西藏松多古特提斯洋研究进展与存在问题

青藏高原古特提斯构造域的演化过程一直是国内外地学研究关注的前沿和热点,冈底斯中部松多地区因榴辉岩带的发现,使其成为近年来国内外研究者关注的焦点地区之一。为了更好认识青藏高原古特提斯洋的构造演化历史,本文在综述前人研究的基础上,系统地总结了近年来1∶5万区域地质调查中取得的最新研究进展,初步讨论了唐加-松多地区俯冲增生杂岩带的物质组成和时代。研究表明,西藏冈底斯中部唐加-松多地区保存了相对完整的与古特提斯洋演化以及洋陆转换密切相关的混杂岩,是恢复和反演古特提斯洋演化的理想靶区。松多古特提斯洋洋壳及其消亡的地质记录主要包括晚古生代唐加-松多蛇绿岩、中二叠世洋岛残片、高压变质带、晚三叠世—早侏罗世岩浆作用以及晚三叠世—早侏罗世磨拉石建造。在上述工作基础上,初步探讨了松多古特提斯洋的演化过程,这些地质记录对恢复和反演青藏高原古特提斯构造演化研究具有重要意义。

西藏松多地区早侏罗世变质辉长岩的成因及其构造意义

冈底斯岩浆岩带中东部松多地区新发现的变质辉长岩对于讨论松多古特提斯洋演化历史具有重要约束意义。在详细野外地质调查基础上,本文报道了松多变质辉长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、锆石Hf同位素成分分析和全岩地球化学组成,并探讨了岩石的成因及其对松多古特提斯洋构造演化的启示。结果表明,松多变质辉长岩原岩形成于195±6Ma^202±2Ma之间;Si O2含量为45. 56%~53. 69%,MgO含量较高为6. 04%~11. 75%,Mg#为66~77;高Cr(209×10-6~746×10-6)和Ni(80×10-6~234×10-6)含量。该岩石富集轻稀土元素,平滑右倾的稀土配分模式介于E-MORB和OIB之间;富集大离子亲石元素和Nb、Ta等高场强元素;具有较低的(La/Yb)N=2. 06~4. 81、(La/Sm)N=1. 50~2. 48、(Gd/Yb)N=1. 21~1. 67和(Ce/Y)N<2。锆石εHf(t)值为-1. 9~3. 9,具相对古老Hf模式年龄(988~1361Ma)。综合对区域地质、年代学、岩石地球化学以及锆石Hf同位素等资料的全面分析,认为松多早侏罗世变质辉长岩原岩的岩浆可能起源于下地壳改造的亏损岩石圈地幔的部分熔融,形成于松多古特提斯洋壳板片断离事件所引发岩石圈减薄的伸展构造背景。

班公湖-怒江缝合带洞错混杂岩物质组成、时代及其意义

班公湖-怒江缝合带中段洞错混杂岩保存了完整的与大洋演化相关的混杂岩系,包括蛇绿岩岩块、洋岛残片,以及复理石岩片、大陆边缘沉积等沉积岩块体,是恢复和反演班公湖-怒江洋演化的理想地区。在综述前人研究的基础上,结合近年来的研究成果,归纳和总结洞错混杂岩的物质组成和时代,初步阐述洞错混杂岩对班公湖-怒江洋演化的指示意义。结果表明,洞错混杂岩中无论是蛇绿岩残块、洋岛残片还是次深海-深海复理石岩片等,均是不同时代多期次构造混杂的混杂体。最早的年龄记录可追溯至晚二叠世末期,最晚可延至早白垩世中晚期,是班公湖-怒江洋晚二叠世末期—早白垩世中晚期连续演化的记录。洞错混杂岩早白垩世中晚期大陆边缘沉积与蛇绿岩等的不整合仅是弧前楔顶盆地沉积的产物,不能约束班公湖-怒江洋的最终消亡。

