结论及存在的问题

发布网友发布时间：2022-05-14 04:12

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热心网友时间：2023-07-24 03:34

藏北高原是美丽和神秘的，是富于挑战和充满魅力的生命禁区，蕴藏了许多不为人知的科学奥秘，长期以来就引起了国内外地学界的瞩目。其形成、演化是当今*地球动力学研究的热门课题之一，而岩浆活动又是地球动力学研究的重要内容，通过岩浆作用和岩石成因的探讨，为揭示深部地质作用，尤其是壳-幔相互作用提供了珍贵的信息。藏北高原的形成和演化经历了一个漫长的历程，而新生代以来的50 Ma又是一个有着特殊地质意义的时期，在这一特定时期内，新生代火山岩广泛活动，是探索新生代以来高原岩石圈物质组成、壳幔结构以及高原隆升机制的“重要窗口”。

由于受高原自然地理条件恶劣、高寒缺氧和交通异常困难等条件的制约，关于藏北高原具有分布面积最大的新生代高钾钙碱性火山岩的区域性地质调查和系统研究尚属空白。历经五个春秋的艰苦拼搏，作者通过大量的野外地质科学考察和地质填图，夯实野外第一手资料，将火山活动的研究置于高原形成和演化的总体框架之内，利用区域地质学、岩石学、矿物学、同位素年代学、地球化学等学科的新研究方法和手段，从时空分布、岩相特征、岩石和矿物化学、微量元素和稀土元素地球化学、同位素年代学和地球化学等方面对藏北高原新生代高钾钙碱性系列火山岩进行系统研究，取得了如下的认识和进展。

（1）通过区域地质填图和遥感技术的应用，查明了藏北高原新生代高钾钙碱性火山岩的分布及产出方式。其主体分布于昆仑山脉主脊的南侧和羌塘高原的北部，面积约6000 km²，其中以藏北祖尔肯乌拉山地区出露面积最大，约为2500 km²，厚度10～425 m；呈面状展布，主要以熔岩台地和熔岩被的方式产出，为典型的陆相中心式喷发；火山岩相类型主要为爆发相和喷发溢相，火山岩地层层序自下而上可划分为火山角砾岩段、橄榄玄粗岩段、安粗岩段和粗面岩段等四个岩性段，其中安粗岩段和粗面岩段构成了藏北高原新生代高钾钙碱性火山岩的主体。

（2）K-Ar、Ar-Ar同位素年代学测试结果表明，藏北高原新生代高钾钙碱性火山岩同位素年龄介于45～35 Ma之间，特别是通过Ar-Ar同位素年龄的精确限定，其集中形成于40 Ma左右，可大致视为同期火山活动，不仅为藏北高原新生代高钾钙碱性火山活动时代提供了新的同位素年龄资料，更正了许多学者认为藏北新生代高钾钙碱性火山岩主要形成于中新世以后，始新世藏北高原火山活动的相对宁静的看法，而且为藏北高原富集Ⅱ型地幔形成时限和岩石圈增厚、减薄及隆升时限提供了同位素年代学的约束，始新世藏北高原广泛发育的高钾质钙碱性熔岩与下伏不同时代的沉积地层呈角度不整合接触，下伏最新陆相新生代沉积地层时代为51.7～46.2 Ma，与野外地质事实相吻合。

（3）根据主要造岩矿物组成、含量和TAS化学成分分类图解，藏北高原新生代高钾钙碱性火山熔岩以中性岩类为主，主要为一套安粗岩—粗面岩岩石组合，其次为安山岩—英安岩岩石组合，相当部分火山岩具有过渡性质。

（4）藏北高原新生代高钾钙碱性火山岩化学成分较为稳定，显示出富碱的特征，K₂O含量峰值为2.5%～4.0%，属典型的高钾钙碱性岩系，不存在拉斑玄武岩系列。CIPW标准矿物组合表明大部分属于SiO₂过饱和的正常岩石类型。

（5）对藏北高原新生代高钾钙碱性火山岩中最重要的造岩矿物及麻粒岩包体中变质矿物进行了系统的电子探针矿物化学分析，为探讨火山岩熔体的生成和岩浆演化提供了大量的信息。

（6）藏北高原新生代高钾钙碱性火山岩强烈富集大离子亲石元素，亏损相容元素，具有类似的不相容元素分布型式，高强场元素相对其它大离子亲石元素为负异常，出现Th、Ce、Sm三个峰值和Nb、P、Ti三个亏损槽。火山岩稀土总量高，平均364.10×10^-6，LREE强烈富集，且有相似的稀土元素配分型式，均属强烈右侧轻稀土富集型，基本不显示或具有微弱的负铕异常。

（7）Sr、Nd、Pb同位素成分系统测试分析表明，藏北高原新生代高钾钙碱性火山岩具有相对高的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr和低的¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd值及高的Pb同位素组成，且Sr、Nd、Pb同位素比值变化范围很窄。

