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藏南吉隆盆地位于喜马拉雅造山带内部,是藏南拆离系(STDS)和南北向裂谷交汇地区。该区自南而北可划分为5个构造-岩石单元:(1)高喜马拉雅岩系(GHC);(2)STDS大型剪切带;(3)特提斯喜马拉雅岩系(THS);(4)晚新生带盆地,如吉隆、沃马盆地等;(5)北喜马拉雅穹窿带(NHGD)马拉山穹隆.构造期次可以划分为四期:(a)特提斯喜马拉雅和高喜马拉雅中均有残留的早期向南的逆冲构造;(b)STDS自南向北的伸展滑脱,与该运动相关的正断层形成新生代盆地的早期控制构造,盆地间断块掀斜方式指示北向滑脱运动;(c)东西向伸展作用形成南北向正断层,控制盆地东部边界;(d)晚期垮塌作用。
STDS同构造淡色花岗岩SHRIMP U-Pb锆石定年表明STDS主期活动时代约为27Ma,岩浆活动一直持续到~20Ma,而其启动年龄可能早于36Ma;这暗示着~36Ma藏南中上地壳的南北向伸展作用的开始,与此同时地壳层次构造体制由挤压转换为伸展.而马拉山穹窿活动时代从~27Ma一直持续到~14Ma,初始侵位的年龄大约在~27Ma,主期活动时代在~22Ma。GHC眼球片麻岩边部岩浆锆石加权平均年龄在ca.500Ma,表明高喜马拉雅变质基底岩石受到泛非-早古生代造山事件的改造.40Ar/39Ar定年结果显示STDS同构造淡色花岗岩和马拉山穹窿淡色花岗岩共同存在17~14Ma的快速冷却事件.磷灰石裂变径迹(AFT)定年结果显示高喜马拉雅淡色花岗岩(HHL)样品磷灰石单颗粒年龄放射图中值年龄分布在3.7±0.7Ma~8.3±3.0Ma,径迹年龄-采样高程计算得出8.3~3.7Ma高喜马拉雅地体抬升速度在180m/Ma。结合研究区已有热年代学资料得出20Ma以来研究区高喜马拉雅淡色花岗岩(HHL)岩体的冷却历史曲线:HHL在20~16Ma经历了快速冷却事件,冷却速度达到110℃/Ma,在14~8Ma的冷却速度达到了140℃/Ma,在8.3~3.7Ma的冷却速度为11℃/Ma。
岩石地球化学和Sr-Nd-Hf同位素分析结果显示:HHL和马拉山穹窿淡色花岗岩均为典型的壳源S型花岗岩,为后碰撞强过铝质花岗岩(A/CNK>1.1),均富集轻稀土元素、大离子亲石元素(如K、Rb、Ba)和放射性生热元素Th,而相对亏损重稀土元素和高场强元素Hf、Zr、Y;高(87Sr/86Sr)t(>0.74)和低εNd(t)值(-14.97~-13.07)指示两类淡色花岗岩可能均来自古老大陆上地壳的部分熔融作用.两类淡色花岗岩中锆石的边部具有相似的岩浆锆石形态结构和一致的Hf同位素组成εHf(t)值为(-17.5~-6.6);而其核部的继承锆石与高喜马拉雅眼球状片麻岩中的岩浆锆石具有相似的形态、U-Pb年龄(~500Ma)和Hf同位素组成.这些特征表明两类淡色花岗岩有着相同的壳源源区,二者源岩可能为高喜马拉雅GHC基底片麻岩。
综合以上年代学、岩石地球化学、同位素分析和最近的研究进展,我们给出NHGD和STDS构造成因机制:~35Ma以前早期增厚陆壳深熔形成中下地壳“渠道流”,诱发STDS启动(~35Ma),并沿STDS侵位形成STDS早期淡色花岗岩;STDS伸展造成地壳减薄和构造减压引发进一步部分重融,形成后续更大规模淡色花岗岩(27~17Ma);后续大规模岩浆底辟上侵形成北喜马拉雅穹窿带(17~14Ma).HHL和马拉山穹窿中均存在17~14Ma的快速冷却事件则代表藏南中上地壳伸展构造体制的一次转换-南北向伸展作用结束而被东西向伸展所取代(始于~14Ma)。