藏北羌塘地区新生代火山岩岩石特征及其成因探讨

羌塘地区新生代火山岩在岩性上以粗安岩、粗面岩占优势,富碱（尤其是Ｋ２Ｏ）和ＬＲＥＥ,属高原钾玄岩－高钾钙碱性系列,其岩性和地球化学特征与青藏高原北部可可西里及昆仓的新生代火山夺完全可以对比。根据Ｋ－Ａｒ同位素定年数据可将该火山活动划分为四个喷发阶段,时代分属始新世－渐淅世。羌塘地区火山岩的形成一新生代以来高原深部岩石圈的演化关系密切,可能与青藏高原隆升早期阶段的陆内俯冲作用有关。     

藏北新生代火山作用的时空演化与高原隆升

本文通过对藏北新生代火山岩的岩石化学和同位素年龄资料的综合分析,系统确定了火山岩的岩石系列组合及其生成时序。根据岩石系列的时空演化规律将藏北新生代火山活动划分为3个构造—岩浆亚旋回,火山活动自南向北依次形成羌塘(44～24 Ma)、中昆仑—可可西里(19～7 Ma)、西昆仑—玉门(约5 Ma以来)3条火山岩亚带。各岩带分别以高钾钙碱性或钾玄岩系列构成火山活动的主体, 以碱性钾质火山活动而结束。构造—火山旋回与高原脉动隆升具有明显的耦合性,旋回间歇期与高原夷平期相对应。笔者认为这一火山作用规律是高原每次脉动隆升过程中,构造性质由挤压、增厚,向伸展滑移转化的结果,火山作用旋回受岩石圈水平挤压、增厚和深部地幔热物质沿构造薄弱带挤压上升两种作用的相互消长所制约。     

羌塘中生代海相盆地演化与后期改造及油气赋存

发育在羌塘地块之上的羌塘中生代海相盆地,总体具中间地块盆地特征。盆地可划分为北羌塘坳陷、西部隆起、中部低隆起带、南羌塘坳陷和东北斜坡五个一级构造单元。盆地经历了三叠纪和侏罗纪—早白垩世初两大海相沉积期和其间晚三叠世晚期构造环境(体制)转换期三大演化阶段。三叠纪盆地演化受羌塘地块北缘拉竹龙-西金乌兰陆间洋开、合的控制,以碎屑岩、碳酸盐岩及膏盐岩和含煤碎屑岩建造为特征,盆地基底表现为南高、北低,东高、西低的特点。晚三叠世晚期,随着拉竹龙-西金乌兰洋的闭合和羌塘地块与可可西里地块的进一步汇聚,盆地整体隆升,沉积间断,形成岩溶风化壳,遂发生区域裂陷、火山活动和班公湖-丁青陆间洋裂谷新生。侏罗纪羌塘盆地再复沉降和沉积,与南邻班公湖-丁青陆间裂谷的发生发展同步,海相沉积由南向北扩展;形成了北西西向展布的多个沉积-沉降中心,以碎屑岩、碳酸盐岩和膏泥岩建造为主要特征,整体表现为西南部和东北部相对较高,南羌塘东部、北羌塘中西部沉降幅度较大的构造格局。白垩纪早期,冈底斯(拉萨)地块与羌塘地块汇聚,其间的班公湖-丁青陆间洋消亡,羌塘大型海相盆地沉积历史结束,遂进入了遭受后期改造和多个小型盆地陆相沉积时期。经早白垩世晚期—晚白垩世盆地反转和新生代进一步改造,使中生代羌塘盆地及其南北缘缝合带的原始面貌发生了较大改观,并使盆地西北部较大范围不复存在。羌塘盆地的叠合演化和改造,在中生界海相地层中发育了多套烃源岩,具有丰富的油气资源基础,构成了多层系聚集、多类型成藏的油气赋存-成藏条件。多处不同形式的油气显示和大型古油藏的发现,展示和证实了盆地所发生的油气成生、成藏过程。后期改造是影响羌塘盆地油气成藏及分布、资源规模和远景评价以及勘探成效的主控因素。     

藏北南羌塘地区新生代高钾钙碱性火山岩成因及其地质意义

自印度板块与欧亚板块碰撞以来,伴随着青藏高原的缩短、增厚和隆升,高原内部发育了一系列规模巨大的新生代岩浆岩带,其时空演化规律和岩浆起源构成青藏高原隆升及其深部过程的重要组成部分.其中羌塘-囊谦火山岩带是新生代以来青藏高原北部火山作用时间最长、岩石成分最复杂的岩带,火山活动几乎贯穿了青藏高原水平缩短、地壳增厚的始末.     

