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。     

拉萨地块北部去申拉组火山岩:班公湖-怒江特提斯洋南向俯冲的产物?

拉萨地块广泛分布有中生代的岩浆活动,研究它们对于认识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的启示。本文首次对出露于拉萨地块北缘的去申拉组火山岩进行了详细的主、微量及同位素地球化学研究,结果显示去申拉组火山岩主要包括亚碱性的玄武岩、玄武安山岩、安山岩,主体为中钾钙碱性系列;其明显亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti等),相对富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Sr等),具有岛弧火山岩的特征;稀土元素配分模式主体表现为轻稀土元素富集右倾型,少数具有较平坦的配分模式,无Eu异常;具有低Sr、高Nd(εNd:0.32～5.29)同位素特征,表明其源于亏损的地幔源区,暗示其为俯冲带地幔楔部分熔融的产物。结合区域地质资料及前人的研究成果,认为去申拉组火山岩代表了特提斯班公湖-怒江洋盆沿拉萨地块北缘南向俯冲消减的产物,从而为中生代班公湖-怒江洋盆的南向俯冲消减提供了直接的岩石学证据。     

西藏安多早侏罗世火山岩岩石成因及对班公湖-怒江特提斯洋俯冲消减的制约

拉萨地块广泛分布着中生代的岩浆活动,研究它们对于认识特提斯洋的演化过程有着重要的启示。本文报道安多地区新识别出的早侏罗世岛弧型火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、锆石原位Hf同位素、全岩主微量元素分析和Sr-Nd同位素结果。英安岩206Pb/238U年龄为180.7±4.7Ma(MSWD=0.22,n=10),指示其形成时代为早侏罗世。这些火山岩的SiO_2含量为62.50%~76.15%,MgO含量为0.33%~3.05%,Fe_2O_3T含量为2.35%~6.69%;所有样品都显示轻稀土元素相对富集,具有铕的弱负异常,具有富集大离子亲石元素、亏损高场强元素的地球化学特征;同时这些火山岩锆石原位εHf(t)值均为正值(+15.1~+17.1);全岩Sr-Nd同位素εNd(t)值也均为正值(+7.1~+13.2),指示这些火山岩很可能是特提斯洋俯冲消减过程中新生下地壳部分熔融的产物。结合区域地质资料,认为安多火山岩不可能是龙木错-双湖古特提斯洋或雅鲁藏布江新特提斯洋俯冲消减的产物,而是班公湖-怒江特提斯洋俯冲消减的产物,区域上很可能与改则北、日土地区的侏罗纪侵入岩一起构成了班公湖-怒江特提斯洋北侧的岩浆弧带。由此本文认为安多早侏罗世岛弧型火山岩是班公湖-怒江特提斯洋北向俯冲消减的产物,从而为班公湖-怒江特提斯洋的俯冲消减过程提供了直接的火山岩证据。     

西藏林周盆地设兴组玄武岩地球化学特征及意义

青藏高原南部拉萨地块分布的晚白垩世岩浆活动,对了解特提斯洋的构造演化及约束印度-亚洲大陆初始碰撞时限等具有重要的意义。本文在西藏林周盆地林子宗火山岩的下伏晚白垩世设兴组地层中首次发现了玄武岩夹层,并系统开展了玄武岩的Ar-Ar年代学、全岩主量和微量元素地球化学、以及Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究。设兴组玄武岩呈夹层状产出于设兴组顶部的红色砂岩中,其斜长石Ar-Ar年龄为90.6±1.8Ma。玄武岩属于高钾钙碱性系列,富集轻稀土元素、强烈富集Ba、Th、U等大离子亲石元素(LILEs),亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素(HFSEs),具有明显的大陆边缘弧的火山岩成分特征。玄武岩的Sr-Nd-Pb同位素成分比较均匀,(87Sr/86Sr)t为0.706568~0.706620,εNd(t)为+0.72~+4.75,(206Pb/204Pb)t比值为18.649~18.675,(207Pb/204Pb)t比值为15.640~15.666,(208Pb/204Pb)t比值为39.055~39.108,岩石总体表现出来自于亏损地幔的特征。综合岩石学和地球化学研究结果,设兴组玄武岩可能是晚白垩世(约90.6Ma)俯冲于拉萨地块之下的新特提斯洋壳在重力拖拉下发生板片回转,导致软流圈物质上升提供热量,从而诱发了俯冲流体交代的地幔楔的部分熔融形成的。本文结果进一步证明,之前普遍认为缺少晚白垩世火山岩的拉萨地块南缘,存在新特提斯洋的俯冲作用及其岩浆作用产物。     

