藏南特提斯喜马拉雅带内江孜-康马地区白垩纪多期基性岩浆作用

在特提斯喜马拉雅带东部江孜-康马一带发育大量近东西向展布的辉绿岩体/墙,研究表明这些基性岩至少可分为三期:(1)形成于~140Ma的辉绿岩具有OIB型地球化学特征,部分样品Sr-Nd同位素组成与其东部~132Ma错美-班布里大火成岩省中基性岩相当,部分高镁样品具有Nb-Ta负异常和Pb正异常,εNd(t)值小于0;(2)形成于~120Ma的辉绿岩显示N-MORB型地球化学特征;(3)形成于~90Ma的辉绿岩显示E-MORB型地球化学特征。后两期基性岩的Sr-Nd同位素组成均显示与印度洋MORB相关。结合同时期的Kerguelen地幔柱活动轨迹及东冈瓦纳大陆裂解事件,本文认为江孜-康马地区~140Ma基性岩代表Kerguelen地幔柱及其与上覆东冈瓦纳大陆岩石圈地幔相互作用产物,是Kerguelen地幔柱长期潜伏于东冈瓦纳大陆下的证据,在前人研究基础上将该地幔柱影响的范围从错美向西拓展了约200km;之后随着东冈瓦纳大陆裂解和印度洋的开启及扩张,印度板块逐渐北移并远离Kerguelen地幔柱,江孜-康马地区~120Ma和~90Ma两期基性岩代表新生印度洋软流圈部分熔融的产物,与Kerguelen地幔柱无关。该区识别出的三期基性岩浆活动表明:特提斯喜马拉雅带的东部在白垩纪经历了与东冈瓦纳大陆裂解、印度洋的开启和扩张相关的多期基性岩浆活动。这些基性岩为深入了解和限定特提斯喜马拉雅带自140Ma以来的古地理位置和构造演化过程提供了新的岩石记录和时间坐标。     

西藏拉萨地体西北部革吉地区两期早白垩世岩浆作用——锆石U-Pb年龄、Hf同位素和地球化学特征

邦巴岩体位于拉萨地块西部革吉地区,由主体花岗岩、花岗闪长岩、闪长质包体及一系列近平行、南北向展布的花岗斑岩脉体组成。野外地质调查和LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年表明,革吉地区白垩纪的两期岩浆活动分别发生在131~132Ma和127Ma。早期岩浆作用形成主体花岗岩、花岗闪长岩及闪长质包体,具有以下特征:(1)明显富集K、Cs等大离子亲石元素,亏损Nb、Ti、Zr等高场强元素;(2)具有明显的负Eu异常(Eu/Eu*=0.49~0.61)及负Ce异常;(3)具负εHf(t)值(-3.2~-0.3)及古老的地壳模式年龄(1.210~1.399Ga);(4)初始Sr同位素比值为0.70424~0.71472,εHf(t)值为-5.70~-5.54。晚期岩浆作用形成花岗斑岩脉体,具有以下特征:(1)富集K、Cs等大离子亲石元素,强烈亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素;(2)基本不具有负Eu异常或具有轻微的负Eu异常(Eu/Eu*=0.74~0.87);(3)具有更老的Hf同位素地壳模式年龄(1.226~1.576Ga)及更负的大范围变化的εHf(t)值(-6.1~-0.7)。晚期岩浆作用锆饱和温度(777~796℃)及轻稀土元素不饱和温度(794~812℃)均高于早期岩浆的锆饱和温度(661~762℃)及轻稀土元素不饱和温度(750~769℃)。上述特征表明,两期岩浆作用均为中拉萨地块古老基底部分与地幔物质混染部分熔融的产物,随着岩浆作用的持续进行,岩浆中的古老地壳组分增加,熔体温度也增加,可能与南向俯冲的班公-怒江洋壳回转驱动的地幔岩浆活动向北迁移有关。     

