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。     

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.     

青藏高原冈底斯带中部朱诺地区林子宗群火山岩锆石U-Pb年龄和地球化学特征

林子宗火山岩是发育在青藏高原南部冈底斯带的古近纪火山岩, 被认为代表了新特提斯洋俯冲消减结束过渡到印度—亚洲大陆碰撞过程的产物, 其确切的时代对于限制印度—亚洲大陆的碰撞时限具有重要意义.对冈底斯带中部朱诺地区的林子宗火山岩进行了系统的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、元素和Sr-Nd同位素地球化学研究, 获得的林子宗火山岩的典中组、年波组和帕那组LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为64.8±1.6 Ma、59.7±1.8 Ma和48.9±0.8 Ma.元素和同位素地球化学结果表明, 朱诺地区各组特征与区域上特征相似, 其中典中组和年波组火山岩属于钙碱性和高钾钙碱性系列, 具有岛弧火山岩特点; 帕那组出现大量的钾玄岩, 属于同碰撞火山岩.证明前人提出的雅鲁藏布江地区洋盆闭合和印度—亚洲大陆碰撞开始时间为50 Ma左右的观点.      

澜沧江南带三叠纪火山岩岩石学、地球化学特征、Ar-Ar年代学研究及其构造意义

滇西三江地区澜沧江南带广泛发育三叠纪火山岩。在北部云县一带,中晚三叠世火山岩出露齐全,自下而上可划分为中三叠统忙怀组(T₂m),上三叠统小定西组(T₃x)和上三叠统芒汇河组(T₃mh)。忙怀组以酸性火山岩为主,为一套流纹岩夹火山碎屑岩组合;小定西组发育为中基性火山熔岩夹火山碎屑岩;芒汇河组具有流纹质火山碎屑岩与玄武岩共存的"双峰式"火山岩特征。地球化学特征表明,南澜沧江带三叠纪火山岩具有弧火山岩与大陆板内火山岩的双重属性,推测其形成环境为过渡型的大陆边缘造山带环境。对南澜沧江带南部景洪附近采集到的石英安山岩样品进行Ar-Ar年龄测试,得到的坪年龄为236.7±2.2Ma,为中三叠世。结合火山岩年代学结果,推测澜沧江洋主碰撞期为早三叠世,中三叠世与晚三叠世早期分别为碰撞后的应力松弛阶段与洋盆继续俯冲期,到晚三叠世末期,俯冲作用结束,澜沧江洋关闭。     

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。     

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。     

西秦岭宕昌地区晚三叠世酸性火山岩的锆石U-Pb年代学、地球化学及其地质意义

西秦岭造山带在早中生代发育了以印支早期(245~234Ma)和印支晚期(225~205Ma)两期高钾钙碱性花岗岩占绝对优势,并伴有少量火山岩的强烈岩浆活动。本文报道的西秦岭宕昌火山岩总体上是一套以流纹岩为主,并含粗面岩和英安岩的酸性火山岩组合。流纹岩锆石U-Pb测年结果为229Ma,限定其喷发时代为晚三叠世早期。宕昌火山岩属于过铝质的高钾钙碱性-钾玄岩系列,以富集Rb、Ba、Th、U、K并相对亏损Nb、Ta、Ti、P为特征,(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i=0.7048~0.7068,ε_Nd(t)=-4.3~-4.0,亏损地幔模式年龄(t_DM)为1.20~1.24Ga。宕昌火山岩起源于下地壳富钾变基性岩的部分熔融,部分岩浆还可能受到了少量地幔或上地壳物质的混染,源区深度约40km。西秦岭地块存在扬子型的中新元古代基底,但不同地段的基底特征存在较大差异。华北板块与扬子板块在西秦岭地区的初始碰撞可能接近229Ma,宕昌火山岩则形成于以整体挤压为主、局部剪切伸展为辅的地壳逐渐加厚的动力学环境。     

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。     

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。     

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 )。     

羌塘西北部松西地区新生代火山岩岩石地球化学特征及成因讨论

羌塘西北部松西地区新生代火山岩由安山岩、英安岩和晚期火山颈相流纹斑岩3种岩石类型组成,属于钙碱性-高钾钙碱性岩石系列.岩石富集大离子亲石元素和LREE,相对亏损高场强元素,Nb、Ta、Ti负异常,反映源岩具有壳源特征,基性端员的SiO2含量＜53%,表明松西地区玄武安山岩不可能完全由陆壳直接局部熔融产生,应该有少量基性的地幔物质加入.岩浆Eu负异常不明显,说明岩浆来源于加厚陆壳中下部,是印度板块与欧亚板块发生长期碰撞挤压导致青藏高原北部包括羌塘地区的陆壳缩短和加厚、拉萨地块大陆岩石圈的北向俯冲作用以及羌塘陆块之下上涌的软流层物质的底侵作用,引发增厚下地壳发生部分熔融形成的.     

