青藏高原北羌塘榴辉岩质下地壳及富集型地幔源区——来自新生代火山岩的岩石地球化学证
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青藏高原羌塘中部榴辉岩岩石学研究进展王晓赛;杜瑾雪;王根厚【期刊名称】《地球科学与环境学报》【年(卷),期】2017(039)005【摘要】羌塘中部低温高压变质带是青藏高原内部延伸规模最大的高压变质带,是了解青藏高原早期形成与演化的重要窗口.该高压变质带沿龙木错—双湖缝合带出露,主要由多硅白云母片岩、蓝片岩和榴辉岩等组成,其中榴辉岩在片石山、果干加年山、戈木及冈玛错等地区出露.羌塘中部榴辉岩以透镜体状、块状和互层状产出于多硅白云母片岩或变沉积岩中.现有资料表明,榴辉岩变质作用峰期阶段矿物组合为石榴石+绿辉石+多硅白云母+金红石±蓝闪石±石英;部分地区榴辉岩石榴石中发现的盒子状绿帘石+钠云母两相包裹体和传统地质温压计结果均表明,榴辉岩变质作用峰期可能达到了硬柱石榴辉岩相.尽管部分榴辉岩中保留了绿辉石出溶叶片状石英,石榴石出溶金红石、石英、角闪石针状体和磷灰石出溶金红石等疑似超高压变质作用证据,但迄今为止,榴辉岩中还未发现柯石英、金刚石等典型超高压指示矿物,并且石榴石成分“超高压指针”以及传统地质温压计重新计算均表明羌塘中部榴辉岩并未经历超高压变质作用.榴辉岩折返P-T轨迹具有近等温降压的特点,经历了多期退变质作用.%The low-temperature high-pressure (LT-HP) metamorphic belt in central Qiangtang is the largest high-pressure metamorphic belt occurring in Qinghai-Tibet Plateau,and is an important window for understanding the early formation and evolution of Qinghai-Tibet Plateau.The high-pressure metamorphic belt is mainly exposed along Longmu Co-Shuanghu suture zone,and is composed of phengiteschists,blueschists,eclogites and so on.Among these high-pressure rocks,the eclogites in central Qiangtang are found inPianshishan,Guoganjianian Mt.,Gemu and Gangma Co,and occur as lenses,blocks and layers in phengite schists or metasediments.Based on the available data,the mineral assemblage of the peak eclogite-facies stage of eclogites in central Qiangtang is garnet + omphacite + phengite + rutile ± glaucophane-±-quartz.The pseudomorphs of box-shapeepidote+paragonite found in garnet and P-T results from traditional geothermobarometers indicate that they have reached the lawsonite eclogite-facies metamorphism.Although some eclogites preserve the evidence of suspected ultra-high pressure metamorphism,such as the quartz lamellae exsolves from omphacite,the rutile,quartz or amphibole exsolve from garnet,and the rutile exsolves from apatite,there is no typical ultra-high pressure indicator mineral (such as coesite,diamond,etc.) in the eclogites."The ultra-high pressure indicator" from garnet compositions and P-T recalculation using traditional geothemobarometers indicate that the eclogites in central Qiangtang do not undergo the ultrahigh-pressure metamorphism.The eclogites in central Qiangtang have a retrograde P-T path characterized by the isothermal decompression,and experience several stages of retrograde metamorphism.