西藏班公湖-怒江缝合带中西段早白垩世洋岛火山岩岩石学及地球化学特征

仲岗洋岛位于班公湖-怒江板块缝合带中西段,前人对仲岗洋岛的研究主要集中在东段,中段洞错一带尚未有人研究。对仲岗洋岛的岩石组合及岩石地球化学进行研究,并对洋岛火山岩的源区及构造环境进行分析。在仲岗洋岛中段洞错北部的一条剖面上采集了8个玄武岩和8个玄武安山岩地球化学样品,主量元素特征表明,二者皆为具有富Ti特征的碱性玄武岩,微量元素特征显示二者富集Nb、Ta元素。稀土元素配分曲线和微量元素蛛网图与典型洋岛玄武岩曲线相似。化学成分指示,仲岗洋岛玄武岩与玄武安山岩可能来自于同一岩浆源区,且二者来源于具有洋岛玄武岩特征的地幔,相容元素Cr、Ni的亏损表明,成岩过程中发生了橄榄石和辉石的分离结晶作用。洋岛形成于大洋板块内以洋壳为基底的洋岛环境。

西藏工布江达县龙崖松多榴辉岩的发现及意义

唐加-松多榴辉岩高压变质带位于冈底斯板块中部,对研究古特提斯构造演化具有至关重要的意义,但是榴辉岩的出露范围和规模尚不清楚。在龙崖松多地区新发现榴辉岩的出露点,通过详细的野外地质调查、岩石学及矿物学研究,发现其岩性为金红石榴辉岩和石英榴辉岩,以透镜体的形式产出,围岩以低绿片岩相岩石为主,少部分为石英白云母片岩。龙崖松多榴辉岩的主要矿物组合为石榴子石、绿辉石、多硅白云母、角闪石、金红石、石英及少量榍石、钛铁矿等,石榴子石的电子探针分析结果显示,从核部到边部,镁铝榴石和铁铝榴石含量逐渐增加,锰铝榴石含量显著减少,具有典型的进变质环带特征,同时榴辉岩边部石榴子石角闪岩的发现,说明该露头的榴辉岩可能经历了后期退变质作用改造。该榴辉岩的发现对探讨唐加-松多蛇绿混杂带的构造演化具有重要意义。

藏北羌塘南部埃迪卡拉系达布热组的建立及其地质意义

羌塘位于青藏高原腹地,构造上处于冈瓦纳大陆北缘。因其特殊的构造位置,羌塘地体的起源及构造演化对于探讨青藏高原的早期形成演化、冈瓦纳大陆裂解,以及特提斯洋演化等关键科学问题至关重要。最近,在羌塘南部达布热地区发现一套碎屑岩夹玄武岩的岩石组合,碎屑岩具有低成分成熟度的特点,虽然岩石发生了低绿片岩相变质,但仍然保留了原岩类复理石沉积的特点。根据碎屑锆石定年结果,该套地层中碎屑锆石的最年轻年龄为550Ma左右。此外,该套地层中玄武岩夹层的测年结果表明,该套地层形成于埃迪卡拉纪(约550Ma)。结合地层剖面及区域地层对比,建立了埃迪卡拉纪达布热组。达布热组是羌塘地区首次发现的埃迪卡拉纪地层,该组地层的建立为探讨冈瓦纳大陆北缘构造演化提供了重要线索。

青藏高原中部阿索蛇绿岩岩石学与同位素年龄

阿索蛇绿岩位于尼玛县阿索乡西南,大地构造上归属于狮泉河-永珠-嘉黎蛇绿岩带中段。蛇绿岩以岩片形式混杂在晚侏罗世—早白垩世复理石中,岩石组合较齐全,由下至上为蛇纹岩、辉石岩、堆晶辉长岩、席状岩墙及火山熔岩,同时存在蛇绿岩上覆沉积岩系。辉长岩获得LA-ICP-MS锆石U-Pb谐和年龄为117.5±0.5Ma,时代为早白垩世。狮泉河-永珠-嘉黎蛇绿岩带中的蛇绿岩形成于晚三叠世—早白垩世,主要分布在219~178Ma、165~149Ma和117~114Ma三个年龄段,代表了大洋演化的扩张、俯冲、弧后拉张3个阶段。