拉萨地块叶巴组内中侏罗世双壳类动物群及其古地理意义

位于拉萨地块南缘的叶巴组内首次采集到丰富的双壳类化石,共计有１４个种和未定种。表明叶巴组的火山活动发生在中侏罗世巴柔期,中侏罗早期是新特提斯（ＮｅｏＴｅｔｈｙｓ）洋盆形成的重要阶段。拉萨地块上所发现的海相双壳类动物群具有东、西特提斯生物地理分区的典型分子,表明在此期间所谓的“班公湖—怒江海”未构成对拉萨地块和羌塘地块之间动物群互相沟通的地理障碍。     

拉萨地块叶巴组内中株罗世双壳类动物群及其古地理意义

位于拉萨地块南缘的叶巴组内首次采集到丰富的双壳类化石,共计有１４个种和未定种,表明叶巴组的火山活动发生在中株罗世巴柔期,中株罗早期是新特提斯洋盆形成的重要阶段。拉萨地块上所发现的海相双壳类动物群具有东、西特提斯生物地理分区的典型分子,表明在此期间所谓的“班公湖－怒江海”未构成对拉萨地块和羌塘地块之间动物群互相沟通的地理障碍。     

羌塘西北部松西地区康托组火山岩年龄及意义

羌塘西北部松西地区沿断陷盆地发育一套中性-酸性火山岩及火山碎屑岩,主要岩性包括安山岩和英安岩,是青藏高原隆升阶段在藏北地区伸展拉张作用的产物。安山岩^40Ar-^39Ar同位素年龄为36．42±0．93Ma。结合区域资料认为松西地区火山活动时代为古近纪始新世晚期一渐新世早期。火山岩年龄的确定不但制约了新生代沉积地层的年代,同时也为藏北地区陆内拉张时代的确定提供了依据。     

藏北改则地区鱼鳞山组火山岩同位素年代学

鱼鳞山组火山岩是青藏高原隆升过程中一次重要的碱性钾质火山活动的产物，自发现之日起时代一直定为上新世末至早更新世，对比范围跨羌塘南部到冈底斯地区。通过对鱼鳞山组火山岩同位素测年研究，鱼鳞山组白榴石响岩^40Ar-^39Ar积分年龄为27．8Ma、K－Ar法年龄为30－18Ma,确定鱼鳞山组时代为渐新世至中新世，其分布仅限于班公湖－怒江缝合带以北地区。     

