拉薩地塊西北日土花崗巖基鋯石U-Pb年代學(xué)、地球化學(xué)及構(gòu)造意義

劉　函， 王保弟， 陳　莉， 李小波， 王立全

（中國地質(zhì)調(diào)查局 成都地質(zhì)調(diào)查中心， 四川 成都 610081）

拉薩地塊西北日土花崗巖基鋯石U-Pb年代學(xué)、地球化學(xué)及構(gòu)造意義

劉函， 王保弟， 陳莉， 李小波， 王立全

（中國地質(zhì)調(diào)查局 成都地質(zhì)調(diào)查中心， 四川 成都 610081）

由于斑巖礦床的巨大潛力及在拉薩地塊與羌塘地塊的碰撞過程中的重大意義， 拉薩地塊中北部晚白堊世巖漿作用近年來引起廣泛關(guān)注。日土巖基位于拉薩地塊北帶的最西端， 其中瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖、瓊貢二長(zhǎng)花崗巖和棟曬花崗巖LA-ICP-MS 鋯石 U-Pb年齡分別為82.8±0.8 Ma、84.4±0.7 Ma和82.6±0.6 Ma。里特曼指數(shù)（δ=1.89～2.81＜3.3）， 在K2O-SiO2圖解上顯示其屬于高鉀鈣堿性系列； 區(qū)域地質(zhì)年代學(xué)資料及地球化學(xué)特征表明形成于后碰撞構(gòu)造環(huán)境。瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖高SiO2（65.09%～65.51%）、高Al2O3（15.97%～16.04%）、高Sr （489～497 μg/g）、低Y（12.2～13.6 μg/g）、Sr/Y=37.65～39.93，顯示埃達(dá)克質(zhì)巖特征； 高M(jìn)g#（51.1～51.5）、高K2O （2.31%～2.60%）， Cr（141～199 μg/g）和Ni（30.5～31.7 μg/g）含量與拆沉基性下地殼部分熔融成因埃達(dá)克質(zhì)巖石類似。瓊貢二長(zhǎng)花崗巖和棟曬花崗巖來自較瓊貢南石英閃長(zhǎng)質(zhì)埃達(dá)克質(zhì)巖更淺的下地殼變沉積物部分熔融， 與拆沉作用導(dǎo)致的軟流圈地幔上涌及其引發(fā)的玄武質(zhì)巖漿底侵作用有關(guān)。結(jié)合區(qū)域資料， 拉薩地塊中北部中西段地區(qū)在晚白堊世早期（＞90 Ma）可能已經(jīng)存在一個(gè)大于50 km的加厚地殼。

晚白堊世； 日土； 埃達(dá)克質(zhì)巖； 鋯石U-Pb 定年

卷（Volume）39， 期（Number）6， 總（SUM）149

頁（Pages）1141～1155， 2015， 12（December， 2015）

0　引　言

拉薩地塊北帶發(fā)育大量白堊紀(jì)（以早白堊世為主）巖漿巖（康志強(qiáng)等， 2009， 2010； Zhu et al.， 2011），一直以來都將其解釋為雅江洋盆大洋巖石圈北向俯沖成因（Coulon et al.， 1986； Kapp et al.， 2003； Ding et al.， 2003）； 但隨著近年來對(duì)該帶白堊紀(jì)巖漿事件、獅泉河-永珠-嘉黎縫合帶、班公湖-怒江縫合帶研究的進(jìn)一步深入， 其形成的具體動(dòng)力學(xué)背景的爭(zhēng)論也隨之?dāng)U大（潘桂棠等， 2006； 朱弟成等， 2008； 康志強(qiáng)等，2009）。近年來多數(shù)資料認(rèn)為拉薩地塊北帶早白堊世巖漿活動(dòng)與班公湖-怒江洋盆向南俯沖有關(guān)（陳越等，2010； Zhu et al.， 2011）， 但也可能與獅泉河-永珠縫合帶閉合過程相關(guān)（鄭有業(yè)等， 2008）， 同時(shí)部分學(xué)者仍堅(jiān)持認(rèn)為該帶早白堊世巖漿活動(dòng)形成于雅江洋盆大洋巖石圈北向俯沖環(huán)境（Wen et al.， 2008； 馬國林和岳雅惠， 2010）。

