2016年04月08日 星期五

研究亮点

翟庆国研究团队-Lithos, PR, JAES等:在青藏高原拉萨地块新元古代–寒武纪变质基底方面取得系列性进展

来源:地调局地质所 作者:科技处,胡培远,翟庆国 发布时间:2019-12-23

超大陆的聚合和裂解是地球演化最基本的规律之一。在地球46亿年的演化历史中,曾经历过哥伦比亚(Columbia)、罗迪尼亚(Rodinia)、冈瓦纳(Gondwana)和泛大陆(Pangea)等超大陆的聚合和裂解。古大陆的起源及其古老超大陆的恢复与重建是全球地球科学家关注和竞相研究的热点。拉萨地块位于青藏高原中部,是构成青藏高原的最主要陆块之一,其古老基底的时代、性质及起源等尚存在较大的争议,是当前青藏高原地质研究的前沿。中国地质科学院地质研究所翟庆国研究员团队对拉萨地块北部的新元古代-寒武纪变质基底岩石开展了一系列的研究工作,取得了系列性创新成果,对深入理解青藏高原古老基底性质、起源及其在超大陆重建中的位置等具有重要的科学意义。

研究团队以拉萨地块北部的前寒武纪念青唐古拉群为主要研究对象,对其构造岩浆事件进行了解厘。念青唐古拉群中保留了多期新元古代岩浆作用的记录,岩浆岩多经历了不同程度的变质作用。新元古代中期的岩浆岩可以划分为3期:第I期(822810 Ma)代表性岩石组合为斜长角闪岩和花岗片麻岩,其原岩分别具有弧后盆地玄武岩和A2型花岗岩的特征,代表了弧后盆地的初始打开环境Hu et al., 2018a;第II期(766720 Ma),岩性为辉长岩,具有MORB型拉斑系列和岛弧型钙碱性系列玄武岩的特征,形成于成熟的岛弧-弧后盆地体系Hu et al., 2018b;胡培远等,2019;第III期(658646 Ma),岩性包括辉长岩、闪长岩和花岗岩,其时代与拉萨地块北部已报道的麻粒岩相高压变质作用的时代一致,可能形成于陆-陆碰撞环境,与俯冲洋壳的断离相关Hu et al., 2019a。这些新元古代中期构造岩浆事件与东非造山带可以对比,而与澳大利亚印度大陆北缘区别明显(图1。此外,研究团队还在拉萨地块北部地区首次发现了新元古代晚期的(埃迪卡拉纪)岩浆岩,包括辉长岩(572 Ma)、英云闪长岩(568 Ma)和流纹岩(547–541 Ma)。这些岩石具有钙碱性系列岩石的特征,是冈瓦纳大陆北缘安第斯型造山事件的岩浆记录。综合全球埃迪卡拉纪早古生代安第斯型岩浆记录的时空分布特征推测,拉萨地块新元古代可能位于阿拉伯非洲大陆和印度大陆中间,也就是东非造山带北段Hu et al。, 2018c

 

              图1 拉萨地块及其周边主要陆块的新元古代-早古生代主要地质事件的时空分布 

NEAO-东非造山带北段;NL-北拉萨地块;Amdo-安多微陆块;Yangtze-扬子地块;SL-南拉萨地块;KO- Kuunga造山带;EGB-东高止山脉;A-澳大利亚) 

为了进一步限定拉萨地块与阿拉伯非洲大陆和印度大陆的亲缘性以及其前寒武纪的演化历史,研究团队对拉萨地块中部新元古代早期(约900 Ma)的变质基性岩和沉积岩开展了相关研究工作Hu et al., 2018d;胡培远等,2016。变质基性岩具有类似于N-MORB的地球化学特征,且显示出地壳混染的特征,指示其可能形成于大陆环境。变质沉积岩具有大量古老碎屑锆石(>1000 Ma),而缺少与其沉积时代相近的碎屑锆石(1000900 Ma),明显区别于岛弧或洋中脊环境的沉积岩,而与大陆裂谷背景下的沉积岩一致。这些证据表明,上述变质基性岩和沉积岩可能形成于大陆裂谷环境,这与非洲大陆(刚果和西非克拉通)上广泛发育900 Ma左右的大陆裂解岩浆事件可对比,而与印度大陆差异很大(图2。此外,上述沉积岩中具有明显12001000 Ma碎屑锆石年龄峰值;这一峰值在非洲加纳、莫桑比克等地区广泛分布,但是在印度大陆较为少见。因此,研究团队认为拉萨地块与非洲大陆更具有亲缘性。

      

           图2 现今世界主要古陆块分布示意图(a)和新元古代早期(约900Ma)古地理重建图(b 

     

