青藏高原拉萨地体北部早白垩世火山岩的成因及意义

拉萨地体广泛分布中生代的岩浆岩,了解它们的成因和形成机制可以为认识和理解青藏高原前新生代演化历史提供重要信息。本文报道了拉萨地体北部早白垩世晚期的基性-酸性火山岩的岩石学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素特征。岩石学和全岩地球化学特征表明它们为安山玄武岩、粗面英安岩和流纹岩。安山玄武岩为钙碱性岩石,富集Th、U和Pb,具有Nb和Ta的负异常,显示出岛弧玄武岩的特征。粗面英安岩和流纹岩大部分为铁质、钙碱性-碱性岩石,富集高场强元素(HFSE,如Zr),与A型花岗质岩石特征一致。此外,流纹岩具有较高的Si O2含量(75.19%~77.87%)和分异指数(DI=96~98),在原始地幔标准化微量元素蛛网图和球粒陨石标准化稀土元素模式图上,显示强烈Ba、Nb、Ta、Sr、P、Eu和Ti的负异常,说明它们为高分异的A型流纹岩。3个粗面英安岩和7个流纹岩样品的锆石定年结果表明,它们的结晶年龄分别为109~110Ma和106~110Ma,锆石εHf(t)分别为-10.2~+3.7和-8.7~+6.7,相对应的Hf二阶段模式年龄(tDM2)分别为1799~923Ma和1702~708Ma。我们认为安山玄武岩来源于交代岩石圈地幔中等程度(~20%)的部分熔融,并经历了以斜方辉石为主的分离结晶作用。粗面英安岩和流纹岩来源于古老基底岩石的部分熔融,并且有幔源岩浆的加入。流纹岩母岩浆形成后又经历了强烈分离结晶作用。我们推测,上述岩浆岩形成在安第斯型造山作用过程中的伸展机制下,可能与新特提斯洋岩石圈板片沿拉萨地体南缘北向俯冲过程中发生的板片回转、断离,以及岩石圈拆沉作用有关,也可能与班公-怒江大洋岩石圈板片沿拉萨地体北缘南向俯冲过程中发生的板片断离有关。     

青藏高原拉萨地体南部的泥盆纪花岗岩

位于青藏高原南部的拉萨地体经历了强烈的中、新生代造山作用,以及最近确定的晚古生代至早中生代的造山作用,而本文第一次报道了拉萨地体南部所经历的中古生代岩浆热事件。所研究的花岗岩分布于拉萨地体南部的加查附近,主要由斜长石、石英、钾长石和少量黑云母组成,经历了不同程度的塑性变形,呈片麻状或眼球状构造。花岗岩中的锆石具有典型的岩浆结晶成因特征,获得了366.7±2.5Ma的谐和年龄。这一成果为拉萨地体的起源、构造归属以及早期构造演化提供了重要信息。     

拉萨地体东南缘始新世早期变质作用及其构造意义

本文对位于青藏高原拉萨地体东南缘林芝杂岩中的片麻岩进行了岩石学和锆石U-Pb年代学研究.所研究的样品包括正片麻岩和副片麻岩,它们经历了中压角闪岩相变质作用.岩石地球化学分析结果表明,所研究的正片麻岩的原岩具有钙碱性岛弧岩浆岩的特征.锆石U-Pb年代学分析结果表明,副片麻岩中的碎屑锆石核部为岩浆成因,它们给出的206Pb/238U年龄范围为3012～ 522Ma,其锆石的增生边给出了～51Ma的变质年龄.在正片麻岩中,黑云母片麻岩给出了～67Ma的原岩结晶年龄和～ 55 Ma的变质年龄;石榴石角闪黑云斜长片麻岩给出了～58Ma的原岩结晶年龄和～54Ma的变质年龄.因此,所研究的林芝杂岩并不能代表拉萨地体中的前寒武纪变质基底,而是古生代的沉积岩和晚白垩纪至早新生代的岩浆岩在始新世早期变质而成.这一时期,表壳岩和侵入岩一起经历的中压角闪岩相变质作用很可能跟新特提斯洋俯冲导致的地壳增生、加厚有关.     

