藏南典型地区林子宗火山岩成分的时空对比及其构造含义

【摘要】：在碰撞带,岩浆作用中富集成分随时间和空间的变化可以为俯冲和碰撞相关过程的地球动力学过程提供深入的认识。但是,要确定这些富集成分的起源还是一个巨大的挑战。在本次研究中,我们选取了西藏南部拉萨地体东段林子宗火山岩(LVS)四个与印度河—雅江缝合带具有不同距离的剖面和拉萨地体西段一个剖面为研究对象,展开了详细研究并报道了系统的数据。在拉萨地体东段,本文报道的林子宗火山岩可以被分为两组:钙碱性Group 1(69～55 Ma),主要包括玄武质—安山质火山岩;钾玄质Group 2(52～50 Ma),主要为酸性岩石和少量镁铁质成分。Group 1样品可能来自交代地幔楔部分熔融产生的玄武质母岩浆的分离结晶过程。交代地幔楔的根据与缝合带位置的不同,分别受到了俯冲相关熔体和古老岩石圈地幔熔体的强烈影响。例如,与缝合带临近的样品具有亏损的Sr-Nd-Pb-Hf同位素组成,重的δ26Mg值,以及高的Ba/Th和Sr/Th元素比值,指示其主要受到俯冲的新特提斯洋板片脱水产生的流体影响;相对的,在远离缝合带的样品中,具有富集的Sr-Nd-Pb-Hf同位素组成,以及高的Th/La和La/Sm 比值,这些特征可以被解释为古老的中部拉萨地体岩石圈地幔熔体加入的结果。Group2的酸性岩石,在靠近和远离缝合带的位置都具有富集的同位素组成,这种特征分别是印度地壳物质和中拉萨地体下地壳物质加入导致的。Group2镁铁质样品具有亏损的同位素组成和较高的(La/Yb)N和Dy/Yb 比值以及低的Zr/Nb 比值,指示其来源于富集的含石榴子石岩石圈地幔,伴随软流圈物质的加入。在拉萨地体西段,林子宗火山岩的形成时代为65-51 Ma(典中组64.5～55.7Ma、年波组54Ma和帕那组51.4～51.1 Ma)。典中组高分异流纹岩与安山岩可能是同源的,流纹岩经历了斜长石、钾长石、磷灰石和锆石的分离结晶。流纹岩样品具有正的锆石εHf(t)值,其源区可能为新生地壳;年波组钾玄质玄武岩和玄武安山岩可能来自富集岩石圈地幔的小程度部分熔融,伴随软流圈物质加入;帕那组钾玄质英安岩可能来自富钾下地壳部分熔融,且有沉积物加入。我们的结果显示,林子宗火山岩形成的构造环境可以被分为三阶段:新特提斯洋的晚期俯冲(68～55 Ma)、到印度—欧亚初始碰撞的开始(约55 Ma)和随后的板片断离(55-50 Ma)。林子宗火山岩中记录的发生在约55 Ma的成分转变,应该考虑样品与缝合带的位置进行谨慎分析。考虑到印度地壳产生的物质从海沟到达岩浆源区需要一定的时间,所以指示印度和亚洲大陆的初始碰撞开始早于50 Ma。