【总页数】13页(P620-632)【作者】王晓赛;杜瑾雪;王根厚【作者单位】中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京100083;中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京100083;中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】P588.3【相关文献】1.青藏高原羌塘中部榴辉岩Ar-Ar定年 [J], 李才;翟庆国;陈文;于介江;黄小鹏;张彦2.青藏高原北羌塘榴辉岩质下地壳及富集型地幔源区--来自新生代火山岩的岩石地球化学证据 [J], 赖绍聪;刘池阳3.青藏高原羌塘中部不同时代榴辉岩的识别及其意义——来自榴辉岩及其围岩40Ar-39Ar年代学的证据 [J], 张修政;董永胜;李才;陈文;施建荣;张彦;王生云4.青藏高原羌塘中部榴辉岩地球化学特征及其大地构造意义 [J], 张修政;董永胜;李才;施建荣;王生云5.藏北羌塘中部戈木日榴辉岩的岩石学、矿物学及变质作用pTt轨迹 [J], 翟庆国;李才;王军因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
青藏高原大陆动力学的科学问题李德威1a,1b,庄育勋2(1.中国地质大学a.地球科学学院;b.青藏高原研究中心,武汉430074;2.中国地质调查局基础调查部,北京100011)摘 要:在初步分析大陆动力学的基本含义及其与岩石圈动力学关系的基础上,提出了青藏高原大陆动力学8个方面的科学问题,其核心科学问题是:青藏高原的形成是印度板块与欧亚板块碰撞的滞后效应还是大陆板内构造过程;青藏高原不同构造演化阶段是否具有不同的动力学机制;解体的青藏高原岩石圈下地壳何时、何处、如何和为何流动;青藏高原怎样与周边的盆地同步强耦合作用;如何通过青藏高原大陆动力学的创新带动能源、资源、环境、灾害等应用基础理论的创新。
关键词:大陆动力学;下地壳;盆山耦合;青藏高原中图分类号:P541 文献标识码:A 文章编号:100027849(2006)022******* 作为世界屋脊的青藏高原被誉为地球第三极,具有面积大、海拔高、纬度低、时代新、地壳厚、块体多、隆升快、变形强、现象典型等特点,是现今大陆上最年轻、最典型、最神奇的大陆构造单元,集中体现了大陆动力学的重大前沿科学问题,是国际地学界公认的建立大陆动力学理论体系的最佳野外实验室。
从某种程度上说,青藏高原的理论创新将引领正在孕育之中的地学革命的新方向。
此外,青藏高原是中国最有潜力的战略性矿产资源的接替基地,是研究地震、滑坡、泥石流的天然实验场和全球气候变化的启动器。
在新地学革命孕育时期,如何认识大陆动力学;如何发挥青藏高原的地域优势;对青藏高原大陆动力学前沿科学问题的把握是否准确,在很大程度上都将决定中国地球科学家对世界地球科学的贡献,也有助于中国地学界实现从跟踪模仿到自主创新的转折,跨越式进入地学强国。
1 大陆动力学1.1大陆动力学与岩石圈动力学的关系越来越多的地质现象对用岩石圈板块学说解释大陆地质提出了重大质疑,地球科学在经历了板块构造这场大革命之后,又处在一个大发展的起跑线上。
1000 0569/2019/035(02) 0405 22ActaPetrologicaSinica 岩石学报doi:10 18654/1000 0569/2019 02 09西藏中拉萨地块西段左左乡晚侏罗世 早白垩世花岗岩年代学、地球化学与岩石成因齐宁远 赵志丹 唐演 闫晶晶 石卿尚 刘栋 朱弟成 SHEIKHLawanginQINingYuan,ZHAOZhiDan ,TANGYan,YANJingJing,SHIQingShang,LIUDong,ZHUDiChengandSHEIKHLawangin地质过程与矿产资源国家重点实验室,中国地质大学地球科学与资源学院,北京 100083StateKeyLaboratoryofGeologicalProcessesandMineralResources,andSchoolofEarthScienceandMineralResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China2018 08 20收稿,2018 12 17改回QiNY,ZhaoZD,TangY,YangJJ,ShiQS,LiuD,ZhuDCandSheikhL 2019 