西藏雅鲁藏布江缝合带西段南北亚带蛇绿岩的成因探讨

雅鲁藏布江蛇绿岩带自萨嘎以西分为达巴-休古嘎布(南亚带)和萨嘎-达机翁(北亚带)两个亚带,但两者的关系和构造环境还存在争论。本文在实测剖面的基础上,对比南北亚带蛇绿岩产出和岩石组成,以及对比基性岩脉和围岩方辉橄榄岩的地球化学和年代学特征,探讨两个带的关系和构造环境。北带错不扎、加纳崩和巴尔基性岩脉具有高Si、Al,低K、Ti、P特征,属钙碱性玄武质成分,锆石U-Pb年龄为125~128Ma;南亚带东波、普兰、休古嘎布基性岩具有高Mg、Ti,低Si、K特征,为低钾拉斑玄武质成分,锆石U-Pb年龄为120~130Ma。南北带基性岩具有类似产状和年代学,球粒陨石标准化曲线与NMORB一致;N-MORB标准化蛛网图中显示Nb、Ta、Ti负异常,指示洋内俯冲带弧前或弧后环境。此外,两带基性岩围岩方辉橄榄岩中橄榄石、辉石、尖晶石具有类似的矿物成分特征,地球化学成分兼有弧前和深海地幔橄榄岩的特点,指示南北亚带蛇绿岩形成于俯冲带弧前环境。结合区域对比,南亚带蛇绿岩不发育沟-弧-盆体系,具有从北到南的构造侵位特征,南北亚带之间的仲巴微地体具有特提斯喜马拉雅的亲缘性,指示南北蛇绿岩亚带可能为相同大洋岩石圈的不同残余。     

雅鲁藏布江缝合带西段东波MORB型均质辉长岩的大洋核杂岩成因

为解决雅鲁藏布江缝合带西段南带中数个大型超镁铁岩体的成因问题,对南带西段约400 km2的东波蛇绿岩开展区域地质填图,研究蛇绿岩岩石组合和构造性质及西北缘均质辉长岩年代学和成因.研究表明,东波蛇绿岩以地幔橄榄岩、薄层洋壳和周缘出露大面积晚侏罗世-早白垩世残余海山为特征,地幔橄榄岩中发育大量拆离、韧性剪切和正断层及糜棱岩和糜棱岩化蛇纹岩和蛇绿角砾岩;均质辉长岩的锆石普遍受到流体交代,锆石U-Pb年龄为129.0±1.8 Ma,地球化学具有低Si、K、P、Fe和Ti,高Ca和Mg,N-MORB型的稀土配分特征及明显的Th、Nb、Sr和Pb负异常.认为均质辉长岩形成于慢速-超慢速大洋扩张阶段,在大洋核杂岩沿拆离断层侵位过程中形成.      

西藏雅鲁藏布江缝合带西段达巴蛇绿岩年代学、地球化学特征及其构造意义

达巴蛇绿岩位于雅鲁藏布江蛇绿岩带西段南亚带,主要由地幔橄榄岩、基性岩脉和硅质岩组成,其形成时代和构造背景尚不清楚.首次报道了达巴蛇绿岩中基性岩脉的岩石学、锆石U-Pb年代学、全岩地球化学数据.达巴辉长岩和辉绿岩具有高的Al和Mg、低Ti、K和P,为低钾钙碱性玄武质岩石.岩石具有与N-MORB一致的稀土配分模式,但是N-MORB标准化蛛网图中显示Nb负异常,显示了受到俯冲板片流体的影响.辉绿岩的锆石U-Pb年龄为120.0±1.7 Ma,为早白垩世晚期,地球化学特征显示源自于低程度的尖晶石相地幔源区的部分熔融.结合前人研究成果,认为达巴蛇绿岩形成于与初始俯冲有关的弧前扩张中心,是受到俯冲板片流体交代的上覆地幔楔部分熔融的产物.      