西藏松多地区首次发现非金属矿——黑曜岩

最新区域地质调查发现,西藏工布江达县松多乡存在天然非金属矿——黑曜岩。该矿源地处青藏高原冈底斯板块上,发育于新生代年波组中。"球泡"状黑曜石清晰可见,部分达到宝石级别。初步研究显示,该黑曜岩是地壳部分熔融的产物。冈底斯成矿带上成矿种类以多金属为主,松多黑曜岩的发现不仅初步圈定了一个非金属矿点,还为区域后续找矿工作和考古学研究提供了重要线索。

青藏高原陆相火山岩区填图新进展——以松多地区新生代火山机构为例

20世纪90年代以来,为了区别传统的沉积岩区填图方法,中国陆相火山岩区地质调查工作普遍采用"火山构造-火山岩相-火山岩性"三位一体的思路与工作方法,并取得重要进展。以西藏松多地区1∶5万区域地质调查工作为例,探讨该方法在高原地区新生代火山岩研究中的应用。结合遥感影像与剖面测制,通过野外地质观察与镜下岩性特征分析,对火山机构进行相带划分,从而恢复古火山的基本格架、重溯火山作用过程。同时,松多地区新生代火山机构的建立,为冈底斯岩浆带发育的林子宗火山岩与下伏地层的区域性不整合提供了新的证据,进一步限定了印度-亚洲大陆碰撞的起始时间。

西藏班戈北部早白垩世火山岩:班公湖-怒江洋闭合的岩浆记录

对班戈县北部马前乡地区的早白垩世安山岩和英安岩进行了详细的地质填图及岩石学、年代学、地球化学和Hf同位素研究。锆石U-Pb定年获得安山岩年龄分别为(108.0±1.5)Ma和(113.6±0.9)Ma;英安岩年龄为(106.7±1.9)Ma和(113.6±0.8)Ma。安山岩富集Th和U,亏损Nb、Ta和Ti,具有变化范围较大的Mg^(#)值(25~63),锆石ε_(Hf)(t)值(-8.6~+1.5)以负值为主,应当为幔源镁铁质熔体与壳源熔体的混合产物。英安岩具有与安山岩类似的微量元素成分特征及负的锆石ε_(Hf)(t)值(-12.3~-8.1),应当是地壳部分熔融的产物。结合前人研究成果认为,这些早白垩世岩浆岩是约110 Ma沿班公湖—怒江缝合带岩浆大爆发的产物,可能与班公湖—怒江洋闭合之后的拉萨与羌塘地块陆-陆碰撞有关。

西藏拉萨地块北部晚白垩世晚期基性岩墙的成因:来自锆石U-Pb年代学及地球化学的制约

拉萨地块北部阿索地区新发现的晚白垩世晚期基性岩墙对于讨论班公湖-怒江洋盆闭合后的碰撞过程具有重要研究意义。本文报道了阿索地区目思基性岩墙的全岩地球化学组成和LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄。研究表明,目思基性岩墙中一组最年轻锆石的U-Pb加权平均年龄为74Ma。岩墙内的辉绿玢岩SiO2含量介于51.90%~53.55%之间,MgO含量介于3.98%~4.97%之间,Mg^#为50.0~57.5,低Cr(51.30×10^-6~79.48×10^-6)和Ni(55.94×10^-6~74.17×10^-6)含量。岩墙具有轻稀土元素富集的特征,明显的负Eu异常。在微量元素方面,富集Ba、Th、U、K等大离子亲石元素富集,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,并具有Pb的正异常。La/Sm-Sm/Yb投图结果显示基性岩墙来自于尖晶石+石榴石二辉橄榄岩地幔源区1%~5%的部分熔融,并在演化过程中发生了橄榄石、单斜辉石及斜长石的结晶分异,同时在岩浆上升过程中受到地壳混染。结合区域地质背景,拉萨地块与羌塘地块碰撞后下地壳增厚并发生榴辉岩化,导致拆沉作用。目思基性岩墙的锆石U-Pb年龄表明拆沉作用持续到晚白垩世晚期。

