拉萨地体锆石Hf同位素填图：对地壳性质和成矿潜力的约束

迄今对拉萨地体(尤其是北部拉萨地体)地壳性质的空间展布特征并未得到有效讨论,直接限制了对拉萨地体成矿规律和成矿潜力的总结和评价。本文收集了拉萨地体已经发表和本团队未发表的中生代-早新生代(210~40Ma)大量酸性岩浆岩的锆石Hf同位素数据,利用Surfer 10软件填制了拉萨地体锆石Hf同位素和地壳模式年龄图。本文结果进一步证实中部拉萨地体曾经是一个微陆块,南部和北部拉萨地体总体显示新生地壳特征,在北部拉萨地体日土-盐湖一带,锆石ε_Hf(t)值和地壳模式年龄与南部拉萨地体的日喀则-八一一带类似,均以高的锆石ε_Hf(t)值(因而非常明显的新生地壳)为特征。本文大量数据结合已有研究结果,表明地壳性质(新生地壳或古老成熟地壳)很可能是控制成矿作用类型的关键因素。通过与南部拉萨地体地壳性质和成矿作用类型的类比,结合北部拉萨地体目前已有矿床资料,提出日土-盐湖一带可能是北部拉萨地体最有潜力的Cu-Au成矿地带。     

青藏高原拉萨地块中的大洋俯冲型榴辉岩：古特提斯洋盆的残留？

在西藏拉萨地块中新发现的榴辉岩为厚层状、块状,岩石新鲜,带宽500～600m,呈构造岩片产在含石榴子石云母石英片岩中。榴辉岩岩石类型简单,榴辉岩相矿物为石榴子石 绿辉石 金红石 多硅白云母 (石英)。Grt-Omp-Phe矿物温压计估算出榴辉岩的形成温压条件为T=730℃,p=2.7GPa,接近于柯石英和石英的转变线。岩石地球化学和Sr-Nd同位素表明其原岩为典型的MORB玄武岩,来自亏损地幔。榴辉岩锆石的SHRIMPU-Pb年龄介于(242.4±15.2)～(291.9±12.8)Ma之间,15个测点的平均值为261.7Ma±5.3Ma,结合矿物包裹体的研究,认为代表榴辉岩的变质年龄,与Sm-Nd同位素等时线年龄(305Ma)可以对比。结合区域地质资料,推测榴辉岩的原岩时代为石炭纪—二叠纪。二叠纪MORB榴辉岩和区域上同时代岛弧火山岩的产出,表明拉萨地块中可能存在一条石炭纪—二叠纪的古缝合带,其中榴辉岩代表古特提斯洋壳的残留。     

华北地块南缘黑山-木龙沟地区中酸性岩的锆石U-Pb年龄、岩石化学和Sr-Nd-Hf同位素研究

华北地块南缘黑山-木龙沟地区晚中生代中酸性岩的LA-ICPMS锆石U-Pb定年结果表明,黑山下斜辉石黑云母闪长岩和木龙沟花岗闪长斑岩的成岩年龄分别为154±2Ma(2σ,N=16)和151±1Ma(2σ,N=15).该中酸性岩的A/CNK=0.75～1.04,Na2O+ K2O =6.15％ ～8.42％,K2O/Na2O =0.77 ～2.29,属于准铝质-弱过铝质和高钾钙碱性/钾玄岩系列.在稀土和微量元素上,富集LREE和Rb、Ba、K、Pb、Sr等大离子亲石元素,亏损HREE和Zr、Hf、Ta、Nb、P、Ti等高场强元素,具有弱的负铕异常(δEu=0.85～0.99).在同位素上,全岩的ISr为0.708676～0.711480,εNd(t)变化于-22 ～-16.1之间,tDM2为2.25～2.72Ga;锆石的εHf(t)为-27.8～-18.4,二阶段模式年龄tDM2为2.37～2.96Ga.岩石地球化学和Sr-Nd-Hf同位素组成特征显示,这些中酸性岩的源区物质由古老的壳源物质和年轻组分组成,其中以壳源物质为主,可能为太古宙太华群.岩相学和区域地质特征显示,年轻组分可能为幔源组分,岩体可能是由底侵的幔源岩浆与其诱发部分熔融的壳源岩浆混合形成的.     

