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云南腾冲地区中--新生代特提斯构造演化

张九园

云南腾冲地区中--新生代特提斯构造演化

张九园1
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作者信息

  • 1. 中国科学院大学
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摘要

特提斯是曾经存在于劳亚大陆和冈瓦纳大陆之间的古海洋。自古生代以来,特提斯的形成、发育与消亡,伴随地块的裂离、漂移和碰撞,引起了特提斯域内岩浆活动的广泛发育,并促使了各类矿产资源的形成。研究特提斯的构造演化对发展理论科学和开发矿产资源具有重要的意义。 本文研究区为滇西腾冲地区,包括腾冲地块和保山地块,其位置西临新特提斯,东临古特提斯。位于腾冲和保山地块之间的龙陵-瑞丽断裂带通常被认为是中特提斯的遗迹(拉萨和羌塘地块之间的中特提斯遗迹为班公湖-怒江缝合带)。然而该断裂带中缺乏完整的蛇绿岩套,不能证实该区域存在中特提斯,由此,中特提斯是否存在于腾冲和保山地块之间目前尚存争议。此外,腾冲和保山地块中发育大量中新生代岩浆岩,关于其成因目前尚无一致结论,部分学者认为其成因与中特提斯和新特提斯两期俯冲相关,另一部分学者认为该中新生代岩浆岩的发育是由新特提斯多阶段俯冲引起。 为探究以上问题,本文通过研究保山地块中侏罗世-早白垩世沉积岩物源及保山地块早白垩世双峰式火山岩成因,来探讨中生代时期腾冲与保山地块之间的关系,借此论证腾冲和保山地块之间是否存在中特提斯,并探讨中特提斯的构造演化过程和建立中侏罗世-早白垩世腾冲和保山地块的构造演化模式。在该模式的基础上,本文进一步探讨晚三叠世-始新世腾冲地块岩浆岩的成因及大地构造背景。主要认识如下: (1)地球化学分析结果显示,保山地块中侏罗世-早白垩世沉积岩形成于被动大陆边缘环境,其中晚侏罗世-早白垩世沉积岩物源包含碰撞带碎屑物质。地质年代学研究表明,保山地块中侏罗世-早白垩世沉积岩的碎屑锆石组成大致类似,其中,上侏罗统龙海组含少量190-160Ma碎屑锆石,而下白垩统弄坎组含大量190-150Ma和140-120Ma碎屑锆石,经过对比,这些碎屑锆石最有可能来自于腾冲地块。物源分析表明保山地块中侏罗世沉积岩物源来自于南羌塘、保山、思茅地块以及昌宁-孟连缝合带。晚侏罗世-早白垩世沉积岩物源主要来自于腾冲和保山地块,且腾冲地块碎屑物质的贡献逐渐增多。由此可以推断,中侏罗世时期腾冲和保山地块被班公湖-怒江洋分隔,腾冲地块和保山地块自晚侏罗世开始碰撞,并于早白垩世完成拼贴,腾冲地块早白垩世俯冲成因的岩浆岩应形成于新特提斯俯冲的构造背景下。 (2)本文首次报道保山地块腊勐地区早白垩世双峰式火山岩。锆石SHRIMP和LA-ICP-MS定年结果显示双峰式火山岩中的基性和酸性组分于120Ma同时喷发。地球化学和同位素地球化学特征表明,基性组分具有Nb-Ta亏损及高场强元素(Ti、Zr和Hf)富集的特征,其εNd(t)值较高(-1-+3.7),指示双峰式火山岩中的玄武质岩石是软流圈地幔和大陆岩石圈地幔混合的产物;酸性组分具有相对基性组分更加富集的εNd(t)值(-4.3-3.6),其主量元素协变关系(SiO2-Al2O3)与基性组分也明显不同,但是其微量元素蛛网图和稀土元素配分图上的曲线形式却与基性组分相似,暗示酸性岩浆源于大陆地壳部分熔融形成的岩浆与玄武质组分岩浆的混合;双峰式火山岩的地球化学特征指示其形成于大陆弧后盆地环境,该成岩环境与同时期腾冲地块的大陆火山弧环境构成了腾冲-保山地块的弧-弧后系统。腊勐地区双峰式火山岩的形成表明在120Ma腾冲与保山地块之间的中特提斯已经闭合,因而进一步说明腾冲地块早白垩世俯冲成因岩浆岩的形成与新特提斯构造演化相关。 (3)腾冲地块早白垩世岩浆岩可以分为两组:140-123Ma的岩浆岩主要为锆石εHf(t)为负值的酸性岩,其地球化学(亏损Nb-Ta和高场强元素Ti,富集Rb、Th、U等大离子亲石元素)和同位素地球化学特征(εHf(t)<0)表明该时期岩浆主要由地壳物质部分熔融形成;123-110Ma的岩浆岩相较于140-123Ma的岩浆岩更加富集Ti、Nb、Ta等高场强元素,且该时期的岩浆岩中出现了一些锆石εHf(t)为正的基性岩,这一期岩浆岩来源于地壳和地幔岩浆的混合。总的来说,早白垩世岩浆岩发育于碰撞后背景,新特提斯洋的俯冲导致了幔源岩浆成因123-110Ma的岩浆岩的发育。 (4)本文采集并分析了腾冲地块中-新生代岩浆岩,其中大部分为高黎贡山群中的变形花岗岩。结合前人研究成果及本文的研究结论,本文提出腾冲地块220-200Ma的岩浆岩可能与冈瓦纳大陆和腾冲地块的碰撞和分离相关;140-110Ma的岩浆岩形成于腾冲-保山碰撞后的构造背景,且123-110Ma的岩浆岩的发育与新特提斯板片俯冲相关,由于新特提斯的俯冲,在~120Ma腾冲和保山地块构成了陆内的弧-弧后系统;81-65Ma的岩浆岩的形成与新特提斯板片断离相关;45-44Ma的岩浆岩的发育与腾冲和印度板块的碰撞相关。 本文的研究结果提供了中特提斯在腾冲地区存在的证据,并建立了腾冲地区中-新生代特提斯的构造演化模式,为腾冲地区中-新生代岩浆岩的成因解释提供了参考。

关键词

沉积岩/岩浆岩/特提斯/地球化学特征/构造演化

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授予学位

博士

学科专业

构造地质学

导师

范蔚茗

学位年度

2021

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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