拉薩地塊北帶晚白堊世巖漿活動(dòng)相對(duì)早白堊世較弱， 目前僅在日土、班戈等地發(fā)現(xiàn)較少的晚白堊世巖漿記錄（Zhao et al.， 2008； 高順寶等， 2011）， 它們與措勤含銅雙峰巖系、拔拉扎含礦斑巖、嘎拉勒中酸性巖體等共同組成拉薩地塊中北帶晚白堊世巖漿事件群， 但關(guān)于其是形成于班公湖-怒江縫合帶閉合碰撞過程還是雅江帶北向俯沖環(huán)境仍存在爭(zhēng)論（曲曉明等， 2006； 呂麗娜等， 2011； 余紅霞等， 2011），同時(shí)拉薩地塊中北帶～90 Ma斑巖礦床與該期巖漿事件密切相關(guān)（王保弟等， 2013）。本文主要報(bào)道拉薩地塊北帶西段日土巖基3個(gè)晚白堊世花崗質(zhì)巖體的巖石學(xué)、地球化學(xué)及LA-ICP-MS 鋯石 U-Pb年代學(xué)研究結(jié)果， 探討其形成機(jī)制。

1　地質(zhì)背景

日土巖基位于拉薩地塊北帶西段， 是昂龍崗日白堊紀(jì)-始新世復(fù)合巖漿巖帶的一部分（潘桂棠等，2002）。該巖漿巖帶在獅泉河-日土地區(qū)主要分布于曲壟電站、波孔、棟曬、日松、賽卓一帶， 總體呈NWW向帶狀展布； 巖體大小不一， 由巖基（如日土巖基）、巖株（如日松巖株）和一些小巖枝組成； 巖性主要有花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖、花崗巖、石英閃長(zhǎng)巖等（郭鐵鷹等， 1991； 謝國剛， 2004a， 2004b）。北側(cè)緊鄰班公湖蛇綠混雜巖帶， 帶內(nèi)蛇綠巖組合發(fā)育較全， 洋中脊環(huán)境輝長(zhǎng)巖和輝綠巖時(shí)代為早侏羅世，硅質(zhì)巖放射蟲時(shí)代多為中晚侏羅世-早白堊世， 于晚白堊世完成構(gòu)造侵位（謝國剛， 2004b； 劉慶宏，2004； 史仁燈等， 2005； 曲曉明等， 2010）。南側(cè)與獅泉河蛇綠混雜巖帶相鄰， 為獅泉河-拉果錯(cuò)-永珠-嘉黎縫合帶的西段， 硅質(zhì)巖放射蟲時(shí)代為晚侏羅世-早白堊世， 輝綠巖墻時(shí)代為早白堊世， 下白堊統(tǒng)郎山組灰?guī)r角度不整合于獅泉河蛇綠混雜巖之上（鄭有業(yè)等， 2004； 鄭有業(yè)， 2008）。

圖1　研究區(qū)地質(zhì)略圖及采樣位置（據(jù)1∶25萬日土幅修編）Fig.1　Regional geological map of the study area and sample locations

2　巖體地質(zhì)與巖相學(xué)

本文沿麻嘎藏布-吉嘎勒河谷東側(cè)自北向南分別對(duì)3個(gè)巖體進(jìn)行采樣分析， 三者都為日土巖基的一部分， 因巖性及產(chǎn)地不同分為瓊貢二長(zhǎng)花崗巖、棟曬花崗巖和瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖（圖1）。

瓊貢二長(zhǎng)花崗巖（10RT-08）： 主體位于瓊貢、君麥雪外康日一帶， 西北以寬約500 m條帶延伸至麻嘎藏布河谷， 面積約20 km2。北側(cè)侵入上侏羅統(tǒng)多仁組、日松組； 東、南側(cè)為中細(xì)粒斑狀黑云角閃石英閃長(zhǎng)巖、瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖； 西側(cè)為棟曬花崗巖。采樣坐標(biāo)為79°42′20.1″E， 33°19′54.9″N。巖石呈灰白色， 塊狀構(gòu)造， 二長(zhǎng)結(jié)構(gòu)， 礦物粒徑一般2～5 mm，礦物成分主要有斜長(zhǎng)石（30%～45%）、鉀長(zhǎng)石（25%～45%）、石英（21%～25%）、普通角閃石（2%～5%）、黑云母（5%～6%）。斜長(zhǎng)石呈半自形板狀， 發(fā)育聚片雙晶、卡鈉復(fù)合雙晶， 發(fā)育環(huán)帶結(jié)構(gòu)； 鉀長(zhǎng)石呈它形粒狀、板狀， 具卡氏雙晶和格子雙晶， 屬微斜長(zhǎng)石。

