翟庆国、刘一鸣等Lithos、ESR、GSA Bulletin等：地质调查揭示

藏北班公湖-怒江中特提斯洋洋-陆转换过程

　　特提斯洋洋-陆转换过程是全球地球科学家关注的热点和前沿。中特提斯洋作为特提斯洋的重要分支，一般认为是二叠纪时期伴随着基梅里大陆从冈瓦纳超大陆分离而逐渐打开、扩张形成的，在探讨整个特提斯构造域洋-陆转换及其动力学过程中扮演了重要角色。中特提斯洋在青藏高原以班公湖-怒江洋（缝合带）为代表，然而对这一洋盆的构造属性、形成演化动力学等一系列关键科学问题尚没搞清楚。最近，翟庆国研究员及其团队立足班公湖-怒江缝合带中段地区（图1），在大比例尺专题地质填图的基础上，通过对蛇绿岩、中酸性岩浆岩、沉积及变质变形构造的综合对比研究，初步构建了中特提斯洋洋-陆转换过程。

图1 西藏班公湖-怒江缝合带大地构造位置及地质简图

　　1.早侏罗世基性岩浆作用揭示安多微陆块聚合过程

　　安多微陆块夹持于班公湖-怒江缝合带内部，是班公湖-怒江洋内部最代表性的微陆块，对深入理解该洋盆的形成演化过程具有重要科学意义。研究团队通过专题地质填图，在以往早前寒武聂荣岩群中系统识别出系列早侏罗世基性岩浆岩，岩性以辉长岩为主，部分为辉绿岩，多呈不规则岩脉状产出。辉长岩锆石U-Pb年龄时代为：182-175 Ma，揭示它与安多微陆块的早-中侏罗世花岗质岩石为同一构造岩浆事件的产物（图2）。辉长岩地球化学组成上可分为OIB和MORB型两种类型（图3）。OIB型辉长岩具有较富集的Nd-Hf同位素组成（ƐNd(t) = -11 ~ -10，锆石ƐHf(t) = -11.7 ~ -8.9），岩浆可能起源于相对较深的富集地幔部分熔融（＞85 km），并伴有部分地壳物质的加入。OIB型辉长岩也是班公湖-怒江缝合带内发现的首例具有明显负的ƐNd(t) 和锆石ƐHf(t)特征的基性岩。MORB型辉长岩具有明显亏损的Nd-Hf同位素组成（ƐNd(t) = +4.9 ~ +8.1，锆石ƐHf(t) = +3.7 ~ +16.5），其岩浆可能起源于相对较浅的亏损地幔（＜85 km）。结合区域地质资料，认为安多微陆块早侏罗岩浆作用的形成与班公湖-怒江洋关闭以及随后发生的南羌塘地块和安多微陆块拼合后的岩石圈拆沉作用有关。

图2 藏北安多微陆块及其邻区地质简图

图3 安多微陆块早侏罗世辉长岩稀土元素配分曲线和微量元素蛛网图

　　2.初步构建了中特提斯洋侏罗纪俯冲消减动力学过程

　　班公湖-怒江缝合带中段面状分布了一系列中侏罗世-早白垩世岩浆岩，是探究该地区洋-陆转换及深部动力学过程的重要媒介（图4）。研究团队选择班公湖-怒江缝合带两侧侏罗纪与俯冲相关岩浆作用、变形特征等进行综合对比研究，揭示出该地区中特提斯洋呈发生过多阶段、多极性的俯冲增生造山过程。班公湖-怒江洋的北向俯冲至少经历了过两个阶段：第一阶段以早-中侏罗世SSZ型蛇绿岩和安多微陆块内岩浆岩为特征（图5），随后安多微陆块北侧板片断离引发了微陆块中的榴辉岩和高压麻粒岩在中-晚侏罗世折返，同时促进了南羌塘地块和安多微陆块南缘第二阶段北向俯冲的开始；第二阶段俯冲以平板或低角度俯冲为主，以SSZ型蛇绿岩、南羌塘地块内部和安多微陆块南侧的弧岩浆岩为特征（图5）。此外，班公湖-怒江洋在东段和中西段分别经历了南向的洋-陆和洋内俯冲，以狮泉河-永珠-嘉黎蛇绿混杂岩带为代表（图5）。狮泉河-永珠-嘉黎洋盆西段和中东段代表了未成熟至成熟的弧后盆地。班公湖-怒江中特提斯洋在侏罗纪时期经历了复杂的俯冲消减过程。

