藏南亚东-羊八井地堑约55Ma钾质-超钾质岩的岩石成因及其动力学意义

The widespread occurrence of Cenozoic potassic-ultrapotassic volcanic rocks/dikes associated with NS-striking graben systems in the Tibetan Plateau is an important lithoprobe for studying the deep geodynamic process transition from NS-trending compression to EW-trending extension and the surface uplift mechanism of the Plateau. The potassic-ultrapotassic rocks in the Lhasa Block mainly formed in Oligocene-Miocene (24-8 Ma), rarely in Eocene (49 Ma). This project aims at the newly found ca.55 Ma potassic-ultrapossic dikes in the Lawu area of the northern end of Yadong-Yangbajing graben, Based on the detailed field investigation and indoor studies on petrology, mineralogy, element and Sr-Nd-Pb-Hf-O isotope geochemistry and zircon U-Pb and K-rich mineral 40Ar-39Ar dating, and comparing with other Cenozoic potassic-ultrapotassic rocks in the Tibetan Plateau or the world, coupled with the melting experiment results and regional geological, magmatic and geophysical data, the mantle source composition and the petrogenesis of the Lawu potassic-ultrapossic rocks will be unveiled and the deep geodynamic processes and the relationship with the surface uplift of the plateau will further be discussed.

在青藏高原近南北向地堑附近广泛出露的新生代钾质-超钾质岩浆岩或岩墙，是研究青藏高原新生代南北向挤压向东西向伸展的深部动力学转换和高原隆升机制的重要"岩石探针"。拉萨地块新生代钾质-超钾质岩主要形成于渐新世-中新世(24-8 Ma)，极少量为始新世(约49 Ma)。本项目拟通过对藏南亚东-羊八井裂谷北端新发现的约55 Ma钾质-超钾质岩墙群进行细致深入的野外地质调查和室内岩石学、矿物学、元素与Sr-Nd-Pb-Hf-O同位素地球化学研究和锆石U-Pb、富钾矿物的40Ar-39Ar定年，并与青藏高原及世界其它地区典型的钾质-超钾质岩浆岩进行对比，然后结合实验岩石学的成果和区域地质、岩浆岩及地球物理资料，揭示钾质-超钾质岩浆岩的源区地幔组成和成因，探讨岩石形成的深部动力学过程及其与高原演化的关系。

青藏高原南部中新世(18-13 Ma)钾质-超钾质岩被认为是青藏高原东西向伸展过程中富集地幔部分熔融的产物，暗示了当时青藏高原的表面已经隆升到了最高。我们发现了藏南新生代最老的钾质-超钾质岩石，它们以近NNE向的岩墙形式出露在亚东-羊八井地堑的北段，年代学研究显示形成时间为约55 Ma。基于地球化学特征的研究，这些岩墙可以分为3类：（i）超钾质的钾镁煌斑岩，具有明显高的MgO (21.41–22.80 wt.%)、K2O (1.80–4.71 wt.%)含量和K2O/Na2O (6.25–16.67)比值，(87Sr/86Sr)i 值为 0.7199–0.7267，εNd(t) 值为-1.31–-6.72；（ii）钾质的煌斑岩，具有相对低的MgO (2.26–3.68 wt.%)含量和K2O/Na2O (0.90–1.37)比值，(87Sr/86Sr)i值为0.7076–0.7200，εNd(t) 值为-5.03–-9.29；（iii）钙碱性的煌斑岩，具有相对钾质煌斑岩高的MgO (5.45–6.05 wt.%) 含量和低的K2O/Na2O (0.45–0.91)比值，(87Sr/86Sr)i值为0.7122–0.7162，εNd(t) 值为0.16–0.90。所有的样品都表现出轻稀土富集、重稀土亏损的稀土配分模式，富集大离子亲石元素，亏损高场强元素。超钾质钾镁煌斑岩很可能来自一个受俯冲流体交代为主的富集地幔源区相对高程度的部分熔融，熔体上升过程中受到拉萨地块基底物质的混染从而形成钾质的煌斑岩，而钙碱性的煌斑岩则可能来源于一个相对流体交代较弱的浅部地幔源区，并伴有橄榄石和单斜辉石的分离结晶。. 早第三纪(~55 Ma)近NNE向岩墙以及相应的地幔源区的识别为印度-欧亚碰撞后青藏高原南部的隆升历史提供了新的证据。考虑到在羊八井地堑内部或附近同时出露与拉屋岩墙同期的幔源基性岩浆作用，我们认为高原南部在早始新世时期(~55–48 Ma)就发育东西向的伸展构造，很可能暗示了当时高原南部就已经经历了大面积的地表抬升，具有相对高的海拔。