青藏高原中部INDEPTH-Ⅲ剖面低速层研究

印度大陆板块北向碰撞及俯冲导致的青藏高原快速隆升,使得青藏高原内部的物质组成及构造演化更为复杂,其中之一高原内部的低速层分布特征及其构造成因尚不明确.藏北高原中部的班公湖—怒江缝合带两侧宽频带地震观测程度较高,为调查班公湖—怒江缝合带两侧低速层分布特征提供了良好的客观条件.本文选取了INDEPTH-III项目布置在班公怒江缝合带两侧的宽频带地震台站记录的远震数据,开展接收函数分析,通过时频域相位滤波提高信噪比,并利用接收函数复谱比非线性反演方法得到了台站下方一维S波速度结构.反演结果表明班公湖—怒江缝合带两侧地壳中低速层广泛分布,且横向不连续,埋深在20～40 km之间,部分地区在0～15 km的上地壳也出现低速层.上地壳内的低速层分布特征主要与地表区域构造及沉积层分布相关;中下地壳内的低速层分布不仅受到了地体边界的约束,且可能与后期青藏高原整体隆升相关.     

青藏高原地壳的低速层与部分熔融

青藏高原各地体的地壳结构与厚度存在明显差异,依据过去多年中法合作的地震探测资料结合其它资料给出了青藏高原的地壳结构图.对高原多数地体的地壳中存在的低速层进行了研究,表明低速层的形成主要来自地体碰撞时,地壳的推覆叠置,使部分高原浅部上地壳的中酸性成分地层进入中下地壳的位置,仍为长英质岩性成分,尚未跨越固相点进入部分熔融状态.     

青藏高原地壳低速层的物理性质

在相当于青海-西藏高原地壳低速层埋藏深度(20-30km)的压力条件下进行了角闪岩的变形实验。实验表明,当加热到800℃、1000℃时,角闪岩出现塑性变形,并进入稳定蠕动应变状态。由于岩石的塑性变形、弱化和强度的减小,以及从岩石中脱出的水的参与,这个带就成了地壳中的薄弱层和低速层。     

藏北班公湖—怒江缝合带中—西段康穷地区发现铬铁矿

班公湖—怒江缝合带中—西段康穷地区发育一套各端元出露比较齐全的蛇绿岩岩石组合,向东与八乌错、米素、赤日、孜如错、桑日一带的超基性岩共同构成了班公湖—怒江缝合带中—西段基性超基性岩带。2012年,于康穷地区变质橄榄岩岩体边部发现一处铬铁矿体,首次证实这一巨大的超基性岩带内存在铬铁矿。铬铁矿露头良好,地表见有2条矿体,在露头西侧还见有大片残坡积铬铁矿,残坡积之下的深部情况尚难确定。矿体以冶金级富铬矿石为主,Cr2O3含量最高可达59.11%,矿体围岩主要为方辉橄榄岩,见有少量纯橄榄岩。初步研究认为,康穷铬铁矿类型为豆荚状铬铁矿。该矿体的发现为班公湖—怒江缝合带中—西段铬铁矿的找矿工作提供了重要线索,对区域找矿具有重要的指示意义。     

青藏高原班公湖-怒江缝合带丁青-碧土段大地构造演化

藏东班公湖-怒江缝合带丁青-碧土段位于该缝合带由东西向转向南北向的转折部位,夹持于冈瓦纳大陆冈底斯-察隅陆块与泛华夏扬子大陆昌都-思茅陆块之间,经历过强烈伸展、挤压、碰撞、急剧沉降和隆升,是地质构造极其复杂的造山带。其沉积构造环境复杂多样,与该缝合带发展演化有关的岩浆活动极其强烈、频繁,并发育有高压变质带。丁青-碧土-怒江洋盆经历了较为完整的威尔逊旋回,包括裂谷-初始洋盆阶段、洋盆扩张阶段、俯冲消减阶段、封闭碰撞阶段的发展和演化。     

