藏北羌塘中部果干加年山早古生代堆晶辉长岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄——兼论原-古特提斯洋的演化

位于羌塘中部龙木错-双湖缝合带中的果干加年山早古生代堆晶岩,主要由辉石橄榄岩、堆晶辉石岩、堆晶辉长岩、斜长岩等岩石类型组成.对堆晶辉长岩中锆石的矿物学与年代学研究表明.堆晶辉长岩中发育3种内部结构特征的锆石晶体,锆石Th、U含量和Th/U值揭示了同一岩浆系统中结晶形成的岩浆锆石.获得堆晶辉长岩SHRIMP锆石U-Pb谐和年龄461Ma±7Ma(MSWD=1.3)、431.7Ma±6.9Ma(MSWD=0.54),分别代表了青藏高原中部地区原一古特提斯洋扩张过程中早期(中奥陶世Darriwilian阶晚期)、晚期(早志留世Telychian阶中期)的岩浆作用事件.果干加年山早古生代堆晶岩具有MORB.的特征,代表了龙木错-双湖缝合带中残存的早古生代蛇绿岩,也是青藏高原中南部地区目前为止认知时代最早的原一古特提斯洋壳的残迹.羌塘中部早古生代蛇绿岩的确定及其年代学的约束,使得龙木错-双湖特提斯洋盆的形成时代至少可以追溯到中奥陶世-早志留世,并推论龙木错-双湖缝合带、南羌塘古生代增生楔及其中生代盆地和班公湖-怒江缝合带共同构成了青藏高原特提斯大洋最终消亡的巨型缝合带,晚古生代原-古特提斯洋向南的俯冲消减导致了冈底斯带石炭纪-二叠纪岛孤型火山岩、二叠纪花岗闪长岩和大洋俯冲型榴辉岩的形成.     

青藏高原羌塘早古生代蛇绿岩——堆晶辉长岩的锆石SHRIMP定年及其意义

羌塘中部果干加年山西段发现完整的蛇绿岩组合,由变质橄榄岩、堆晶辉长岩、辉长岩岩墙群、玄武岩、硅质岩等组成.对堆晶辉长岩进行地球化学和定年初步研究,堆晶辉长岩具有洋中脊玄武岩的地球化学特征,获得锆石SHRIMP U-Pb谐和年龄为438±11Ma,是羌塘地区乃至青藏高原南部首次发现完整早古生代的蛇绿岩.结合角木日地区二叠纪蛇绿岩、双湖以东的晚泥盆世法门期和二叠纪一三叠纪放射虫硅质岩的研究,羌塘中部古特提斯洋盆可能形成于早古生代,持续演化到三叠纪,并且可能是一个连续过程,使我们对青藏高原古特提斯洋的历史及其演化阶段的划分需要重新思考.     

青藏高原龙木错-双湖板块缝合带与羌塘古特提斯洋演化记录

龙木错-双湖缝合带、西金乌兰-金沙江缝合带和昆仑-秦岭缝合带是青藏高原上3条主要的晚三叠世板块缝合带,目前的研究资料表明后2条缝合带不具备冈瓦纳北界的基本要素。简要介绍了龙木错-双湖缝合带中有关古特提斯洋存在的基本事实,即早古生代洋壳残片、二叠纪蛇绿岩、泥盆纪—二叠纪放射虫硅质岩、各类不同性质的增生岩片、2种类型的构造混杂岩带和蛇绿混杂岩盖层体系的时代与性质等,已有的资料初步确定羌塘古特提斯洋盆演化的时限为晚泥盆世到晚三叠世。认为龙木错-双湖缝合带是青藏高原上古特提斯洋消亡的主要场所,是恢复和反演青藏高原早期形成演化的最重要的窗口,也是地学界几十年关注的冈瓦纳大陆的北界。     

藏北羌塘中部日湾茶卡地区堆晶岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其构造意义

在藏北羌塘中部日湾茶卡地区发现蛇绿混杂岩,岩石单元包括堆晶辉长岩、辉长岩岩墙、玄武岩等。通过对该蛇绿岩中堆晶辉长岩的地球化学研究发现,它们属于E-MORB型,与桃形湖和果干加年山地区的蛇绿岩比较相似。堆晶辉长岩(R12T11)中用于LA-ICP-MS定年的锆石具有明显的Ce正异常和Eu负异常,属于典型的岩浆成因锆石;12个测试点的年龄加权平均值为442.7Ma±3.4Ma,表明日湾茶卡蛇绿岩形成于早志留世。日湾茶卡蛇绿岩是龙木错—双湖—澜沧江缝合带内一处新的早古生代洋壳残片,将为进一步揭示龙木错—双湖—澜沧江洋的构造演化提供新依据。     