藏南昂仁县桑桑地区林子宗群火山岩的形成时代 和地球化学特征

桑桑地区林子宗群火山岩Sr、Nd同位素地球化学特征和SHRIMP锆石U-Pb地质年代学数据表明:①林子宗火山岩以高钾流纹岩为主,属于高钾钙碱性系列岩石,形成于49.8Ma± 0.92 Ma,属于帕那组火山岩地层;②林子宗火山岩稀土元素配分模式较为一致,相对于HREE,强烈富集LREE;③林子宗火山岩具有相对低的初始Sr同位素值(87Sr/86Sr(i)=0.70488~0.70569)和较高的初始Nd值(εNd(i)=-1.38~-1.58);④总体上富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,与岛弧型火山岩的地球化学特征类似。桑桑地区林子宗火山岩在形成过程中明显受到角闪石和斜长石分离结晶作用的影响。可能是俯冲的新特提斯洋板片断离或变陡,进而导致经历过俯冲交代作用的富集岩石圈地幔甚至局部下地壳发生部分熔融,形成的初始岩浆发生混合作用,并在近封闭条件下发生高度分离结晶作用的产物。结合已有的结果,认为冈底斯带南带普遍经历了50Ma左右的岩浆作用。     

拉萨地块南部冈底斯~50 Ma负ε_(Nd)(t)花岗质侵入岩的发现及其地质意义

拉萨地块南部冈底斯岩浆带主要形成于中生代–早新生代(205~40 Ma),正的锆石ε_(Hf)(t)和全岩ε_(Nd)(t)显示了新生地壳组分的特征,其形成普遍被认为与新特提斯洋俯冲或印度–欧亚大陆碰撞后的板片断离有关。作者近期的研究工作显示,冈底斯岩浆带中部的早始新世挡顶拉和先弄错纳花岗质侵入岩具有明显的负ε_(Nd)(t)值。锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄表明,上述侵入岩形成于~50 Ma,与冈底斯早新生代岩浆大爆发时期(~50 Ma)一致。挡顶拉和先弄错纳侵入岩具有轻稀土元素富集、重稀土元素亏损以及中等的负Eu异常特征,但先弄错纳岩体具有低的稀土元素总量和更明显的轻、重稀土元素分异。挡顶拉和先弄错纳侵入岩具有明显富集的Sr-Nd同位素组成:(~(87)Sr/~(86)Sr)i=0.7096~0.7121,εNd(t)=-7.3~-8.0。这些侵入岩主要可能来自古老地壳的重熔,且其源区组成矿物可能为黑云母+角闪石+石英+斜长石,岩浆在上升过程中经历了结晶分异。尽管目前的研究资料还无法解释这种富集的同位素特征是与拉萨古老地壳的部分熔融有关,还是与俯冲的印度古老大陆地壳物质熔融有关,但是明显负ε_(Nd)(t)值的花岗质岩石在拉萨地块南部冈底斯岩基中部的出现,有可能为新特提斯洋俯冲及印度–欧亚大陆碰撞过程提供新的启示。     

