西南三江造山带火山岩-构造组合及其意义

岩石构造组合是指表示板块边界或特定的板块内部环境特征的岩石组合。中国西南“三江”造山带的火山岩可划分为五种火山岩 -构造组合 :洋脊型 /准洋脊型组合 ,岛弧及陆缘弧组合 ,碰撞型组合 ,碰撞后组合及陆内拉张型组合。阐述了各种火山岩 -构造组合的特点及构造含义。对在造山带火山岩岩石 -构造组合分析中经常遇到的一些问题 ,如“构造岩片”研究方法、地球化学判别图解的使用条件、准洋脊型火山岩组合的构造含义、蛇绿岩带 -火山弧的成对性、岩浆作用的同步性和滞后性、以及火山岩的深部“探针”作用等问题进行了讨论。

三江造山带兰坪盆地东缘火山岩锆石U-Pb年代学、Hf同位素组成

青藏高原东南缘"三江"复合造山带南、北两段发育若干火山-岩浆岩带,随着火山岩年代学、地球化学数据的积累,其时空关系渐趋清晰。但由于中-新生界沉积覆盖,这些火山岩带向南常终止于兰坪盆地附近,致使火山岩时空构架不明。兰坪盆地东部弥沙地区出露盆地基底岩石,由两个构造层组成,上部为碎屑岩及生物碎屑灰岩,下部出现大量火山碎屑物质。含火山岩段出露厚约150m,可分为三个喷发-沉积韵律,由流纹质熔结凝灰岩、晶屑岩屑熔结凝灰岩组成的火山碎屑岩与紫红、灰黑色泥岩、大理岩组成的沉积岩相间组成。火山岩锆石LA-ICP-MS U-Pb数据表明,岩浆活动始于或早于258Ma,一直持续到248Ma。锆石原位Lu-Hf分析结果显示,早期岩浆包含较多幔源物质,而晚期岩浆则几乎完全由古老地壳局部熔融形成。本文提供的新数据表明,兰坪盆地东缘火山岩与三江造山带其它地区古特提斯洋俯冲阶段火山岩具有一致的年代学组成、相同的Hf同位素变化规律,可能属于发育在扬子板块西缘之上江达-维西-云县弧火山岩带。

西南三江造山带古特提斯弧岩浆岩的时空分布及构造演化新模型

位于青藏高原东缘、东南缘的西南三江造山带的构造几何格架形成于晚古生代-早中生代古特提斯阶段。前人综合1/20万区域地质调查成果创造性地构建了基于板块构造理论的大地构造几何格架初始版本,成为指导三江造山带地学研究的关键基础。二十世纪末引入我国的锆石原位U/Pb测年技术大规模应用于三江造山带研究,积累了大量高精度年代学数据,为升级大地构造几何格架初始版本奠定了良好基础。收集、整理、综合现有测年结果,本文将三江造山带内古特提斯阶段弧岩浆岩划分为两阶段、三个带,分别为晚三叠世玉树-义敦陆缘弧岩浆岩带、二叠纪-中三叠世江达-维西-马登-点苍山陆缘弧岩浆岩带、二叠纪-晚三叠世云县-绿春-哀牢山陆缘弧岩浆岩带。结合高压变质带研究进展、大地构造相时空配置关系提出:(1)玉树-义敦陆缘弧岩浆岩带为甘孜-理塘洋向南西俯冲于东羌塘-中咱陆块之下的产物,俯冲持续时间仅10Myr左右;(2)江达-维西-马登-点苍山、云县-绿春-哀牢山两个陆缘弧岩浆岩带属同一弧岩浆岩带,是龙木措-双湖-昌宁-孟连古洋壳向北、北东俯冲作用的产物,其俯冲时长达70Myr,产生4或5个岩浆岩活跃期。从俯冲作用持续时间及岩浆岩带空间规模分析,龙木措-双湖-昌宁-孟连缝合带代表的古洋盆为三江造山带古特提斯主洋盆,而甘孜-理塘洋规模相对较小。古特提斯主洋盆的闭合具有穿时性,北段闭合于中三叠世,而南段则到晚三叠世才最终闭合。新数据揭示的古特提斯阶段陆缘弧岩浆岩带空间分布特点提出了若干新科学问题,值得进一步深入研究。

