西藏北拉萨区域日土花岗岩之岩石学、地球化学性质研究(2)
发布时间：2014-09-12 15:16
2.1.2拉萨地块区域地质背景
拉萨地块位于青藏高原南部地区，夹持于印度—雅鲁藏布江缝合带（YZSZ）和班公湖—怒江缝合带（BNSZ）之间，其东西长约 2000km，南北宽 100-300km，是一条巨型构造—岩浆岩带。在前人的研究成果相关科学研究基础上，结合 1:25万区域地质调查资料，以洛巴堆—米拉山断裂带（LMF）和狮泉河—纳木错蛇绿混杂岩带（SNMZ）为界，拉萨地块由南向北分隔为南部、中部、北部三部分（Zhuet al.，2011a，b；Zhu et al.，2012）。
组成北拉萨地块的基底以新生地壳为主，上覆中三叠统到白垩系沉积盖层，主要出露下白垩统多尼组和去申拉组，部分地区可能存在前寒武纪结晶基底（朱弟成等，2012，及其中文献）。大量早白垩和少量晚白垩火山岩和同期花岗岩类主要分布在北拉萨地块的东西两侧，如日土三宫岩体（115Ma）（郑有业等，2008）、盐湖花岗岩（107Ma）（于枫，2010）、多尼组火山岩（115Ma）和去申拉祖火山岩（约 110Ma）（康志强等，2010）、班戈岩体（120 ~ 130Ma）（Zhu et al.，2012a）、那曲安山岩（112Ma）（黄玉等，2012）、尼玛火山岩（91Ma）（马国林等，2010）尼玛地区拔拉扎斑岩（92Ma）（王宝弟等，2011）等。
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2.2 日土地区地质背景
研究区位于西藏自治区阿里地区西北部，北拉萨地块的西部，班公湖-怒江缝合带南部，1:25 万日土幅西南，行政区划属日土地区日土县，距日土县城仅5km（图 2-2）。
研究区主要分布地层为侏罗系接奴群及木嘎岗日群。接奴群为一套厚度巨大、岩性单调、化石稀少的复理石-类复理石碎屑岩沉积，下部为一套厚度巨大的砂泥质复理石沉积，中部为一套条纹条带微细粒石英砂岩，其条纹条带异常发育，常显斑马纹状，顶底富含腹足类化石；上部以砂泥质碎屑岩和长石石英砂岩为特征。木嘎岗日群总体岩性较为单调，以复理石细碎屑沉积为特征，局部出现细砾岩、砂砾岩，上部含有较多的灰岩，局部出现火山岩（玄武岩）。有零星蛇绿混杂岩岩片出露。
研究区岩浆岩具有一定规模，主要包括早白垩世花岗岩类和晚白垩世花岗岩类。早白垩世花岗岩类主要分布在研究区中部及东南部，岩石类型有石英闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩、花岗岩等，并含少量的暗色包体。晚白垩世花岗岩类主要分布在研究区中部及西北部，岩石类型有花岗闪长岩、二长花岗岩、黑云花岗岩，并含大量的暗色包体。
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第 3 章 锆石U-Pb年代学和HF同位素和微量元素.........................................16
3.1 分析测试方法 .......................................16
3.2 锆石U-PB年代学 ....................................16
3.2.1 早白垩世.........................17
3.2.2 晚白垩世......................................17
3.3 锆石微量元素 .............................................19
3.4 锆石饱和温度 ..........................................23
3.5 锆石HF同位素特征 ....................................24
3.5.1 早白垩世.............................24
3.5.2 晚白垩世..........................25
3.6 本章小结 ...................................27
第 4 章 日土花岗岩地球化学特征...................................29
4.1 分析测试方法..................................29
4.2 主量元素 ......................................32
4.2.1 早白垩世...................................32
4.2.2 晚白垩世.......................................33
4.3 微量元素 ......................................35
4.3.1 早白垩世................................36
4.3.2 晚白垩世................................36
4.4 本章小结 ..........................................37
第 5 章 日土花岗岩岩石成因...............................................39
5.1 日土地区花岗岩岩石成因类型 ...................................................39
5.2 日土花岗岩与拉萨地块早白垩世花岗岩的对比 ...............................40
5.3 岩浆混合作用与岩石形成过程 ................................42
第 6 章 北拉萨地块构造-岩浆演化
6.1 早白垩世
