龙门山及邻区重、磁异常特征及与地震关系的研究

本文通过研究龙门山构造带及邻区的区域重、磁场特征,以及龙门山断裂带的产状等特征,探讨其与地震关系.研究结果表明,龙门山断裂带是环绕青藏高原的重力梯度带的一部分.其对应密度分界面向西北方向倾斜,向下延深数十公里,切穿莫霍面.推测密度分界面分为两段,深部较陡的为岩石圈块体的边界,浅部较缓.基底隆起与凹陷的界线大体与大地构造单元的界线一致.由西部的岩石圈块体的边界至东部在地表的大地构造单元界线之间的距离约为40~50 km.隶属于中上地壳脆性变形层的地质体由岩石圈块体界线沿缓倾的密度界面推覆至地表的大地构造单元的界线处,在此过程中伴随岩层破碎,从而发生地震.龙门山构造带主要部分位于负磁异常区,这种反磁化和退磁的现象,可能与逆冲推覆作用所引起的深部岩层倒转有关.     

藏南冈底斯岩基晚白垩世含紫苏辉石侵入岩的地球化学特征及其成因探讨

冈底斯岩基南缘自西向东,从楠木林到米林广泛出露一系列含暗色细粒包体的含紫苏辉石侵入岩。这一系列含紫苏辉石的侵入岩具有斜长石以及紫苏辉石的巨晶（>5mm）,呈现出堆晶结构。锆石U-Pb定年表明,这一系列含紫苏辉石侵入岩的结晶年龄为97~77Ma,并不随侵位位置具有显著的经度上的变化。含紫苏辉石的基性岩具有高的Al₂O₃（17.3%~18.2%）含量,较高的MgO（3.9%~4.1%）含量,FeO^T含量在8.7%~9.0%之间;低的Cr（<14.8×10^-6）和Ni（<15.0×10^-6）含量,基本不具有Eu的异常,富集大离子亲石元素（LILE）和LREE,亏损高场强元素（HFSE）。含紫苏辉石的中-酸性岩具有高的Al₂O₃（14.9%~18.8%）含量,高的Mg^#值（>39.7）;变化较大的Cr（5.7×10^-6~260×10^-6）和Ni（10.2×10^-6~78.2×10^-6）含量,具有微弱-强烈的Eu的负异常,富集LILE和LREE,亏损HFSE。暗色细粒包体与含紫苏辉石基性岩相比具有相似的SiO₂含量,FeO^T（8.1%~9.0%）含量,稍高的MgO（4.7%~5.4%）含量,Al₂O₃（18.1%~19.4%）含量以及Mg^#值（51.0~52.6）;具有与含紫苏辉石基性岩相似的微量元素分布和稀土元素配分模式。这一系列含紫苏辉石的侵入岩具有较低的初始Sr同位素比值（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr_（t）=0.7037~0.7044）,较高并变化较大的ε_Nd（t）值（+3.7~+9.4）和ε_Hf（t）值（+9.9~+14.6）。这些特征共同说明,经流体+熔体交代的地幔楔中软流圈部分在俯冲流体存在的情况下发生部分熔融形成母岩浆,其母岩浆随后与俯冲板片熔体发生混合。在岩浆演化过程中经历了单斜辉石、斜方辉石以及斜长石的分离结晶并最终形成了冈底斯岩基南缘出露的含紫苏辉石侵入岩。暗色细粒包体可以代表母岩浆的早期堆晶,是岩浆淬火作用的产物。母岩浆中大量流体的存在,使其结晶顺序为单斜辉石-斜长石（紫苏辉石）,随后的堆晶作用使得这一系列侵入岩得以赋存紫苏辉石。     

藏南冈底斯岩基东段石炭纪岩浆作用记录

藏南冈底斯岩基记录了大量中生代和新生代以来的岩浆作用信息,虽然晚古生代的岩浆岩报道较少,但对限定拉萨地块在新特提斯洋俯冲之前的构造作用具有重要意义。本文通过综合已有资料,进一步对加查县和朗县晚古生代花岗岩开展了锆石U-Pb地质年代学及全岩元素地球化学组成的研究。加查县和郎县花岗片麻岩的原岩年龄分别为~344.8Ma和344.0~362.0Ma,表明加查和朗县岩体都形成于石炭纪。这些岩石具有较高的SiO₂含量（67.46%~75.33%）,Al₂O₃含量较低（12.66%~15.82%）,CaO含量为0.79%~4.32%,FeO和MgO的含量分别为0.48%~3.00%和0.28%~1.64%。依据它们的K₂O/Na₂O比值,这些岩石可分为富钾和富钠两个演化系列。这些岩石富集轻稀土元素,亏损Nb、Ta和Ti,但Zr和Hf无明显异常。地球化学特征和年代学信息表明：（1）冈底斯岩基东段石炭纪花岗岩形成于弧后伸展环境,可能与古特提斯洋向冈瓦纳大陆北缘的俯冲作用有关;（2）镁铁质岩浆演化形成富钠花岗岩,幔源岩浆和中下地壳岩熔体的混合形成富钾花岗岩;和（3）石炭纪岩浆作用持续时间至少~30Myr。     

