南羌塘印支期增生造山带组成、结构及演化

造山带可分为增生型、碰撞型和板内型3种类型。增生型造山带由于能最大程度保存大洋俯冲过程中的地质信息,对反演古洋盆的俯冲碰撞历史具有重要意义。因此,识别增生型造山带所包含的海沟、增生杂岩、弧前盆地、岩浆弧和弧后盆地等古俯冲带基本单元,是阐明其大地构造意义的关键。其中,增生杂岩作为大洋俯冲增生的主体产物,其内部物质组成、平面和垂向结构,以及所记录的构造变形变质历史等信息,可直接揭示汇聚过程中的动力学演化和增生造山历史。南羌塘增生杂岩是近年来在西藏中部新识别出的地质单元,是解答古特提斯洋形成演化、羌塘中央隆起的成因等科学问题的重要载体,具有重要的资源和能源意义。然而,该套杂岩在大地构造属性、动力学过程、精细的俯冲带结构以及深部地质过程等方面仍存在大量未解决的问题。本文因此开展古俯冲带识别、增生杂岩物质和结构精细研究以及高压变质岩折返机制探讨等研究,以期阐明南羌塘增生杂岩的组成、结构及地质演化,为研究资源、能源成矿背景及勘查布局提供理论基础。本文研究发现,羌塘地体中部保留着相对完整的沟-弧-盆体系,包含陆缘弧、弧前盆地、海沟斜坡盆地、含高压变质岩增生杂岩等构造单元,证实了羌塘中部古俯冲带的存在...     

西藏南羌塘增生杂岩中俯冲反向驱动高压变质岩折返:来自猫耳山大型拆离断层的启示

大洋岩石圈俯冲增生过程中可能伴随着复杂的深部板片运动过程。高压变质岩无疑是记录这些深部过程的良好载体。最近的研究提出,在特定情况下,双向俯冲中占主导的俯冲板块拖曳另一侧板块发生反向运动,从而短板片可能被另一侧长板片拖出。该研究提示我们关注俯冲增生过程中这种可能的“不正常”的板片运动方式,从而客观而全面地剖析碰撞造山带。现有高压变质岩折返模式中,除了俯冲隧道流模式,其余模式均强调单次快速折返。然而,俯冲反向运动导致的折返过程有所不同:对单个高压变质岩来说仍是快速折返,但是对整体高压变质岩带来说,整个俯冲反向期间必然都存在高压变质岩折返,从而形成较长的折返过程持续时间。对上地壳层次的折返相关构造变形的研究有助于揭示上述过程。     

南羌塘增生过程的中-晚三叠世岩浆记录:藏北玛依岗日-角木日地区基性岩墙

古特提斯洋向北俯冲形成增生杂岩,它们向南增生构成了南羌塘增生地体,且增生期内发育的岩浆岩可以用来研究南羌塘的增生过程。在南羌塘增生杂岩带内,由北向南,发育有玛依岗日(MG)辉长岩墙、角木日(JM)辉长辉绿岩墙。锆石U-Pb测年结果显示,两者分别形成于237. 1±2. 3Ma和230. 7±1. 8Ma,为南羌塘增生期内岩浆岩。它们的岩石地球化学特征均介于OIB与E-MORB之间,富集Ti、Nb,以及LREE和LILE。Nd-Pb同位素结果显示两者均起源于富集地幔源区。Sm/YbLa/Yb图解显示,两者均起源于尖晶石-石榴石二辉橄榄岩源区,相对于JM辉长辉绿岩MG辉长岩部分熔融程度较高。两者Mg#和Ni、Cr特征表明,MG辉长岩分异程度高于JM辉长辉绿岩。Th/Nb-La/Nb图解显示,相对于JM辉长辉绿岩MG辉长岩经历了一定程度的地壳混染。综合研究认为,MG辉长岩和JM辉长辉绿岩为古特提斯洋壳俯冲过程中软流圈上涌的两次岩浆活动的产物,并受俯冲洋壳和地幔楔影响。MG辉长岩和JM辉长辉绿岩记录了南羌塘的增生过程,它们为相关研究提供了岩浆岩证据。     

