青藏高原羌塘中部榴辉岩Ar-Ar定年

羌塘榴辉岩产于红脊山-双湖高压变质带中段的片石山地区,是目前青藏高原内部唯一的榴辉岩产地。榴辉岩多硅白云母^(40)Ar-^(39)Ar年龄 t_p=219.3±1.5Ma;榴辉岩围岩的多硅白云母^(40)Ar-^(39)Ar 年龄 t_p=217.2±1.8Ma,定年结果表明,榴辉岩与围岩经历了相同的高压变质作用,与红脊山-双湖地区蓝闪片岩的高压变质时间是一致的。根据已有高压变质年代学资料,从羌塘的红脊山到双湖、那曲地区的巴青以北、昌都的酉西,直到滇西地区,断续分布长达2000余公里的高压变质带为同一期构造事件的产物,是龙木错-双湖板块缝合带向南延伸到滇西的重要依据。榴辉岩的定年数据进一步揭示,冈瓦纳板块与欧亚(扬子)板块的主体碰撞时间在220Ma 左右,同时也是古特提斯洋消亡的时间记录。

藏北羌塘中部果干加年山早古生代堆晶辉长岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄--兼论原-古特提斯洋的演化

位于羌塘中部龙木错-双湖缝合带中的果干加年山早古生代堆晶岩,主要由辉石橄榄岩、堆晶辉石岩、堆晶辉长岩、斜长岩等岩石类型组成。对堆晶辉长岩中锆石的矿物学与年代学研究表明,堆晶辉长岩中发育3种内部结构特征的锆石晶体,锆石Th、U含量和Th/U值揭示了同一岩浆系统中结晶形成的岩浆锆石。获得堆晶辉长岩SHRIMP锆石U-Pb谐和年龄461Ma±7Ma(MSWD=1.3)、431.7Ma±6.9Ma(MSWD=0.54),分别代表了青藏高原中部地区原-古特提斯洋扩张过程中早期(中奥陶世Darriwilian阶晚期)、晚期(早志留世Telychian阶中期)的岩浆作用事件。果干加年山早古生代堆晶岩具有MORB的特征,代表了龙木错-双湖缝合带中残存的早古生代蛇绿岩,也是青藏高原中南部地区目前为止认知时代最早的原-古特提斯洋壳的残迹。羌塘中部早古生代蛇绿岩的确定及其年代学的约束,使得龙木错-双湖特提斯洋盆的形成时代至少可以追溯到中奥陶世—早志留世,并推论龙木错-双湖缝合带、南羌塘古生代增生楔及其中生代盆地和班公湖-怒江缝合带共同构成了青藏高原特提斯大洋最终消亡的巨型缝合带,晚古生代原-古特提斯洋向南的俯冲消减导致了冈底斯带石炭纪—二叠纪岛弧型火山岩、二叠纪花岗闪长岩和大洋俯冲型榴辉岩的形成。

青藏高原羌塘中部果干加年山上三叠统望湖岭组的建立及意义

在果干加年山的主脊及其以北识别出一套稳定的沉积岩系,角度不整合于蛇绿混杂岩之上,以细砂岩、硅质粉砂岩为主,其中夹有大小不等的古生代外来岩块,底砾岩成分因地而异并具有快速堆积的特点,底部夹有流纹岩。厚度大于1633m。流纹岩夹层获得的锆石SHRIMPU-Pb谐和年龄为214Ma±4Ma,时代为晚三叠世诺利期。在剖面测制和区域对比的基础上建立了上三叠统望湖岭组,代表龙木错-双湖缝合带闭合以后接受的最早的沉积盖层。望湖岭组之下的蛇绿混杂岩获得阳起石Ar-Ar年龄219.7Ma±6.5Ma。同位素定年确定构造转化事件发生在214～220Ma之间,为龙木错-双湖缝合带的闭合时间提供了确切的时间约束,望湖岭组是这一事件的沉积记录,是龙木错-双湖缝合带蛇绿混杂岩之上首次发现的沉积盖层。

藏北羌塘中部桃形湖早古生代蛇绿岩的岩石学特征

桃形湖早古生代蛇绿岩是龙木错-双湖板块缝合带近期的重要发现。通过对桃形湖蛇绿岩进行详细的野外地质调查和岩石学、年代学、地球化学的研究发现,桃形湖早古生代蛇绿岩各单元出露齐全,由下到上分别为变质橄榄岩、超基性堆晶杂岩、堆晶辉长岩、基性岩墙群和枕状玄武岩,在堆晶岩中有不同规模的斜长花岗岩(层)脉体。桃形湖堆晶辉长岩的时代为中奥陶世,并具有大洋中脊型的地球化学特点。桃形湖早古生代蛇绿岩的发现说明龙木错-双湖板块缝合带中存在完整的蛇绿岩组合,同时也是古特提斯洋早期裂解的重要证据。