图4 青藏高原中北部侏罗纪蛇绿岩、岩浆岩与地层分布图

NS1=早-中侏罗世北向俯冲；NS2=中-晚侏罗世北向俯冲；SS=南向俯冲

图5 青藏高原中北部晚三叠世-晚侏罗世构造演化示意图

　　3.多期次中酸性岩浆作用揭示中特提斯洋洋-陆转换过程。

　　大规模中酸性岩浆作用对探讨洋-陆转换及其深部动力学过程具有重要科学意义。研究团队针对南北向横跨班公湖-怒江缝合带的侏罗纪-早白垩世岩浆岩开展系统的岩石学、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素地球化学研究（图1，北自羌塘南缘，南至拉萨地块北部），结果显示，侏罗纪岩浆岩主要包括MORB型基性、高镁中性和I型酸性岩浆岩，揭示了东巧-安多洋盆的北向俯冲消减和班公湖-怒江中特提斯洋的双向俯冲消减（图6）。白垩纪岩浆岩在成分上更具多样性，主要包括板内基性岩浆岩、埃达克质中-酸性岩浆岩和I, S, A2型酸性岩浆岩。与侏罗纪岩浆岩相比，白垩纪岩浆源区包含了更多地壳物质的贡献，只是早白垩世时期（130-120 Ma）班公湖-怒江中特提斯洋已经开始完全闭合（图6）。最后，综合区域地质资料认为，班公湖-怒江中特提斯洋经历北早南晚的穿时性闭合过程，即北侧南羌塘地块与安多微陆块在早侏罗世晚期伴随东巧-安多分支洋盆的闭合发生陆-陆碰撞；南侧拉萨地块、班戈岩浆弧和安多微陆块在130-120 Ma伴随着班公湖-怒江主洋盆俯冲消减发生弧-陆碰撞，并在早白垩世末期最终闭合（图6）。

图6 班公湖-怒江中特提斯洋俯冲-闭合过程示意图

　　上述研究成果初步揭示了藏北班公湖-怒江特提斯洋洋-陆转换过程，包括多阶段、多极性俯冲消减、微陆块拼合、洋陆转换及弧-陆和陆-陆碰撞过程（图5），为深入理解中特提斯洋的形成演化及动力学过程提供了重要地质证据。成果近期发表在《Lithos》、《Earth-Science Reviews》和《Geological Society of American Bulletin》国际期刊上。研究受到国家自然科学基金项目（42072268、42002069）、国家重点研发计划（2021YFC2901901）、第二次青藏高原综合科学考察项目（2019QZKK0703）、中国地质调查项目（DD20221630）和中国地质科学院地质所基础研究项目（J2202）等联合资助。

　　1. Qing-guo Zhai*, Pei-yuan Hu, Yue Tang, Yi-ming Liu, Wei Wang, 2023. Early Jurassic lithospheric delamination in the Amdo microcontinent, central Tibet: Inferred from coeval OIB- and MORB-like gabbros. Lithos 456-457, 107314.

　　原文链接：https://doi.org/10.1016/j.lithos.2023.107314

　　2. Yi-ming Liu*, San-zhong Li*, Qing-guo Zhai, Yue Tang, Pei-yuan Hu, Run-hua Guo, Yong-jiang Liu,Yu-hua Wang, Sheng-yao Yu, Hua-hua Cao, Jie Zhou, Guang-zeng Wang, 2022. Jurassic tectonic evolution of Tibetan Plateau: A review of Bangong-Nujiang Meso-Tethys Ocean. Earth-Science Reviews 227, 103973.

　　原文链接：https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2022.103973

　　3. Wei Wang, Qing-guo Zhai*, Pei-yuan Hu, Yue Tang, Hai-tao Wang, Zhi-cai Zhu, 2023. Magmatic records of subduction and closure of the Meso-Tethys Ocean in the northern-central Tibetan Plateau. Geological Society of American Bulletin.

　　原文链接：https://doi.org/10.1130/B36593.1