青藏高原班公湖-怒江缝合带丁青-碧土段大地构造演化

藏东班公湖-怒江缝合带丁青-碧土段位于该缝合带由东西向转向南北向的转折部位,夹持于冈瓦纳大陆冈底斯-察隅陆块与泛华夏扬子大陆昌都-思茅陆块之间,经历过强烈伸展、挤压、碰撞、急剧沉降和隆升,是地质构造极其复杂的造山带。其沉积构造环境复杂多样,与该缝合带发展演化有关的岩浆活动极其强烈、频繁,并发育有高压变质带。丁青-碧土-怒江洋盆经历了较为完整的威尔逊旋回,包括裂谷-初始洋盆阶段、洋盆扩张阶段、俯冲消减阶段、封闭碰撞阶段的发展和演化。     

班公湖-怒江缝合带洞错混杂岩物质组成、时代及其意义

班公湖-怒江缝合带中段洞错混杂岩保存了完整的与大洋演化相关的混杂岩系,包括蛇绿岩岩块、洋岛残片,以及复理石岩片、大陆边缘沉积等沉积岩块体,是恢复和反演班公湖-怒江洋演化的理想地区。在综述前人研究的基础上,结合近年来的研究成果,归纳和总结洞错混杂岩的物质组成和时代,初步阐述洞错混杂岩对班公湖-怒江洋演化的指示意义。结果表明,洞错混杂岩中无论是蛇绿岩残块、洋岛残片还是次深海-深海复理石岩片等,均是不同时代多期次构造混杂的混杂体。最早的年龄记录可追溯至晚二叠世末期,最晚可延至早白垩世中晚期,是班公湖-怒江洋晚二叠世末期—早白垩世中晚期连续演化的记录。洞错混杂岩早白垩世中晚期大陆边缘沉积与蛇绿岩等的不整合仅是弧前楔顶盆地沉积的产物,不能约束班公湖-怒江洋的最终消亡。     

青藏高原新特提斯蛇绿岩的地质特征及其构造演化

西藏雅鲁藏布江缝合带（YZSZ）和班公湖-怒江缝合带（BNSZ）蛇绿岩代表了新特提斯洋壳和岩石圈地幔残余,是我国铬铁矿和蛇绿岩型金刚石的重要原产地,目前这两条蛇绿岩带的成因和相互关系还存在着争论。本文总结了YZSZ、BNSZ、狮泉河-纳木错蛇绿混杂岩带（SNMZ）和松多缝合带蛇绿岩的时空分布、组成和构造背景,归纳了拉萨地块晚古生以来的岩浆岩分布,获得以下主要认识：（1）Panjal地幔柱活动可能促使怒江洋和雅江西洋在早二叠世空谷期（283~272Ma）打开;（2）雅江东洋由于松多洋的南向俯冲在晚三叠世打开,与雅江西洋以萨嘎-措勤为界,并形成冈底斯东部245~200Ma岩浆热事件;（3）~140Ma班怒洋闭合以及南羌塘与北拉萨地块碰撞,导致雅江洋扩张速率加快而引发了北向拉萨地块的平板俯冲,进而导致班怒洋的再次裂解形成133~104Ma"红海型"小洋盆;（4）YZSZ缝合带西段南带蛇绿岩为北带的逆冲推覆体;（5）BNSZ和SNMZ蛇绿岩隶属于一个洋盆,后者代表了班怒洋成熟洋盆扩张脊的残余。     

班公湖-怒江缝合带上侏罗统—下白垩统沙木罗组沉积构造背景

班公湖-怒江洋闭合时限的不确定制约了对青藏高原晚中生代演化及班怒成矿带成矿地球动力学背景的认识。上侏罗统—下白垩统沙木罗组及其与下伏洋壳物质的沉积不整合是解决上述问题的关键。通过整理前人的研究资料, 详细地总结了沙木罗组的年代学和沉积学特征, 认为上侏罗统—下白垩统沙木罗组可分为下部晚侏罗世—早白垩世晚期(牛津期—阿普特期)的浅海陆棚－斜坡相沉积和上部早白垩世末期(阿尔必期)的河口－滨海相沉积。在此基础上, 提出沙木罗组下部及其沉积不整合可能是班公湖-怒江洋北向俯冲时大洋岛弧与南羌塘地体碰撞的沉积响应, 而沙木罗组上部形成于班公湖-怒江洋闭合及随后拉萨－羌塘软碰撞的背景。因此, 班公湖-怒江洋的中西段应该至早白垩世阿尔必期才闭合。     