藏北羌塘中部绒玛地区蓝片岩岩石学、矿物学和^(40)Ar/^(39)Ar年代学

藏北羌塘中部沿龙木错-双湖-线出露一条低温高压变质带,目前已有多处蓝片岩的报道。然而,除冈玛错地区产有典型的蓝闪石外,多数地区并没有典型蓝闪石的报道。绒玛蓝片岩位于羌塘中部高压变质带的中段,是该带中规模最大、保存最好的蓝片岩,对蓝片岩进行了详细的岩石学和矿物学研究,钠质角闪石主要为蓝闪石、青铝闪石、钠闪石和镁钠闪石。对蓝片岩中蓝闪石和多硅白云母进行了^(40)Ar/^(39)Ar定年,获得了227.3±3.8Ma和215±1.5Ma的坪年龄,分别代表蓝片岩快速俯冲消减和俯冲作用结束开始折返抬升的时代。绒玛蓝片岩岩石学、矿物学和^(40)Ar/^(39)Ar年代学研究为羌塘中部高压变质带的研究提供了新的资料。

青藏高原羌塘中部榴辉岩地球化学特征及其大地构造意义

羌塘中部榴辉岩主要呈透镜状、块状产于石榴子石白云母片岩中,均为低温型榴辉岩。榴辉岩SiO2为45.83%～48.94%,Na2O+K2O为1.88%～3.91%,Al2O3为10.34%～15.02%,TiO2含量变化较大,大致可分为中Ti和高Ti两种类型,变化范围分别为1.62%～1.87%和3.96%～4.82%。榴辉岩的原岩主要为拉斑玄武岩,部分样品具有碱性玄武岩的特征。原岩为拉斑玄武岩的样品大多具有中等TiO2含量和不明显的Eu异常、较缓的右倾稀土元素配分模式特征,在大量判别图解上均投在MORB和E-MORB区域,稀土元素标准化配分模式和微量元素蛛网图特征与典型的E-MORB相似而与N-MORB差别很大,其原岩很可能形成于E-MORB环境;少量原岩为碱性玄武岩的样品TiO2含量高、具有相对其他样品更高的∑REE和∑LREE含量,在大量判别图解上均投在OIB区域,其原岩可能形成于OIB环境。羌塘中部榴辉岩和区域内二叠纪蛇绿岩具有相似的地球化学特征,可能是其俯冲消减的产物;样品同时具备E-MORB和OIB的特征,说明古特提斯洋在漫长的演化过程中可能存在地幔柱岩浆和正常洋中脊亏损地幔岩浆的相互作用。

羌塘中部晚三叠世岩浆活动的构造背景及成因机制——以红脊山地区香桃湖花岗岩为例

羌塘中部晚三叠世岩浆活动,尤其是南羌塘北缘大面积花岗岩的形成背景及成因机制迄今尚未得到很好约束,这些问题对深入理解龙木错-双湖-澜沧江板块缝合带晚期构造演化具有重要意义。本文以羌塘西部香桃湖岩体为研究对象,进行了系统的岩石学、地球化学及同位素年代学研究。锆石的LA-ICP-Ms定年结果表明,香桃湖岩体的形成时代为213-211Ma,而非前人认为的晚侏罗世;地球化学特征显示,岩体以高SiO2（68.06%-74.05%）、较高K2O含量（3.06%-4.50%）和K2O/Na2O（1.05%-1.63%）以及低的P2O5含量（0.08%-0.14%）为特征,SiO2和P2O5具有明显负相关性,A/CNK=1.03-1.09;富集大离子亲石元素和轻稀土元素,强烈亏损Nb、Ti、Zr等高场强元素,同时具有P和Sr等元素的负异常;岩体的Th/U=5.19-9.36,Nb/Ta=8.13-10.06,具有高Sr（297×10^-6-465×10^-6,平均389×10^-6）低Yb（1.44×10^-6-3.02×10^-6,平均1.87×10^-6）的特征;岩体负铕异常不明显（Eu/Eu＊=0.61-0.87）,HREE分布平坦（Ho n≈Ybn）,且尾部具有微弱上翘趋势。综合以上特征,香桃湖岩体为一套准弱过铝质高钾钙碱性-钙碱性I型花岗岩,其岩浆源于下地壳角闪岩相-榴辉岩相变质基性火成岩的部分熔融。岩体中暗色淬冷包体的研究暗示了幔源基性岩浆的底侵作用,同时母岩浆亦经历了一定的岩浆混合作用;综合区域内时空演化格架以及大量相关地质事实,我们认为羌塘中部横跨龙木错-双湖-澜沧江板块缝合带分布的大规模晚三叠世岩浆活动均形成于后碰撞阶段伸展构造背景,俯冲板块的断离是这一期岩浆活动可能的成因机制。

