研究亮点

薛帅、王光文、卢占武等- Sci China Earth Sci等：北喜马拉雅错那洞穹隆深部结构特征

来源:地调局地质所作者:薛帅，科技处发布时间:2024-04-24

　　在青藏高原后碰撞伸展与成矿阶段，北喜马拉雅地区广泛发育了一系列伸展构造，如藏南拆离系、藏南裂谷系和北喜马拉雅片麻岩穹窿。错那洞穹窿位于北喜马拉雅东南端（图1），靠近藏南拆离系和南北向错那-沃卡裂谷，是近年新发现的片麻岩穹窿构造。目前在该区域发现了铍等稀有金属和铅锌、金锑等多金属矿床，具有较大的成矿潜力。由于缺乏详细的穹窿构造深部结构特征，制约了对北喜马拉雅穹窿构造深部形成机制和多金属成矿作用的进一步研究。为此，岩石圈研究中心利用大地电磁和反射地震数据，分别获得了错那洞穹窿区域的深部电性结构和浅表高精度横波速度结构，揭示了穹窿的结构特征，为多金属成矿作用的深部背景研究提供了关键证据。

图1 藏南喜马拉雅造山带(a)和错那洞穹窿(b)地质简图

本研究取得的主要认识如下：

　　1. 错那洞穹窿区域广泛分布高导异常，支持穹窿深部存在岩浆底辟作用。大地电磁结果显示，错那洞穹窿核部下方发育穹形低阻异常体和环穹窿（上拆离断层外侧）低阻异常带（图2）。研究认为穹窿核部的低阻异常体主要为地壳部分熔融，其形成应该与早期南北向伸展作用和后期东西向伸展作用相关，即在伸展作用背景下，多期中下地壳部分熔融不断聚集于错那洞穹窿下方，进而上涌发育了岩浆底辟作用。

图2 三维反演电阻率模型典型深度水平切片

　　2. 穹窿构造浅部分布高速高阻结构，代表了冷却结晶的淡色花岗岩。反射地震数据和大地电磁数据显示，错那洞穹窿浅部分布明显高速高阻结构（图2和图3），其可能代表了片麻岩和结晶的淡色花岗岩的物性特征，应是多期次的岩浆作用结果。穹窿构造形成过程中的强烈花岗质岩浆-热液作用提供了丰富的成矿物质来源和成矿热动力驱动，而穹窿构造堑垒式结构和张性断裂则为成矿流体的迁移、富集成矿提供了有利空间，从而形成了以错那洞穹窿为中心的多金属成矿系统。

图3 错那洞穹隆横波速度剖面

　　大地电磁的探测进一步揭示了北喜马拉雅错那洞穹窿区域深部广泛分布高导异常（图4），推测其主要为伸展作用下中下地壳部分熔融的结果，而穹窿浅部的高速高导结构代表了早期结晶花岗岩和片麻岩。结合前期的研究结果，我们认为，在青藏高原后碰撞期伸展作用背景下，多期次中下地壳部分熔融长期不断聚集于穹窿下方，在遭到上地壳早期结晶花岗岩的阻塞下，岩浆底辟形成了错那洞穹窿构造。

图4 三维反演电阻率模型中≤3Ω·m等值面和深度15km水平切片

　　本研究获得了错那洞穹窿构造的深部电性结构和浅部速度结构，揭示了穹窿构造的深部结构特征，为进一步研究北喜马拉雅穹窿构造形成的深部动力学过程和多金属成矿作用提供了宝贵数据，对研究藏南伸展构造的内在联系和形成演化具有重要约束。本研究得到了国家自然科学基金项目（91962109、42174094、42174124）、第二次青藏高原综合科学考察研究（2019QZKK0701）、中国地质调查局地质调查项目(编号: DD20190016)和中国地质科学院基本科研业务费项目(编号: J2015)的共同资助。