三江造山带后碰撞断裂构造带的结构与演化:以新生代剑川—兰坪盆地为例

三江造山带作为调节印度 -欧亚板块间的碰撞及后碰撞过程的重要构造带 ,具有长期多阶段复杂演化过程。在剑川—兰坪新生代盆地发育的澜沧江断裂带、中轴断裂带和乔后断裂带是三江造山带不同时期演化的具体体现。它们在产状、组成和特点等方面有着显著的差异。构造分析表明 ,澜沧江断裂带与印度 -欧亚岩石圈板块间的早期碰撞过程密切相关 ,它制约着剑川—兰坪盆地的发育 ;乔后断裂带和中轴断裂带对于剑川—兰坪盆地具有强烈的改造作用 ,是后碰撞调解过程的结果。三江造山带对于印度 -欧亚板块间碰撞的调解过程 ,包括了水平侧向逃逸与垂向物质蠕散。在剑川—兰坪地区 ,前者表现为乔后断裂早期阶段右行走滑作用产生了大约 90km的走向错移 ,而后者形成了广布于中轴断裂内遍布的小型逆冲构造和乔后断裂西部的大量逆冲和推覆体构造。

三江造山带玉峰寺深埋隧道岩爆危险性综合评价

深埋隧道的岩爆机理和岩爆预报预测一直是工程地质和岩石力学的热点和难点问题,已成为困扰地下工程发展的瓶颈之一。以滇藏铁路穿越三江造山带玉龙雪山南段的玉峰寺深埋隧道方案为例,在野外工程地质调查的基础上,对影响隧道岩爆的相关因素进行了系统分析。根据岩石力学试验、地应力分析和数值模拟计算结果,采用多种判据对玉峰寺隧道岩爆危险性进行了分析预测和综合评价。研究结果对于地质构造复杂区深埋隧道规划设计和岩爆灾害防治具有一定指导意义。

云南三江造山带西部的重要断裂特征与构造单元划分

经资料搜集与野外调研,对云南三江造山带西部重要断裂的位置、特征及南北连接,形成了一些新的认识.即:①怒江断裂在滇西北为高黎贡山变质基底杂岩与丙中洛地块、滇西南为潞西断块与保山地块的边界断裂,属三级构造单元的边界断裂;②班公错-东巧断裂进入云南后,北段、中段与位于高黎贡山主峰的向东倾斜的高黎贡山逆冲推覆断裂相连接,南段称为龙陵-瑞丽断裂;③高黎贡山断裂、龙陵-瑞丽断裂为腾冲造山带与三江造山带的边界断裂,属一级构造单元的边界断裂;④昌宁-孟连结合带东西两侧的双江-竹塘断裂、沧源断裂北延至滇西北后,分别与位于碧罗雪山西坡的福贡断裂、捧当断裂相连接;⑤迪麻洛-昌宁-孟连结合带为二级构造单元,东西两侧的二级构造单元分别为崇山-临沧地块、丙中洛-保山陆块.云南三江造山带西部划分为2个二级构造单元、7个三级构造单元.

三江造山带兰坪盆地西缘火山岩U-Pb年代学与地质意义

兰坪盆地西缘火山岩由安山岩、安山质火山角砾岩、杏仁状玄武岩、安山质凝灰岩组成,安山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄为(241.0±3.7)Ma,表明了安山岩的形成时代为中三叠世。安山岩、玄武岩具有一致的稀土元素配分模式,均表现为右倾型,具有弱的负铕异(0.77~1.09),铈异常不明显(0.91~0.99),表明火山岩源于相同的岩浆源区。火山岩为钙碱性玄武岩系列,富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Th、U)、亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti、P),高Al_2O_3、低TiO_2,显示出类似于岛弧火山岩的特征。研究区火山岩来源于交代岩石圈地幔源区低等程度的部分熔融,原始岩浆经历了以斜方辉石为主的分离结晶作用,并在上升过程中经历了地壳物质的混染作用。火山岩总体上显示板内玄武岩的特征并处于伸展环境,具有俯冲带的地球化学信息,可能与三江造山带古特提斯主洋盆向东俯冲过程中发生的板片断离有关。