西藏尼玛县西拉木那勒地区晚白垩世埃达克岩岩石成因及构造指示

青藏高原北拉萨板块上发育大规模的晚白垩世岩浆作用,长期以来,关于其岩石成因及构造属性一直存在较大争论。本次研究对产出于北拉萨板块尼玛县西约150km的拉木那勒晚白垩世岩体开展了锆石U-Pb年代学、地球化学等方面的工作。拉木那勒岩体主要为花岗闪长岩和二长花岗岩,具有较高的SiO2(68.12%~72.21%)、Al2O3(12.28%~17.02%)含量和较高的Sr/Y比值(26.7~145)、La/Yb比值(24.1~28.4),低含量的MgO(0.88%~1.86%)、Y(4.58×10^-6~10.03×10^-6)和Yb(0.33×10^-6~0.73×10^-6),具有埃达克岩的典型特征。本文共对4件年代学样品进行了锆石U-Pb定年,其中2件样品获得了88.4±0.5Ma和88.6±0.4Ma的谐和年龄,另外2件样品获得了89Ma和95Ma的下交点年龄。结合区域地质资料,我们倾向于认为拉木那勒岩体形成于班公湖-怒江洋闭合之后,是陆-陆碰撞加厚下地壳部分熔融的产物。此外,地壳增厚可能是北拉萨板块晚白垩世岩浆岩的一个重要的形成机制。

西藏松多地区超基性岩地球化学特征及对松多古特提斯洋演化的启示

唐加-松多古特提斯缝合带的提出改变了地学界对青藏高原古特提斯演化格局的认识。为进一步约束唐加-松多古特提斯缝合带中蛇绿岩的岩石成因及类型,以松多地区的超基性岩为研究对象,对其进行了岩石学和全岩地球化学研究。结果显示,松多地区超基性岩与原始地幔相比具有较高的MgO和TFe_(2)O_(3)含量,以及较低的Al_(2)O_(3)和TiO_(2)含量。样品稀土元素总含量介于4.04×10^(-6)~9.31×10^(-6)之间,大部分低于原始地幔值。稀土元素配分曲线呈较宽缓的“U”型,轻稀土元素较富集。微量元素分布形式与全球深海橄榄岩的微量元素分布形式基本一致,具有明显的Th、Nb负异常,大部分样品具有轻微的Zr、Hf负异常。定量模拟估算表明,研究区超基性岩主要为尖晶石二辉橄榄岩地幔批式熔融后的难熔残留体,熔融程度大于25%,并具一定程度石榴子石相熔融的特征,未受到后期岩石-熔体反应的改造,其原岩应为亏损的深海橄榄岩。结合区域研究成果,松多地区超基性岩可能形成于大洋中脊(MOR)环境,为典型的大洋中脊玄武岩(MORB)型蛇绿岩端元之一。

早侏罗世新特提斯洋俯冲作用——来自松多高镁闪长岩锆石U-Pb定年及Hf同位素的制约

冈底斯岩浆岩带中东部松多地区新发现的高镁闪长岩对于探讨青藏高原新特提斯俯冲演化历史具有重要意义。通过松多高镁闪长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、锆石Hf同位素和全岩地球化学组成的研究,表明松多闪长岩的锆石U-Pb年龄加权平均值为186.8±1.3Ma。该类岩石具有高硅、高镁的特点,Si O2含量为54.17%~58.81%,Mg O含量较高,介于6.26%~7.29%之间,Mg~#值介于64~67之间,Cr和Ni含量高。该岩石富集轻稀土元素,具有平滑右倾的稀土元素配分曲线及弱负Eu异常。富集Rb、Ba、Pb、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素。锆石负εHf(t)值(-5^-14.3)及远大于其侵入年龄的古老Hf模式年龄(1543~2129Ma),揭示松多早侏罗世闪长岩经历了古老地壳物质的部分熔融。Sr/Y-Y和(La/Yb)N-YbN判别图解显示,其形成可能与赞岐岩的岩浆作用过程相似,形成于消减带之上的地幔楔环境。综合研究表明,松多地区在早侏罗世处于雅鲁藏布新特提斯洋板片向欧亚大陆俯冲的活动陆缘构造背景。