班公湖-怒江缝合带东段晚白垩世红层古地磁研究及其构造意义

班公湖-怒江缝合带古地磁研究对约束印度与亚洲大陆碰撞所导致亚洲大陆内部构造缩短量具有重要意义。本文对班公湖-怒江缝合带东段晚白垩世红层开展了详细的古地磁学研究。本研究共获得了30个采点共约298块/个定向古地磁样品。通过系统热退磁分析,共获得25个采点的有效特征剩磁方向。这些特征剩磁结果同时通过了褶皱检验和倒转检验,表明岩石可能记录了原生剩磁方向。25个采点的特征剩磁方向平均值为Ds=355.7°、Is=28.5°、κs=41.6、α₉₅=4.5°,相应的古地磁极位置为72.8°N、288.0°E、dp/dm=2.7°/4.9°。等温剩磁磁化率各向异性分析显示所获得的古地磁方向不存在明显的磁倾角浅化现象。本次研究结果限定了班公湖-怒江缝合带东段晚白垩世的古纬度为15.2±3.7°N（参考点：31.9°N/93.8°E）。通过对比拉萨、羌塘地块古地磁数据和亚洲大陆古地磁参考极表明：（1）晚白垩世以来班公湖-怒江缝合带与拉萨地块南缘之间并不存在明显的构造缩短;（2）晚白垩世以来班公湖-怒江缝合带（94°E经度方向上）与亚洲大陆刚性块体之间发生了约1150±330km的南北向构造缩短。

     

班公湖-怒江板块缝合带发现侏罗纪洋岛型岩石组合

那东洋岛大地构造位置位于班公湖-怒江板块缝合带西段,洋岛型岩石组合平行于蛇绿混杂岩带南侧展布,夹持于侏罗系木嘎岗日群之中。那东洋岛玄武岩与木嘎岗日群复理石砂板岩呈过渡接触关系。那东洋岛岩石组合主要由3种岩石组成：玄武岩、玄武质砾岩、灰岩或礁灰岩,那东洋岛的岩石组合具有多旋回性。对那东洋岛中的玄武岩进行地球化学分析,玄武岩为OIB型玄武岩。以往研究认为班公湖-怒江洋盆在侏罗纪处于大洋演化阶段,那东洋岛的发现对揭示班公湖-怒江洋在侏罗纪的演化历史具有重要意义。     

藏北双湖地区早白垩世晚期赞宗错安山岩:青藏高原早期隆升的时间约束

班公湖-怒江缝合带中广泛分布早白垩世安山岩,其中碰撞后地壳增生所产生的安山岩对于青藏高原隆升研究具有重要的意义。赞宗错安山岩位于班公湖-怒江缝合带中段下白垩统去申拉组陆相红层中,锆石U-Pb年龄结果表明安山岩形成于113. 44±0. 88Ma～115. 00±0. 51Ma,属早白垩世晚期。岩石地球化学分析结果表明赞宗错安山岩属高钾钙碱性系列,富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损高场强元素和重稀土元素。同时,安山岩εNd(t)为-3. 56～-1. 40,(87Sr/86Sr)i相对恒定(0. 7069～0. 7079),εHf(t)值为较小的正负值(-3. 66～6. 05)。Sr-Nd-Pb同位素和锆石Hf同位素显示安山岩来自幔源玄武质岩浆上涌造成的镁铁质下地壳部分重熔,为碰撞后地壳增生、下地壳重熔的产物,同时有幔源物质加入,指示了青藏高原中部地壳加厚及隆升。结合拉萨-南羌塘地块碰撞时间,推断赞宗错安山岩发育年代代表了高原中部早期隆升时间。本文为探讨青藏高原早期隆升提供了物质记录和有力证据。     