西藏南部印度-亚洲碰撞带岩石圈: 岩石学-地球化学约束

拟以岩石学和地球化学的研究为基础, 结合地球物理与构造地质学的研究成果, 从一个侧面探讨青藏高原岩石圈、特别是印度-亚洲主碰撞带岩石圈结构、组成及今后进一步的研究方向.印度-亚洲主碰撞带具有青藏高原最厚的地壳, 由初生地壳及再循环地壳两类不同性质的地壳构成; 青藏巨厚地壳是由于构造增厚及地幔物质注入(通过岩浆作用) 增厚两种机制形成的.碰撞以来藏南地壳加厚主要发生在约50~25Ma期间.青藏岩石圈地幔在地球化学和岩石学上是不均一的, 至少存在3种地球化学端元: (1) 新特提斯大洋岩石圈端元; (2) 印度陆下岩石圈端元; (3) 新特提斯闭合前青藏原有的岩石圈端元.在青藏高原还发现了一批壳幔深源岩石包体及高压-超高压矿物, 对于认识青藏深部有重要的意义.可以识别出青藏高原现今存在3种岩石圈结构类型: 第1种, 增厚的岩石圈(帕米尔型); 第2种, 减薄的岩石圈(冈底斯型); 第3种, 加厚-减薄-再加厚的岩石圈(羌塘型).这3类岩石圈是否在时间上具有先后顺序, 尚无明确的证据, 需要在今后加以注意.研究表明, 沿冈底斯带后碰撞钾质-超钾质火山活动, 可能与新特提斯洋俯冲板片在后碰撞阶段的断离及印度大陆岩石圈向青藏的持续俯冲作用有关, 但西段、中段与东段的动力学机制不相同.在青藏高原北部地区(羌塘、可可西里等地区), 后碰撞钾质-超钾质火山活动, 可能与波状外向扩展式的软流圈上隆引起的减压熔融有关.在高原北缘西昆仑、玉门等地区, 其形成机制可能为大规模走滑断层引起的减压熔融.青藏高原后碰撞火成活动具有明显而有规律的时空迁移.同碰撞的林子宗火山活动在65Ma左右始于冈底斯南部, 标志印度-亚洲大陆碰撞的开始.于45Ma左右火山活动向北迁移到羌塘-“三江”北段, 开始了后碰撞火山活动; 然后自内向外迁移, 即北向可可西里、南向冈底斯(在冈底斯内部又自西向东)、东向西秦岭迁移; 最后(6Ma以来), 再分别向高原的西北、东北、东南三隅迁移.结合已有地球物理资料, 一种可能的解释是它可能暗示由印度和亚洲大陆板块碰撞所诱发的深部物质(如中-下地壳、软流圈地幔物质) 流动.      

羌塘盆地三叠纪岩相古地理及构造控制

西藏羌塘盆地可分为北羌塘坳陷、中央隆起带和南羌塘坳陷3个二级构造单元。在早及中三叠世,羌塘盆地具相似的岩相古地理格局,北羌塘坳陷受可可西里-巴颜喀拉海槽的海侵作用,表现为陆表海沉积,而南羌塘坳陷和中央隆起带此时处于剥蚀环境。至晚三叠世,受班公湖-怒江洋扩张作用的影响,除中央隆起带西段继续遭受剥蚀外,羌塘盆地普遍接受沉积。南北羌塘水域虽经双湖海峡连为一体,但盆地性质发生根本性变化,构造岩相组合也明显不同。南羌塘盆地为班公湖-怒江洋北侧的扩张边缘海盆,而北羌塘则是可可西里-巴颜喀拉造山作用下的前陆盆地。羌塘盆地三叠纪岩相古地理具有“东西呈带,带中分块”的格局,这一特点是区域构造演化和基底断裂联合作用所致。     

羌塘盆地高精度航空重磁调查对盆地基底性质与构造格局的启示

羌塘盆地是我国陆域面积最大的中生代海相沉积盆地,该盆地基底属性和深部构造特征尚未形成统一认识.最新获取的高精度航空重、磁资料发现北羌塘整体表现为"磁力高、重力低",南羌塘与之相反,并且北羌塘基底磁性明显强于南羌塘;基于航磁数据计算的基底深度显示出南、北羌塘具有明显差异,北羌塘基底深度普遍在7.0～15.0 km,凹陷中心多达6个;南羌塘基底深度稍浅,多在5.0～13.0 km,凹陷中心只有3个.南、北羌塘截然不同的重磁场特征表明羌塘盆地并不存在统一的前寒武系变质基底,南、北羌塘是两个完全不同的构造单元.E—W向的"中央隆起带"将羌塘盆地一分为二,使其整体呈现"两坳夹一隆"的构造格局,并可以进一步划分为31个凸起区和9个凹陷区.     