西藏雅鲁藏布江缝合带西段巴尔地幔橄榄岩成因及构造意义

巴尔蛇绿岩属于雅鲁藏布江缝合带的西延部分,距拉萨约1200km,主要由地幔橄榄岩、少量的橄长堆晶岩和玄武岩组成.地幔橄榄岩主体为合单辉方辉橄榄岩,少量为二辉橄榄岩.根据巴尔蛇绿岩地幔橄榄岩的结构构造特征,将矿物组合划分为3个世代,第一世代残余地幔矿物组合:橄榄石+斜方辉石+单斜辉石;第二世代部分熔融及熔-岩反应矿物组合:橄榄石+斜方辉石+单斜辉石+尖晶石;第三世代地幔交代作用矿物组合,主要为含水矿物角闪石.将3个世代的矿物组合归并为2个演化阶段:第一阶段,包括第一世代和第二世代矿物组合,形成于MOR(mid-ocean ridge)构造环境下的洋脊扩张阶段;第二阶段,为第三世代矿物角闪石,形成于SSZ(super-subduction zone)环境下的俯冲阶段.对比雅鲁藏布江缝合带不同区段蛇绿岩中地幔橄榄岩的特征,发现雅鲁藏布江缝合带存在MOR和SSZ两种类型的蛇绿岩,其中中段的蛇绿岩主要以典型的SSZ型地幔橄榄岩为主,而东、西段则以受到不同程度SSZ环境改造的MOR型地幔橄榄岩为主,认为雅鲁藏布江缝合带蛇绿岩地幔橄榄岩演化分段性的特征,与新特提斯洋沿弧方向上板块活动的动力学机制的不均一有关.     

西藏雅鲁藏布江缝合带西段东波蛇绿岩的构造背景特征

西藏东波蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带西段,由地幔橄榄岩、辉石岩和辉长岩等组成。地幔橄榄岩主要为方辉橄榄岩、纯橄岩和少量二辉橄榄岩。岩体的边界出露玄武岩和硅质岩等。地幔橄榄岩中有少量辉石岩和辉长岩的脉岩,宽约1 m,走向北西,与岩体的构造线方向基本一致。各岩相岩石地球化学研究结果表明,东波蛇绿岩的岩相存在较大的差异,玄武岩具有与洋岛玄武岩(OIB)相似的地球化学特征,而地幔橄榄岩中辉石岩、辉长岩脉与洋中脊玄武岩(MORB)相似,形成于洋中脊环境,并受后期俯冲流体作用的改造。东波岩体中二辉橄榄岩具有与深海地幔橄榄岩较一致的轻稀土亏损特征,而方辉橄榄岩和纯橄岩的地球化学特征显示出岩体形成于MOR环境,后受到SSZ环境的改造。东波蛇绿岩的岩石地球化学特征显示其洋中脊叠加洋岛的构造背景。     

西藏雅鲁藏布江缝合带西段普兰蛇绿岩地幔橄榄岩矿物学研究和成因探讨

西藏普兰蛇绿岩以出露面积约600km2的特大型地幔橄榄岩体而引人注目。我们在普兰岩体的东段,完成了一条近垂直走向并穿过岩体的长约10km的地质剖面,其目的是探讨地幔橄榄岩体岩相的变化及其成因。研究表明,岩体主体为方辉橄榄岩,分布于岩体内部,二辉橄榄岩呈条带状,分布于岩体边部,方辉橄榄岩和二辉橄榄岩出露面积之比约为4∶1。剖面显示,二辉橄榄岩向方辉橄榄岩岩相渐变,Ol和Sp含量增加,Opx和Cpx减少,橄榄石Fo值和NiO含量也呈逐渐增加的特征。斜方辉石主要为顽火辉石(En=85~90),Mg#值变化于88~92之间,Al2O3含量0.89%~5.16%。单斜辉石包括顽透辉石和透辉石,以低铝(Al2O3=1.16%~6.02%),高镁(Mg#值为90~94)为特征。二辉橄榄岩的铬尖晶石Cr#值在19~32之间,低于方辉橄榄岩的Cr#值(25~72),两者之间呈连续变化。另一方面,方辉橄榄岩的各矿物百分含量、成分特征及部分熔融程度在岩体东部变化较大。结合前人成果,认为岩体中部分方辉橄榄岩不仅仅为单一的地幔残余,而可能经历了后期流体/熔体交代作用。依据尖晶石-橄榄石/单斜辉石矿物化学成分,估算出二辉橄榄岩是地幔源区经历约5%~12%部分熔融作用形成,而方辉橄榄岩则最终经历了约12%~32%部分熔融作用。研究结果表明,从二辉橄榄岩到方辉橄榄岩的演变,起因于部分熔融的差别,没有证据表明是受构造背景变化制约,因此,简单地用铬尖晶石等矿物成分的变化判断地幔橄榄岩的产出构造背景的方法值得商榷。     