Geochronology,geochemistryandpetrogenesisoftheLateJurassic EarlyCretaceousgranitoidsinZuozuo,westernCentralLhasaTerrane,Tibet ActaPetrologicaSinica,35(2):405-422,doi:10 18654/1000 0569/2019 02 09Abstract Theresearchonthepetrogenesis,magmasourceregionandevolutionoftheMesozoicmagmatisminthewesternCentralLhasaTerraneisstillambiguousandfurthergeological,geochemicalandgeochronologicalworkisneeded Thisworkmainlyfocusesonpetrography,geochemistry,zirconU Pbgeochronology,traceelementsandHfisotopeanalysis,inordertobetterrevealthenatureofsourceregionandgeodynamicprocessesofthemagmatisminZuozuo,GarCounty,westernoftheCentralLhasaTerrane ThegranodioriticanddioriticbatholithlocatedinthenorthofZuozuowereformedatLateJurassic(163Maand160Ma),whereastheagesofgranodioriteanddioriteinthesouthsideofZuozuoarerangingfrom142Mato147Ma ThehostgranodioriteanddioriteofLateJurassicinthenorthandEarlyCretaceousbatholithsinthesouthsideofZuozuoaregeochemicallymetaluminoustoweakperaluminous,highpotassiumcalcium alkalineI typegranite Theyareenrichedinlargeionlithophileelements(LILEs),andlightrareearthelements(LREEs)anddepletedinhighfield strengthelements(HFSEs).ThehostrocksfromtheLateJurassicbatholithhavenegativeandrelativelyuniformεHf(t)value(-16 8~-13 6),whichindicatesitsoriginfrommeltingofancientlowercrustmaterial EnclavesfromtheLateJurassicbatholithhavesimilarrelativelynegativeanduniformεHf(t)value(-15 7~-13 6).CombinedwiththehighercontentsofMgO,CrandNiintheLateJurassichostrocksandenclaves,wemayinferthattheyshouldbemeltingofancientenrichedmantle,andthereissufficientmagmamixingbetweenthetwomagmarepresentedbytheLateJurassichostgranodioriteandthedioriteenclaves GranitoidsfromtheEarlyCretaceousbatholithhasrelativenegativeandwiderangeofεHf(t)values(-8 2~-4 8and-3 8~+0 2),whichsuggestsmuchdepletedmantlesubstancesintheEarlyCretaceousmagmatism,andthedepletedmantlematerialismagmamixedwiththeacidicmagmaformedbythemeltingoftheancientcrustalmaterialoftheLhasaTerrane Afterthemagmamixing,theamphiboleandfeldsparwerefirstseparatedandcrystallized,andaseriesofmediumgrainedacidicrocksoftheEarlyCretaceousbatholithinthesouthwerecrystallized TheincreaseintheamountofthedepletedmantlematerialsintheEarlyCretaceousisprobablyduetotheroll backofthesouthwardsubductionofBangong NujiangNeo TethyanoceanicseafloorKeywords Granodiorite;Granite;Dioriteenclaves;Zuozuo;WesternsectionoftheCentralLhasaTerrane摘 要 近年来对青藏高原中拉萨地块西部中生代岩浆作用的源区、成因和演化等问题的研究较少。