造山带双层结构的厘定及意义

当前,增生型造山带和碰撞型造山带的研究均取得了丰富的成果和创新性认识。二者过渡期间常常发生陆壳俯冲。然而,该俯冲具有什么样的构造变形特点,并如何影响造山带演化过程,长期未受到足够的关注。基于此,文中选择曾发生了陆壳俯冲的两个新生代时期的造山带（中国台湾造山带和雅鲁藏布江造山带）和一个中生代时期的造山带（羌塘造山带）开展研究,以期阐明陆壳俯冲的独特构造变形特征以及和造山过程的交互作用。研究发现,陆壳俯冲常常在造山带形成双层结构,上部为一套由史密斯地层组成的逆冲叠瓦扇构造体系,下部为一套具“岩块–基质”结构特征的俯冲杂岩。双层结构的上下部分物质组成相似,均以斜坡相–海底扇相沉积为主,也有陆棚相沉积。因此,由于构造变形时间相近,双层结构应是由同一套被动陆缘物质俯冲形成的深浅不同的构造体系。研究认为,在陆壳俯冲过程中,早期的斜坡–海底扇俯冲是形成双层结构的主要因素。后续的陆棚俯冲则对碰撞作用的发生起到了主导作用,从而使应变逐渐向克拉通内部扩展,形成前陆褶皱–冲断带。随着碰撞作用的持续,双层结构常常遭到构造破坏,深部的俯冲杂岩因此得以剥露至浅表。因此,文章的研究强调了陆壳俯冲和深俯冲物质的折返在造山带演化中的重要意义。      

藏北羌塘中部晚古生代增生杂岩的发现及其地质意义

西藏中部羌塘变质岩带发育复理石碎屑建造和片理化玄武岩建造,都经历了强烈的构造置换作用;还发育早—晚古生代大理岩岩片、无根勾状褶皱和大理岩与蓝片岩组成的同斜褶皱,不同时代的榴辉岩呈岩块出露。这些地质体呈岩片产出,经历了多期构造叠加和置换,原岩总体为碎屑岩、泥质岩、硅质岩、碳酸盐岩及枕状玄武岩、辉长岩建造。宏观上发育明显的区域性置换面理,为典型的造山带增生杂岩。     

藏北羌塘中部晚古生代增生杂岩的发现及其地质意义

西藏中部羌塘变质岩带发育复理石碎屑建造和片理化玄武岩建造,都经历了强烈的构造置换作用;还发育早—晚古生代大理岩岩片、无根勾状褶皱和大理岩与蓝片岩组成的同斜褶皱,不同时代的榴辉岩呈岩块出露。这些地质体呈岩片产出,经历了多期构造叠加和置换,原岩总体为碎屑岩、泥质岩、硅质岩、碳酸盐岩及枕状玄武岩、辉长岩建造。宏观上发育明显的区域性置换面理,为典型的造山带增生杂岩。     

西藏羌塘增生杂岩带内中—晚三叠世碳酸盐岩地层的发现及大地构造意义

羌塘中央增生(变质)杂岩带地层的解体有助于厘定龙木错—双湖缝合带和古特提斯洋俯冲-碰撞的时空演化过程。长期以来,该缝合带三叠纪地层研究薄弱,已有认识缺乏与洋陆俯冲古地理格局的联系。蓝岭高压变质带北侧3个露头中新发现一套中—晚三叠世台地相碳酸盐岩夹细碎屑岩、硅质岩沉积组合,它们以断块状叠置于中二叠世蛇绿混杂岩之上,内部层理近水平状,层序并未倒转,但顶底不全。依据岩性组合、相对层厚和化石分布,将层序较完整的西南侧岩块大致划分出三个沉积亚相:局限台地相、开阔台地相和台地边缘礁相。边缘礁相砾屑、生屑灰岩中含丰富的六射珊瑚化石,已鉴定出的珊瑚总计6属1种,分别为Conophyllia sp.,Omphalopylliasp.,Coryphylliasp.,Pamirastraeasp.,Margarophylliacf.capitata,和Craspedophylliasp.,指示地层时代为中三叠世拉丁期—晚三叠世诺利期。通过对羌塘盆地中—上三叠统的对比,发现北羌塘地体、中央增生杂岩带和南羌塘地体分别发育不同的沉积体系。构造接触关系及地层特征综合显示蓝岭北侧的中上三叠统代表北羌塘活动大陆边缘的弧前沉积,具体类型为增生楔上叠盆地。结合区域内中上三叠统的产出背景和生物化石时代,推测古特提斯洋闭合于晚三叠世诺利期中期。     

