论文部分内容阅读
青藏高原是世界上最大、最高的新生代高原，其隆升改变了亚洲地貌和水系，影响着全球气候和环境变化。青藏高原由印度-欧亚大陆碰撞所形成，具有巨厚的(～50-90 km)地壳，在世界上也独具特色。因此，研究青藏高原的隆升和地壳增厚过程不仅对揭示圈层相互过程具有重要的科学意义，而且对揭示陆陆碰撞与俯冲过程具有重要的科学意义。青藏高原隆升和地壳增厚的时间和机制一直是国际地质研究的热点之一。但是，青藏高原的隆升和地壳增厚机制一直存在着激烈的争论，包含有多种模式，如岩石圈拆沉、大陆岩石圈俯冲，以及地壳流动等。 雀莫错-玛曲地区位于青藏高原中部羌塘地块北部，靠近金沙江缝合带。本论文通过对该地区始新世的侵入岩进行详细的野外地质调查和室内岩石学、锆石U-Pb年代学和元素与Sr-Nd-O同位素地球化学研究，并结合最新的地质与地球物理资料，试图揭示该地区侵入岩的成因，以及岩石形成的深部动力学过程与青藏高原中部新生代地壳增厚、高原隆升机制之间的内在联系。 本学位论文取得的主要进展如下: 1.野外地质特征及岩石类型:通过对雀莫错-玛曲地区进行详细的野外地质调查，发现该区除了雀莫错侵入岩外，还出现大量其他新生代正长斑岩-石英二长斑岩和花岗岩斑岩侵入体，特别是在该区一些被前人圈定为的侏罗纪地层，通过我们的工作，认为实质上是一些新生代侵入体。这些新发现的侵入体主要分布在雀莫错以东、玛曲乡以西的区域。 2.岩石的地球化学特征及分类:识别雀莫错一带侵入岩的主要岩石类型为正长斑岩-石英二长斑岩以及少量的花岗斑岩。岩石样品普遍具有埃达克质岩的地球化学特征，即具有高的SiO2(＞56％)、Al2O3(＞13.8％)、Sr(＞1500ppm)以及Sr/Y(＞100)、La/Yb(＞50)比值，亏损重稀土元素（如Yb＜20ppm）、Y元素(＜2ppm)以及高场强元素(Nb、Ta、Ti)，富集大离子亲石元素，并且没有明显的Eu和Sr的异常。同时，根据Mg#大致将正长斑岩-石英二长斑岩可以划分为高Mg#石英二长斑岩（Mg#＞45）和低Mg#正长斑岩-石英二长斑岩(Mg#＜45)。高Mg#石英二长斑岩的εNd(t)=-2.6～-3.2，(87Sr/86Sr)i=0.7070-0.7072，δ18O=6.7-7.1‰;低Mg#正长斑岩-石英二长斑岩的εNd(t)=-2.4～-4.6，(87Sr/86Sr)i=0.7069-0.7078，δ18O=6.3-7.9‰;花岗岩斑岩的的εNd(t)=-3.9,(87Sr/86Sr) i=0.7074,δ18O=6.1‰。 3.岩石时代:锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为LA-ICP-MS U-Pb测年表明，高Mg#石英二长斑岩4个岩石样品的锆石加权平均206pb/238U年龄分别为41.4±0.3 Ma、40.9±0.4 Ma、40.2±0.3 Ma和40.8±0.5 Ma;低Mg#正长斑岩-石英二长斑岩3个岩石样品的锆石加权平均206pb/238U年龄分别为41.1±0.7 Ma、37.7±0.3 Ma和37.3±0.3 Ma。1个花岗斑岩样品的锆石加权平均206pb/238U年龄为37.0±0.2 Ma。因此，雀莫错-玛曲乡地区侵入岩的结晶年龄为始新世(41-37Ma)，同羌塘北部火山岩的形成时代同期。 4.岩石成因:构造和沉积资料证据表明始新世羌塘北部处于陆内挤压构造背景中。雀莫错-玛曲乡始新世埃达克质侵入岩不可能由俯冲洋壳熔融、分离结晶、岩浆混合和拆沉下地壳熔融形成。综合地质、岩石和实验的资料，我们认为低Mg#埃达克质岩石可能是俯冲增厚的含沉积的陆壳部分熔融形成的，花岗斑岩则可能是俯冲增厚的含沉积物陆壳更低程度的部分熔融形成的;高Mg#埃达克质岩石可能俯冲陆壳来源的熔体与地幔橄榄岩相互反应而形成的。 5.动力学机制与地壳增厚、高原隆升的关系:在印度岩石圈持续北向俯冲的背景下，始新世松潘-甘孜地块沿着金沙江缝合带的南向大陆俯冲引起了羌塘地块地壳的增厚。地球物理方面的资料也表明，亚洲大陆向南已经俯冲到羌塘地块之下。结合古高度和热年代学的资料，我们认为青藏高原中部可能从始新世(41-37 Ma)就发生地壳增厚和高原隆升了，并且在新生代，陆壳俯冲可能是青藏高原巨厚地壳形成的重要机制。