冈底斯中段厅宫地区林子宗火山岩锆石U-Pb年龄和地球化学特征

林子宗火山岩事件是印度-亚洲大陆主碰撞过程的火山作用响应,对冈底斯带的构造演化具有重要意义。在冈底斯中段厅宫地区通过系统的LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年,获得林子宗群典中组底部、年波组上部和帕那组顶部的火山岩锆石U-Pb年龄分别为(66.4±0.35)Ma、(53.6±1.5)Ma和(45±0.6)Ma。对林子宗火山岩的岩石地球化学分析表明,该火山岩具弧火山岩特征,早期表现出陆缘弧火山岩的特点,至中期年波旋回钾玄岩出现,标志着陆内岩浆作用的开始,到晚期帕那旋回则显示出陆壳重熔和地壳加厚的特征,记录了新特提斯洋消减俯冲到陆陆碰撞的地质信息。     

西藏冈底斯带西段狮泉河地区林子宗群火山岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及地质意义

林子宗群火山岩广泛发育在冈底斯带的南部,长期以来被认为是印度与亚洲大陆碰撞过程中的火山响应,对冈底斯带南缘的地质演化具有重要意义。迄今对林子宗群火山岩的研究主要集中在冈底斯带的中东部,未见有冈底斯带西部地区林子宗群火山岩的研究报道。对冈底斯带西部狮泉河地区的林子宗群火山岩进行了年代学与元素地球化学研究。结果表明,研究区年波组主要包括玄武安山岩、安山岩与流纹岩,属钙碱性—高钾钙碱性系列;帕那组火山岩主要为流纹岩,属于高钾钙碱性和钾玄岩系列。岩石富集大离子亲石元素Rb、Th、U等,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、Sr、Ba等,与冈底斯带中东部林子宗群火山岩一致,具有岛弧火山岩的特征。此外,帕那组流纹岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为53.9±0.5Ma,比冈底斯带中东部帕那组形成时代更早。结合前人的研究成果表明,印度与亚洲大陆的碰撞具有西早东晚的特点。     

西藏冈底斯带中部南木林地区林子宗群火山岩锆石U-Pb年龄和地球化学特征

林子宗群火山岩广泛分布在冈底斯带上,其岩石学特征及所代表的区域不整合事件被认为与特提斯洋俯冲消减到印度-亚洲大陆碰撞转变有关。对冈底斯带南木林地区的林子宗群火山岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年及地球化学研究,获得林子宗群火山岩帕那组LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为46.08±0.47Ma、49.00±1.30Ma,对比冈底斯带其他地区已发表的年龄数据,认为印度-亚洲大陆碰撞(在西藏南部)的时间,东部可能依次早于中部和西部。地球化学特征表明,冈底斯带南木林地区林子宗群火山岩具有碰撞后地壳加厚背景下产生的弧火山岩特征,应为新特提斯洋俯冲消减到印度-亚洲大陆碰撞构造背景下形成的。     

冈底斯西段达若地区林子宗群典中组火山岩 锆石U-Pb定年与Hf同位素

林子宗群火山岩是对印度—欧亚大陆碰撞造山作用的响应,记录了新特提洋闭合和陆陆碰撞过程的关键信息。前人对林子宗群典中组火山岩积累了大量研究成果,但主要集中在冈底斯中、东段,而对西段的典中组火山岩研究较少,难以形成系统性的对比研究。文章对冈底斯西段达若地区典中组近底部流纹质晶屑凝灰岩进行了详实的岩相学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素地球化学研究。结果显示,典中组近底部流纹质晶屑凝灰岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为61.9±0.3Ma和61.1±0.6Ma,可近似代表达若地区典中组火山岩底部的成岩年龄;锆石ε_(Hf)(t)值为低弱的负值,但具有变化较大的范围,介于-4.97～-1.54之间,平均-3.10,明显富集Hf同位素,二阶段Hf同位素模式年龄(T_(DM2))介于1083～1273Ma之间,表明岩浆主要起源于中元古界古老地壳物质,并混染了少量幔源组分。结合前人研究成果对比分析认为,印度—欧亚大陆碰撞在东西向具有穿时性,表现为中部碰撞时间早于东部和西部,同时也揭示出南冈底斯带地壳结构的差异性,即并非完全由新生地壳组成,至少在朱诺—达若—打加错一带存在古老结晶基底。     