西藏羌塘盆地中生代构造岩相演化及油气远景

西藏羌塘盆地中生代构造岩相组合分带及特征明显 ,可以反映羌塘盆地的演化史。早中三叠世北羌塘构造岩相组合表现为前陆盆地沉积 ,而南羌塘盆地为剥蚀环境 ;至晚三叠世除中央隆起剥蚀外 ,北羌塘仍为前陆盆地沉积 ,而此时南羌塘坳陷演化成陆缘海沉积。早侏罗世早期盆地开始坳陷 ,造成相对较窄沉积相的构造岩相组合特点 ,初步形成“两坳一隆”的构造格局 ;中侏罗世南北羌塘坳陷继续下降 ,“两坳一隆”的构造格局更加明显 ;晚侏罗世羌塘盆地发育到晚期 ,并萎缩、封闭成型。从构造岩相组合特征看 ,中侏罗统北羌塘坳陷龙尾湖—雀莫错凹陷区与南羌塘坳陷蒂让碧错凹陷区都是有利于储、聚油气的远景区。     

羌塘腹地新生代火山岩的地球化学特征与青藏高原隆升

羌塘腹地新生代火山岩产出于青藏高原地壳向北减薄、地壳泊松比值向北发生异常增高的过渡地区。该区火山岩在藏北地区新生代火山岩中形成时代最老,为 4 4.1± 1.0Ma～32.6± 0.8Ma。岩石学及地球化学研究表明,区内新生代火山岩形成于大陆碰撞造山后的拉张环境,为壳源岩浆和幔源岩浆的混合产物。藏北高原的隆升与岩石圈地幔的拆离、地壳拉伸减薄及火山活动密切相关,由此推测藏北高原的主要隆升起始期为 4 0Ma左右。     

青藏高原羌塘盆地基底结构与南北向变化——基于一条270km反射地震剖面的认识

通过收集并重新处理已有的反射地震剖面,获得了一条南北向横贯羌塘盆地主体的270km长反射地震剖面.剖面显示;羌塘盆地可能具有元古代的基底并且南羌塘盆地较北羌塘盆地深.在南、北羌塘地壳浅部(约0～3s)变形差异较大,北羌塘褶皱变形强烈,呈现出隆凹变形相间的格局,南羌塘则相对较平缓.羌塘中央隆起之下为连贯的弧形反射,其北侧发育一个深度达8km的半地堑构造,规模较大,可为油气资源储存提供有利空间.     

青藏高原羌塘地区几个关键地质问题的思考

羌塘地区是青藏高原最大的一块中比例尺地质调查空白区，许多关键地质问题集中于此。综合多年羌塘地区的地质实践，结合近年来1：25万地质调查的初步成果，提出龙木错一双湖板块缝合带、蛇绿岩、高压变质带、羌塘的基底、南北羌塘地层序列及地层格架、盆地成因类型、羌塘盆地与油气资源、羌塘地区的深部地质结构、羌塘地区生态与环境等方面存在的问题．期望起到抛砖引玉的作用，提供给在羌塘地区从事地质调查的同行们参考。     

南羌塘盆地构造演化及其油气形成与构造保存条件研究

羌塘盆地是我国陆域上面积最大的海相盆地,前人对该盆地构造演化过程及其油气远景存在截然不同的观点。以最近完成的1︰ 5万地质调查为基础,本文再次讨论了南羌塘盆地构造演化过程及其油气远景。羌塘盆地中央近东西向的羌中隆起山脉将羌塘盆地分为南、北两部分。最近的研究表明,在寒武-奥陶纪之交,南、北羌塘块体被古大洋分隔开。北羌塘盆地南缘形成的晚三叠-早侏罗世的那底岗日组火山岩,其上部为流纹岩,表明晚三叠世南羌塘块体北向俯冲于北羌塘块体之下,在南羌塘块体北部形成了富含有机质的前陆盆地。南羌塘盆地南缘发育一套代表成熟海盆的侏罗纪复理石建造,表明南羌塘南部地区在早侏罗世具有被动大陆边缘的特点,随着南部班公-怒江洋的扩张,在南、北羌塘块体内分别沉积了侏罗纪-早白垩世的浅海相地层,以富含有机质礁灰岩为特征。盆地内部孕育了巨厚的晚白垩-古新世陆源碎屑岩,不整合覆盖于早期海相沉积岩之上,表明在该时期南羌塘块体逐渐从被动大陆边缘海相盆地转变为陆相盆地。新生代时期,印度与亚洲大陆持续汇聚,南羌塘盆地南向逆冲于拉萨块体之上,盆地内发育了多条大型逆冲断裂带,再次将盆地内部的上三叠统、侏罗系、白垩系富含有机质的海相礁灰岩深埋,这有利于油气资源的生成与保存。横跨南羌塘盆地的构造剖面显示盆地内部主要大型逆冲断裂带之间,构造变形较弱,发育宽缓的向斜构造,向斜核部发育新生代陆相地层,推测该新生代陆相地层之下保存有深埋的富含有机质的海相地层,因此,南羌塘盆地逆冲断裂带下盘和宽缓向斜核部区域可能具有良好的油气资源前景。     

