论文部分内容阅读
狮泉河-纳木错蛇绿混杂岩带与班公湖-怒江缝合带共同代表了青藏高原中特提斯洋的洋壳遗迹,在重建中特提斯洋构造演化方面有重要的研究价值。目前,狮泉河-纳木错蛇绿混杂岩带的构造属性存在极大的争议,争论的焦点主要为该带属于记录了洋盆闭合位置的独立蛇绿混杂岩带还是班公湖-怒江缝合带的构造推覆体。狮泉河-纳木错蛇绿混杂岩带不清晰的构造属性导致该带中的洋壳物质记录难以与中特斯洋演化历史相合理耦合,很大程度上制约了对中特提斯洋演化的深入认识。要明确狮泉河-纳木错蛇绿混杂岩带的构造属性,确定该带中蛇绿混杂岩的时空格架是前提。针对狮泉河-纳木错蛇绿混杂岩带中不同期次蛇绿岩的空间分布特征和研究程度差异,本项研究选择了该带中狮泉河、拉果错、中仓和阿索四个地区的蛇绿混杂岩进行详细的野外地质调查并对识别出的各个时代的蛇绿岩进行了详细的岩石学、岩相学、锆石U-Pb年代学与Hf同位素、全岩地球化学与Sr-Nd研究。另外,本项研究对阿索、中仓和拉果错地区出露在蛇绿混杂岩带内的下白垩统浊积岩进行了沉积学、岩石学和碎屑锆石U-Pb年代学研究。在以上研究的基础上,本论文系统总结狮泉河-纳木错蛇绿混杂岩带中蛇绿混杂岩的时空分布特征,探讨了狮泉河-纳木错蛇绿混杂岩带的构造属性并进一步解析了该带对中特提斯洋演化的指示意义。野外调查结果显示狮泉河早侏罗世蛇绿岩主要由变质橄榄岩、堆晶岩、均质辉长岩和玄武岩等组成,而拉果错早侏罗世蛇绿岩主要由变质橄榄岩、堆晶岩、均质辉长岩、变质辉绿岩岩墙(钠长阳起片岩)、斜长花岗岩和玄武岩组成。另外,本文还在阿索蛇绿混杂岩带中发现了早侏罗世蛇绿岩的辉长岩残片。锆石U-Pb定年结果显示,狮泉河和拉果错地区的早侏罗世蛇绿岩的形成时代分别为191-181Ma和184-183Ma,而阿索早侏罗世辉长岩的形成时代为189Ma。这些研究区中的早侏罗世蛇绿岩的基性岩石均亏损高场强元素,微弱富集大离子亲石元素且不富集轻稀土元素,起源于前期经历MORB熔融后残留的难熔亏损地幔再度熔融,俯冲物质的加入总体较弱。狮泉河、拉果错和阿索地区的早侏罗世蛇绿岩(残片)均形成于洋内初始俯冲阶段的弧前洋盆环境。本次研究在阿索地区新发现的中晚侏罗世蛇绿岩主要由变质橄榄岩、堆晶辉长岩、均质辉长岩、斜长花岗岩及少量的玄武岩和绿片岩组成。对堆晶辉长岩、均质辉长岩和斜长花岗岩的定年结果显示,阿索中晚侏罗世蛇绿岩的形成时代为165-158Ma。阿索中晚侏罗世蛇绿岩中的均质辉长岩、玄武岩和绿片岩具有轻稀土不同程度富集和高场强元素强烈亏损的特征,起源于受到俯冲流体和沉积物改造的尖晶石橄榄岩部分熔融。结合前人研究结果,本文发现,狮泉河、拉果错和阿索地区的中晚侏罗世蛇绿岩具有SSZ型蛇绿岩的岩石组合特征,形成于洋内俯冲带的弧后洋盆环境,是早侏罗世洋内俯冲带进一步发展成熟的产物。而永珠和仁错地区的中晚侏罗世蛇绿岩具有彭罗斯型蛇绿岩岩石组合,与纳木错地区产出的早侏罗世蛇绿岩均形成于大洋中脊环境中。本项研究对阿索和中仓地区的早白垩纪蛇绿岩也开展了详细的野外地质调查和室内分析测试工作。