西藏冈底斯早中生代花岗岩的成因及其与新特提斯洋俯冲的关系

The Gangdese batholith in the southern margin of the Lhasa terrane is generally accepted as the product of the northward Neo-Tethys slab subduction and subsequent India-Asia continental collision. The Early Mesozoic granites of Gangdese batholith provide an important opportunity for constraining the initial subduction timing of Neo-Tethys and exploring Mesozoic evolution history of the Tibet plateau. In this program, on the basis of detailed field observations, mineralogical and petrological studies, high-precision accessory minerals U-Pb age determinations will be performed, with the aim of defining the spatial and temporal distributions of the Early Mesozoic Gangdese granites. Combined with whole rock major element, trace element and isotopic compositions analyses, in-situ trace element and isotopic analyses of minerals (including zircon Hf-O isotopic analyses, apatite Sr-Nd isotopic analyses, titanite Nd isotopic analyses) will be conducted, in order to reveal the origin and petrogenesis of these granites. These studies will contribute to understanding the geodynamics of Mesozoic granites of Gangdese batholith and precollisional history of the Tibet Plateau.

近年来在冈底斯南缘陆续发现了少量晚三叠世-早侏罗世的花岗岩，有关其成因的认识对限定新特提斯洋初始俯冲时间，揭示青藏高原中生代演化过程具有重要意义。本项目拟以冈底斯早中生代花岗岩为研究对象，在详细的野外观察、矿物学和岩石学研究基础上，通过高精度的副矿物U-Pb定年,以期厘定冈底斯岩基东段早中生代花岗岩的时空分布格架。利用先进的单矿物原位微区同位素 (包括锆石Hf-O,磷灰石Sr-Nd,榍石Nd同位素等) 及微量元素分析技术，结合全岩主量、微量元素及同位素分析，查明冈底斯早中生代花岗岩的岩浆源区和成岩过程，反演其形成的地球动力学背景，为冈底斯花岗岩基形成机制、新特特提斯洋俯冲历史和青藏高原演化过程的相关研究提供新的资料。

冈底斯岩基的岩浆作用与新特提斯洋的演化历史密切相关。近年来的研究在冈底斯岩基南缘发现了一条断续分布晚三叠世-侏罗纪的岩浆岩带，但是它们的成因机制还存在诸多争议。有关它们岩石成因的研究对认识新特提斯洋早期俯冲历史，揭示青藏高原早中生代演化过程具有重要意义。本项目以冈底斯岩基东段加查地区出露的早侏罗世辉长岩-花岗闪长岩杂岩体和达孜-加查地区保存的侏罗纪叶巴组火山岩为研究对象，进行了系统的矿物学、岩石学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素，以及全岩主微量元素和Sr-Nd同位素化学组成的分析，据此探讨了岩石成因及其对新特提斯洋俯冲历史的指示意义。加查杂岩以角闪辉长岩为主，局部发育堆晶相，铁镁质矿物为角闪石，缺乏辉石，出现高钙斜长石；锆石LA−ICPMS定年结果显示，该套岩石的结晶时代为ca. 201-192 Ma，局部遭到了后期热事件的影响；化学组成上，非堆晶相的辉长岩、闪长岩、花岗闪长岩构成了钙碱性岩石系列，非堆晶相的辉长岩具有富铝、贫碱、富集轻稀土大离子亲石元素、贫高场强元素的特征；同位素组成上加查杂岩全部具有显著亏损的全岩Sr-Nd与锆石Hf同位素组成。上述特征表明，加查杂岩体的母岩浆相似于一套富水的高铝玄武岩，应形成于活动大陆边缘背景。通过本项目系统的年代学和岩石学工作，指出叶巴组火山活动可以分为两个阶段：早期为早侏罗世的安山质岩浆活动 (ca. 182-176 Ma)，晚期为中侏罗世的双峰式岩浆活动 (ca. 174-168 Ma)。系统的岩石学和地球化学研究表明，早期的安山质岩浆活动应是在活动大陆边缘环境下，幔源岩浆底侵，并在上升过程中与陆壳发生复杂岩浆混合、围岩混染和结晶分异作用；晚期的双峰式火山岩是拉张环境下，软流圈上涌并同时导致地壳熔融的结果。本项目综合研究指出，在早侏罗世时期冈底斯弧应为活动大陆边缘环境，应与新特提斯洋的向北俯冲有关；而在中侏罗世时期发生短暂的拉张，可能与向北俯冲的新特提斯板片发生了板片回撤有关。