羌塘中部晚三叠世岩浆活动的构造背景及成因机制——以红脊山地区香桃湖花岗岩为例

羌塘中部晚三叠世岩浆活动,尤其是南羌塘北缘大面积花岗岩的形成背景及成因机制迄今尚未得到很好约束,这些问题对深入理解龙木错-双湖-澜沧江板块缝合带晚期构造演化具有重要意义。本文以羌塘西部香桃湖岩体为研究对象,进行了系统的岩石学、地球化学及同位素年代学研究。锆石的LA-ICP-Ms定年结果表明,香桃湖岩体的形成时代为213~211Ma,而非前人认为的晚侏罗世;地球化学特征显示,岩体以高SiO2(68.06%~74.05%)、较高K2O含量(3.06%~4.50%)和K2O/Na2O(1.05%~1.63%)以及低的P2O5含量(0.08%~0.14%)为特征,SiO2和P2O5具有明显负相关性,A/CNK=1.03~1.09;富集大离子亲石元素和轻稀土元素,强烈亏损Nb、Ti、Zr等高场强元素,同时具有P和Sr等元素的负异常;岩体的Th/U=5.19~9.36,Nb/Ta=8.13~10.06,具有高Sr(297×10-6~465×10-6,平均389×10-6)低Yb(1.44×10-6~3.02×10-6,平均1.87×10-6)的特征;岩体负铕异常不明显(Eu/Eu*=0.61~0.87),HREE分布平坦(Ho n≈Ybn),且尾部具有微弱上翘趋势。综合以上特征,香桃湖岩体为一套准弱过铝质高钾钙碱性-钙碱性I型花岗岩,其岩浆源于下地壳角闪岩相-榴辉岩相变质基性火成岩的部分熔融。岩体中暗色淬冷包体的研究暗示了幔源基性岩浆的底侵作用,同时母岩浆亦经历了一定的岩浆混合作用;综合区域内时空演化格架以及大量相关地质事实,我们认为羌塘中部横跨龙木错-双湖-澜沧江板块缝合带分布的大规模晚三叠世岩浆活动均形成于后碰撞阶段伸展构造背景,俯冲板块的断离是这一期岩浆活动可能的成因机制。     

西藏班公湖-怒江缝合带中段A-型花岗岩的岩浆源区与板片断离

近年来地质调查在班公湖怒江缝合带中段发现了一批A-型花岗岩,岩体呈大小几百平方米的岩株产出,岩性上分为黑云母花岗岩和花岗闪长斑岩两种,侵入白垩系地层中.全岩元素地球化学分析显示这些A型花岗岩相对富硅,SiO2含量在68.62％～75.36％之间,全碱(K2O+Na2O=8.03％～9.37％)和全铁(Fe2 O3T＝0.86％～5.39％)含量偏高,Al2O3(12.76％～15.54％)偏低,显示弱过铝质和亚铝质特征.微量元素中大离子亲石元素(LILE)Rb、Th、U、K、Pb明显富集,Ba、Sr明显亏损;同样在高场强元素(HFSE)中Nb、Ta、Ti亏损明显,但Zr、Hf相对富集,这些与岛弧型花岗岩都是明显不同的,显示出了A-型花岗岩的特征.岩体稀土元素含量总体较高(∑REE=122.37×106～291.19×10-6,平均为201.31×10-6),相对富集轻稀土元素(LREE/HREE=4.89～9.58,平均为5.93),负Eu异常明显(δ Eu=0.14～0.54,平均为0.34),造成分配曲线呈向右缓倾的V型分布型式.Nd、Sr、Pb同位素分析显示班公湖-怒江缝合带中段的这些A型花岗岩富集放射成因同位素,其中87Sr/86Sr、87Rb/86 Sr及Isr比值分别在0.719842～0.786395、6.7171～48.8063和0.706900～0.710378之间;143 Nb/144 Nb和147 Sm/144 Nd比值分别在0.512123～0.512392和0.0853～0.2847之间,εNd为较大的负值(在-3.37～-10.34之间),显示出地壳组分的重要影响.206 pb/204 Pb、207pb/204Pb和208 pb/204 Pb比值分别在18.703～19.070、15.680～15.732、和39.121～39.576之间,在Zartman等(1981)的Pb构造模式图上位于上地壳线和造山带演化线之上,显示出异常高的富集组分.分析表明班公湖-怒江缝合带中段的A-型花岗岩是岩石圈地幔在洋壳俯冲过程中受到沉积物熔体的交代富集,之后早白垩世晚期(110Ma±)在碰撞后伸展阶段由于俯冲的洋壳板层断离形成了“板片窗”,软流圈物质借此上涌,引起富集的岩石圈地幔(接近EMⅡ)发生部分熔融形成的.     

