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西藏中部拉萨地块门巴地区中生代岩浆岩年代学、地球化学及动力学意义

【摘要】:青藏高原拉萨地体作为世界上研究陆陆碰撞造山过程的天然实验室,一直以来受到了国内外学者的广泛关注。近年来,对南部拉萨地体的中-新生代岩浆作用已有较好的研究并提出了构造-岩浆演化的动力学模型。但对于其北部毗邻的中部拉萨地体,同样保存了三叠世-白垩世的岩浆作用记录,目前却依然缺少系统的研究,对中部拉萨地体岩浆作用的性质与成因,及其深部动力学机制尚未获得较好的约束。本文在位于中部拉萨地体东段的门巴地区选取了花岗岩类岩石和镁铁质岩石(包括闪长质包体、辉长质包体、辉绿岩等),开展了系统的岩石学、锆石U-Pb年代学和Hf同位素、全岩元素和Sr-Nd同位素研究,试图揭示该地区中生代岩浆作用过程及深部动力学机制,为高原前新生代演化提供新证据。通过锆石U-Pb年代学建立了门巴地区晚三叠世到晚白垩世的岩浆作用格架,揭示了各期岩浆作用的性质与过程。研究区岩浆作用可分为晚三叠世-早侏罗世、晚侏罗世、早白垩世和晚白垩世四个主要阶段。(1)晚三叠世-早侏罗世岩浆岩类型包括镁铁质岩石、寄主花岗岩及包体:寄主花岗岩为中钾-高钾钙碱性系列,具有富集的Nd-Hf同位素组成,可能源于古老富铝基底物质的深熔,并且在形成过程中发生了不同程度的分离结晶作用;镁铁质岩石可能源于俯冲流体交代富集地幔的部分熔融,与花岗质岩浆在深部发生了混合作用;(2)晚侏罗世花岗岩可能起源于增厚古老下地壳的部分熔融,在形成过程中发生了较强的分离结晶作用;同期辉绿岩可能来源于俯冲板片沉积物和流体交代的富集地幔物质的部分熔融;(3)早白垩世花岗岩和镁铁质岩石可能分别源于古老下地壳和经历古老下地壳物质和大洋沉积物以及流体相关组分交代富集的地幔物质的部分熔融,辉长质包体经历了明显的分离结晶作用;(4)晚白垩世寄主花岗闪长岩具有典型埃达克岩的地球化学特征,镁铁质包体具有高的K2O和Zr含量以及高的Zr/Y 比值,它们可能分别来源于古老增厚下地壳和流体交代的富集地幔物质的部分熔融,并且发生了岩浆混合作用。应用本文新获得的年代学和地球化学数据,结合区域上已发表的相关数据,本文尝试建立了门巴地区中生代岩浆作用的深部动力学模型,门巴晚三叠世-早侏罗世岩浆作用可能与南向俯冲的班公湖-怒江洋的俯冲和板片回转作用有关,而晚侏罗世-早白垩世岩浆作用可能形成于新特提斯洋(雅鲁藏布洋)早期北向正常角度的俯冲作用;而晚白垩世岩浆作用可能形成于雅鲁藏布洋向着拉萨地块之下俯冲的弧后伸展的构造背景。本文的研究进一步揭示了拉萨地块中部对于特提斯洋向北俯冲的岩浆作用响应,揭示了拉萨地块中—南部经受洋壳俯冲的更为复杂的动力学过程。

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