多元信息分析技术在西藏林周地区找矿中的应用

西藏林周盆地已经成为冈底斯东段重要的找矿远景区。在综合分析线性体密度的基础上,提取2个隐伏环形穹窿构造,以及NW向为主的各种断裂构造;通过比值分析+主成分分析提取研究区的围岩蚀变信息,为遥感找矿建立了标志;运用马氏距离+多元统计的方法剔除了化探异常中的背景值数据,确定了区域内的地球化学异常等值线图。在地质、遥感、化探的GIS叠加综合分析的基础上,圈定了3个找矿远景区,提出了林周盆地典型火山岩出露区的找矿技术方法的组合。

西藏林周盆地设兴组玄武岩地球化学特征及意义

青藏高原南部拉萨地块分布的晚白垩世岩浆活动,对了解特提斯洋的构造演化及约束印度-亚洲大陆初始碰撞时限等具有重要的意义。本文在西藏林周盆地林子宗火山岩的下伏晚白垩世设兴组地层中首次发现了玄武岩夹层,并系统开展了玄武岩的Ar-Ar年代学、全岩主量和微量元素地球化学、以及Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究。设兴组玄武岩呈夹层状产出于设兴组顶部的红色砂岩中,其斜长石Ar-Ar年龄为90.6±1.8Ma。玄武岩属于高钾钙碱性系列,富集轻稀土元素、强烈富集Ba、Th、U等大离子亲石元素(LILEs),亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素(HFSEs),具有明显的大陆边缘弧的火山岩成分特征。玄武岩的Sr-Nd-Pb同位素成分比较均匀,(87Sr/86Sr)t为0.706568~0.706620,εNd(t)为+0.72^+4.75,(206Pb/204Pb)t比值为18.649~18.675,(207Pb/204Pb)t比值为15.640~15.666,(208Pb/204Pb)t比值为39.055~39.108,岩石总体表现出来自于亏损地幔的特征。综合岩石学和地球化学研究结果,设兴组玄武岩可能是晚白垩世(约90.6Ma)俯冲于拉萨地块之下的新特提斯洋壳在重力拖拉下发生板片回转,导致软流圈物质上升提供热量,从而诱发了俯冲流体交代的地幔楔的部分熔融形成的。本文结果进一步证明,之前普遍认为缺少晚白垩世火山岩的拉萨地块南缘,存在新特提斯洋的俯冲作用及其岩浆作用产物。

重新认识西藏林周盆地基性岩石的地球动力学含义

拉萨地体南部大面积分布的林子宗火山岩的地球动力学意义迄今尚未得到很好的约束,对于这个问题的深入理解有助于揭示雅鲁藏布特提斯洋岩石圈的俯冲和随后印度-欧亚大陆的陆陆碰撞过程。要合理认识林子宗火山岩所蕴含的地球动力学含义,在一定程度上还有赖于对林子宗火山岩中基性岩石的岩浆起源和性质的深入剖析。本文结合已有资料,报道和总结了位于林子宗火山岩命名地———林周盆地中基性岩石样品(56~53Ma)的全岩地球化学、Sr-Nd同位素数据。林周盆地基性岩石为高钾钙碱性-钾玄岩系列,富集大离子亲石元素(LILEs)、亏损高场强元素(HFSEs),初始87Sr/86Sr比值为0.7048~0.7054,εNd(t)值为+0.5^+1.8;同时还具有高Zr含量、Zr/Y比值以及高的Ta/Hf、Th/Hf比值。林周盆地基性岩石既显示岛弧玄武岩浆又显示板内玄武岩浆的双重地球化学特征,除了来源于受俯冲流体交代的岩石圈地幔的部分熔融外,同时可能还存在深部软流圈地幔物质的贡献。本文提出其成因很可能与雅鲁藏布特提斯洋壳北向俯冲板片在约52Ma发生的板片断离有关,指示印度与亚洲大陆的初始碰撞至少发生在60Ma以前。

