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《成都理工大学》 2012年
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西藏措勤地区典中组火山岩地球化学特征及其地质意义

岳相元  
【摘要】:措勤盆地位于西藏冈底斯岩浆岩带的西段北侧,区内新生代火山岩活动十分强烈,形成了一套厚度大于1000m的林子宗群火山岩,岩石学和地球化学特征显示其含有从板块俯冲机制向大陆碰撞机制转变的丰富信息。本文主要对出露于措勤地区的林子宗群下部典中组火山岩进行系统的岩石学、岩石化学、稀土及微量元素地球化学、同位素地球化学研究,探讨其火山岩浆作用过程的特点,揭示本地区典中组火山岩形成的地质构造环境和源区特点。在前人研究资料的基础上,将本地区的研究结果与林周盆地的“标准”典中组火山岩剖面及冈底斯岩浆岩带东西向不同区段的典中组火山岩地球化学、演化特征进行对比,探讨冈底斯岩浆岩带西段与东段在演化过程中的异同性。 研究表明,措勤地区典中组火山岩主要以安山岩、英安岩、流纹岩及安山质、英安质、流纹质火山碎屑岩为主。典中组与下伏地层之间的不整合面是一个规模巨大的区域性不整合面,不整合面上下,岩石组合、古地理面貌都发生了变化,这个不整合面代表着一次重大的构造事件。典中组火山岩的SiO_2的含量变化在53.50~80.92%,为中—酸性岩类,里特曼指数σ3.3, K_2O多大于3%,K_2O/Na_2O值多数在0.65~6.44之间,属于过铝质高钾钙碱性和过铝质钙碱性系列。稀土元素特征显示具有轻稀土元素内部分馏程度高于重稀土元素,重稀土元素配分型式接近水平。具有明显的负Eu异常,δEu值为0.14~0.89,平均为0.58,基本不显铈异常。其REE配分型式介于陆缘弧火山岩和同碰撞火山岩之间。本区典中组火山岩表现出大离子亲石元素Rb相对富集,Sr、Ba相对亏损,而高场强元素Th相对富集,Ta相对亏损,Zr,Hf,U变化范围较大,具有弧型火山岩的地球化学特征。典中组火山岩的~(87)Sr/~(86)Sr初始比值较为接近,变化范围在0.710352~0.713423之间,具有较高的~(87)Sr/~(86)Sr比值;~(143)Nd/~(144)Nd初始比值变化在0.512293~0.512407之间,具有较低的~(143)Nd/~(144)Nd比值。同位素特征显示源区物质可能来自于富集Ⅱ型地幔,即源区为俯冲和再循环的大陆地壳物质与地幔岩发生了混合作用的产物,源区受控于冈底斯地壳基底。 综合研究认为,冈底斯岩浆岩带从东段到西段,典中组火山岩中钾质、铝质含量增高,岩浆源区陆壳成分有增加的趋势。从岩石年龄上看,东段与西段的典中组火山岩在形成时间有一定的差异,即西段典中组火山岩岩浆活动在晚白垩世晚期已经开始且西段时间早于东段大约18Ma,之后岩浆活动逐步向东迁移,一直持续到古新世,也反映出,措勤地区典中期火山活动持续的时间更长。 就冈底斯岩浆岩带而言,印度大陆板块与亚洲板块碰撞可能是从该带西段开始的,之后向东逐渐碰撞闭合,具有斜向穿时特征。本区典中组火山岩较为富钾、富铝以及具有较高的Sr同位素初始比值等地球化学特征还表明:冈底斯岩浆岩带西段地壳厚度可能大于东段,且西段的措勤盆地要比东段的林周盆地远离俯冲带而更靠近大陆一侧。因此,特提斯主洋盆闭合及消失是一个复杂而漫长的历史过程。
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