西藏冈底斯岩基羊八井地区古新世I型含石榴子石花岗岩的成因

高硅花岗岩(SiO_(2)>74%)是许多大型花岗岩岩基的重要组成部分,对理解弧岩浆作用过程中的地壳深熔作用和大陆地壳的演化过程具有重要意义。冈底斯岩基羊八井地区发育一套高硅I型含石榴子石花岗岩,结晶时代为古新世早期(锆石U-Pb年龄为64.9±0.3Ma和64.1±0.3Ma)。该套花岗岩具有以下特征:(1)属于高钾钙碱性系列,具有高SiO_(2)和K 2O,低MgO、MnO、CaO和P 2O 5,海鸥状REE分配模式,强烈的Eu负异常,富集K、Rb、Pb、Th和U,亏损Nb、Ti和P的特征,是高分异I型花岗岩;(2)发育岩浆型石榴子石,端元组分为铁铝榴石和锰铝榴石,富集HREE,亏损LREE,富集关键微量元素Sc、Y和Zn,归因于斜长石强烈的分离结晶作用;(3)熔体结构的改变和锆石的分离结晶导致了较低的Zr和Hf含量以及Zr/Hf比值;(4)锆石Hf同位素和全岩Nd同位素组成显示明显的富集特征(εHf(t)=-17.1~-11.7;εNd(t)=-9.0~-7.6)。结合区域研究成果,这套花岗岩的原始熔体来源于古老岩浆岩基底物质的部分熔融,之后经历了强烈的分离结晶作用,最终形成了I型含石榴子石花岗岩。

藏南冈底斯岩基东南缘早白垩世高镁-高Sr/Y含单斜辉石闪长岩

野外地质调查和SHRIMP锆石U-Pb定年表明,在冈底斯南缘朗县北部发育一套年龄为121.8±1.5Ma的闪长岩,侵入到一套年龄为360.8±3.5Ma弱片麻理化的花岗闪长岩中。除了典型的闪长岩矿物组合外,这套早白垩世闪长岩不仅含岩浆型绿帘石,而且含单斜辉石。朗县早白垩世闪长岩具有以下地球化学特征:(1)较低的SiO2(54.9%～55.4%)和较高的Al2O3(17.7%～17.9%)和Mg#(65.3～66.1);(2)较高的Na2O/K2O比值(>2.5),显示富钠的特征;(3)富集LREE,亏损HREE,从Ho到Lu稀土分布样式比较平坦((Ho/Yb)N=0.93～1.07),具有微弱的Eu负异常(Eu/Eu*=0.88～0.91);(4)富集Sr(488×10-6～500×10-6)和Ba(176×10-6～181×10-6),较高的Sr/Y比值(37.5～41.7)和较低的La/Yb比值(7.6～9.8);(5)锆石εHf(t)值相对较高,为+3.4～+6.9;(6)亏损高场强元素,富集石榴石相容元素(Sc、Y和HREE)和地幔相容元素(Cr、Ni、Co),这些地球化学特征和矿物组合表明这个岩体为富水的岩体,是新特提斯洋北向俯冲过程中俯冲板片释放的流体所交代的地幔楔的部分熔融的产物。通过铝在角闪石的压力计,确定了该套早白垩世闪长岩的侵位深度大约为13km,而早石炭世花岗闪长岩的侵位深度大约为21km,表明在早白垩世岩浆作用时,拉萨地块南缘经历了长期平均速率最小为～0.04mm/yr的剥露作用。

藏南冈底斯岩基东段石炭纪岩浆作用记录

藏南冈底斯岩基记录了大量中生代和新生代以来的岩浆作用信息,虽然晚古生代的岩浆岩报道较少,但对限定拉萨地块在新特提斯洋俯冲之前的构造作用具有重要意义。本文通过综合已有资料,进一步对加查县和朗县晚古生代花岗岩开展了锆石U-Pb地质年代学及全岩元素地球化学组成的研究。加查县和郎县花岗片麻岩的原岩年龄分别为~344.8Ma和344.0~362.0Ma,表明加查和朗县岩体都形成于石炭纪。这些岩石具有较高的SiO_2含量(67.46%~75.33%),Al_2O_3含量较低(12.66%~15.82%),CaO含量为0.79%~4.32%,FeO和MgO的含量分别为0.48%~3.00%和0.28%~1.64%。依据它们的K_2O/Na_2O比值,这些岩石可分为富钾和富钠两个演化系列。这些岩石富集轻稀土元素,亏损Nb、Ta和Ti,但Zr和Hf无明显异常。地球化学特征和年代学信息表明:(1)冈底斯岩基东段石炭纪花岗岩形成于弧后伸展环境,可能与古特提斯洋向冈瓦纳大陆北缘的俯冲作用有关;(2)镁铁质岩浆演化形成富钠花岗岩,幔源岩浆和中下地壳岩熔体的混合形成富钾花岗岩;和(3)石炭纪岩浆作用持续时间至少~30Myr。

