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.      

川藏铁路交通廊道地质调查工程主要进展与成果

川藏铁路是我国正在规划建设的重点工程,由于其位于地形地貌和地质构造都极为复杂的青藏高原东部,在铁路规划建设中面临一系列迫切需要解决的关键地质问题: 区域性活动断裂与断错影响、地质灾害、高地应力及其引起的岩爆和大变形、高温热害、断裂带高压水与涌水突泥、高陡边坡稳定性等。为满足技术支撑川藏铁路规划建设、精准服务国家重大战略实施的需要,中国地质调查局部署了“川藏铁路交通廊道地质调查工程”,聚焦制约川藏铁路规划建设的关键问题,充分发挥地质调查工作对国家重大工程规划建设的支撑作用。2019年主要完成铁路沿线1:5万区域地质调查1 350 km²、1:5万地质灾害调查5 000 km²,建设6口大地热流地质参数井、8个地温监测站,完成地应力测量20孔,编制完成11份地质调查专报,提出的大渡河大桥段、理塘车站段、毛垭坝盆地段等线路优化建议/防灾建议被采纳; 首次将1:5 000大比例尺航空物探技术引入复杂山地铁路工程勘察,创新形成千米级超长水平钻孔定向取心钻进技术,实现500 m深的水平孔地应力测量突破等。该工程通过2019年调查研究,全力提升了铁路沿线地质调查程度与精度,并创新了复杂艰险山区重大工程地质问题与探测技术、地质灾害风险防控理论与减灾关键技术,有效支撑服务了川藏铁路规划建设。     

云南滇西地区早古生代增生杂岩的厘定及其洋壳俯冲消减作用——基于1∶5万文东幅地质调查的新认识

【研究目的】 澜沧岩群一直存在较大争议,查明澜沧岩群的物质组成、构造属性、时代及变质变形特征具有重要的意义,为进一步重建特提斯的时空格架提供重要的基础资料。【研究方法】 在1∶5万详细野外调查的基础上,系统开展LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年代学等综合研究。【研究结果】 查明了澜沧岩群的物质组成及变质变形特征,具有基质+块体的构造混杂岩特征,经历了3期变质变形,整体表现为逆冲推覆-增生造山的构造变形样式。通过碎屑锆石、变酸性岩锆石U-Pb年代学研究,结合已有的研究资料,厘定其形成时代为早古生代。澜沧岩群中高压变质岩的原岩具有岩浆弧、OIB和E-MORB的特征,说明澜沧岩群经历了深俯冲、增生造山作用过程。【结论】 结合区域已有的研究资料及本文研究成果,认为澜沧岩群不是基底岩系,而是昌宁—孟连原-古特提斯洋俯冲消减形成的早古生代增生杂岩。     

东特提斯地质调查研究进展综述

以青藏高原为主体的东特提斯构造演化一直是国内外地学研究中关注的重大科学问题。为了更全面、更深入地认识青藏高原及东特提斯构造域的形成演化历史,本文在综述前人有关特提斯构造域时空演变和演化阶段研究的基础上,重点总结了近年来1∶5万区域地质调查中取得的最新研究进展,提出昌宁-澜沧构造带原-古特提斯连续演化、南冈底斯构造带古-新特提斯连续演化新认识,构建了青藏高原及东特提斯构造域大陆边缘多岛弧盆系时空格局和原、古、新三阶段构造演化模式。     

俯冲型和碰撞型含矿斑岩地球化学组成的差异

Cu-Mo-Au含矿斑岩不仅可以形成于与洋壳俯冲相联系的弧环境,而且也产于碰撞造山带内。通过对比俯冲型和碰撞型含矿斑岩的地球化学特征,发现它们特别在微量元素上具有较大差别,暗示它们有着不同的物源区组成或形成机制。同冈底斯带碰撞型含矿斑岩相比,太平洋东岸俯冲型含矿斑岩有着明显高的HREE和Y含量,低的Sr/Y、(La/Yb)_N以及(Dy/Yb)_N比值,表明其物质源区不含或含有少量的石榴子石并可能以角闪石组成为主。统计发现这些俯冲型含矿斑岩部分样品具有埃达克岩地球化学特征,但大部分样品却显示出具有与正常岛弧系列火山岩相似的特征,它们很可能是板片释放流体交代地幔楔形成的熔体并在后期经历MASH过程的产物。冈底斯带碰撞型含矿斑岩具有典型埃达克岩地球化学特征,指示其形成条件达到了石榴子石相变,可能形成于增厚的下地壳,其物质源区很可能与前期的洋壳俯冲有着密切的联系。普朗-雪鸡坪含矿斑岩具有与俯冲型含矿斑岩十分相似的地球化学特征,它们有可能是西向俯冲的甘孜-理塘洋发生断离,进而诱发前期俯冲流体交代的富集地幔楔发生部分熔融的产物,而并非是俯冲洋壳直接发生部分熔融的产物。     