青藏高原羌南-保山板块都古尔地区早白垩世变质辉长岩:对班公湖-怒江洋俯冲闭合的制约

班公湖-怒江洋的俯冲闭合过程对于青藏高原早期形成与演化研究具有重要的意义。在羌南-保山板块腹地都古尔地区识别出早白垩世变质辉长岩。对其进行了详细的岩石学、年代学和全岩地球化学研究。锆石U-Pb测年结果显示,该辉长岩形成年龄为110.4±1.4Ma。全岩地球化学特征显示,该辉长岩具有碱性玄武岩的特征,富集轻稀土元素,轻、重稀土元素分馏较强,无明显的Eu异常;富集Rb、Pb、Nd和Ti,亏损Ba、K、Sr和Y,具有洋岛型玄武岩的亲缘性。该辉长岩为尖晶石-石榴子石二辉橄榄岩经低程度部分熔融的产物,源区存在少量的石榴子石残留。岩浆在上升过程中经历了少量下地壳物质的混染和以斜方辉石为主的分离结晶作用。在综合区域最新研究成果的基础上,认为该辉长岩形成于板内环境,为班公湖-怒江洋闭合后洋脊俯冲的产物。

藏北羌塘中部日湾茶卡地区晚三叠世安山岩与闪长质包体岩石成因及地质意义

龙木错-双湖-澜沧江缝合带将羌塘板块划分为南、北2个次级板块,在缝合带两侧大规模发育晚三叠世岩浆作用,并伴随大量的高压超高压变质岩。在缝合带以南的日湾茶卡地区识别出一套安山岩,其中发育大量的暗色闪长质捕虏体,锆石U-Pb测年结果在安山岩中获得了364.7±1.9Ma和223.9±1.3Ma两组年龄信息,锆石原位Hf同位素测试结果εHf(t)分别为+7.22^+8.69和-5.94^-4.14。结合羌塘中部已有的研究成果,认为闪长质捕虏体形成于晚泥盆世洋壳俯冲背景,是地幔楔部分熔融底侵至地壳的产物;而安山岩形成于晚三叠世碰撞后伸展背景,是深部板片断离机制下深俯冲陆壳边缘一侧熔体混染晚泥盆世新生地壳的产物。安山岩中闪长质捕虏体的发现支持了俯冲带作为大陆生长的重要场所的观点。

西藏冈底斯带阿索构造混杂岩南侧亚布努马花岗斑岩地球化学特征及锆石U-Pb年龄

西藏中冈底斯北部尼玛县阿索乡亚布努马地区东侧出露一处花岗斑岩岩脉,LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示,该花岗斑岩的形成时代为晚侏罗世(161.2±5.9Ma)。全岩地球化学数据显示其高硅、富碱、富铝的特征,属于碱性准铝质花岗斑岩;富集轻稀土元素,轻、重稀土元素分异明显,具有明显的负Eu异常,富集Rb、Pb等大离子亲石元素,亏损Ba、Sr元素及Nb、Ta、Ti、U等高场强元素,形成于岛弧环境。其源区可能为来自俯冲带增厚下地壳的深熔作用,结合区域上同时代的岩浆事件,亚布努马花岗斑岩应该形成于以班公湖-怒江洋南向俯冲为动力背景的陆缘弧环境。

