多岛弧盆系构造模式:认识大陆地质的关键

本文在对以青藏高原为主体的东特提斯30多年来的地质调查和研究实践基础上,通过与现今西南太平洋区域弧盆构造体系的对比研究,提出了适合于板块构造登陆的现实主义替代模型-多岛弧盆系构造模式。大洋岩石圈与大陆岩石圈之间的多岛弧盆系构造模式是板块构造登陆的入门向导,是认识大陆地质演化的关键。基于该模式研究认为,特提斯大洋最初开始于Rodinia超大陆解体的晚前寒武纪晚期,比太平洋体系更老。青藏高原形成受控于不同时期大陆边缘多岛弧盆系构造演化,一系列弧后或弧间盆地消亡、弧-弧或弧-陆碰撞的岛弧造山作用实现大陆边缘增生。该现实主义模式即可成功地解释青藏高原的形成演化过程,亦可为现在和将来特提斯构造域与亚洲大陆的地质工作所检验。多岛弧盆系构造的识别与深入研究不仅在造山带具有强大的生命力,能够全面解剖造山带的物质组成、结构构造与演化历史,而且对于分析前寒武纪大陆克拉通基底的形成也具有重要启示。     

蛇绿岩研究的最新进展

关于蛇绿岩的形成、定义和分类争论了近200年。早期蛇绿岩被认为是有成因联系的几种岩石的组合,发育在优地槽的核部。在板块构造中它被看作形成于洋脊的古洋壳残片。经过几十年的研究,发现导致蛇绿岩多样性的因素很多,一个新的定义和分类方案被提出。新定义强调了蛇绿岩形成的构造环境,认为在威尔逊旋回的各个阶段都会形成性质不同的蛇绿岩,并根据生成环境将蛇绿岩分为两大类,即与俯冲作用无关和与俯冲作用相关的蛇绿岩,两大类型还可以划分出不同的亚类。这些类型的蛇绿岩有其特有的地球化学、岩石学指标和内部结构。最近的研究还发现蛇绿岩产生的主要时段与全球超大陆的形成、裂解,以及巨型地幔柱活动的时间吻合。根据新分类方案,一部分前寒武纪绿岩应属于蛇绿岩,表明在太古宙时期地球已进入板块构造体制。新的定义和分类为蛇绿岩研究指出了新的方向。     

藏南措美残余大火成岩省的西延及意义

在西藏南东部和澳大利亚南西部新识别出的早白垩世Comei-Bunbury大火成岩省的范围还未能得到很好约束。为探讨这一问题,本文报道了西藏南东部浪卡子-洛扎以西、江孜、康马地区广泛分布的近东西向基性岩墙和少量玄武岩的岩石学和地球化学数据。这些以辉绿岩、辉长岩为主的镁铁质岩石属于碱性-亚碱性玄武岩系列,在地球化学上主要包括高Ti的洋岛玄武岩型和低Ti的大洋中脊玄武岩型,两者的εNd(t)值分别为(+0.9～+2.0)和(+4.6～+5.8)。这两种类型岩石的地球化学特征均与措美残余大火成岩省内的对应类型可比,暗示它们与措美残余大火成岩省一样,均形成于由地幔柱作用于大陆岩石圈引起的伸展背景,代表该残余大火成岩省的西延。本文研究结果使得现今保留在特提斯喜马拉雅带上的Comei-Bunbury大火成岩省的残余面积接近50000km2。该大火成岩省的大规模岩浆活动可能是引发研究区甚至全球早白垩世大洋缺氧事件的一个重要因素。     

