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科学研究

詹琼窑:青藏高原东部义敦地体晚三叠世岩石圈结构【GSA Bulletin,2021】
2021-09-30 阅读:15773

刻画历经俯冲-碰撞作用形成的造山带在地质历史时期的深部岩石圈结构(如地壳和岩石圈的成分、年龄、厚度以及有关的大洋俯冲极性等)对理解造山带的构造演化至关重要。然而,由于经历了长期强烈的构造变形、岩浆活动等,导致早期阶段的岩石圈结构通常被破坏改造,不易保存,从而难以通过现今的地表地质和地球物理研究等手段揭示特定地质历史时期的深部岩石圈结构。例如,青藏高原东部的义敦地体是西南三江特提斯构造域重要的构造-岩浆岩带和多金属成矿带(1)。大规模晚三叠世岩浆活动和成矿作用的发育标志着该时期是义敦地体构造演化历史中最为重要的阶段。刻画该时期的岩石圈结构对于理解晚三叠世大规模岩浆活动的起源和动力学背景具有重要意义。然而义敦地体现今的岩石圈结构主要是后续构造变形和岩浆作用,尤其是印度-欧亚大陆碰撞的结果,难以反映晚三叠世的特征。

针对上述研究难题,中国地质大学(北京)“大陆汇聚与青藏高原生长”求真研究群体的求真博士后詹琼窑在合作导师朱弟成教授与澳大利亚莫纳什大学Peter A. Cawood教授的共同指导下,对义敦地体大规模晚三叠世岩浆活动进行了研究,取得以下认识:

1)义敦地体晚三叠世大规模岩浆活动发育时,其西侧的金沙江洋和东侧的甘孜-理塘洋均已闭合,晚三叠世岩浆活动主体属于碰撞或后碰撞岩浆作用。

2)幔源岩浆的结晶分异在义敦地体晚三叠世大规模中酸性岩浆岩的形成过程中起到了重要作用。晚三叠世是义敦地体地壳生长的重要阶段。

3)首次发现义敦地体晚三叠世岩浆岩具有特征的放射性成因同位素空间变化趋势,即自西向东,全岩SrNd同位素和锆石Hf同位素逐渐变富集(2)。

4)同位素的空间变化趋势揭示了义敦地体晚三叠世楔形的岩石圈地幔结构,即岩石圈地幔自西向东由薄变厚(3)。岩石圈地幔是晚三叠世岩浆岩的重要源区,义敦地体南北均为大陆基底。

5)楔形的岩石圈地幔结构受控于义敦地体西侧金沙江洋曾经的东向俯冲作用(晚三叠世前,3),甘孜-理塘洋盆可能是该背景下形成的弧后盆地。

本研究以青藏高原东部的义敦地体为例,揭示了通过刻画造山带尺度的岩浆岩同位素空间变化趋势可以有效地刻画古老造山带,尤其是经历了复杂构造演化历史的造山带在特定地质历史时期的深部岩石圈结构。

 

图1 青藏高原东部义敦地体地质简图

 

图2 横跨义敦地体的四条岩浆岩剖面(T1T4)揭示晚三叠世岩浆岩的放射性成因同位素自西向东远离金沙江缝合带逐渐变富集

 

图3 义敦地体晚三叠世岩石圈结构和相关的地球动力学背景

 

上述成果发表于国际著名地质学期刊《GSA Bulletin》:Zhan, Q.Y., Zhu, D.C.*, Wang, Q., Cawood, P.A., Xie, J.C., Liu, X., Li, S.M., Zhang, L.L., Zhao, Z.D., 2021. Imaging the Late Triassic lithospheric architecture of the Yidun Terrane, eastern Tibetan Plateau: Observations and interpretations. GSA Bulletin. http://doi.org/10.1130/B35778.1.

全文链接:http://doi.org/10.1130/B35778.1.


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