2016年04月08日 星期五

研究亮点

董昕等-Lithos:拉萨地体中生代地壳演化

来源:地调局地质所 作者:董昕,科技处 发布时间:2021-06-24

弧岩浆作用是大陆地壳生长的主要方式之一,其岩浆起源与性质对深入理解大陆地壳的形成和演化至关重要。前人研究揭示,横亘于青藏高原南部的冈底斯弧是典型的大陆弧,其弧壳具有显著的南部亏损(锆石εHf(t) > 0)、北部富集(锆石εHf(t) < 0)的锆石Hf同位素特征。但是,这一特殊Hf同位素组成的成因与演化过程还有待深入研究。

中国地质科学院地质研究所董昕研究员及其合作者对冈底斯弧北部巴松措和门巴地区约200 Ma的岩浆岩进行了系统研究,在明确其岩石成因和岩浆源区的基础上,探讨和细化了冈底斯弧北部地壳的演化过程。取得了如下主要认识:

1、冈底斯弧北部早侏罗世的岩浆岩包括巴松措地区约190 Ma的闪长岩堆晶和约200 Ma的花岗闪长岩堆晶(图1),以及门巴地区约190 Ma的寄主花岗质岩石和同期的镁铁质包体(图2)。

 

1 巴松措地区早侏罗世闪长岩堆晶和花岗闪长岩堆晶的野外和镜下照片

 

2 门巴地区早侏罗世花岗质岩石的野外和镜下照片 

2、基于矿物组合、化学成分和全岩地球化学组成的研究(图3),巴松措地区的岩浆岩是偏镁铁质安山质岩浆通过角闪石、斜长石和榍石的分离结晶作用形成的;而门巴地区寄主花岗质岩石是安山质岩浆角闪石和斜长石分离结晶作用的产物。由于与寄主岩石具有相似的矿物组合和同位素地球化学组成,推测门巴地区镁铁质包体是与其寄主岩石同一母岩浆早期堆晶作用的产物。

 

3 拉萨地体中部早侏罗世岩浆岩主量元素的二端元图解。Bulk-rock代表本研究样品的全岩主量元素成分;av. Pl代表本研究斜长石主量元素的平均成分;av. Amp代表本研究角闪石主量元素的平均成分;Bulk-rock of start material代表实验开始时物质的全岩主量元素成分;Melt代表平衡结晶实验过程中获得的熔体的全岩主量元素成分。

3、上述早侏罗世岩浆岩具有继承的幔源同位素特征,通过全岩同位素模拟计算,提出了含水洋壳和不同比例的大陆地壳物质在源区发生部分熔融产生具有该地球化学特征母岩浆的合理解释(图4)。

4、结合前人发表的数据,冈底斯弧北部多期次(~215–170 Ma)岩浆岩记录了拉萨地体早中生代的地壳演化历史,即幔源物质的贡献随时间推移逐渐增多,具体表现为岩浆岩逐渐亏损的锆石Hf同位素组成上。

 

4 拉萨地体晚三叠早侏罗纪岩浆作用和地壳演化模式图 

研究表明冈底斯弧壳经历了一个幔源物质贡献随时间推移逐渐增加的过程;同时,分离结晶作用是镁铁质岩浆包体的一种重要成因,而花岗质岩石具有的幔源地球化学特征可以是多解的。

上述研究受国家重点研发计划项目(2016YFC0600310)、国家自然科学基金项目(4187207091855210)、中国地质科学院地质研究所基本科研业务费(J2006)和国家留学基金委访学项目(201809110024)的共同资助。成果发表在国际知名地学期刊《Lithos》上,详细内容请查阅文献:Dong Xin, Niu Yaoling, Zhang Zeming, Tian Zuolin, He Zhenyu. 2020. Mesozoic crustal evolution of southern Tibet: Constraints from the early Jurassic igneous rocks in the Central Lhasa terrane. Lithos, 366-367, 105557

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.lithos.2020.105557