北祁连山俯冲杂岩带的韧性剪切作用

北祁连山加里东褶皱带中的蓝片岩(包括蓝闪片岩和榴辉岩)产于原岩为中寒武统的典型蛇绿俯冲杂岩带之中,是北祁连古板块缝合线的标志之一。蓝片岩带中强烈的韧性剪切变形作用代表了本区古板块持续俯冲到碰撞过程中地壳深部层次的变形行为。构造分析表明,该蛇绿混杂岩带经历了早、晚两期韧性剪切变形的改造。其中早期韧性剪切变形(DF_1)与区域D_2变形幕有关,蓝闪片岩相矿物(蓝闪石、石榴子石、绿帘石和多硅白云母)是伴随变形叶理生长的同构造产物。晚期韧性剪切变形与区域D_3变形幕有关,伴随有绿泥石、冻蓝闪石等的出现和石英、方解石的动态重结晶作用。运动学指示标志,如拉伸线理、与拉伸线理平行的各种褶皱枢纽、同构造变斑晶的旋转、S-C组构及石英光轴组构等,都清楚地显示DF_1运动方向为南东-南南东,伴有左行旋转,晚期DF_2为由NE向SW的逆冲剪切,伴有右行旋转。方解石和石英光轴组构表明晚期逆冲剪切的古挤压应力方向为北北东-南南西。     

俯冲增生杂岩带变形特征、成因机制及与后期变形的区别

俯冲增生杂岩带是造山带重要的组成单元,它记录了从俯冲到碰撞以及碰撞后陆内的演化历史,具有重要的研究价值。由于增生楔形成过程复杂,而后期的碰撞以及陆内变形又会强烈改造俯冲期的变形,因此如何区分增生杂岩中俯冲期间和碰撞阶段的变形就非常重要,但明确的区分两者又是非常困难的工作。我国几乎所有地区发育的俯冲-增生杂岩都经历了后期强烈的改造,因而正确合理地筛分俯冲阶段和碰撞阶段的变形,在我国的造山带研究中日益突出。本文在详细介绍俯冲期间相关变形及其机制的基础上,从不同构造要素的分布、发育特征、形成环境、成因机制等方面综合对比了俯冲阶段和碰撞阶段以及之后构造变形的异同,提出了区别不同阶段变形的主要原则。相比碰撞阶段变形,俯冲阶段的变形主要集中在俯冲隧道中,以简单剪切或一般剪切为主(逆冲断层多见),底板垫托以及双冲构造是变形的重要特征,变形呈弥散性,断层和面理以及褶皱等具有优势的构造极性,但缺少区域尺度的大型褶皱;纯剪变形少见,主要发育在俯冲隧道上方的增生楔中。流体作用以及水岩反应强烈,直接控制变形行为,发育有从显微尺度到区域尺度的变形分解现象。而碰撞阶段主要是在陆上环境进行,主要变形集中在接触带以及大型断裂/剪切带附近。断层和面理的构造极性不明显,增生楔整体变形,出现区域尺度的大型褶皱;流体作用虽有,但不如俯冲阶段明显和强烈,以逆冲和走滑断层多见。然而很多指标和依据并不是某种环境下唯一的,因此在实际工作中需要综合各方面信息和要素进行判断,合理区分不同阶段的变形。     

古岛弧地体的俯冲是南羌塘增生杂岩形成的重要机制:来自日湾茶卡洋岛的证据

洋内岛弧及微陆块的俯冲增生是形成增生杂岩的重要机制。本文通过对南羌塘地区日湾茶卡组进行野外实测地质剖面,开展沉积特征、古生物化石、碎屑组分模式、碎屑锆石测年等研究,发现：（1）日湾茶卡为近源沉积,最年轻碎屑锆石年龄峰值为325~375 Ma,但在龙木错-双湖古特提斯大洋周边陆块均未发现源区,其真正物源应为其下伏的望果山组火山岩;（2）日湾茶卡组内珊瑚化石丰度虽然高,但分异度非常低,其沉积位置应是一个相对突出的孤立位置。根据日湾茶卡组下伏望果山组火山岩所具有的洋内岛弧地球化学特征,并与同期SSZ型蛇绿岩组成的类似洋内俯冲的大地构造体系对比,本文认为日湾茶卡组与其下伏的望果山组火山岩共同组成了泥盆纪—石炭纪由洋内俯冲形成的古岛弧地体。根据碎屑锆石分布型式的相似性,本文进一步认为猫儿山地区部分南羌塘增生杂岩的源岩为日湾茶卡组。因此,日湾茶卡洋岛应曾经历过俯冲增生作用：浅部发生前端“刮削作用”形成冈玛错地区有变形但无变质的日湾茶卡组及望果山组,俯冲到深部的日湾茶卡组则发生高压变质作用并在后期折返至增生杂岩的浅部层次。因此,本文认为在南羌塘增生杂岩的形成过程中,日湾茶卡古岛弧地体的俯冲与增生也起到了重要的作用。     