拉萨地体东部早侏罗纪变质和深熔作用

位于青藏高原南部的拉萨地体不仅记录了中生代的新特提斯洋俯冲及随后新生代的印度-欧亚板块陆陆碰撞造山作用,而且还记录了晚古生代-早中生代南、北拉萨地体的拼合作用。本文对拉萨地体东部东久地区的片岩和脉体进行了岩石学和锆石U-Pb年代学研究,表明片岩经历了峰期高角闪岩相的变质作用和部分熔融,中压角闪岩相退变质过程以及晚期的降温、降压过程。片岩记录了峰期矿物组合蓝晶石+石榴石+黑云母+斜长石+钛铁矿+石英,退变质矿物组合石榴石+夕线石+堇青石+黑云母+斜长石+钛铁矿+石英,晚期退变质矿物组合堇青石+黑云母+白云母+绿泥石+斜长石+钛铁矿+石英。相平衡模拟研究表明,片岩的峰期变质作用温度、压力条件约为720℃、0.9GPa;退变质条件约为670℃、0.59GPa以及480℃、0.12GPa。全岩地球化学研究表明,含石榴石长英质脉体具有显著的Eu元素正异常(δEu=3.57),为斜长石堆晶的产物。锆石U-Pb年代学表明,片岩和脉体在早侏罗纪的181 Ma和195 Ma发生了变质和部分熔融作用。本文结合已发表研究结果表明,东久地区的高级变质岩可划分出不同的构造岩片,在早侏罗纪先后经历了相似温、压条件的变质作用,为南、北拉萨地体碰撞造山作用的产物。     

冀东地区早侏罗世岩浆岩成因及其意义

冀东地区位于华北克拉通东部,区内中生代岩浆活动强烈,形成了大量不同时代的侵入岩,成为研究华北克拉通破坏过程的重要研究对象。本文在冀东青龙地区对蛇盘兔花岗岩和龙须门闪长岩进行了锆石离子探针定年,分别获得了1920±24Ma和1905±13Ma的年龄,结合前人在冀东其它地区获得的190～199Ma的不同岩体的锆石年龄,表明冀东地区早侏罗世是一重要的岩浆作用时期。青龙地区的早侏罗世岩浆岩由经历了不同程度结晶分异的中-酸性岩组成,它们的锆石ε_(Hf)(t)明显高于华北古老下地壳的范围,说明可能并不是完全由古老下地壳重熔产生。另一方面,蛇盘兔花岗岩和龙须门闪长岩的锆石ε_(Hf)(t)均具有较小的变化范围,结合它们极低的Cr、Ni含量,可以排除壳幔岩浆的直接混合。鉴于该地区在三叠纪岩浆岩中存在亏损地幔物质的加入,推测冀东青龙地区早侏罗世岩浆岩可能来源于三叠纪底侵作用形成的新生地壳与古老地壳的混合源区的部分熔融。     

藏南太昭地区早侏罗世岩浆岩的形成机制和构造动力学过程

藏南地区冈底斯岩基是长期构造岩浆作用的产物,保存着与洋-陆俯冲和陆-陆碰撞作用相关的构造动力学过程的丰富记录,是揭示深部岩石圈物质组成及其长期演化特征的重要岩石探针。太昭地区发育高Na/K比花岗岩（组一）和低Na/K比花岗岩（组二）,另外,在距离太昭不远的巴松措地区发育一套辉长岩-闪长岩。本文以组二花岗岩为主要研究对象,开展与其他二套岩体的对比研究：（1）组二花岗岩的形成年龄为190~194Ma,与组一花岗岩为同期岩浆作用;（2）同位素组成方面,组二花岗岩的Nd-Hf同位素组成（ε_Hf（t）=-7.2~-2.5;ε_Nd（t）=-4.1~-3.7）略高于组一花岗岩,Sr同位素（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr（t）=0.7061~0.7070）比值略低于组一花岗岩,而与巴松措中基性岩相近,这也暗示组二花岗岩的源区不同于组一花岗岩,是由受熔体交代的弧下地幔物质部分熔融作用产生的基性岩浆分离结晶的产物,而组一来源于中下地壳古老基性岩部分熔融;（3）地球化学组成方面,组二花岗岩的Al₂O₃、CaO、TiO₂、FeO^T、MgO、Sr、Sc等元素组成与SiO₂含量呈负相关关系,但Na₂O、Rb、Nb、Ta等元素组成与SiO₂含量呈正相关关系,表明组二花岗岩是较原始的基性岩浆经历角闪石和斜长石的分离结晶作用的产物,并且在岩浆向高硅演化阶段经历了钾长石的分离结晶作用。综合以上分析,本文认为太昭地区这两组花岗岩形成于新特提洋板片向北俯冲作用相关的构造背景。

     

