西藏乃东地区雅鲁藏布江缝合带中蛇绿混杂岩的变质作用及岩石学特征

雅鲁藏布江缝合带位于青藏高原南部,是印度板块向欧亚板块俯冲的产物,代表着新特提斯洋岩石圈的残片。文章对西藏乃东地区雅鲁藏布江缝合带中蛇绿混杂岩的变质作用及岩石学特征进行了研究。该带总体呈近东西向延伸,受变地质体主要为晚侏罗—早白垩世泽当蛇绿岩。通过野外地质调查、岩相学及岩石地球化学分析,结合岩石成因研究及构造环境判别,认为泽当蛇绿岩由地幔橄榄岩、辉长质杂岩、镁铁质杂岩、海相沉积物及伴生铬铁矿和斜长花岗岩等组成,属低绿片岩相—高绿片岩相区域变质岩。     

新特提斯洋晚白垩世演化特点:来自泽当共国日二长花岗岩年代学、地球化学及Sr-Nd同位素证据

为加深对西藏泽当地区新特提斯洋演化的认识,对西藏泽当蛇绿混杂岩带内的共国日二长花岗岩进行了岩石学、岩石地球化学、同位素及年代学等研究,研究显示:共国日二长花岗岩岩体规模小、岩性稳定,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(90.40±0.68)Ma,属晚白垩世;岩石地球化学具高硅、富铝、富钾、低钛和准铝质钙碱性花岗岩特征;轻稀土富集、重稀土亏损,具明显的负Eu异常,微量元素表现为相对富集Rb、K、Ba、Th、U等大离子亲石元素,显著亏损Nb、P、Ti等高场强元素;(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i=0.705 708~0.706 284,(¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd)_i=0.512 689~0.512 716,ε_Nd(t)=2.00~2.51。以上特征表明,位于泽当蛇绿混杂岩带内的共国日二长花岗岩属于I型花岗岩,由正常岛弧岩浆形成,应为晚白垩世新特提斯洋向北俯冲形成的岛弧环境下俯冲带上部地壳部分熔融的产物,其不属于泽当蛇绿岩的组成部分,表明在90 Ma前泽当洋内弧已经消失。     

西藏泽当蛇绿岩壳层火山熔岩的岩石地球化学及成因

泽当蛇绿岩位于雅鲁藏布江蛇绿岩带东段 ,对其壳层火山熔岩的研究表明 ,该熔岩属亚碱性玄武岩 ,岩石化学上表现为低Si、Mg ,高Al、Na的特征 ;稀土分布型式表现为LREE微富集 ,HREE平缓 ,不具有Eu负异常 ;Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素较为富集 ,反映出泽当蛇绿岩的形成并未受到俯冲作用的影响。通过对其构造环境的判别 ,得出泽当蛇绿岩形成于边缘洋盆环境 ,由于印度板块向北推进 ,使边缘海盆俯冲消亡 ,而蛇绿岩被构造侵位到如今的位置上。     

西藏泽当蛇绿岩玄武岩SHRIMP锆石U-Pb年龄 及其地质意义

雅鲁藏布江缝合带中各蛇绿岩体的准确定年对待提斯洋演化和青藏高原隆升的研究具有重要意义.泽当蛇绿岩是雅鲁藏布江缝合带东段最大的蛇绿岩块体,关于其形成年龄目前仍存在不同的认识.通过SHRIMP锆石U-Pb测年得到蛇绿岩中玄武岩的形成年龄为154.9Ma±2.0Ma(95％置信度,MSWD=0.98).蛇绿岩中的玄武岩是洋脊扩张的产物,其形成年龄代表了扩张事件的时间,也代表了蛇绿岩的形成时代.结合已有的雅鲁藏布江缝合带蛇绿岩的形成年龄,该年龄进一步反映出雅鲁藏布江缝合带蛇绿岩形成时间具有东早西晚的特点.泽当蛇绿岩与含有埃达克质英云闪长岩的泽当岛弧火成岩基本为同期形成的.地球化学特征显示定年的玄武岩形成于俯冲带之上,且具有指示洋内俯冲环境的地球化学特征.因此,泽当SSZ型蛇绿岩可能形成于洋内俯冲机制.     