藏北羌塘中部果干加年山地区发现榴辉岩

果干加年山位于羌塘中部的龙木错-双湖-澜沧江板块缝合带之内,出露有蛇绿岩、晚古生代浅变质岩系等。新近在该区发现了榴辉岩,以透镜体的形式产于石榴子石白云母片岩中,矿物粒度极细,仅为0.05~0.1mm,典型矿物组合为石榴子石+绿辉石+多硅白云母+金红石。初步研究表明,榴辉岩相变质温压条件为470~520℃、2.21~2.51GPa,属于低温型榴辉岩。该榴辉岩的形成过程对探讨龙木错-双湖-澜沧江板块缝合带的构造演化具有重要意义。     

藏北羌塘中部果干加年山石炭纪蛇绿岩地球化学特征及LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄

在羌塘地区开展1∶5万戈木日区域地质调查的过程中,为研究龙木错—双湖板块缝合带的演化历史,探讨青藏高原羌塘中部地区的构造演化,对果干加年山地区的蛇绿岩进行了详细研究。石炭纪蛇绿岩变质堆晶辉长岩是填图过程中的新发现。全岩地球化学研究结果显示,岩石ΣREE较低,LREE弱富集,轻、重稀土元素分异程度不高;富集Rb、Bb等大离子亲石元素,明显亏损Nb、Ta、Ti等元素,具有典型的SSZ型蛇绿岩特征,表明其形成于俯冲带之上。蛇绿岩中变质堆晶辉长岩的LAICP-MS锆石U-Pb年龄为354.8Ma±2.4Ma,属于早石炭世。最终研究表明,龙木错—双湖板块缝合带所代表的古大洋至少在早石炭世就已经存在俯冲。石炭纪变质堆晶辉长岩的发现对研究缝合带构造演化历史具有非常重要的意义,也为探讨羌塘地区的大地构造演化提供了基础资料。     

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。     

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。     

藏北羌塘中部桃形湖蛇绿岩中钠长花岗岩——古特提斯洋壳消减的证据

本文报道了羌塘中部黑脊山钠长花岗岩的锆石U-Pb定年结果和岩石地球化学资料以及锆石Hf同位素成分。野外观察表明钠长花岗岩与桃形湖蛇绿岩为侵入接触关系。样品中的锆石晶型比较完整,具典型的岩浆生长环带,未见继承的老岩浆核,结合其Th/U比值（0.41~1.06）,表明为典型的岩浆成因。锆石LA-ICP-MS定年结果为351.2±1.9Ma,表明其形成时代为早石炭世。钠长花岗岩具有较高的SiO₂含量和很高的Na₂O/K₂O比值,为准铝质-弱过铝质岩石,属于钙碱性I型花岗岩;稀土元素配分模式显示为右倾的曲线,伴随较弱的正Eu异常;微量元素蛛网图上表现出Nb、Ta、Ti负异常和Rb、Th、U、K、Pb、Zr、Hf正异常,具有岛弧花岗岩的地球化学特征;样品在构造环境判别图解上投点均落入岛弧花岗岩区。样品中锆石的ε_Hf（t）值为+11.56~+14.46,二阶段Hf模式年龄为432~581Ma,显示出明显的幔源特征,说明其源岩可能为俯冲消减的玄武质洋壳。黑脊山钠长花岗岩的发现,表明羌塘中部的古特提洋在早石炭世已经进入岛弧消减阶段。     

昌宁-孟连缝合带南汀河早古生代埃达克岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

前人在昌宁-孟连缝合带获得了大量的晚古生代岩浆活动与沉积地层的记录,但是早古生代的相关记录十分稀少,大大限制了对昌宁-孟连缝合带早古生代演化过程的理解.对南汀河地区早古生代英云闪长岩的锆石U-Pb年龄、全岩地球化学特征开展研究,并探讨其岩石成因,揭示早古生代(原)特提斯演化过程.通过LA-ICPMS锆石U-Pb定年,获得英云闪长岩206Pb/238U加权平均年龄为454.1±2.7 Ma、443.2±2.4 Ma,代表岩浆结晶时代.地球化学分析显示,南汀河英云闪长岩SiO₂含量为63.41%~68.57%,K₂O含量为1.31%~2.17%,同时具有富Na(Na₂O=4.11%~5.07%)贫Mg(MgO=0.98%~1.39%)的特点.REE配分曲线呈现出轻稀土富集、重稀土亏损的特征,大离子亲石元素Sr、Ba等富集,高场强元素Nb、Ta、Ti亏损,与岛弧岩浆的特征相吻合;指示岩浆来源于俯冲板片的部分熔融,在岩浆上升过程中受到了俯冲沉积物的混染,形成于与原特提斯洋俯冲有关的弧火山岩环境,进一步指示早古生代原特提斯洋在454~443 Ma就已经发生了俯冲消减作用.南汀河蛇绿岩与羌塘地区龙木错-双湖缝合带桃形湖等蛇绿岩形成时代一致、地球化学性质相似,由此认为昌宁-孟连缝合带与龙木错-双湖缝合带一起代表了一个统一的古特提斯洋壳的残余.      