雅鲁藏布江缝合带西段普兰蛇绿岩中地幔橄榄岩的岩石学研究

西藏雅鲁藏布江缝合带西段普兰蛇绿岩以出现面积约600余平方千米的特大型地幔橄榄岩体而引人注目.该地幔橄榄岩以方辉橄榄岩为主体,含有少量的二辉橄榄岩和纯橄榄岩,岩体中另有一些橄榄单斜辉石岩、辉长岩和辉绿岩等侵入体.地幔橄榄岩的主要造岩矿物橄榄石的Fo 90～93,其中呈包裹体的橄榄石的Fo略高,斜方辉石为顽火辉石(En 88～90),单斜辉石主要为顽透辉石和透辉石,以低铝(0.48％～3.96％)和高Mg#(91～96)为特征,铬尖晶石的Cr#值为18～69,其中方辉橄榄岩和二辉橄榄岩中的铬尖晶石属富铝型尖晶石,而纯橄岩中为富铬型尖晶石.橄榄单斜辉石岩的橄榄石Fo值一致较低,平均为88.4,斜方辉石En平均87,单斜辉石以透辉石为主,铬尖晶石的Cr#值为45～69.普兰地幔橄榄岩及橄榄单斜辉石岩都具有相似的稀土元素和微量元素配分模式,表现为LREE相对富集,Eu亏损不明显,微量元素中大离子亲石元素含量较低,部分样品高场强元素亏损,另一些则相对富集,显示地幔橄榄岩具有亏损地幔源区特征,但也具有俯冲带流体的交代特征,表明普兰岩体可能经历了MOR和SSZ两种构造环境,该特征与雅鲁藏布江缝合带东段的罗布莎地幔橄榄岩的特征可以对比.     

雅鲁藏布江缝合带西段基性岩地球化学和Sr-Nd-Pb同位素特征：新特提斯洋内俯冲的证据

提要：普兰蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带西段,面积约650 km2,主要由方辉橄榄岩、含单辉方辉橄榄岩和透镜状纯橄岩组成,缺失堆晶岩和枕状熔岩等洋壳端元。方辉橄榄岩中普遍发育辉绿岩和辉石岩脉,地幔橄榄岩上部被块状玄武岩、玄武质火山碎屑岩、粉砂质泥岩、硅质岩和硅质灰岩覆盖。辉绿岩低K、Ti,球粒陨石标准化REE配分曲线具有N-MORB特征,富集LILE（K、Sr、Rb）,亏损HFSE（U、Th、Nb）,(143Nd/144Nd)t=0.512904~0.512909,εNd(t)=+8.6~+8.7,(87Sr/86Sr)t=0.704893~0.705310,显示俯冲带弧后盆地环境的特征。对比前人研究,认为雅鲁藏布江缝合带普遍存在洋内俯冲作用,但开始俯冲的时间不同：雅鲁藏布江缝合带中西段开始于早白垩世,而东段开始于中侏罗世。     

雅鲁藏布江缝合带中段构造特征及成因模式新见解

雅鲁藏布江缝合带中的蛇绿岩在西藏南部不同地段,表现形式并不相同.通过对缝合带中段的构造特征及蛇绿岩组合特征的深入研究,认为印度板块的大陆地壳北缘具有特殊的波状弯曲的几何边界--东西两端为向北突出的犄角,构造结之间为向南突出的弧形边界.这种特殊的边界条件,在新特提斯洋俯冲碰撞过程中,新特提斯洋首先在突出结点处完成关闭,而...     

