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班怒带一直以来是青藏高原地质研究的热点。由于其独特的地理位置及构造环境,让其成为了构造、岩石、矿产的聚集地。
我们知道,班怒带是由中特提斯演化而来,通过研究发现,其经历了洋盆扩张阶段(T2-J1-2)、双向俯冲阶段(J2-J3)、残余洋(海)盆阶段(J3-K1)、闭合阶段(K1-K2)、碰撞后伸展阶段(K2)。伴随着的大地构造的变化,岩浆活动十分发育,因此产生了一些大型的矿产,如日土-弗野-多不杂一带,出露燕山期岩浆弧,并产出铁、铜等金属矿产。本文主要通过岩石学手段对冈底斯北缘的岩浆演化进行了研究。
研究区岩体主要发育在日土县城西南面,出露面积较大,高拔高度也很高,出露主要岩性为花岗闪长岩、二长花岗岩、花岗岩,以及同源演化系列的石英闪长岩和英云闪长岩,另外在后期伸展阶段,还发育大量了花岗岩脉与基性辉绿岩脉。同时在蛇绿岩形成之后,冈底斯与羌塘拼接,伸展环境下,玄武质岩浆与下地壳部分熔融产生了埃达克岩,并侵入南带的蛇绿岩中。
研究区的岩体主要有以下特点:花岗岩、花岗岩脉和二长花岗岩具有相对高硅、低铁、低镁、低钛和低钙的特征,且为弱过铝花岗岩,并且花岗岩、花岗岩脉和二长花岗岩及花岗闪长岩(石英闪长岩)的FeOt、MgO、TiO2、Al2O3、P2O5和MnO与SiO2呈明显的负相关关系,类似于同源岩浆演化的特点;辉绿(玢)岩脉则具有相对低硅、高铁、高镁、高钛和高钙的特征,显示幔源岩浆的特点。花岗岩与花岗岩脉具有大离子亲石元素富集,高场强元素亏损,表现出陆壳特质的特点,且ΣREE较低,表现出明显的Eu负异常,轻稀土富集,重稀土亏损。二长花岗岩微量元素特征与花岗岩相同,但稀土元素Eu负异常较弱。花岗闪长岩微量元素与花岗岩类似,大离子亲石元素富集,高场强元素亏损,其稀土元素基本没有明显的异常;辉绿(玢)岩、闪长玢岩微量元素没有较明显的异常,即大离子亲石元素与高场强元素的异常不明显,稀土元素没有明显的异常,曲线较平滑。
以花岗斑岩(包括花岗闪长岩)为代表的埃达克岩具有以下特征:SiO2(65.42~67.91%)、Al2O3(15.56~16.44%)、MgO(0.04~0.05%)、Sr(596~963μg/g)Y(5.45~9.83μg/g)、La/Yb(22.87~35.33),且花岗斑岩中大离子亲石元素(Rb、K、Pb)含量较高,高场强元素(Nb、Ta、Ti)含量较低;在稀土元素分布图上,没有明显的元素负异常,曲线基本较平滑。
以花岗斑岩为代表的埃达克岩是在加厚下地壳部分熔融形成;辉绿岩脉为典型幔源岩浆侵入;石英闪长岩为介于壳源与幔源之间岩浆形成;二长花岗岩以壳源岩浆为主,有少量的幔源岩浆参与;花岗岩与花岗质脉体源区主体为壳源物质部分熔融岩浆。
通过研究,初步确定的岩浆演化顺序:班怒洋闭合,南羌塘与北冈底斯闭碰撞连接,地壳加厚,挤压环境变为伸展环境,上地幔玄武质岩浆上侵,加厚下地壳部分熔融,产生埃达克岩(97-92Ma),主要岩性为花岗斑岩与花岗闪长岩,产出位置为蛇绿岩带内部,另外还产生中性岩体,闪长玢岩(88Ma);冈底斯北缘地壳部分熔融,产生花岗质岩浆,结晶分异依次产生石英闪长岩(85Ma)、英云闪长岩(83.6Ma)、花岗闪长岩(未测年)、二长花岗岩(82.3Ma)、花岗岩;后期伸展环境下,辉绿岩脉及花岗质岩脉(81.1Ma)侵入冈底斯岩浆。