西藏拉萨地块东部南缘昌果地区典中组火山岩的年代学、地球化学及成因

林子宗群火山岩被认为是新特提斯洋消亡到印度与欧亚大陆碰撞过程的产物。前人对林子宗群火山岩进行了大量的研究工作,并取得了丰硕的成果,但在拉萨地块东部地区的研究仅限于林周盆地周围,而拉萨地块东部南缘地区的研究尚处于空白状态。本文首次对拉萨地块东部南缘昌果地区林子宗群典中组火山岩进行了年代学、全岩地球化学和Sr-Nd同位素研究。结果表明,典中组火山岩(14DST-23、14DST-25)锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分别为(69.97?0.45) Ma、(66.80?1.10) Ma;岩性主要为中性的安山岩、粗安岩,夹少量的酸性流纹岩,属钙碱性-高钾钙碱性系列;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,显示典型弧火山岩的特征; Sr-Nd同位素组成上,中性岩的初始87Sr/86Sr比值为0.703980, 143Nd/144Nd比值为0.512864,εNd(t)值为5.1。以上特征暗示昌果地区典中组中性火山岩可能形成于新特提斯洋俯冲过程中亏损地幔源区的部分熔融。昌果地区典中组火山岩具有大陆边缘弧火山岩的特征,应形成于俯冲的岛弧环境。     

拉萨地块南部得明顶地区叶巴组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其成因

作为拉萨地块南部形成时代最早的火山岩,叶巴组火山岩对于确定新特提斯洋的俯冲过程及印度欧亚大陆碰撞前的演化等具有重要意义。前人的研究结果显示,叶巴组火山岩是一套岩性由基性到酸性连续的、具有岛弧地球化学特征的火山岩。目前在叶巴组火山岩中只有酸性岩获得了精确的锆石U-Pb年龄,显示其形成时代为早侏罗世。然而对叶巴组中基性火山岩目前尚无精确的年代学报道。另外,有关叶巴组火山岩形成的动力学背景,目前还存在争议。对拉萨地块南部得明顶地区的叶巴组火山岩进行了锆石U-Pb年龄和地球化学研究,获得其锆石U-Pb年龄为188.8±1.8Ma,表明与酸性火山岩形成时代一致。得明顶地区叶巴组火山岩地球化学数据显示其具有类似于岛弧火山岩的特征,富集大离子亲石元素、亏损高场强元素、轻重稀土元素分异明显,部分样品具有Sr及Eu(δEu=0.75~0.83)的略微异常。结合前人的研究成果认为,叶巴组火山岩很可能形成于大陆边缘弧,其形成与新特提斯洋的北向俯冲有紧密的联系。     

冈底斯中段厅宫地区比马组碎屑锆石U-Pb年龄

桑日群广泛分布于冈底斯火山岩浆弧的中东段,是新特提斯洋俯冲作用的代表性记录。本文对冈底斯中段厅宫地区桑日群比马组开展了碎屑锆石U-Pb同位素测年和地球化学特征研究,结果表明：比马组所含的碎屑锆石具有85.7~143.5Ma、160.2~191.2Ma、334.4~364.1Ma和904Ma四个年龄段,其中最年轻的碎屑锆石年龄为85.7±1.9Ma,结合古生物资料,认为比马组形成于早—晚白垩世,其物源主要来自于拉萨地块,尤其是冈底斯岩基剥蚀源区;岩石地球化学特征显示,比马组沉积主要来源于长英质岩石,是上地壳源区物质经风化剥蚀后搬运沉积形成。     

