【摘要】 拉薩地塊中北部在早白堊世發(fā)育了大量的巖漿活動(dòng)，其巖石成因與地球動(dòng)力學(xué)背景一直存在爭(zhēng)議。本文對(duì)北拉薩地塊西部日土地區(qū)花崗巖的巖石學(xué)、年代學(xué)和全巖地球化學(xué)和鋯石Hf同位素與微量元素進(jìn)行了研究，為拉薩地塊白堊世花崗巖研究提供了新的證據(jù)。日土地區(qū)白堊紀(jì)花崗巖呈巖株?duì)町a(chǎn)出，主要類型為花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖，巖體中含大量的閃長(zhǎng)質(zhì)包體。分別對(duì)花崗巖和閃長(zhǎng)質(zhì)包體中的鋯石進(jìn)行U-Pb定年測(cè)試，結(jié)果表明日土地區(qū)花崗巖在成巖時(shí)代上分為兩期，即早白堊世（116~103Ma）和晚白堊世（83~70Ma）。兩期巖漿作用中寄主花崗巖和所含的閃長(zhǎng)質(zhì)包體的年齡一致，應(yīng)屬于同時(shí)巖漿作用產(chǎn)物。對(duì)日土地區(qū)花崗巖進(jìn)行全巖地球化學(xué)分析，結(jié)果表明早白堊世花崗巖與其閃長(zhǎng)質(zhì)包體為偏鋁質(zhì)中鉀—高鉀鈣堿性系列巖石，均顯示出輕稀土富集、重稀土相對(duì)虧損的特點(diǎn)，具負(fù)銪異常。富集大離子親石元素，虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素。晚白堊世花崗巖和其所含閃長(zhǎng)質(zhì)包體皆為偏鋁質(zhì)中—高鉀鈣堿性系列巖石，具有富集輕稀土和大離子親石元素，虧損重稀土和高場(chǎng)強(qiáng)元素特點(diǎn)。早白堊世與晚白堊世花崗巖均屬于I型花崗巖。鋯石Hf同位素結(jié)果表明：早白堊世花崗巖樣品具有負(fù)的εHf(t)值和較老的地殼模式年齡，晚白堊世花崗巖樣品具有正的εHf(t)值和較年輕的地殼模式年齡�；◢弾r鋯石的鋯飽和溫度均較高，表明幔源物質(zhì)在日土地區(qū)白堊紀(jì)花崗巖成巖過程中發(fā)揮了重要作用。日土地區(qū)早白堊世花崗巖可能是在班公湖—怒江洋南向俯沖動(dòng)力學(xué)背景下，俯沖板片斷離引起軟流圈物質(zhì)上涌，使巖石圈地幔和地殼熔融，產(chǎn)生基性巖漿和酸性巖漿，這兩者再發(fā)生巖漿混合作用，之后形成了日土早白堊世花崗巖。而晚白堊世花崗巖是在拉薩地塊和羌塘地塊后碰撞構(gòu)造環(huán)境下，底侵的幔源巖漿使下地殼發(fā)生部分熔融，并與其發(fā)生混合作用，混合后的巖漿侵入上部地殼，侵位過程中發(fā)生了分離結(jié)晶作用，最后形成了日土地區(qū)晚白堊世花崗巖。
 
【關(guān)鍵詞】 白堊紀(jì)； 花崗巖； 鋯石U-Pb年齡； 地球化學(xué)； 西藏日土；

第 1 章 引言

1.1 選題依據(jù)
平均海拔超過 4000 米的青藏高原位于中國(guó)的西南部，是地球上最年輕的高原，被譽(yù)為“世界屋脊”，被國(guó)際地學(xué)界公認(rèn)為是研究大陸動(dòng)力學(xué)最好的天然實(shí)驗(yàn)室。近幾十年以來，國(guó)內(nèi)外的研究人員開展了大量的關(guān)于青藏高原各圈層間相互作用（例如大陸俯沖、殼—幔相互作用、下地殼與地幔物質(zhì)的流動(dòng)等方面）的地質(zhì)研究，取得了豐碩的成果。