藏南冈底斯岩基东段米林地区晚侏罗世-白垩纪侵入岩的岩石成因和地球动力学意义

冈底斯岩基东部的米林地区发育辉长质片麻岩和花岗质片麻岩近垂向相间排布的侵入杂岩体及东侧未变形闪长岩体。野外穿切关系和锆石SHRIMP U-Pb年龄结果表明:早期辉长质片麻岩(146.3±1.6Ma)被晚期花岗质片麻岩(141.7±2.0Ma)侵入,并一起经历了后期变质作用(~90Ma)和晚白垩世闪长质岩浆作用(87.8±1.1Ma)。辉长质片麻岩具有EMORB特征,经历了富Ti矿物相的堆晶作用,母岩浆主要来源于板片流体交代上覆亏损地幔楔物质(ε_(Hf)(t)=+9.9^+14.5;ε_(Nd)(t)=+3.0^+4.1)。花岗质片麻岩具有岛弧型岩浆岩的地球化学特征,同时伴有Fe-Ti氧化物的分离结晶,源区物质主要为部分熔融的初生下地壳(ε_(Hf_(t)=+10.9^+15.1;ε_(Nd)(t)=+4.1^+4.3)。闪长岩具有弱的Eu正异常,暗示源区存在斜长石的堆晶作用,其母岩浆来源于板片流体交代上覆亏损地幔楔物质(ε_(Hf)(t)=+12.2^+15.6),并在岩浆演化的过程中混入地壳物质。冈底斯岩基南缘发育晚侏罗世的辉长岩和早白垩世花岗可能是第一次新特提斯洋北向俯冲即将终止的产物。晚白垩世岩浆岩是与新特提斯洋再次俯冲引起的峰期岩浆活动的标志,可能是板块回撤引发软流圈上涌的产物。

藏南冈底斯岩基东段朗县杂岩早白垩世岩浆作用:新特提斯洋二次俯冲

新特提斯洋长期俯冲消减作用在早白垩世可能经历二次俯冲启动或板片俯冲几何形态的重大转换。确定西藏南部冈底斯岩基早白垩世岩浆作用的岩石地球化学特征和作用方式是甄别上述过程的关键,对理解新特提斯洋的俯冲演化过程至关重要。本文就冈底斯岩基东段朗县杂岩中保存的各类早白垩世岩浆岩,开展了锆石U-Pb地质年代学和Hf同位素、全岩元素和同位素(Sr-Nd)组成分析。数据结果表明:1)基性岩侵位时代为早白垩世晚期(103.6~100.8Ma),为高钾钙碱性偏铝质岩石,锆石ε_(Hf)(t)=+0.3~+5.7,全岩ε_(Nd)(t)=-0.8和-0.3,暗示其岩浆源区具有大量俯冲沉积物或流体的混入,为沉积物熔体和流体交代的地幔楔物质部分熔融的产物,经历了一定程度的角闪石分离结晶作用;2)中性岩形成于99.8~97.6Ma,略晚于基性岩,其主量元素与基性岩具有较好的线性关系,全岩ε_(Nd)(t)=+1.1,具有较多的地幔物质参与,为基性岩浆进一步演化形成;3)酸性岩(脉体)记录了多阶段岩浆作用(124.1~95.3Ma),根据同位素组成不同进一步划分为两类,第一类具有较低的全岩ε_(Nd)(t)值(-8.3~-6.0),其岩浆源区显示富集特征,t DM2=1385~1586Ma,由古老地壳物质的再熔融形成;第二类的锆石ε_(Hf)(t)值(-2.8~+3.2)变化较大,岩脉的锆石ε_(Hf)(t)=+0.4~+8.1,t DM=428~906Ma,全岩ε_(Nd)(t)=+0.1和+0.8,表明岩浆源区具有不均一性,为古老地壳物质被富流体地幔岩浆改造形成;和4)镁铁质包体的主量元素与寄主花岗岩具有较好的线性关系,锆石的Hf同位素组成变化较大(ε_(Hf)(t)=-9.3~+4.1),变化范围可达13个ε单位,为岩浆混合成因。寄主花岗岩和角闪辉长岩分别作为酸性和基性端元,是基性岩浆与其诱发古老地壳熔融形成的花岗质岩浆经混合形成。结合冈底斯岩基早白垩世岩浆岩的研究结果,朗县杂岩在早白垩世(124~97Ma)的岩浆作用具有明显的岩浆混合现象,锆石Hf和全岩Sr-Nd同位素组成变化较大,可达13个ε单位,其岩浆源区复杂且富含流体,代表了新特提斯洋在早期(240~144Ma)经历漫长的俯冲之后,在早白垩世时期(~120Ma)俯冲带发生跃迁或俯冲角度达到临界点,导致大量俯冲沉积物和流体沿俯冲带俯冲下去,与发生部分熔融的地幔楔物质混合,底侵导致上覆古老地壳物质的再熔融,形成早白垩世复杂的岩浆岩组合,很可能是新特提斯洋二次俯冲开始的标志。