藏南昂仁县桑桑地区林子宗群火山岩的形成时代和地球化学特征

桑桑地区林子宗群火山岩Sr、Nd同位素地球化学特征和SHRIMP锆石U-Pb地质年代学数据表明：①林子宗火山岩以高钾流纹岩为主,属于高钾钙碱性系列岩石,形成于49.8Ma±0.92 Ma,属于帕那组火山岩地层;②林子宗火山岩稀土元素配分模式较为一致,相对于HREE,强烈富集LREE;③林子宗火山岩具有相对低的初始Sr同位素值（87Sr/86Sr（i）=0.70488～0.70569）和较高的初始Nd值（εNd（i）=-1.38～-1.58）;④总体上富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,与岛弧型火山岩的地球化学特征类似。桑桑地区林子宗火山岩在形成过程中明显受到角闪石和斜长石分离结晶作用的影响。可能是俯冲的新特提斯洋板片断离或变陡,进而导致经历过俯冲交代作用的富集岩石圈地幔甚至局部下地壳发生部分熔融,形成的初始岩浆发生混合作用,并在近封闭条件下发生高度分离结晶作用的产物。结合已有的结果,认为冈底斯带南带普遍经历了50Ma左右的岩浆作用。     

羌塘沱沱河地区多才玛二长岩SHRIMP锆石U-Pb年代学及岩石地球化学

对青海省羌塘地块东北缘沱沱河多才玛铅锌矿区二长岩进行了系统的锆石U-Pb年龄和地球化学研究。结果表明二长岩属于钙碱性-高钾钙碱性,准铝质岩石,具有较高的Na_2O和较低的K_2O、MgO。样品的高Rb/Sr比值(0.21~0.47)、低Nb/Ta比值(13.25~14.02)和低Mg#值等特征显示二长岩岩浆来源于地壳。样品富集轻稀土元素(LREE)、大离子亲石元素(LILE)(Rb,Ba,K,Sr),以及活泼的不相容元素(Th、U),同时亏损高场强元素(HFSE)(Nb、Ta、P、Ti),与弧火山岩特征相似。二长岩的SHRIMP锆石U-Pb定年结果为(65.8±1.1)Ma,显示其形成于晚白垩世—早古新世。结合区域地质背景,推测多才玛二长岩形成于特提斯大洋板块的后期深俯冲阶段。     

拉萨地块西部亚热地区林子宗群火山岩地球化学特征及其构造意义

广泛分布于拉萨地块南部的林子宗群火山岩被普遍认为是新特提斯洋北向俯冲消减结束并由同碰撞向后碰撞构造背景转化过程中的岩浆作用产物,记录了从新特提斯洋俯冲结束到印度-欧亚大陆碰撞-后碰撞的丰富信息。本文对采集于拉萨地块西部亚热地区的林子宗群火山岩样品进行了年代学和岩石地球化学研究,结果显示:林子宗群火山岩为一套钾玄质系列的流纹岩,该岩石具有高硅(w(SiO_2)=73.90%～74.03%)、高钾(w(K_2O)=6.15%～6.28%)、高钾钠比(w(K_2O)/w(Na_2O)=2.14～2.65),富集K、Rb、Th、U、Hf等元素,亏损Nb、Ta、P、Ti、Sr等元素,具有明显的Eu负异常;林子宗群火山岩样品LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为50.1 Ma±0.3 Ma—51.3Ma±0.4Ma之间;结合前人研究,笔者认为亚热地区林子宗群火山岩为形成于印度-欧亚大陆同碰撞背景下的大陆地壳部分熔融的产物。     

西藏桑日县地区中生代火山岩地层层序——基于锆石U-Pb年龄及地球化学数据

青藏高原中生代时期新特提斯洋演化及其相应的岩浆作用一直是高原基础研究的热点之一,其系统研究对新特提斯洋及拉萨地块的地质演化具有重要的意义。以桑日县地区出露的叶巴组、桑日群比马组、桑日群麻木下组、旦师庭组火山-沉积岩系为研究对象,在详细的野外调查及前人研究基础上,选择麻木下组安山岩和旦师庭组火山凝灰岩样品进行锆石U-Pb测年,对叶巴组和桑日群比马组火山岩进行地球化学对比研究。结果表明,桑日群上部比马组火山岩(189.0±3.0~195.0±3.0Ma)与叶巴组火山岩(174.2±3.6~192.7±1.3Ma)均形成于早侏罗世,且两者具有相似的地球化学特征,均为钙碱性岛弧火山岩,表明二者可能形成于相同的构造背景。因此,将比马组从原桑日群中解体出来与叶巴组合并为同一套火山岩地层,而桑日群下部麻木下组(99.9±0.7~136.5±1.7Ma)的形成时间明显晚于比马组,属早白垩世火山岩地层,且具有埃达克岩的地球化学特征,应单独建组;旦师庭组形成于93.7±1.2Ma,属晚白垩世地层,也单独成为一组。     

