西藏冈底斯带中西部措麦地区林子宗火山岩地球化学特征及意义

广泛发育在西藏冈底斯带南部的林子宗火山岩被认为是印度与亚洲大陆碰撞的火山作用响应,对于揭示大陆碰撞的时限和过程具有重要的意义。但迄今对林子宗火山岩的系统研究主要局限于拉萨东北部的林周盆地林子宗火山岩的典型剖面,缺乏对冈底斯带中西部地区林子宗火山岩的系统研究。本文在已有区域地质填图研究的基础上,对冈底斯带中西部的措麦地区林子宗年波组火山岩(65～70Ma)进行了岩石学、元素与Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究。措麦年波组主要为酸性火山岩、钙碱性和高钾钙碱性系列岩石,比林周盆地年波组更偏酸性,更富碱,显示出更明显的碰撞后加厚背景的火山岩特征。岩石富集大离子亲石元素Rb、Ba、Th、U,富集Pb,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、P,与林周盆地年波组相似,都具有典型的岛弧火山岩特征。措麦年波组火山岩具有更为富集的Sr-Nd-Pb同位素特征(87Sr/86Sr为0.709～0.727;εNd(0)为-9.7～-6.9),相对于东部林子宗火山岩,措麦的岩浆源区中更加富集地壳基底组分,表明冈底斯带南部地壳基底组成的不均一性。若冈底斯带南部的林子宗火山岩底部年龄可以代表印度与亚洲的碰撞起始时间,则措麦地区发生更早,可能预示着印度与亚洲大陆沿着雅鲁藏布缝合带发生的碰撞具有穿时性,中西部地区碰撞时间略早于东部。     

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。     

西藏冈底斯南带辉长岩及其所反映的壳幔作用信息

在巨型冈底斯岩浆岩带南端产出有一个辉长岩带,与雅鲁藏布江蛇绿岩带平行共生。辉长岩带中以辉长岩为主,与冈底斯花岗质岩石空间上呈渐变过渡接触关系,表现为接触带附近岩石成分的规律变化,并出现暗色微粒包体。本文在项目组多年来对冈底斯岩浆岩带研究的基础上,对拉萨曲水县城—日喀则一带的辉长岩类进行了详细的野外观测,选择了典型露头系统采集了样品,系统的岩石学、地球化学及同位素地球化学分析和研究表明该辉长岩类的SiO_2 49%～55%、Mg~#49～66,近于原始基性岩浆,REE曲线平缓右倾,无明显负Eu异常,表明未发生明显的岩浆分异作用,其~(87)Sr/~(86)Sr比值变化在0.7036～07051、~(143)Nd/~(144)Nd为0.5128～0.5131,且ε_(Nd)为2.34～6.87,其~(206)Pb/~(204)Pb,~(207)Pb/~(204)Pb,~(208)Pb/~(204)Pb分别为17.9095,15.4986和38.0176。这些特征都表明该辉长岩属于PREMA源区物质局部熔融而成,并在上侵就位过程中受到壳源物质影响。已有SHRIMP锆石U-Pb年龄表明该辉长岩类形成于40～53Ma,与曲水岩体岩浆混合时代一致。因此可以推断印度-欧亚陆陆碰撞过程中,随着俯冲板片的折返断离,具有亏损特征的普通幔源物质在始新世局部熔融,其熔浆底侵、上升,不同程度地与壳源花岗质岩浆混合,形成冈底斯辉长岩带,其成因与大陆碰撞密切相关。     