藏南冈底斯岩基日多地区花岗岩体形成时代和地球化学特征

冈底斯岩基广泛发育三叠纪-中新世的岩浆岩,是研究与新特提斯洋北向俯冲和印度-欧亚大陆碰撞相关的构造岩浆作用特征的天然实验室。日多地区花岗岩体位于藏南墨竹工卡县东侧日多乡附近,其主体为花岗岩,被花岗闪长玢岩脉侵入。锆石U-Pb地质年代学表明:主体花岗岩形成于62.7±0.5Ma,侵入其中的花岗闪长玢岩脉形成于59.5±1.5Ma,并捕获了大量的侏罗纪岩浆岩锆石(155.4±1.8Ma)。日多地区花岗岩体的全岩地球化学特征为:(1)高SiO_2、Na_2O、Al_2O_3,低FeO^T、MgO、TiO_2;(2)富集轻稀土(LREE),亏损重稀土(HREE)及高场强元素Nb、Ta、Ti、P元素;(3)具有Eu负异常,总体显示高钾钙碱性、过铝质花岗岩和岛弧型岩浆岩特征。锆石Hf同位素特征暗示其岩浆源区为基性下地壳物质。花岗闪长玢岩脉裹挟大量侏罗纪岩浆型锆石,表明冈底斯岩基拉萨以东地区可能经历了较广泛的晚侏罗世岩浆作用。

藏南冈底斯岩基东段晚白垩世早期朗县杂岩的岩石成因和深部地球动力学过程

藏南冈底斯岩基晚白垩世早期岩浆岩保存了有关新特提斯洋的俯冲演化过程和大陆地壳生长的重要信息。本文对朗县杂岩中出露的晚白垩世早期中酸性岩(岩脉)开展了全岩元素地球化学、锆石U-Pb地质年代学、同位素(Sr、Nd和Hf)组成的研究。闪长岩和花岗闪长岩年龄为92.4~86.9Ma,花岗岩(脉)年龄为91.9~88.6Ma,均为晚白垩世早期岩浆作用的产物。闪长岩和花岗闪长岩具有高钾钙碱性偏铝质特征,具有较高的锆石Hf(εHf(t)=+8.3~+13.2,平均值+10.9)和全岩Nd(εNd(t)=+3.2~+2.7)同位素组成,为受俯冲板片流体和大洋沉积物熔体共同交代的地幔楔部分熔融形成,闪长岩岩浆源区形成深度较浅且受板片流体的交代程度较高,花岗闪长岩岩浆源区更深,受沉积物熔体交代程度较高。花岗岩(脉)在主量元素、稀土元素和微量元素组成上显示明显差异,可划分为两类,第一类花岗岩属于低钾钙碱性系列,Na_(2)O/K_(2)O>3.0,稀土总量较高,具有明显的Eu负异常,Sr/Y低(<7.2)。在主量元素组成上,该类花岗岩与闪长岩和花岗闪长岩形成较好的线性演化关系,表明它们可能是上述中酸性岩浆演化的产物。第二类花岗岩属于高钾钙碱性系列,Na_(2)O/K_(2)O较低(均<1.0),铝饱和指数较高(A/CNK=1.01~1.02),发育角闪石,稀土总量较低,具有微弱负或无Eu异常(Eu/Eu*=0.88~1.12),Sr/Y比值(33.8~55.4)较高,锆石Hf(εHf(t)=+4.1~+10.8)和全岩Nd(εNd(t)=+0.8)同位素组成都较低,为新生下地壳部分熔融形成。结合冈底斯岩基晚白垩世早期(100~87Ma)岩浆岩已有的研究结果,认为新特提斯洋板片自早白垩世以高角度俯冲,在晚白垩世早期俯冲板片发生回撤,导致软流圈物质上涌增强,诱发熔流体交代过的地幔楔较高程度的部分熔融形成镁铁质岩浆。这些镁铁质岩浆上升侵位到下地壳,发生不同程度的分离结晶作用并诱发新生下地壳部分熔融,形成晚白垩世岩石地球化学性质各异的岩浆岩。

