青藏高原高Mg^#和低Mg^#两类钾质-超钾质火山岩及其源区性质

通过对青藏高原碰撞后钾质-超钾质火山岩的对比分析,提出青藏高原存在羌塘-芒康-滇西（44～28Ma）和冈底斯（25～12Ma）两条高Mg^#钾质-超钾质火山岩带,而可可西里、西昆仑-东昆仑的新生代火山岩则为低Mg^#钾质火山岩.高Mg^#钾质-超钾质火山岩的化学成分均相对高镁低铁和贫钛,微量元素组成以具有类似岛弧火山岩的K/Nb、K/La、Rb/Nb、Pb/La、Ba/La等比值为特征.低Mg^#钾质-超钾质火山岩相对富铁贫镁和高钛,上述元素比值小于岛弧火山岩,大于和近似于洋岛玄武岩,指示岩浆源区富集组分有软流圈流体的贡献.羌塘-芒康的高Mg^#高钾钙碱性和高Mg^#钾玄岩系列指示高原中部受到陆内俯冲作用的影响;30Ma前俯冲板片断离,软流圈上涌,富集岩石圈地幔熔融形成羌塘低Mg^#过碱性钾质-超钾质系列.综合地球物理资料,提出青藏高原在印度大陆岩石圈的强力楔入下,高原内部软流圈物质沿欧亚岩石圈地幔俯冲板片的顶部向北东和南东挤出,使上覆岩石圈地幔发生剪切破裂,形成一系列串珠状高速体与低速体的相间分布,并随时间不断向北扩展.这也是阿尔金和滇西走滑系的深部动力源.正是软流圈与岩石圈的这种相互作用形成了可可西里和西昆仑-东昆仑低Mg^#钾玄质火山岩的软流圈-岩石圈地幔的混源特征.藏南高Mg^#超钾质岩浆源区的显著幔壳混合特征则可能来自印度大陆岩石圈俯冲作用的影响.

“三江”北段昌都陆块晚三叠世钾质-超钾质火山岩成因及地质意义

昌都微陆块内部发育一套晚三叠世粗安岩。本文基于系统的野外踏勘,对具有代表性的火山岩进行岩石学、地球化学等研究。结果显示该区火山岩的Si O2含量为51.36%~58.04%,全碱含量(Na2O+K2O)为5.03%~7.84%,根据岩石K2O,Mg O及K2O/Na2O比值判断,属钾质-超钾质火山岩,具高K、高Al、低Ti的特征。本区岩石强烈富集大离子亲石元素(LILE)和轻稀土元素(LREE),Nb、Ta、Ti的负异常明显,整体特征类似于弧火山岩。其稀土总量较高(270×10-6~960×10-6),轻重稀土分馏明显,重稀土分布形态较平缓。岩石具有较高的初始锶同位素比值(87Sr/86Sr)i=0.7150~0.7176和较低的初始钕同位素比值(143Nd/144Nd)i=0.51180~0.51184,εNd(t)=-10.9^-10.2,二段Nd模式年龄为t2DM=1.82~1.88Ga。本区岩石的地球化学特征显示其源区是由俯冲板片所产生的流体/熔体交代的岩石圈地幔,源区矿物组成分析结果显示,其源区以尖晶石二辉橄榄岩为主,含少量石榴石二辉橄榄岩及金云母。本区钾质-超钾质岩石虽然与西藏南部的钾质-超钾质岩石有相似的地球化学特征,但却产于碰撞后的构造背景之下。结合其所具有的弧火山岩特征及时代构造背景判断其为一种"滞后型"弧火山岩,其形成过程可以概括为三个阶段。

