發(fā)布時間：2020-10-31 16:42

　　 大洋板塊的俯沖作用會導致弧巖漿作用的形成,對巖漿弧的識別與研究是還原古大洋演化過程的基礎。松多古特提斯縫合帶位于拉薩地塊內(nèi)部,代表了松多古特提斯洋俯沖閉合的遺跡,然而大洋的俯沖閉合過程仍不明確。本文選擇松多地區(qū)二疊紀-侏羅紀巖漿巖作為研究對象,通過野外巖石學、鋯石U-Pb年代學及Lu-Hf同位素、全巖地球化學及全巖Sr-Nd同位素的研究,結合區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)資料,探討中二疊世-早侏羅世時期巖漿巖的巖石成因及殼-幔相互作用,探索多期次巖漿作用與青藏高原多洋盆演化之間的聯(lián)系,最終建立松多地區(qū)構造-巖漿演化模型。通過對唐加-松多地區(qū)巖漿巖進行LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年研究,共識別出4期弧巖漿作用:中二疊世閃長巖鋯石U-Pb年齡為263±3 Ma,中三疊世花崗巖鋯石U-Pb年齡為238±1 Ma,晚三疊世花崗閃長巖鋯石U-Pb年齡為208~201 Ma,早侏羅世花崗閃長巖鋯石U-Pb年齡為201~194 Ma。結合前人報道的巖漿巖年代學資料,將松多地區(qū)巖漿弧的形成時間劃分為以下4個期次:中二疊世(約263 Ma)、中三疊世(約238 Ma)、晚三疊世早期(約237~221Ma)、晚三疊世末期-早侏羅世(約213~190 Ma)。中二疊世巖漿巖出露于松多巖組內(nèi)部,較高的MgO含量和Mg~#指示其巖石類型為高鎂閃長巖,對巖石類型進一步劃分為贊岐巖型閃長巖。對閃長巖全巖地球化學及全巖Sr-Nd同位素的研究表明巖漿主要來自于受俯沖洋殼熔體交代的虧損地幔源區(qū)。結合區(qū)域內(nèi)榴輝巖及洋島巖石資料,本文認為松多中二疊世巖漿巖可能形成于松多古特提斯洋北向初始俯沖的構造環(huán)境中,有可能代表了松多古特提斯洋中二疊世時期的巖漿弧。中三疊世巖漿巖侵位于松多巖組變形地層中,巖相學及全巖地球化學研究表明巖石為過鋁質花崗巖,主要來自于成熟地殼物質的部分熔融。鋯石Lu-Hf同位素和全巖Sr-Nd同位素指示中三疊世花崗巖的巖漿源區(qū)存在地幔物質成分的貢獻,巖漿主要來源于受地幔物質底侵交代的古老下地殼。結合松多巖組構造變形及松多榴輝巖年代學資料,提出中三疊世巖漿巖可能形成于松多古特提斯洋俯沖向碰撞轉化的構造環(huán)境中。晚三疊世早期巖漿巖出露于中拉薩地塊達布拉地區(qū)與南拉薩地塊昌果地區(qū),地球化學特征指示達布拉巖體為強過鋁質花崗巖,昌果火山巖具有弧巖漿巖特征。結合松多地區(qū)榴輝巖的變質年齡,本文認為達布拉巖體可能形成于中、南拉薩地塊碰撞后松多古特提斯洋板片斷離的構造環(huán)境中;昌果火山巖形成于新特提斯洋初始俯沖的構造環(huán)境中。晚三疊世末期-早侏羅世巖漿巖廣泛出露于松多地區(qū),巖石學及巖相學研究表明晚三疊世末期-早侏羅世時期巖漿巖發(fā)生巖漿混合作用,全巖地球化學及全巖Sr-Nd同位素指示巖漿來源于古老下地殼物質的部分熔融,且伴隨有受俯沖板片流體交代的影響的幔源物質加入。結合拉薩地塊內(nèi)同期巖漿巖資料,認為晚三疊世末期-早侏羅世巖漿巖形成于新特提斯洋俯沖的構造環(huán)境中。根據(jù)松多地區(qū)二疊紀-侏羅紀巖漿作用的研究,結合區(qū)域內(nèi)高壓變質巖、蛇綠巖、地層學及古地磁的資料,本文建立了研究區(qū)松多古特提斯洋在中二疊世初始俯沖、中三疊世洋-陸轉化的模型,晚三疊世早期松多地區(qū)受到新特提斯洋初始俯沖影響,并于晚三疊世末期-早侏羅世時期受到新特提斯洋的持續(xù)俯沖形成大規(guī)模弧巖漿事件。
【學位單位】：吉林大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2020
【中圖分類】：P588.11
【部分圖文】：