滇西三江造山带中南段地球化学分区特征

中国多类型区域地球化学调查工作获得了丰富的数据资源,其提供的全方位信息亦在矿产资源勘查等方面发挥了重要作用(Wang Xueqiu et al.,2007)。近年来,学者们尝试利用区域性化探数据进行元素的地球化学分区,取得了较好的效果(汤金来等,2016)。三江造山带是我国重要的成矿带之一,其区域化探工作始于上世纪60年代,并阶段性完成了1:50万、1:25万和1:20万多尺度类型的区域化探工作。

滇西一些新生代飞来峰的构造演化

在印度和欧亚大陆相互作用下,滇西三江造山带在新生代中期发生了强烈的东西向缩短,地壳物质的大规模推覆作用形成众多的飞来峰。野外调查发现:这些飞来峰中有的在就位后没有再发生过变形,如分布在兰坪—思茅盆地中段的无量山东北山麓一带的一系列上三叠统灰岩飞来峰;有的飞来峰在就位后再次遭受到强烈的变形,如分布在兰坪盆地金顶一带的上三叠统灰岩飞来峰,在渐新世时与下伏岩层一同卷入了强烈的褶皱变形;分布在大理地区鹤庆盆地西侧的中三叠统灰岩飞来峰因受到后期东西向伸展构造的破坏,已被改造成分选极差的重力滑塌沉积。这些古近纪飞来峰由于在就位后再次发生了变形,所以不应称之为飞来峰,应称为异地岩或者是外来岩块。

三江中段青海玉树吉龙沉积岩容矿脉状铜矿成矿作用研究

吉龙铜矿位于青藏高原东、北缘三江造山带中段青海玉树地区,其矿化特征和三江南段兰坪盆地内沉积岩容矿脉状铜矿特征相似,对该矿床矿化特征和矿床成因的详细研究有助于理解区域沉积岩容矿脉状铜矿成矿规律,对区域找矿具有重要意义。详细的野外地质考察及室内显微镜下观察发现,吉龙矿床铜矿化以石英-碳酸盐-硫化物脉的形式发育在石炭系杂多群上段灰岩与碎屑岩的岩性分界面上,矿石矿物主要为黄铜矿+斑铜矿+黝铜矿+辉铜矿,脉石矿物以石英+方解石为主。方解石Sm-Nd同位素等时线年代学研究表明,吉龙铜矿形成于34Ma,在大地构造背景下和区域逆冲推覆构造活动间歇期的走滑断裂活动以及相伴随的钾质岩浆活动同期。主成矿阶段成矿流体仅发育富液相LV流体包裹体,流体表现出中温度(230~250℃)、低盐度(3%~6%NaCleqv)性质;δD V-SMOW值分馏较大(-154‰^-80‰),δ18O V-SMOW值分馏较小(7.72‰~10.30‰),反映了开放体系发生去气作用后的残余岩浆热液来源。硫化物沉淀阶段成矿热液S同位素组成一致(3.4‰~11.6‰),较岩浆来源硫分馏大,推测成矿还原硫主要来自赋矿灰岩地层封存硫酸盐的有机质热还原作用;铅同位素组成(206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb比值分别为18.668~18.707、15.657~15.792和38.645~38.873)同区域新生代钾质岩浆岩一致,推测成矿金属物质可能来自区域钾质岩浆作用。吉龙铜矿成矿模式可简要归纳为:走滑断裂→钾质岩浆活动,岩浆去气→富金属热液形成,热液运移→与富硫酸盐地层相遇,硫酸盐有机质热还原→还原硫产生,还原硫与金属物质结合→硫化物沉淀。综合对比吉龙铜矿与三江南段兰坪盆地内沉积岩容矿脉状铜矿发现,二者在成矿地质背景、矿床地质特征、成矿流体性质及来源、成矿物质来源上都具有极大相似性,推测吉龙铜矿为三江南段沉积岩容矿脉状铜矿在区域上向中北段的延伸,三江带上有望发现一条上千千米的沉积岩容矿脉状铜矿带。