藏南冈底斯岩基东段米林地区晚侏罗世-白垩纪侵入岩的岩石成因和地球动力学意义

冈底斯岩基东部的米林地区发育辉长质片麻岩和花岗质片麻岩近垂向相间排布的侵入杂岩体及东侧未变形闪长岩体。野外穿切关系和锆石SHRIMP U-Pb年龄结果表明：早期辉长质片麻岩（146.3±1.6Ma）被晚期花岗质片麻岩（141.7±2.0Ma）侵入,并一起经历了后期变质作用（~90Ma）和晚白垩世闪长质岩浆作用（87.8±1.1Ma）。辉长质片麻岩具有E-MORB特征,经历了富Ti矿物相的堆晶作用,母岩浆主要来源于板片流体交代上覆亏损地幔楔物质（ε_Hf（t）=+9.9~+14.5;ε_Nd（t）=+3.0~+4.1）。花岗质片麻岩具有岛弧型岩浆岩的地球化学特征,同时伴有Fe-Ti氧化物的分离结晶,源区物质主要为部分熔融的初生下地壳（ε_Hf（t）=+10.9~+15.1;ε_Nd（t）=+4.1~+4.3）。闪长岩具有弱的Eu正异常,暗示源区存在斜长石的堆晶作用,其母岩浆来源于板片流体交代上覆亏损地幔楔物质（ε_Hf（t）=+12.2~+15.6）,并在岩浆演化的过程中混入地壳物质。冈底斯岩基南缘发育晚侏罗世的辉长岩和早白垩世花岗可能是第一次新特提斯洋北向俯冲即将终止的产物。晚白垩世岩浆岩是与新特提斯洋再次俯冲引起的峰期岩浆活动的标志,可能是板块回撤引发软流圈上涌的产物。     

藏南东部麻玛沟地区早古生代与中新世岩浆作用及其意义

喜马拉雅造山带东部错那县麻玛沟地区发育多种类型的花岗片麻岩和淡色花岗岩。锆石SHRIMP U-Pb地质年代学研究结果表明：花岗片麻岩（MM15）原岩结晶年龄为500.7±4.5Ma,含石榴子石淡色花岗岩中携带的继承性核部锆石年龄为498.6±3.4Ma,表明该地区经历了早古生代的岩浆作用事件。淡色花岗岩的结晶年龄区间为15.7~25.1Ma之间,为白云母脱水熔融的产物,可能是晚元古代-早古生代花岗质岩石发生低程度部分熔融的结果。锆石形态学表明该区的花岗片麻岩和淡色花岗岩均为过铝质花岗岩,并相对富集Cs、Rb、U、Pb,亏损Zr、Hf和低Nb/Ta比值,属于造山型花岗岩,支持该区域古生代岩浆作用事件与俯冲-碰撞造山作用相关,不是被动大陆边缘构造背景。结合前人数据推断：（1）从晚元古代末期开始,原特提斯洋向印度大陆的初始俯冲为自东向西的俯冲扩展模式;和（2）喜马拉雅造山带中新世淡色花岗岩为白云母脱水熔融和水致白云母熔融共同作用的结果,岩浆活动至少存在五个相。     

青藏高原拉萨地块早中生代高压变质作用及大地构造意义

在西藏拉萨地块的东部,从松多到加兴,在晚古生代石英岩和碳酸岩地层中分布着一条近东西走向的榴辉岩带。尽管受到不同程度的海水蚀变和后期流体/岩浆渗滤的影响,多数松多榴辉岩保存了类似于N-MORB的微量元素地球化学特征,这也与榴辉岩的Sr-Nd同位素系统特征一致。这些榴辉岩经历了压力约为2.6GPa、温度约为650℃的高压变质作用。石榴石-绿辉石-全岩Sm-Nd等时线给出(239±3.5)Ma的等时线年龄,表明在早中生代,拉萨地块内部至少发生过一期洋壳俯冲事件。以松多榴辉岩为代表的洋壳俯冲事件同时表明带状基墨里大陆的形成有可能是一系列微陆块碰撞拼贴而成。     

藏南特提斯喜马拉雅带始新世隆子-恰嘎次火山岩区:雅拉香波二云母花岗岩的高位岩浆体系

已有的数据表明,大约在中始新世(44～40Ma),西藏特提斯喜马拉雅带(雅拉香波穹窿地区)经历了一次特别的地壳深熔作用,产生了大量高Sr/Y比值的二云母花岗岩.在雅拉香波穹窿南部的隆子-恰嘎地区,发育一套流纹质次火山岩,以小岩体或岩脉形式侵位于侏罗纪日当组的砂岩和页岩之中.岩相学观察、锆石U-Pb年代学、全岩元素和同住素(Sr、Nd)地球化学数据表明:(1)该次火山岩形成于约43～41Ma,与北部二云母花岗岩体的形成年龄相似;(2)该次火山岩经历了强烈的岩浆演化后期的岩浆-热液作用和钙长石分离结晶作用,导致该套岩浆岩强烈的Eu负异常、明显降低的Sr含量和锆石岩浆增生边的普通Pb和U浓度明显升高;和(3)该套次火山岩和二云母花岗岩属于同一岩浆过程的不同的构造层次,在时间、空间和成岩物质来源上具有一致性,同属于中始新世青藏高原主碰撞时中下地壳部分熔融的产物.     