西藏洞错晚白垩世花岗闪长斑岩:岩石圈拆沉的产物

班公湖-怒江缝合带是国内外备受关注的特提斯构造域的重要组成部分,可为恢复和反演特提斯洋构造演化提供重要依据。对南羌塘地块南缘洞错地区晚白垩世花岗闪长斑岩进行了详细的岩石学、锆石U-Pb定年、全岩地球化学和Lu-Hf同位素研究。锆石U-Pb定年和Lu-Hf同位素研究结果显示,该花岗闪长斑岩形成时代为74.1±1.1 Ma,εHf(t)值为4.5~6.9。全岩地球化学特征显示,其为高钾钙碱性系列,富集轻稀土元素,轻重稀土元素分馏较强,具弱负Eu异常;富集Rb、Th、U、K和Pb,亏损Ba、Nb、Ta、La、Ce、P和Ti。该花岗闪长斑岩为加厚新生下地壳部分熔融的产物。在综合区域最新研究成果的基础上,认为该花岗闪长斑岩形成于后碰撞环境,为班公湖-怒江洋闭合后岩石圈拆沉的产物。

藏南墨竹工卡叶巴组双峰式火山岩岩石成因、时代及构造环境

青藏高原南部早中生代岩浆岩的研究对反演区域构造演化具有重要意义,其中早侏罗世叶巴组火山岩被认为是新特提斯洋俯冲的早期岩浆记录,目前对于其形成的构造环境仍存在争议。选取西藏南部墨竹工卡县地区新发现的叶巴组火山岩为研究对象,对其进行了锆石U-Pb同位素、全岩地球化学成分测试。火山岩主要岩性为玄武岩(181.0±5.0 Ma,n=1)和流纹岩(181.4±4.4 Ma,MSWD=0.017,n=18),具有双峰式火山岩特征。玄武岩具有较高的TiO_(2)、P_(2)O_(5)和Nb含量,(La/Nb)PM<2,具有富铌玄武岩的特征,Mg^(#)值为54.9~57.3,Ti/V>50,富集轻稀土元素,亏损重稀土元素。流纹岩具有较高的SiO_(2)、Na_(2)O含量,Mg^(#)值为49.1~50.4,Th/Ce值为0.1~0.15,Th/La值为0.22~0.31,Nb/Ta值为14.06~14.32,Sr/Y值较低(4.15~4.82),富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损高场强元素。研究结果揭示,玄武岩岩浆源区为板片熔体交代的地幔楔,并在后期演化过程中混入部分地壳物质。流纹岩为幔源岩浆与大陆地壳混染成因。玄武岩具有板内玄武岩及岛弧岩浆岩特征,流纹岩具有岛弧岩浆岩特征,结合区域地质背景推测,墨竹工卡叶巴组火山岩形成于新特提斯洋北向俯冲的弧后盆地环境,区域上叶巴组火山岩的形成时代及构造环境存在差异,可能代表了俯冲不同阶段的产物。

西藏松多地区晚白垩世末期弧岩浆岩岩石成因及构造意义

新特提斯洋在晚白垩世末期(68Ma左右)的构造演化一直饱受争议。西藏松多地区晚白垩世末期弧岩浆岩包括花岗斑岩和二长花岗岩。锆石定年结果显示,二长花岗岩和花岗斑岩年龄均为68Ma。松多花岗斑岩和二长花岗岩的Si O_2含量为68.5%~80.6%,K_2O含量为4.1%~6.5%,P2O5含量为0.011%~0.058%。花岗斑岩Mg#值较低,为11.3~19.0,二长花岗岩Mg~#值为24.2~43.5。花岗斑岩和二长花岗岩样品均显示轻稀土元素富集、重稀土元素亏损和明显的Eu(δEu=0.15~1.21)负异常。两者均富集大离子亲石元素Rb、Th、U、K、Pb等,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti。花岗斑岩εHf(t)值为-0.9^+2.9,二阶段模式年龄T_(DM)~C在955~1196Ma之间;二长花岗岩εHf(t)值为-17.1^+7.9(只有1个点为负值),二阶段模式年龄在633~2219Ma之间。最终认为,松多地区晚白垩世末期二长花岗岩和花岗斑岩岩浆源区为新生下地壳,但花岗斑岩更靠近古老下地壳。结合区域资料,认为新特提斯洋在晚白垩世末期68Ma左右属于洋脊俯冲结束阶段。