拉萨地体作为青藏高原的重要组成部分,位于新特提斯洋俯冲和大陆碰撞造山的最前缘,是揭示青藏高原形成与演化过程的关键地区。中国地质科学院地质研究所大陆构造与动力学国家重点实验室的董昕博士,2006年至今一直致力于青藏高原的研究,以目前研究基础依然较薄弱的青藏高原南部拉萨地体的变质作用为主要研究方向,从岩石学、地球化学和年代学的角度,揭示出拉萨地体经历了不同时代、不同类型的变质作用,取得了一系列新的成果,为青藏高原形成与演化历史的建立提供了重要依据。
1.查明拉萨地体东南部高级变质岩系的组成
位于拉萨地体东南部林芝地区的高级变质岩,传统上被认为是前寒武纪变质基底,但缺少确切的年代学证据和详细的研究。董昕博士在导师张泽明研究员的带领下,自2008年开始对其开展了系统的工作,查明这套高级变质岩为晚古生代至中、新生代形成的沉积岩和岩浆岩变质作用的产物,并不是前寒武变质基底。研究表明,变质岩系中沉积岩的原岩为泥质岩、富铁镁的泥质岩、泥质砂岩、长石砂岩、石英砂岩和灰岩等。正变质岩的原岩主要为花岗岩和花岗闪长岩(特别是发现了具有埃达克亲缘性的紫苏花岗岩),并具有火山弧构造环境的化学成分亲缘性。变质沉积岩的物质源区记录了格林威尔(~1000Ma)和泛非期造山作用(~550Ma)时期的构造热事件,表明南拉萨地体起源于冈瓦纳大陆。
2.建立拉萨地体东南部中、新生代复合变质带
拉萨地体东南部中、新生代复合变质带是中生代新特提斯洋俯冲导致的安第斯型造山作用和新生代印度–欧亚大陆碰撞引起的喜马拉雅造山作用的产物。其可分为三个亚带:晚白垩纪(~90Ma)的米林麻粒岩相–角闪岩相变质带,麻粒岩相峰期变质作用的温压条件为0.9~1.3GPa和830℃~900℃;始新世(~50Ma)的八一角闪岩相变质带,变质作用温压条件为0.4~0.55GPa和625℃~679℃;渐新世(~30Ma)的布久角闪岩相变质带,变质作用温压条件为0.5~0.80GPa和615℃~663℃。
3.识别出拉萨地体中南部三叠纪变质作用
在拉萨地体中南部羊八井、巴松措地区,分布一套以前被认为是拉萨地体的前寒武纪变质基底——“念青唐古拉岩群”的中、高级变质岩。董昕的最新研究表明这套岩石的原岩包括古生代的沉积岩和晚三叠世的岩浆岩,其经历了三叠纪(220~200Ma)的中压变质作用。该研究将以松多榴辉岩为代表的高压变质带东西延伸至400km,结合其邻区同时代的岩浆作用和构造变形等证据一致表明,拉萨地体中部经历了晚古生代–早中生代带的碰撞造山作用。
4.发现拉萨地体中部的新元古代高压变质岩
在拉萨地体中部纳木措以西地区分布一套高级变质岩,岩石类型包括基性麻粒岩、片麻岩、片岩、大理岩、石英岩、斜长角闪岩等。年代学研究表明,高压麻粒岩的原岩为新元古代(~900 Ma)的辉长岩,这套变质岩经历了新元古代晚期(~650Ma)的高压变质作用,并叠加了早古生代的中压角闪岩相变质作用。结合区域对比,说明拉萨地体在从印度大陆分离之前可能与塞舌尔、马达加斯加和印度西北部相邻,共同经历了新元古代晚期罗迪尼亚超大陆西北部的安第斯型造山作用。
5.厘定出前中生代的岩浆作用
在拉萨地体东南部米林地区的花岗质片麻岩中获得496Ma的原岩结晶年龄,与申扎地区流纹岩中获得的501Ma岩浆作用年龄一致。说明了拉萨地体寒武纪的岩浆作用并不是局部存在,很可能有一定分布范围。以往的认识表明,拉萨地体在古生代中期处于稳定的沉积环境,而董昕等在拉萨地体南部加查和朗县地区的冈底斯岩群中解体出了晚泥盆世(~360Ma)的片麻状花岗岩,其很可能是冈瓦纳超大陆北缘古生代裂解期的产物。以上研究为拉萨地体南部的起源与构造归属提供了新的重要信息。