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班公湖-怒江缝合带是羌塘地块和念青-唐古拉地块(拉萨地块)的分界线,代表了劳亚和冈瓦纳大陆之间已消失的新特提斯洋。东巧蛇绿岩是班公湖-怒江缝合带中段比较有代表性的一个蛇绿岩剖面,而湖区的白拉蛇绿岩目前深入的研究较少。本文选择这两个蛇绿岩剖面作为对比研究对象,开展野外构造地质、矿物学、岩石学、地球化学和年代学等方面的研究,探讨蛇绿岩的形成构造环境,厘定其形成和侵位时代,结合与其形成相关的沉积建造和岩浆岩建造等,探讨班公湖-怒江缝合带中段所代表的新特提斯洋的俯冲极性、演化阶段和闭合时限,对进一步认识特提斯域构造和青藏高原形成演化具有重要意义。
东巧蛇绿岩多被构造肢解,常具混杂岩的特征,均以构造岩片形式产出,由地幔橄榄岩、辉长辉绿杂岩墙和基性熔岩单元组成,少量硅质岩与之伴生。地幔橄榄岩以尖晶石方辉橄榄岩为主,纯橄岩次之,具有低K、Na、Ca、Al、Ti,较高Mg的岩石化学特征,稀土元素配分曲线表现为轻稀土略微富集的平坦型,具有中等至较强亏损的残留地幔特征。壳层熔岩和辉绿岩显见有两类:第一类归为碱性玄武岩,具有LREE高度富集的右倾分布型式,其地球化学特征类似于OIB,第二类属于亚碱性玄武岩与安山岩/玄武岩过渡类型,呈LREE略富集的平坦型,地球化学特征显示为从N-MORB至E-MORB的过渡特征,形成于洋中脊扩张环境,且叠加有洋岛成因。综合分析认为,东巧蛇绿岩形成于发育不彻底的初始小洋盆环境,是在早侏罗世晚期(187~175Ma)初始裂谷盆地演化而成的小洋盆,并在晚侏罗世晚期-早白垩世早期发生构造侵位。碱性玄武岩是洋内热点岩浆活动的产物,属于蛇绿岩的上覆岩系。
白拉蛇绿岩地幔橄榄岩以铬尖晶石方辉橄榄岩为主,具有贫碱、低Ca、Al、Ti和较高Mg、Fe的特征,REE表现为轻稀土略微富集的右缓倾“U”型,无明显Eu异常,总体显示出具有俯冲消减的SSZ构造环境特征。结合区域地质构造背景,认为白拉蛇绿岩形成于俯冲带之上的弧后盆地,是东巧蛇绿岩带所代表的新特提斯洋盆南向俯冲,在其后缘诱发拉张作用引起次级弧后扩张形成的新的大洋岩石圈残片。该套碱性玄武岩和辉绿岩是大陆裂谷岩浆作用的产物,具有典型的陆内OIB成因和岩石构造组合特点,形成于新特提斯洋盆南向俯冲消减带之上,近大陆一侧发生的初始裂解环境。其中辉绿岩锆石LA-ICP-MSU-Pb的158.9±3.8 Ma年龄代表着弧后小洋盆或弧后盆地初始打开时间。
在东巧蛇绿岩带西北部康日复式岩体南侧识别出一套I-S过渡型花岗闪长岩,其锆石U-Pb年龄为114.5±1.4Ma,反映了一种从板块碰撞前消减的活动板块边缘到碰撞造山转换的岩浆生成环境。结合缝合带中段湖区两侧均存在有岛弧火山岩系列岩体,认为在班公湖-怒江带中段新特提斯洋在消减过程中存在双向俯冲,且在早白垩世中-晚期闭合。
基于班公湖-怒江洋盆中段俯冲极性、时间及闭合时间上的确定,结合湖区的沉积建造和岩浆岩建造等综合研究,其新特提斯洋形成演化模式过程可归纳为:晚三叠世-早侏罗世早期,湖区处于裂陷拉张阶段,随着伸展作用造成地壳进一步减薄,形成初始裂谷盆地;早侏罗世中期-中侏罗世,伸展作用进一步加大,在早侏罗世晚期-早中侏罗就已经形成了初始洋盆(东巧蛇绿岩的形成年龄为187~175Ma),且在早-中侏罗世湖区多岛洋格局已基本形成;中侏罗世晚期,随着新特提斯洋伸展至最大,构造体制开始由拉张向挤压体制转化;晚侏罗世早期,东巧新特提斯洋盆的南向俯冲,引起白拉弧后洋盆的打开(辉绿岩158.9Ma),其后北向俯冲,班-怒带两侧的J3-K1岛弧型火山岩及中酸性侵入岩为新特提斯洋双向俯冲和洋盆消亡时间提供了证据;在早白垩世晚期(花岗闪长岩体114.5Ma),班公湖-怒江缝合带中段新特提斯洋洋-陆俯冲已经结束,随后进入陆-陆碰撞造山阶段。