对雅鲁藏布江缝合带嘎学组和泽当组的新认识

在1:5万区域地质调查的基础上,对雅鲁藏布江缝合带北带与蛇绿岩相伴产出的嘎学组和泽当组进行了综合研究,并就其岩石地球化学参数及构造环境与蛇绿岩进行了对比。结合相关古生物及同位素年龄资料,初步认为: 嘎学组和泽当组火山岩与蛇绿岩是不同时代、不同成因类型的产物,嘎学组和泽当组形成于晚侏罗世—早白垩世与洋内俯冲相关的洋内弧构造环境,为洋板块地层序列的前弧玄武岩类(FAB型); 在后期俯冲碰撞过程中,嘎学组和泽当组主体被改造成混杂岩,或呈断夹片(块)状残存于混杂岩带中,表现为俯冲增生杂岩带的构造组合样式。该认识对合理恢复并建立雅鲁藏布江缝合带北带洋板块地层序列具有重要的地质构造意义。     

西藏泽当—罗布莎蛇绿岩的地球化学特征及其构造意义

西藏泽当—罗布莎蛇绿岩是雅鲁藏布江蛇绿岩带的重要组成部分,受控于板块碰撞结合带。该蛇绿岩主要由变质橄榄岩、辉长辉绿岩及玄武岩等组成。变质橄榄岩具有低的A l2O3和CaO含量,以富Mg,贫Ti、∑REE为特征,与世界上典型蛇绿岩中方辉橄榄岩的特征值一致。辉长岩和玄武岩的主量元素、微量元素特征显示其含有洋脊拉斑玄武岩和大洋岛弧拉斑玄武岩的双重成分,其中高场强元素Nb、Ta、Zr、H f等亏损,大离子亲石元素Rb、Sr、Ba等相对富集,具有大洋岛弧玄武岩的特点。辉长岩在球粒陨石标准化稀土元素配分模式图上为LREE亏损的平坦型,无负Eu异常,与洋中脊玄武岩类似。根据上述特征并结合区域地质构造特征,认为泽当?罗布莎蛇绿岩可能形成于边缘海盆地的海底慢速扩张环境。     

西藏改则蛇绿岩中斜长花岗岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及构造意义

西藏改则蛇绿岩主要由地幔橄榄岩、均质辉长岩、玄武岩、玄武安山岩和斜长花岗岩组成。其中斜长花岗岩主要由石英、基性斜长石组成,SiO2含量较高,为72.18%～74.55%,Mg#均值为42,Na2O含量为1.30%～3.13%,K2O含量很低,为0.26%～0.67%,Na2O/K2O变化范围为3.64～8.23。斜长花岗岩和中基性岩(辉长岩、玄武岩和玄武安山岩)的元素地球化学特征表明,改则斜长花岗岩可能是由基性岩部分熔融形成的,并且斜长花岗岩富集Sr、Rb等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,具有岛弧型火山岩的特点,推测该斜长花岗岩形成于岛弧环境,是SSZ型蛇绿岩的组成单元。LA-ICPMS法测得斜长花岗岩中锆石U-Pb加权平均年龄为189.8±1.9Ma,表明班公湖-怒江缝合带改则地区在早侏罗世发生了俯冲作用,该区的俯冲消减时间要早于西段的班公湖地区,晚于东段丁青地区。     