大巴山西段高川地体构造变形特征及其意义

勉略缝合带华北与华南大陆于印支期完成拼合的主要拼接带,在中国大陆的形成与演化中占据重要地位。但是,勉略带的东、西延伸,至今没有确定的结论,尤其陕西省勉县以东到湖北随州一带,还没有找到确凿的缝合带的证据。现今一些重要的文章多认为勉略带在勉县以东到达宁陕县两河口之后向南转折,沿着高川岩片的位置顺大巴山弧形构造带向东延伸到湖北随州一带。然而,本文的研究表明,高川岩片是一个独立于大巴山构造带的外来地质体,并称之为高川地体。高川地体是一个由近南北向右行走滑断层与轴向近南北向的走滑剪切褶皱构造组成的右行走滑构造系统,作者认为,它是大巴山冲断推覆构造向南推覆过程中,被从原勉略缝合带中挤过来的一片,它仅仅是被挟持在大巴山冲断—推覆构造带与大巴山前陆构造带之间的地壳浅层地质体,高川地体现在的位置不能代表勉略带向东的延伸。因此,大巴山弧形构造带也不是中国南北大陆最终碰撞拼贴的位置     

西藏羌塘中部亚丹高压变质岩年代学、地球化学特征及其构造意义

羌南和羌北地块沿龙木错-双湖缝合带碰撞对接,标志着古特提斯洋的最终闭合,然而古特提斯洋的构造演化,尤其它的打开时限一直争议不断。本文对龙木错-双湖缝合带以南荣玛地区的变质杂岩进行了岩相学、年代学和地球化学特征研究,进而约束古特提斯洋的开、合时限及其关闭后的构造演化特征。通过LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,本文首次报道了1件新元古代斜长角闪岩,其加权平均年龄为717±7Ma(n=61,MSWD=1. 9),表明原岩形成于新元古代中期,反映羌南地区存在前寒武基底;另获得1件中侏罗世斜长角闪岩的锆石加权平均年龄为163±2Ma(n=26,MSWD=1. 9),表明其原岩形成于中侏罗世;获得2件石榴石多硅白云母石英片岩锆石边部谐和年龄范围分别为267～1349Ma和214～2050Ma;另对片岩中2组多硅白云母样品进行~(40)Ar/~(39)Ar定年,分别获得224. 2±1. 5Ma和223. 9±1. 5Ma的一致坪年龄,暗示区域变质作用可能从～224Ma持续到214Ma之后,且～214Ma的岩浆事件可能形成于碰撞过程中。新元古代和中侏罗世斜长角闪岩的岩石地球化学特征显示,前者原岩具E-MORB特征,后者原岩趋向于OIB特征。基于区域岩石组合与地球化学特征,推断二者均形成于伸展环境,前者可能形成于陆内伸展背景,响应Rodinia超大陆的裂解,后者可能形成于大陆裂谷环境,响应羌南、羌北地块碰撞结束后的裂解。综合前人与本文研究成果,认为新元古代中期(～717Ma),某未知陆块可能就已逐渐开始从羌南-印度大陆裂解,导致"古特提斯洋"在ca. 717～517Ma之间的某个时间点就已打开;古特提斯洋可能在～224Ma才完成闭合,羌南、羌北陆陆碰撞挤压持续到214Ma之后;中侏罗世区域为裂谷伸展环境,并发育OIB特征的碱性玄武岩和双峰式火成岩。     