棟曬花崗巖（10RT-11）： 東北側(cè)為瓊貢二長(zhǎng)花崗巖體， 南側(cè)與中細(xì)粒角閃黑云二長(zhǎng)花崗巖侵入接觸。采樣坐標(biāo)為79°42′7.8″E， 33°19′21″N。巖石呈灰白色， 塊狀構(gòu)造， 似斑狀結(jié)構(gòu)， 礦物組成為斜長(zhǎng)石（30%～46%）、鉀長(zhǎng)石（24%～45%）、石英（～26%）、普通角閃石（2%～5%）、黑云母（6%～7%）， 斑晶粒徑約5～10 cm，以鉀長(zhǎng)石為主（2%～15%）， 少量斜長(zhǎng)石（＜5%）， 基質(zhì)粒徑一般2～5 mm。斜長(zhǎng)石為半自形板狀， 見環(huán)帶構(gòu)造； 鉀長(zhǎng)石為它形粒狀、板狀， 具卡氏雙晶和格子雙晶， 屬微斜長(zhǎng)石， 少數(shù)為正長(zhǎng)條紋長(zhǎng)石。

瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖（10RT-14）： 位于瓊貢南側(cè)，北側(cè)為瓊貢二長(zhǎng)花崗巖， 東側(cè)侵入于上侏羅統(tǒng)日松組， 面積約5 km2。采樣坐標(biāo)為79°45′30.2″E，33°14′46.9″N。巖石呈灰色、淺灰色， 塊狀構(gòu)造， -中細(xì)粒結(jié)構(gòu)， 礦物組成為斜長(zhǎng)石（64%）、鉀長(zhǎng)石（3%）、石英（20%）、角閃石（2%）、黑云母（10%）。斜長(zhǎng)石雙晶發(fā)育、具環(huán)帶構(gòu)造； 鉀長(zhǎng)石它形， 具條紋構(gòu)造， 屬條紋長(zhǎng)石； 石英呈它形粒狀； 黑云母片狀。

整體而言， 日土巖基與圍巖為明顯的侵入接觸關(guān)系， 接觸面多呈外傾的凹凸不平的波狀曲面或弧形曲面， 接觸帶接觸變質(zhì)作用明顯； 圍巖為上侏羅統(tǒng)多仁組、日松組碳酸鹽巖、砂巖、粉砂巖、泥板巖， 與巖體接觸帶角巖化明顯。巖體內(nèi)原生構(gòu)造不發(fā)育， 以次生節(jié)理為主。

圖2　樣品10RT-08（a）、10RT-11（b）和10RT-14（c）鋯石陰極發(fā)光照片(測(cè)點(diǎn)年齡的單位為Ma)Fig.2　CL images of zircons from sample 10RT-08 （a）， 10RT-11 （b）， and 10RT-14 （c）

3　分析方法

每個(gè)巖體各選擇一個(gè)樣品進(jìn)行鋯石U-Pb定年分析， 樣品破碎和鋯石挑選由河北省廊坊區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究院地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室完成， 鋯石陰極發(fā)光照相和LA-ICP-MS定年在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成， 使用國際標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500進(jìn)行分餾校正，激光束斑直徑32 μm， 普通鉛根據(jù)實(shí)測(cè)， 詳細(xì)流程及方法參見Yuan et al. （2004）。主量元素分析在成都地質(zhì)調(diào)查中心采用XRF（Rigaku RIX 2100型）玻璃熔餅法完成， 分析精度優(yōu)于4%； 微量元素分析在中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室采用酸溶法利用Agilent 7500a 型ICP-MS完成，分析精度和準(zhǔn)確度一般優(yōu)于5%。

4　年代學(xué)特征

3個(gè)樣品的鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡分析結(jié)果見表1。

瓊貢二長(zhǎng)花崗巖體（10RT-08）： 鋯石顆粒自形良好， 多呈長(zhǎng)柱狀， 陰極發(fā)光照片顯示良好的巖漿振蕩環(huán)帶（圖2a）。共測(cè)定21顆鋯石21個(gè)測(cè)點(diǎn)， 除3號(hào)測(cè)點(diǎn)外， 20個(gè)測(cè)點(diǎn)的年齡非常集中， 位于諧和線上及其附近，206Pb/238U年齡變化于79.8～84.9 Ma之間， 加權(quán)平均年齡為82.6±0.6 Ma （MSWD=2.3） （圖3a）。相應(yīng)測(cè)點(diǎn)的Th/U比值變化于0.54～1.23之間，Th、U之間的相關(guān)性良好， 與典型巖漿鋯石一致。

棟曬花崗巖體（10RT-11）： 鋯石顆粒自形柱狀，巖漿振蕩環(huán)帶清晰（圖2b）。共測(cè)定21顆鋯石21個(gè)測(cè)點(diǎn)， 除偏離諧和線的3個(gè)測(cè)點(diǎn)（7， 11， 17）外，其余18個(gè)測(cè)點(diǎn)的206Pb/238U年齡集中于79.9～85.7 Ma之間， 位于諧和線上及其附近， 加權(quán)平均年齡為82.8±0.8 Ma （MSWD=4.1） （圖3b）。所選測(cè)點(diǎn)的Th、U相關(guān)性較好， Th/U比值在0.48～1.09之間變化， 顯示典型巖漿鋯石特征。