西藏林周基性岩脉的^40Ar/^39Ar年代学、地球化学及其成因

在西藏林周盆地林子宗火山岩地层中发现一套始新世钾玄质基性岩脉.测定了它们的主量元素、微量元素和稀土元素含量以及Sr-Nd-O同位素和^40Ar/^39Ar同位素地质年代.测试结果表明,岩脉以低硅（SiO2为45.42%～48.32%）、高镁（MgO为2.84%～5.35%,平均4.57%）、高钾高碱（K2O＋Na2O为4.60%～6.23%、K2O/Na2O为0.71～1.18）为特征,属于钾玄质基性岩脉;稀土和微量元素呈现陆缘火山弧的特征,即相对富集轻稀土元素、亏损重稀土元素,具有弱的Eu负异常（δEu=0.79～0.94,平均0.83）;强烈富集K、Rb、Sr、Ba、Th、Sr等大离子不相容元素,相对亏损Th、Nb、Ta、P、Zr、Hf、HREE等高场强元素,具有明显的Nb、Ta、Ti的负异常;Sr-Nd-O同位素组成上,具有相对原始的Sr、Nd同位素比值,初始^87Sr/^86Sr比值为0.70487～0.70543,143Nd/144Nd比值为0.51266～0.51273,εNd值为0.5～1.8,相对低的δ^18OV-SMOW值（4.8‰～7.6‰）;^40Ar/^39Ar角闪石单矿物年龄为52.9Ma.利用地幔地球化学示踪理论,推断林周钾玄质基性岩脉的形成与新特提斯洋岩石圈向欧亚大陆俯冲过程中的回转、断离以及由此引起的软流圈地幔的上涌等地球动力学过程有关,是软流圈地幔流体与先前被俯冲带流体交代过的上覆岩石圈地幔的部分熔融产物的混合,指示冈底斯带在古新世-始新世（55～50Ma）时期一次平行于造山带的伸展作用.     

俯冲板块断离的深度

针对Davies等对俯冲板块断离判据的不足,提出了新的俯冲板块断离判据.该判据从大陆板块减速俯冲模型出发,计算了不同初速度和俯冲角度下大陆俯冲深度的变化情况.在此基础上,详细考查了影响俯冲板块热结构和强度结构的因素,计算了非热平衡状态下俯冲板块内部大陆板块与海洋板块过渡区"积分强度"的上下限,认为当俯冲入地幔的较轻陆壳在板块过渡区引发的拉张力位于这个"积分强度"上下限之间时,便可能发生俯冲板块断离.计算结果表明,一般情况下,俯冲板块断离的深度在85-135km之间,断离过程发生在大陆俯冲了1.3-4.0Ma之后.本文计算的俯冲板块断离深度可供超高压变质岩形成和折返的研究参考.     