西藏冈底斯中段孔隆至丁仁勒地区林子宗群火山岩锆石SHRIMP年龄和地球化学特征的区域对比

本文对冈底斯中段孔隆-丁仁勒地区的林子宗群火山岩进行了地球化学和锆石SHRIMP定年测试,在年波组下部的英安质岩屑晶屑熔结凝灰岩(LZ06022-2)中获锆石SHRIMP年龄为59.64±0.72Ma,在典中组下部的安山质晶屑凝灰岩(LZ06017-4)中获锆石SHRIMP年龄为69.97±0.72Ma,这是目前为止林子宗群火山岩底部的最老年龄。结合前人资料,对冈底斯地区林子宗群火山岩的火山活动、地球化学及形成年代等进行了区域对比,结果显示整个冈底斯带林子宗群火山岩以喷溢相和爆发相为主,从早期到晚期爆发强度逐渐减弱,早期典中组以爆发相为主到晚期帕那组以喷溢相为主,且随着时间的演化火山活动强度表现为由强→弱,早期东段比中段和西段火山活动强,中期西段和中段比东段火山活动强,晚期均较弱,年波组火山活动强烈且频繁,持续时间长,从而形成了冈底斯中段林子宗群火山岩的独特性;岩石地球化学特征显示随着时间的演化具有从基性→中性→酸性岩浆演化的规律,全碱含量逐渐升高,岩石系列由钙碱性系列→高钾钙碱性系列→钾玄岩系列逐渐过渡;林子宗群火山岩具有陆缘弧火山岩的特征,是印度-亚洲大陆碰撞的产物,碰撞的起始时限在冈底斯带东、中、西段具有一定的差异,中段略早于东段和西段发生大陆碰撞。     

冈底斯中段格达地区典中组火山岩锆石U-Pb年龄和地球化学特征

青藏高原南部广泛发育的林子宗火山岩蕴涵着新特提斯洋俯冲与印度—亚洲大陆碰撞过程的地质信息。为探讨冈底斯中段格达地区典中组火山岩的形成时代、岩浆源区及构造环境等特征,对其开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年和地球化学特征研究。研究结果表明: 该地区典中组火山岩锆石U-Pb年龄为(61.6±1.0) Ma; 典中组火山岩相对富集LILE和LREE、亏损HFSE,具典型岛弧火山岩的特征; 岩浆源区主要来源于地壳物质部分熔融,是俯冲岛弧构造环境下新特提斯洋北向俯冲消减过程的产物。     

西藏南木林盆地林子宗群火山岩年代学和地球化学特征

为了更好地约束林子宗群火山岩的年龄格架、岩石成因及其演化历史,对拉萨地块中南部南木林盆地的林子宗群火山岩进行了详细的岩相学、锆石U-Pb年代学和全岩主微量元素地球化学研究.结果显示,南木林盆地林子宗群火山旋回时限依次为62.8～57.0 Ma、52.0～50.2 Ma、49.7 Ma.随着时间的演化,早期典中组以爆发相为主,年波组以喷发-沉积相为主,到晚期帕那组以喷溢相为主,且呈现出从中酸性向酸性演化,由钙碱性系列向高钾钙碱性系列再到钾玄岩系列逐渐过渡的趋势.其中,典中组英安质岩石为钙碱性系列,富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,具有明显的Nb、Ta、Ti负异常,显示典型的弧火山岩特征;年波组和帕那组流纹质岩石为钙碱性-高钾钙碱性系列岩石,且有钾玄岩出现,富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,除具有明显的Nb、Ta、Ti负异常外,还具有显著的Ba、Sr、P负异常,显示碰撞-碰撞后火山岩的特点.上述特征暗示典中组英安质岩石可能是新特提斯洋北向俯冲消减过程中岛弧区幔源岩浆底侵诱发上覆地壳部分熔融的产物,年波组和帕那组流纹质岩石则是印度-亚洲大陆碰撞初期阶段英安质岩石进一步分离结晶的产物.林子...     

