羌塘巴毛穷宗新生代火山岩地球化学特征及岩石圈构造演化

发布时间：2018-12-27 14:47

【摘要】：藏北羌塘地区广泛分布的新生代火山岩是岩石圈构造演化的记录，为高原的隆升机制及深部动力学等重大科学问题的研究提供了重要的深部岩石探针和研究窗口。本文对北羌塘巴毛穷宗新生代碱性钾质-超钾质火山岩的全岩主量、微量元素和同位素地球化学进行了系统的综合分析，采用电子探针、激光ICP-MS技术对火山岩中发现的的橄榄石、金云母和单斜辉石巨晶以及斑晶矿物进行了系统的矿物地球化学测试和成因研究，综合分析了巴毛穷宗碱性钾质-超钾质火山岩的岩浆作用过程和岩浆源区性质。在上述研究基础上，，综合地球物理最新研究成果，对藏北岩石圈构造演化进行了探讨，以期为探索藏北新生代碱性钾质-超钾质火山岩的起源与岩石圈构造演化关系提供新的约束。巴毛穷宗碱性钾质-超钾质火山岩形成时代为古近纪渐新世（19~34Ma）。主要岩石组合为碧玄岩-碱玄岩、碱玄质响岩、响岩质碱玄岩、响岩、粗面玄武岩、碱性粗面岩。火山岩的全碱含量较高，Na2O/K2O为0.33~3.33，平均为0.87，主体为一套钾质火山岩，属于钾玄岩系列。全岩Mg#变化范围较大，最高可达71.08；全岩稀土总量在825.84×10-6~1720.11×10-6之间，平均为1241.2×10-6，LREE/HREE为20.73~408.72，岩石球粒陨石标准化稀土配分曲线呈现右倾型，富集轻稀土元素，轻重稀土分异强烈；岩石（La/Yb）N介于40.9~122.13，(Ce/Yb)N介于27.75~81.45，δEu为0.74~1.38，仅有微弱的负Eu异常或正Eu异常。在εNd(t)-87Sr/86Sr图解中， Sr-Nd同位素组成具有负的εNd(t)值（-0.45~-11.39）和高的87Sr/86Sr值（0.7079~0.7094），从碧玄岩到响岩εNd(t)值显示出逐渐增大的变化趋势，但87Sr/86Sr值变化不明显，表明岩浆有着复杂的演化过程。矿物学的研究表明，橄榄石巨晶和金云母巨晶均为捕掳晶，其中橄榄石巨晶的化学组成显示为岩浆结晶成因特征，金云母巨晶为地幔来源，单斜辉石巨晶为岩浆早期结晶成因。碧玄岩-碱玄岩中的单斜辉石斑晶普遍发育有复杂的环带结构，部分核部为绿色，称为“绿色辉石”，绿核辉石环带的成分和结构特征反映了同源碱性钾质岩浆在壳内岩浆房中发生了岩浆补给—混合作用，复杂的环带结构记录了混合岩浆的结晶过程。 Sr-Nd同位素组成的变化趋势揭示出壳内岩浆房发生的补给岩浆在Nd同位素组成上与先存岩浆存在明显差异，由于巴毛穷宗碱性钾质-超钾质火山岩的Sr、Nd含量分别是羌塘麻粒岩包体的11.5倍和5.46倍，Nd同位素组成的变化趋势不能用岩浆同化新生地壳岩石来解释，随着岩浆演化εNd(t)值的增大趋势反映出补给岩浆的熔融过程中存在OIB型软流圈地幔物质的贡献。区内碧玄岩和碱玄岩具有母岩浆的Mg#和Cr含量，其Sr-Nd同位素组成指示岩浆起源于古俯冲作用形成的富集岩石圈地幔。综合地震层析成像资料和藏北火山岩的时空分布特征，提出青藏高原南部冷地幔下降流和西昆仑-可可西里地幔上升流是受新特提斯和印度大陆俯冲板片断离所驱动的统一地幔对流体系。随着亚洲大陆的持续缩短，印度大陆岩石圈俯冲前缘不断北移，冷地幔下降流随之不断向北扩展，并推挤藏北地幔低速体不断向北迁移。巴毛穷宗的岩浆活动暗示了现今西昆仑-可可西里上地幔低速体在34~19Ma时位于羌塘之下。
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【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P588.14

【参考文献】