青藏高原羌塘中部不同时代榴辉岩的识别及其意义——来自榴辉岩及其围岩40Ar-39Ar年代学的证据张修政;董永胜;李才;陈文;施建荣;张彦;王生云【期刊名称】《地质通报》【年(卷),期】2010(29)12【摘要】羌塘中部高压变质带由榴辉岩、石榴子石白云母片岩、蓝片岩等组成,与蛇绿混杂岩、晚古生代浅变质地层岩片等共同构成了龙木错-双湖板块缝合带这一构造混杂岩带.目前已先后在片石山地区、果干加年山地区和冈玛错地区发现典型的榴辉岩,以片石山和果干加年山地区的榴辉岩为研究对象.片石山地区的榴辉岩为低温型榴辉岩,围岩为石榴子石白云母片岩,变质作用峰期温压条件为T=500℃,p=2.3GPa.已获得230~244Ma锆石sHRIMP U-Pb年龄和石榴子石Lu-Hf等时线年龄,代表榴辉岩相变质作用的时代.榴辉岩及其围岩在误差范围内具有相同的Ar-Ar年龄,为210~220Ma,代表了榴辉岩及其围岩冷却括升至近地表的时代.果干加年山地区的榴辉岩具有和片山地区榴辉岩相似的野外产状、矿物组合、温压条件和围岩.Ar-Ar年代学研究显示,果干加年山地区的榴辉岩在240Ma左右即已折返并抬升至近地表,其变质作用峰期时代明显要早于片石山地区.【总页数】10页(P1815-1824)【作者】张修政;董永胜;李才;陈文;施建荣;张彦;王生云【作者单位】吉林大学青藏高原研究中心,吉林,长春,130061;吉林大学青藏高原研究中心,吉林,长春,130061;吉林大学青藏高原研究中心,吉林,长春,130061;中国地质科学院地质研究所氩-氢同位素年代学实验室,北京,100037;吉林大学青藏高原研究中心,吉林,长春,130061;中国地质科学院地质研究所氩-氢同位素年代学实验室,北京,100037;吉林大学青藏高原研究中心,吉林,长春,130061【正文语种】中文【中图分类】P588.12+4;P597+.3【相关文献】1.从洋壳俯冲到陆壳俯冲和碰撞:来自羌塘中西部地区榴辉岩和蓝片岩地球化学的证据 [J], 张修政;董永胜;李才;解超明;王明;邓明荣;张乐2.青藏高原北羌塘榴辉岩质下地壳及富集型地幔源区--来自新生代火山岩的岩石地球化学证据 [J], 赖绍聪;刘池阳3.青藏高原羌塘中部榴辉岩地球化学特征及其大地构造意义 [J], 张修政;董永胜;李才;施建荣;王生云4.拉萨地体内松多榴辉岩的同碰撞折返:来自构造变形和40Ar-39Ar年代学的证据[J], 李化启;许志琴;杨经绥;唐哲民;杨梅5.青藏高原羌塘中部榴辉岩岩石学研究进展 [J], 王晓赛;杜瑾雪;王根厚因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
中国地质GEOLOGY IN CHINA第40卷第3期2013年6月Vol.40,No.3Jun.,20131前言青藏高原南部的雅鲁藏布江缝合带被普遍认为是新特提斯洋壳的残余,是印度板块和欧亚板块的界线[1,2],该缝合带向西经巴基斯坦向地中海延伸,向东经南迦巴瓦构造结过云南转入缅甸,在中国境内断续延伸近2000km [3]。
雅鲁藏布江缝合带是中国规模最大最新鲜的蛇绿岩带,保留了大量洋内、洋陆俯冲、陆陆碰撞等特提斯洋演化信息,并且发育中国最大的罗布莎铬铁矿床,是寻找新的铬铁矿的前景区之一,一直受到国内外学者的关注。
尤其近年来在雅鲁藏布江缝合带的铬铁矿和地幔橄榄岩中发现金刚石、碳硅石、斯石英假象的柯石英,及自然铁、镍等异常地幔矿物[4-12],指示地幔橄榄岩和铬铁矿形成于地幔深部(>300km ),改变了蛇绿岩铬铁矿浅部成因的观点,引起了国际地质学界的广泛兴趣。
然而对于雅鲁藏布江蛇绿岩的成因和侵位还存在不同观点,从最初形成于低速扩张的MOR 环境[1],临近洋脊—转换断层的交叉环境[13],到先形成于MOR 环境后受到SSZ 环境叠加[3,14,15],以及全部形成于SSZ 环境[16]等。
由于雅鲁藏布江缝合带蛇绿岩大部分被后期构造肢解,或洋壳组分缺少,不同区域可能残存的成分不同。
雅鲁藏布江缝合带(YZSZ )自萨嘎以西分为两支,即达机翁—萨嘎蛇绿岩带(北亚带)和达巴—休古嘎布蛇绿岩带(南亚带)[17]。