拉萨地体南缘桑日地区晚白垩世火山岩的年代学、岩石地球化学及成因

拉萨地体南缘桑日地区中酸性火山岩出露广泛, 多期次岩浆活动的叠加使得区内岩浆岩成分复杂、形成时代跨度大。为深入研究该地区火山岩的形成时代、构造背景和成因机制, 本文选取桑日县西侧塔木村附近的中酸性火山岩为研究对象, 开展锆石U-Pb定年、全岩主微量及Sr-Nd同位素分析。锆石U-Pb年龄表明桑日地区塔木村火山岩形成于91.7~90.8 Ma, 属于晚白垩世。桑日地区晚白垩世火山岩SiO2含量为55.79%~74.26%, MgO含量为1.31%~4.34%, 同时具有高Sr(平均含量为779×10–6)、低Y(8.36×10–6~ 15.85×10–6)、Yb(0.92×10–6~1.38×10–6)含量及高Sr/Y比值(36.28~105.59)的特征, 表明桑日晚白垩世火山岩为埃达克质岩石。同时该地区晚白垩世火山岩富集大离子亲石元素Rb、Sr和Pb, 亏损高场强元素Nb、Ta和Ti, 具有较低的87Sr/86Sr初始值(0.704 152~0.704 515)和较高的143Nd/144Nd初始值(0.512 676~ 0.512 750)。综合岩石地球化学特征和区域地质资料, 桑日地区晚白垩世火山岩形成于新特提斯洋壳北向俯冲消减有关的活动大陆边缘环境, 是新特提斯洋壳部分熔融的产物, 洋壳熔体上升过程中伴有地幔楔物质的加入并经历了分离结晶作用。     

西藏冈底斯仁布-拉萨一带花岗岩基的地球化学及其意义

冈底斯岩基记录了特提斯洋壳俯冲消减过渡到印度与亚洲大陆碰撞的深部过程,可以反演壳幔相互作用和高原地壳加厚的历史。本文对冈底斯岩基中段的仁布岩体和拉萨岩体进行了系统的元素、Sr-Nd-Pb同位素和锆石SHRIMP U-Pb定年与Hf同位素研究。本文测年结果为82～45Ma,仁布岩体和拉萨岩体年龄为晚白垩纪到早第三纪。岩石为含有辉长质和闪长质包体的中酸性花岗岩类,岩石类型复杂。岩石富集轻稀土元素和大离子亲石元素,稀土元素总量较低,具有高场强元素的负异常;Sr-Nd-Pb同位素成分表明新特提斯洋地幔端元的较大贡献,岩石具有亏损的Nd同位素和年轻的地幔模式年龄(εNd=-1.5～3.3,tDM=0.5～1.2)和较大变化范围的正的锆石Hf同位素成分(6个ε单位),表明岩石源区中亏损地幔占有较大贡献,冈底斯岩基显示初生地壳特征。本文进一步揭示出,冈底斯岩基中段存在岩浆底侵与岩浆混合作用,大规模的幔源基性岩浆底侵,不仅导致之后经过岩浆混合形成的花岗岩岩基具有初生陆壳成分,同时也是导致冈底斯南部地壳垂向加厚与增生的重要因素。     