苏鲁超高压变质带中三叠纪石岛杂岩体的地球化学研究

位于山东省胶东地区的石岛杂岩体是苏鲁超高压变质地块中唯一已知的与三叠纪俯冲板片断离有关的“同折返”火成杂岩。岩性上自早到晚由辉长岩、辉石正长岩、(石英)正长岩和正长花岗岩等四个岩石单元构成。杂岩体各岩石单元均富钾，K2O/Na2O=1.12～3.04，是典型的富钾系列的侵入岩。SiO2与TiO2、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、MnO、Ba、Sr成反比，与Nb、Rb含量呈正比。所有岩石单元均明显地富集LREE，早期单元无明显的铕异常，晚期单元具有弱的负铕异常。微量元素具有Nb、Ta和Ti的负异常和Pb的正异常，Ba早期富集，晚期亏损。各岩石单元全岩样品的Sr-Nd-Pb同位素组成非常的一致：^87Sr/^86Sr(225Ma)为0.706～0.707、εNd(225Ma)为-13.6～-16.2、^206Pb/^204Pb为16.29～16.57、^207Pb/^204Pb为15.24～15.44、^208Pb/^204Pb为36.54～37.11。石岛杂岩体的成因机制可以用板块断离模型解释，而在物质来源上不同岩石单元都来自相同的富集岩石圈地幔源区，由于不同阶段熔融并经历不同程度结晶分异和下地壳同化混染导致它们在成分上的差异。     

大洋俯冲和大陆碰撞沿走向的转换动力学及流体-熔体活动的作用

为了深入探讨大洋俯冲和大陆碰撞沿走向的转换及其动力学特征,同时更好的理解俯冲-碰撞带的流体-熔体活动及其效应,我们建立了一系列三维空间的大尺度、高分辨率的动力学数值模型。模拟结果显示,在板块会聚过程中,流体-熔体活动可以降低周围岩石的流变强度及两个板块之间的耦合作用,并能够促进大陆碰撞带俯冲板块的断离。同时,俯冲-碰撞带的空间转换模型揭示其深部结构存在巨大的沿走向的差异性,大陆碰撞带发生俯冲板块断离,而大洋俯冲板块持续下插。并且上覆板块的地壳物质发生从陆-陆碰撞带向洋-陆俯冲带的侧向逃逸。这种三维空间中沿走向的差异性俯冲-碰撞模式与中-东特提斯构造带相吻合,并揭示其动力学机制。     

贺根山缝合带阿萨格图钾玄质火山岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄、地球化学特征及构造意义

内蒙古西乌珠穆沁旗阿萨格图火山岩出露于贺根山缝合带迪彦庙蛇绿混杂岩南侧,岩石类型为粗安岩、粗面岩和粗面英安岩。粗安岩锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测年获得火山岩形成年龄为132.1±0. 7Ma。岩石地球化学显示火山岩属于钾玄岩系列,岩石高Na2O+K2O(7.61%~10.35%)、高K2O(3.94%~6.04%)、高Al2O3 (16.32%~17.99%)、低TiO2 (0.45%~0.95%),富集Rb、Ba、U等大离子亲石元素（LILE）和轻稀土元素（LREE）,亏损 Nb、Ta 和 Ti等高场强元素（HFSE）。稀土元素含量为109.62×10-6~174.68×10-6,稀土元素配分曲线为右倾式分布。岩石学和岩石地球化学特征表明,阿萨格图地区白垩纪火山岩与洋壳俯冲作用有关,形成于俯冲板片断离—后造山伸展构造背景。古亚洲洋俯冲洋壳析出流体交代上覆地幔形成贺根山缝合带富集地幔,随后的俯冲板片断离—后造山伸展作用触发富集地幔部分熔融产生该钾玄质岩浆。结合贺根山缝合带的壳幔电性结构和晚古生代蛇绿岩—岛弧岩浆岩、中生代后造山A型花岗岩的时空分布与演化,初步建立了该区钾玄质火山岩的板片断离—后造山伸展地球动力学模式。     