缅甸密支那地区发现侏罗纪的SSZ型蛇绿岩

本文报道了在缅甸的密支那地区发现的一套侏罗纪SSZ型蛇绿岩和有关的岩石单元。蛇绿岩由地幔橄榄岩、安山玄武岩、淡色辉长岩和辉长岩类、橄榄辉石岩和含长辉石岩类、以及斜长花岗岩组成。锆石的U-Pb定年获得安山玄武岩的形成年龄为166±3Ma、淡色辉长岩177±1Ma、橄榄辉石岩171±2Ma,和斜长花岗岩176±1Ma。安山玄武岩以低K2O(平均0.21%)和中TiO2(0.8%～1.2%)为特征,熔岩的球粒陨石标准化属于近平坦和LREE轻微富集型〔(La/Yb)N变化于1～1.3之间〕。微量元素MORB标准化蛛网图显示,熔岩和其他基性岩的大离子亲石元素Sr,K,Rb和Ba含量明显富集,而高场强元素Nb、Th、Ta、Zr、Ti明显亏损,为典型的SSZ构造背景成因的熔岩特征。87Sr/86Sr(i)比值为0.70367～0.70397,以及εNd(t)为正值(4～5.3),均表明它们的岩浆源区为亏损地幔源区。从空间展布看,密支那蛇绿岩与缅甸东带蛇绿岩应属同一条蛇绿岩带,与我国西藏的雅鲁藏布江缝合带相连。但不同的是,雅鲁藏布江缝合带侏罗纪时(约170Ma)为MOR型蛇绿岩,但密支那侏罗纪出现的是SSZ型蛇绿岩。两者时间如此相近,我们认为用洋内俯冲来解释较为合适。但值得注意的是,也有人将缅甸东带蛇绿岩与西藏北带的班公湖-怒江缝合带相连,并且后者在侏罗纪时也已经出现SSZ型蛇绿岩。因此,有必要进一步开展对密支那蛇绿岩构造背景的研究。     

雅鲁藏布江蛇绿岩带东段泽当蛇绿岩起源及演化

本文通过对泽当蛇绿岩中地幔橄榄岩主要矿物的矿物化学,以及蛇绿岩中地幔橄榄岩、玄武岩和辉长岩的岩石化学和地球化学的研究,结合前人对泽当蛇绿岩年代学和构造背景的认识,讨论泽当蛇绿岩的起源和演化。①通过对泽当蛇绿岩地幔橄榄岩中橄榄石的Fo值,斜方辉石和单斜辉石的En值、Mg#值和Al2O3含量,尖晶石的Mg#和Cr#值的讨论,发现泽当蛇绿岩地幔橄榄岩起源于洋中脊下亏损地幔域,方辉橄榄岩的熔融程度比二辉橄榄岩高,后期都受到俯冲带的改造。②通过对地幔橄榄岩岩石化学和地球化学分析,绝大多数的主量元素和微量元素的含量低于原始地幔,微量元素的原始地幔标准化曲线与深海橄榄岩曲线重合,说明它们是亏损的原始地幔熔融残留物,起源于洋中脊环境。③通过对泽当蛇绿岩辉长岩的岩石化学和地球化学研究发现辉长岩起源于比N-MORB更亏损的源区,具有N-MORB的性质,后期可能因为受到俯冲带的改造又具有了岛弧拉斑玄武岩的性质。④泽当蛇绿岩玄武岩包含N-MORB型和E-MORB型两类,说明泽当蛇绿岩起源于包含富集地幔的岩浆源区。N-MORB型玄武岩还具有岛弧拉斑玄武岩的性质,说明N-MORB型玄武岩后期受到俯冲带的改造,而EMORB型玄武岩没有受到俯冲带影响。⑤通过总结前人对泽当蛇绿岩年代学和构造背景的研究成果以及本文的发现,作者认为泽当蛇绿岩是170Ma左右起源于混合不均一的洋中脊下亏损地幔域,150Ma左右在弧前环境受到俯冲带的改造。     

藏南罗布莎蛇绿岩壳层熔岩地球化学特征及成因

罗布莎蛇绿岩是雅鲁藏布江蛇绿岩带东段出露较好,也是研究程度较高的蛇绿岩片之一,对其壳层熔岩研究表明,该熔岩属于亚碱性玄武岩与安山岩/玄武岩之间的过渡类型,富集Rb、K、Ba等大离子亲石元素,高场强元素具有轻微左倾正斜率分布特征,并亏损Nb、Ta,反映出该蛇绿岩受到了俯冲作用的影响,稀土元素显示LREE亏损、HREE平缓的球粒陨石标准化分布模式,体现了该蛇绿岩N-MORB的地球化学特征,结合第一过渡系元素地球化学特征,通过对其构造环境的判别,提出罗布莎蛇绿岩属于岛弧型蛇绿岩范畴,其构造环境应为俯冲带之上(SSZ)的弧间盆地。     

