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藏南泽当蛇绿岩时代与成因

张亮亮

藏南泽当蛇绿岩时代与成因

张亮亮1
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  • 1. 中国科学院大学
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摘要

位于西藏南部的雅鲁藏布蛇绿岩是世界上最著名的蛇绿岩之一,传统上被作为印度与亚洲大陆之间已消失的新特提斯洋的残留。该蛇绿岩的研究不仅对恢复印度与亚洲大陆之间的扩张与会聚过程极为重要,同时对理解全球其它地区蛇绿岩的成因也具有重要意义。本论文以雅鲁藏布蛇绿岩带东段的泽当蛇绿岩为研究对象,通过系统的野外地质、矿物学、岩石学、地球化学和年代学工作,确定该蛇绿岩的地质特征、形成时代、形成环境和成因模式。 泽当蛇绿岩位于藏南泽当镇西部,雅鲁藏布江以南。蛇绿岩北侧为泽当弧地体(冈底斯弧的一部分),南侧为混杂堆积。该蛇绿岩的组成岩石,从北向南分别包括地幔橄榄岩,辉长岩/辉绿岩,镁铁质熔岩以及少量斜长花岗岩。地幔橄榄岩是该蛇绿岩的主要组成部分,包括二辉橄榄岩和方辉橄榄岩。其中方辉橄榄岩中还发育少量纯橄岩及辉石岩条带。整个剖面未见代表洋壳扩张的堆晶辉长岩和席状岩墙群。地壳单元主要包括辉长岩/辉绿岩,镁铁质熔岩及少量斜长花岗岩。辉长岩与蛇纹石化橄榄岩呈断层接触,辉绿岩侵入橄榄岩或辉长岩中,侵入到蛇纹岩中的基性岩大多已变质成异剥钙榴岩;镁铁质熔岩呈岩枕状产出;斜长花岗岩呈脉体侵入于蛇纹石化橄榄岩中。 本论文对侵入于蛇纹岩的异剥钙榴岩、辉长岩和斜长花岗岩等进行了锆石离子探针U-Pb定年。两件异剥钙榴岩样品的锆石U-Pb年龄分别为131.4±1.1Ma和130.2±1.2 Ma;辉长岩年龄为131.7±0.9 Ma,斜长花岗岩年龄为137.8±1.0Ma。这些年龄明显晚于其北侧泽当弧地体的形成时代(~155-160 Ma)。对目前已经发表的较为可靠的年龄结果统计发现,雅鲁藏布不同地段的蛇绿岩具近乎一致的早白垩世形成年龄(~118-138 Ma)。 泽当蛇绿岩中的二辉橄榄岩和方辉橄榄岩的平衡温度较为一致(955-1089℃)。其中二辉橄榄岩经历了~7-10%的部分熔融,而方辉橄榄岩部分熔融程度达~17-20%。二者单斜辉石微量元素组成有所不同,二辉橄榄岩具有轻稀土强烈亏损,重稀土相对富集的特征。但相对于二辉橄榄岩,方辉橄榄岩轻稀土略微富集,重稀土含量稍低,反映遭受了后期的熔融交代作用。此外,二辉橄榄岩具有Sr的负异常,方辉橄榄岩具有Sr和Zr的正异常。方辉橄榄岩显示略富集的Nd同位素特征,可能是大陆岩石圈地幔的产物或者是古老大陆岩石圈残留的块体。二辉橄榄岩Nd-Hf同位素极度亏损,与MORB类似,应为大洋地幔熔融后的残留。 泽当蛇绿岩中镁铁质岩具有较为一致的地球化学特征,均为拉斑系列岩石;稀土元素含量较低,多数样品显示轻稀土亏损特征,部分辉长岩及异剥钙榴岩还具有正的Eu异常;微量元素特征仅显示不明显的Nb和Ti的负异常,主体特征均与N-MORB类似。斜长花岗岩的微量元素特征与镁铁质岩类似,多数样品显示负Eu异常,反映长石的结晶分异作用。所有镁铁质岩的Sr-Nd-Hf同位素特征均一且亏损。 泽当蛇绿岩普遍具有厚幔薄壳及辉长岩/辉绿岩呈脉状侵入于橄榄岩的特点,与西阿尔卑斯蛇绿岩类似。泽当二辉橄榄岩和镁铁质岩石具有一致的Nd-Hf同位素组成和对应的微量元素关系,可能为镁铁质岩熔融后的残余。方辉橄榄岩则代表了大陆岩石圈地幔或者为古老大陆残余的块体,与镁铁质岩无直接成因联系。所有同位素特征均指示镁铁质岩的源区为亏损地幔。泽当蛇绿岩地质和地球化学特征均显示其应形成于大洋中脊背景。本论文通过与西阿尔卑斯蛇绿岩的对比,发现泽当蛇绿岩与其有很多相似性,并认为伸展作用下的洋底拆离断层的模型可以很好地解释泽当蛇绿岩的地质特征和橄榄岩的同位素地球化学特征。

关键词

蛇绿岩/地球化学/地质特征/形成时代/成因模式/橄榄岩

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授予学位

博士

学科专业

矿物学、岩石学、矿床学

导师

吴福元/刘传周

学位年度

2014

学位授予单位

中国科学院大学

语种

中文

中图分类号

P5
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