前人对南亚带西段的普兰超镁铁岩体进行了地球化学和年代学研究,认为地幔橄榄岩具有俯冲流体交代富集的亏损地幔特征[3,14,15,17,18],侵入地幔橄榄岩的基性岩脉锆石U-Pb 年龄为120~130Ma [19,20],Sm-Nd 同位素等时线年龄为(147±25)Ma [21],代表大洋扩张时代;但万晓樵等(2007)根据雅鲁藏布江缝合带两侧的古生物环境认雅鲁藏布江缝合带西段基性岩地球化学和Sr-Nd-Pb 同位素特征:新特提斯洋内俯冲的证据刘飞1,2杨经绥1陈松永1李兆丽1连东洋1,3周文达1,3张岚4(1.大陆构造与动力学国家重点实验室,中国地质科学院地质研究所,北京100037;2.东华理工大学核资源与环境省部共建国家重点实验室培育基地,江西南昌330013;3.中国地质大学(武汉)地球科学学院,湖北武汉430074;4.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京100083)提要:普兰蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带西段,面积约650km 2,主要由方辉橄榄岩、含单辉方辉橄榄岩和透镜状纯橄岩组成,缺失堆晶岩和枕状熔岩等洋壳端元。
第25卷 第5期2006年9月 岩 石 矿 物 学 杂 志ACT A PETRO LOG ICA ET MINERA LOG ICAV ol.25,N o.5 Sep.,2006青藏高原北羌塘新生代火山岩中的麻粒岩捕虏体赖绍聪1,伊海生2,林金辉2(1.西北大学大陆动力学国家重点实验室,西北大学地质系,陕西西安 710069;2.成都理工大学,四川成都 610059)摘 要:北羌塘枕头崖地区新生代火山岩主要岩石类型为安山岩和英安岩类。
其中,安山岩在一定程度上显示了埃达克质火山岩的特征,如高Sr(>1000×10-6)、Sr/Y>50以及低Y b(<2×10-6),表明其应源于榴辉岩相的青藏高原加厚陆壳中下部(>45km深度)。
而英安岩类富集LI LE,如Rb、Ba、Th、U和K等,亏损HFSE,如T i、Nb、T a和Sr等,尤其是Sr显著亏损,表明其应源于斜长石稳定的麻粒岩相源区。
该区新生代安山岩和英安岩中麻粒岩捕虏体可分为两种类型,即二辉石麻粒岩和单斜辉石麻粒岩。
二辉石麻粒岩平衡温度为783~818℃,单斜辉石麻粒岩形成压力在01845~01858G Pa之间,来源深度约为2719~2813km,表明它们是来自青藏高原加厚陆壳中部的岩石样品,代表了本区英安岩类火山岩的源区物质组成。
关键词:麻粒岩捕虏体;新生代火山岩;北羌塘;青藏高原中图分类号:P588.3;P588.14 文献标识码:A 文章编号:10006524(2006)05042310G ranulite xenoliths in Cenozoic volcanic rocks of north Q iangtang,Tibetan Plateau,and their geological significanceLAI Shao-cong1,YI Hai-sheng2and LI N Jin-hui2(1.National K ey Laboratory of C ontinental Dynamics,Department of G eology,N orthwest University,X i’an710069,China;2.Chengdu University of T echnology,Chengdu610059,China)Abstract:Cenozoic v olcanic units in Zhentouya area of north Qiangtang are mainly andesite and dacite lavas.The an2 desite,to s ome extent,shows an adakitic com positional characteristics,such as high Sr(>1000×10-6),Sr/Y ratios >50and low Y b contents(<2×10-6).Evidently plagioclase broke down in the andesitic magma s ource region under the p-T conditions of partial melting.C om pared with the dacite series,it seems that partial melting of the lower part of the thickened eclogite-facies T ibetan crust was responsible for the generation of the andesitic magma.The dacite is char2 acterized by enriched LI LE such as Rb,Ba,Th,U and K,and depleted HFSE such as T i,Nb,T a and Sr.It is note2 