昌宁－孟连结合带斜长角闪岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

昌宁-孟连结合带牛井山地区发育以构造岩片和透镜体形式产出的斜长角闪岩,其对于认识和恢复昌宁-孟连结合带特提斯演化历史具有重要意义。本研究对牛井山蛇绿混杂岩带内的斜长角闪岩进行了系统的岩石学、锆石U-Pb定年、Hf同位素及全岩地球化学研究。锆石CL图像揭示斜长角闪岩锆石为岩浆成因锆石。锆石U-Pb定年结果为272±1.2 Ma(MSWD=1.1,n=21),代表斜长角闪岩原岩时代。岩石地球化学分析表明,斜长角闪岩Si O2含量为51.83%~52.6%,全碱(Na2O+K2O)含量为3.33%~4.16%,Na2O/K2O比值为5.8~19.8,属于低钾拉斑玄武岩系列。微量元素结果表明斜长角闪岩具有N-MORB的地球化学特征。原岩恢复研究揭示斜长角闪岩的原岩为272±1.2 Ma的N-MORB型辉长岩。斜长角闪岩锆石初始(176Hf/177Hf)i值为0.282906~0.282956,对应的εHf(t)为10.7~12.5;单阶段亏损地幔Hf模式年龄tDM1为416~499 Ma(平均值为466Ma),明显老于原岩结晶时代。岩石地球化学特征和锆石Hf模式年龄揭示昌宁-孟连特提斯洋在272 Ma时具有一个长期亏损的地幔,地幔年龄为早古生代416~499 Ma。结合该带存在早古生代洋壳残余及洋壳俯冲成因埃达克岩的事实,我们认为昌宁-孟连带是一个连续演化的原-古特提斯洋,晚古生代272 Ma时还存在洋中脊扩张并产生具有N-MORB性质的洋壳。     

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。     

青藏高原西部赛利普中新世火山岩源区:地球化学及Sr-Nd同位素制约

青藏高原拉萨地块西部赛利普地区新生代火山岩依据主量元素可划分为超钾质、钾质和钙碱性系列,主要的岩石类型为粗面安山岩、粗面岩,一个超钾质岩石的40Ar-39Ar年龄为17.58Ma,指示出火山活动为中新世.超钾质、钾质和钙碱性火山岩都显示出富集LREE及LILE(Th、U)、亏损HFSE(Nb、Ta、Ti)的特征.超钾质火山岩具有较高的K2O(6.31%～8.55%)、MgO(6.75%～8.96%)、Cr(270.7×10-6～460.4×10-6)、Ni(142.3×10-6～233.9×10-6)含量,较高的(87Sr/86Sr)i(0.71883～0.72732)和较低的εNd(-14.78～-15.37),指示可能起源于一个前期亏损并经后期俯冲作用改造的富钾的方辉橄榄岩富集地幔源区.钾质火山岩具有比超钾质火山岩低的K2O、MgO、Cr、Ni含量以及高的Ba、Sr含量,初始87Sr/86Sr为0.71553～0.71628,初始143Nd/144Nd为0.51197～0.51198,在空间上与超钾质火山岩共生,可能是前者母岩浆的演化产物.钙碱性火山岩具有较高的Sr(881.7×10-6～1309.2×10-6)、Sr/Y比值(50～108)和较低的Y(12.05×10-6～18.02×10-6),明显亏损重稀土Yb(0.93×10-6～1.30×10-6),类似于典型的埃达克质岩成分特征但相对高钾,并具有相对低的(87Sr/86Sr);(0.70928～0.71374)以及高的εNd(-7.90～-10.91),指示起源于富钾增厚下地壳物质的部分熔融.区域上拉萨地块超钾质岩、钾质岩与N-S向地堑系在空间上共存、时间上相吻合,由此本文认为拉萨地块中新世钾质.超钾质岩和南北向地堑系的形成可能与中新世早期北向俯冲的印度大陆岩石圈断离有关.     

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。     

滇西哀牢山变质岩系锆石U-Pb定年及其地质意义

哀牢山-红河构造带是滇西地区最著名的带状变质带之一,其主体由哀牢山深变质岩系(哀牢山岩群)组成,一直被认为是扬子陆块古元古代结晶基底.本文选取哀牢山深变质岩系内的花岗片麻岩(11 ALl7-1和11AL09-1)和石英岩(11AL08-1),以及邻区的花岗岩(11ALl2-1)进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年.结果显示,花岗片麻岩11 ALl7-1有岩浆和变质两类锆石,两者的206Pb/238U年龄加权平均值分别为700±6Ma(MSWD=1.4,n=14)和27.4±1.2Ma(MSWD=1.9,n=3),代表原岩形成时代和变质年龄.花岗片麻岩llAL09-1岩浆锆石206 pb/238U年龄为220±3Ma(MSWD=3.1,n=14),变质锆石年龄为31.2±2.3Ma(MSWD =6,n=5),分别代表原岩结晶时代和后期变质年龄.石英岩11AL08-1中所有锆石具有核-边结构,92颗锆石核部年龄集中分布在6组,分别为493～528Ma(n=42)、635 ～ 640Ma(n=2)、701～784Ma(n=44)、976 ～980Ma(n=2)、1839Ma(n=1)和2487Ma(n=1).92个核部分析点具有高的Th/U比值(＞0.23),指示岩浆来源.最年轻一组的42个核部年龄加权平均值为509Ma,代表石英岩原岩的最大沉积时代.7颗锆石变质边年龄为26～ 75 Ma内,代表变质年龄.花岗岩11 ALl2-1锆石206pb/238U年龄加权平均值为750±4Ma(MSWD =0.6),代表岩石形成时代.这些年龄表明哀牢山变质岩系是一个原岩复杂的变质杂岩带,它的原始物质至少包含新元古代～ 700Ma岩浆岩、～509 Ma沉积地层及220 ～ 240Ma的岩浆岩和地层,而不是以往认为的古元古代结晶基底.现今所见的哀牢山岩群“古老”岩石面貌主要是由地质历史上的浅变质或未变质的地层和岩浆岩在新生代26～31Ma发生变质变形作用改造的结果.哀牢山变质带的源区物质特征和主要岩浆事件与扬子陆块西缘十分相似,具有亲扬子的构造属性.