西秦岭新生代钾霞橄黄长岩的地球化学及其岩浆源区性质

西秦岭礼县地区新生代钾霞橄黄长岩具有贫SiO_2和Al_2O_3,富CaO、Mgo、TiO_2及K_2O Na_2O的特征,矿物组合中除橄榄石、辉石外,普遍含有霞石、黄长石、白榴石和磁铁矿等矿物。火山岩的∑REE为97.82×10~(-6)～639.1×10~(-6)。岩石以强烈富集大离子亲石元素(LILE,如Rb、Ba、K、Sr)和高场强元素(HFSE,如Nb、Th、Ta、P、Zr、Hf等)为特征具有Pb和Ti的负异常。火山岩具有相对高的~(143)Nd/~(144)Nd比值(0.512007～0.512130,ε~(Nd)= 3.4～ 5.8)和相对低的~(87)Sr/~(86)Sr比值(0.703374～0.704726)。~(206)Pb/~(204)Pb、~(207)Pb/~(204)Pb和~(208)Ph/~(204)Ph的比值范围分别为18.088～19.112,15.476～15.626和38.071～39.680。岩石的微量元素和Sr、Nd和Pb同位素特征显示其与洋岛玄武岩(OIB)的地球化学特征相似。源区组成显示了亏损地幔端元DM、HIMU端元和富集地幔端元EMII这三种地球化学端元混合的特征。     

西藏冈底斯带西部达雄岩体的岩石成因:锆石U-Pb年龄和Hf同位素约束

对出露于冈底斯西部地区措勤北部达瓦错东侧的达雄岩体进行了锆石U-Pb定年、全岩主量元素、微量元素、Sr-Nd同位素和锆石Hf同位素研究,以约束其岩石成因。达雄岩体的主体岩性为花岗闪长岩,其中发育大量闪长质包体。花岗闪长岩的锆石LA-ICP MS年龄为107±1Ma,该年龄代表了岩体结晶年龄。花岗闪长岩锆石ε_(Hf)(t)值变化于-1.0～3.0,两阶段模式年龄变化于974～1226Ma。花岗闪长岩富硅(SiO_2=70.65%～71.10%),富钙(CaO=3.21%-3.26%)、贫钾(K_2O= 2.81%～2.99%)、低P_2O_5(0.09%),铝饱和指数(A/CNK)为1.01～1.02,属于偏铝质花岗岩或弱过铝质花岗岩。闪长质包体Sio_2含量为57.84%,与寄主岩相比,闪长质包体更富CaO、MgO、TFe_2O_3和TiO_2。花岗闪长岩和闪长质包体均属中钾钙碱性系列,ε_(Nd)(t)值分别为-4.6和-3.2,两阶段模式年龄(t_(DM2))相近(分别为1277Ma和1166Ma),并与锆石Hf同位素模式年龄一致。岩相学、年代学和地球化学研究表明闪长质包体可能是由岩浆混合作用形成的镁铁质微粒包体。我们的初步研究成果似乎表明,冈底斯中西部地区在早白垩世晚期(～110Na)很可能存在一次重要的岩浆混合作用,这一初步认识对研究冈底斯中北部地区规模宏大的白垩纪岩浆作用的深部动力学过程具有重要意义。     

青藏高原东北缘晚中生代火山岩中单斜辉石及其岩石成因意义

西秦岭是青藏高原构造域在东北缘向东西向展布的祁连-秦岭-大别构造带转换的重要地区.作为印度-欧亚大陆碰撞及青藏高原隆升的响应,西秦岭地区自中生代以来火山作用非常强烈.     

西藏冈底斯成矿带驱龙斑岩铜钼矿的岩石地球化学特征

驱龙斑岩铜(钼)矿床位于西藏冈底斯成矿带东段,具有巨大找矿潜力。这里主要通过岩石地球化学分析,确定矿床含矿斑岩属于过铝质高钾钙碱性岩石,具有明显的埃达克岩岩浆亲合性,并可初步断定驱龙及冈底斯成矿带典型斑岩铜矿床的含矿斑岩具备C型埃达克岩特征,其构造背景应为碰撞造山期后的伸展条件,这将对该带成矿环境的深入研究和进一步找矿有所启示。     