藏南冈底斯岩基晚白垩世构造岩浆作用：以拉萨白堆复合岩体中-基性岩脉群为例

拉萨白堆复合岩体寄主为含包体的花岗闪长岩,并被一系列平行-近平行东西走向中-基性岩脉群穿插,总体形成类似"条纹码"般的构造形式。锆石U-Pb定年表明,这些基性岩脉主要形成于85~68Ma。同期中性和基性脉岩都表现出富集大离子亲石元素和LREE,亏损高场强元素,Sr同位素初始比值较低,但Nd同位素比值(εNd(t)>+3.1)和锆石Hf同位素组成(εHf(t)>+10.7)较高,都不具有Eu异常。与中性脉岩相比,基性脉岩具有(1)Mg O含量较高和较高的Mg#(>50.6);(2)较高的Cr、Ni、Co含量;(3)较富集HREE且平坦分布。但中性脉岩Y含量较低,Sr/Y比值(38~72)较高,具有高Sr-低Y的特征;这些特征表明:这些岩浆岩的源区可能为受流体交代的岩石圈地幔。中-基性脉岩之间具有岩浆演化关系,在岩浆演化过程中以角闪石的分离结晶为主。结合文献数据,这些新数据表明冈底斯岩基的在晚白垩世(85~68Ma)经历了弧上伸展构造作用,岩浆作用持续活动,可能与新特提斯洋板片的北向斜俯冲相关。

藏南冈底斯岩基东段中新世中酸性高Sr/Y比岩浆岩的地球化学特征及成因探讨

藏南冈底斯带广泛发育中新世中酸性高Sr/Y比岩浆岩,对该类型岩石的成因研究可为藏南后碰撞岩浆活动提供良好的记录和约束。通过对冈底斯带东段中酸性岩浆岩进行锆石U-Pb年代学研究表明,该中酸性岩浆岩形成于16~18Ma,为中新世时期;全岩地球化学数据表明岩浆岩具有高SiO2含量(> 64%),高钾富钠,高Sr、低Y和高Sr/Y比,轻稀土富集、重稀土亏损且较平坦的特征,显示出埃达克质岩的地球化学亲缘性;与冈底斯带中段~14Ma埃达克质闪长玢岩脉相比,冈底斯带东段的中新世岩浆岩具有更高的K含量;锆石Hf同位素分析结果表明,中新世中酸性岩浆岩具有正的且变化较大的εHf(t)值(+1. 2^+14. 4);全岩(La/Yb)N值对中新世地壳厚度的估算结果为77~84km,处于壳幔边界处。综合上述数据分析表明,冈底斯带东段中新世中酸性高Sr/Y岩浆岩的成因为拉萨地块加厚下地壳(占主体的新生下地壳+少量古老地壳)的部分熔融,并在源区残留了石榴子石和角闪石,造成熔融的热量来源可能为拉萨地体岩石圈根部拆沉导致的热扰动。