New recognition of Gaxue Formation and Zedang Formation in Yalu Tsangpo Suture Zone

On the basis of the 1:50 000 regional geological survey, the authors comprehensively studied Gaxue Formation and Zedang Formation in North Yalu Tsangpo Suture Zone, and compared their petrogeochemical parameters and tectonic environment with ophiolite. Combined with paleontological and high-precision isotope dating analysis, it is preliminarily considered that Gaxue Formation, Zedang Formation and ophiolite are products of different genetic types. Gaxue Formation and Zedang Formation were formed in the intra-oceanic arc tectonic environment from late Jurassic to early Cretaceous, and belonged to the front arc basalt (FAB type) which was the standard oceanic plate stratigraphic sequence. In the late subduction and collision process, the main body of Gaxue Formation and Zedang Formation was transformed into melange or existed in the melange belt in the form of a broken clip (block), mainly as the structure styles in subduction and accretionary complex zones. This understanding is of great geological tectonic significance for the rational restoration and establishment of the northern belt oceanic plate stratigraphic sequence of Yalu Tsangpo Suture Zone.     

藏南仲巴地体早奥陶世构造-热事件及其地质意义

仲巴地体是雅鲁藏布江缝合带西段南北蛇绿岩带之间的重要构造单元,目前对其是否存在早古生代构造-热事件记录及构造属性判别尚不明确.通过野外观测、岩石地球化学研究和年代学分析,在仲巴地体中段的公珠错一带识别出一套侵入到黑云斜长片麻岩中的片麻状二长花岗岩,其锆石U-Pb年龄为~478 Ma,表明岩石形成时代为早奥陶世;该套花岗岩具有高Si、富Al和总碱含量较高的特点,铝饱和指数A/CNK=1.13~1.20,富集大离子亲石元素Rb、K,相对亏损Ba、Sr、Nb、Ti等,属于钙碱性强过铝质花岗岩.这是首次在雅鲁藏布江缝合带西段仲巴地体内部识别出代表早奥陶世构造-热事件的地质记录,该套花岗岩形成过程与原特提斯洋向冈瓦纳大陆北缘俯冲结束后的上地壳熔融相关,证明仲巴地体在早古生代应为东冈瓦纳大陆北缘的组成部分.      

西藏雅鲁藏布江缝合带西段东波蛇绿岩的构造背景特征

西藏东波蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带西段,由地幔橄榄岩、辉石岩和辉长岩等组成。地幔橄榄岩主要为方辉橄榄岩、纯橄岩和少量二辉橄榄岩。岩体的边界出露玄武岩和硅质岩等。地幔橄榄岩中有少量辉石岩和辉长岩的脉岩,宽约1 m,走向北西,与岩体的构造线方向基本一致。各岩相岩石地球化学研究结果表明,东波蛇绿岩的岩相存在较大的差异,玄武岩具有与洋岛玄武岩(OIB)相似的地球化学特征,而地幔橄榄岩中辉石岩、辉长岩脉与洋中脊玄武岩(MORB)相似,形成于洋中脊环境,并受后期俯冲流体作用的改造。东波岩体中二辉橄榄岩具有与深海地幔橄榄岩较一致的轻稀土亏损特征,而方辉橄榄岩和纯橄岩的地球化学特征显示出岩体形成于MOR环境,后受到SSZ环境的改造。东波蛇绿岩的岩石地球化学特征显示其洋中脊叠加洋岛的构造背景。     

Petrology,geochemistry, and geochronology of mafic rocks from the Taoxinghu Devonian ophiolite,LongmuCo–Shuanghu–Lancang suture zone,northern Tibet: evidence for an intra-oceanic arc–basin system