青藏高原新生代两类超钾质岩石的成因--实验岩石学和地球化学约束

青藏高原分布有羌塘—囊谦—滇西和冈底斯两条新生代钾质-超钾质火山岩带。羌塘—囊谦—滇西超钾质岩浆活动的峰值时间为40～30Ma,主体岩石具有Ⅰ型超钾质岩的高MgO和低CaO、Al2O3含量特征;30～24Ma期间羌塘中、西部出现Ⅲ型钾质-超钾质岩浆活动,主体岩石以贫SiO2、高CaO、Al2O3和低MgO/CaO为特征。冈底斯新生代超钾质火山岩也显示I型超钾质岩的高MgO和低CaO、Al2O3含量特征,其形成时间为25～12Ma。综合超钾质岩石的实验资料,可知区内I型超钾质岩的源区以富硅、富钾流(熔)体交代形成的金云母方辉橄榄岩为主;Ⅲ型钾质-超钾质岩浆源区则以斜辉橄榄岩地幔为主。囊谦—滇西Ⅰ型超钾质岩带空间上严格受红河走滑构造带所控制,40～28Ma出现I型超钾质岩浆活动,16Ma转变为OIB型钾质火山岩。岩浆源区从岩石圈地幔向软流圈演变,暗示大型走滑断裂引起的岩石圈地幔减薄和软流圈上涌是导致交代岩石圈地幔金云母分解熔融产生区内I型超钾质岩浆的主控因素。羌塘中部35～34Ma有软流圈来源为主的钠质碱性玄武岩岩浆的喷发,30～24Ma转变为以岩石圈地幔为主要来源的Ⅲ型钾质-超钾质岩浆活动,岩浆源区从软流圈向岩石圈迁移,指示软流圈上涌伴随的富CO2流(熔)体活动是导致古交代岩石圈地幔升温熔融产生Ⅲ型钾质-超钾质岩浆的主控因素,软流圈上涌可能是俯冲板片断离或岩石圈地幔拆沉作用的结果。

拉萨地块钾质-超钾质火山岩或为高分异岩石:来自铷、铯富集的证据

青藏地区拉萨地块、羌塘地块、松潘甘孜-可可西里地块中,广泛发育后碰撞以来的钾质-超钾质火山岩.在上述众多钾质-超钾质火山岩研究数据中,拉萨地块的Rb、Cs等稀碱元素的超常富集程度远高于其他两地块,为了将此现象量化表述,并且尝试对富集原因进行探究.本文通过实测和已公开发表的数据,运用箱线图等统计方法,以及系统的矿物学、地球化学分析手段,量化了三大地块稀碱元素富集程度,对富集成因有了初步认识.结果表明拉萨地块钾质-超钾质火山岩存在较高程度的岩浆分异是导致Rb、Cs等稀碱元素超常富集的主要原因,超常富集区主要分布于火山岩年龄范围为25~13 Ma之间的拉萨地块中西部.并且类比高分异花岗岩的研究成果划分了拉萨地块钾质-超钾质火山岩较高程度分异的Zr/Hf和Nb/Ta判别范围.

藏北羌塘地区新生代火山作用与岩石圈构造演化

自印度大陆与欧亚大陆碰撞以来,藏北羌塘地块依次发育有碱性玄武岩系列、高钾钙碱性系列、钾玄岩系列和过碱性钾质-超钾质系列火山活动.研究表明岩浆源区经历了由早期尖晶石橄榄岩地幔向晚期石榴石橄榄岩富集地幔(EM2)的转变.高钾钙碱性系列和钾玄岩系列安粗质岩石具有高Mg#值和极高的Cr,Ni,Co丰度,指示岩浆可能来自于拉萨地块大陆岩石圈的俯冲作用.藏北过碱性超钾质系列的La/Rb,Zr/Rb,K/La,K/Nb,Rb/Nb和Pb/La值小于岛弧火山岩,大于和类似于洋岛玄武岩,指示岩浆源区具有软流圈流体交代古俯冲地幔楔的属性.而藏南超钾质火山岩和藏东超钾质煌斑岩的上述元素比值类似于和大于岛弧火山岩,暗示源区地幔存在俯冲陆壳释放的流(熔)体的交代作用.上述成因标志支持印度大陆岩石圈俯冲到高原中部,欧亚岩石圈地幔向南俯冲到羌塘之下的结论.文中进一步提出陆内俯冲与藏北、藏东区域大型走滑构造的脉动滑移效应导致高原腹地软流圈脉动上涌,岩石圈脉动减薄产生钾质-超钾质岩浆脉动旋回的成因机制.