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冈底斯带中段北部早白垩世火山岩及其大地构造意义

袁四化  
【摘要】: 青藏高原隶属于特提斯构造域,被誉为研究大陆动力学的天然实验室。古生代—中生代的特提斯大洋两侧的多岛弧盆系奠定了青藏高原的物质基础,形成了三大造山系。新生代印度大陆与亚洲大陆的碰撞造就了世界上规模最大的、最高的高原。位于高原中部的冈底斯带(相当于传统的拉萨地块/地体)保存有丰富的特提斯演化记录,对这些记录的研究,是国内外地学界长期关注的焦点。冈底斯带上广泛发育的岩浆岩是人们探索高原形成演化的一个重要载体,然而人们多注重于印度与亚洲碰撞过程的岩浆活动和构造过程的研究,而对于前新生代的岩浆活动和构造过程研究尚显不足。前人对冈底斯带中生代岩浆活动虽然做过一些研究,但是主要集中在冈底斯带南部的中新生代岩基和火山岩,而对北部几条规模巨大的中生代火山岩却没有进行详细的年代学及岩石地球化学研究,限制了对冈底斯中生代演化的理解。为了丰富冈底斯带中生代的构造演化资料,有必要选取关键区域,对有关火山岩进行深入而系统的研究。基于上述研究目的,本论文选取尼玛到申扎一带广泛出露的中生代火山岩为研究对象,在详细的野外地质调查的基础上,通过岩石学、锆石SHRIMP和LA-ICPMS U-Pb年代学和岩石地球化学等综合研究,探讨了其形成时代、成因和构造环境,同时结合区域构造、沉积地层等资料,取得了以下认识: (1)冈底斯带中段北部的地层系统中,以大面积出露的火山沉积地层为主,主要以早白垩世为主,早期以沉积地层为主,晚期以火山岩为主。以永珠一纳木错蛇绿混杂岩带为中轴,两侧对称分布。 (2)申扎地区的则弄群火山岩主要由玄武安山岩、安山岩和英安岩组成,化学成分以高钾钙碱性火山岩为主,微量元素分布特征相似,富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Th、U等)和轻稀土元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,稀土配分模式均表现为一致的轻稀土富集右倾型,可能反应了其母岩浆的同源性。地球化学特征与弧火山岩相似。底部英安岩锆石SHRIMP U-Pb年龄约为116.7Ma,顶部英安岩锆石LA-ICPMS U-Pb年龄为110.9Ma,为永珠—纳木错弧后洋盆在早白垩世向南俯冲消减的产物。 (3)多尼组火山岩主要由玄武安山岩、安山岩、英安岩和流纹岩组成,上部主要为长英质火山岩,为连续的岩浆演化序列,化学成分主要属于中—高钾钙碱性火山岩,具有明显富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Th、U等)和轻稀土元素、亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti等)等特征类似于岛弧火山岩,富集强不相容性元素Rb、Th、U,而亏损Nb、Ta、Ti的特点,表现出明显的弧火山岩成分特征。上部长英质火山岩与南部林子宗群酸性火山岩具有非常相似的蛛网图曲线,表明多尼组酸性岩与中基性岩可能来自不同的岩浆源区,前者很可能来源于上覆地壳的部分熔融,后者可能与来自消减沉积物和/或蚀变玄武质洋壳的含水流体引起上覆地幔楔物质的部分熔融有关。多尼组火山岩上部长英质火山岩年龄时限为116-114Ma,代表了申扎弧与班戈弧碰撞的开始。 (4)去申拉组主要为玄武岩,安山岩,总体上具有富集强不相容性元素Rb、Th、U,而亏损Nb、Ta、Ti的特点,与弧火山岩的特征相似。去申拉组成因比较复杂,可能为班公湖—怒江的残余洋盆俯冲的产物。 (5)从大地构造相分析,综合研究区的岩浆活动、沉积学、构造地质学研究,详细解剖了永珠—纳木错弧-弧碰撞带的演化过程,经历了中-晚三叠世的伸展裂陷,侏罗纪—早白垩世早期的扩张,-130Ma永珠—纳木错弧间洋盆双向俯冲,116-110Ma初始弧-弧碰撞,110Ma碰撞结束。 (6)根据多岛弧盆系和增生造山理论,结合研究区的区域地质资料,首次提出冈底斯带中北部为—典型的增生造山带,自中-晚三叠世受班公湖—怒江洋的后退式俯冲制约,火山前锋向海沟方向迁移,导致弧前增生和弧后伸展拉张,侏罗纪—早白垩世出现多岛弧盆系统。 (7)从比较大地构造学角度出发,将永珠—纳木错弧-弧碰撞带与东南亚现今正在进行的马鲁古海弧-弧碰撞带作比较,认为多岛弧盆系构造是造山带研究尤其是造山带细结构研究的一把实用的钥匙。


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