西藏冈底斯岩基南木林晚白垩世岩体和脉岩地球化学与岩石成因

青藏高原南拉萨地体晚白垩世岩浆岩是揭示新特提斯洋北向俯冲动力学过程的重要岩浆记录。前人对东西向展布的冈底斯岩基不同区段出露的各类晚白垩世岩浆岩进行了大量研究,但对该时期岩石成因和新特提斯俯冲的深部过程仍存在一些争议。本文报道的冈底斯岩基南缘南木林地区的辉长岩体及侵入其中的基性和酸性脉岩,形成于晚白垩世早期,在辉长岩体(92～94Ma)就位后不久基性和酸性脉岩(91Ma)同时侵入,野外露头较好地展示了它们的穿切关系。寄主辉长岩和基性脉岩均属于高钾钙碱性系列,SiO_2含量不均一(49.60%～57.99%),高铝(Al_2O_3,16.41%～18.67%),无明显Eu负异常,低Cr、Ni,表明可能经历过角闪石分离结晶。酸性脉岩属于弱过铝质钾玄质系列,普遍高硅(SiO_2>70%)、高全碱(8.06%～9.44%),与岩体无成分演化关系。三类岩石的微量元素均显示弧岩浆的特征,表现为轻稀土富集、重稀土亏损,Th、U、K、Pb、Sr等大离子亲石元素相对富集,高场强元素Nb、Ta、Ti等相对亏损。辉长岩和酸性脉岩锆石Hf同位素均表现亏损特征(ε_(Hf)(t)为+7.8～+11.4),一阶段模式年龄和地壳模式年龄均低于506Ma。综合辉长岩和基性脉岩的Nb/La、Nb/U和Ce/Pb特征,表明岩浆应来源于受流体交代的弧下地幔楔源区,而酸性岩脉具有高Sr/Y比和(La/Yb)_N比的埃达克质特征,可能来自弧下加厚的新生镁铁质下地壳。考虑到区域上95～85Ma岩浆活动广泛分布于整个冈底斯岩基中,本文认为在冈底斯岩浆弧的中段,晚白垩世早期北向俯冲的新特提斯洋发生了板片回转,同时导致了地幔和下地壳的部分熔融作用。

藏南冈底斯岩基晚白垩世含紫苏辉石侵入岩的地球化学特征及其成因探讨

冈底斯岩基南缘自西向东,从楠木林到米林广泛出露一系列含暗色细粒包体的含紫苏辉石侵入岩。这一系列含紫苏辉石的侵入岩具有斜长石以及紫苏辉石的巨晶(> 5mm),呈现出堆晶结构。锆石U-Pb定年表明,这一系列含紫苏辉石侵入岩的结晶年龄为97~77Ma,并不随侵位位置具有显著的经度上的变化。含紫苏辉石的基性岩具有高的Al2O3(17.3%~18.2%)含量,较高的Mg O (3.9%~4.1%)含量,Fe OT含量在8.7%~9.0%之间;低的Cr (<14.8×10-6)和Ni (<15.0×10-6)含量,基本不具有Eu的异常,富集大离子亲石元素(LILE)和LREE,亏损高场强元素(HFSE)。含紫苏辉石的中-酸性岩具有高的Al2O3(14.9%~18.8%)含量,高的Mg#值(> 39.7);变化较大的Cr(5.7×10-6~260×10-6)和Ni(10.2×10-6~78.2×10-6)含量,具有微弱-强烈的Eu的负异常,富集LILE和LREE,亏损HFSE。暗色细粒包体与含紫苏辉石基性岩相比具有相似的Si O2含量,Fe OT(8.1%~9.0%)含量,稍高的Mg O (4.7%~5.4%)含量,Al2O3(18.1%~19.4%)含量以及Mg#值(51.0~52.6);具有与含紫苏辉石基性岩相似的微量元素分布和稀土元素配分模式。这一系列含紫苏辉石的侵入岩具有较低的初始Sr同位素比值(87Sr/86Sr(t)=0.7037~0.7044),较高并变化较大的εNd(t)值(+3.7^+9.4)和εHf(t)值(+9.9^+14.6)。这些特征共同说明,经流体+熔体交代的地幔楔中软流圈部分在俯冲流体存在的情况下发生部分熔融形成母岩浆,其母岩浆随后与俯冲板片熔体发生混合。在岩浆演化过程中经历了单斜辉石、斜方辉石以及斜长石的分离结晶并最终形成了冈底斯岩基南缘出露的含紫苏辉石侵入岩。暗色细粒包体可以代表母岩浆的早期堆晶,是岩浆淬火作用的产物。母岩浆中大量流体的存在,使其结晶顺序为单斜辉石-斜长石(紫苏辉石),随后的堆晶作用使得这一系列侵入岩得以赋存紫苏辉石。

