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西藏雅鲁藏布蛇绿岩带及邻区若干关键问题的研究

戴紧根  
【摘要】:雅鲁藏布蛇绿岩带及邻区保存了从古大洋到高原的完整地质记录,因此被誉为研究板块构造和大陆动力学的天然实验室。然而,目前对雅鲁藏布蛇绿岩带的形成时间与机制、其邻区隆升与剥露历史等关键科学问题认识并不清楚。本文选取雅鲁藏布蛇绿岩带及其邻区为研究对象,应用野外地质填图、岩石学、沉积学、地球化学、地质年代学和(U-Th)/He低温热年代学等方法,在雅鲁藏布蛇绿岩带的形成与发展对古、新特提斯洋演化的约束及其邻区隆升与剥露历史等方面取得了一些新认识。 来自雅鲁藏布蛇绿岩带西段纳久辉长岩锆石U-Pb年龄揭示了其早期洋壳的时间为~364 Ma。它们的地球化学特征显示洋岛玄武岩属性,且没有受到任何大陆地壳的混染,表明可能是形成于古特提斯洋内的洋岛。结合区域地质特征,提出了在泥盆纪晚期和石炭纪早期可能在西羌塘、拉萨和冈瓦纳之间存在一个古特提斯洋的分支。雅鲁藏布蛇绿岩带仲巴和日喀则蛇绿岩中的橄榄岩具有低Al_2O_3和CaO含量和U型REE分布型式及分异的PGE型式,表明其形成可能经历两个阶段:先形成于大洋中脊上地幔,然后被圈捕在洋内俯冲带之上的地幔楔中。镁铁质岩石地球化学特征识别出了OIB型、MORB型及IAB型岩石。大部分MORB型岩石富集K,Cs,Ba,Sr等大离子亲石元素和U,Pb等高强场元素,而亏损Nb、Ta元素,暗示它们遭受了俯冲板片上含水流体或者熔体的影响。结合它们锆石U-Pb年龄,本文提出在~130 Ma,由俯冲板片的下沉而在弧前地区形成伸展背景,发生减压熔融,快速形成了该蛇绿岩带中、西段的主体部分。该俯冲在120 Ma结束,然后在大致相同的位置形成了新的低角度的俯冲,使得熔融中心迁移到了冈底斯岩基下,从而产生了大量116-80 Ma的花岗岩,且日喀则弧前盆地在~116 Ma开始发育。 西藏北部的西可可西里盆地沉积学分析和东、西可可西里盆地碎屑锆石U-Pb及Lu-Hf同位素分析表明了它们在古近纪是一个统一的、宽广的盆地,它们的沉积是对高原中部隆升的响应。西藏中、东部磷灰石和锆石(U-Th)/He热年代数据证实了在白垩纪和新生代早期经历了快到中等速率的剥露,在50 Ma后为0.06-0.02 km/Ma低速率的剥露,表明原西藏高原自始新世早期以来在构造和地貌上保持相对稳定。而在高原东部和南部地区,磷灰石(U-Th)/He年龄揭示了在20-10 Ma,雅鲁藏布、澜沧江、怒江、金沙江等河流发生快速下切。该期区域性的河流下切作用,可能是侵蚀基准面下降和亚洲季风加强造成的结果。


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