2016年04月08日 星期五

研究亮点

曾令森等-Lithos:西藏南部冈底斯岩基始新世弧下地幔(Sub-arc Mantle)的横向地球化学分带及其构造意义

来源:地调局地质所 作者:科技处 发布时间:2019-01-28

陆缘弧岩基常呈现横向或纵向的地球化学成分变化,确定这种变化的特征及其成因机制,有助于理解俯冲作用深部变化特征及其地球化学效应,有助于限定大型岩基的深部物质(对流软流圈+俯冲板片)的贡献及其形成机制。但陆缘弧基性岩石出露少,限制了我们对岩基弧下地幔的了解。针对这些问题,曾令森研究组就冈底斯南缘始新世基性岩石开展了地质年代学、岩石学和地球化学的研究,取得以下认识和成果:

1. 确定了藏南冈底斯岩基中段和东段~50 Ma~30 Ma辉长质岩石的元素和同位素组成,发现~50 Ma岩石在沿弧方向有显著的成分变化。具体表现为:东段岩石具有富集SrNd同位素组成,其87Sr/86Sr = 0.7053~0.7077εNd(t) = −4.3~+1.1(平均值为−3.0),比中段岩石更富集重稀土(HREE),高场强元素(HFSE)和亲熔体元素;中段岩石SrNd同位素组成(87Sr/86Sr = 0.7038~0.7043εNd(t) = +4.3~+1.1)都表现出亏损特征。岩石地球化学特征表明中段和东段岩石Sr–Nd同位素组成的差异是源区特征而非地壳混染的结果。

2. 结合前人数据,我们认为冈底斯岩基始新世弧下地幔的横向地球化学分段是在90–50 Ma期间,软流圈地幔被不同地球化学性质的交代介质作用的结果。中段基性岩浆源于受流体交代的软流圈地幔部分熔融,东段岩石源于印度陆壳物质熔体交代的软流圈地幔熔融,表明在~50 Ma以前,新特提斯大洋岩石圈和印度大陆岩石圈的俯冲作用的在俯冲角度上存在东西差异,印度陆壳物质在~50 Ma前便俯冲至南拉萨地块之下。

3.     ~30 Ma岩脉比50 Ma岩石具有更高的亲熔体元素含量,轻重稀土分异更强,源自更深的受熔体交代的地幔熔融,表明冈底斯东段在50–30Ma经历了岩石圈加厚作用。在同位素地球化学特征上,<30 Ma的高Sr/Y比(埃达克质)岩石具有与始新世辉长岩相似的横向变化特征,可能是继承了早期深部地质过程造成的地球化学效应的结果。

       

1. 冈底斯岩基中段东段辉长质岩石Sr–Nd同位素组成(A)及两端元机械混和模拟(B)图解Wang et al., 2019

上述成果较系统报道了冈底斯岩基中段和东段辉长质岩石的岩石地球化学特征为了解藏南冈底斯岩基弧下地幔的深部过程,认识新特提斯洋俯冲与印度欧亚大陆碰撞的深部地球化学效应提供了新认识和新约束发表在国际SCI刊物Lithos: Ya-Fei Wang, Lingsen Zeng*, Jiahao Gao, Linghao Zhao, Li-E Gao, Zhen Shang, 2019. Along-arc variations in isotope and trace element compositions of Paleogene gabbroic rocks in the Gangdese batholith, southern Tibet. Lithos. Lithos, 324–325, 877–892

 链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0024493718304614