华北地块南缘老牛山杂岩体时代、成因及地质意义——锆石年龄、Hf同位素和地球化学新证据

老牛山杂岩体位于华北地块南缘。野外侵入关系和锆石LA-ICP-MS U-Pb定年显示,其由晚三叠世(印支期)和晚侏罗(燕山期)花岗质岩石组成。印支期岩石类型为石英二长岩、石英闪长岩和粗粒黑云母二长花岗岩,年龄分别为223±1Ma、222±1Ma和214±1Ma; 燕山期为中粒-中粗粒黑云母二长花岗岩和细粒-中细粒黑云母二长花岗岩,年龄分别为152±1Ma和146±1Ma。印支期石英闪长岩、石英二长岩的SiO₂相对含量低、富碱、高铝,为钾玄系列,准铝质Ⅰ型花岗岩;印支期粗粒黑云母二长花岗岩具富硅、碱、高铝、低镁的特点,属于高钾钙碱性系列,为准铝质-过铝质Ⅰ型花岗岩;燕山期黑云母二长花岗岩具高硅和铝、富碱,低镁的特点,为高钾钙碱性系列,准铝质Ⅰ型花岗岩。组成老牛山杂岩体的花岗岩从早到晚SiO₂含量由低变高,MgO、CaO和Na₂O由高变低。各期次岩石均表现出稀土元素总量较高,轻稀土元素明显富集,轻、重稀土元素分馏明显,具有较弱的铕异常。两期花岗质岩石均富集大离子亲石元素(K、Rb、Ba、Sr),而相对亏损高场强元素(Nb、Ta、P)。印支期花岗质岩石的全岩ε_Nd(t)为-11.3~-14.87,t_DM为1.7~1.9Ga,锆石的ε_Hf(t)为-9.57~-25.11,t_DM2为1863~2841Ma;燕山期花岗岩的全岩ε_Nd(t)为-13.32~-16.83,t_DM为 1.7~1.9Ga,锆石的ε_Hf(t)为-18.28~-24.79,t_DM2 为2360~2767Ma,表明该杂岩体的源区物质以壳源物质为主,可能与太古宙太华群相似,印支期有年轻地幔物质贡献。     

沿大型走滑断裂系的隆升

伴随大型走滑断裂系的运动,可以产生出乎预料的铅直断距。由于大型走滑断裂的运动矢量只是近水平的,沿着大型走滑断裂系发生的数百公里的走滑使得微小的铅直运动分量积累成十几公里至几十公里之巨的铅直断距,足以使中-下地壳的岩石抬升出露。通常,大型走滑断裂系活动时,它的水平位移速率很大。因此,伴随它的垂直位移速率也非常可观。大型走滑断裂系复杂的几何特征和运动过程造成局部地段的隆升突出。大型走滑断裂系的运动对中国东部及邻区现今构造格局的形成和高压-超高压岩石的形成、抬升、剥露起了重要作用。     

西藏申扎早白垩世花岗岩类:板片断离的证据

拉萨地块中北部地区在~113Ma发生的带状岩浆大爆发事件被认为是南向俯冲的班公湖-怒江洋壳岩石圈板片断离的结果,但缺乏更多的地球化学数据。本文报道的拉萨地块中部申扎地区花岗岩类地球化学数据为这一模型提供了可靠的地球化学证据。申扎花岗岩类包括寄主花岗闪长岩(113Ma),辉长质包体和闪长质包体(111Ma)。申扎早白垩世花岗岩中的寄主岩石与镁铁质包体均属于偏铝质中-高钾钙碱性系列,所有样品均富集大离子亲石元素(如Rb、Ba、U和Th)、亏损高场强元素(如Nb、Ta、Ti和Zr)。花岗闪长质寄主岩和闪长质包体具有高的(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i值(0.7121~0.7133),负的ε_Nd(t)值(-10.2~-9.1)及古老的Nd同位素模式年龄(1.90~1.55Ga);辉长质包体具偏低的(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i值(0.7067和0.7108),较高的全岩ε_Nd(t)(-2.1和-4.1)值,Nd同位素模式年龄为1.33Ga和1.32Ga。申扎花岗岩类中的辉长质包体具有板内玄武岩亲缘性,这一特征与班公湖-怒江洋壳岩石圈南向俯冲板片在~113Ma左右发生的板片断离有关。申扎花岗岩类是在板片断离背景下,主要由来源于古老拉萨基底物质重熔的熔体与上涌的软流圈地幔物质发生岩浆混合产生的。     