拉薩地塊位于青藏高原南部地區(qū)，夾持于印度—雅魯藏布江縫合帶（YZSZ）和班公湖—怒江縫合帶（BNSZ）之間，南部緊鄰印度大陸的北緣，東部繞過雅魯藏布大拐彎，向南進(jìn)入緬甸北部，西部達(dá)到巴基斯坦北部的拉達(dá)克－科希斯坦地區(qū)，再沿北西西方向進(jìn)入阿富汗。該帶是青藏高原巖漿巖最發(fā)育的地區(qū)，巖漿巖分布面積占整個(gè)高原巖漿巖的 80%。該帶在中生代時(shí)期經(jīng)歷了拉薩地塊—羌塘地塊碰撞及其南部新特提斯洋洋殼巖石圈北向俯沖，對(duì)其巖漿作用進(jìn)行研究，對(duì)于探討中生代時(shí)期班公湖—怒江洋特提斯構(gòu)造—巖漿作用具有極其重要的意義（朱弟成等，2006，2008a ；Zhu et al.，2009a，2009b，2010；Ji et al.，2009）。
新生代以來，拉薩地塊由于受到印度大陸碰撞的影響，高原開始隆升，在此過程產(chǎn)生了大規(guī)模的后碰撞巖漿巖，并形成了相關(guān)礦產(chǎn)資源（Coulon et al.，1986；Mo et al.，2006，2007，2008；莫宣學(xué)等，2009；Wu et al.，2010；侯增謙等，2006a，2006b，2006c；趙志丹等，2001，2006，2009；Zhao et al.，2009）。近十多年來，我國(guó)學(xué)者對(duì)拉薩地塊巖漿巖的研究，取得了豐碩的成果：根據(jù)巖漿、沉積和地層的綜合證據(jù)，特別是橫貫整個(gè)岡底斯帶的巨大區(qū)域不整合，認(rèn)為雅魯藏布洋閉合、印度大陸－亞洲大陸碰撞時(shí)間大約在 65 Ma 左右，約 40 Ma 左右碰撞完成，大致從 40 Ma 開始，青藏高原進(jìn)入后碰撞期(莫宣學(xué)等, 2003，2009)。(2)發(fā)現(xiàn)青藏高原，特別是拉薩地塊具有加厚的雙倍地殼特征（Zhao et al.，1997；Molnar et al.，1998），并提出青藏高原巨厚地殼兩種增厚機(jī)制：構(gòu)造增厚和巖漿作用增厚(Chung et al.，2003；Mo et al.，2007；莫宣學(xué)等，2009) ； (3) 通過對(duì)拉薩地塊花崗巖的 Sr-Nd 同位素組成和鋯石 Hf 同位素組成，識(shí)別出拉薩地體存在兩類地殼（莫宣學(xué)等，2005）：分布在拉薩地塊南側(cè)和北側(cè)，具有正的 εNd（t）值和正的鋯石 εHf（t）值的初生地殼（juvenile crust）；和分布在拉薩地塊中部，具有負(fù)的 εNd(t) 值的經(jīng)過多次再循環(huán)形成的成熟的古元古代－中元古代地殼。并進(jìn)一步提出初生地殼是由于俯沖和碰撞事件而增生在原拉薩地塊之上的，而再循環(huán)的古元古代－中元古代地殼可能代表拉薩地塊的基底；(4) 提出了青藏高原深部物質(zhì)橫向流動(dòng)的可能性，并提出了兩條可能的物質(zhì)流“通道”：滇西“三江”深部物質(zhì)流“通道”以及甘肅西秦嶺深部物質(zhì)流“通道” (Mo et al.，2006；2008；莫宣學(xué)等，2009)。
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1.2 拉薩地塊花崗巖研究現(xiàn)狀