青藏新生代钾质火山活动的时空迁移及向东部玄武岩省的过渡:壳幔深部物质流的暗示

中国西部与东部在构造作用、岩浆活动、岩石圈结构、沉积盆地、地貌等方面存在着巨大的差异。印度—亚洲大陆碰撞以来青藏高原火山岩的时空分布,显示了从高原腹地发端向周缘迁移的趋势。在同碰撞阶段(65~40 Ma)的末期,火成活动背离雅鲁藏布碰撞缝合带向北迁移。在45~6 Ma期间,火山活动从高原腹部开始,然后向外迁移,暗示软流圈上隆呈波状向外扩展。最后(6 Ma—近代),火山活动向着高原的北西、北东—东、南东三隅迁移。这种醒目的火山活动时空迁移型式,可以解释为由印度和欧亚两个较厚大陆板块的靠近、碰撞诱发的软流圈地幔流及深部地壳物质流动。推测可能存在两个地幔流“通道”,一条“通道”可能通过西秦岭礼县—宕昌一带伸向中国东部;另一条“通道”可能沿“三江”带向东南经云南马关—屏边一带与中国东南部和越南的新生代玄武岩省相接。在礼县—宕昌、马关—屏边一带,表现出从青藏高原钾质火山岩省向着中国东部玄武岩省过渡的特征。大量地球物理资料也支持关于软流圈地幔与深部地壳层次上的横向物质流动的认识。为了进一步检验这种认识是否正确,需要在青藏高原钾质岩省与东部玄武岩省的过渡带选择若干短剖面,进行系统的研究工作,鉴别岩石源区组成和形成深度,反演岩石圈和软流圈地幔性质,揭示两个岩省之间的关系,为鉴别大陆碰撞引起的岩石圈或软流圈层次的物质流动与块体之间相互作用提供岩浆作用约束,同时也为东亚大背景之下,以新生代印度—亚洲碰撞为主导的中国西部与以太平洋板块俯冲为主导的中国东部的构造交接关系提供岩浆作用限制。     

藏南过铝花岗岩中电气石的矿物化学特征及成因意义

讨论了藏南过铝花岗岩中电气石的地质产状、矿物学和矿物化学特征。结果表明:(1)在以氧原子数为24.5计算的化学式中,电气石的(Fe+Mg)/Mg比值在2.32~5.37之间,指示花岗岩和伟晶岩中的电气石均为黑电气石系列,而且属镁电气石—铁电气石系列中的较富铁电气石的成员;(2)电气石的FeO/(FeO+MgO)值高达0.70~0.89,与贫Li花岗岩接近,Al-Al50Fe50-Al50Mg50图解和Fe-Mg-Ca图解投点均位于贫Li花岗岩区,属于贫Li花岗岩有关的电气石;(3)TiO2-MnO/CaO-MgO/FeO三元图解可判定属于第Ⅰ类,即MgO和FeO含量同步消长,且较贫Mg富Fe,而MnO和TiO2含量为异步消长,这与电气石的FeO/(FeO+MgO)值所反映的性质相同;(4)地质产状、矿物学及矿物化学揭示的成因信息表明藏南过铝花岗岩中的电气石为酸性侵入体岩浆期后热液成因。     

印度—亚洲俯冲带结构——岩浆作用证据

在印度与亚洲大陆碰撞之后 ,两个大陆之间是否存在大陆俯冲是关系到高原地壳加厚、隆升等构造演化模式的重要问题。近 2 0年来以各种地球物理方法为主的深部探测结果揭示了青藏高原的岩石圈结构 ,表明印度向亚洲下部的俯冲是存在的 ,但是其俯冲的规模仍存在争议。不同观点认为印度岩石圈前缘已经到达班公—怒江缝合带的下部约 2 0 0km深度、俯冲在整个西藏岩石圈深部、或者仅仅越过雅鲁藏布江断裂。地热泉He同位素、碰撞后岩浆作用的年代学、岩石学与地球化学研究结果表明冈底斯带与高原北部地区具有相同的岩石圈地幔源区 ,并且存在印度板块在 13～ 2 5Ma之前就俯冲在冈底斯带西部的岩石学和地球化学证据 ,考虑到印度板块的持续向北运动 ,则岩浆作用支持印度岩石圈现今已经达到或者越过班公—怒江缝合带的俯冲模式。