西藏羌塘盆地大地电磁测深研究

介绍了大地电磁测深在西藏羌塘盆地的主要研究成果，对羌塘盆地的区域构造特征和构造格局作了初步的探讨；较详细地分析了羌塘盆地的深部地电结构，研究表明，南北羌塘在深部电性结构上具有明显的电性差异，在南羌塘和班公湖－怒江缝合带，一般有两个壳内高导层，而北羌塘一般只有一个壳内高导层，缺失下地壳高导层，这可能与青藏高原地壳物质东流关，羌塘盆地的岩石圈厚度为１００～１３０ｋｍ。     

龙木错—双湖古特提斯洋俯冲记录——羌塘中部日湾茶卡早石炭世岛弧火山岩

尽管龙木错—双湖结合带经历早古生代—三叠纪的长期演化过程,但已有资料显示羌塘中部沿该带的岩浆活动主要与碰撞作用有关,仍缺乏与俯冲相关火成岩的报道。报道龙木错—双湖结合带西段日湾茶卡东的一套那底岗日组火山岩中安山岩的年龄、岩石及地球化学特征,利用LA-ICP-MS方法测得安山岩锆石U-Pb年龄为330.6±2.8Ma,表明火山活动的时间为早石炭世。该套岩石因遭受硅质流体交代,SiO2含量变化较大（54.84%~72.84%）,在Nb/Y-Zr/TiO2×0.00001图解中全部落入安山岩区,属于低—中钾钙碱性系列;微量元素蛛网图明显富集Rb、Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,具火山岛弧特征。日湾茶卡安山岩是在羌塘中部发现的早石炭世岛弧型火山岩,为龙木错—双湖古特提斯洋盆晚古生代俯冲作用提供直接的年代学和岩石学证据。     

藏北羌塘早古生代岩浆作用及其地质意义

藏北羌塘早古生代岩浆作用及其构造演化对研究青藏高原早期演化历史以及羌塘盆地基底性质结构等具有重要科学意义.本文在综述前人研究基础上,系统总结了藏北羌塘地区早古生代岩浆岩的时空分布特征及年代学格架,初步探讨了青藏高原早古生代构造-岩浆事件对冈瓦纳大陆北缘构造演化以及羌塘盆地基底属性的约束.羌塘地区早古生代岩浆岩主要分布在...     

龙木错—双湖古特提斯洋俯冲记录——羌塘中部日湾茶卡早石炭世岛弧火山岩

尽管龙木错—双湖结合带经历早古生代—三叠纪的长期演化过程,但已有资料显示羌塘中部沿该带的岩浆活动主要与碰撞作用有关,仍缺乏与俯冲相关火成岩的报道。报道龙木错—双湖结合带西段日湾茶卡东的一套那底岗日组火山岩中安山岩的年龄、岩石及地球化学特征,利用LA-ICP-MS方法测得安山岩锆石U-Pb年龄为330.6±2.8Ma,表明火山活动的时间为早石炭世。该套岩石因遭受硅质流体交代,Si O2含量变化较大(54.84%~72.84%),在Nb/Y-Zr/Ti O2×0.00001图解中全部落入安山岩区,属于低—中钾钙碱性系列;微量元素蛛网图明显富集Rb、Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,具火山岛弧特征。日湾茶卡安山岩是在羌塘中部发现的早石炭世岛弧型火山岩,为龙木错—双湖古特提斯洋盆晚古生代俯冲作用提供直接的年代学和岩石学证据。