西藏南部米拉山地区早侏罗世花岗岩地球化学特征及其地质意义

中南拉萨地块内部早侏罗世时期岩浆岩的成因差异对新特提斯洋的早期演化具有指示意义,本次工作选取位于洛巴堆－米拉山断裂带两侧的宗沃花岗岩体和仲达花岗岩体作为研究对象,进行详细的岩相学、年代学和全岩地球化学分析.锆石U-Pb定年结果分别为193.8±2.2 Ma和197.5±1.8 Ma,指示了区内的早侏罗世岩浆事件.宗沃花岗岩与仲达花岗岩样品均具有较高的SiO₂含量(69.80%~74.64%)与较低的A/CNK值(0.98~1.07),且富集轻稀土元素及Rb、Th、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素.全岩地球化学特征指示两处样品均属典型的Ⅰ型火山弧岩浆岩.结合前人的研究成果表明,中南拉萨地块内部的早侏罗世岩浆岩形成于新特提斯洋北向俯冲下的陆内弧环境.本次工作的研究结果结合区域内早侏罗世岩浆岩的全岩地球化学和同位素数据,指示南拉萨地块内早侏罗世岩浆岩主要来源于新生下地壳,而中拉萨地块内早侏罗世岩浆岩的岩浆源区存在着更多古老下地壳成分的加入.      

佳木斯地体晚侏罗世—白垩纪古地磁研究及其构造意义

对佳木斯地体盖层鸡西群和桦山群１９８个标本的古地磁研究，确定了该地体晚侏罗世和白垩纪的古磁极位置和古地理纬度。白垩纪以后，佳木斯地体相对于松辽地体有又有大幅度的位移。     

北京西山早侏罗世蔡家岭组火山岩岩石学特征及其成因

北京西山早侏罗世蔡家岭组由安质火山碎屑岩和粗安岩组成，覆于南大岭组玄武岩之上，在化学成份上，蔡家岭组火山岩不属于钾玄岩系列，其岩浆来源于南大岭期玄武质火山活动诱发的下地壳部分熔融作用，代表北京西山早侏罗世双峰式火山作用的偏酸性端元。     

拉萨地体的起源和古生代构造演化

早期由于资料有限,对拉萨地体古生代时期的裂解、漂移、俯冲和碰撞历史的认知程度还很低。本文利用目前已有
地质和地球化学资料,分析了拉萨地体的中生代岩石圈结构,探讨了拉萨地体的起源和古生代演化历史。大量长英质岩石
的锆石Hf 同位素和全岩Nd 同位素表明,南部和北部拉萨地体以新生地壳为主,部分地区可能存在前寒武纪结晶基底,而
中部拉萨地体是具有古元古代甚至太古代结晶基底的条带状微陆块。大量古生代沉积岩的碎屑锆石U-Pb 年龄数据表明,拉
萨地体约1170 Ma 的碎屑锆石年龄指标,明显不同于以约950 Ma 为碎屑锆石年龄指标的安多、羌塘和特提斯喜马拉雅。拉
萨地体起源于澳大利亚大陆北缘是目前资料情况下的最合理解释。中部拉萨地体约492 Ma 的双峰式火山岩形成于活动大陆
边缘背景,代表了古地理上位于澳大利亚大陆北缘的岩浆弧的一部分,可能与原特提斯洋岩石圈板片的断离有关。拉萨地
体南缘和南羌塘的泥盆纪末期-石炭纪早期片麻状花岗岩类为存在明显幔源物质输入的S 型花岗岩,可能形成于最终演化
为松多特提斯洋的弧后盆地背景。中二叠世末期发生的拉萨地体与澳大利亚大陆北缘的碰撞造山事件可能触发了班公湖-
怒江特提斯洋岩石圈的南向俯冲,并随后对拉萨地体的中生代构造岩浆演化发挥关键性作用。     

Early Mesozoic metamorphism and tectonic significance of the eastern segment of the Lhasa terrane,south Tibet