青藏高原由一系列裂解自岡瓦納大陸的塊體/微陸塊不斷拼貼至歐亞大陸南緣形成,具有“多陸塊、多島弧”的基本構造格架。青藏高原的形成經(jīng)歷了自古生代以來一系列大陸裂解、洋盆擴張、大洋俯沖消減與閉合、弧-陸碰撞以及陸-陸碰撞造山等過程,表現(xiàn)出“多洋盆、多俯沖、多碰撞、多造山”的地球動力學特點(Yin and Harrison,2000;許志琴等,2006,2016;Mo et al.,2007,2008;Zhu et al.,2013)。復雜長期的演化歷史造就了青藏高原豐富的陸表地質內(nèi)容與特殊的陸下巖石圈結構,同時印度大陸持續(xù)向北碰撞擠壓使得青藏高原成為世界上海拔最高的高原(平均海拔>4000米)。青藏高原由于自身的種種獨特性,使其成為研究大陸動力學理論及板塊構造演化的“天然實驗室”,受到地學界的長期密切關注(Dewey et al.,1988;Murphy et al.,1997;Kapp et al.,2007;Wang et al.,2008)。隨著上世紀七十年代板塊構造學說引入青藏高原構造研究領域,青藏高原上劃分出5條重要的板塊縫合帶,被縫合帶所劃分的各次級地塊呈東西向夾持于縫合帶之間,構成了如今的青藏高原大地構造格架(圖2.1)。這5條縫合帶從北向南依次為:東昆侖縫合帶、金沙江縫合帶、龍木錯-雙湖-瀾滄江縫合帶、班公湖-怒江縫合帶和印度-雅魯藏布江縫合帶。這些板塊縫合帶將青藏高原劃分為5個次級地塊,從北向南依次為:松潘-甘孜地塊、羌北-昌都地塊、羌南-保山地塊、拉薩地塊和喜馬拉雅地塊(圖2.1)。下文主要對本文研究區(qū)所處的拉薩地塊進行介紹。

通過本次野外調查以及室內(nèi)工作,在唐加地區(qū)新識別出一期中二疊世巖漿巖。中二疊世侵入巖體出露于唐加鄉(xiāng)仲尼村,侵位于上石炭統(tǒng)-下二疊統(tǒng)松多巖組之中(圖2.2b)。中二疊世巖體出露范圍不足1 km2,巖體表面呈灰白色(圖3.1a)。巖體主要巖性為閃長巖,具有半自形中粒等粒結構,塊狀構造,巖石內(nèi)可見寬5~20 mm石英細脈穿插于其中(圖3.1b)。閃長巖由斜長石、角閃石、黑云母、石英以及少量磷灰石、鋯石等副礦物組成(圖3.1c)。其中斜長石含量約占55%,粒度在0.5~2 mm之間,呈板柱狀,發(fā)育聚片雙晶;石英含量約占5%,呈半自形粒狀,粒度在1 mm左右,鏡下具波狀消光;角閃石約占30%,粒度在0.5~1.5 mm之間,呈長柱狀,發(fā)育兩組斜交解理;黑云母約占總含量的10%,粒度在0.6 mm左右,呈它形-半自形片狀,發(fā)育一組極完全解理,具深棕色-深褐色多色性。3.2 鋯石U-Pb年代學與Hf同位素

本次研究對閃長巖(S18T53)年齡樣品進行U-Pb年代學與Hf同位素研究,采樣坐標為北緯29°56′19″,東經(jīng)91°50′21″(圖2.2b)。將閃長巖樣品中測得的有效數(shù)據(jù)點的代表性鋯石陰極發(fā)光圖像單獨成圖(圖3.2),CL圖像中鋯石顯示出不明顯的巖漿振蕩韻律環(huán)帶結構,部分鋯石中含有不透明包裹體。閃長巖樣品中的鋯石多呈不規(guī)則粒狀,粒度大小不一,粒徑在100~300μm之間,長寬比多在1:1~2:1之間。本次研究共選取了30顆測點進行了鋯石U-Pb年齡測試,定年測試結果列于表3.1,鋯石微量元素數(shù)據(jù)見表3.2。鋯石Th含量為17.19~74.25 ppm,U含量為38.52~95.28 ppm,Th/U比值在0.36~0.85之間(>0.1)。30個測點的206Pb/238U年齡在267~258 Ma之間,206Pb/238U加權平均年齡為262.8±2.8 Ma(MSWD=0.087)(圖3.3a)。鋯石的稀土元素配分模式中顯示出重稀土元素富集的特征(圖3.3b),結合鋯石形態(tài)及Th/U比值表明閃長巖中的鋯石為典型的巖漿鋯石(Hoskin and Black,2002),上述加權平均年齡能夠代表巖漿結晶的時代,即中二疊世。在閃長巖樣品中選取8顆已獲得U-Pb定年結果的鋯石進行Lu-Hf同位素測試,測試結果見表3.3。鋯石的176Hf/177Hf比值為0.282958~0.282982(平均值=0.282969),εHf(0)值為+6.6至+7.4(平均值=+7.0),εHf(t)值為+12.4至+13.0(平均值=+12.6),對應的一階段模式年齡(TDM1)與地殼模式年齡(TDMC)分別為414~382 Ma和505~455 Ma(圖3.4)。
【參考文獻】

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本文編號：2864214