藏北商旭金矿床的碎屑锆石U-Pb年龄及其地质意义

商旭金矿床处于班公湖—怒江缝合带中段南侧,位于藏北双湖县境内,是班公湖—怒江缝合带已发现的一例造山型金矿。本文选择该矿床木嘎岗日群(J1-2M)的变质砂岩进行碎屑锆石U-Pb定年研究,以期获得碎屑沉积物物源区的丰富信息。随机选取114颗锆石进行分析,可知:(1)锆石颗粒大小在80~150μm之间,绝大多数锆石颗粒的Th/U比值0.4;(2)年龄分布范围在223~2 615 Ma之间,年龄峰值分别为280 Ma、451 Ma、908 Ma、1 900 Ma和2 430 Ma。将商旭矿区碎屑锆石U-Pb年龄谱图分别与拉萨地块、羌塘地块沉积岩的碎屑锆石年龄谱图对比分析,获得如下初步结论:该区的沉积物的最大沉积年龄为223 Ma,峰值为908 Ma的年龄群,可比于南羌塘沉积岩的碎屑锆石年龄峰值(~950 Ma),明显不同于拉萨地块沉积岩的碎屑锆石年龄峰值(~1 170 Ma)。综合分析表明,该区的沉积物可能为班公湖—怒江洋残余洋盆的产物,暗示班公湖—怒江洋壳在中生代存在北向俯冲。     

青藏高原申扎-双湖剖面岩石圈电性结构特征及其含义

为了研究班公湖-怒江缝合带的壳幔电性结构及构造特征,并为其俯冲极性提供电性约束,对青藏高原中部申扎-双湖大地电磁测深剖面进行全面数据处理分析,获得了可靠的二维电性结构模型,研究表明:沿剖面上地壳分布的是规模不等的高阻体,底面埋深在10~25 km变化,高阻层之下发现由不连续的高导体构成的中下地壳高导层.通过对电性结构的分析,认为班公湖-怒江特提斯洋的俯冲消亡极性可能是双向的,随后拉萨-羌塘地体碰撞带处的上地壳高阻体发生拆沉,以上两次动力学事件可能共同作用于缝合带处的壳幔高导体,同时北拉萨地体的壳幔高导体还可能体现了构造作用、岩浆活动和成矿作用之间的关系.     

藏北羌塘盆地中部地壳低速层分布与动力学意义

为了调查羌塘盆地中部壳内低速层分布特征,对布设在羌塘盆地的TITAN-I宽频带地震台站所记录的远震波形数据进行接收函数分析,并引入时频域相位滤波技术改善接收函数信噪比,反演得到各台站下方100 km深度范围内的一维S波速度结构.结果表明,时频域相位滤波方法能够显著提高信噪比;羌塘盆地Moho深度为58±6 km,具有较高的泊松比值;中下地壳壳内低速层广泛分布,横向不连续,埋深在20~30 km,层厚6~12 km,剪切波速度为3.4±0.1 km/s;部分地区在埋深为10 km的中上地壳存在一层厚约4 km的低速薄层.羌塘盆地中下地壳壳内低速层是由于上涌的深部软流圈物质与下地壳发生大范围的接触,造成壳内及上地幔部分熔融引起的.     

中生代羌塘前陆盆地充填序列及演化过程

中生代羌塘前陆盆地位于青藏高原巨型造山带内 ,夹于金沙江缝合带与班公湖—怒江缝合带之间 ,是一个与两侧缝合带逆冲作用相关的沉积盆地 ,由羌北盆地 (对应于金沙江缝合带 )、羌南盆地 (对应于班公湖—怒江缝合带 )和中央隆起带构成 ,其中中央隆起是北部前陆盆地和南部前陆盆地共有的前陆隆起 ,显示为对称型复合前陆盆地 ;该盆地形成于晚三叠世 ,并持续发育至早白垩世 ,盆地中充填了巨厚的同构造期的复理石和磨拉石 ,具有总体向上变粗变浅的充填序列 ,以不整合面可将其划分为 5个由顶底不整合面限制的构造层序 ,其中晚三叠世诺利期构造层序对应于金沙江缝合带主碰撞期 ,晚三叠世瑞替期构造层序对应于金沙江缝合带碰撞闭合后冲断抬升 ,早侏罗世构造层序对应于班公湖—怒江缝合带初始逆冲推覆 ,中侏罗世—早白垩世构造层序对应于班公湖—怒江缝合带主碰撞期 ,中白垩世构造层序为班公湖—怒江缝合带碰撞闭合后冲断抬升与金沙江缝合带冲断抬升的产物 ,为中生代羌塘盆地关闭后的磨拉石建造     