西南三江特提斯研究进展与展望

西南三江(怒江、澜沧江、金沙江)造山带是连接青藏高原与东南亚的桥梁,是特提斯研究的关键场所。通过回顾近十年来西南三江特提斯研究在原特提斯、高压榴辉岩带、弧后盆地结合带等方面取得的重要进展,指出了甘孜-理塘古特提斯洋及义敦岛弧存在与否、潞西-瑞丽带超基性岩构造环境、昌宁-孟连带石炭纪—二叠纪玄武岩和碳酸盐组合的地质意义、原特提斯时空配置4个关键地质问题。在此基础上,进一步提出未来特提斯研究的3个重点方向:①进一步完善三江地区构造格架;②探索原特提斯与古特提斯转换过程;③开展古生物学、古地磁学、地质学、地球化学等多学科综合研究,由定性到半定量、定量研究特提斯动力学。

构造解析、地质学研究范式与理论创新——藏东南侧向碰撞带构造演化研究实践

运用板块构造理论解释造山带地质演化是当前地质学研究的难点,也是地质学基础理论创新的可能方向。包括印度-欧亚大陆侧向碰撞带在内的国内、外造山带构造演化尚未取得共识,大多表现为“大量高质量数据与诸多充满争议的演化模型共存”。产生这些争议的主要原因包括“高质量数据”的时、空分布样式未受足够重视、以及部分关键地质体物理属性鉴别存在争议。这些问题为地质学发展与理论创新留下了巨大的空间。持续10多年西南三江造山带区域地质填图、构造解析揭示了侧向碰撞带构造格架、地壳变形历史,提出了印度-欧亚大陆碰撞新的三阶段模型。这一研究实践表明,严格按照“构造解析方法”体现的“三步骤”研究范式开展区域地质填图是造山带理论创新的基础与保障。区域地质填图是造山带研究中难度最大的工作之一,要求填图人员必须具备广泛、坚实的地质学理论基础,以及运用基础理论解决实际问题的能力。

西南三江德钦-维西地区中二叠-晚三叠世岩浆岩与古特提斯演化

西南三江的德钦-维西地区出露有大量中二叠-晚三叠世岩浆岩,但是它们的形成与两个古特提斯分支洋(即金沙江洋和昌宁-孟连洋)的关系存在很大争议,制约了我们对该地区古特提斯构造演化的理解。本文对得荣县附近的玄武岩和流纹岩、兰坪县附近的安山岩以及德钦县附近的沉火山角砾岩进行了系统的野外地质调查、岩石学和地球化学研究,目的是查明它们的成因和形成环境,为深入探讨古特提斯构造演化提供有力的制约。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,得荣玄武岩(约236Ma)、兰坪安山岩(约233Ma)以及德钦沉火山角砾岩(约232Ma)均形成于晚三叠世,而得荣流纹岩则形成于中二叠世(约261Ma)。地球化学研究表明,得荣玄武岩多属于拉斑质玄武岩,具有变化的TiO_(2)和MgO含量,缺乏明显的轻重稀土元素分馏,以不同程度亏损Nb、Ta和Ti为特征,它们可能是大陆弧环境下尖晶石稳定域内"肥沃"岩石圈地幔较高程度部分熔融的产物,并经历了不同程度的结晶分异和地壳混染;兰坪安山岩具有较高的MgO含量和Mg#值,属于高镁安山岩,其微量元素组成类似于陆壳物质,应该形成于沉积物起源熔体与地幔楔岩石之间的相互作用;得荣流纹岩以高SiO_(2)和低TiO_(2)含量为特征,具有较高的锆饱和温度,其地球化学组成类似于典型的高分异A型花岗岩,起源于伸展环境下地幔物质上涌导致的地壳岩石部分熔融。结合相关区域地质资料,我们提出中二叠-中三叠世时期昌宁-孟连古特提斯洋向东(北)俯冲使得扬子地块与昌都-兰坪-思茅地块之间以弧后伸展(即金沙江弧后盆地)的方式打开,而晚三叠世时期昌宁-孟连洋闭合后的陆-陆碰撞(即保山地块和昌都-兰坪-思茅地块)则导致金沙江弧后盆地的闭合。

