东天山晚古生代构造转折: 红山南-天木东地区岩浆岩年代学与地球化学的约束

东天山是中亚造山带的重要组成部分, 区内晚古生代岩浆活动与成矿作用强烈, 是理解中亚造山带构造演化与成矿作用的关键地区。然而, 前人对东天山构造带由俯冲向碰撞转变的时间和过程仍存在较大争议。本文对东天山红山南-天木东地区广泛出露的晚古生代岩浆岩开展了野外考察和岩相学鉴定, 进行了年代学和岩石地球化学分析, 以限定其形成时代、岩石成因和构造背景, 进而探讨晚古生代构造演化过程。红山南-天木东地区岩浆岩主要为早石炭世火山岩和侵入岩, 次为早二叠世侵入岩。早石炭世火山岩主要为安山岩(328.8±2.0Ma)和英安岩, 侵入岩主要为辉长闪长岩(328.7±1.8Ma); 早二叠世侵入岩为黑云母二长花岗岩(290.3±2.1Ma)和石英闪长岩(290.0±1.6Ma)。早石炭世岩浆岩富含角闪石和斜长石, 为钙碱性, 准铝质系列, 富Rb、Ba、Th、U和Pb等大离子亲石元素, 亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素和Sr-Nd-Hf同位素, 具有岛弧岩浆岩特征, 是交代地幔楔部分熔融的产物。相对于早石炭世岩浆岩, 早二叠世侵入岩富含黑云母和碱性长石, 富集SiO₂、Na₂O和K₂O, 贫Al₂O₃、MgO、Fe₂O₃^T及CaO, 同位素更亏损, 为碰撞后背景下新生加厚地壳部分熔融的产物。总之, 红山南-天木东地区的早石炭世与早二叠世岩浆岩地球化学差异显著, 指示东天山构造背景从早石炭世大洋俯冲体制转变为早二叠世碰撞后造山体制, 即其构造转折时间为晚石炭世-早二叠世。

     

西藏林周盆地中侏罗统却桑温泉组碎屑锆石U-Pb年代学及地质意义

林周盆地位于冈底斯板块中部,对其进行盆地分析将为理解冈底斯板块构造演化过程提供重要的沉积学证据。本文以林周盆地中侏罗统却桑温泉组为研究对象,开展岩石学和碎屑锆石U-Pb年代学研究,结果显示却桑温泉组岩屑石英砂岩最年轻碎屑锆石年龄为169 Ma,存在620~540 Ma,1220~1055 Ma等年龄峰值,其中最年轻碎屑锆石年龄是对特提斯洋壳俯冲引发的岩浆事件的响应。碎屑锆石区域对比研究表明却桑温泉组物源主要来自冈底斯中部唐加－松多造山带,为特提斯洋向北俯冲、向南增生过程的沉积记录。

     

东昆仑东段到木提岩体成因及构造意义：来自年代学及地球化学的约束

到木提岩体位于东昆仑造山带东段,主要岩性有二长花岗岩、花岗闪长岩及闪长岩。笔者对新发现的闪长岩进行了锆石U–Pb测年和岩石地球化学测试,以确定其形成时代及岩石成因,结合二长花岗岩和花岗闪长岩的岩石地球化学特征,综合探讨到木提岩体的侵位时代、岩石成因及构造演化程。LA–ICP–MS锆石U–Pb测年获得的闪长岩206Pb/238U年龄为（244.6±1.8）Ma,到木提闪长岩体结晶时代为早三叠世。二长花岗岩和花岗闪长岩的地球化学特征显示：里特曼指数小于3.3,具钙碱性–高钾钙碱性特征;铝饱和指数A/CNK值均小于1.1;岩石中P2O5含量普遍较低,且与SiO2含量呈负相关性;富集K、Rb、La等LILE,亏损Nb、Ta、Ti、P等HFSE。地球化学特征表明,到木提岩体属于I型花岗岩。综合分析认为,东昆仑东段到木提岩体是下地壳岩石发生部分熔融形成的火山弧花岗岩,阿尼玛卿洋俯冲作用可以持续到早—中三叠世,俯冲过程中形成区域性的地幔岩浆底侵就是导致下地壳熔融的热源,且幔源岩浆不同程度混入到到木提岩浆演化中,岩浆演化中伴有一定的结晶分异发生。     

