西昆仑阿什库勒火山地质、活动历史与岩浆演化研究

The high K2O volcanism of northeastern Tibet in the Cenozoic era, as an" important window", playes the essential roles in studying the composition of plateau lithosphere, the structure of the crust-mantle, and the uplifting mechanism of the Tibetan plateau. The petrogenetic and geodynamic significance of the Cenozoic volcanism in the north Tibetan plateau has remained focal and controversial issue in the past. Ashikule volcanic group which was developed in the western Kunlun mountain of north Tibet, is composed with 10 major volcanoes and tens of sub-volcanoes, and covers a total area of about 200km2 at the average altitude around 5,000m, one of the highest volcano groups in the world. Because of the high topographic elevation, inclement climate and inaccessibility this area is one of those poorly-studied geological regions on the earth. In this proposed study, we will conduct detailed field investigation of geological and geomophological features of volcanic rocks and volcanic craters in Ashikule basion, find out the eruption history of the volcanic activity, and compile high-scaled geologic map of the study area. We will also collect series of volcanic rocks samples to carry out laboratory analysis in petrology, petrography, micro-texture, rock geochemistry, isotopic geochemistry and isotopic chronology to understand the timing, magmatic process and evolution of the volcanic activity in the study area. The results of this study are expected to fill up the insufficient data regarding to the Quaternary magmatism in the study area, and provide new evidence for the study of tectonic evolution of north Tibet.

青藏高原北部新生代高钾钙碱性系列火山作用过程, 作为板块俯冲、碰撞及高原形成、演化过程中深部地质作用事件的浅部响应, 是探索新生代以来高原岩石圈物质组成、壳幔结构及其相互作用方式以及高原隆升机制的"重要窗口"，长期以来一直受到国内外地学界的广泛关注。本项目将开展对阿什库勒火山岩为代表的青藏高原内最新期的北部昆仑火山群火山地质研究，查明第四纪火山活动历史，完成研究区内重要火山锥体的1:2000火山机构图。同时，系统采集火山岩样品，开展火山岩岩石学、岩相学、显微构造学、岩石地球化学及同位素年代学的综合分析, 研究火山岩源区岩浆活动特征、形成时代和演化过程，弥补藏北高原西部由于恶劣工作环境而造成的第四纪火山学研究的不足。

青藏高原的形成被认为是自印度板块与欧亚板块碰撞以来多期次、分区段隆升的结果，火山岩则忠实记录了青藏高原的整个隆升过程。西昆仑阿什库勒火山群作为青藏高原内最新期火山岩的典型代表，可以为理解青藏高原生长演化过程中的末次隆升提供火山学证据。本项目通过对阿什库勒盆地火山区的野外地质地貌调查以及火山岩岩相学、地球化学和同位素年代学分析测试，系统研究了阿什库勒盆地火山活动历史、岩浆作用过程、岩浆源区特征和深部构造背景，取得了以下主要成果：1）阿什库勒火山岩成分包括了响岩质碱玄岩、玄武粗安岩、粗安岩、粗面岩及酸性流纹岩，以中性粗安岩为主，K2O/Na2O比值均大于1，为钾玄质火山岩；2）熔岩斑晶主要为辉石和斜长石，大量斑晶显示出熔蚀、反环带和反应边结构，指示岩浆混合特征；3）温压计计算得到岩浆平衡温度在778-1264℃之间，平衡压力在0.33-1.03GPa之间，对应的岩浆深度约8-32km；3）微量元素特征主要表现为轻稀土元素和大离子亲石元素极度富集，显示岩浆可能经历多次富集过程；4）锶钕同位素比值分别为87Sr/86Sr=0.707490-0.710523和143Nd/144Nd=0.512265-0.512472，其中大部分较新的火山岩样品显示极度一致的同位素比值，说明岩浆的同源性且地壳混染作用较小；5）不同火山机构和流动单元火山岩样品的系列Ar-Ar同位素年代测试分析,反映出阿什库勒火山活动主要发生在早更新世早期、早更新世中期、中更新世早期、中更新世晚期、晚更新世期和全新世期。综合上述研究成果，完成了阿什库勒火山群主要火山锥体的1:2000火山机构图和全区1:5万火山地质图；获得了研究区火山活动期次的划分方案，并补充了新的年代学证据。结合P波各向异性层析成像结果，我们认为在阿什库勒火山区下部，印度板块和塔里木地块尚未碰撞在一起，存在宽约100km的间隙；青藏高原岩石圈地幔在早期受古板块俯冲过程导致元素富集，随着印度板块和塔里木地块的汇聚作用，剪切生热作用导致青藏高原岩石圈地幔部分熔融，岩浆在形成后通过深部断层快速到达地表。