雅鲁藏布江缝合带中部硅岩地球化学特征及构造环境制约

硅岩在雅鲁藏布江缝合带广泛发育。在 1∶ 2 5万萨嘎县幅、桑桑区幅区域地质调查中 ,在缝合带及其南侧宗卓组中识别出 3种硅岩沉积组合 :1嘎学群内与玄武岩伴生的硅岩 ;2构造混杂带内夹于页岩中的硅岩 ;3宗卓组内夹于页岩—岩屑石英杂砂岩的硅岩。在硅岩中分离出的放射虫组合时代为白垩纪。运用地球化学研究手段 ,对硅岩岩石组合、岩石化学、微量元素和稀土元素特征进行了综合分析 ,与玄武岩伴生的硅岩 Al/ (Al Fe Mn)为 0 .5 33～ 0 .5 4 6 <0 .6 19(除 9号样外 ) ,Ce/ Ce* 为 0 .6 7(平均 ) ,L an/ Ybn为 0 .83～ 1.37和 L an/ Cen为0 .82～ 2 .2 3;夹于页岩中的硅岩 Al/ (Al Fe Mn)为 0 .5 5 7～ 0 .6 19,Ce/ Ce*为 0 .995～ 1.35 0 ,L an/ Ybn为 0 .71～ 1.0 3和 L an/ Cen为 0 .6 8～ 0 .98;宗卓组内的硅岩 Al/ (Al Fe Mn)为 0 .6 15～ 0 .70 7>0 .6 19,Ce/ Ce* 为 0 .94～1.14 ,L an/ Ybn 为 1.4 4～ 1.6 6和 L an/ Cen 为 0 .85～ 1.0 7。研究证实 ,3种背景的硅岩均反映非热水或生物成因。嘎学群内与玄武岩伴生的硅岩具深水盆地沉积特征 ;宗卓组中的硅岩具典型大陆边缘沉积环境特征 ;构造混杂带内的硅岩形成于近大陆边缘环境中     

西藏雅鲁藏布江缝合带萨嘎碱性玄武岩地球化学和年代学研究

萨嘎蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带(YZSZ)的中段,主要由地幔橄榄岩、辉长岩、辉绿岩和玄武岩组成。在萨嘎蛇绿岩南侧分布一条熔岩带,与萨嘎蛇绿岩呈断层接触。该熔岩带呈北西西向展布,宽约1~3 km,长约150km。熔岩呈块状构造,气孔和杏仁状构造发育,斑状结构,基质为间粒间隐结构。斑晶主要为斜长石(钠长石化,含量15%~20%),及少量单斜辉石(约5%),单斜辉石(Wo=44~48,En=40~45,Fs=10~12)为含钛透辉石(Ti O2=1.46%)。根据硅碱图(TAS)分类,该套熔岩属于碱性玄武岩类,整体表现为高钛、高铝和高钾,富集Rb、Ba、Th等大离子亲石元素和Zr、Hf等高场强元素,轻重稀土强烈分馏,(Ce/Yb)N=7.30~14.18,平均值为11。萨嘎玄武岩的地球化学特征与大陆裂谷火山岩一致,可能形成于板内裂谷环境。本研究表明,萨嘎碱性玄武岩的地幔源区具有石榴子石残余,早期经历了橄榄石、单斜辉石等镁铁矿物的分离结晶。锆石U-Pb定年结果表明萨嘎碱性玄武岩中锆石年龄较分散,产出的最年轻的一组锆石平均年龄为(54.2±1.4)Ma,它们的εHf(t)介于-11-+1.7之间,具有中元古代的Hf同位素二阶段模式年龄,为壳源的捕获锆石,表明该套碱性玄武岩形成时代不早于始新世早期。     

Mineralogy and Geochemistry of the High‐Cr Podiform Chromitite from the Cuobuzha Ophiolite,Yarlung Zangbo Suture Zone,Western Tibet,China: Implication for its Origin

The Cuobuzha high-Cr chromitites in the western segment of Yarlung Zangbo Suture Zone of Tibet are mainly hosted in the harzburgites as massive type, which are characterized by high concentrations of platinum group elements(PGE) ranging from 380 to 577 ppb, and low Pd/Ir ratios(<0.1). In mid-ocean ridge basalts(MORB)-normalized spidergrams, chromites of the Cuobuzha chromitites are depleted in Al, Ga, V, Mg and Zn, and enriched in Mn and Cr, sharing similar patterns with those of ophiolitic b...     