Partial melting of subducted Southern Qiangtang crust in northern Tibet: evidence from the geochemistry and geochronology of the Riwanchaka granodiorite porphyry in Central Qiangtang

ABSTRACT

This article presents new zircon U–Pb geochronology, Hf isotopic, and whole-rock major- and trace-element geochemical data that provide insights into the petrogenesis and tectonic history of the Riwanchaka granodiorite porphyries of Central Qiangtang, Tibet. Zircon U–Pb ages of 236–230 Ma indicate an early Late Triassic age of emplacement of the porphyries, and zircon Hf isotopic data yield εHf(t) values of – 7.0 to – 1.5 and ancient zircon Hf crustal model ages (T_DM^C) of 1524–1220 Ma. The granodiorite porphyries are characterized by low K₂O contents, high Mg# values, and relatively high Cr and Ni contents. They are classified as I-type calc-alkaline granite and are considered to have formed through the anatexis of ancient mafic crustal rocks with contributions from mantle-derived components. The geochemistry and isotopic compositions of all samples are similar to those of magmatic rocks that originated in the South Qiangtang crust. However, field observations indicate that the pluton intrudes the North Qiangtang crust, and we propose that the granodiorite porphyries were derived by partial melting of subducted continental crust of the South Qiangtang terrane. These new data have been integrated with data from previous studies to construct a new model of slab rollback during northward subduction of the Southern Qiangtang continental crust at ca. 245–226 Ma, thereby improving our understanding of magmatic processes involved in continental subduction in collision settings.     

Lawsonite- and glaucophane-bearing blueschists from NW Qiangtang,northern Tibet,China: mineralogy,geochemistry, geochronology,and tectonic implications

The occurrence of high-pressure (HP) blueschists within the central Qiangtang terrane of northern Tibet has a significant bearing on plate-suturing processes. In order to contribute to the ongoing debate on whether the central Qiangtang metamorphic belt represents an in situ suture within the Qiangtang terrane, we examined lawsonite- and glaucophane-bearing blueschists from the northwest Qiangtang area (84° 10′–85° 30′ E, 34°10′–34° 45′ N). All studied rocks are metapelites, metasandstones, or metabasalts, characterized by lawsonite + glaucophane + phengite, lawsonite + glaucophane + epidote + albite + quartz, or glaucophane + phengite + quartz assemblages. The meta-mafic rocks contain very high TiO₂ and low Al₂O₃ contents. They are typified by abundant ferromagnesian trace elements, and an absence of Eu anomalies and Nb–Ta deletions; all the above features indicate that these mafic rocks represent oceanic island basalt (OIB) protoliths. Most of the metasediments contain high SiO₂, moderate Al₂O₃ + K₂O, and low TiO₂ + Na₂O. They display high CIA (chemical index of alteration) values (74% ± 5%) and distinctly negative Eu anomalies (Eu/Eu* = 0.64 ± 0.05). This, along with their high field strength elemental characteristics, indicates that they were deposited in a passive continental margin environment, intercalated with OIB-type basalts. We estimate the peak metamorphic conditions for these blueschists as T = 330–415°C and P = 9–11.5 kbar. This HP event occurred at ca. 242 Ma, indicated by a well-defined ⁴⁰Ar/³⁹Ar plateau age for glaucophane. Retrograde metamorphism occurred at T = 280–370°C, P = 6.5–9.5 kbar, t = ca. 207 Ma (⁴⁰Ar/³⁹Ar dating of phengite). Therefore, a cold subduction (geotherm ～8°C/km) attended the passive continental margin during the Triassic when the eastern Qiangtang collided with the western Qiangtang. The northwest Qiangtang HP metamorphic belt is an extension of the central Qiangtang metamorphic belt that defines the suture between eastern and western Qiangtang, and indicates an anticlockwise, diachronous closure of the Shuanghu Palaeo-Tethys.     

