拉萨南部始新世曲水辉长岩成因及其对同碰撞岩浆活动的指示意义

地球上的岩浆活动主要发生于大洋中脊、俯冲带和部分陆内或裂谷环境。大陆碰撞造山带在传统认识中通常是缺乏或不利于岩浆产生的。然而,青藏高原作为全球典型的陆陆碰撞造山带,在其南部的拉萨地块却发育有大量早始新世(51±3 Ma)岩浆作用,这些岩浆岩的成因和相关的深部动力学过程仍然是重要的未解之谜。本文对拉萨地块南部曲水地区一套始新世(53~50 Ma)辉长岩和辉石闪长岩进行岩石学、年代学和元素、同位素地球化学研究。结果显示,辉长岩由斜长石(约45%~55%)、单斜辉石(约20%~30%)、角闪石(约20%~30%)组成,辉石闪长岩主要由斜长石(约45%~55%)、角闪石(约30%~40%)、单斜辉石(约10%~20%)等组成。根据地球化学特征,样品可分为四组:第一组辉长岩样品(19QS03-11)稀土元素配分型式相对平坦,与E-MORB特征相似,可能源于亏损软流圈组分与岩石圈地幔之间的相互作用;相较第一组样品,第二组辉长岩轻重稀土元素分异显著((La/Yb)_(N)=4.10~6.61),指示其源区中软流圈组分参与减少;第三组样品主要为辉石闪长岩,具相对高的SiO_(2)和Th含量,可能受到一定程度地壳混染的影响;第四组样品表现为低硅高镁和极低的微量元素组成,主要受控于单斜辉石的堆晶效应。结合前人研究,研究区始新世岩浆岩中有软流圈组分的贡献。这些软流圈组分的参与可能与板片回转、岩石圈拆沉或板片断离等过程相关,并诱发了冈底斯大规模同碰撞岩浆活动。结合已有数据对上述模型进行了初步的合理性分析,提出板片断离可能是当前较为合理的模型,对于同碰撞岩浆活动的形成机制与深部动力学过程仍需进一步深入研究。

青藏高原新生代地壳变形对同碰撞岩浆侵位的制约

同碰撞岩浆作用是青藏高原新生代构造-岩浆活动的一种重要形式,各种类型岩浆岩广泛分布于高原内不同的构造单元中,其中有的来自地幔,不过规模都不大,它们是如何穿过异常厚的地壳侵位到近地表或喷出地表,这还是个未解之谜。根据构造分析,这些岩浆岩均侵位于新生代向斜构造中,例如侵入于高原东南边缘的楚雄复向斜、兰坪-思茅复向斜和老君山向斜的碱性岩,侵入于高原南缘的北喜马拉雅拉轨岗日向斜的片麻状花岗岩以及喷出于高原北部巴颜喀拉和雁石坪复向斜的安山-玄武岩。文中通过一个力学模式,说明这些岩浆岩的侵位受控于地壳应力场特征,即:向斜构造的下部承受的是张应力,地壳发生减薄和张裂,下地壳或上地幔熔融物质以此为通道发生向上的侵位。不过,因向斜顶部地壳承受的是挤压应力,地壳发生挤压缩短,所以只有少量岩浆能侵位到近地表并发生变形。与此相反,背斜构造的下部地壳产生的是挤压应力,阻止了下伏地壳内岩浆的侵入。因此,岩浆的侵位一般不会沿背斜发生。这一力学机制解释了为什么青藏高原规模很小的同碰撞岩浆能穿过异常厚的地壳沿一系列向斜构造侵位到近地表或喷出地表的原因。

北秦岭晚三叠世关山岩体地球化学特征及成因机制

关山地区位于北秦岭与北祁连造山带的结合部位,目前有关关山岩体的岩石成因存在争议。锆石U-Pb定年结果表明关山岩体二长花岗岩的加权平均年龄为(236.3±4.0)Ma(样本数为6个,平均标准权重偏差为2.6)。地球化学特征显示岩石具有高Si(SiO_(2 )含量(质量分数,下同)高于69%)、富碱(K_2O含量高于3.84%,Na_2O含量高于4.18%)、Mg~#值较高(50.4～51.0)的特征,轻稀土元素较富集,重稀土元素亏损且相对平坦,Eu呈微弱负异常(0.75～0.82),岩石富集Sr、Rb、Ba,亏损Y、Yb等,Sr/Y值为37.5～60.7,具有埃达克岩的性质。锆石Lu-Hf同位素(除去捕获锆石)分析结果表明,二长花岗岩5颗锆石具有负ε_(Hf)(t)值(-21.59～-4.49),对应的二阶段Hf模式年龄为1 538～2 622 Ma,1颗锆石为正ε_(Hf)(t)值(0.19),对应的二阶段Hf模式年龄为1 245 Ma,指示关山岩体来源于新元古代地壳物质。岩石具有高SiO_2、Al_2O_3含量,相比于地幔明显较低MgO以及Cr、Ni等元素含量,指示关山岩体来源于地壳物质的熔融,岩石较高Mg~#值说明其源区可能有地幔组分的加入。岩相学、地球化学、同位素特征和区域地质资料综合显示,关山岩体二长花岗岩形成于碰撞挤压环境,是下地壳增厚环境下脱水部分熔融的产物,其中伴随有地幔组分的加入。