西藏冈底斯带中西部措麦地区林子宗火山岩地球化学特征及意义

广泛发育在西藏冈底斯带南部的林子宗火山岩被认为是印度与亚洲大陆碰撞的火山作用响应,对于揭示大陆碰撞的时限和过程具有重要的意义。但迄今对林子宗火山岩的系统研究主要局限于拉萨东北部的林周盆地林子宗火山岩的典型剖面,缺乏对冈底斯带中西部地区林子宗火山岩的系统研究。本文在已有区域地质填图研究的基础上,对冈底斯带中西部的措麦地区林子宗年波组火山岩(65～70Ma)进行了岩石学、元素与Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究。措麦年波组主要为酸性火山岩、钙碱性和高钾钙碱性系列岩石,比林周盆地年波组更偏酸性,更富碱,显示出更明显的碰撞后加厚背景的火山岩特征。岩石富集大离子亲石元素Rb、Ba、Th、U,富集Pb,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、P,与林周盆地年波组相似,都具有典型的岛弧火山岩特征。措麦年波组火山岩具有更为富集的Sr-Nd-Pb同位素特征(87Sr/86Sr为0.709～0.727;εNd(0)为-9.7～-6.9),相对于东部林子宗火山岩,措麦的岩浆源区中更加富集地壳基底组分,表明冈底斯带南部地壳基底组成的不均一性。若冈底斯带南部的林子宗火山岩底部年龄可以代表印度与亚洲的碰撞起始时间,则措麦地区发生更早,可能预示着印度与亚洲大陆沿着雅鲁藏布缝合带发生的碰撞具有穿时性,中西部地区碰撞时间略早于东部。     

拉萨地块中段查孜地区典中组火山岩锆石U-Pb年龄及地质意义

林子宗群火山岩是在青藏高原南部广泛发育的新生代火山岩,形成于新特斯洋闭合向印度-亚洲大陆碰撞过渡的背景下,其底部典中组火山岩的年龄对限定印度-亚洲大陆的碰撞时限具有重要意义.然而林子宗群火山岩的研究主要集中在拉萨地块东部林周盆地及其附近,其中部和西部的火山岩研究较少,系统的年代学研究则更少.对拉萨地块中段查孜地区的一条林子宗群典中组火山岩剖面进行了系统的锆石U-Pb年代学研究,获得了火山岩锆石U-Pb年龄分别为70.7±1.4 Ma、69.9±1.5 Ma、68.3±1.2 Ma.结合前人资料,对拉萨地块林子宗群火山岩年代学进行了区域对比,结果显示其底部火山岩的年龄沿东西走向存在一定的差别,中段年龄略早于东段和西段,表明印度-亚洲大陆碰撞中段略早于东部和西部.      

西藏林周地区帕那组火山岩时代及构造背景

林子宗火山岩在冈底斯带上广泛发育,其中帕那组火山岩的形成时代、构造背景和成因都存在一定争议。对林周地区帕那组火山岩进行了年代学和岩石地球化学研究,结果表明,研究区火山岩以流纹岩和英安岩为主,w(SiO2)极高,表现由高钾钙碱性系列向钾玄岩系列过渡的特征。帕那组火山岩微量元素地球化学特征显示LREE、LILE富集,HFSE亏损,Eu负异常,与岛弧火山岩地球化学特征相似。此外,帕那组流纹岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(51.3±0.7)Ma,是目前为止冈底斯带中东段中的最老年龄。帕那组火山岩形成于后碰撞背景之下,其岩浆为地壳源区的部分熔融作用所形成。     