                               图3 拉萨地块北部新元古代演化示意图 

综合上述,翟庆国研究团队初步建立了拉萨地块北部新元古代古生代的构造演化历史(图3:(1)新元古代早期(约900 Ma),非洲大陆(刚果和西非克拉通)经历了广泛的大陆裂谷型岩浆事件,最终导致拉萨地块从非洲大陆裂解出来;(2)新元古代中期(822720 Ma),拉萨地块经历了多期次的弧岩浆和陆-陆碰撞事件,与东非造山带和莫桑比克洋的演化相关;(3)新元古代中期(约650 Ma),莫桑比克洋关闭,形成了拉萨地块上的近同时代岩浆岩和高压麻粒岩;(4)新元古代晚期(572541 Ma),冈瓦纳大陆聚合完成,沿其北缘广泛发育了安第斯型岛弧岩浆活动,位于东非造山带北段的拉萨地块也受到了这一岩浆事件的影响。最后,拉萨地块北部于晚侏罗世早白垩世漂离冈瓦纳大陆Hu et al。, 2019b

上述研究受到了国家自然科学基金(4187224091755103)、地质调查(DD20190060DD20190370)、中央财政基本科研业务费(J1705YYWF201704)等项目的资助。相关研究成果发表在期刊《Precambrian Research》、《Lithos》、《Gondwana Research》、《Journal of Asian Earth Sciences》、《科学通报》和《岩石学报》上。

1.        Pei-yuan Hu, Qing-guo Zhai, Guo-chun Zhao, Jun Wang, Yue Tang, Hai-tao Wang, Zhi-cai Zhu, Hao Wu, Wei Wang, Zhi-qiang Huang. 2019a. Late Cryogenian magmatic activity in the North Lhasa terrane, Tibet: Implication of slab break-off process. Gondwana Research 71, 129-149. 原文链接:https://doi.org/10.1016/j.gr.2019.02.005

2.        Pei-yuan Hu, Qing-guo Zhai, Guo-chun Zhao, Jun Wang, Yue Tang, Zhi-cai Zhu, Hao Wu. 2019b. The North Lhasa terrane in Tibet was attached with the Gondwana before it was drafted away in Jurassic: Evidence from detrital zircon studies. Journal of Asian Earth Sciences 185, 104055. 原文链接:https://doi。org/10。1016/j。jseaes。2019。104055

3.        Pei-yuan Hu, Qing-guo Zhai, Jun Wang, Yue Tang, Hai-tao Wang, Ke-jun Hou. 2018a. Precambrian origin of the North Lhasa terrane, Tibetan Plateau: Constraint from early Cryogenian back-arc magmatism. Precambrian Research 313, 51-67. 原文链接:https://doi.org/10.1016/j.precamres.2018.05.014

4.        Pei-yuan Hu, Qing-guo Zhai, Jun Wang, Yue Tang, Hai-tao Wang, Zhi-cai Zhu, Hao Wu. 2018b. Middle Neoproterozoic (ca. 760 Ma) arc and back-arc system in the North Lhasa terrane, Tibet, inferred from coeval N-MORB- and arc-type gabbros. Precambrian Research 316, 275-290. 原文链接:https://doi。org/10。1016/j。precamres。2018。08。022

5.        Pei-yuan Hu, Qing-guo Zhai, Jun Wang, Yue Tang, Hai-tao Wang, Ke-jun Hou。 2018c。 Ediacaran magmatism in the North Lhasa terrane, Tibet and its tectonic implications。 Precambrian Research 307, 137-154。 原文链接:https://doi.org/10.1016/j.precamres.2018.01.012

6.        Pei-yuan Hu, Qing-guo Zhai, Guo-chun Zhao, Jun Wang, Yue Tang , Hai-tao Wang, Zhi-cai Zhu,Wei Wang, Hao Wu. 2018d. Early Neoproterozoic (ca. 900 Ma) rift sedimentation and mafic magmatism in the North Lhasa Terrane, Tibet: Paleogeographic and tectonic implications. Lithos, 320-321, 403-415. 原文链接:https://doi.org/10.1016/j.lithos.2018.09.036

7.        胡培远, 翟庆国, 赵国春, 唐跃, 王海涛, 朱志才, 王伟, 吴昊。 2019。 青藏高原纳木错西缘新元古代中期岩浆事件:对北拉萨地块起源的约束。 岩石学报, 35(10), 3115-3129. 原文链接:https://doi.org/10.18654/1000-0569/2019.10.10

8.        胡培远, 翟庆国, 唐跃, 王军, 王海涛. 2016. 青藏高原拉萨地块新元古代(~925 Ma)变质辉长岩的确立及其地质意义. 科学通报, 61(19), 2176-2186. 原文链接:https://doi.org/ 10。1360/N972016-00143

 

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