西藏山南地区花岗质岩石成因及其对地壳结构变化的记录

西藏拉萨地块南部发育大规模东西带状展布的花岗质岩石,记录了新特提斯洋壳俯冲晚期及随后印度-欧亚大陆碰撞、后碰撞过程的重要信息,受到了学者的广泛关注.对拉萨地块南部山南地区采集的6件花岗质岩石样品进行了LA-ICPMS锆石U-Pb年代学、Hf同位素及全岩主微量元素和Sr-Nd同位素地球化学分析,获得了~90 Ma、65 Ma及23 Ma三阶段的锆石年龄,显示区域内发育了三期岩浆活动事件.三个时代的岩石样品均为亚碱性系列,具类似埃达克质岩特征,富集高场强元素并亏损大离子亲石元素,稀土元素分布图呈右倾型,具有弧岩浆的地球化学特征.本文所有样品的锆石εHf(t)均为正值(+5.6^+14.6),暗示它们可能来源于新生下地壳物质的部分熔融.结合前人已有数据,采用花岗质岩石的La/Yb比值定量还原了山南地区100 Ma以来的地壳厚度演化历史.从晚中生代开始,区域内地壳厚度由厚减薄,到新生代早期达到最薄,此后逐渐增厚.这与中新生代以来新特提斯洋俯冲至印度-欧亚大陆碰撞-后碰撞过程引起地壳结构变化较好地契合.     

中拉萨地块南缘孔隆晚白垩世火山岩成因及对地壳演化的约束

拉萨地块晚白垩世岩浆岩的研究集中于南北两缘,中部的岩浆-构造演化对班公湖—怒江洋或新特提斯洋演化过程的响应及地幔贡献度仍然缺乏精确约束。本次研究报道了中拉萨地块南缘孔隆地区发现的一套流纹质火山岩。锆石U-Pb年代学、全岩地球化学及Hf同位素分析结果显示,孔隆火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(88.0±1.7)Ma,形成于晚白垩世早期。主量元素SiO₂及Al₂O₃含量较高,Mg^#较低;轻、重稀土分馏明显,表现为轻稀土相对富集,重稀土相对亏损;相对富集Rb、Th、K,相对亏损Ba、Eu、Sr、P、Ti;与周缘埃达克岩区别明显。锆石ε_Hf(t)在-10.2~-5.3之间,T_DM2模式年龄为1 492~1 804 Ma,结合Nb/La平均值(0.21)及Nb/Ta平均值(10.1)分析,认为孔隆火山岩可能直接源于古老的下地壳深熔,未经幔源物质混染而形成,其主要驱动力为新特提斯洋壳北向俯冲。本项研究为印亚大陆碰撞前拉萨地块演化提供了新的约束。     

西藏日喀则地区德村-昂仁蛇绿岩内基性岩的元素与Sr-Nd-Pb同位素地球化学及其揭示的特提斯地幔域特征

系统研究了西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带中部日喀则地区德村、吉丁和昂仁蛇绿岩中基性岩石的元素与 Sr-Nd-Pb 同位素地球化学特征。这些基性岩石,包括玄武岩、辉长岩和辉绿岩,属于低钾拉斑玄武岩系列,球粒陨石标准化稀土元素分配模式为轻稀土元素亏损的 N-MORB 型,(La/Yh)_N=0.31～0.65(除样品 DC993为1.17)。在原始地幔标准化微量元素图上,亏损高度不相容元素,与 N-MORB 配分模式一致。相对于 Th,无 Nb、Ta的亏损,显示样品不是产于 SSZ 环境。经构造环境图解判别,样品落入了 N-MORB 区域内;这些元素成分特征表明样品具有洋中脊环境或成熟的弧后盆地环境属性。Sr、Nd 和 Pb同位素组成特征表明特提斯地幔源区以 DM(亏损地幔)为主,同时存在少量 EMⅡ(富集地幔类型Ⅱ)、Sr,Nd 和 Pb 同位素组成特征还表明特提斯地幔域具有印度洋 MORB 型的 Sr-Nd-Pb 同位素组成特征。本文的结果进一步支持 Zhang et al.(2005)的研究结果,现今印度洋不仅在地理位置上占据了曾经是特提斯洋的大部分,而且它的地幔域还继承了曾经特提斯的地幔域的地球化学特征。     