w orthy that the dacite exhibits a relatively low Sr(Sr<660×10-6),and this may im ply that the plagioclase was still stable in the dacitic magma s ource region at the pressure and tem perature of partial melting.T w o-pyroxene granulite and clinopyroxene granulite xeneloths were discovered in the andesite and dacite v olcanic rocks outcropped in north Qiangtang of central T ibetan Plateau.Based on electron microprobe analyses,the authors have concluded that the xenoliths provide constraints for the equilibrium tem peratures of the tw o-pyroxene granulite,i.e.,about783to818℃as determined by tw o-pyroxene therm ometry,and that the formation pressure of the clinopyroxene granulite should be about01845to01858 G Pa,equal to2719~2813km in depth1It is indicated that these granulite xenoliths represent the sam ples derived from the middle part of the thickened T ibetan crust.This discovery is of great im portance to the further investigation收稿日期:20060205;修订日期:20060426基金项目:国家自然科学基金资助项目(40572050,40272042);高等学校优秀青年教师教学科研奖励计划资助作者简介:赖绍聪(1963 ),男,教授,博士生导师,岩石学及地球化学专业,E-mail:shaocong@。
藏北羌塘新生代碱性钾质—超钾质火山岩成因研究随着青藏高原多学科综合研究的不断深入和全球大陆动力学研究的进展,岩石圈构造演化与高原隆升的深部动力学机制已成为青藏高原大陆碰撞动力学理论研究的焦点。
火山作用与岩石圈的构造演化和高原隆升关系研究的科学价值正受到学术界的普遍关注,它所揭示出的科学问题为大陆动力学理论创新研究提出了新的约束。
本文研究区藏北羌塘地区是新生代火山活动发生最早,岩石系列最多样的火山岩带,它记录了后碰撞火山岩成因机制及构造演化等重要的信息。
本文以羌塘30Ma以来形成的碱性钾质-超钾质火山岩为研究重点,以那丁错36-34Ma形成的具有过度特征的高钾钙碱性玄武岩为类比研究对象。
对羌塘新生代碱性钾质-超钾质火山岩的全岩主量、微量元素和同位素地球化学、岩相学、实验岩石学等方面进行了系统的综合研究。
从岩石学分析得出,羌塘火车头山火山岩岩石类型发育最全,从碧玄岩、碱玄岩到碱玄质响岩、响岩、碱性粗面岩都有出露;鱼鳞山火山岩相对于火车头山火山岩缺少了碧玄岩,碱玄岩类基性端元岩石;戈木错火山岩则缺少响岩质碱玄岩、碱玄质响岩等中间过渡成分。
从主量、微量元素分析得出藏北新生代火山活动不仅随时间具有自南向北迁移的总体规律,化学成分也显示出岩浆性质的规律性变化,总体表现为自钠质碱性玄武岩系列向髙钾钙碱性系列到钾玄岩系列的演变特征。
羌塘新生代碱性钾质-超钾质火山岩中多处发现橄榄石、单斜辉石捕掳晶,偶见金云母捕掳晶。
采用电子探针、X射线能谱技术对白榴碧玄岩、碱玄岩中橄榄石捕掳晶及橄榄石捕掳晶中出现近菱形的石英矿物进行了系统的矿物地球化学测试和成因研究。
通过与不同地区橄榄石捕掳晶化学成分对比分析,判断火车头山和戈木错橄榄石捕掳晶为岩浆成因。
火车头山和戈木错火山岩中橄榄石捕掳晶中广泛存在菱形和它形粒状石英和复杂形态的石英显微脉体和铁镁碳酸盐显微脉体,矿物化学和成分研究确认它们是富含CO<sub>2</sub>流体交代橄榄岩形成的。