研究结果表明,阿索地区的早白垩世蛇绿岩由堆晶辉长岩、均质辉长岩和枕状玄武岩组成,锆石U-Pb定年结果表明其形成时代为126-114Ma;中仓地区的早白垩世蛇绿岩主要由堆晶辉长岩、均质辉长岩、席状岩墙群和玄武岩单元组成,锆石U-Pb定年将其形成时代约束在120-113Ma之间。全岩地球化学、锆石Hf同位素和全岩Sr-Nd同位素特征分析表明阿索蛇绿岩和中仓蛇绿岩中的枕状玄武岩亏损Nb、Ta等高场强元素,起源于受俯冲沉积物影响的尖晶石橄榄岩部分熔融。而中仓蛇绿岩中的辉长岩岩墙、辉绿玢岩岩墙和粗玄岩均不亏损Nb、Ta等高场强元素,具有与MORB相似的地球化学特征,形成于未受俯冲物质影响的尖晶石地幔橄榄岩部分熔融。阿索和中仓地区的早白垩世蛇绿岩代表了中特提斯洋早白垩世洋陆俯冲背景下的弧前洋盆。此外,狮泉河-纳木错蛇绿混杂岩带内阿索、中仓和拉果错地区与蛇绿岩伴生的浊积岩的研究结果显示,阿索、中仓和拉果错地区的浊积岩均沉积于次深海-深海盆地的海底扇中。浊积砂岩碎屑锆石和火山凝灰岩夹层的U-Pb年代学测试结果将阿索、中仓和拉果错地区的浊积岩的沉积时代限制在了早白垩世阿普特期。砂岩骨架分析和碎屑锆石年龄显示,中仓和阿索地区的下白垩统浊积岩沉积物主要来源于北侧的羌塘地体和班公湖-怒江缝合带,拉果错地区的下白垩统浊积岩沉积物主要来源于南侧的中拉萨地体。早白垩世蛇绿岩和下白垩统浊积岩的存在表明,早白垩世期间中特提斯洋还存在大洋地壳发育,并接受了两侧大陆的沉积物输入。综合以上研究结果,本论文提出狮泉河-纳木错蛇绿混杂岩带中至少包含有早侏罗世、中晚侏罗世、早白垩世三期蛇绿岩,并保留了早白垩世次深海-深海浊流沉积。结合前人研究结果,本文发现狮泉河-纳木错蛇绿混杂岩带中的侏罗纪蛇绿岩在晚侏罗世-早白垩世早期就位后,中特提斯洋中仍然有早白垩世大洋地壳存在,指示侏罗纪蛇绿岩就位先于大洋闭合发生。区域综合对比表明狮泉河-纳木错蛇绿混杂岩带和班公湖-怒江缝合带中蛇绿岩的岩石组合、年代学序列、构造环境和混杂基质组成等特征总体上也不相似。本文认为狮泉河-纳木错蛇绿混杂岩带属于中特提斯洋多阶段演化过程中形成的原地蛇绿混杂岩带。狮泉河-纳木错蛇绿混杂岩带中蛇绿岩岩石组合、年代学序列和地球化学特征指示该带更有可能是中特提斯主缝合带的一部分,其中的蛇绿岩属于中特提斯洋侏罗纪大洋中脊扩张-洋内俯冲和早白垩世洋陆俯冲过程中形成的多个洋盆的物质残留。狮泉河-纳木错蛇绿混杂岩带中地质记录和区域地质证据表明,中特提斯洋在侏罗纪期间发育了北向洋内俯冲弧盆体系,且存在同期的扩张大洋中脊。该洋内俯冲带于早侏罗世早期发生初始俯冲并导致了弧前洋盆的扩张。至中晚侏罗世,该俯冲带岛弧发育成熟且形成了弧后洋盆。晚侏罗世-早白垩世早期,洋内岛弧与拉萨地体发生碰撞,使得狮泉河-纳木错蛇绿混杂岩带中的侏罗纪蛇绿岩就位。早白垩世期间,中特提斯洋经历了自东向西的穿时闭合机制。早白垩世中期中特提斯洋东段洋盆已经完全闭合,而大洋西段仍处于俯冲过程中,并有下白垩统半深海-深海浊积岩沉积洋盆之中。同时,穿时闭合所导致的北向洋陆俯冲带强烈板片回转引发了弧前伸展,形成了中仓-阿索地区的早白垩世蛇绿岩。至早白垩世晚期,中特提斯洋的主体完全消亡,狮泉河-纳木错蛇绿混杂岩带和班公湖-怒江缝合带共同构成了中特提斯洋的主缝合带。