西藏南部冈底斯岩基曲林岩体渐新世-中新世高Sr/Y比岩浆作用及其对深部过程的启示

曲林岩体位于冈底斯带中段的南缘,为渐新世-中新世复合岩体,主体为粗粒花岗斑岩,被后期煌斑质、花岗闪长质和花岗质岩脉切割,是多期岩浆作用的产物,出露面积约8km2。花岗斑岩两组样品(T0849-PG和T0849-G)的锆石U-Pb定年结果分别为29.7±0.1Ma和30.0±0.2Ma。花岗斑岩为高钾,准铝质,低Mg O,高度富集轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素(LILE),亏损重稀土元素(HREE)和高场强元素(HFSE)。此外具有高Sr、Sr/Y、(La/Yb)N;低Y和Yb,弱Eu负异常等特征。岩体内发育一系列近南北向展布的花岗闪长玢岩脉,其中两组样品的锆石U-Pb定年结果分别为15.5±0.1Ma(T0848-PY)和14.4±0.1Ma(T0850)。两条花岗闪长玢岩脉具有与岩体主体相似的稀土和微量元素分布模式,同样富集轻稀土及大离子亲石元素,亏损重稀土及高场强元素。花岗斑岩的87Sr/86Sr(i)=0.706102~0.706202,εNd(t)=-0.6^+0.6,锆石εHf(t)=+4.9^+7.9;花岗闪长玢岩脉的87Sr/86Sr(i)=0.705429~0.705474,εNd(t)=-1.4^-0.2,锆石εHf(t)=+2.6^+7.6。本文数据和文献数据结果表明:曲林花岗斑岩与花岗闪长玢岩脉均来源于加厚南拉萨下地壳的部分熔融,很可能与增厚的深部岩石圈的拆沉或俯冲印度岩石圈的撕裂诱发软流圈上涌有关。

西藏拉萨地体冈底斯岩基紫苏花岗岩中的高密度CO_2包裹体成因及其地质意义

产于西藏拉萨地体东南部冈底斯岩基中的紫苏花岗岩侵入体具有低水活度的矿物组合,富含CO2流体包裹体.形成紫苏花岗岩所需要的低水活度条件主要是受到含CO2流体带入的控制.通过对产于冈底斯岩基紫苏花岗岩中CO2流体包裹体的岩相学观察、显微测温和激光拉曼光谱分析,确定了其组成和密度.结果表明碳质(CO2)流体包裹体是在紫苏花岗岩结晶过程中捕获的,其等容线通过了由矿物温压计估算的P-T条件(850℃～950℃,0.75～1.0GPa),随后经历了短期近等压降温作用和地体快速隆起的影响.石英中的高密度碳质流体包裹体(密度最高可达1.14g/cm3)提供了证据表明,拉萨地体麻粒岩相变质和紫苏花岗岩侵位期间有富CO2流体的参与.富CO2流体包裹体的产出及其形成的高温高压条件可能说明在紫苏花岗岩的形成机制与洋中脊俯冲过程中的脱水熔融和渗滤有关.

西藏冈底斯仁布-拉萨一带花岗岩基的地球化学及其意义

冈底斯岩基记录了特提斯洋壳俯冲消减过渡到印度与亚洲大陆碰撞的深部过程,可以反演壳幔相互作用和高原地壳加厚的历史。本文对冈底斯岩基中段的仁布岩体和拉萨岩体进行了系统的元素、Sr-Nd-Pb同位素和锆石SHRIMP U-Pb定年与Hf同位素研究。本文测年结果为82～45Ma,仁布岩体和拉萨岩体年龄为晚白垩纪到早第三纪。岩石为含有辉长质和闪长质包体的中酸性花岗岩类,岩石类型复杂。岩石富集轻稀土元素和大离子亲石元素,稀土元素总量较低,具有高场强元素的负异常;Sr-Nd-Pb同位素成分表明新特提斯洋地幔端元的较大贡献,岩石具有亏损的Nd同位素和年轻的地幔模式年龄(εNd=-1.5～3.3,tDM=0.5～1.2)和较大变化范围的正的锆石Hf同位素成分(>6个ε单位),表明岩石源区中亏损地幔占有较大贡献,冈底斯岩基显示初生地壳特征。本文进一步揭示出,冈底斯岩基中段存在岩浆底侵与岩浆混合作用,大规模的幔源基性岩浆底侵,不仅导致之后经过岩浆混合形成的花岗岩岩基具有初生陆壳成分,同时也是导致冈底斯南部地壳垂向加厚与增生的重要因素。

