南羌塘地块（西藏）新发现的晚三叠世安山岩对班公-怒江特提斯洋演化的制约作用

《Journal of Asian Earth Sciences》：Constraints of newly discovered Late Triassic andesites in the South Qiangtang Block (Tibet) on the evolution of the Bangong-Nujiang Tethyan ocean

晚三叠世扎曲乡安山岩地球化学与同位素年代学研究表明，巴颜喀拉洋（BNTO）北向俯冲始于约211.5 Ma，其部分熔融形成大陆弧安山岩，揭示羌塘盆地晚三叠世陆内裂谷与俯冲作用的耦合机制。

　　
青藏高原东缘的邦戈-怒江洋（BNTO）俯冲启动过程及其晚三叠世岩浆响应研究

中国西南地区地质构造演化是研究特提斯洋闭合的关键区域。本研究针对位于唐古拉山南缘的Qiangtang盆地南缘，通过系统分析新发现的晚三叠世安山岩组合，揭示了BNTO洋盆俯冲作用的时空特征。研究团队在青海省安多县的扎曲西地区发现了具有典型大陆弧特征的新火山岩体，该岩体与中侏罗世Xiali组形成角度不整合接触，为确定俯冲起始时间提供了直接依据。

地球化学分析显示，新发现的安山岩具有显著的大陆弧岩浆特征。岩石中钛铁矿指数（Mg#）介于31-40之间，显示中等程度的分异演化。二氧化硅含量稳定在61.5-62.7%，氧化铝17.3-17.8%的组成参数符合弧岩浆岩的典型特征。微量元素组合呈现轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的显著分异特征，同时具有高Th/Nd和La/Sm(N)比值，这指向岩浆源区具有俯冲带入的年轻洋壳物质参与。

同位素地球化学研究提供了关键约束条件。Sr-Nd同位素系统显示初始锶同位素比值0.704755-0.704966，低εNd(t)值（+2.63至+4.37）表明岩浆源区具有古老地幔成分，结合微量元素特征，揭示出俯冲洋壳部分熔融的二元混合成因。锆石U-Pb测年精确测定火山活动时代为211.5±4.8 Ma，与盆地内记录的后弧盆地构造演化形成时空耦合。

该发现对解决青藏高原东缘构造演化存在长期争议具有重要意义。前人研究曾提出三种不同机制解释晚三叠世火山活动：1）陆内裂谷成因（与洋盆扩张相关）；2）长木-双湖洋（LSO）闭合过程的弧岩浆活动；3）后碰撞地幔滑脱引发的岩浆作用。本研究的成果通过以下证据链排除了前两种可能性：首先，发现火山岩体位于已知LSO闭合时间（214 Ma）之后的时代地层中；其次，岩石地球化学参数显示的典型大陆弧特征与陆内裂谷环境存在本质差异。实验岩石学模拟表明，该区独特的硅酸盐矿物组合（如高角闪石含量）需要俯冲带的热液作用和板块俯冲引发的减压熔融共同作用才能形成。

在构造动力学解释方面，研究揭示了俯冲作用的分阶段启动特征。211.5 Ma的岩浆活动表明BNTO俯冲带在此时期已形成具有显著活动性的俯冲带。结合区域构造演化，该阶段可能对应着洋盆向大陆侧俯冲的初始阶段，触发 mantle wedge 的部分熔融。同时，同位素示踪显示岩浆源区存在超过30%的俯冲洋壳物质混染，这与BNSZ带内广泛分布的蛇绿岩套的时代匹配性（晚二叠世至早白垩世）形成良好呼应。

对于Qiangtang盆地的构造演化，本研究提出新的时间框架。晚三叠世（约211-202 Ma）构造活动具有双重特征：一方面表现为后弧盆地发育的拉张构造，另一方面则存在强烈的俯冲带活动。这种复合构造环境解释了盆地内发现的矛盾证据——既有陆内裂谷火山岩的地球化学特征，又存在典型俯冲带相关的蛇绿岩残片。磁异常数据和沉积序列分析显示，该时期盆地经历了从伸展到收缩的构造转型，为理解青藏高原东缘造山带的形成机制提供了关键证据。