西藏羌塘中部猫耳山石榴角闪岩的岩石学、地球化学及年代学研究

青藏高原腹地羌塘地体中部猫耳山增生杂岩内保留有早古生代变质记录,对研究冈瓦纳大陆北缘的早古生代构造格架和演化具有重要意义。猫耳山石榴角闪岩呈透镜状产出于斜长角闪岩内,主要由石榴石、角闪石、单斜辉石、斜长石、白云母、黝帘石、绿泥石、榍石和钛铁矿组成。石榴角闪岩的全岩地球化学分析表明其具有俯冲带上（SSZ型）蛇绿岩特征,与区域内寒武-奥陶纪蛇绿岩残片一致。根据岩相学、矿物化学、相平衡模拟以及锆石定年结果,得出石榴角闪岩的成因及变质过程如下：（1）石榴角闪岩原岩为~477Ma的特提斯洋蛇绿岩残片;（2）在394~383Ma发生麻粒岩相变质过程,峰期变质温压条件为~900℃、~1.55GPa,矿物组合为石榴石+角闪石+透辉石;（3）早期的折返导致其降温降压至~800℃、~1.0GPa,矿物组合为石榴石+角闪石+透辉石+斜长石;（4）进一步的角闪岩相退变质发生于358~348Ma,矿物组合为角闪石+斜长石+透辉石+钛铁矿,在石榴石周围和港湾处形成斜长石+角闪石的后成合晶结构。石榴角闪岩的P-T-t演化轨迹结合区域蛇绿岩和岩浆岩记录,指示早古生代特提斯洋壳俯冲、泥盆纪特提斯洋弧后扩张和石炭纪特提斯洋内岛弧增生的过程。

     

羌塘盆地石油地震反射新剖面及基底构造浅析

针对羌塘盆地地表地质条件复杂,地震资料信噪比低,取得高质量的地震剖面存在很大困难等问题,中国地质调查局在羌塘布设了总长约52km的试验剖面,初步摸索出一套适用于羌塘地区地震资料采集与处理的方法技术。处理后的地震叠加剖面上反射信息丰富,揭示出盆地基底以上各构造层的空间展布特征,为查明构造圈闭和构造界面,确定地层的组合等方面,提供了高质量数据。文中在对地震反射特征分析的基础上对两条剖面显示的盆地基底的埋深、形态等方面进行了初步研究。     

班公湖-怒江洋的扩张脊俯冲: 宗白增生杂岩中侏罗世辉长岩脉地球化学和Sr-Nd同位素特征

丁青蛇绿岩位于班公湖-怒江缝合带东段,被宗白增生杂岩分为东、西2个蛇绿岩体,面积分别约为400 km2和150 km2。宗白增生杂岩由异地体亚宗混杂岩和上部原地体陆缘碎屑沉积岩组成。亚宗混杂岩由低变质岩带、砾岩带、玄武质凝灰岩夹薄层泥硅质岩带和作为主要基质的泥页岩夹薄层杂砂岩组成,其中泥页岩基质被中侏罗世辉长岩脉侵入。辉长岩脉发育双侧冷凝边,走向90°~110°不等,主量、稀土和微量元素成分均介于富集型洋中脊玄武岩和洋岛玄武岩之间,结合εNd（t）=1.88~2.41和（87Sr/86Sr）t=0.70912 ~ 0.70919,指示宗白辉长岩岩浆为大洋岩石圈地幔底部地震波低速带（LVZ）顶部富集挥发分和不相容元素的洋岛玄武岩型熔体,与源自LVZ下部亏损软流圈地幔的正常洋中脊玄武岩型熔体混合的产物,形成于弧前扩张脊与俯冲带相互作用的板片窗环境。     

西藏羌塘盆地的深部结构特征与含油气远景评价

羌塘盆地是目前国内石油勘探的热点地区之一,本文综合研究了羌塘盆地的地球物理、石油地质调查资料及INDEPTH-3深部调查结果,得出:①盆地内烃源层、储集层、盖层及其组合条件很好,局部构造发育,有利于形成和保存油气藏,断裂不会成为致命问题,提出了今后工作的主要目的层上三叠统—中侏罗统组成的中构造层;②对盆地二级、三级构造作了新的划分,否定羌中隆起,提出盆地表层的主要构造方向为北西—南东向,成“三凹三隆”及“一深凹”的地壳结构特征,其中主沉降带内部及其两侧是最有利的找油气远景地带;③本区壳幔之间的相互作用较强,盆地北部火山及热活动多,对油气远景评价有较大影响,而盆地南部沉积厚度大,受深层热影响相对较小,是找油气的更有利地段;④强调查明深部地层物性、油气赋存状况,烃类物质的来源和上下构造符合情况是当务之急,重点是加强点上的调查和评价研究;⑤提出不能轻视伦坡拉陆相古近—新近系盆地找油前景,它可能汇聚有两侧海相地层的油气。