青藏高原羌塘中部不同时代榴辉岩的识别及其意义——来自榴辉岩及其围岩^(40)Ar-^(39)Ar年代学的证据

羌塘中部高压变质带由榴辉岩、石榴子石白云母片岩、蓝片岩等组成,与蛇绿混杂岩、晚古生代浅变质地层岩片等共同构成了龙木错-双湖板块缝合带这一构造混杂岩带。目前已先后在片石山地区、果干加年山地区和冈玛错地区发现典型的榴辉岩,以片石山和果干加年山地区的榴辉岩为研究对象。片石山地区的榴辉岩为低温型榴辉岩,围岩为石榴子石白云母片岩,变质作用峰期温压条件为T=500℃,p=2.3GPa。已获得230～244Ma锆石SHRIMP U-Pb年龄和石榴子石Lu-Hf等时线年龄,代表榴辉岩相变质作用的时代。榴辉岩及其围岩在误差范围内具有相同的Ar-Ar年龄,为210～220Ma,代表了榴辉岩及其围岩冷却抬升至近地表的时代。果干加年山地区的榴辉岩具有和片山地区榴辉岩相似的野外产状、矿物组合、温压条件和围岩。Ar-Ar年代学研究显示,果干加年山地区的榴辉岩在240Ma左右即已折返并抬升至近地表,其变质作用峰期时代明显要早于片石山地区。

藏北羌塘中部早古生代蛇绿岩堆晶岩中斜长花岗岩的地球化学特征

桃形湖蛇绿岩是龙木错-双湖缝合带近期的重要发现。这一发现回答了龙木错-双湖缝合带中不存在完整蛇绿岩剖面的质疑,是该缝合带存在的重要证据,也是古特提斯洋早期裂解时间确定的主要依据之一。其中斜长花岗岩的岩石地球化学特征反映出洋脊花岗岩的属性,包括Al2O3含量较高,准铝质至过铝质(12.56%～16.19%),富Na2O,贫K2O(Na2O/K2O>3),主量元素、微量元素和稀土元素含量较低等,但是其稀土元素配分曲线、微量元素蛛网图又与标准大洋斜长花岗岩有所区别,表现为轻重稀土元素分异很明显,具强烈的Eu正异常(Eu/Eu*=1.92～9.19,均值为5.18),初步推测原因是岩浆迅速上升过程中Ca分离不完全和样品中石榴子石分布不均匀。结合斜长花岗岩的野外产状及以往的研究成果,初步结论是:桃形湖蛇绿岩中的斜长花岗岩形成于近洋脊或准洋脊环境,岩浆源自地幔,与桃形湖蛇绿岩中的变质橄榄岩、堆晶辉长岩、基性熔岩的岩浆同源,是基性—超基性岩浆分异的残余,应属桃形湖蛇绿岩中的浅色岩组分,是蛇绿岩的端元岩石。

青藏高原羌塘中部果干加年山二叠纪蛇绿岩岩石学和同位素定年

果干加年山二叠纪蛇绿岩是龙木错-双湖板块缝合带近期的新发现。通过详细的野外地质调查,查明了果干加年山地区二叠纪蛇绿岩出露规模较大,主要由堆晶辉长岩、基性岩墙群、玄武岩等组成。蛇绿岩辉长岩墙获得SIMS锆石年龄272.9Ma±1.8Ma,时代为早二叠世。果干加年山二叠纪蛇绿岩记录了二叠纪早期冈瓦纳大陆北缘发生了一次规模较大的构造事件,为探讨和建立古特提斯洋构造演化的时空模型提供了重要信息。