Early cretaceous ophiolites of the Yarlung Zangbo Suture Zone: insights from dolerites and peridotites from the Baer upper mantle suite,SW Tibet (China)

The Baer ophiolitic massif is located in the northern sub-belt of the western segment of the Yarlung Zangbo Suture Zone (YZSZ) and mainly consists of a lherzolite-dominant mantle suite, dolerite intrusions and limited crustal outcrops. The dolerites show sub-ophitic texture and light rare earth element-depleted chondrite-normalized rare earth element patterns similar to normal-mid-ocean ridge basalts (N-MORB); though, they display enrichments in fluid-mobile elements (Rb, Ba, and Sr) and marked depletions in Th and Nb. The U–Pb ages of several magmatic zircon grains recovered from two dolerite samples indicate that the intrusion of the dikes into the Baer lherzolitic mantle occurred at 125.6–126.3 Ma, consistent with the widespread mafic magmatism between 120 and 130 Ma in the Yarlung Zangbo ophiolites. The dolerites have slightly more radiogenic ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios (0.7043–0.7054) in comparison to N-MORB, whereas they show ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd values (0.513067–0.513114) similar to N-MORB and high zircon Hf-isotope compositions. They have a limited range of Nd-isotope (ε_Nd(t) values: +8.2 to +9.1) and juvenile Hf-isotope compositions (ε_Hf(t) values: +8.4 to +14.2 and +10.0 to +15.1) indicating derivation from mantle melts. The moderate spread in the ε_Hf (t) values of zircons indicates derivation of the dolerites parental magma from a weakly contaminated spinel-bearing mantle source. This is also corroborated by the geochemical signatures of the Baer dolerites (enrichment in LILE and depletion in HFSE) suggesting minor slab input to the mantle source of the dike-filling melt. We suggest that the genesis of the dolerite dike-forming melt happened at a stage of subduction initiation in a sub-oceanic mantle domain mildly affected by fluids emanating from the downgoing slab. Our data combined with literature data allow us to presume that the intrusion of the dolerites into the Baer mantle corresponds to an early phase of subduction initiation beneath a developing forearc basin.     

西藏雅江缝合带西段普兰蛇绿岩地幔橄榄岩成因:一种新认识

蛇绿岩中的地幔橄榄岩是蛇绿岩的重要组成部分,不仅记录了其所经历的板块构造事件,还可以探讨地幔的物质组成和深部地幔作用。位于雅江缝合带西段的普兰蛇绿岩以出露面积约600 km2的特大型地幔橄榄岩体而引人注目。为了探讨普兰蛇绿岩地幔橄榄岩的成因,本文在普兰地幔橄榄岩体的东段完成了一条穿过岩体的长约10km的地质剖面,对地幔橄榄岩进行了系统采样,开展了详细矿物学、地球化学研究,取得以下主要进展和认识:(1)普兰地幔橄榄岩中的二辉橄榄岩经历了9%~15%的部分熔融作用,方辉橄榄岩最终经历了15%~25%的部分熔融作用;(2)基于橄榄石-尖晶石矿物化学平衡计算的普兰地幔橄榄岩氧逸度?log(fo2)FMQ值从-1.11到+0.45,略高于用VY含量估算出的氧逸度(在FMQ到FMQ-1趋势),指示其形成于还原环境;(3)普兰地幔橄榄岩不是简单的地幔残余,还经历了后期熔体交代作用。对普兰地幔橄榄岩交代产生类似"U"型稀土配分模式的熔体可能是洋中脊(MOR)环境产生的低融岩浆;(4)地幔橄榄岩地球化学特征及氧逸度计算结果表明,普兰地幔橄榄岩可能形成于洋中脊(MOR)环境,并没有俯冲带(SSZ)环境的印记。对于普兰地幔橄榄岩以及雅鲁藏布江缝合带其他岩体的成因,前人主要根据地幔橄榄岩一些元素的富集特征提出的MOR→SSZ两阶段演化模式需要重新审视。     