西藏南部冈底斯岩基花岗岩时代与岩石成因

冈底斯岩基花岗岩的岩石组合、岩石地球化学、全岩Sr-Nd同位素地球化学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素等特征表明:(1)冈底斯岩基中生代时期发育了连续的岩浆活动,存在晚侏罗世和早白垩世两个岩浆作用峰期,该时期岩浆活动为新特提斯洋板片连续向北斜向俯冲造成的;(2)古新世-始新世是本地区岩浆活动最为发育的时期,该时期岩浆作用为新特提斯洋板片继续俯冲、板片回转和板片断离等多个地球动力学过程的反映;(3)渐新世-中新世岩浆活动为碰撞后东西向伸展环境下,增厚岩石圈发生对流减薄的产物;(4)拉萨地块南缘冈底斯岩基源区可能是一个晚古生代时期拼贴的岛弧地体,其具有明显不同于古老拉萨地块(冈底斯弧背断隆和中冈底斯地区)的基底特征;(5)冈底斯岩基花岗岩的年代学格架和锆石Hf同位素特征,明显不同于邻区的花岗岩,可作为区域构造隆升-剥蚀过程示踪研究的有效手段.

青藏高原冈底斯带南部的紫苏花岗岩:安第斯型造山作用的证据

青藏高原南部白垩纪形成的冈底斯岩基是新特提斯大洋岩石圈向北部的欧亚大陆之下俯冲形成的安第斯型会聚板块边缘的重要组成部分。已经有研究证明,冈底斯岩基主要由钙碱性和埃达克质的花岗闪长岩组成,但本文报道了在冈底斯带东南缘产出的紫苏花岗岩。这种岩石主要由中长石、微斜长石、顽火辉石、透辉石、石英、富钛的黑云母和角闪石组成。在化学成分上,其铁镁指数FeO/(FeO+MgO)=0.47～0.50,钙碱指数MALI为-3.97～+0.11,铝饱和指数ASI为0.83～0.92,是典型的镁质、钙碱性、准铝质紫苏花岗岩。计算出的结晶温度为850～950℃,压力>0.4GPa,形成深度为13～15km。紫苏花岗岩中的锆石为岩浆结晶成因,两个样品的U-Pb定年分别给出了87Ma的相同加权平均年龄。岩石学和地球化学特征表明,冈底斯带南缘晚白垩纪的紫苏花岗岩形成在典型的大陆岩浆弧环境。紫苏花岗岩和伴生高温麻粒岩的存在为冈底斯带在晚中生代经历的安第斯型造山作用提供了更加确凿的证据。

西藏南部冈底斯大陆弧早白垩纪弧前伸展作用

在现今活动的俯冲带系统中,俯冲板片的后撤或回卷都可能导致弧前伸展作用,但弧前伸展作用是否局限于浅部构造层次,还是涉及整个岩石圈,是理解岛弧构造演化和地球化学效应的重要课题。在西藏冈底斯岩基南缘,保留着世界上典型的弧前盆地——日喀则弧前盆地。在该盆地的北缘,除了发育中新世闪长玢岩脉外,还发育一系列近东西向展布的辉绿岩脉,形成时代为106.6±0.8Ma(锆石U-Pb年龄)。基性岩脉在岩石学、矿物学和地球化学特征上较均一,具体表现为:(1)富集LREE,亏损HREE,但HREE平直;(2)强烈亏损Rb、Ba、Nb和Ta,微弱亏损Ti,但Zr和Hf不具亏损现象;(3)锆石Hf同位素组成(εHf(t)=+11.7^+15.4)较高;和(4)包含捕获的早侏罗世岩浆锆石。上述数据表明:在日喀则弧前盆地形成过程中,伴随着强烈的早白垩纪弧前伸展作用,诱发较亏损地幔发生部分熔融,形成不同于典型岛弧岩浆岩的基性岩,可能是在新特提斯洋北向俯冲过程中,海沟后撤,在弧前形成强烈的地幔角流的结果。同时,日喀则弧前盆地可能构建于早侏罗纪结晶岩系之上。

