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青藏高原冈底斯带东南部新生代多期埃达克质岩浆作用及构造意义

刘峰  
【摘要】:青藏高原南部的冈底斯岩浆岩带位于印度大陆与欧亚大陆碰撞带的北侧,其中发育的大量中、新生代的岩浆岩形成在新特提斯洋壳向北俯冲到拉萨地体之下的安第斯型和印度与欧亚大陆碰撞-俯冲的喜马拉雅型造山过程中。这些岩浆岩主要为钙碱性,显示出典型的岛弧岩浆岩特征,但晚白垩世(90-80Ma)和中新世(26-10Ma)的两期岩浆活动产物显示埃达克质岩特征。其中晚白垩世埃达克岩的形成与新特提斯洋壳水平俯冲作用或洋脊俯冲作用有关,而中新世埃达克岩形成在后碰撞伸展环境,与同时代幔源钾质-超钾质火山岩(25-10Ma)和一些过铝质花岗岩(24-18Ma)共生。 埃达克岩作为具有特定地球化学成分和特殊成因意义的一类岩石,在揭示板块俯冲与大陆碰撞过程中地壳生长与增厚机制上具有重要意义。本文研究揭示了冈底斯带东南部发育的四期新生代埃达克质花岗岩,早古新世(62Ma)的江河汇流岩体已经被变质成片麻岩,鳞片粒状变晶结构,片麻状构造,主要由斜长石、石英、角闪石、黑云母和石榴石组成,锆石岩浆核部给出了62Ma的结晶年龄,而变质边给出了29Ma的变质年龄。早始新世的布久岩体为似斑状结构,弱片麻状构造,经历了不均匀变形,主要由斜长石、微斜长石、石英和黑云母组成,其岩浆锆石给出的结晶年龄为54Ma。同时,早始新世的埃达克质花岗岩呈脉状产出,其由斜长石、微斜长石、石英、黑云母、绿帘石和白云母组成。晚始新世的卧龙岩体,多呈块状构造,富含暗色包体,由斜长石、微斜长石、石英、黑云母和角闪石组成,岩浆锆石给出了38Ma的结晶年龄。渐新世的江河汇流北岩体,由斜长石、微斜长石、石英、黑云母、角闪石、绿帘石和少量榍石组成,岩浆结晶年龄为29Ma。 这些花岗岩具有类似的全岩化学成分,Sr含量为383~1214ppm、Yb含量为0.3-1.17ppm, Y为3.73~14.4ppm,其Sr/Y值为52.3-163、(La/Yb)N值为18.4-136,显示出埃达克质岩石的地球化学特征。另外,相对于俯冲相关的埃达克岩,它们具有相对高Si02含量(63.280%-72.64%)、低MgO含量(0.72%-2.73%)、Mg#(39-54),和低的相容元素含量(Cr=6.29~29.9ppm, Ni=3.1~19.6ppm)。大部分花岗岩具有亏损且变化范围较大的锆石Hf同位素组成,反映其岩浆源区为新生地壳;而早始新世布久岩体具有相对低的εHf(t)值(-5.3-1.2),以及老的TDMC模式年龄(1.1-1.5Ga),反应源区有老的陆源物质。上述地球化学特征表明它们的母岩浆应起源于加厚下地壳的部分熔融。 这些埃达克质花岗岩,以及已发表的钙碱性花岗岩的形成年龄,反映了冈底斯东南部地区在古新世-晚渐新世经历了持续的岩浆活动。早古新世(62Ma)的埃达克质岩浆作用与同时代的深熔、变质作用一起表明拉萨地体南部地壳在早古新世已经增厚到40km,其后的埃达克质花岗岩(La/Yb)N相对增高,可能暗示了在62-53Ma期间,印度-欧亚大陆的碰撞引起了地壳的进一步增厚。早古新世(62Ma)到晚始新世(38Ma)埃达克质花岗岩的形成可能与陆-陆碰撞及俯冲过程中新特提斯洋板片的回转及断离有关;而渐新世(29Ma)埃达克质花岗岩的形成可能与后碰撞阶段的高原内部岩石圈地幔减薄、软流圈上涌和地壳东西向伸展以及随后的高原隆升过程有关。


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