青藏高原北羌塘榴辉岩质下地壳及富集型地幔源区——来自新生代火山岩的岩石地球化学证据Ξ赖绍聪 刘池阳LA I ShaoCong and L I U ChiYang西北大学地质系,西安 710069D ep art m ent of Geology,N orthw est U niversity,X i’an710069,Ch ina2000211210收稿,2001202218改回.La i SC and L iu CY.2001.Enr iched upper man tle and eclog itic lower crust i n north Qi angtang,Qi ngha i-Tibet Pla teau: petrolog ica l and geoche m ica l ev idence fro m the Cenozo ic volcan ic rocks.A cta P etrolog ica S in ica,17(3):459-468Abstract U sing the petro logical and geochem ical m ethod,the Cenozo ic vo lcan ic rock s co llected from no rth Q iangtang, Q inghai2T ibet p lateau w ere dealt w ith in th is paper.T he research resu lts indicate that the T ertiary vo lcan ic rock s can be devided in to tw o differen t associati on s:alkaline(sho shon itic)series and h igh2po tassium calc2alkaline series.T hey o riginated from a special inhomogeneou sly en riched upper m an tle and a eclogitic low er cru st,respectively.It show s that the no rth part of Q inghai2T ibet p lateau develop s a en riched m an tle sou rce and a eclogitic low er cru st in Cenozo ic peri od at the specific tecton ic setting of p lates co llisi on.T h is recogn izati on is sign ifican t fo r fu rther discu ssi on s abou t the up lift m echan is m and con tinen tal dynam ics of the Q inghai2T ibet p lateau.Key words Petro logy,Geochem istry,V o lcan is m,Cenozo ic peri od,N o rth Q iangtang摘 要 利用岩石地球化学的方法,研究了北羌塘新生代火山岩。
结果表明,北羌塘第三纪火山岩可区分为碱性(钾玄岩质)和高钾钙碱两套不同的火山岩组合,它们分别起源于一个特殊的、不均一的富集型上地幔和一个加厚陆壳的榴辉岩质下地壳。
由于青藏陆块之下软流层物质的上涌而形成幔源碱性岩浆活动,而幔源岩浆在M oho面的底侵作用又为下地壳中酸性高钾钙碱系列火山岩的起源提供了热动力条件。
该区两套不同系列和源区类型的火山岩正是在这种特殊的构造环境中形成。
关键词 岩石学;地球化学;火山作用;新生代;北羌塘中图法分类号 P588.346;P588.14;P5971 引言青藏高原北部新生代火山岩出露面积大,岩性岩相复杂,对于探讨青藏高原岩石圈演化过程具有重要意义。
而且,青藏高原隆升机制对全球地质构造演化及环境变迁均有重大影响。
近年来,国内外学者已就青藏高原新生代火山岩的岩石学、地球化学以及同位素地质学等方面作了大量研究并取得了丰硕成果(邓万明,1993,1998;邓万明等,1998,1999;刘嘉麒,1999;赖绍聪,1999;迟效国等,1999;A rnaud et a l.,1992;M iller et a l.,1999)。
然而,相形之下对青藏高原尤其是高原核部的羌塘地区第三纪火山岩源区性质和岩浆起源机制的专题研究却明显滞后(邓万明,1998;王碧香等, 1999)。
本文拟对北羌塘新生代碱性(钾玄岩质)及高钾钙碱岩系两个不同系列的火山岩岩石学与痕量元素地球化学进行对比研究,进而探讨该区上地幔性质和下地壳物质组成以及岩浆起源机制。
2 新生代火山岩地质概况羌塘微板块北部最主要的地层包括三叠世的若拉岗日群砂页岩(T3)和侏罗纪的雁石坪组(J2ys)碎屑岩、石灰岩、火山岩,以及白垩纪和老第三纪的陆相断陷盆地碎屑沉积岩系。