The metamorphic belt in the Basongco area, the eastern segment of Lhasa terrane, south Tibet, occurs as the tectonic blocks in Paleozoic sedimentary rocks. The Basongco metamorphic rocks are mainly composed of paragneiss and schist, with minor marble and orthogneiss, and considered previously to be the Precambrian basement of the Lhasa terrane. This study shows that the Basongco metamorphic belt experienced medium-pressure amphibolite-facies metamorphism under the conditions of T = 640–705 °C and P = 6.0–8.0 kbar. The inherited detrital zircon of the metasedimentary rocks yielded widely variable ²⁰⁶Pb/²³⁸U ages ranging from 3105 Ma to 500 Ma, with two main age populations at 1150 Ma and 580 Ma. The magmatic cores of zircons from the orthogneiss constrain the protolith age as ca. 203 Ma. The metamorphic zircons from all rocks yielded the consistent metamorphic ages of 192–204 Ma. The magmatic cores of zircons in the orthogneiss yielded old Hf model ages (T_DM2 = 1.5–2.1 Ga). The magmatic zircons from the mylonitized granite yielded a crystallization age of ca. 198 Ma. These results indicate that the high-grade metamorphic rocks from the Basongco area were formed at early Jurassic and associated with coeval magmatism derived from the thickening crust. The Basongco metamorphic belt, together with the western and coeval Sumdo and Nyainqentanglha metamorphic belts, formed a 400-km-long tectonic unit, indicating that the central segment of the Lhasa terrane experienced the late Paleozoic to early Mesozoic collisional orogeny.     

Early Jurassic metamorphism of the eastern segment of the Lhasa terrane in South Tibet and its tectonic significance

The metamorphic belt in the Dongjiu area is located in the eastern segment of the Lhasa terrane in South Tibet. The Dongjiu metamorphic rocks are primarily composed of schist and gneiss, with minor amounts of marble, and the protoliths are sedimentary rocks with Precambrian and early Palaeozoic zircons probably deposited during the Palaeozoic or late Neoproterozoic. On the basis of petrology and phase equilibria modelling, this study shows that the Dongjiu metamorphic belt has experienced a kyanite-grade metamorphism, which is characterized by a decompressional vector with slight cooling from a peak of 9.6 kbar and 745°C to medium-pressure amphibolite-facies metamorphic overprinting at 5–6 kbar and 600–630°C. This P–T path was well recorded and recovered by garnet zoning profiles. Laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry in situ U–Pb analyses on metamorphic zircons and zircon rims yielded concordant ²⁰⁶Pb/²³⁸U ages of c. 194–192 Ma, suggesting that the Dongjiu metamorphic rocks were formed during the Early Jurassic. Therefore, the Dongjiu metamorphic belt, together with the western Nyainqentanglha, Basongco, and Zhala metamorphic belts, constitutes a nearly continuous tectonic unit with an E–W extension of at least 500 km between the northern and southern Lhasa terranes. The metamorphic ages of these belts, ranging from 230 to 192 Ma, show a younger trend from west to east, indicating that the central segment of the Lhasa terrane experienced an eastward asynchronous collisional orogeny during the Late Triassic to Early Jurassic.     

Petrogenesis of Jurassic Xietongmen intrusive rocks at the southern margin of the Lhasa terrane: implications for intra-oceanic arc evolution

Abstract

The Gangdese batholith, Tibet, records the opening and closing of the Neo-Tethyan ocean and the resultant collision between the Indian and Eurasian plates. The Mesozoic magmatic rocks play a crucial role in understanding the formation and evolution of the Neo-Tethyan tectonic realm. This study focuses on Jurassic intrusive rocks in the Xietongmen area of the southern margin of the Lhasa terrane adjacent to the Yarlung–Tsangpo suture. Zircon U–Pb dating yielded Middle Jurassic dates for ca 170?Ma hornblende gabbro and ca 173?Ma granodiorite intrusions. All of the samples are medium- to high-K calc-alkaline, and the majority are metaluminous and enriched in the large ion lithophile elements and depleted in the high-field-strength elements. This indicates the magma was generated in a subduction-related tectonic setting. The intrusive rocks have high and positive ε_Hf(t) values (hornblende gabbro: 13.3–18.7; granodiorite: 14.2–17.6) that yield Hf model ages younger than 312?Ma. These new data, combined with the results of previous research, suggest that the Jurassic igneous rocks were derived from a metasomatised region of an asthenospheric mantle wedge. Extremely depleted Sr–Nd–Pb–Hf isotope compositions are similar to the Yarlung ophiolite and igneous rocks within other intra-oceanic island arcs. Together with the existence of sandstone that is identified as the product of the oceanic island arc environment, we suggest formation in an intra-oceanic island arc.

1. The new zircon U–Pb dating has yielded Middle Jurassic ages for the ca 170?Ma hornblende gabbro and ca 173?Ma granodiorite phases of the Xietongmen intrusion.

2. Jurassic igneous rocks formed from a metasomatised asthenospheric mantle wedge by northward subduction of the Neo-Tethys oceanic crust beneath the southern margin of the Lhasa terrane.

3. Late Triassic–Jurassic igneous rocks, which are characterised by highly depleted isotopic compositions within the Southern Lhasa sub-terrane, record residual intra-oceanic island arcs in the eastern Tethyan belt.