新疆西准噶尔沙勒克腾地区花岗岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其对后碰撞构造环境的约束

以西准噶尔白杨河上游沙勒克腾山及周缘花岗岩为研究对象,在地质调查的基础上,进行岩石学、锆石U-Pb年龄、岩石地球化学特征研究,探讨其形成时代及构造背景。西准噶尔白杨河上游沙勒克腾山及周缘花岗岩可划分为沙勒克腾、查干恩干、阿拉乔古、坦子不拉克4个序列,各序列岩石组合分别为花岗闪长斑岩、二长花岗斑岩,碱长花岗岩、正长花岗岩,闪长玢岩、闪长岩、石英闪长玢岩,二长花岗斑岩、花岗斑岩。沙勒克腾序列锆石U-Pb年龄为302.1±1.4 Ma(n=26,MSWD=1.5),形成时代为晚石炭世;具有低硅(SiO2=68.07%~70.49%)、贫碱(K2O+Na2O=7.23%~8.18%)、富铝(Al2O3=14.12%~15.69%)、富钛(TiO2含量0.43%~0.48%)、富钙(CaO含量1.71%~3.31%)特征;相对亏损Nb、Ta、Sr、P、Ti,富集Zr、Hf。查干恩干序列锆石U-Pb年龄为296.7±2.1 Ma(n=26,MSWD=0.41),形成时代为早二叠世早期;具有相对高硅(SiO2=74.21%~74.37%),富碱(K2O+Na2O=8.84%~9.19%)、富铝(Al2O3=12.59%~12.85%),低钛(TiO2=0.19%~0.22%)、低钙(CaO=0.64%~1.24%)特征;稀土元素含量低,亏损Sm、Tb、Y、Yb、Lu、Sr,富集Zr、Hf。沙勒克腾序列、查干恩干序列、阿拉乔古序列、坦子不拉克序列分别属于准铝质—弱过铝质高钾钙碱性I型花岗岩、准铝质碱性高分异I型花岗岩、弱过铝质碱性I型花岗岩、S型花岗岩。研究表明,白杨河上游库勒克腾山及周缘花岗岩形成于后碰撞环境挤压应力体制向伸展应力体制转换期,查干恩干序列的侵位标志着区域应力体制进入伸展阶段,进而限定研究区进入伸展应力体制的时限应不晚于296.7±2.1 Ma,为西准噶尔地区晚石炭世—早二叠世后碰撞构造研究提供了新的依据。     

北秦岭柳叶河盆地上三叠统物源区及其与鄂尔多斯盆地的关系——来自碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb 年龄的证据

对陕西省周至地区北秦岭晚古生代—中生代柳叶河盆地上三叠统石英砂岩进行单颗粒锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素分析。以岩浆锆石为主的77个测试点给出的年龄值形成7个年龄组：256~475Ma、1500~1680Ma、1750~2190Ma、2190~2310Ma、2400~2650Ma、2700~2800Ma和2850~2960Ma。其中最年轻的锆石年龄为256±4Ma,最老的锆石年龄是2954±25Ma。峰值年龄以1750~2190Ma古元古代年龄组为代表 （占总测点的64%）。将柳叶河盆地上三叠统与石炭系碎屑锆石年龄结构进行对比,前者新元古代年龄结构缺失,表明晚古生代介于柳叶河与鄂尔多斯盆地间的北秦岭北部具新元古代年龄结构的古陆,晚三叠世相对沉降,成为盆地次要物源区。结合与周缘地体年龄结构对比,北秦岭南部二郎坪群、秦岭群、丹凤群、南缘的沉积楔形体刘岭群及北秦岭与加里东期活动陆缘沟-弧-盆体系相关的岩浆作用产物此时则成为盆地主要物源区。北秦岭内部北降南升。柳叶河盆地上三叠统碎屑锆石与鄂尔多斯盆地西南缘上三叠统延长组砂岩碎屑锆石较好的可对比性,以及柳叶河盆地北侧源区（北秦岭北部）的构造变动、化石等证据表明,柳叶河盆地与鄂尔多斯盆地在晚三叠世很有可能连通,柳叶河盆地可能代表鄂尔多斯盆地的南部边缘。     

雅鲁藏布江缝合带东段白垩纪混杂岩归属及其构造意义

采用野外地质点观察、岩相分析及碎屑锆石U-Pb定年方法,对雅鲁藏布江缝合带东段南侧的朗县白垩纪混杂岩（KL）进行研究。分析结果显示,以乃东-金东-莫洛断裂为界,该断裂南侧具有以板岩/千枚岩为主夹砂岩、粉砂岩的特征,属于海底扇沉积,其碎屑锆石年龄谱有230Ma和530Ma 2个峰值,与南部的上三叠统复理石郎杰学群极其相似;而该断裂北侧狭长地带的KL则主要为陆棚相板岩与大理岩,属于拉萨南缘沉积。为此认为,南部主体属于上三叠统郎杰学群,暗示印度大陆与欧亚大陆在西藏东南部的缝合碰撞边界可能是乃东-金东-莫洛断裂,而不是北侧的泽当-加查-朗拉岗则断裂或南侧的乃东-曲松-白露断裂。     