区内地质构造比较简单,主要断裂带可分为北西西和北100020569 2001 017(03)20459268A cta P etrolog ica S inica 岩石学报Ξ国家自然科学基金项目(批准号:40072029)和国家重点基础研究发展规划(批准号:G1998040800)资助.第一作者简介:赖绍聪,男,1963年生,副教授,博士后,岩石学及地球化学专业.图1 羌塘地区燕山晚期—喜马拉雅期岩浆岩区域分布图1.第三纪火山岩;2.白垩纪火山岩;3.喜马拉雅早期石英正长斑岩;4.喜马拉雅早期石英二长闪长玢岩;5.喜马拉雅早期玄武粗安玢岩;6.燕山晚期流纹斑岩;7.燕山晚期二长花岗斑岩;8.燕山晚期二长花岗岩;9.燕山晚期花岗闪长岩;10.超浅成侵入岩;11.断裂构造;12.取样位置及样品编号F ig.1 Sketch m ap of the regi onal distribu ti on fo r the igneou s rock s in Q iangtang area du ring late Yan shan2H i m alaya peri od东东两组(图1),褶皱比较平缓,背斜紧闭而向斜宽缓,呈轴向近东西向的箱状褶曲(邓万明,1998)。
羌塘北部第三纪火山岩较为发育,在石水河、浩波湖、多格错仁、枕头崖、雁石坪等地均有分布,主要见于羌北地层分区的第三纪石坪顶组。
火山岩产状主要为熔岩被,与下伏的地层呈明显的角度不整合接触关系。
我们的样品主要取自半岛湖—浩波湖—石水河一带(图1)。
3 岩石学及岩石化学北羌塘第三纪火山岩岩石新鲜,无明显的蚀变和后期交代现象。
以斑状结构和无斑隐晶结构为主,部分样品发育气孔及杏仁构造。
斑状结构岩石的斑晶为它形粒状橄榄石、长条状辉石、角闪石及斜长石,基质见有粗玄结构、间粒间隐结构、粗面结构、交织结构及玻晶交织结构等。
根据化学成分分析结果(表1),本区火山岩可区分为碱性系列和钙碱系列两套不同的火山岩岩石组合(图2)。
3.1 碱性系列火山岩本区碱性系列火山岩为一套钾质粗面玄武岩—橄榄玄粗岩—安粗岩—粗面岩岩石组合(图3),主要分布于半岛湖及浩波湖以南地区。
其中钾质粗面玄武岩类Si O2含量为51.13%,岩石T i O2(1.23%)低于大陆内部拉斑玄武岩和碱性玄武岩T i O2平均值(2.2%)(Pearce,1983);而K2O (2.92%)、P2O5(1.58%)则明显高于正常钙碱系列玄武岩(W ilson,1989);钾质粗面玄武岩的另一特点是A l2O3 (12.16%)较低,而Fe2O3、FeO、M gO含量较高。
由钾质粗面玄武岩→橄榄玄粗岩→安粗岩→粗面岩,岩石的化学成分特征具明显演化规律,Si O2含量逐渐升高,平均值分别由51.13%→53.99%→58.72%→65.95%,K2O含量明显增加,由2.92%→5.71%→5.31%→8.57%,符合碱性岩浆系列的正常演化趋势;岩石中T i O2和P2O5含量则呈明显降低的趋势,T i O2平均值由1.23%→1.22%→0.84%→0.54%, P2O5则由1.58%→1.38%→0.92%→0.42%;而岩石中A l2O3含量较为稳定,虽略有升高趋势,但不明显。
总体而言,本区碱性系列火山岩以高钾和高磷含量,而T i O2、A l2O3偏低,低于正常大陆内部火山岩为其显著特征。
该组岩石在Si O2-K2O图上(文中未附)均位于钾玄岩系列范围内,表明该组岩石具陆内造山带钾玄岩系列火山岩特征(邓晋福等,1996;T u rner et a l.,1995)。
从该组岩石的064A cta P etrolog ica S inica 岩石学报2001,17(3)图2 火山岩Si O 2-(K 2O +N a 2O )图解(a )和A FM 图解(b )A lk .碱性;SubA lk .亚碱性;T ho leiitic .拉斑系列;Calc 2A lkaline .钙碱系列;○.本区碱性系列火山岩;●.本区亚碱性钙碱系列火山岩F ig .2 Si O 2-(K 2O +N a 2O )diagram(a )and A FM diagram (b )of the vo lcan ic rock s图3 火山岩TA S 分类图解(据L e Bas ,1986)A .响岩;B .碱玄质响岩;C .响岩质碱玄岩;D .碧玄岩;E .碱玄岩;F .苦橄玄武岩;G .玄武岩;H .粗面玄武岩;I.橄榄玄粗岩;J .安粗岩;K .粗面岩;L .流纹岩;M .英安岩;N .安山岩;O .玄武安山岩;○本区碱性系列火山岩;●本区亚碱性钙碱系列火山岩F ig .3 TA S diagram fo r the vo lcan ic rock classificati on (after L e Bas ,1986)化学成分变异特征(图4)可以看出,从钾质粗面玄武岩→橄榄玄粗岩→安粗岩→粗面岩,岩石的M g ’值逐渐降低,具明显变化规律,钾质粗面玄武岩和橄榄玄粗岩具较高的M g ’值(0.69)。
通常将玄武岩类的镁值(M g ’)作为识别原生玄武岩浆的一个重要标志,一般认为,原生玄武岩浆的M g ’值应为0.68~0.75(F reg ,1978)或0.65~0.75(邓晋福,1983)①。
因此看来,本区钾质粗面玄武岩和橄榄玄粗岩大体具有原生岩浆或进化程度较低的、近似于原生岩浆的岩石类型和性质,它们的地球化学特征将在一定程度上反映源区的物质组成和特性。