藏南冈底斯南缘程巴岩体高Sr/Y花岗闪长岩和包体形成机制及Sr-Nd-Hf同位素制约

程巴岩体位于藏南冈底斯岩基东段南缘,由花岗闪长岩、细粒闪长质包体等组成。测得的锆石U-Pb年龄可以代表岩石的形成年龄,即花岗闪长岩形成年龄为29.40±0.18Ma与29.42±0.25Ma,细粒闪长质捕虏体形成年龄为30.02±0.15Ma。花岗闪长岩具有较高的Si O2(65.2%~66.2%)、K2O(3.2%~4.0%),较低的铁(TFe O=3.2%~4.0%)和Mg O(约2%),同时具有高Sr(774×10-6~813×10-6)、低Y(9.9×10-6~11.2×10-6)、高Sr/Y值(63.4~82.2)等特征;闪长质包体表现出较低的Si O2(53%~56.1%)和K2O(1.5%~3.2%),较高的铁(TFe O=6.1%~8.1%)、Mg O(4.0%~6.2%)和Na2O/K2O≥2,同时具有负Eu异常(Eu/Eu*=0.432~0.804)。2种岩性都富集LREE及LILE,亏损HREE及HFSE,具有较高且一致的εHf(t)值(+1.1^+6.2)和全岩εNd(t)值(-2.9^-5.9)。以上数据表明,花岗闪长岩与细粒闪长质包体由同一岩浆分离结晶形成,花岗闪长岩经历磷灰石和角闪石的分离结晶,其高Sr/Y值为岩浆分离结晶的结果,并不代表原始岩浆组分。

西藏南部冈底斯南缘松卡晚白垩世埃达克质高镁闪长岩地球化学特征及其成因

松卡岩体地处藏南冈底斯岩基南缘的东段,主要由闪长岩和花岗岩脉组成,为详细研究与大洋俯冲有关的岩浆过程提供了良好的记录。锆石U-Pb地质年代学研究表明松卡岩体闪长岩的形成年龄为97Ma,具有高Sr、低Y和高Sr/Y比的特点,显示出埃达克质岩石的特征,同时具有高MgO含量和高Mg~#值,以及较低的^(87)Sr/^(86)Sr(t)(～0.7042)和较高的ε_(Nd)(t)(+4.6～+8.8),是俯冲新特提斯洋壳和少量海洋沉积物部分熔融并随后与上覆地幔楔发生相互作用形成的。与91Ma松卡埃达克质岩石相比,97Ma松卡埃达克质闪长岩具有更多地幔物质参与。松卡花岗岩脉的锆石U-Pb年龄为93Ma,同样具有较低的^(87)Sr/^(86)Sr(t)(0.7046)值和较高的ε_(Nd)(t)(+7.5～+7.8)值,可能是具有亏损地幔特征的中基性岩浆经过分离结晶作用演化而来。上述数据表明,在100～90Ma期间,较年轻的俯冲新特提斯板片可能发生过部分熔融,板片部分熔融熔体与上覆地幔楔的相互作用是形成高镁闪长岩(安山岩)的重要机制之一。

西藏仁布县帕夏始新世埃达克质岩的发现及其意义

本次工作对出露于冈底斯中段南缘的仁布县帕夏石英闪长岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和全岩岩石化学研究。利用LA-ICP-MS同位素定年技术,测得石英闪长岩锆石U-Pb年龄为49.5±1.7Ma(n=9,MSWD=2.0)。地球化学研究表明,石英闪长岩属于准铝质高钾钙碱性系列岩石,稀土总量ΣREE为(110.14~143.36)×10-6,LREE/HREE为7.09~10.23,轻稀土相对重稀土富集,δEu为0.93~1.14,铕异常不明显;相对富集大离子亲石元素(LILE)U、Th、K、Ba、Rb,相对亏损高场强元素(HFSE)Ta、Nb、Ti;具有高Sr低Y特征,显示出埃达克质岩的性质。研究认为,该埃达克质石英闪长岩源区为角闪岩相下地壳和地幔楔的混合源区,残留相为角闪石、金红石,无斜长石残留,在侵位过程中经分离结晶作用。该岩体代表了50Ma左右与俯冲板片断离诱发的地幔物质上涌有关的冈底斯中段南缘壳幔混源岩浆活动。