表1　日土花崗質(zhì)巖石LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年結(jié)果Table 1　LA-ICP-MS U-Pb zircon isotopic results of the granitic rocks at Rutog

瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖體（10RT-14）： 鋯石顆粒為自形柱狀， 陰極發(fā)光照片顯示鋯石內(nèi)部具有明顯的巖漿振蕩環(huán)帶（圖2c）。共測(cè)定21顆鋯石21個(gè)測(cè)點(diǎn)， 21個(gè)測(cè)點(diǎn)的年齡都非常諧和， 位于諧和線上及其附近，206Pb/238U的年齡變化于82.2～86.7 Ma之間， 加權(quán)平均年齡為84.4±0.7 Ma （MSWD=3.6） （圖3c）。相應(yīng)測(cè)點(diǎn)的Th、U線性相關(guān)性良好， 除1號(hào)和12號(hào)測(cè)點(diǎn)的Th/U＜0.4外， Th/U比值主體在0.52～1.36之間， 是典型的巖漿鋯石。

綜上， 瓊貢二長(zhǎng)花崗巖、棟曬花崗巖與瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年顯示其結(jié)晶時(shí)代分別為82.6±0.6 Ma、82.8±0.8 Ma和84.4±0.7 Ma，侵位時(shí)代均為晚白堊世。瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖年齡與郭鐵鷹等（1991）所測(cè)的年齡（75.0 Ma， K-Ar法）相近；而棟曬花崗巖年齡與1∶25萬日土縣幅所劃分的侵入期（漸新世）不一致。

續(xù)表1：

5　地球化學(xué)特征

本文對(duì)3個(gè)巖體10個(gè)巖石樣品做了地球化學(xué)分析， 結(jié)果見表2。瓊貢二長(zhǎng)花崗巖和棟曬花崗巖顯示出與瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖不同的地球化學(xué)特征， 下文分別陳述。

5.1主量元素

瓊貢二長(zhǎng)花崗巖和棟曬花崗巖有相似的主量元素組成， SiO2含量為68.63%～72.44%， TiO2為0.27%～0.56%， MgO為0.51%～1.29%（Mg#=38.9～47.4）， Al2O3為13.84%～15.46%； 全堿（K2O+Na2O）含量為7.43%～8.58%， K2O/Na2O為0.91～1.42。瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖SiO2含量（65.09%～65.51%）和（K2O+Na2O）含量（6.29%～6.50%）偏低， 同時(shí)顯示較瓊貢二長(zhǎng)花崗巖和棟曬花崗巖低的K2O/Na2O比值（0.58～0.67）； 其他主量元素含量都較后者高， 如TiO2（0.70%～0.75%），MgO （2.04%～2.14%， Mg#=51.1～51.5）， Al2O3（15.97%～16.04%）等。棟曬花崗巖體和瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖各自主量元素組分幾乎沒有變化， 而瓊貢二長(zhǎng)花崗巖體物質(zhì)組成顯示較大變化范圍（表2）。

圖3　樣品10RT-08（a）、10RT-11（b）和10RT-14（c）的鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig.3　U-Pb concordia diagrams of zircons from samples 10RT-08 （a）， 10RT-11 （b） and 10RT-14 （c）

在SiO2-（Na2O+K2O）圖解（圖略）中， 瓊貢二長(zhǎng)花崗巖和棟曬花崗巖投點(diǎn)于花崗巖區(qū)； 瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖落入石英閃長(zhǎng)巖區(qū)， 三者都屬于亞堿性系列；里特曼指數(shù)δ=1.89～2.81＜3.3， 屬鈣堿性巖類。K2O-SiO2圖解（圖4a）顯示三個(gè)巖體都位于高鉀鈣堿性系列區(qū)域， 只是瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖K2O含量稍低。在A/NK-A/CNK關(guān)系圖（圖4b）中， A/CNK值均＜1 （0.95～0.99）， A/NK值均＞1 （1.24～1.77）， 顯示準(zhǔn)鋁質(zhì)特征。

5.2微量元素

三個(gè)巖體的微量元素分配形式相似， 均富集Rb、Th、U、K等大離子親石元素； 虧損Nb、Ta、Zr、Hf等高場(chǎng)強(qiáng)元素， 只是瓊貢二長(zhǎng)花崗巖蛛網(wǎng)圖相對(duì)分散（圖5a）。