西藏狮泉河地区高钾-钾玄质火山岩的岩石学、地球化学及锆石U-Pb年龄

报道的高钾-钾玄质火山岩位于狮泉河镇南东方向约20km处,向东延伸。高钾-钾玄质火山岩SiO2变化于60.35%~68.68%之间,属中酸性岩范畴;具有高的K2O+Na2O含量（8.8%~10.66%）,K2O/Na2O值在1.92~2.49之间,MgO含量较低,介于0.88%~3.47%之间,Al2O3含量为14.02%~14.91%,属于高钾-钾玄质系列。岩石强烈富集大离子亲石元素（LILE）Rb、Ba、Th、U和轻稀土元素（LREE）,高场强元素（HFSE）Nb、Ta、Ti具有明显负异常,Cr、Ni、Co相容元素含量低于或接近地壳的平均含量,结合Th/Yb-Ta/Yb、（Th×100）/Zr-（Nb×100）/Zr判别图及La-La/Yb图解,暗示岩浆源区可能为下地壳。在左左乡南东约2km处和狮泉河水泥厂北东约1km处各采集1个高钾-钾玄质火山岩样品,对其中的锆石进行LA-ICP-MS U-Pb同位素测定,得到的206Pb/238U年龄加权平均值分别为22.04±0.42Ma和22.29±0.31Ma,此年龄被解释为狮泉河一带高钾-钾玄质火山岩的喷发时代,即中新世阿启塔期。由此表明,该火山岩是印度板片向北俯冲时在狮泉河一带俯冲板片断离,岩浆发生部分熔融的产物。     

内蒙古扎鲁特旗地区更新世地层划分

根据孢粉组合特征及光释光测年结果,对分布在内蒙古东南部的第四系更新统做了进一步的划分和研究.研究结果表明,主要分布在内蒙古东南部的中更新统风积物,岩性为黄色亚砂土,含钙质结核,发育柱状节理,区域上称乌尔吉组,含Artemisia-Ephedra-Pinus孢粉组合,光释光测年结果为(40.4±1.9)~(110.0±7.5)ka;下更新统沉积物,岩性为红褐色亚砂土及亚黏土,含钙质结核、砂砾透镜体,区域上称为赤峰黄土,含Artemisia-Polygonum-Betula孢粉组合,光释光测年结果为(200.9±9.6) ~ (220.4±13.2)ka.上述2套地层在内蒙古东南部广泛分布,更新世地层的划分为内蒙古东南部地区的第四系地层划分对比研究提供了基础地质资料.     

藏北羌塘中部日湾茶卡地区花岗闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄与地球化学特征

报道了藏北羌塘中部日湾茶卡地区花岗闪长岩体锆石U-Pb年龄和岩石地球化学特征。该花岗闪长岩位于龙木错—双湖—澜沧江板块缝合带西段。岩石样品中的锆石具有较好的晶形,可见典型的岩浆振荡环带结构,具有较高的Th/U值,为典型的岩浆成因锆石。样品锆石LA-ICP-MS技术测得的锆石年龄为211.0Ma±1.8Ma,表明其时代为晚三叠世。全岩地球化学分析表明,该花岗闪长岩具有高SiO2、Al2O3,富碱,低TFe2O3、TiO2的特征,A/CNK值为0.97~1.04,为准铝质—弱过铝质岩石。稀土元素配分模式显示,配分曲线右倾,伴随较弱的Eu负异常;微量元素蛛网图表现出Nb、Ta、Ti、P亏损和Rb、Th、U、K、Pb富集的特征;样品点在构造环境判别图解上均落入碰撞型花岗岩区。初步分析,其岩浆来源可能为幔源岩浆底侵使古老地壳发生熔融。此碰撞型花岗闪长岩对龙木错—双湖—澜沧江洋碰撞的时限提供了一定的岩石学约束,为龙木错—双湖—澜沧江洋的演化提供了基础地质资料。     

藏北羌塘中部日湾茶卡组物源——LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及稀土元素特征

在龙木错—双湖—澜沧江板块缝合带中段的冈玛错—日湾茶卡地区,近东西向展布着一条富含暖水型生物化石的早石炭世地层日湾茶卡组（C1r）。对日湾茶卡组砂岩中的碎屑锆石进行LA-ICP-MS U-Pb定年,分析结果显示存在325~400Ma、400~500Ma、500~600Ma、950~1100Ma、1400~1800Ma和大于1800Ma六个年龄区间;最年轻的碎屑锆石年龄为325 Ma,时代为早石炭世维宪期;碎屑锆石中362 Ma和454Ma的年龄峰值最明显,为龙木错—双湖—澜沧江洋岛弧消减事件和加里东运动的年龄记录,表明碎屑岩的物源区主要来自于扬子大陆周缘。结合古生物化石资料可知,日湾茶卡组属于欧亚大陆扬子型石炭纪沉积地层,为岛弧环境下的一套浅水台型沉积。