西藏林周基性岩脉的^(40)Ar/^(39)Ar年代学、地球化学及其成因

在西藏林周盆地林子宗火山岩地层中发现一套始新世钾玄质基性岩脉。测定了它们的主量元素、微量元素和稀土元素含量以及Sr-Nd-O同位素和^(40)Ar/^(39)Ar同位素地质年代。测试结果表明,岩脉以低硅(SiO_2为45．42%～48．32%)、高镁(MgO为2．84%～5．35%,平均4．57%)、高钾高碱(K_2O+Na_2O为4．60%～6．23%、K_2O/Na_2O为0．71～1．18)为特征,属于钾玄质基性岩脉;稀土和微量元素呈现陆缘火山弧的特征,即相对富集轻稀土元素、亏损重稀土元素,具有弱的Eu负异常(δEu=0．79～0．94,平均0．83);强烈富集K、Rb、Sr、Ba、Th、Sr等大离子不相容元素,相对亏损Th、Nb、Ta、P、Zr、Hf、HREE等高场强元素,具有明显的Nb、Ta、Ti的负异常;Sr-Nd-O同位素组成上,具有相对原始的Sr、Nd同位素比值,初始^(87)Sr/^(86)Sr比值为0．70487～0．70543,^(143)Nd/^(144)Nd比值为0．51266～0．51273,ε_(Nd)值为0．5～1．8,相对低的δ^(18)O_(V-SMOW)值(4．8‰～7．6‰); ^(40)Ar/^(39)Ar角闪石单矿物年龄为52．9Ma。利用地幔地球化学示踪理论,推断林周钾玄质基性岩脉的形成与新特提斯洋岩石圈向欧亚大陆俯冲过程中的回转、断离以及由此引起的软流圈地幔的上涌等地球动力学过程有关,是软流圈地幔流体与先前被俯冲带流体交代过的上覆岩石圈地幔的部分熔融产物的混合,指示冈底斯带在古新世-始新世(55～50Ma)时期一次平行于造山带的伸展作用。

西藏拉萨市林周盆地海相白垩系生物化石的发现及地质意义

在地质演化的漫长历史过程中,西藏地区留下了相当完整的海相白垩纪地层。对该时期海相沉积演化特征的研究,能够为该地区在印度板块和欧亚板块碰撞前的演化信息提供可靠的依据。文章以西藏拉萨市林周盆地为研究区域,以沉积作用的过程和方式为研究方法,对林周盆地地层进行分析的基础上,对该地区采集到的古生物化石进行分类以及对比分析。认为,西藏拉萨市林周盆地具有温暖湿润的古环境信息,且该区域白垩纪时期古地理环境是浅海环境,地史演化具有明显的海陆变迁特征。文章研究对林周盆地在白垩纪时期基本地理环境的推断和青藏高原在这一时期海进海退的地质构造演变理论的进一步研究具有促进作用。

藏南林周盆地林子宗火山岩的时代、成因及其地质意义:锆石U-Pb年龄和Hf同位素证据

本文对林子宗火山岩命名地-林周盆地内典中组最底部的英安质火山角砾岩和年波组下段的流纹质熔结凝灰岩进行了锆石U-Pb年代学和Hf同位素分析,结果显示前者形成于62.5±1.1Ma,而后者形成于56.4±1.2Ma,表明林子宗火山活动的起始时间略晚于K/T界限年龄。岩浆锆石的ε_(Hf)(T)值分别为+9.0～+0.5和+11.0～+4.8,显示亏损地幔的特征,与同时期冈底斯岩体的岩浆锆石相似,应为同源产物,源自于地幔楔的部分熔融。此外,典中组样品含有石炭纪年龄的捕获锆石,它们的ε_(Hf)(T)值介于-0.6～-3.2之间,具有中元古代的Hf同位素模式年龄,与附近念青唐古拉岩带花冈岩的捕获锆石相若,暗示拉萨陆块老地壳的混染在岩浆演化中亦扮演了角色。结合区域地质,我们认为在藏南拉萨陆块上的林子宗火山岩是印度与欧亚大陆碰撞之前到碰撞初期新特提斯海洋板块向北俯冲、拆离作用的结果。

西藏林周盆地中酸性脉岩的年代学、地球化学和岩石成因

林子宗火山岩(也称林子宗群)出露在青藏高原拉萨地块南部,被认为是印度与欧亚大陆发生碰撞的岩浆作用响应。发育在拉萨东北林周盆地的林子宗火山岩剖面完整,是最初的命名地,在过去的20年来已经完成了较好的研究工作。本文对林周盆地林子宗火山岩地层中产出的中性(闪长玢岩)和酸性(花岗斑岩)脉岩开展了研究,新获得了5个样品的锆石UPb定年和Hf同位素数据和11套主量和微量元素地球化学数据。这些脉岩侵入到林子宗群的典中组和年波组地层中。所有样品均为亚碱性岩石,在钾质特征上属于钙碱性到高钾钙碱性系列岩石。样品均为过铝质(除了一个样品为铝质岩石,A/CNK=0.86)。一个闪长玢岩样品的年龄为62.4Ma,具有正的εHf(t)值(+5.1^+7.6),显示了与典中组安山岩相似的地球化学成分。其余的花岗斑岩侵入时代为55.1~61.1Ma,εHf(t)范围为-1.1^+10.4(仅有一个负值,其余全部为正值),它们与近于同时代的年波组流纹质火山岩具有相似的地球化学特征。林周盆地脉岩的主要特征可以归纳为:(1)岩石具有类似地幔的Hf同位素特征,总计86个Hf同位素中仅有一个负值,所有样品平均的εHf(t)为5.9;(2)每个样品具有变化范围很宽的εHf(t)值,4个花岗斑岩样品每个样品内部的εHf(t)值变化达到3.5~8.8个ε单位,显示了不均一的源区组成;(3)从主量元素的成分变化趋势(FeO T-MgO关系图)指示了岩浆混合作用的成分趋势。这些特征表明在冈底斯带南缘发生的古新世-始新世大规模幔源岩浆底侵作用和岩浆混合作用,也可以用来解释林周盆地脉岩的形成过程。这些脉岩作为浅成的侵入体,与其同时代的林子宗火山岩(典中组和年波组)一样,都是伴随着冈底斯带南缘从特提斯洋俯冲削减过渡到印度与欧亚大陆碰撞的构造转化过程中形成的。