冈底斯中段林子宗火山岩岩石地球化学特征

广泛发育在冈底斯岩浆岩带中的林子宗火山岩及其与下伏地层间的区域不整合提供了印度-亚洲大陆碰撞的重要证据.谢通门地区的林子宗火山岩早期以中基性-中性岩为主,夹少量流纹质凝灰岩,晚期以流纹质火山岩为主.岩石学和地球化学研究表明,这套火山岩早期以钙碱性为主,带有较多陆缘火山岩特征,中期开始出现标志陆内活动的钾玄岩,晚期更多地显示了加厚陆壳条件下火山岩的特点,记录了由新特提斯俯冲消减末期过渡到印度-亚洲大陆碰撞的信息.中基性岩浆来源于俯冲带的地幔源区,长英质岩浆形成于加厚地壳的部分熔融.结合区域同位素年龄资料,可以认为林子宗火山岩中高钾流纹质火山岩是印度-亚洲大陆碰撞阶段陆壳缩短加压升温引起部分熔融的产物.     

大陆碰撞过程的火山岩响应：以西藏林周林子宗火山岩为例

印度-亚洲大陆碰撞伴生有大量火山活动,其中,林子宗火山岩发育最广,遍布碰撞带北侧的冈底斯带,形成长逾1200 km的火山岩带。林周地区作为林子宗火山岩的命名地,该套火山岩发育相对齐全,为安山岩、流纹岩及相应的火山碎屑岩夹沉积碎屑岩组合,顶部发育巨厚流纹质凝灰岩,可以划分出三个火山旋回,其生成时代介于63.89~48.73 Ma。岩石学和地球化学资料显示,林子宗火山岩自下而上SiO₂和K₂O含量以及Al₂O₃饱和度增加,其岩浆从早到晚由中性、中钾和准铝质变化到酸性、高钾和过铝质,晚期喷发巨厚的火山灰流,反映区域地壳明显的加厚,由早期的30~40 km变化到晚期的50~60 km。火山岩相对富集Cs、Rb、K、U,亏损Ta、Nb、Ti、Sr、Ba、P,早期与桑日组安山岩地球化学特征相近,而中—晚期与乌郁、扎嘎等地渐新世高钾火山岩相似,表明早期岩浆具有新特提斯洋俯冲板片印迹,而中—晚期具有后碰撞作用特点。林子宗火山岩作为印度-亚洲大陆碰撞过程的响应,记录着古新世至始新世（64~48 Ma）印度-亚洲大陆之间的碰撞向碰撞后演化过程。     

西藏冈底斯西段狮多地区火山岩的地质地球化学特征

西藏冈底斯西段狮多地区火山岩为一套高钾钙碱性和钙碱性系列岩石,分为古新世(59 7Ma)和中新世(17 2Ma)两个活动时期,早期的时代和层位大致相当于冈底斯东段的林子宗群典中组。与典中组火山岩相比较,该期火山岩的稀土元素总量(w(∑REE)=58 83×10-6)低得多,轻、重稀土分馏程度(w(La)N/w(Yb)N=3 44)较弱,分布曲线更为平缓;N(143Nd)/N(144Nd)的现在值(0 512275～0 512420)和初始值εNd(t)(-6 7～-4 0)也明显偏低,这反映冈底斯东、西段同一时期的火山活动及演化各具特色。根据Pb、Nd、Sr同位素的组成特征和微量元素构造环境判别推断,狮多地区火山岩形成于陆缘弧—陆 陆碰撞造山的发展演化环境,是新特提斯洋壳向大陆下俯冲作用过渡到陆 陆碰撞造山作用的产物。狮多铁 铜矿与古新世火山岩有成因联系。     

措勤盆地林子宗群火山岩地球化学特征

青藏高原措勤盆地新生代火山活动十分强烈,以古近纪林子宗群火山岩为代表,主要分布在盆地中央隆起带的冈底斯构造岩浆岩带中,在北部坳陷带中仅有零星分布。林子宗群火山岩主要由安山岩、流纹岩、中酸性熔岩和火山碎屑岩组成。岩石化学研究表明属钙碱－高钾钙碱系列;岩石地球化学研究表明,木子宗群火山岩具岛弧火山岩特点,为喜马拉雅板片与冈底斯－念青唐古拉板片碰撞作用的产物。     