瓊貢二長(zhǎng)花崗巖ΣREE為140.7～222.5 μg/g， 變化較大； 棟曬花崗巖ΣREE為135.8～184.0 μg/g； 瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖的ΣREE最低， 為105.7～136.0 μg/g。三個(gè)巖體的REE球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線（圖5b）呈右傾型，富集LREE， 輕重稀土分異強(qiáng)烈， （La/Yb）N=8.98～31.62； 其中重稀土的Ho到Lu有變平趨勢(shì)， （Ho/Lu）N= 1.19～1.35。瓊貢二長(zhǎng)花崗巖顯示明顯的Eu負(fù)異常（δEu=0.39～0.65）， 反映巖漿經(jīng)歷了斜長(zhǎng)石的結(jié)晶分異； 瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖僅顯示輕微Eu負(fù)異常（δEu= 0.86～0.93）， 表明巖漿源區(qū)斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶作用不明顯， 而棟曬花崗巖顯示中等Eu負(fù)異常（δEu=0.71～0.82）。

6　討　論

6.1構(gòu)造環(huán)境

高鉀鈣堿性花崗質(zhì)巖出現(xiàn)在各種構(gòu)造環(huán)境中，往往指示一種構(gòu)造體制的轉(zhuǎn)換而不是特定的構(gòu)造環(huán)境， 比如主碰撞期后的張弛階段（Barbarin， 1999），而后碰撞巖漿活動(dòng)往往以大規(guī)模的高鉀鈣堿性巖漿侵位開始（肖慶輝， 2002）。日土巖基擠入式侵入圍巖（上侏羅統(tǒng)多仁組、日松組）， 巖體原生構(gòu)造不發(fā)育，表明巖漿上侵過程中遭受的擠壓作用較小， 暗示形成于伸展環(huán)境， 顯示晚造山花崗質(zhì)巖特征。日土巖基規(guī)模巨大， 而擠壓背景下形成的花崗巖非常有限（吳福元等， 2007）， 因此后碰撞的伸展垮塌可能是日土巖基晚白堊世花崗質(zhì)巖侵位的重要機(jī)制， 這與Rb-（Y+Nb）判別圖解（圖6）一致， 二者投點(diǎn)均落入后碰撞區(qū)。

另外， 后碰撞期往往比同碰撞期稍晚， 如阿爾卑斯山脈后碰撞期（33～25 Ma）花崗質(zhì)巖形成于主碰撞期有關(guān)的高壓變質(zhì)作用（45～35 Ma）之后（Sylvester，1998）。班公湖-怒江縫合帶西段在早白堊世已經(jīng)進(jìn)入主碰撞期， 約113 Ma向南俯沖的班公湖-怒江洋殼巖石圈斷離（朱弟成等， 2009； Zhu et al.， 2011）， 區(qū)域上以上白堊統(tǒng)競(jìng)柱山組磨拉石角度不整合于班公湖蛇綠混雜巖之上為標(biāo)志； 而瓊貢二長(zhǎng)花崗巖、棟曬花崗巖、瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖形成于85～82 Ma之間，與主碰撞期年齡間隔符合后碰撞期特征。侵入于日土巖基圍巖（侏羅系砂板巖）中的酸性巖脈（80～75 Ma）則反映該區(qū)在班公湖-怒江縫合帶閉合后（晚白堊世）存在地殼伸展事件（江軍華等， 2011）， 其同樣形成于同碰撞擠壓峰期后的區(qū)域伸展環(huán)境。

表2　日土花崗質(zhì)巖石的主量元素（%）、微量元素（μg/g）地球化學(xué)組成分析結(jié)果Table 2　Major （%） and trace element （μg/g） compositions of the granitic rocks at Rutog

圖4　日土巖基花崗質(zhì)巖K2O-SiO2圖解（a， 據(jù)Peccerillo and Taylor， 1976）與A/NK-A/CNK圖解（b， 據(jù)Rickwood， 1989 ）Fig.4　Diagram of K2O vs. SiO2（a）， and A/NK vs. A/CNK （b） for the granitiods from Rutog

圖5　日土巖基花崗質(zhì)巖微量元素蛛網(wǎng)圖（a）與稀土元素分配形式圖（b）（球粒隕石、原始地幔數(shù)據(jù)引自Sun and McDonough， 1989）Fig.5　Primitive mantle normalized trace element spider diagrams （a） and chondrite normalized rare earth element patterns （b） for the granitoids from Rutog

圖6　日土巖基花崗質(zhì)巖Rb-（Y+Nb）圖解（底圖據(jù)Pearce et al.， 1984）Fig.6　Rb vs. Y+Nb diagram for the granitic rocks fromRutog

6.2巖石成因與巖漿源區(qū)