印度-亚洲大陆碰撞过程中新特提斯洋岩石圈的命运

印度-亚洲大陆碰撞之后的新特提斯洋板片的断离过程及其产生的岩浆作用一直是青藏高原南部地质研究中受到广泛关注但存在极大争议的问题.分析了青藏高原南部拉萨地块上新特提斯洋板片断离存在的问题,总结了目前用于限制板片断离过程的岩石学方法.对拉萨地块南部典型地区早新生代镁铁质岩石开展了详细的地质年代学、主微量元素和Sr-Nd-Hf同位素地球化学分析,厘定了~57 Ma和~50 Ma与新特提斯洋板片断离过程密切相关的两套岩石.~57 Ma的镁铁质岩石显示出高的Zr/Y和Ti/Y比值,不同于拉萨地块南部广泛分布的岛弧岩浆地球化学特征,表明它们形成于板内伸展背景下,很可能代表了新特提斯板片断离的开始.~50 Ma的镁铁质岩石为富闪深成岩,反映了印度-亚洲大陆碰撞后南拉萨地块岩石圈中的富水环境,暗示大洋板片断离后仍然持续释放流体至上覆岩石圈地幔中.结合拉萨地块上已有的镁铁质岩石的年代学和地球化学数据,重建了新特提斯洋在印度-亚洲大陆碰撞之后从初始撕裂至板片完全断离的全过程,即新特提斯板片在~57 Ma开始发生初始撕裂,随后以高角度俯冲并与印度大陆岩石圈脱离,导致中拉萨和南拉萨地块同时出现广泛的镁铁质岩浆作用,在~50 Ma大洋板片完全断离.拉萨地块内部岩石圈地幔地球化学组成存在极大的不均一性,中拉萨地块和南拉萨地块东部的局部地区存在古老的岩石圈物质组成,而南拉萨地块中部主要为亏损的岩石圈.拉萨地块内局部古老富集岩石圈可能受到新特提斯洋板片断离后深部地幔物质上涌的影响转变为新生的亏损岩石圈,这一过程很可能促进了拉萨地块的中酸性岩浆大爆发作用和大陆地壳生长.      

拉萨地块南缘日多地区叶巴组火山岩地球化学、年代学、锆石Lu-Hf同位素特征及其地质意义

拉萨地块南缘日多地区叶巴组火山岩以中酸性熔岩及火山碎屑岩占绝对优势为特征。以墨竹工卡县以东日多地区叶巴组火山岩代表性岩石组合为对象进行了地球化学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及锆石Lu-Hf同位素研究。研究结果表明,叶巴组火山岩具有轻稀土元素富集,富集大离子亲石元素Rb、Th、K,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti(P、Hf)的地球化学特征。其中,基性火山岩具低钾、低钛和富钠、富铝的特征,Nb、Zr含量和Th/Y、Th/Yb、Ta/Yb值较高,而La/Nb值较低,呈现出大陆地壳组分增加的趋势。中酸性火山岩属中钾-高钾钙碱性系列,具有低钛、低镁和高铝的特征,微量元素含量及比值与大陆岛弧安山岩接近。叶巴组火山岩总体地球化学特征与陆缘弧火山岩相似。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得英安岩和流纹质晶屑凝灰岩~(206)Pb/~(238)U年龄加权平均值分别为176.9±2.3Ma和162.2±3.3Ma,表明研究区叶巴组酸性火山岩形成于中侏罗世。锆石Hf同位素测试结果显示,εHf(t)值为2.43~11.42,二阶段模式年龄(t_(DM)~C)为482~1065Ma,暗示叶巴组酸性火山岩源区除新生地壳物质的部分熔融外,还明显受到古老结晶基底的影响。结合前人研究成果,认为叶巴组形成于早中侏罗世雅鲁藏布江洋北向俯冲于拉萨地块南缘之下的陆缘弧环境。