     

青藏高原拉萨地块西段三叠纪古地磁结果及其构造意义

报道拉萨地块西段三叠纪古地磁研究的初步结果。古地磁样品来自措勤县敌布错北缘新发现的海相三叠纪地层,共采集6个采点67块独立定向样品。岩石磁学实验表明,样品中含有大量中低矫顽力中等阻挡温度的磁性矿物和一定量的磁铁矿。于4个采点的47块样品中分离出现代地磁场的低温粘滞剩磁（分量A）,在6个采点66块样品中获得白垩纪的次生剩磁分量（分量B）,5个采点28块样品获得高温特征剩磁分量（分量C）。分量C仅可在少数以磁铁矿为主要载磁矿物的样品高温区间（525~585℃）获得,可通过标准褶皱检验,为岩石形成时期的原生剩磁信息。计算得出拉萨地块三叠纪的古地磁极位置：φρ=17.4°N、λρ=205.9°E、（dp=6.7,dm=3.7）,该结果表明拉萨地块三叠纪处于南纬中低纬度地区。结合羌塘古地磁结果推测,羌北地块与拉萨地块之间班公湖—怒江缝合带所代表的特提斯洋盆可能在早三叠世打开,早三叠世—晚三叠世期间快速扩张并推动羌北地块快速北移,促使了羌北地块与欧亚大陆南缘的拼合。     

西藏南羌塘侏罗系色哇组构造变形特征及其构造意义

班公湖—怒江洋的演化一直以来备受关注, 对于其俯冲极性有不同的认识, 前人大多从岩石学、 地球化学等方面的证据去探讨, 而缺乏构造变形的相关研究。本文以构造解析理论为指导, 通过野外大比例尺填图、 构造实测剖面等工作对研究区色哇组的构造样式、 变形期次等进行了研究。综合研究表明, 西藏热那错地区和荣玛地区侏罗系色哇组地层均发育紧闭的三级复式褶皱以及后期叠加的平缓—开阔褶皱。早期褶皱的褶皱轴近东西向展布, 板劈理近东西走向, 是南北向挤压作用的产物。在热那错地区早白垩世美日切错组火山岩角度不整合于已变形的侏罗系色哇组之上, 且色哇组紧闭褶皱的构造样式未在美日切错组火山岩中发育, 推断色哇组紧闭褶皱发生在早白垩世之前。结合研究区大地构造背景, 推断研究区内侏罗系色哇组地层的早期紧闭的三级复式褶皱是班公湖—怒江洋向北俯冲的产物, 而后期叠加的平缓—开阔褶皱可能与羌南地块和拉萨地块的碰撞有关。     

拉萨地体东南部变质岩的成因与中-新生代造山作用

本文对青藏高原拉萨地体东南部林芝地区分布的变质岩进行了岩石学和年代学研究,结果表明这套岩石在中-新生代经历三期变质作用,形成了三个变质带,它们是:(1)米林变质带,经历了高温中压麻粒岩相峰期变质作用和角闪岩相退变质作用,峰期麻粒岩相的变质作用温、压条件为830～900℃和0.9～1.3GPa,变质时代为90～80Ma的晚白垩世;(2)八一变质带,经历了低压角闪岩相变质作用,变质作用温、压条件为625～679℃,0.4～0.55GPa,变质作用时间为55～50Ma的始新世;(3)布久变质带,经历中压角闪岩相变质作用,变质作用温、压条件为615～663℃和0.5～0.8GPa,变质作用时间为32～26Ma的渐新世。研究表明,拉萨地体东南部的中高级变质岩系的原岩主要由形成在晚古生代的沉积岩和古生代-新生代的岩浆岩组成,变质沉积岩的物质源区具有格林威尔和泛非造山作用的构造热事件记录,表明拉萨地体具有冈瓦纳大陆的构造亲缘性。我们认为,拉萨地体东南部的晚白垩世高温中压变质作用发生在新特提斯大洋岩石圈向拉萨地体之下俯冲所导致的安第斯型造山作用过程中,始新世的低压角闪岩相变质作用发生在印度与欧亚碰撞和深俯冲的新特提斯洋壳断离过程中,而渐新世的中压角闪岩相变质作用发生在印度大陆向欧亚大陆之下的持续俯冲,地壳加厚过程中。因此,拉萨地体东南部的高级变质岩揭示了俯冲/碰撞复合造山带上盘中、下地壳的组成与构造演化历史。