6.2.1瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖

瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖高SiO2（65.09%～65.51%）、高Al2O3（15.97%～16.04%）、高Sr（489～497 μg/g）， 低Y（12.2～13.6 μg/g）、低Yb（1.10～1.23 μg/g）含量、低Sr/Y比值（37.65～39.93）， La/Yb＞20（21.81～28.12）， 顯示巖石具有埃達(dá)克質(zhì)巖特征； 在Sr/Y-Y圖解（圖7）上投點(diǎn)位于埃達(dá)克質(zhì)巖區(qū)域。相對(duì)高的MgO （2.04%～2.14%，Mg#=51.1～51.5）、Cr（141～199 μg/g）和Ni（30.5～31.7 μg/g）含量， 表明瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖屬于高M(jìn)g#的埃達(dá)克質(zhì)巖。

圖7　日土巖基花崗質(zhì)巖Sr/Y-Y圖解（底圖據(jù)Defant and Drummond， 1990）Fig.7　Sr/Y vs. Y diagram for the granitic rocks from Rutog

前人研究表明埃達(dá)克質(zhì)巖主要有5種成因： ①俯沖玄武質(zhì)洋殼熔融（Defant and Drummond， 1990）；②幔源玄武質(zhì)巖漿高壓結(jié)晶分異（Castillo et al.， 1999；Macpherson et al.， 2006）； ③增厚下地殼部分熔融（Atherton and Petford， 1993）； ④拆沉下地殼熔融（Xu et al.， 2002； Gao et al.， 2004）； ⑤巖漿混合作用（張宏福和邵濟(jì)安， 2008）。瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖顯示高K2O（2.31%～2.60%）和K2O/Na2O比值（0.58～0.67， 相對(duì)于埃達(dá)克巖～0.4）、Eu弱負(fù)異常特征， 與典型洋殼熔融埃達(dá)克巖不一致（Defant and Drummond， 1990；Moyen， 2009）， 表明瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖不是俯沖板片部分熔融成因。幔源玄武質(zhì)巖漿高壓結(jié)晶分異形成的埃達(dá)克質(zhì)巖石常常與一系列有成因聯(lián)系的中基性巖石密切共生（Xu et al.， 2002）， 但該區(qū)并未見與瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖同期的基性巖漿事件， 因此排除玄武質(zhì)巖漿結(jié)晶分異成因。同時(shí)， 巖漿混合作用埃達(dá)克質(zhì)巖石以中基性為主（張宏福和邵濟(jì)安， 2008）， 而目前北拉薩地塊已經(jīng)報(bào)道的晚白堊世埃達(dá)克質(zhì)巖石都是中偏酸性（余紅霞等， 2011； 李華亮等， 2014； 張向飛等， 2014； 張碩等， 2014）， 因此瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖也不是巖漿混合成因。

瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖高SiO2含量（65.09%～65.51%）和Th/U比值（5.05～6.66）， Sr/Y相對(duì)較低（＜40）、較高K2O含量與下地殼熔融成因埃達(dá)克質(zhì)巖特征相似（Moyen， 2009； 余紅霞等， 2011）。加厚下地殼部分熔融形成的熔體往往具有低Mg#、Cr、Ni含量， 而瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖高M(jìn)g#、Cr、Ni含量反映熔體與地幔橄欖巖的平衡（Atherton and Petford， 1993； Rapp and Watson， 1995）， TiO2不飽和則是地幔組分加入導(dǎo)致熔體基性程度增加所致（熊小林等， 2011）， 因此，在已經(jīng)排除4種可能成因的情況下， 瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖最有可能來自拆沉下地殼熔融成因（Xu et al.，2002； Gao et al.， 2004）。

花崗巖與地殼厚度關(guān)系密切（張旗等， 2011），La/Yb比值可用來指示地殼厚度并反映巖漿源區(qū)深度（Kay and Mpodozis， 2001； Chung et al.， 2009）， 但是如果有地幔端元物質(zhì)的加入， La/Yb比值將有所降低（熊小林等， 2011）。拉薩地塊中北帶中西段已經(jīng)有多處晚白堊世埃達(dá)克質(zhì)巖石報(bào)道， 與地殼熔融有關(guān)的埃達(dá)克質(zhì)巖石分布時(shí)代從91～82 Ma之間， 這些埃達(dá)克質(zhì)巖石總體表現(xiàn)出隨Mg#升高La/Yb比值降低的演化趨勢(shì)（圖8）。91 Ma埃達(dá)克質(zhì)巖顯示低Mg#特征， 其擁有較高的La/Yb 比值（張碩等， 2014）； 而88～82 Ma之間的埃達(dá)克質(zhì)巖顯示高M(jìn)g#特征， 同時(shí)表現(xiàn)相對(duì)低的La/Yb比值（余紅霞等， 2011； 李華亮等， 2014； 張碩等， 2014）， 顯然與地幔物質(zhì)的交代作用有關(guān)。這些高M(jìn)g#埃達(dá)克質(zhì)巖石可以用①拆沉下地殼熔融以及熔體與地幔反應(yīng)或②下地殼熔融及其與地幔巖漿的混合（張宏福和邵濟(jì)安， 2008）來解釋，但這些高M(jìn)g#埃達(dá)克質(zhì)巖石顯示中偏酸性特征， 不可能是第二種成因。這些高M(jìn)g#埃達(dá)克質(zhì)巖石成因最合理的解釋可能是拆沉下地殼熔融以及熔體與地幔反應(yīng)； 瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖就屬于此類高M(jìn)g#埃達(dá)克質(zhì)巖石。在90 Ma以前， 拉薩地塊中北帶已經(jīng)有＞50 km的加厚地殼存在（圖8）， 也為之后（＜90 Ma）的拆沉作用提供了更多的可能性。

瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖SiO2含量小于70%， K2O含量為2.31%～2.60%， 指示其可能來自變質(zhì)中-高鉀玄武巖部分熔融（熊小林等， 2011）。HREE分配形式較平緩， Y/Yb比值接近10（10.85～11.64）， 表明角閃石為殘留相重要礦物之一， 但如果殘留相僅為角閃石，不能產(chǎn)生稀土元素強(qiáng)烈分異的熔體（謝克家等， 2010），因此稀土分配模式反映角閃石和石榴石同時(shí)作為主要?dú)埩粝?。瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖Eu輕微負(fù)異常， Sr正異常不明顯， 可能與下地殼H2O含量低或脫水熔融有關(guān)（熊小林等， 2011）， 因?yàn)樵诖藯l件下斜長(zhǎng)石可以穩(wěn)定到較高壓力（＞1.8 GPa）。變玄武巖體系相平衡和部分熔融實(shí)驗(yàn)揭示金紅石（金紅石穩(wěn)定的最小壓力為1.5 GPa）是導(dǎo)致埃達(dá)克質(zhì)熔體Nb、Ta虧損的必要?dú)埩舻V物（Xiong et al.， 2006； Nair and Chacko， 2008），并且由于金紅石具低的Nb/Ta比值， 會(huì)有效地使Nb和Ta發(fā)生分異（Zack et al.， 2002）， 因此與含金紅石榴輝巖平衡的熔體具低Nb、Ta含量、高Nb/Ta值特征； 瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖Nb、Ta虧損， Nb/Ta值在15.48～17.61之間， 比地殼平均比值（11.43）高（Rudnick and Gao， 2003）， 反映其母巖漿的殘留相中存在金紅石。因此， 瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖的拆沉基性下地殼部分熔融源區(qū)可能為含金紅石石榴角閃巖相。

圖8　青藏高原拉薩地塊中北部晚白堊世巖漿巖La/Yb-Mg#圖解（據(jù)Chung et al.， 2009修改， 低Mg#埃達(dá)克質(zhì)巖引自張碩等， 2014； 高M(jìn)g#埃達(dá)克質(zhì)巖引自余紅霞等， 2011； 李華亮等， 2014； 張碩等， 2014）Fig.8　La/Yb vs. Mg#diagram for the Late Cretaceous lavas in the mid-northern Lhasa terrane

6.2.2瓊貢二長(zhǎng)花崗巖和棟曬花崗巖

瓊貢二長(zhǎng)花崗巖和棟曬花崗巖高Na2O（3.50%～3.91%）、低P2O5（0.05%～0.13%）、低A/CNK （0.95～0.99），CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算中僅一個(gè)樣品含極少的剛玉分子（0.02%）， 與I型花崗巖相似； 薄片中含黑云母和角閃石， 不含白云母， 從巖相學(xué)上支持其為I型花崗巖。

一般認(rèn)為， I型花崗巖來自變中-基性火成巖的部分熔融， 但受幔源巖漿改造的沉積物重熔同樣可以形成I型花崗巖， 熔融過程中沉積物減少也將引起巖漿成分從S型向I型轉(zhuǎn)變（Kemp et al.， 2007；Collins and Richards， 2008）。瓊貢二長(zhǎng)花崗巖和棟曬花崗巖SiO2含量較高（68.63%～72.44%）， 指示其可能為變質(zhì)中酸性巖部分熔融產(chǎn)生（熊小林等， 2011）；并且較瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖有更高的Rb/Sr、Rb/Ba比值（表2）， 也指示它們并非變玄武巖部分熔融成因（Sylvester， 1998）。變沉積巖部分熔融產(chǎn)生的熔體比變玄武巖產(chǎn)生的熔體有更高的Al2O3/（MgO+FeOT）值（Wang et al.， 2003）， 瓊貢二長(zhǎng)花崗巖和棟曬花崗巖的Al2O3/（MgO+FeOT）值為2.19～4.15， 比瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖（1.51～1.58）更高， 因此瓊貢二長(zhǎng)花崗巖和棟曬花崗巖可能來自變沉積巖源區(qū)。但是瓊貢二長(zhǎng)花崗巖和棟曬花崗巖同樣具有高M(jìn)g#（38.9～47.4）特征， 也指示巖漿源區(qū)有幔源物質(zhì)的參與， Cr（144～184 μg/g）、Ni（9.63～19.4 μg/g）含量也明顯高于地殼熔融形成的花崗巖值； 其表現(xiàn)出I型花崗巖的特征可能與幔源巖漿的參與有關(guān)； 但是Mg#、Cr、Ni含量都較瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖低， 反映地幔物質(zhì)參與較后者少。