北祁连川刺沟A型花岗岩的年代学及其意义

关于北祁连南蛇绿岩带蛇绿岩,前人多认为是形成于早古生代洋中脊的大洋岩石圈残片。本次对川刺沟A型花岗岩和其周围超基性岩的研究,有助于较全面认识该区时代序列与构造格架。川刺沟A型花岗岩的组成矿物为碱性长石(～45%)、石英(～30%)、斜长石(～15%)以及少量的霓辉石(～5%)等,发育条纹和显微文象等结构。岩石具有高SiO_2(72.58%～73.96%)和高Na_2O+K_2O(10.12%～10.39%),A/NK1,10000Ga/Al值为2.59～3.49。微量元素型式显示该花岗岩富集Rb、Ba、Th、K,强烈亏损Sr、P、Ti、Nb、Ta,稀土元素型式呈明显负铕异常(δEu=0.56～0.60)的海鸥形。岩相学和地球化学特点均符合A型花岗岩特征,进一步细分可将其归属于A_2型,形成于后造山环境。其周围的超基性岩稀土型式呈"U"型,富集Th、Zr、Hf,推测其经历过俯冲熔/流体交代。SHRIMP锆石U-Pb定年给出一组该A型花岗岩的谐和年龄501±5Ma,可以代表其侵位年龄。该年龄早于北祁连造山带陆-陆碰撞时间,晚于大陆裂谷发生时间。由于A_2型花岗岩后造山环境有两亚类:陆-陆碰撞后造山和活动大陆边缘拉张环境,本次研究结果更加倾向后者,即,该A型花岗岩为在中-晚寒武世俯冲作用影响下,活动大陆边缘弧前发生拉张,软流圈部分熔融产生幔源岩浆底侵形成。进一步推测该地区超基性岩可能与俯冲有关,为非经典定义的蛇绿岩。     

大巴山陆内造山带构造流体及其形成条件研究

构造脉体作为构造流体的宏观标志记录了与构造运动有关的流体来源、形成环境条件和动力学等信息。大巴山构造带是一个典型的陆内造山带,发育了代表构造前、同构造期和构造后3期构造流体的方解石脉(V1、V2和V3)。本文在对构造后伸展背景下形成的方解石脉(V3)野外产状、几何特征和围岩力学性质统计分析基础上,通过其形成古应力场恢复和同位素地球化学分析,研究V3脉体形成环境条件及其流体来源。结果表明,V3脉体走向以NE SW向为主,脉体倾角较陡,大多近于直立,其形成的主应力轴σ1,σ2和σ3方位分别为67°∠76°、200°∠13°和293°∠10°,形成时的应力场为NW SE向拉张。V3脉体形成时流体压力pf<σ2<σ1,流体超压Δsi在92～167 MPa,形成最大深度为1.8～7.2 km。δ13C δ18O反映V3方解石脉形成与围岩碳酸盐岩脱CO2作用有关,V3方解石脉流体包裹体水的δD δ18O同位素分析表明其为盆地内部变质建造水向浅部迁移并有浅部表生水的参与。结合大巴山前陆构造广泛存在的异常高压流体,认为大巴山前陆在晚白垩世-古近纪时期处于伸展构造背景下,原来封存在深部的异常高压流体超压Δsi突破围岩形成裂缝,并上升到浅部与表生流体混合沉淀形成了V3脉体。     

滇西北金沙江古特提斯洋早期演化时限及其性质:东竹林层状辉长岩锆石U-Pb年龄及Hf同位素约束

滇西北金沙江蛇绿岩带是古特提斯最重要的缝合带记录之一,本文对该带内的东竹林层状辉长岩进行了年代学、岩石地球化学及锆石Hf同位素研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示东竹林层状辉长岩形成于354±3Ma,表明金沙江古特提斯洋在早石炭世已扩张形成洋壳,暗示其裂解时期应为更早的泥盆纪。单颗粒锆石原位Hf同位素分析得到东竹林层状辉长岩锆石ε_Hf(t)=10.3～12.6,平均值为11.5,明显低于结晶时亏损地幔值;单阶段亏损地幔Hf模式年龄t_DM1为478～576Ma,平均值为523Ma,明显大于成岩年龄354Ma。锆石Hf同位素结果显示金沙江古特提斯洋地幔受到了富集组分的影响。岩石微量元素特征显示富集组分可能来自特提斯连续演化过程中早期的俯冲作用带入的壳源物质。结合区域演化特征,认为金沙江古特提斯洋是在弧后盆地基础上发展起来的洋盆,它不能构成古特提斯的主大洋,而是古特提斯洋的一个重要分支,分隔着中咱-中甸地块与昌都-思茅地块。     