滇西马登地区晚二叠世-早三叠世地层组合及年代学:火山岩锆石U-Pb定年证据

在西南'三江'造山带中段的兰坪盆地内,由于露头状况不好,盆地基底岩石出露状况不详,导致地层划分、归属相当混乱。详细的野外地质调查揭示,盆地东缘马登地区出露的基底岩石主要由2个构造地层单元组成,上部为火山-沉积序列,下部为浅海相泥岩、灰岩及生物碎屑灰岩。上部火山-沉积序列出露厚约1200m,可分为4个喷发-沉积韵律,由英安质熔岩、流纹质熔岩与晶屑凝灰岩、火山集块岩、火山角砾岩、流纹质凝灰岩、火山碎屑岩及少量泥岩相间组成。火山岩锆石LAICP-MS U-Pb法测年数据显示,岩浆活动始于250Ma,持续至244Ma,总体处于早三叠世,构成江达-维西-云县弧火山岩带的一部分。强烈变形的海相地层与火山岩二者呈断层接触,其时代老于250Ma。结合砂岩中碎屑锆石年龄结果(大于260Ma)判定,这套沉积岩应属于晚二叠世,其与早三叠世-中三叠世火山岩一起组成兰坪盆地的基底岩石。

云南永平县水泄辉长岩锆石U-Pb年代学、地球化学及地质意义

滇西地区二叠纪—三叠纪岩浆岩展布还不清楚,导致相关古特提斯构造演化模型还存在争议。本文对兰坪-思茅盆地西缘水泄地区的辉长岩开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、锆石Hf同位素、全岩主微量元素及Sr-Nd同位素分析,探讨了岩石成因及地质意义。水泄辉长岩2件样品的锆石U-Pb年龄分别为237.8±3.4 Ma和240.8±3.3 Ma,代表其结晶年龄,属于中三叠世。样品具有较高的Na2O/K2O(3.81~49.14),明显富集Ba、Rb、Th、U等大离子亲石元素,相对亏损Nb、Ta等高场强元素,稀土元素弱分馏,轻稀土弱富集,δEu值为0.87~1.07,无明显的Eu异常。锆石εHf(t)值全为正值,主要介于+5.67~+15.75,全岩初始87Sr/86Sr比值为0.70453~0.70776,ε_(Nd)(t)值全为正值,介于+4.9~+5.2。地球化学特征显示水泄辉长岩来源于亏损地幔的部分熔融,在岩浆演化过程中发生了镁铁质矿物和铁钛矿物的分离结晶作用。水泄辉长岩位于江达-维西弧和云县弧衔接部位,产出于陆缘弧环境。该岩脉与杂多弧、江达-维西弧和云县弧同属古特提斯主洋盆俯冲的产物,由此构成了一条上万千米长的弧岩浆岩带。

滇西攀天阁地区花岗岩类年代学、地球化学特征及其地质意义

江达—维西岩浆岩带的构造背景还存在争议,有龙木措—双湖—昌宁—孟连古特提斯主洋盆向东俯冲、金沙江古特提斯洋盆向西俯冲及随后的碰撞过程两种不同认识。该构造背景的争议影响了古特提斯构造演化模型的建立。在江达—维西岩浆岩带南部攀天阁地区新发现一套侵入岩,主要成分为闪长质、花岗闪长质和花岗质等,岩体糜棱岩化明显。花岗质岩石中的锆石U-Pb年龄为(243.0±4.8)Ma,代表其结晶年龄,属于中三叠世。上述3类岩石明显富集Rb、Th、U等大离子亲石元素(LILE),相对亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素(HFSE)和Ba、Sr等大离子亲石元素,轻、重稀土元素分馏明显,球粒陨石标准化稀土元素配分模式均表现为右倾型。花岗质岩石锆石εHf(t)值全为负,主要介于-11.92~-8.54,全岩初始87Sr/86Sr值为0.717229~0.725994;εNd(t)值全为负,介于-14.2~-7.8。这些特征表明,闪长质岩浆是由古元古代玄武质下地壳部分熔融形成的;花岗闪长质岩浆是由古元古代上地壳变质泥岩部分熔融形成的,并有地幔物质的加入;花岗质岩浆起源于古元古代上地壳变杂砂岩的部分熔融,再经过结晶分异形成,并有地幔物质的加入。综合区域构造背景及岩石地球化学特征认为,江达—维西岩浆岩带系古特提斯主洋盆向东俯冲而成。