在区域地质构造重建方面，本研究修正了传统认为的LSO闭合时间。通过对比LSO相关岩浆活动的时空分布，发现该洋盆闭合与BNTO俯冲存在约10百万年的时间差。这种差异支持了多洋盆复合俯冲模型，即LSO闭合后，其残留的俯冲 slab 仍持续影响区域构造演化，而BNTO的俯冲则是更晚阶段的地质事件。这种时间上的错位现象提示，特提斯洋闭合过程可能不是单一洋盆的简单闭合，而是多个次级洋盆的接力俯冲过程。

实验岩石学分析显示，该区安山岩的形成需要特定的热力学条件。镜下观察证实岩浆中存在大量细粒状辉石和角闪石，其含量比例与俯冲带热液活动导致的矿物分异具有高度相似性。元素地球化学特征（如高Th/Nd比值）表明，俯冲洋壳在脱水过程中释放的热量加速了地幔楔的熔融，而低Ba/Th和Ba/La比值则暗示存在持续的俯冲带物质输入，这与区域蛇绿岩带中发育的滑脱构造相吻合。

本研究对区域成矿规律具有重要指导意义。青藏高原中东部广泛分布的 Mesozoic 矿产（如铜多金属矿、铅锌矿）多位于俯冲带前缘或弧后构造部位。通过精确测定火山岩形成时代，并结合构造背景分析，发现这些矿床的形成与BNTO俯冲不同阶段的岩浆活动存在对应关系。特别是211.5 Ma时期的岩浆事件，可能为区域大型矿床的成矿提供了热液通道和成矿物质来源。

在方法论层面，研究团队创新性地结合了多种技术手段：1）采用高精度激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）技术实现锆石U-Pb定年，通过多 spot 测定提高年龄可靠性；2）引入主量元素与微量元素的联合分析体系，建立新的构造岩浆判别指标；3）通过野外露头调查与显微构造分析相结合，有效解决了高海拔地区岩层产状保存不全的问题。这些技术组合显著提升了区域地质事件定时的准确性。

该研究对全球俯冲带构造演化模式具有普遍参考价值。通过对比其他特提斯洋相关构造区（如喜马拉雅、安第斯山脉）的类似岩浆活动，发现晚三叠世大陆弧岩浆活动的时空分布存在纬度梯度差异。这种全球性对比有助于建立俯冲带岩浆活动的动力学模型，特别是对解释陆缘弧岩浆岩的源区组成和形成机制具有重要启示。

在科学意义层面，本研究实现了三个突破：其一，首次在Qiangtang盆地南缘发现晚三叠世大陆弧岩浆岩，填补了该区构造演化研究的空白；其二，通过精确年龄测定（±4.8百万年精度），为全球特提斯洋俯冲事件编年提供了关键节点；其三，建立了俯冲起始时间与弧后盆地发育的时空关联模型，修正了传统认为"俯冲引发弧岩浆"的线性演化认知，揭示出俯冲作用可能通过多阶段、分区域的复杂过程影响区域构造。

该研究成果对指导青藏高原东缘能源矿产勘探具有重要实践意义。研究区发现的安山岩带与区域铜多金属矿带存在空间关联性，通过建立构造演化与成矿期次的时空对应关系，可优化矿床预测模型。特别是研究揭示的俯冲带前缘构造特征（如生长断层、韧性剪切带），为深部找矿提供了新的靶区标志。

未来研究可进一步拓展以下方向：1）加强俯冲洋壳与地幔楔的元素交换过程研究，通过同位素分馏模型定量分析俯冲比例；2）结合三维地震勘探数据，建立岩浆活动与构造演化的定量关系模型；3）开展多学科综合研究，整合构造地质、沉积记录和火山岩时空分布，构建完整的构造-岩浆-成矿演化序列。这些后续研究将有助于深化对特提斯洋闭合过程的全球性理解。