榴辉岩韧性剪切变形中的流体作用及地球化学效应

韧性剪切带是在较高温条件下机械与化学作用高度耦合的系统。韧性剪切带普遍含有一种或多种流体,流体是韧性剪切变形高度局域化和剪切变形组构形成的主要影响因素。在强应变岩石中,可利用变形矿物的元素地球化学的变化特征来反演参与变形的流体的地球化学性质。苏鲁-大别超高压变质带中,多数榴辉岩经历了强烈的韧性剪切应变和流体作用,形成高度局域化、尺度不等的韧性剪切变形带,为研究在高压-超高压条件下,参与流体的性质,应变和流体相互作用提供了重要机会。样品DH-2G是一强烈剪切榴辉岩,由石榴石、绿辉石、金红石,及少量的多硅白云母、黝帘石、角闪石、斜长石、石英、锆石和磷灰石组成。在不同应变域,矿物的粒度变化明显。在类变斑晶域,石榴石粒度比剪切条带中的小2~4倍。在以下讨论中,与细粒石榴石(石榴石-I)共生的绿辉石称为绿辉石-I,与粗粒石榴石(石榴石-II)共生的绿辉石称为绿辉石-II。电子探针和原位LA-ICP-MS测试结果表明:(1)除Ni外,两类石榴石没有显著区别;(2)两类绿辉石在主量元素上也没有明显的差异,但微量元素特征,尤其是稀土元素上,存在明显的变化。与绿辉石-I相比,绿辉石-II具有以下特征:(1)轻稀土明显降低,达25~40倍左右;(2)重稀土明显富集,升高5~10倍;(3)Ni、Zn、Co、Sc、Ba、Zr、Y、Rb、Hf和HREE明显升高,而 V、Sr、U、Th、Pb和LREE明显降低;和(4)微弱的正Eu异常, Eu/Eu^*=1.04~1.45,绿辉石-I基本上没有Eu异常。并且,剪切带域金红石的Nb/Ta比值从核部(<19.0)到边部(>20.0)显著增加。岩相学、元素和温压估计研究表明:在剪切过程中不存在外来流体,流体是由无水矿物(绿辉石、石榴石、金红石等)在超高压榴辉岩折返减压过程中通过压力降低出溶结构羟基或分子水,释放出流体,流体富含V、Sr、U、Th、Pb、Zr、Nb和LREE等微量元素。这些流体显著影响深俯冲地壳的流变学性质,是迁移活动元素(LILE和LREE)及保守元素(HFSE等)的重要载体,对超高压岩片的快速折返发挥关键作用。     

藏南定结地区早中新世淡色花岗岩的形成机制及其构造动力学意义

定结日玛那穹窿位于高喜马拉雅带中段,由花岗片麻岩、变泥质岩、变基性岩及大量淡色花岗岩等组成,经历了角闪岩-麻粒岩相变质作用。为厘定淡色花岗岩的形成机制以及与高级变质岩的关系,我们对淡色花岗岩和高级变质岩进行了全岩元素和Sr和Nd同位素组成和SHRIMP锆石U-Pb地质年代学测试。全岩元素和Sr-Nd同位素测试结果揭示淡色花岗岩具有以下特征:(1)高SiO₂ (>72%),高Al₂O₃ (>12%)和高A/CNK比值 (>1.0);(2)高Rb,低Sr,高Rb/Sr比值(>1.0);(3)高∑REE和明显的负Eu异常;(4)高Sr同位素初始比值(0.7621~0.8846)和低ε_Nd(t)值(-13.0~-20.2)。淡色花岗岩的高Rb/Sr比值和Sr-Nd同位素系统特征表明其形成机制为主要为白云母脱水部分熔融作用,源区为由花岗片麻岩和变泥质岩组成的混合源区。SHRIMP锆石U-Pb年代学研究揭示出定结地区淡色花岗岩具有21.0±0.7Ma和15.8±0.1Ma 2期年龄,花岗片麻岩的锆石变质增生边年龄为22.2±1.4Ma,与该区的榴辉岩退变质年龄一致。这些数据共同表明,花岗片麻岩和 变泥质岩在22~21Ma发生高级变质和深熔作用,形成早期淡色花岗岩岩浆,在~16Ma进一步深熔,形成晚期淡色花岗岩岩浆。     

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。