藏南林周盆地设兴组砂岩及其中玄武岩夹层的地球化学与成因

印度与亚洲大陆的碰撞是青藏高原演化的重要构造事件,碰撞过程被记录在拉萨地块南部的晚白垩世到古新世的沉积-岩浆作用中。林周盆地的晚白垩世设兴组及其之后不整合覆盖的林子宗火山岩,是解析碰撞过程的重要记录。本文对设兴组最高层位的砂岩和玄武岩夹层进行了岩石学、地球化学和年代学研究,探讨了岩石成因和构造意义。设兴组砂岩属于杂砂岩,碎屑物质主要来自中酸性岩浆岩源区;锆石Hf同位素指示设兴组大部分碎屑物质来源于盆地北面的中部拉萨地块,少部分来自盆地南部的冈底斯岩基;砂岩中最年轻的碎屑锆石年龄指示林周盆地设兴组是在98Ma之后接受沉积的。以夹层产出在设兴组顶部的玄武岩和玄武安山岩,富集轻稀土元素、亏损重稀土元素、弱负Eu异常,强烈富集Ba、Th、U、Pb等大离子亲石元素,显著亏损Nb、Ta等高场强元素,属于高钾钙碱性玄武岩系列,与典型安第斯型玄武岩特征吻合。玄武岩和玄武安山岩的锆石均为捕获锆石,其最年轻碎屑锆石年龄限定了设兴组玄武岩的喷发晚于110Ma。综合分析表明,林周盆地晚白垩世时期为夹持在冈底斯岩浆弧与中部拉萨地块之间的弧后盆地,新特提斯洋壳晚白垩世俯冲到冈底斯弧和弧后盆地之下,大约在98~110Ma之后喷发到林周盆地的很少量中基性岩浆构成了设兴组顶部的玄武岩和玄武安山岩夹层,是新特提斯洋俯冲相关的幔源岩浆作用。林周盆地设兴组(晚于98Ma)与上覆的林子宗火山岩(底部约为65Ma)之间呈大约33Myr的构造间断,可能代表了冈底斯弧的碰撞之前的隆升剥蚀过程。

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169Ma,存在620~540Ma,1220~1055Ma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。

西藏林周盆地林子宗群火山岩的精细年代框架

林子宗群火山岩是一套出露于拉萨地块南缘的冈底斯弧之上的未变形的新生代火山岩，是研究拉萨地块在新特提洋北向俯冲到印度一欧亚大陆碰撞的转换过程中古地磁位置、古高程变化及岩浆演化的窗口。位于拉萨市北部约30km的林周盆地是一个火山沉积盆地，因其火山岩剖面完整、岩组之间界限清晰而被视为研究林子宗群火山岩的理想地区。本文选取林周盆地林周县典中村北和强噶乡北两条经典的林子宗群火山岩剖面进行详细的地层学及岩石学研究，并在剖面关键位置挑选18件样品进行了详细的岩石薄片镜下观察、锆石阴极发光及U-Pb年代学研究（LA—ICP-MS）。结果表明：厚约3500m的林子宗群火山岩是一套火山-沉积岩相的地层，自下而上可分为典中组（E1d）、年波组（E2n）和帕那组（E2P）3个组，其中帕那组又可以分为帕那组一段（E2p^2）和帕那组二段（E2p^2）两个岩性段。典中组主要岩性为玄武安山质熔岩，年龄范围为66～59Ma；年波组主要为一套河湖相泥岩、砂岩及砾岩等碎屑沉积岩，夹有少量的湖相灰岩及薄层凝灰岩，并被后期基性岩墙切割，年龄范围为56～54Ma；帕那组一段由具柱状节理的流纹质安山岩及安山质熔结凝灰岩组成，年龄范围为54～50Ma；帕那组二段则主要由河流相沉积夹数层熔结凝灰岩组成，年龄范围为为49～47Ma。结合本区已有的年龄数据和地质资料，根据上覆典中组底部火山岩的年龄，进一步限定林周地区林子宗群火山岩与下伏白垩纪设兴组地层之间区域不整合的上限时代为66Ma。典中组与年波组之间存在一个平行不整合，为3Ma的火山活动休眠期，而年波组和上覆帕那组之间为连续过渡。