云南民乐铜矿床中玄武岩和流纹斑岩的成因: 年代学和地球化学制约

本文对云南民乐铜矿床中宋家坡组流纹斑岩进行了锆石SIMS U-Pb年代学,流纹斑岩和玄武岩的地球化学和Nd同位素研究工作,目的是揭示民乐铜矿床中赋矿建造次火山岩和玄武岩的成因和构造环境。宋家坡组玄武岩通常显示出较高的Fe₂O₃、Al₂O₃ 和Na₂O含量,随SiO₂含量增加,MgO、CaO和P₂O₅ 含量减小。玄武岩具有较高的ε_Nd(t) 值(+2.9~+3.5),岩石稀土总量较低(∑REE=50.1×10^-6~60.6 ×10^-6)并在球粒陨石标准化的稀土元素图解上显示出比较平坦的REE模式,在蛛网图上表现出Nb-Ta轻微亏损Sr富集的特征。这些岩石总体上表现出亚碱性玄武质岩石特征,原始岩浆很可能来源于长期亏损、富斜长石而贫石榴石的尖晶石地幔源区部分熔融。本文认为这些玄武岩形成过程中岩浆经历了结晶分异作用和不同程度的地壳混染作用。宋家坡组流纹斑岩的锆石SIMS U-Pb年龄为234.8±2.4Ma。这些岩石与一般流纹岩相比具有较高的SiO₂、(Na₂O+K₂O)和Al₂O₃含量,在球粒陨石标准化的稀土元素图解上显示出轻稀土元素(LREE)富集而重稀土元素相对平坦的模式,并具有轻微Eu负异常的特征。在原始地幔标准化的微量元素蛛网图上,这些岩石的Nb-Ta、Sr、P 和Ti表现出明显亏损的特点。上述流纹斑岩显示出I型花岗岩的特征,其ε_Nd(t) 为-1.9至 -0.51之间。这些岩石的母岩浆很可能是弱碱性的流纹安山质岩浆,可能是由区域分布的中-新元古代镁铁质-中性的下地壳部分熔融而来,然后加入了少量的同时代玄武质岩浆。这些岩浆而后经历了较充分的结晶分异作用形成了流纹斑岩。民乐矿区玄武岩和流纹斑岩表现出岛弧火山岩的特征,很可能是在碰撞晚期-碰撞后环境下形成。     

早三叠世北澜沧江结合带碰撞作用:类乌齐花岗质片麻岩年代学、地球化学及Hf同位素证据

西藏东部类乌齐一带吉塘岩群中新识别出一套花岗质片麻岩,其Cameca锆石U-Pb年龄为246.3±0.8Ma,表明该变质花岗岩形成于早三叠世。该套变质侵入体具高SiO₂(68.21%~74.82%)、富K₂O(K₂O/Na₂O>1)和低P₂O₅(<0.26%)特征,铝饱和指数(ACNK)为1.01~1.19,属准铝质到过铝质岩石;富集Rb、Th和U,亏损Ba、Nb、Ta、Sr、P和Eu等;并具不均一的锆石ε_Hf(t)值(-1.3~+3.7)和古老的锆石Hf同位素地壳模式年龄(1.0~1.4Ga),具有碰撞型花岗岩的地球化学特征。类乌齐变质侵入体很可能形成于澜沧江结合带所代表的洋盆闭合后碰撞的地球动力学背景,可能是幔源岩浆诱发古老地壳物质重熔并与之混合形成母岩浆,再经历高程度分离结晶作用而形成,为北澜沧江结合带碰撞造山过程的产物,暗示澜沧江结合带在早三叠世存在岩浆增生事件,藏东类乌齐地区在246Ma之前己进入陆-陆碰撞时期。     

江达-维西火山岩浆弧中段德钦岩体年代学、地球化学及岩石成因

本文对江达-维西火山岩浆弧德钦岩体的寄主岩石——花岗闪长岩及其镁铁质微粒包体(MME)——闪长岩进行了详细研究。二者LA-ICPMS锆石U-Pb年龄分别为254.6±1.8Ma和253.5±1.6Ma,二者形成时代一致。地球化学研究结果表明,花岗闪长岩富K₂O和Na₂O,且K₂O>Na₂O,富Al₂O₃,A/CNK平均为0.96;闪长岩富K₂O和Na₂O,但K₂O2O,富Al₂O₃和MgO,A/CNK平均为0.72;花岗闪长岩的稀土总量低于闪长岩,二者轻重稀土分馏明显,配分曲线为右倾的轻稀土富集型;二者均富集大离子亲石元素而亏损高场强元素Nb、Ta等;二者均具有相对较高的Mg^#(58.8~65.8),并具有相对较高的相容元素Cr、Ni含量(花岗闪长岩平均值分别为115×10^-6和31.6×10^-6,闪长岩平均值分别为398×10^-6和98.2×10^-6;花岗闪长岩和闪长岩¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf的平均值分别为0.282383和0.282287,二者ε_Hf(t)平均值分别为-8.3和-11.8,反映了二者属于I型花岗岩,可能为岩浆混合作用的产物。地球化学特征及Hf同位素组成一致显示岩浆来源于地壳的部分熔融,伴有不同比例的地幔物质加入,形成于弧陆碰撞-后碰撞的构造背景,暗示金沙江结合带在~255Ma已经进入了弧陆碰撞-后碰撞的地质时期。     

