西藏东巧蛇绿岩中辉长岩锆石SHRIMP定年及其地质意义

东巧蛇绿岩位于分割羌塘地块和拉萨地块的班公湖—怒江缝合带中段,是该带最著名的产铬铁矿床的蛇绿岩残片之一。该蛇绿岩遭受构造肢解,恢复后的蛇绿岩剖面各岩石单元齐全。本文应用SHRIMPⅡ锆石UPb法,对东巧蛇绿岩中堆晶辉长岩进行了测年,获得辉长岩年龄为187.8±3.7 Ma。该年龄代表了东巧洋盆的形成时代,为确定研究区特提斯洋盆的古构造格局及其发育演化过程等提供了重要的年代学制约。     

西藏东巧蛇绿岩中玄武质岩石成因和构造背景探讨

蛇绿岩记录了大洋裂解、俯冲消减和大陆增生的一系列过程,西藏北部班公湖-怒江缝合带中的蛇绿岩记录了青藏高原的地体拼合和隆升历史。班公湖-怒江缝合带中段的东巧蛇绿岩十分发育,地表出露较好,主要由地幔橄榄岩、堆晶杂岩、辉长辉绿岩和玄武岩组成。玄武岩呈多个露头产出,每个露头从十几平方米至数十平方米不等,辉绿岩呈脉状(或岩墙)产在玄武岩中。本文对东巧西出露的玄武岩和辉绿岩开展了详细的野外地质考察和室内岩相学、年代学和地球化学研究分析,探讨了该蛇绿岩的成因以及形成背景。研究表明,辉绿岩和玄武岩属低钾拉斑系列和钙碱性系列。辉绿岩轻稀土含量略高于N-MORB,兼具IAT和N-MORB的特征;玄武岩轻稀土相比重稀土稍富集,具有E-MORB的特征。样品的Nb/U值(30～48)均大于地壳平均值(10)以及(Th/Nb)N值(0.58～0.86)均小于1,表明岩石未遭受地壳混染。辉绿岩和玄武岩3个样品的锆石U-Pb年龄值均显示较大的变化区间,结合前人班怒带蛇绿岩年代学的研究成果,将其分为三组,第一组(156～239Ma)代表蛇绿岩自身的年龄,第二组(37～141Ma)为晚于蛇绿岩形成的年龄段,推测其为后期的岩浆事件成因,第三组(277～2454Ma)为早于蛇绿岩形成的年龄,推测其成因为原始地幔中残留的早期俯冲板片所携带的地壳中的锆石。通过岩石地球化学成分对比研究,认为辉绿岩和玄武岩为弧后盆地玄武岩(BABB)。结合前人地幔橄榄岩的研究,本文认为东巧玄武质岩石形成于俯冲带(SSZ)的弧后盆地扩张时期,并受到俯冲带流体不同程度的影响。     

西藏东巧方辉橄榄岩的显微构造特征及其流变学意义

西藏东巧地区蛇绿岩套中橄榄岩是青藏高原出露的为数不多的地幔岩体之一, 对于揭示该地区的上地幔流变学特征具有重要意义.报道了该地区方辉橄榄岩中橄榄石的位错显微构造特征, 估算了上地幔流变学参数.显微构造研究表明, 东巧方辉橄榄岩发育残斑结构, 橄榄石中位错组态类型比较丰富, 包括自由位错、位错壁(包括宽阔型和紧密型)、位错弓弯和位错网, 表明橄榄石的主导变形机制可能为位错蠕变.该区地幔岩变形大致分为2个阶段: (1) 地幔缓慢塑性流动变形, 形成宽阔型位错壁; (2) 蛇绿岩侵位过程中的变形, 产生紧密型位错壁.根据2种位错壁估算的流动应力平均值分别为3 9.3MPa (宽阔型)和113.9MPa (紧密型), 计算结果获得东巧地区上地幔流动速率为1.13× 10-12 ~ 2.95× 10-11s-1, 有效粘度为4.44×1017~ 1.16×1019Pa°s, 这些参数为东巧地区上地幔物理特征提供了流变学的约束条件      

藏北东巧地区地幔岩流变学特征及构造演化

本文首次从岩石组合、橄榄石与辉石组构、宏观流变、微观流变及波速和各向异性特征等方面详细阐述了东巧地区地幔岩塑性流变学特征,从微观与宏观角度进一步探讨了班公错一怒江结合带东巧地幔岩形成的地质环境及构造演化过程,认为东巧地幔岩具有超高压成因特点,形成于小洋盆环境,在印度板块向欧亚板块推移过程中就位,最终在喜马拉雅整体隆升阶段完成了近地表的构造调整。     

Melt/mantle mixing produces podiform chromite deposits in ophiolites: Implications of Re-Os systematics in the Dongqiao Neo-tethyan ophiolite, northern Tibet