地中海东部地幔演化过程:来自希腊Lesvos岛中新世钾质岩浆作用的启示

希腊Lesvos岛广泛出露的中新世钾质岩浆岩为深入探讨地中海东部地区新生代构造演化和深部过程提供了宝贵机会。本文对Lesvos岛碰撞后钾质岩石开展了系统的矿物电子探针分析、锆石U-Pb定年和Hf同位素分析及全岩地球化学分析。研究结果表明：Lesvos岛出露的碰撞后火山岩主要由玄武粗安岩、玄武安山岩和粗面岩组成,锆石U-Pb年龄为17.2Ma。三类岩石均表现出相对富集大离子亲石元素以及相对亏损高场强元素的地球化学特征。玄武粗安岩和玄武安山岩样品具有相似且富集的Sr-Nd-Pb同位素组成,其较低的Dy/Yb和整体较高且变化范围较大的Ba/La、Zr/Hf比值表明这两类钾质基性岩石起源于受到俯冲陆源沉积物起源流体/熔体交代的尖晶石相岩石圈地幔的低度部分熔融。相比之下,同时代粗面岩具有更亏损的Sr-Nd同位素组成,其均匀的同岩浆锆石Hf同位素组成排除了在岩浆演化过程中发生显著地壳混染或者岩浆混合作用的可能。而较高的Y和Yb含量、相对较低的Sr/Y和（La/Yb）_N比值则表明这种粗面质岩浆起源于中-上地壳的部分熔融。考虑到地震层析结果和Pelagonia陆块与Apulian陆块初始碰撞的时间,研究区各类碰撞后钾质岩浆活动可能反映了深俯冲的Pindos洋壳在中新世发生了板片断离过程。     

西藏昂仁县多仁则—桑阿卡地区铜多金属矿点含矿岩体成因及成矿意义

冈底斯成矿带内的岩浆岩是印度板块与欧亚板块碰撞造山的产物,更是研究碰撞造山与成矿作用的理想对象。多仁则—桑阿卡地区位于冈底斯火山-岩浆弧中段中南部,区内含矿岩体为灰白色中细粒黑云母花岗闪长岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年、岩石地球化学和Sr-Nd同位素研究表明：岩体就位年龄为（49.0±0.7）Ma,其形成时代为始新世;岩石具有高硅（w（SiO₂）为67.13%）、高钾（w（K₂O）为3.72%）、富碱（w（K₂O+Na₂O）为7.48%）、贫MgO（w（MgO）为1.34%,小于3%）的特征,为高钾钙碱性系列的高分异I型花岗岩;Eu负异常（δEu为0.70）和Sr的亏损暗示岩浆发生斜长石的分离结晶作用;岩石的微量元素表现出Th、U、K、Nd、Zr、Hf富集和Nb、Ta、Sr、Ti、P亏损的特征;全岩Sr-Nd同位素（（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i为0.705 280~0.705 530、ε_Nd（t）为-2.2~-1.6）、微量元素及元素比值揭示岩浆源区是壳幔混源,是在印度板块与欧亚板块俯冲-碰撞后板片断离构造背景下,热的软流圈地幔物质通过板片断离窗上涌,并诱发下地壳部分熔融,形成该地区壳幔混源岩浆-热液成矿作用。综合研究认为,多仁则—桑阿卡地区斑岩型-热液型铜多金属成矿作用是早始新世岩浆活动大爆发滞后的成矿响应,是与冈底斯成矿带内的壳幔花岗岩有关的Cu-Au-Mo-Fe-Pb-Zn成矿系统（52~47 Ma）的重要组成部分。     

滇西剑川OIB型苦橄玢岩:俯冲板块断离的产物?

滇西剑川地区出露小规模的OIB型苦橄质次火山岩,主要由橄榄石、单斜辉石和斜长石组成,其中橄榄石主要为贵橄榄石,Mg^#最高可达88.8。全岩SiO₂含量为43%~48%,MgO含量为12%~24%。根据橄榄石-熔体平衡原理,恢复的原始岩浆为苦橄质岩浆(MgO=13%,FeO=10%)。苦橄玢岩的微量元素标准化图解与洋岛玄武岩(OIB)相似,具有相对富集轻稀土(LREE)和大离子亲石元素(LILE)的特点。此外,斑晶橄榄石中普遍含有熔融包裹体和尖晶石包裹体。尖晶石属于富铬尖晶石,Cr^#最高可达69.0,且尖晶石具有较低的Al₂O₃(12.5%~18.6%)和较高的TiO₂(0.2%~1.7%)含量。微量元素模拟结果表明,苦橄质岩浆是高温高压(T≈1470℃,P≈2.7GPa)条件下石榴子石相橄榄岩低度部分熔融(4%~7%)的产物。结合苦橄玢岩的分布特征,推测苦橄质岩浆的形成可能与中新世时印度板块向欧亚板块高角度深俯冲过程中板片的断离导致软流圈物质沿着板片窗上涌而发生熔融有关。