班公湖-怒江带、羌塘地块特提斯演化 与成矿地质背景

早古生代—泥盆纪,研究区沉积环境以陆棚碎屑岩相和碳酸盐台地相为主,代表冈瓦纳大陆北缘和特提斯南侧的被动大陆边缘。石炭纪—二叠纪,本区进入特提斯南、北缘弧盆系统演化阶段,龙木错-双湖带北部、金沙江带南部和冈底斯带分别在石炭纪、二叠纪形成岩浆弧。中生代是特提斯南缘弧盆演化阶段,SSZ型蛇绿岩形成岩浆熔离型铬、镍、铂族金属矿床和热液型金矿。班公湖-怒江带特提斯在中侏罗世至早白垩世向南、北两侧俯冲并形成岩浆弧,该岩浆弧是重要的成矿带,形成斑岩铜矿、矽卡岩型磁铁矿和热液型多金属矿床。北羌塘东段侏罗纪弧后前陆盆地有利于形成沉积型、沉积-热液改造型和热液型铁、铜、锑、金矿床。晚白垩世碰撞作用主要与热液型矿床有关,分布范围较大,也可能存在晚白垩世至新生代碰撞阶段的斑岩铜矿。     

滇西云县-景谷火山弧带官房铜矿床成因:流体包裹体及年代学证据

官房铜矿位于云县-景谷火山弧带北段,矿体主要呈浸染状、网脉状赋存于小定西组杏仁状玄武岩、玄武质角砾岩及其断裂破碎带中.本文采用LA-ICP-MS方法,首次获得小定西组玄武岩锆石U-Pb年龄为234.3±0.8Ma,表明赋矿地层小定西组形成于中三叠世,而不是前人一直认为的晚三叠世.通过矿石中石英、方解石的流体包裹体形貌特征、均一温度和成分的研究,并结合矿区矿石矿物特征,认为官房铜矿至少存在两期不同的成矿作用,即中三叠世火山-次火山热液成矿和后期(可能为新生代)地下水热液叠加改造.结合云县-景谷火山弧的形成演化过程,认为区域中三叠统小定西组玄武岩和芒怀组流纹岩构成了“双峰”式火山岩组合,官房铜矿产于中三叠世裂谷盆地的基性火山岩中,受海陆交互相的古地理环境制约,早期成矿具有VHMS型成矿特征,由于缺乏火山热液成矿流体聚集的“卤水池”,仅发育典型VHMS矿床下部火山通道相中的脉状-网脉状-角砾状矿体,缺少上部厚大的层状矿体,并经历了后期地下水热液的叠加改造.     

西藏冈底斯东部然乌地区早白垩世岩浆混合作用:锆石SHRIM PU-Pb年龄和Hf同位素证据

目前对西藏冈底斯带早白垩世大规模岩浆作用的岩石成因以及冈底斯带不同构造单元的东延仍存在不同看法。为探讨这些问题,文中对冈底斯带东部地区然乌岩体中的闪长岩脉进行了锆石SHRIM PU-Pb定年和锆石Hf同位素分析。结果表明:然乌岩体中闪长岩脉的锆石SHRIM PU-Pb年龄为(114.2±0.9)Ma,与二长花岗岩为同期侵位。然乌闪长岩脉具有不均一的锆石Hf同位素组成,其εHf(t)值介于-4.2～+4.9,对应的Hf同位素地壳模式年龄为0.85～1.44Ga。闪长岩脉的全岩εNd(t)值为-4.7,Nd同位素两阶段模式年龄(TDM2)为1.29Ga,与锆石Hf同位素模式年龄一致。然乌地区同期发生的闪长质岩浆和花岗质岩浆侵位以及不均一的锆石Hf同位素组成,很可能表明然乌地区大约在115Ma发生了重要的岩浆混合作用。结合锆石Hf同位素地壳模式年龄的区域性对比,我们认为,与北冈底斯带相比,然乌地区同中冈底斯带之间具有更好的可对比性。     

印度大陆和欧亚大陆的碰撞时代

确定印度大陆和欧亚大陆的碰撞时代是青藏高原地质研究中非常重要的构造问题,目前要准确界定两大陆的碰撞时代还存在不少困难。从碰撞定义出发,将发生于印度大陆与欧亚大陆之间的弧—陆、陆—陆碰撞行为划分为初始碰撞、主碰撞和后碰撞3个阶段,每一阶段都具有一个作用过程,可以持续很长一段时间。在综合分析最近古地磁、地层学、古生物学以及岩石学资料后,对两大陆的初始碰撞时限进行了讨论,指出印度和欧亚大陆之间的初始碰撞可能开始于白垩纪晚期,大约在70～65 Ma BP;然后主要从与碰撞事件有关的岩石学和构造变形响应事件出发,初步分析了两大陆的主碰撞和后碰撞时限,提出主碰撞期出现在55～50 Ma BP前后,印度大陆和欧亚大陆之间的陆—陆碰撞行为结束于45～35 Ma BP,随后两大陆转为强烈的陆内汇聚时期。