雅鲁藏布江缝合带西段东波地幔橄榄岩体钻孔岩心研究

东波地幔橄榄岩是雅鲁藏布江缝合带内代表性超镁铁岩体,位于缝合带西段,面积超过400km2。为查明岩体成因,在岩体中实施了一口千米深的科学钻探(DSD-1)。除上部有约23m厚的第四系堆积物外,钻孔均钻进在地幔橄榄岩中,孔深1002.06m,岩心采取率96.62%。岩心编录结合显微镜下鉴定将岩心划分出44个岩性单元层,并进一步归并为上、下两套岩性:上部(23.1～340.17m)为含单辉方辉橄榄岩(斜方辉石含量为15～20%,单斜辉石含量不足5%);下部(340.17～1002.06m)为方辉橄榄岩(斜方辉石含量为10%～15%,几乎不含单斜辉石),其中发育薄层状纯橄岩和辉石岩以及辉绿岩脉。矿物学及全岩地球化学研究揭示:①东波地幔橄榄岩以方辉橄榄岩为主,其次为含单辉方辉橄榄岩,它们均具有亏损的全岩地球化学及矿物成分组成,指示它们为经历过中高程度部分熔融后的地幔残余岩石;经历过富水流体(熔体)交代作用,表现为角闪石呈柱状交代斜方辉石;②纯橄岩和辉石岩以透镜状或薄层状脉体发育于方辉橄榄岩中,具有岩浆成因的矿物组成,见交代矿物角闪石,指示它们可能为交代成因;③辉绿岩脉兼具N-MORB和弧玄武岩的化学属性,以低SiO2、高MgO和高Al2O3含量为特征,具有与Western Lau Basin玄武岩一致的REE配分型式,形成于较为成熟的弧后盆地环境。东波地幔橄榄岩(及其中的纯橄岩、辉石岩和辉绿岩脉)在成因上与俯冲带关系密切,都受到了与俯冲带相关地质作用的影响。     

The Late Jurassic Zedong ophiolite: A remnant of subduction initiation within the Yarlung Zangbo Suture Zone (southern Tibet) and its tectonic implications

The Zedong ophiolite is the largest ophiolite massif east of Dazhuqu in the Yarlung Zangbo Suture Zone in the southern Tibetan Plateau. However, its age, geodynamic setting and relationship to the Xigaze ophiolite remain controversial. New zircon U–Pb ages, whole-rock geochemical and Nd–Pb isotopic data from ophiolitic units provide constraints on the geodynamic and tectonic evolution of the Zedong ophiolite. U–Pb zircon geochronology of dolerite lavas and late gabbro–diabase dikes yield weighted mean ages of 153.9 ± 2.5 Ma and 149.2 ± 5.1 Ma, respectively. Strong positive ε_Nd(t) and positive Δ7/4Pb and Δ8/4Pb values indicate derivation from a highly depleted mantle source with an isotopic composition similar to that of the Indian MORB-type mantle. The geochemistry of ophiolitic lavas and early dikes are analogous to typical island arc tholeiites whereas late dikes are similar to boninites. The geochemistry of these rock types suggests multi-stage partial melting of the mantle and gradually enhanced subduction influences to the mantle source through time. Combined with the MORB-like 162.9 ± 2.8 Ma Luobusha ophiolitic lavas, we suggest that the Luobusha lavas, Zedong lavas and early dikes originated in an infant proto-arc setting whereas late dikes in the Zedong ophiolite originated in a forearc setting. Together, they represent a Neo-Tethyan subduction initiation sequence. The Late Jurassic intra-oceanic proto-arc to forearc setting of the Zedong ophiolite contrasts with the continental margin forearc setting for the Xigaze ophiolite, which suggests a laterally complex geodynamic setting for ophiolites along the Yarlung Zangbo Suture Zone.