拉萨地块中北部存在着大范围的岩浆活动，前人对这些岩浆活动开展了大量的研究工作，并主要对其岩石成因和地球动力学背景的进行了研究，提出了多种认识，这些认识包括（1）冈底斯带中北部地区的白垩纪岩浆作用来源于冈底斯和羌塘地块碰撞过程中加厚下地壳的重熔（Xu et al.，1985；Pearce et al.，1988）；（2）冈底斯中北部地区的白垩纪岩浆作用由冈底斯和羌塘地块碰撞引起的软流圈上涌熔融地壳产生的（Harris et al.，1990）；（3）是由新特斯洋壳向北以低角度或平板方式俯冲产生的（Coulon et al.，1986；Copeland et al.，1995；Zhang etal.，2004；Leier et al.，2007）；（4）冈底斯带中北部地区的岩浆活动与班公湖—怒江洋壳向南俯冲有关（Ding et al.，2003；莫宣学等，2005；潘桂堂等，2006；朱弟成等，2006，2008b，2009a；Kapp et al.，2007；Zhu et al.，2009b）。
Coulon et al.（1986）提出拉萨地块中北部的大规模岩浆作用是新特提斯洋壳向北以低角度方式或平板方式俯冲至冈底斯之下的模型，这一模型经过后来的学者不断修改，是对冈底斯大范围岩浆活动作用的一个经典解释，受到众多学者的认同。但是这一经典模型是建立的基础是认为冈底斯带缺少 115~80 Ma 岩浆活动。Gutscher et al.（2000)通过研究认为，俯冲板片以平板方式或者以低角度方式俯冲会产生隔热层使岛弧岩浆不能形成，或者会在俯冲板片前缘形成埃达克岩。近年来有学者在南冈底斯地区发现了早白垩世岩浆活动和早白垩世埃达克质火山岩 ，以及在日喀则弧前盆地的沉积岩中发现了大量的碎屑锆石，其 U-Pb 年龄在 130~100 Ma，很可能是来源于拉萨地块岩基(朱弟成等，2008a；Ji et al.，2009；Zhu et al. 2009；Wu et al.，2010)，这些新发现的证据不符合平板俯冲或低角度俯冲模型所预期的结果。
近年来，在大量高质量的年代学和岩石地球化学证据的支持下，另一种机制被越来越多的认同：即班公湖-怒江洋岩石圈的南向俯冲至冈底斯之下是冈底斯带中北部地区早白垩世发生大规模岩浆作用的机制（潘桂棠等，2006；朱弟成等，2006，2008a，2008b，2009a，2009b；Zhu et al.，2009b）。Zhu et al.(2009, 2011)对拉萨地块中北部中生代岩浆岩的形成年龄进行统计，统计结果显示在拉萨地块中北部地区约 113±5 Ma 曾发生过大规模的岩浆活动，并将这次大规模的岩浆活动定义为“拉萨地块岩浆大爆发事件”，在此基础上推测：随着弧后盆地的不断扩张，在三叠纪早期，拉萨地块开始从澳大利亚板块分离出来，不断扩张的弧后盆地发展成为后来的新特提斯洋。大约在 113±5 Ma 左右，南向俯冲至拉萨地块之下的班公湖—怒江特提斯洋壳发生了板片断离作用(break-off)，断离的板片使得软流圈物质上涌，极热的软流圈物质上涌至岩石圈地幔附近，为岩石圈地幔物质熔融提供了热量，产生了大量的岩浆作用，使得在约 113 Ma 左右时期发生岩浆大爆发事件。
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第 7 章 结论
本文对日土地区白垩世花岗岩开展了岩石学、全岩地球化学、锆石 U-Pb 定年以及 Lu-Hf 同位素和微量元素测试，获得如下认识：
1. 获得了日土白垩世花岗岩岩石以及所含闪长质包体样品的精确锆石 U-PbLA-ICP-MS 年龄，其成岩年龄主要集中在 116~103 Ma 和 83~70 Ma 两期，即早白垩世和晚白垩世。两期的寄主花岗岩和包体成岩年龄一致，表明存在岩浆混合作用；
2. 日土地区早白垩世花岗岩岩石类型主要为闪长岩—花岗岩，Mg#值变化范围较大，为 24 ~ 63，A/CNK 为 0.83 ~ 1.02，属于偏铝质高钙碱性系列岩石。闪长质包体样品 Mg#值较高，为 58~68，A\CNK 为 0.68~0.96，属于中-高钙碱性系列，偏铝质岩石。晚白垩世花岗岩石样品主要为石英闪长-花岗闪长岩-花岗岩，样品 Mg#值相对早白垩世花岗岩样品偏高，为 43~52，A/CNK 为 0.92~0.99，属于偏铝质中—高钙碱性系列岩石。闪长质包体样 Mg#值相对早白垩世闪长质包体样品要低，为 44~52，A/CNK 为 0.87~0.90，属于偏铝质岩石系列；
3. 早白垩世花岗岩与晚白垩世花岗岩具有相似的稀土微量元素特征，富集具有轻稀土元素、亏损重稀土元素，寄主岩轻重稀土分异程度比包体强。花岗质岩石和包体具有相似的微量元素特征，大部分样品均富集大离子亲石元素和 Pb，亏损高场强元素；
4. 两期花岗岩的锆石 Hf 同位素均具有明显的不均一性，变化范围分别为-5.3~+5.6 和+3.9~+11.9；早白垩世花岗岩类普遍具有较老的地壳模式年龄，而晚白垩世花岗岩普遍具有正的锆石 εHf(t) 值和比较年轻的地壳模式年龄。Hf 同位素的不均一性指示幔源组分的重要贡献以及存在岩浆混合作用；锆饱和温度计算表明两期花岗岩的形成温度为 690~781℃，幔源物质贡献较大；
5. 综合野外观察、岩相学和地球化学特征，判别了所研究的两期花岗岩的成因类型，两期都是 I 型花岗岩，岩浆在演化过程中经历了岩浆混合作用和分离结晶作用；
6. 结合已有资料，推测日土地区早白垩世花岗岩可能是在班公湖—怒江洋向南俯冲的动力学背景下，俯冲板片断离引起软流圈物质上涌，使岩石圈地幔和地壳熔融，产生基性岩浆和酸性岩浆，这两者发生岩浆混合作用，混合后的母岩浆发生分离结晶作用后形成了日土早白垩世花岗岩。而晚白垩世花岗岩是在拉萨地块和羌塘地块后碰撞构造环境下，底侵的幔源岩浆使下地壳发生部分熔融，并与其发生混合作用，混合后的岩浆侵入地表，侵位过程中发生了分离结晶作用，最后形成了日土地区晚白垩世花岗岩。
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本文编号：8846
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