青藏高原东南缘次林错岩体晚白垩世—早新生代快速剥蚀

青藏高原东南缘是研究构造、地貌演化和气候变化相互作用的理想场所,前人研究主要揭示了晚始新世—早中新世和晚中新世以来的快速剥蚀事件,缺乏晚白垩世—早新生代时期地貌演化过程的研究。次林错花岗岩已有的低温热年代学数据覆盖了整个新生代时期,为探索该区域新生代早期的剥露演化历史提供了重要资料。该岩体新生代早期冷却事件是岩浆冷却单一作用的结果,还是受快速剥蚀作用的影响,目前仍然存疑,需要定量研究。因此,本文结合已有的岩石地化和年代学数据,对次林错花岗岩开展了锆石饱和温度和一维岩浆冷却模拟研究。锆石饱和温度计算结果表明次林错花岗岩的岩浆结晶温度介于647～705℃之间,属低温花岗岩。一维岩浆冷却模拟结果显示岩体侵位时的最小围岩温度为160～120℃,对应深度约为3.7～5.0 km。结合锆石和磷灰石(U-Th)/He年代学数据,本文认为该岩体在晚白垩世—早新生代时期(67～40 Ma)经历了一期剥蚀量至少为2 km的快速剥蚀事件。已发表成果的综合分析表明,此次快速剥露事件可能是整个青藏高原地区广泛存在的构造剥蚀事件,新特提斯洋的俯冲闭合与印亚板块的初始碰撞可能是触发此次大规模区域剥蚀的主要原因。     

藏南冈底斯岩基东段朗县杂岩早白垩世岩浆作用: 新特提斯洋二次俯冲

新特提斯洋长期俯冲消减作用在早白垩世可能经历二次俯冲启动或板片俯冲几何形态的重大转换。确定西藏南部冈底斯岩基早白垩世岩浆作用的岩石地球化学特征和作用方式是甄别上述过程的关键,对理解新特提斯洋的俯冲演化过程至关重要。本文就冈底斯岩基东段朗县杂岩中保存的各类早白垩世岩浆岩,开展了锆石U-Pb地质年代学和Hf同位素、全岩元素和同位素（Sr-Nd）组成分析。数据结果表明：1）基性岩侵位时代为早白垩世晚期（103.6~100.8Ma）,为高钾钙碱性偏铝质岩石,锆石ε_Hf（t）=+0.3~+5.7,全岩ε_Nd（t）=-0.8和-0.3,暗示其岩浆源区具有大量俯冲沉积物或流体的混入,为沉积物熔体和流体交代的地幔楔物质部分熔融的产物,经历了一定程度的角闪石分离结晶作用;2）中性岩形成于99.8~97.6Ma,略晚于基性岩,其主量元素与基性岩具有较好的线性关系,全岩ε_Nd（t）=+1.1,具有较多的地幔物质参与,为基性岩浆进一步演化形成;3）酸性岩（脉体）记录了多阶段岩浆作用（124.1~95.3Ma）,根据同位素组成不同进一步划分为两类,第一类具有较低的全岩ε_Nd（t）值（-8.3~-6.0）,其岩浆源区显示富集特征,t_DM2=1385~1586Ma,由古老地壳物质的再熔融形成;第二类的锆石ε_Hf（t）值（-2.8~+3.2）变化较大,岩脉的锆石ε_Hf（t）=+0.4~+8.1,t_DM=428~906Ma,全岩ε_Nd（t）=+0.1和+0.8,表明岩浆源区具有不均一性,为古老地壳物质被富流体地幔岩浆改造形成;和4）镁铁质包体的主量元素与寄主花岗岩具有较好的线性关系,锆石的Hf同位素组成变化较大（ε_Hf（t）=-9.3~+4.1）,变化范围可达13个ε单位,为岩浆混合成因。寄主花岗岩和角闪辉长岩分别作为酸性和基性端元,是基性岩浆与其诱发古老地壳熔融形成的花岗质岩浆经混合形成。结合冈底斯岩基早白垩世岩浆岩的研究结果,朗县杂岩在早白垩世（124~97Ma）的岩浆作用具有明显的岩浆混合现象,锆石Hf和全岩Sr-Nd同位素组成变化较大,可达13个ε单位,其岩浆源区复杂且富含流体,代表了新特提斯洋在早期（240~144Ma）经历漫长的俯冲之后,在早白垩世时期（~120Ma）俯冲带发生跃迁或俯冲角度达到临界点,导致大量俯冲沉积物和流体沿俯冲带俯冲下去,与发生部分熔融的地幔楔物质混合,底侵导致上覆古老地壳物质的再熔融,形成早白垩世复杂的岩浆岩组合,很可能是新特提斯洋二次俯冲开始的标志。

     

