藏南中—新生代碎屑铬尖晶石的地球化学特征及物源指示意义

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在藏南,碎屑铬尖晶石是物源区研究中重要的指示性矿物。过去,地质学家们对此的研究多聚集在特提斯喜马拉雅地区的白垩系或是容易产出铬尖晶石的蛇绿岩带,比如班公-怒江缝合带和雅鲁藏布缝合带,对于藏南日喀则地区的碎屑铬尖晶石则关注较少。此次我们重点研究日喀则弧前盆地的碎屑铬尖晶石,并对藏南主要构造带包括特提斯喜马拉雅、日喀则弧前盆地、班公-怒江缝合带及雅鲁藏布缝合带的铬尖晶石的地球化学特征及物源进行系统的整理和研究工作。  本次研究对藏南白垩纪日喀则弧前盆地中桑桑地区帕达那组、日喀则及昂仁地区的昂仁组砂岩中的碎屑铬尖晶石进行了详细的电子探针分析和综合研究。我们的数据显示:二者的铬尖晶石特征具有很大的相似性,他们普遍具有较低的TiO2、Fe3+(Fe3+/Fe2+<0.5)含量和较高的Cr#(0.52~0.89),指示它们来源于洋壳超俯冲构造背景下的橄榄岩和火成岩。日喀则弧前盆地的铬尖晶石与雅鲁藏布蛇绿岩套中的铬尖晶石的化学性质差异明显,而与班公-怒江缝合带的铬尖晶石相似,但晚白垩世时期隆起的冈底斯弧阻挡了班公-怒江缝合带物质输入到日喀则弧前盆地沉积区。我们推测日喀则弧前盆地的铬尖晶石来自于冈底斯弧火山岩或拉萨地体内部己消失的古蛇绿岩套,可能与松多榴辉岩为代表的古特提斯缝合带有关,该蛇绿岩套可能已经被剥蚀或被冈底斯广泛分布的新生代火山岩如林子宗组所覆盖,这一发现提供了拉萨地块冈底斯弧背断隆带南侧可能存在古缝合带的重要信息,对后期研究具有重要启示意义。  数据统计显示:大多数(99%)白垩纪特提斯喜马拉雅的碎屑铬尖晶石具有较高的TiO2(>0.2%)、Fe3+(Fe3+/Fe2+>0.5)含量及较高的Cr#(0.6-0.9),母岩为板内构造背景下的碱性玄武岩,与印度大陆北缘的深大断裂产生的幔源玄武质岩浆及大陆地壳的部分熔融有关;白垩纪之前特提斯喜马拉雅的铬尖晶石地球化学特征与前者相似,只是其中有65%的TiO2含量>0.2%,Cr#多在0.4-0.9之间,是来自于早石炭纪-二叠纪冈瓦纳大陆北缘分裂时期被剥蚀了的地幔橄榄岩及被玄武质岩浆带至地表的地幔捕虏体。不同地质历史时期特提斯喜马拉雅地区铬尖晶石最主要的区别是Fe2O3含量:白垩纪特提斯喜马拉雅碎屑铬尖晶石来自Fe2O3含量在4-27%之间,白垩纪之前该区铬尖晶石Fe2O3含量在0-10%之间。  蛇绿岩套的铬尖晶石因具有较低的TiO2含量(<0.2%)、变化范围较大的Cr#、明显的Cr-Al趋势而易于与其他构造带的铬尖晶石区分。雅鲁藏布缝合带和班公-怒江缝合带的蛇绿岩都是在洋壳超俯冲构造背景下产生的,其铬尖晶石的化学性质以Al2O3含量的不同而有所区别,班公-怒江缝合带的铬尖晶石Al2O3含量主要在12-27%之间,雅鲁藏布缝合带的铬尖晶石Al2O3含量则在25-48%之间。  残留海第三系碎屑铬尖晶石的地球化学性质进一步验证了我们对藏南中-新生代不同构造带碎屑铬尖晶石的地球化学性质,为今后研究喜马拉雅造山带碎屑铬尖晶石的物源区研究提供了有力证据。
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