Abstract

A newly discovered Devonian ophiolite located in the Taoxinghu area of central Qiangtang on the Qinhai–Tibet Plateau is described. The ophiolite consists of gabbro and diabasic dikes, and invasive cumulate gabbros-leucogabbros. The ophiolite has undergone greenschist facies metamorphism and minor deformation. Dating of the metagabbro by laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry (LA-ICP-MS) zircon U–Pb techniques yielded a weighted mean age of 367.2 ± 3.3 Ma (Late Devonian). Whole-rock geochemical analyses show that the rocks belong to the tholeiite series, with weak depletion in light rare-earth elements (LREEs), almost no Eu anomalies, weak enrichment in large-ion lithophile elements (LILEs), depletion in Nb and Ta, and weak negative Hf and Ti anomalies. These characteristics are similar to those of back-arc basin basalts. Together, these characteristics suggest that the rocks of the Devonian ophiolite formed by ~30% partial melting of spinel lherzolite, which was enriched by interaction with aqueous fluids during the late-generation phases; there is no evidence of subduction-related melting. The Devonian ophiolite rocks in the Taoxinghu area were first discovered in the LongmuCo–Shuanghu–Lancang suture zone. Detailed geochemical analyses show that the rocks formed in a back-arc ocean basin environment, indicating that the LongmuCo–Shuanghu–Lancang suture zone in central Qiangtang represents a Late Devonian intra-oceanic subduction zone in the Palaeo–Tethys Ocean. The discovery of the central Qiangtang Devonian ophiolite provides essential data for understanding the evolutionary history of the Palaeo–Tethys Ocean, and for identifying and understanding the roles of the different tectonic units on the Qinghai–Tibet Plateau.     

北祁连缝合带油葫芦沟蛇绿岩中花岗斑岩锆石U Pb年龄及地质意义

蛇绿岩是保存在陆或弧上的大洋岩石圈残片,是洋中脊扩张或板块俯冲消减过程的产物。花岗质岩石可存在于蛇绿岩形成的不同阶段,是研究蛇绿岩形成演化和精确定年的重要岩石单元。油葫芦沟蛇绿岩是北祁连缝合带中具有代表性的蛇绿岩残片之一,对侵入到玄武岩中的花岗斑岩进行地球化学分析,结果表明花岗斑岩具有过铝和高钾特征,稀土和微量元素表现出明显的LREE富集,具有典型的仰冲型花岗岩特征。对花岗斑岩进行LA ICP MS锆石U Pb测年,20个测点数据的206Pb/238U加权平均年龄为(4975±15) Ma,该年龄代表了花岗斑岩的形成年龄及蛇绿岩仰冲就位的时代。结合北祁连蛇绿岩带的地质概况、年龄数据和地球化学特征,认为油葫芦沟蛇绿岩在晚寒武世仰冲就位,为北祁连洋向北俯冲提供了重要的时间约束。     

西藏班公湖-怒江缝合带西段洞错蛇绿岩中的辉长岩锆石U-Pb年代学及地质意义

洞错蛇绿岩位于班公湖-怒江缝合带西段阿里地区,前人对其空间展布、构造环境及成因有过一定的探讨,但研究程度薄弱.选择洞错蛇绿岩中的辉长岩为研究对象,对其开展详细的岩相学、地球化学、年代学等工作,解读洋盆的形成时间及构造环境.结果表明,辉长岩与N-MORB相比具有较高的Mg#,低K、Na、P和Ti的元素特征,亏损Hf、Zr、Nb等高场强元素（HFSE）,具有轻稀土亏损型配分模式,表明可能源于N-MORB型亏损地幔源区.地球化学元素研究表明辉长岩岩浆源自亏损的尖晶石二辉橄榄岩~30%部分熔融,可能形成于与洋内俯冲相关的岛弧或者弧前构造环境,属于SSZ型蛇绿岩.辉长岩锆石的U-Pb测年指示其结晶年龄为222±4.8 Ma（MSWD=0.5,n=28）,代表了辉长岩的形成年龄,佐证了洞错蛇绿岩形成于晚三叠世,表明班公湖-怒江特提斯洋盆从晚三叠世开始存在洋内俯冲消减地质作用.