（8）岩石地球化学和同位素地球化学揭示了藏北高原新生代高钾钙碱性火山岩不是直接来源于正常地幔或地壳物质的重熔，而是来源于具有被大洋沉积物和地壳物质所混合的富含大离子亲石元素和轻稀土元素的富集地幔源区的部分熔融，岩浆结晶分离作用较弱，火山岩具有同源岩浆的性质。地球化学特征与可可西里等地钾玄岩系列具有一定的相似性，表明藏北新生代钾质火山岩可能具有统一的或相似的源区或地幔域特征。

（9）成岩作用与形成环境判别表明，藏北高原新生代高钾钙碱性火山岩具有板内火山熔岩的特征，兼具弧火山岩的一些性质，通过同位素年龄的约束，结合其形成区域构造背景，作者提出将这套火山岩称为“板内滞后弧型火山岩”（interplate delayed arc type volcanic rock），以区别通常的板内火山岩和弧火山岩。意指其发育在板内，同时又保持了弧火山岩的地球化学印记，其形成时代（约40 Ma）明显晚于班公-怒江缝合线闭合、古洋壳消减停止的年龄（早白垩世），且火山岩本身富集LILE、LREE，HFSE在不相容元素原始地幔归一化图中显示出协调一致的相对负异常，体现了陆-陆碰撞后岩浆活动的“滞后效应”。

（10）通过对藏北高原新生代高钾钙碱性火山岩中深源麻粒岩包体的研究表明，其变质峰期矿物组合为石榴子石+斜长石+紫苏辉石+普通辉石+石英，变质峰期温度和压力分别为1061～1222℃和1.2～1.3 GPa，相应深度为40～45 km，是藏北高原中下地壳的产物，代表羌塘地块的变质基底。麻粒岩包体受到明显的减压变质作用，指示它们在被岩浆带出地表之前曾发生过减压抬升作用，为探讨藏北高原岩石圈物质组成、壳幔作用及高原地壳增厚和隆升机制提供重要信息。

（11）温压条件计算结果表明，藏北高原新生代高钾钙碱性火山岩的形成温度约为1047～1228℃，形成压力在1.9～2.2 GPa之间，岩浆起源深度约62.7～72.6 km。岩浆源区显示壳幔混源的特点，为强烈富集LILE、LREE，而相对亏损Nb、Ta、Ti的含金云母相和/或钾质角闪石相的不均一EMⅡ富集地幔。EMⅡ富集地幔的形成与早白垩世拉萨地块沿班公-怒江缝合线向北俯冲有关，形成时限为早白垩世—早始新世，并可能经历了两个主要过程，即由早白垩世起形成的局部异常地球化学域在印度—欧亚碰撞过程中逐渐连通于早始新世形成具有一定厚度的富集地幔层。藏北高原羌塘地块岩石圈增厚结束并始减薄的时间大约在40 Ma左右，由于岩石圈发生大规模的拆沉作用，引起软流圈物质上涌，导致EMⅡ型富集地幔发生部分熔融，于始新世形成藏北高原广泛分布的高钾钙碱性火山岩。

（12）高原隆升具有“阶段性、差异性、不均一性和整体性”的特征，受印度—欧亚板块碰撞产生的构造力和岩石圈拆沉作用的软流圈物质上涌、深层热隆扩展产生的深部热力作用以及重力均衡调整作用的共同制约。经历了俯冲碰撞缓慢隆升（K₁—E₁）、陆内汇聚差异性隆升（E₂—N₂）和均衡调整快速隆升（N₂—Q）三个阶段。早期俯冲碰撞隆升首先表现为冈底斯地块岩石圈的增厚缓慢抬升，伴随着岛弧型火山—深成岩带的形成（65～48 Ma），随后向北扩展到羌塘地块；始新世—中新世陆内汇聚差异性隆升表现为青藏高原的隆升首先发生在高原腹地羌塘地块，伴随板内滞后弧型火山岩的喷发（约40 Ma），随后分别向南扩展到冈底斯地块，向北扩展到可可西里—巴颜喀拉地块，伴随大规模的钾玄质岩浆的侵位和喷发（渐新世-中新世）。

由于各方面原因，论文还存在许多不足之处。

（1）对于麻粒岩包体的研究有待深入。比如对麻粒岩的岩石化学、地球化学和同位素年代学等测试工作尚未开展，*了理论上探讨的深度。

（2）青藏高原地壳的缩短、加厚和隆升是50 Ma的地质历史深化、非线性演变过程，本文讨论中火山岩资料、数据占有重要地位，新生代不同时代的岩浆喷发或侵位仅是高原不同阶段隆升的标志之一，尚不可能确切地反映各地质时期高原地壳—岩石圈上地幔结构、构造演化的实际情况，有待于今后地球物理和高温、高压试验技术等多学科的进一步相互渗透，提供更多资料、数据和更接近于实际的深部地质过程模拟。