班公湖-怒江带、羌塘地块特提斯演化与成矿地质背景

早古生代—泥盆纪,研究区沉积环境以陆棚碎屑岩相和碳酸盐台地相为主,代表冈瓦纳大陆北缘和特提斯南侧的被动大陆边缘。石炭纪—二叠纪,本区进入特提斯南、北缘弧盆系统演化阶段,龙木错-双湖带北部、金沙江带南部和冈底斯带分别在石炭纪、二叠纪形成岩浆弧。中生代是特提斯南缘弧盆演化阶段,SSZ型蛇绿岩形成岩浆熔离型铬、镍、铂族金属矿床和热液型金矿。班公湖-怒江带特提斯在中侏罗世至早白垩世向南、北两侧俯冲并形成岩浆弧,该岩浆弧是重要的成矿带,形成斑岩铜矿、矽卡岩型磁铁矿和热液型多金属矿床。北羌塘东段侏罗纪弧后前陆盆地有利于形成沉积型、沉积-热液改造型和热液型铁、铜、锑、金矿床。晚白垩世碰撞作用主要与热液型矿床有关,分布范围较大,也可能存在晚白垩世至新生代碰撞阶段的斑岩铜矿。     

藏西班公湖斑岩铜矿带的形成时代与成矿构造环境

通过对藏西班公湖斑岩铜矿带多不杂和尕尔穷2个大、中型斑岩铜矿床含矿斑岩的研究,初步查明了该铜矿带的形成时代、含矿斑岩性质及成矿构造环境。锆石SHRIMPU-Pb定年结果给出2个铜矿床含矿斑岩的时代分别为127.8Ma±2.6Ma和112.0Ma±2.3Ma,处于造山带演化的碰撞后阶段(班公湖-怒江洋盆的闭合时间为145Ma)。岩石地球化学分析表明,该铜矿带的含矿斑岩属钾玄岩-高钾钙碱性岩系,以富集Rb、K、Sr、Pb等大离子不相容元素和亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素为特点,与冈底斯斑岩铜矿带的含矿斑岩相似。所不同的是,班公湖斑岩铜矿带含矿岩浆生成深度较浅,构造环境上处于碰撞后地壳隆升阶段,而冈底斯斑岩铜矿带则处于地壳上升到最大高度后的伸展塌陷阶段。     

班公湖-怒江带、羌塘地块特提斯演化 与成矿地质背景

早古生代—泥盆纪,研究区沉积环境以陆棚碎屑岩相和碳酸盐台地相为主,代表冈瓦纳大陆北缘和特提斯南侧的被动大陆边缘。石炭纪—二叠纪,本区进入特提斯南、北缘弧盆系统演化阶段,龙木错-双湖带北部、金沙江带南部和冈底斯带分别在石炭纪、二叠纪形成岩浆弧。中生代是特提斯南缘弧盆演化阶段,SSZ型蛇绿岩形成岩浆熔离型铬、镍、铂族金属矿床和热液型金矿。班公湖-怒江带特提斯在中侏罗世至早白垩世向南、北两侧俯冲并形成岩浆弧,该岩浆弧是重要的成矿带,形成斑岩铜矿、矽卡岩型磁铁矿和热液型多金属矿床。北羌塘东段侏罗纪弧后前陆盆地有利于形成沉积型、沉积-热液改造型和热液型铁、铜、锑、金矿床。晚白垩世碰撞作用主要与热液型矿床有关,分布范围较大,也可能存在晚白垩世至新生代碰撞阶段的斑岩铜矿。     

班公湖-怒江带、羌塘地块特提斯演化与成矿地质背景

早古生代—泥盆纪,研究区沉积环境以陆棚碎屑岩相和碳酸盐台地相为主,代表冈瓦纳大陆北缘和特提斯南侧的被动大陆边缘。石炭纪—二叠纪,本区进入特提斯南、北缘弧盆系统演化阶段,龙木错-双湖带北部、金沙江带南部和冈底斯带分别在石炭纪、二叠纪形成岩浆弧。中生代是特提斯南缘弧盆演化阶段,SSZ型蛇绿岩形成岩浆熔离型铬、镍、铂族金属矿床和热液型金矿。班公湖-怒江带特提斯在中侏罗世至早白垩世向南、北两侧俯冲并形成岩浆弧,该岩浆弧是重要的成矿带,形成斑岩铜矿、矽卡岩型磁铁矿和热液型多金属矿床。北羌塘东段侏罗纪弧后前陆盆地有利于形成沉积型、沉积-热液改造型和热液型铁、铜、锑、金矿床。晚白垩世碰撞作用主要与热液型矿床有关,分布范围较大,也可能存在晚白垩世至新生代碰撞阶段的斑岩铜矿。