Podiform chromite deposits occur in the mantle sequences of many ophiolites that were formed in supra-subduction zone (SSZ) settings. We have measured the Re-Os isotopic compositions of the major chromite deposits and associated mantle peridotites of the Dongqiao Ophiolite in the Bangong-Nujiang suture, Tibet, to investigate the petrogenesis of these rocks and their genetic relationships.The ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os ratios of the chromite separates define a narrow range from 0.12318 to 0.12354, less variable than those of the associated peridotites. Previously-reported ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os ratios of the Os-rich alloys enclosed in the chromitites define two clusters: 0.12645 ± 0.00004 (2 s; n = 145) and 0.12003 to 0.12194. The ultra-depleted dunites have much lower ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os (0.11754, 0.11815), and the harzburgites show a wider range from 0.12107 to 0.12612. The average isotopic composition of the chromitites (¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os: 0.12337 ± 0.00001) is low compared with the carbonaceous chondrite value (¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os: 0.1260 ± 0.0013) and lower than the average value measured for podiform chromitites worldwide (0.12809 ± 0.00085). In contrast, the basalts have higher ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os, ranging from 0.20414 to 0.38067, while the plagioclase-bearing harzburgite and cumulates show intermediate values of ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os (0.12979 ~ 0.14206). Correspondingly, the basalts have the highest ¹⁸⁷Re/¹⁸⁸Os ratios, up to 45.4 ± 3.2, and the chromites have the lowest ¹⁸⁷Re/¹⁸⁸Os ratios, down to 0.00113 ± 0.00008. We suggest that melts/fluids, derived from the subducting slab, triggered partial melting in the overlying mantle wedge and added significant amounts of radiogenic Os to the peridotites. Mass-balance calculations indicate that a melt/mantle ratio of approximately 15:1 (melt: ¹⁸⁷Re/¹⁸⁸Os: 45.4, ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os: 0.34484; mantle peridotite: ¹⁸⁷Re/¹⁸⁸Os: 0.0029, ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os: 0.11754) is necessary to increase the Os isotopic composition of the chromitite deposits to its observed average value. This value implies a surprisingly low average melt/mantle ratio during the formation of the chromitite deposits. The percolating melts probably were of variable isotopic composition. However, in the chromitite pods the Os from many melts was pooled and homogenized, which is why the chromitite deposits show such a small variation in their Os isotopic composition. The results of this study suggest that the ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os ratios of chromitites may not be representative of the DMM, but only reflect an upper limit. Importantly, the Os-isotope compositions of chromitites strongly suggest that such deposits can be formed by melt/mantle mixing processes.     

西藏班公湖—怒江缝合带中段东巧地幔橄榄岩岩石成因及构造环境分析

东巧蛇绿岩位于班公湖—怒江缝合带中段,根据地理位置特征并以强玛镇为中心将东巧岩体划分为东西两个岩体。其中西岩体相对面积较大,由地幔橄榄岩、枕状玄武岩、辉长辉绿岩等组成;而东岩体面积较小,仅含地幔橄榄岩部分,各个不同单元之间呈断层接触关系。对东巧地幔橄榄岩开展岩石学、矿物学及地球化学研究发现:(1)东巧地幔橄榄岩以方辉橄榄岩为主,纯橄岩所占比例较小,约15%。豆荚状铬铁矿主要呈条带浸染状赋存在厚层且延伸较远的纯橄岩中。(2)东巧地幔橄榄岩中单斜辉石含量小于3%,矿物地球化学和全岩地球化学特征显示其来源于尖晶石相地幔源区的部分熔融,且部分熔融程度较高,估算在22%～28%,高于深海地幔橄榄岩的部分熔融程度(10%～22%)。(3)东巧地幔橄榄岩中的副矿物铬尖晶石Cr#值较高大于60,全岩具有U型球粒陨石标准化稀土元素配分模式,同时Rb、U、Zr和Sr相对富集,Hf和Nb相对亏损。全岩的地球化学特征指示了俯冲带之上的残余地幔与流体/熔体发生了反应,致使轻稀土元素以及部分微量元素选择性富集。综合东巧地幔橄榄岩的矿物化学组成成分以及全岩的地球化学特征,认为东巧地幔橄榄岩形成于大洋中脊的扩张环境中,后受到洋内俯冲作用的影响,导致俯冲带之上高度部分熔融的地幔橄榄岩与流体/熔体发生相互作用。     

西藏东巧地区玄武岩地球化学特征及构造环境分析

东巧蛇绿岩出露于班公湖-怒江缝合带中段,是蛇绿岩组合单元出露较完整的地区。微量(稀土)元素分析结果表明,蛇绿岩中的玄武岩具有轻稀土元素(LREE)显著富集的右倾稀土元素配分模式。(La/Yb)N=7.05~12.02,Th、Nb、Ta、Zr和Hf略具有正异常的微量元素组成特征,属于典型的洋岛玄武岩(OIB),与洋中脊玄武岩(MORB)和板块汇聚环境下的岛弧玄武岩(IAB)存在明显差异。通过对其构造环境的判别,并结合蛇绿岩与相邻地质体的关系分析,认为东巧蛇绿岩中的玄武岩形成于大洋板内岩石圈上隆减压的洋岛环境,代表班公湖-怒江洋盆形成和发展阶段洋岛环境的大洋岩石圈残片。     