青藏高原南部与东南部重要成矿带的大地构造定格与找矿前景

印度/亚洲汇聚-碰撞过程经历了新特提斯洋盆滋生、消减和俯冲、亚洲南缘增生造山以及印度/亚洲碰撞造山和青藏高原的隆升,在青藏高原南部和东南部造就了"冈底斯火山岩浆带"、"雅鲁藏布江缝合带"、"喜马拉雅碰撞造山带"和大量物质向南东逃逸的"三江侧向挤出地体群",以及相应形成具有重大找矿突破战略前景的"冈底斯成矿带"、"雅鲁藏布江成矿带"、"特提斯喜马拉雅成矿带"和"三江成矿带"。本文通过对四大成矿带的大地构造定格讨论了与资源前景相关的科学问题,提出"冈底斯成矿带"中的岛弧型斑岩铜金矿具有找矿的重大潜力、重视藏东—滇西地区的俯冲-碰撞型岩浆成矿专属性研究;提出扩大西藏罗布莎铬铁矿矿集区的开发规模,以及在西部阿里地区的大型超基性岩体中寻找新的铬铁矿远景地的思路;在三江多阶段成矿作用的叠合型矿床中,集中古特提斯和新特提斯成矿类型,关注与斜向碰撞有关的走滑剪切带对成矿作用的制约机制;需进一步确定特提斯喜马拉雅矿化带与藏南拆离系关系和重视始—中新世高Sr/Y花岗(斑)岩的成矿专属性及找矿前景。     

西藏措勤晚白垩世英安岩的厘定与地球化学特征

野外地质调查和SHRIMP锆石U/Pb地质年代学研究表明,拉萨地块中带措勤地区发育一套形成于晚白垩世中期的英安岩(88.5±1.2 Ma)。该套火山岩具有岛弧火山岩的地球化学特征,为地壳深部岩浆岩部分熔融形成的Ⅰ型岩浆岩,经历了明显的斜长石分离结晶作用。与同时代的侵入岩相比,该套火山岩为高度演化的岩浆,Rb/Sr比值较高,但Sr/Y比值较低。在拉萨地块内部,广泛发育的90～85 Ma的岩浆作用与新特提斯洋的北向俯冲作用相关。     

苏鲁榴辉岩中磷灰石的矿物学和微量元素地球化学

磷灰石是榴辉岩中最常见的副矿物之一,见证了高压-超高压变质岩从原岩形成、俯冲和折返所伴随的物理化学过程。为进一步揭示苏鲁超高压榴辉岩经历的物理和化学过程,我们对取自中国大陆科学钻探工程（CCSD）主孔岩心和苏北地表露头榴辉岩中的磷灰石进行了详细的岩相学分析和LA-ICP-MS原位微量元素分析。分析结果表明,在苏鲁榴辉岩中,磷灰石绝大多数是在超高压变质作用阶段重结晶生长的。未受退变质影响的磷灰石富含LREE和Sr元素,退变质作用促使磷灰石中活动性较强的LREE和Sr明显降低而HREE含量略微升高,并产生负Eu异常。磷灰石边部HREE的升高可能与折返过程中的升温作用和石榴子石分解有关,Eu负异常的产生可能还与退变质过程中发生了氧逸度f^O2的降低有关;结合前人对磷灰石中“出溶”现象的研究,提出榴辉岩磷灰石中的独居石“出溶体”很可能是磷灰石与富含NaCl和硅酸盐的退变质流体发生交代反应所致,磷灰石中硫化物“出溶体”的形成除了氧逸度降低的原因外,可能也与折返过程中发生的短期升温作用有关。超高压变质岩从进变质-峰期→早期退变质→角闪岩相退变质阶段,变质流体可能经历了氧化→还原→氧化状态的复杂变化。     