花崗巖類巖石是構(gòu)造陸殼的主要巖石，其形成與大地構(gòu)造環(huán)境和地球動(dòng)力學(xué)條件密切相關(guān)，蘊(yùn)含著有關(guān)大陸巖石圈的結(jié)構(gòu)、組成和演化的豐富信息，是地質(zhì)學(xué)重要的研究對(duì)象（DePaolo et al.，1981；Rudnick，1995；徐夕生等，2010）。近 30 年來，地質(zhì)學(xué)家以源巖為基礎(chǔ)對(duì)花崗巖提出了各種成因分類，最具影響力的是Chappell和White (1974) 根據(jù)源巖特征將花崗巖劃分為I型和S型兩類花崗巖。Loiselle 和 Wones（1979）提出了 A 型花崗巖的概念，認(rèn)為這類花崗巖具有堿性、貧水和非造山的特征。近年來，殼—幔相互作用與能量交換過程在花崗巖成因中的作用得到了重視。花崗巖成因研究也從以巖相學(xué)和地球化學(xué)為主逐漸轉(zhuǎn)入到以大陸生長(zhǎng)及大陸動(dòng)力學(xué)為前沿的花崗巖地球動(dòng)力學(xué)研究的新階段 (肖慶輝等，2007) 。
青藏高原巖漿巖分布廣泛，其中以拉薩地塊最為代表性。青藏高原約 80%的巖漿巖都出露在拉薩地塊內(nèi)，花崗巖出露面積約 11 萬 km2，與火山巖大致相似。拉薩地塊花崗巖帶的研究從上個(gè)世紀(jì)就已開始，為后來的研究奠定了基礎(chǔ)。而中法“喜馬拉雅地質(zhì)構(gòu)造與地殼上地幔的形成演化”和中英“拉薩—格爾木地學(xué)大斷面”合作項(xiàng)目使青藏高原的研究更具國(guó)際影響力。1999 年至今，在中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局組織下，在青藏高原開展了大規(guī)模的 1：25 萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，其范圍包括了整個(gè)拉薩地塊巖漿巖帶，在這一過程中發(fā)現(xiàn)了許多重要的地質(zhì)現(xiàn)象，也出版了一系列的專輯和專注。這些進(jìn)展包括： (1) 結(jié)合大量的同位素?cái)?shù)據(jù)，識(shí)別出青藏高原巖石圈的三種主要地球化學(xué)端元，揭示出高原巖石圈存在地球化學(xué)不均一性，反應(yīng)了各塊體之間演化過程的差異。拉薩地塊巖石圈與藏北巖石圈特征相似，但拉薩地塊先后受到特提斯洋板塊俯沖、印度—歐亞大陸碰撞和印度洋巖石圈俯沖作用的影響，經(jīng)歷了更為復(fù)雜的殼幔相互作用過程（Zhao et al.，2009；莫宣學(xué)等，2009）。根據(jù)花崗巖同位素和鋯石 Hf 同位素的差異，識(shí)別出兩類地殼和兩種地殼增厚模式，并大致估算了兩種增厚機(jī)制的貢獻(xiàn)率 (Chung et al.，2003；莫宣學(xué)等，2005；Mo et al.，2006，2007，2008)；（2）得到了大量拉薩地塊花崗巖的高精度和高質(zhì)量的年代學(xué)數(shù)據(jù)，使拉薩地塊花崗巖的時(shí)空分布劃分進(jìn)一步明確：拉薩地塊北部大致位于班公湖—怒江縫合帶和獅泉河—嘉黎之間，該帶花崗巖成巖年齡約為 170－75 Ma，130～100 Ma 為高峰期；南部主要包括隆格爾－工布江達(dá)以南的地區(qū)，拉薩地塊花崗巖主要集中在該區(qū)域。該帶主要由俯沖型花崗巖類、同碰撞花崗巖類、同碰撞－后碰撞強(qiáng)過鋁花崗巖和含銅斑巖帶 4 類巖石組成，其成巖年齡跨度較大（127~8 Ma）（莫宣學(xué)等，2009）；中部大致位于革吉－措勤弧后盆地帶和隆格爾－工布江達(dá)斷隆帶上（潘桂棠等，2004），主要以小巖體的形式出露喜馬拉雅晚期花崗巖（<40 Ma），同時(shí)還出露后碰撞構(gòu)造環(huán)境下的鉀質(zhì)－超鉀質(zhì)火山巖（ 25 Ma）。