沉积记录约束班公湖-怒江缝合带东巧蛇绿岩的仰冲过程

班公湖-怒江缝合带(班怒带)分割了北部的羌塘地体和南部的拉萨地体,代表曾经消失的大洋——班公湖-怒江洋(班怒洋)。蛇绿岩从西部的日土到东部的丁青断续分布,是记录班怒洋演化的重要载体。长期以来关于班怒带蛇绿岩何时形成、在哪里形成、如何就位的研究薄弱。本文基于对班怒带中段东巧蛇绿岩之上的一套海陆过渡相地层(东巧组)的地层学、沉积学和物源研究,认为东巧蛇绿岩在晚侏罗世Oxfordian-Kimmeridgian之前仰冲到一个亲拉萨的被动大陆边缘之上。在此基础上,结合蛇绿岩年代学和地球化学数据,重建了东巧蛇绿岩从形成到仰冲至地表的过程,探讨了东巧蛇绿岩仰冲的动力学机制及其大地构造意义。     

The feature and tectonic setting of Dongqiao podiform chromitite in the central segment of the Bangong Lake-Nujiang suture zone in TibetSCIEI北大核心CSCD

早侏罗世东巧蛇绿岩位于班公湖-怒江缝合带(班怒带)东段,蕴含较为丰富的豆荚状铬铁矿资源。东巧地幔橄榄岩主体由方辉橄榄岩组成,铬铁矿赋存在其内部的纯橄岩脉中。方辉橄榄岩和纯橄岩均显示出弧前橄榄岩的特征。方辉橄榄岩中橄榄石的Fo值为89.8~92.2,斜方辉石的和单斜辉石的Mg^(#)值分别变化于89.7~92.0和92.7~95.1,铬尖晶石的Cr^(#)值(Cr^(#)=100×Cr/(Cr+Al))为60.8~75.9;纯橄岩中橄榄石的Fo值为91.7~92.5,斜方辉石Mg^(#)值变化于91.7~92.1,单斜辉石的Mg^(#)值变化于94.0~94.6,铬尖晶石的Cr^(#)值为69.0~83.1。铬铁矿主要呈致密块状和浸染状构造,其中铬尖晶石的矿物包裹体有橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、角闪石和铂族矿物等。矿石中的铬尖晶石与橄榄岩中的铬尖晶石相比,具有较高的Cr^(#)值(72.5~86.9)和Mg^(#)值(52.8~70.5),较低的Al_(2)O_(3)(6.25%~13.6%)、TiO_(2)(0.06%~0.16%)和Zn(518×10^(-6)~714×10^(-6)),属于高铬型铬铁矿,平衡熔体与玻安质熔体有亲缘性。方辉橄榄岩中铂族元素(PGE)总含量(14.01×10^(-9)~32.81×10^(-9))近似于原始地幔,IPGE(Os、Ir和Ru)/PPGE(Rh、Pt和Pd)的比值均大于1;纯橄岩的PGE总量(13.36×10^(-9)~16.08×10^(-9))略低于原始地幔,IPGE和PPGE富集程度近似;铬铁矿的铂族元素总量(108.4×10^(-9)~645.7×10^(-9))远远高于原始地幔和地幔橄榄岩中PGE的含量,且IPGE以及Rh相对原始地幔富集,而Pt和Pd相对亏损,具明显右倾特征的配分模式,指示东巧地幔橄榄岩和铬铁矿形成过程经历了熔体抽取和交代作用。通过与全球典型豆荚状铬铁矿矿床的特征对比,认为班怒带的蛇绿岩应该有良好的铬铁矿成矿背景。     

萍乡东桥岩门寨组凝灰岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及南华冰期底界年代探讨

目前关于南华系底界年代存在早(780 Ma或760 Ma)、晚(725 Ma或720 Ma)两种不同观点。本文对萍乡东桥板溪期晚期岩门寨组顶部的凝灰岩进行了28颗锆石的LA-ICP-MS U-Pb年龄分析,由早至晚获得5组主要年龄,并分析探讨了各组年龄锆石形成的地质背景。第1组和第2组锆石均为继承性岩浆锆石,平均年龄分别为805.5±10.6 Ma和767.6±7.7Ma,分别与扬子东南缘810~800Ma期间的岛弧岩浆活动和板溪期中期760Ma前后的岩浆活动有关。第4组和第5组锆石为变质成因锆石,平均年龄分别为390.8±2.8 Ma和211.2±1.5 Ma,分别与加里东晚期和印支晚期的构造-热事件有关。第3组共11颗岩浆锆石的平均年龄为717.2±8.9 Ma,为凝灰岩的成岩年龄。该年龄为南华冰期底界720 Ma的年龄提供了约束。此外,本文讨论并提出前人在湘中碧溪获得的长安组下部760 Ma左右U-Pb年龄为继承性锆石年龄,且发现在误差范围内有50%锆石的年龄上限也为720 Ma左右,暗示成岩年龄实为720 Ma而非760 Ma。