藏南也拉香波早渐新世富钠过铝质淡色花岗岩的成因机制及其构造动力学意义

藏南也拉香波穹隆位于近东西向展布的北喜马拉雅片麻岩穹隆(NHGD)最东端,主要由石榴角闪岩、石榴石云母片麻岩、二云母花岗岩和淡色花岗岩组成.SHRIMP锆石U/Pb定年结果表明也拉淡色花岗岩的结晶年龄为35.3±1.1Ma,明显老于位于该穹隆以西类似的淡色花岗岩(年龄普遍<25Ma).全岩元素和Sr-Nd同位素测试结果揭示：(1)也拉香波淡色花岗岩为过铝质富钠花岗岩;(2)与片麻岩相似,也拉香波淡色花岗岩富集大离子亲石元素(LILE,如K,Sr,Rb和Ba),但亏损Ti,Y,Yb,Sc和Cr;(3)和片麻岩或角闪岩相比,也拉香波淡色花岗岩同时亏损LREE和HREE,但与HREE相比,LREE相对富集;(4)在Sr-Nd同位素系统特征上.淡色花岗岩初始Sr同位素比值与角闪岩的相当,在0.711949～0.719344之间;但远小于片麻岩.而Nd同位素组成在片麻岩和角闪岩之间,在-8.9～-15.0之间.以石榴角闪岩和片麻岩为端元,简单混合计算表明：由石榴角闪岩为主和片麻岩为辅组成的混合源区发生部分熔融作用,各自产生的熔体进行不同程度的混合,可形成类似于也拉香波淡色花岗岩成分的岩浆,其中角闪岩的部分熔融起主要作用.使用Zr在岩浆中的饱和浓度温度计得出岩浆的平均温度为673℃,在此温度下,变泥质片麻岩在高压(～10kbar)条件下的水致部分熔融和角闪岩部分熔融都可形成也拉过铝质富钠淡色花岗岩,但角闪岩的脱水部分熔融起主导作用.在地壳增厚条件下,下地壳角闪岩的部分熔融可能是导致喜玛拉雅造山带从缩短增厚向伸展垮塌转换的主要因素之一.     

藏南冈底斯岩基晚白垩世构造岩浆作用:以拉萨白堆复合岩体中-基性岩脉群为例

拉萨白堆复合岩体寄主为含包体的花岗闪长岩,并被一系列平行-近平行东西走向中-基性岩脉群穿插,总体形成类似"条纹码"般的构造形式。锆石U-Pb定年表明,这些基性岩脉主要形成于85~68Ma。同期中性和基性脉岩都表现出富集大离子亲石元素和LREE,亏损高场强元素,Sr同位素初始比值较低,但Nd同位素比值(εNd(t)+3.1)和锆石Hf同位素组成(εHf(t)+10.7)较高,都不具有Eu异常。与中性脉岩相比,基性脉岩具有(1)Mg O含量较高和较高的Mg#(50.6);(2)较高的Cr、Ni、Co含量;(3)较富集HREE且平坦分布。但中性脉岩Y含量较低,Sr/Y比值(38~72)较高,具有高Sr-低Y的特征;这些特征表明:这些岩浆岩的源区可能为受流体交代的岩石圈地幔。中-基性脉岩之间具有岩浆演化关系,在岩浆演化过程中以角闪石的分离结晶为主。结合文献数据,这些新数据表明冈底斯岩基的在晚白垩世(85~68Ma)经历了弧上伸展构造作用,岩浆作用持续活动,可能与新特提斯洋板片的北向斜俯冲相关。     

青藏高原北缘红柳峡富锆安山岩脉的成因：钙长石分离结晶作用和锆石的异常溶解

在阿尔金走滑断裂与祁连山北缘逆冲断裂带交汇的酒西盆地出露年龄约为85Ma的富锆安山岩脉,切割年龄大约为105Ma的基性熔岩(粗面玄武岩和玄武安粗岩)。这条安山岩脉具有十分特殊的地球化学特征,具体表现为 (1)强烈过碱性,Na2O K2O达11．8％,A／CNK比值为0．5540;(2)强烈富集高场强元素(HFSE),如Zr(1421μg／g),Hf (26．4μg/g),Y(48．2μg/g),Nb(104．0μg/g),Ta(8．5μg/g)等;(3)明显的Ce正异常;(4)近平直的MREE和HREE稀土配分模式;(5)与基性熔岩相似的初始Sr但明显较低的Nd同位素比值(大于28εNd单位)。这些差异性不仅反映了它们各自源区地球化学特征的差异性,而且反映了部分熔融和岩浆后期演化过程中主要矿物和副矿物溶解或结晶行为的差异性。分析表明,钙长石的结晶分离作用和部分熔融过程中锆石溶解程度的升高是导致该岩脉异常地球化学特征的主控因素。该岩脉所揭示的地球化学过程有助于解译青藏高原内部中生代以来的相似中酸性碱性火山岩的成因。