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班公湖-怒江缝合带是青藏高原内一条规模巨大的缝合带,它是羌塘地块和拉萨地块的分界,它是古班公湖-怒江洋盆关闭厚的遗迹。目前关于班公湖-怒江洋盆的性质、演化模式等关键的大地构造问题都存在着激烈争论。查明并解决这些问题,对我们认识班公湖-怒江缝合带所代表的新特提斯洋构造演化,认识青藏高原的成因和历史,均具有比较重要的意义。
本文选择日土、改则两个地区有代表性的蛇绿岩剖面作为研究对象,开展野外构造地质、矿物学、岩石学、地球化学和形成时限等方面的研究,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-怒江缝合带西段新特提斯洋的俯冲极性、演化阶段和时限,为我们认识特提斯域构造和青藏高原形成演化,提供较为系统完整的证据。
日土蛇绿岩以地幔橄榄岩为主,可见少量岩墙和基性熔岩,堆晶岩常常不发育。在本次工作中在班公湖南岸新发现了洋岛型玄武岩与灰岩构成的海山沉积组合。通过地球化学数据分析,本区南亚带蛇绿岩形成于班公湖-怒江洋中脊环境;北亚带深部幔源洋岛型火山岩及苦橄岩的喷出,标志着班公湖-怒江样除扩张脊外,还存在热点或地幔柱。这些信息反映了班公湖-怒江为比较成熟的大洋盆地,而不是发育不完全的陆间小洋盆或边缘海盆地。
改则洞错蛇绿岩中堆晶岩单元发育,可厚达2km,自下而上包括橄长岩、橄榄辉长岩、均质辉长岩。通过对地球化学数据分析得出本区蛇绿岩形成环境是P-MORB型,认为洞错蛇绿岩物源区来自于富集地幔,形成于初始拉张洋盆有关的类似洋中脊的构造环境。在改则地区舍拉玛沟和去申拉采集蛇绿岩辉长岩标本做锆石SHRIMP定年分析,得出年龄221.6±2.1Ma和190.8±2.7Ma,代表着蛇绿岩形成年龄,具有重要地质意义。
综合日土、改则两个地区研究发现,班公湖-怒江缝合带西段蛇绿岩形成和构造环境不尽相同,洋盆打开时代存在着东早西晚的规律,洋盆的闭合时间也有类似规律。提出班公湖.怒江缝合带西段构造演化模式。①三叠纪末-早侏罗世:班公湖-怒江陆缘边缘海裂开并发育成深海洋盆,其间可能有局部地幔上涌形成的洋内热点;热点岩浆也可以与扩张脊及其两侧洋壳之下地幔叠加导致其富集。此阶段形成MOR蛇绿岩和洋岛玄武岩;②中-晚侏罗世,西班公湖-怒江洋壳的主要发育阶段:受雅鲁藏布江新特提斯洋俯冲影响,仰冲盘次级扩张中心位于班公湖-怒江边缘海,俯冲洋壳熔融和脱水形成的富硅流体交代地幔并使地幔发生熔融,形成岛弧玄武质岩浆和玻安岩,同时导致地幔的进一步亏损;③晚侏罗世-早白垩世,西班公湖-怒江洋盆由扩张转变为聚敛阶段:由于俯冲带后撤,导致仰冲盘次级扩张中心南移,班公湖-怒江边缘海处于挤压应力场中,洋盆闭合、蛇绿岩拼贴侵位,但仍保留有残余洋盆;④晚白垩世后,残余洋盆聚敛、陆陆碰撞造山阶段的开始:班公湖-怒江边缘海洋盆彻底闭合,残余洋盆洋壳发生增生拼贴,蛇绿岩发生第二次侵位,此后缝合带进入碰撞造山演化阶段。