伊犁地块达根别里新元古代花岗岩的锆石年代学、地球化学及其地质意义

西天山伊犁地块南缘特克斯县东的达根别里花岗岩具有高硅SiO2=76.22%~76.86%)、富碱(ALK=7.07~7.93)、贫钙镁(CaO=0.95%~1.21%, MgO=0.10%~0.20%)、弱过铝质(ACNK=1.03~1.08)的特征;稀土元素含量中等, 具有强烈的Eu负异常;原始地幔标准化蛛网图上显示其具有较高的Rb、Th、Sm、Ga、Nb和较低的Ba、Ti、Sr含量;锆石饱和温度平均为759℃, 固结指数为1.07~2.14, 分异指数为89.98~92.11, 总体显示弱过铝质高钾钙碱性系列的高分异S型花岗岩的特征。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年法获得其形成时代为(942.5±2.6)Ma。岩体中Nb/Ta值接近上地壳, Mg#值为4.52~7.33, 锆石Hf同位素研究显示其εHf(t)值为较低的正值或负值(-0.41~+4.34), 二阶段模式年龄TDM2=1.41~1.66 Ga, 表明该花岗岩岩浆可能是中元古代地壳和新生地壳混合源区部分熔融的产物, 同时也暗示了伊犁地块具有形成年龄不小于1.7 Ga的中元古代结晶基底。结合天山地区及塔里木周边地块新元古代岩浆热事件, 认为伊犁地块发育与天山造山带各地一样的新元古代花岗岩, 这为西天山前寒武纪基底曾经响应过全球Rodinia超大陆汇聚事件, 提供了进一步证据。     

扬子地块北缘大型钡成矿带中硫同位素组成及其意义

钡以BaSO4形式存在的重晶石矿床在世界上分布广泛,但以BaCO3形式存在的毒重石矿床极为罕见。在扬子地块北缘大巴山一带的早古生代硅岩建造中,发育大量层状毒重石和重晶石矿床,两类矿床在空间上表现出既共生又分离的分布规律,构成世界上极为独特的大型钡成矿带。本文研究了钡成矿带中的硫同位素组成特点,结果显示,在以毒重石矿石为主的成矿亚带中,重晶石样品的δ^34S值相对较低,变化范围较小（22．1‰～37．0‰）,平均27．3‰（n=11）,基本上与寒武纪海水硫酸盐的δ^34S值（δ^34S=27～32‰）接近或略低。反映了形成重晶石的硫来自海水,并有可能经历了热化学的硫酸盐还原作用;与毒重石共生的重晶石形成与热液流体有密切关系。在以重晶石为主的成矿亚带中,重晶石样品的δ^34S值相对较高,变化范围较宽（33．4‰～57．6‰）,平均43．5‰（n=31）。与寒武纪海水硫酸盐δ^34S值相比发生了大的改变,反映了与同期海水硫酸盐相关的重硫的强烈富集。这种高正值特点超过了地史中海水硫酸盐的最高值,说明重晶石的形成与生物作用密切相关。强烈的重硫富集,归因于硫酸盐还原菌的活动。     

拉萨地块中部晚白垩世火山岩Ar-Ar年代学和古地磁研究结果及其构造意义

为进一步确定拉萨地块白垩纪-古近纪的古地理位置,我们对青藏高原拉萨地块措勤地区林子宗火山岩18个采点进行了古地磁研究.结果表明高温(高场)特征剩磁分量主要为亚铁磁性的磁铁矿所携带,特征剩磁分量在95%置信水平下通过了褶皱检验. 倾斜校正后采点平均的特征剩磁方向为D/I=16.2°/17.7°, α95=5.6°,对应古地磁极位置为63.1°N,224.6°E,A95=5.1°. 另一方面,Ar-Ar年代学结果表明采样剖面的林子宗火山岩形成年龄为~99-93 Ma, 与拉萨地块林周盆地的林子宗群火山岩的形成年龄存在较大差异.由此我们得到晚白垩世拉萨地块中部措勤地区的古纬度为8.5°±6.9°N,与林周盆地古近纪林子宗群典中组和年波组所揭示出的古纬度相当,进一步表明亚洲大陆最南缘的拉萨地块在晚白垩世-古近世期间位于北半球~10°N的低纬度地区.结合最新的特提斯海相地层古地磁结果,晚白垩世-古近世拉萨地块的古地理位置限定了印度与欧亚大陆的初始碰撞时间不晚于60.5 Ma;~93 Ma以来,拉萨地块和单一刚性欧亚大陆之间存在~1900 km的构造缩短.     

A Compilation of New and Existing Thermochronology Data Concerning the Lhasa Terrane Combined with a Geological Synthesis of the Area

The history and geodynamic mechanisms of Cenozoic exhumation and denudation of the Lhasa terrane (LT), southern Tibetan Plateau, remain poorly constrained. Most previous studies investigating the exhumation of the LT have relied on extrapolating interpretations based on a few well-studied but small areas, which inevitably introduce bias. Here, our compilation of new and published thermochronologic ages are plotted against latitude, longitude, and elevation, to illustrate the distribution of cooling ages across broad regions of the LT. Primary results reveal that (1) the north LT experienced significant exhumation during 80–40 Ma; (2) compared with north LT, exhumation and erosion in the south LT continued after ~40 Ma; and (3) N–S striking rifting, E–W striking river incision, and thrusts led to continued local denudation of the south LT between 20–5 Ma.