大兴安岭北部中生代火山岩特征及岩浆演化

据火山岩岩石组合、地球化学特征、喷发旋回特征及岩浆来源,将大兴安岭北部中生代火山岩划分为三个岩浆演化旋回。晚侏罗世塔木兰沟—吉祥峰旋回火山岩为碱性系列亚碱性系列,岩浆来源于上地幔并有陆壳物质的混染;早白垩世的上库力旋回火山岩为高钾钙碱性系列,岩浆来源于地壳的部分熔融;早白垩世伊列克得旋回火山岩为碱性到亚碱性过渡系列,岩浆来自于地幔并受地壳的混染。综合研究表明,大兴安岭北部中生代火山岩形成于板内环境,早白垩世火山岩可能形成于大陆裂谷环境。     

中部拉萨地体南侧吉瓦地区早白垩世则弄群火山岩的发现及意义

西藏尼玛县吉瓦地区措勤-多瓦后陆拗陷带内分布的火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为120.3~126.5Ma左右,重新厘定为早白垩世则弄群,否定了前人归属为上新世乌郁群(N2wy)及始新世帕那组(E2p)的认识。岩石以酸性火山岩为主,中基性火山岩为辅,酸性岩类主要为火山碎屑岩类和熔岩类,典型岩石类型为流纹质熔结凝灰岩和流纹岩等,中基性岩主要为玄武安山岩,安山玄武岩等,杏仁构造普遍发育。研究区大量的流纹质熔结凝灰岩的出现反映了吉瓦地区的火山岩主要为陆相火山喷发形成。地球化学特征显示轻稀土富集,负Eu异常明显,富集K、Rb、Th、U等大离子亲石元素,相对亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素。酸性火山岩具有A型花岗质岩浆岩特征,基性岩具有板内玄武岩亲缘性,这一特征可能与班公湖-怒江洋壳岩石圈南向俯冲过程中发生的板片断离有关。中部拉萨地体南侧早白垩世火山岩的发现,使班公湖-怒江洋壳南向俯冲在晚侏罗世-早白垩世的岩浆活动在原来的基础上向南延伸70~80km,火山岩地层时代的重新归位对研究冈底斯带早白垩世地球动力学背景及建立地质年代学格架提供了新的约束资料,具有重要的科学意义。吉瓦地区早白垩世则弄群火山岩可能受到了班公湖-怒江特提斯洋壳向南、雅鲁藏布江洋壳向北的双向俯冲制约。     

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。     

藏北新生代玄武质火山岩起源的深部机制——大陆俯冲和板片断离驱动的地幔对流上涌模式

近年来地震层析成像揭示出可可西里-西昆仑中新世-第四纪钾质火山岩带下方存在一个深达900km的巨型地幔低速体,空间上与新特提斯洋和印度大陆俯冲断离板片沉降形成的冷地幔下降流共存(Replumaz et al.,2010a,b),两者构成统一的地幔对流体系。研究表明,羌塘古近纪(60~34Ma)钠质玄武岩和高钾钙碱性玄武岩均以富含Ti O2、P2O5和大离子亲石元素为特征,主体具有与OIB相近的微量元素组成和弱亏损的Sr、Nd同位素特征,指示岩浆起源于软流圈的上涌熔融,但Nb、Ta的弱亏损表明岩浆源区有岩石圈地幔熔融组分的贡献。羌塘(32~26Ma)碱性钾质玄武岩与可可西里和西昆仑中新世以来喷发的钾质玄武岩的地球化学性质相近,不相容元素比值和Sr、Nd同位素组成指示岩浆起源于古俯冲地幔楔的低程度熔融。这些特征表明藏北软流圈上涌作用始于古近纪,初始上涌中心位于羌塘地体之下。计算表明藏北古近纪火山岩距离当时的印度大陆北缘的最大和最小距离约为1250km和700km,与现今可可西里地幔低速体的南、北边界与印度大陆北缘的距离相近,支持羌塘古近纪地幔上涌作用也是受藏南冷地幔下降流所驱动。青藏高原在南北缩短过程中不仅表现为软流圈自西向东挤出流动,地幔垂向对流也是其重要的运动形式,在地幔上升流形成的藏北热幔区内,地壳的水平缩短增厚与岩石圈地幔的伸展减薄呈脉动式共存。藏南冷地幔下降流和藏北热地幔上升流的持续北移是导致藏北后碰撞火山岩时空迁移的主要控制因素。     

云南腾冲火山岩岩石学特征

腾冲火山岩群是我国著名的新生代火山岩群之一。岩相学特征表明，该火山群为典型的钙碱性系列玄武岩—安山岩—英安岩弧火山岩组合。它喷发于晚上新世—晚更新世，但这一时期腾冲地区已为大陆板内环境，腾冲弧火山岩的形成至少在俯冲作用停止以后60Ma，属于一种滞后型弧火山。