羌塘中部龙木错—双湖缝合带中硬玉石榴石二云母片岩的成因及意义

羌塘中部的高压变质带位于龙木错—双湖—澜沧江板块缝合带之上,由榴辉岩、蓝片岩和石榴石白云母片岩组成。其形成过程对探讨板块缝合带的构造演化具有重要意义。2008年笔者在果干加年山地区的展金岩群湖南山岩组中发现了硬玉石榴石二云母片岩这种新的高压变质岩石类型,文中以其为研究对象,做了较为详细的岩石学、矿物学以及变质作用的研究,认为硬玉石榴石二云母片岩至少经历了二期的变质作用:第一期早期绿片岩相,形成了片理S1,其pT条件为T=425～434℃,p=300～500MPa;第二期主期蓝片岩相高压变质作用,形成岩石主期片理S2,其pT条件为T=472～481℃,p=1200～1700MPa。硬玉石榴石二云母片岩是榴辉岩折返过程中构造事件的产物,这期折返事件形成了218～220Ma的一期蓝片岩相变形-变质作用。

藏北羌塘中部首次发现泥火山

青藏高原羌塘中部戈木错新生代盆地首次发现大量泥火山,少数泥火山喷发物中有含沥青脉的岩石。区内泥火山群出露在第四纪沉积物之上,明显受新构造断裂活动的控制。喷发物中含沥青脉岩石泥火山的发现说明羌塘中部曾经发生过大规模的油气运聚活动,沥青脉赋存在古近纪唢呐湖组湖相灰岩的层间裂隙中,为层间缝型沥青脉。泥火山喷出物中含沥青脉岩石的发现说明羌塘新生代沉积盆地具有良好的油气前景。

藏北羌塘中部高压变质带中石榴子石白云母片岩的岩石学和变质特征

羌塘中部的高压变质带位于龙木错-双湖-澜沧江板块缝合带之上,由榴辉岩、蓝片岩和石榴子石白云母片岩组成,其形成过程对探讨板块缝合带的构造演化具有重要意义。以其中的石榴子石白云母片岩为研究对象,通过岩相学研究并结合电子探针成分分析,认为石榴子石白云母片岩中的石榴子石具有多期次变质结晶的特征,保留了岩石多期次变质的信息。结合岩石组构特征,最终确定石榴子石白云母片岩至少经历了3期次的变质作用。第一、二期均为绿片岩相,当时岩石不具定向构造且未达到高压;第三期为低温高压蓝片岩相变质作用,与区域上蓝片岩的形成及榴辉岩的蓝片岩相退变质作用大体同时,该期变质变形作用形成了岩石的片理,最终成为石榴子石白云母片岩,变质作用时代为217Ma左右。

藏北羌塘中部存在志留纪洋盆——来自桃形湖蛇绿岩中斜长花岗岩的锆石U-Pb年龄证据

报道了羌塘西部桃形湖蛇绿岩中斜长花岗岩的锆石U-Pb定年结果和岩石地球化学资料及锆石Hf同位素成分。斜长花岗岩中的锆石具有典型的岩浆生长环带,结合其Th/U值(0.16~0.44),表明为典型的岩浆成因。锆石LA-ICP-MS和Cameca U-Pb定年结果分别为441Ma±2Ma和442Ma±3Ma,相当于早志留世,略年轻于伴生的堆晶辉长岩。锆石的εHf(t)值为+8.13^+11.23,平均值为+9.50,具有明显的幔源成因特征。全岩地球化学分析结果表明,斜长花岗岩是洋壳运移过程辉长岩部分熔融形成的。斜长花岗岩的年龄数据表明,羌塘中部地区存在志留纪洋盆。

西藏羌塘中部才多茶卡蓝闪石^(40)Ar/^(39)Ar年代学及地质意义

本文报道了藏北羌塘中部才多茶卡地区晚三叠世蓝闪石片岩及蓝闪石矿物的新发现及地质意义。通过对才多茶卡构造混杂岩地质剖面的实测,在剖面第6层灰绿色变基性火山岩(绿片岩)中新发现以产蓝闪石类矿物为特征的中—高压变质岩系——蓝闪石片岩。对蓝闪石片岩的岩石学和矿物学特征进行了详细室内研究。从蓝闪石片岩中挑选出蓝闪石单矿物进行了40Ar/39Ar同位素年龄测定,结果表明,蓝闪石单矿物的坪年龄值为209±4Ma,等时线年龄值为216±4Ma,坪年龄与等时线年龄基本一致,属于晚三叠世诺利期,这与区域上羌塘中部发育的红脊山—双湖蓝闪石片岩的中—高压变质事件相吻合。由于蓝闪石类矿物的产出具有特殊的构造机制和地质意义,因此双湖以东的才多茶卡地区蓝闪石片岩的新发现及蓝闪石矿物的40Ar/39Ar同位素年代学研究进一步补充和丰富了青藏高原腹地羌塘中部龙木错-双湖构造混杂岩带的物质组成和同位素年代学信息,同时也为解决羌塘地区"龙木错-双湖构造混杂岩带是否向东延伸"等重大基础性地质问题,提供了新的重要资料。研究资料表明,羌塘中部自西向东从冈玛错、红脊山、绒马,经嘎尔错到才多茶卡地区,沿构造线方向断续分布的长达600km的含蓝闪石片岩的中—高压变质岩系,都是龙木错-双湖构造混杂岩带印支期构造活动事件的产物。