试论藏中南低速低阻层与成矿作用

20世纪70年代以来,“青藏高原热”的地学研究对地质构造、地球物理和地球化学等方面的资料和数据的积累,建立了青藏高原大地构造体系和特提斯喜马拉雅的形成演化模式及地壳层圈结构模式;20世纪末至今,喷流型矿床的发现和国土资源大调查项目的全面实施,使得“青藏高原”再次成为新的热点研究区。笔者试图将前人的基础地学研究成果与矿床的最新研究成果融为一体,进一步探讨全国重点成矿片区“一江两河”(雅鲁藏布江,拉萨河,年楚河)成矿带的成矿动力学与矿床时空分布规律。笔者认为,该区地壳深部区域性展布的低速低阻层(部分熔融状态的高温热源体)是导致“一江两河”地区不同时代、不同成因类型矿床形成的主导因素之一。     

藏北班公湖—怒江缝合带侏罗纪洋岛型岩石组合——来自岩石学和地球化学的证据

那东洋岛位于班公湖—怒江板块缝合带的中西段,前人已对其进行了初步报道,但未进行详细的研究。对那东洋岛的岩石组合进行岩石学、地球化学的研究,显示那东洋岛具典型的洋岛型岩石组合,其玄武岩和辉长岩的稀土元素配分曲线和微量元素蛛网图与典型OIB相似。通过对洋岛灰岩中珊瑚化石的鉴定,结合洋岛岩石组合与木嘎岗日岩组的野外接触关系,初步认为那东洋岛的时代为中侏罗世,这一时期班公湖—怒江带特提斯洋正处于大洋演化阶段。那东洋岛的发现对揭示班公湖—怒江洋在侏罗纪的演化历史具有重要意义。     

Dicheiropollis和Ephedripites花粉在西藏班公湖—怒江缝合带西段亭贡错组中的出现及其意义

西藏班公湖-怒江缝合带西段亭贡拉地区亭贡错组中首次发现了早白垩世早期典型分子Dicheiropollis花粉。这一孢粉组合同时还含有大量的Classopollis和较多的Ephedripites,指示当前孢粉组合和亭贡错组时代为早白垩世早期,区域发育以掌鳞杉科为主、在林下或林间生长有麻黄科的植被群落,指示干旱炎热的气候环境,也为该地区班公湖-怒江缝合带的碰撞封闭时限提供了年代资料约束。     

班公湖—怒江洋复理石沉积时代:来自改则县亚多村碎屑锆石的制约

木嘎岗日岩群是班公湖?怒江洋的洋盆沉积记录,它的时代归属对约束班公湖?怒江洋的演化具有重要意义.然而自命名以来,木嘎岗日岩群的时代一直争议较大.以班公湖?怒江缝合带中段改则县亚多村一带的木嘎岗日岩群为研究对象,对其进行岩石学和碎屑锆石年代学方面的研究.该区木嘎岗日岩群以薄层砂岩和页岩互层为主,具复理石沉积特征.砂岩碎屑锆石年代学分析结果显示,最小碎屑锆石为149 Ma,最小年龄峰值为156 Ma,指示该地区木嘎岗日岩群的时代为晚侏罗世?早白垩世.在此基础上,对班公湖?怒江缝合带中西段内不同地区木嘎岗日岩群的年龄信息进行搜集和整理,结果显示,木嘎岗日岩群的时代跨度至少为晚三叠世?早白垩世,表明班公湖?怒江洋中西段在晚三叠世?早白垩世内可能是连续演化的.