论文部分内容阅读
地壳内的岩浆作用通常贯穿了整个地壳,形成穿地壳岩浆系统。在穿地壳岩浆系统中,由于深部地壳具有高的热效应,岩浆成分分异总地来说发生在深部地壳。因而地壳厚度对岩浆成分具有一定的控制作用,反过来也可以通过岩浆成分重建地壳厚度。重建造山带古地壳厚度对于探讨造山带构造演化具有重要意义。近年来的地球化学大数据统计发现岩浆岩Sr/Y和(La/Yb)N比值与地壳厚度之间存在正相关关系,可以用来定量重建造山带古地壳厚度。高Sr/Y比值的花岗岩通常被认识是高压下岩浆作用的产物,从而指示增厚地壳的存在。然而,源区成分对于高Sr/Y 比值的影响没有被很好地限定。现今的青藏高原东部松潘-甘孜褶皱带具有显著增厚的地壳和高的海拔,其增厚地壳和高海拔是何时开始形成的存在较大争议。厘定松潘-甘孜褶皱带内晚三叠世强烈的褶皱变形和广泛的岩浆活动是否标志着高原的初始生长具有重要意义。同时,源区成分和压力对于松潘-甘孜褶皱带内晚三叠世高Sr/Y 比值花岗岩成因的控制需要进行限定。本文通过松潘-甘孜褶皱带晚三叠世大量中、酸性岩浆岩的Sr/Y 比值定量重建了当时的地壳厚度。同时以松潘-甘孜褶皱带东南部九龙地区的日鲁库高Sr/Y比值花岗岩为例,探讨了源区成分和压力对高Sr/Y比值花岗岩的成因控制。青藏高原东部边界现今显著增厚的地壳和高的海拔通常被认为形成于新生代的脆性地壳增厚或塑性下地壳流。然而本文通过松潘-甘孜褶皱带内大量中、酸性岩浆岩的Sr/Y比值限定的晚三叠世地壳厚度结果表明青藏高原东部边界在当时就存在增厚的地壳。在大约220 Ma到190 Ma期间,青藏高原东部边界地壳厚度为44±6 km到67±9 km。该时期内的平均地壳厚度为55±2 km,根据Airy均衡限定的平均海拔为2,600±300 m。晚三叠世增厚的地壳和高的海拔可以得到独立的地质证据支持,包括强烈的构造缩短,近同期的巴罗式变质作用,前陆盆地的形成。这表明青藏高原东部边界最初形成于晚三叠世,这一区域具有长时期的地壳增厚和造山历史。松潘-甘孜褶皱带东南部的日鲁库岩基侵位于约207 Ma,侵位深度约为14 km。来自岩基的二长花岗岩具有高Sr(481-1195ppm),低Y(6.62-20.6ppm)以及高Sr/Y 比值(35-112)和(La/Yb)N比值(15-113)的特征。富集的全岩Sr、Nd同位素特征和锆石Hf同位素特征以及区域构造演化历史表明这些高Sr/Y比值的花岗岩不是起源于俯冲洋壳的部分熔融。低的Cr含量(0.8-1.0ppm),Ni含量(0.9-3.2ppm)以及低的Mg#(24-41)表明它们同样不是起源于增厚拆沉下地壳的部分熔融。这些高Sr/Y 比值的花岗岩具有高的Rb含量(>150 ppm)和低的Sr/Rb比值(<5),与低压下地壳岩石在注水熔融条件下斜长石优先于云母熔融不一致。基于大量实验岩石学的地球化学模拟表明源区成分对于限定日鲁库高Sr/Y 比值花岗岩的起源深度具有重要影响。综合研究表明在不能限定源区成分的前提下,单独的高Sr/Y 比值花岗岩岩体不能简单用来推断增厚地壳的存在。而根据一个造山带中大量近同期并具有不同Sr/Y 比值的中、酸性岩浆岩成分并结合基于全球数据拟合的经验公式可以更加合理地重建造山带古地壳厚度。