西藏罗布真矿区林子宗群火山岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

罗布真铅锌多金属矿床位于冈底斯火山-岩浆活动带的中南部,矿区内广泛发育林子宗群火山岩,岩性为英安岩和流纹质晶屑凝灰岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,罗布真矿区内林子宗群英安岩的成岩年龄为(49.14±0.86) Ma,应属于帕那组火山岩地层,并非前人所认为的典中组。岩石具有高K、低Ti的特征,属于高钾钙碱系列;相对富集Rb、Th、U、K、Zr、Hf等元素,亏损Nb、Ta、P、Ti、Sr等元素,且轻重稀土分馏明显,具有明显的负铕(δEu=0.50~0.65)异常。在印度-亚洲大陆汇聚的过程中,新特提斯洋向欧亚大陆俯冲,约50 Ma发生了大规模的火山、岩浆作用,同时岩浆-热液成矿作用也进入高峰期,林子宗群火山岩的形成时代与该时代一致,形成于陆陆碰撞形成的板内环境。罗布真矿区林子宗群火山岩年龄的厘定,揭示了冈底斯带林子宗群帕那组火山岩具有赋矿潜力,对认识该地区林子宗群火山岩与热液脉型铅锌多金属矿化的关系具有指导意义。     

西藏拉萨地块东部尼木—加查地区林子宗群火山岩年代学、地球化学特征及其构造意义

拉萨地块广泛分布中—新生代岩浆活动,研究其对于认识新特提斯洋的演化和理解整个青藏高原的形成过程有着重要意义。对拉萨地块东部尼木—加查地区比马组火山岩进行了年代学与元素地球化学研究,结果显示该比马组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为55.2~57.6 Ma,明显晚于已发表的比马组火山岩年龄177~195 Ma,而与林子宗群火山岩年龄(30.4~70.0 Ma)相符。因此,该地区原来认为的比马组火山岩可能需要重新厘定为林子宗群年波组火山岩。研究区火山岩主体为玄武岩、玄武安山岩、安山岩和英安岩,属中、高钾钙碱性系列。地球化学特征显示火山岩整体上富集大离子亲石元素Rb、Th、U等,Nb、Ta、Zr、Ti等高场强元素则表现明显的负异常,具有典型的岛弧火山岩特征。稀土元素配分模式主要表现为轻稀土元素右倾型,Eu表现出无异常到中等的负异常。此外,研究区年波组火山岩年龄晚于拉萨地块中西部年波组形成时代,结合前人的研究成果,可能指示印度与亚洲大陆的碰撞具有西早东晚的特点。     

印度—亚洲大陆主碰撞过程的火山作用响应

广泛发育在西藏冈底斯岩浆岩带中的林子宗火山岩及其与下伏地层间的区域性不整合 ,提供了印度—亚洲大陆碰撞 (在西藏南部 )的构造火成岩新证据。岩石学、主元素、微量元素、稀土元素及Nd Sr Pb同位素地球化学研究表明 ,林子宗火山岩早期带有较多陆缘弧火山岩特征 ,中期开始出现标志陆内岩浆活动的钾玄岩 ,晚期更多地显示了加厚陆壳条件下火山岩的特点 ,记录了由新特提斯俯冲消减末期过渡到印度—亚洲大陆碰撞的信息。系统的40 Ar/3 9Ar同位素测年确定林子宗火山岩的年龄区间为 4 0 .84～ 6 4 .4 7Ma ;其底部年龄给出了林子宗火山岩与下伏地层间不整合形成时间的最晚时限 (～ 6 5Ma)。该不整合面上、下之地层在沉积相、变形样式与变形程度上均截然不同 ,反映形成环境的重大变化 ,标志着一次重大的地质事件。根据上述事实 ,结合青藏高原岩浆活动的区域时空分布 ,及西藏南部地层、古生物与沉积研究成果 ,笔者认为印度—亚洲大陆碰撞开始于 6 5Ma左右(K/T界限时间 )。