曾有報(bào)道該帶存在印支期花崗巖，認(rèn)為是古特提斯閉合造山歷史的痕跡（李才等，2003）；（3）對(duì)拉薩地塊謝通門、尼木至拉薩一帶廣泛分布的侵位于晚白堊世－古近紀(jì)巖基中的高位花崗巖體和花崗質(zhì)斑巖體的研究，這些巖體與大規(guī)模的銅多金屬成礦作用關(guān)系密切，整個(gè)拉薩地塊斑巖銅礦帶的成礦事件具有同時(shí)性（莫宣學(xué)等，2009）。對(duì)這些巖體進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)這些巖體具有埃達(dá)克巖的地球化學(xué)屬性（Chung et al.，2003，侯增謙等，2003，2004；Hou et al.，2004，2009）；（4）揭示出拉薩地塊巖漿活動(dòng)比早期認(rèn)為的要復(fù)雜得多，認(rèn)為拉薩地塊在大陸碰撞以來東西向存在地殼結(jié)構(gòu)的差異和系統(tǒng)的東西向分帶性(趙志丹等，2003；Zhao et al.，2009)；(5) 重新對(duì)拉薩地塊的地殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了劃分，將具有傳統(tǒng)意義的“拉薩地塊”分解為具有古—中元古代地殼物質(zhì)組成的“拉薩地塊”，而其北部和南部則為雙向“剪刀式”俯沖即班公湖—怒江洋向南和新特提斯洋向北俯沖形成的島弧帶構(gòu)造單元(潘桂棠等，2006；Zhu et al.，2009a，2011；朱弟成等，2006，2008b，2009)。
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第 2 章 區(qū)域地質(zhì)背景及巖石學(xué)特征

2.1 區(qū)域地質(zhì)背景
2.1.1青藏高原區(qū)域地質(zhì)背景
青藏高原地處中國(guó)的西南部，在地理上主要包括西藏、青海、川西、滇西和甘肅的一小部分地區(qū)，具有漫長(zhǎng)和復(fù)雜的演化歷史，先后經(jīng)歷了從原特提斯到古特提斯再到新特提斯3個(gè)階段，是一個(gè)復(fù)雜造山帶，同時(shí)也是研究大陸動(dòng)力學(xué)最好的實(shí)驗(yàn)室（莫宣學(xué)等，2009）。青藏高原是由一系列性質(zhì)不同的地體拼貼的產(chǎn)物，宏觀構(gòu)造總體沿東西向展布，由南向北分為 4 個(gè)帶（圖 2-1），即特提斯喜馬拉雅帶、拉薩地塊（岡底斯帶）、羌塘地塊和松潘—甘孜帶，這4個(gè)帶由印度—雅魯藏布江縫合帶（YZSZ）、班公湖—怒江縫合帶（BNSZ）以及金沙江—哀牢山縫合帶（JSSZ）3個(gè)縫合帶隔開（Yin and Harrison，2000；潘桂棠等，2002；Zhu et al.，2012）。拉薩地塊和羌塘地塊是組成青藏高原主體部分，在地理上位于班公湖—怒江縫合帶的南北兩側(cè)，朱弟成等（2012）認(rèn)為拉薩地塊來自于澳大利亞岡瓦納大陸北緣部分，而羌塘地塊來自于印度岡瓦納部分。
班公湖-怒江縫合帶西起班公湖、向東經(jīng)改則、尼瑪、東巧、索縣、丁青、嘉玉橋折向南至八宿上林卡、向南沿怒江進(jìn)入滇西，在西藏境內(nèi)長(zhǎng)達(dá) 2800km，寬 20 ~ 120km。該帶向西被喀喇昆侖右旋走滑斷裂橫切，在中南亞與什約克縫合帶相當(dāng)。羌塘地塊位于班怒帶北側(cè)，被龍木錯(cuò)-雙湖縫合帶（LSSZ）分為西羌塘地塊和東羌塘地塊。


本文編號(hào)：8846