龙木错—双湖古特提斯洋俯冲记录——羌塘中部日湾茶卡早石炭世岛弧火山岩

尽管龙木错—双湖结合带经历早古生代—三叠纪的长期演化过程，但已有资料显示羌塘中部沿该带的岩浆活动主要与碰撞作用有关，仍缺乏与俯冲相关火成岩的报道。报道龙木错—双湖结合带西段日湾茶卡东的一套那底岗日组火山岩中安山岩的年龄、岩石及地球化学特征，利用LA-ICP-MS方法测得安山岩锆石U-Pb年龄为330.6±2.8Ma，表明火山活动的时间为早石炭世。该套岩石因遭受硅质流体交代，SiO2含量变化较大（54.84%~72.84%），在Nb/Y-Zr/TiO2×0.00001图解中全部落入安山岩区，属于低—中钾钙碱性系列；微量元素蛛网图明显富集Rb、Th、U等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素，具火山岛弧特征。日湾茶卡安山岩是在羌塘中部发现的早石炭世岛弧型火山岩，为龙木错—双湖古特提斯洋盆晚古生代俯冲作用提供直接的年代学和岩石学证据。

藏北羌塘中部劳日特错花岗斑岩体的特征及构造意义

劳日特错花岗斑岩体全碱含量较高,富铝,低钙镁,高强场元素和稀土元素含量及Ga/Al比值(3.84～6.43,平均为5.07)较高,K2O>Na2O,为造山晚期A型花岗岩,副矿物组合为锆石型,时代属喜马拉雅期。

青藏高原羌塘中部冈玛日—菊花山地区大型逆冲推覆构造的基本特征及形成机制

青藏高原羌塘中部冈玛日地区发现冈玛日-菊花山大型新生代逆冲推覆构造,延伸长度超过200km,总体走向近东西,构成新生代戈木错盆地的北部主干边界。推覆构造在冈玛日一带出露最好,表现为一系列单冲型逆冲断层构成的叠瓦状构造,逆冲断面倾向北,倾角12～20°,逆冲方向190～200°。冈玛日-菊花山逆冲推覆构造的发现,对探讨高原隆升在羌塘地区的表现形式具有重要的科学意义,为探讨新生代戈木错盆地的演化和盆地油气资源远景评价提供了新的构造依据。

藏北羌塘中部日湾茶卡地区堆晶岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其构造意义

在藏北羌塘中部日湾茶卡地区发现蛇绿混杂岩,岩石单元包括堆晶辉长岩、辉长岩岩墙、玄武岩等。通过对该蛇绿岩中堆晶辉长岩的地球化学研究发现,它们属于E-MORB型,与桃形湖和果干加年山地区的蛇绿岩比较相似。堆晶辉长岩(R12T11)中用于LA-ICP-MS定年的锆石具有明显的Ce正异常和Eu负异常,属于典型的岩浆成因锆石;12个测试点的年龄加权平均值为442.7Ma±3.4Ma,表明日湾茶卡蛇绿岩形成于早志留世。日湾茶卡蛇绿岩是龙木错—双湖—澜沧江缝合带内一处新的早古生代洋壳残片,将为进一步揭示龙木错—双湖—澜沧江洋的构造演化提供新依据。

青藏高原羌塘中部泥火山喷发物中沥青脉饱和烃气相色谱特征及其油气地质意义

青藏高原羌塘中部戈木日地区首次发现了成群分布的泥火山,并发现喷发物中含沥青脉岩石的泥火山。泥火山群分布于羌塘中部新生代戈木错盆地,沿冈玛错、布尔嘎错—才玛尔错、五指湖、戈木错、唢呐湖—玛尔果茶卡呈近东西向、串珠状出露在古湖底和冲洪积平原上,受新生代以来活动断裂的控制。