瓊貢二長(zhǎng)花崗巖和棟曬花崗巖都具有平坦的HREE分配模式， 并且Y/Yb值（9.26～11.47）接近10，共同表明角閃石為主要的殘留相礦物， 但是Eu負(fù)異常較瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖明顯， 反映其源區(qū)較后者有更多的斜長(zhǎng)石殘留， 表明其部分熔融源區(qū)較后者更淺。在沒有金紅石為殘留相的情況下， Nb、Ta有相似的地球化學(xué)行為， 這決定部分熔融或結(jié)晶分異過程中二者沒有大的分異， 可以指示巖漿源區(qū)特征。瓊貢二長(zhǎng)花崗巖和棟曬花崗巖的Nb/Ta值分別在8.02～9.75和12.80～12.95之間變化， 較下地殼比值（8.33）略高（Rudnick and Gao， 2003）， 反映幔源巖漿（Nb/Ta值為17.5±2）的參與（Green， 1995）。因此， 瓊貢二長(zhǎng)花崗巖和棟曬花崗巖可能是地殼拆沉后軟流圈地幔物質(zhì)上涌過程中誘發(fā)下地殼變沉積物部分熔融并與之混合， 而后經(jīng)歷強(qiáng)烈結(jié)晶分異成因。

瓊貢二長(zhǎng)花崗巖和棟曬花崗巖表現(xiàn)出相似的微量元素蛛網(wǎng)圖和稀土元素分配特征， 但是前者顯示更為分散（圖5）， 并且Ba、Sr、P、Ti、Eu表現(xiàn)出更為虧損的特征， 同時(shí)FeOT/MgO比值也更高， 指示瓊貢二長(zhǎng)花崗巖經(jīng)歷了較棟曬花崗巖更強(qiáng)烈的分離結(jié)晶作用（邱檢生等， 2008； 朱弟成等， 2009a）。Ti虧損指示了富鈦礦物的分離； P的強(qiáng)烈虧損與磷灰石的分離結(jié)晶有關(guān)； Sr、Eu虧損則反映斜長(zhǎng)石的結(jié)晶分異作用， Ba、Eu虧損與鉀長(zhǎng)石分異有關(guān)； 另外， 瓊貢二長(zhǎng)花崗巖的Y與MgO含量呈正相關(guān)特征應(yīng)是角閃石的分離結(jié)晶所致（Zhao et al.， 2008）。

6.3形成機(jī)制探討

本文獲得的日土巖基三個(gè)花崗質(zhì)巖體于晚白堊世（85～82 Ma）侵位， 近年來在拉薩地塊中北部發(fā)現(xiàn)多處晚白堊世巖漿巖， 活動(dòng)時(shí)限為96～75 Ma（Zhaoet al.， 2008； 馬國林和岳雅慧， 2010； 余紅霞等， 2011；高順寶等， 2011； 呂麗娜等， 2011； 王保弟等， 2013；李華亮等， 2014； 張向飛等， 2014； 張碩等， 2014； 關(guān)俊雷等， 2014； Wang et al， 2014）， 可能代表拉薩地塊中北部存在一期重要的晚白堊世巖漿活動(dòng)。該巖漿活動(dòng)西起日土， 東達(dá)班戈， 呈帶狀分布。Zhao et al.（2008）依據(jù)Sr-Nd同位素特征與林子宗火山巖類似認(rèn)為日土一帶～80 Ma的地殼部分熔融誘因?yàn)閬碜匝沤绿靥崴寡笃桨甯_帶之上的基性巖漿底侵作用， 此種解釋來自Coulon et al. （1986）的雅江洋殼白堊紀(jì)北向低角度（平板）俯沖假說。然而， 此假說是基于當(dāng)初在拉薩地塊南緣未發(fā)現(xiàn)白堊紀(jì)火山巖而提出的， 但近年研究表明在拉薩地塊南緣存在白堊紀(jì)島弧成因巖漿活動(dòng)（Zhu et al.， 2009a； Ji et al.， 2009）， 已經(jīng)使白堊紀(jì)雅江洋殼北向低角度平板俯沖假說面對(duì)諸多質(zhì)疑， 因?yàn)槠桨甯_往往形成隔熱層， 一般不產(chǎn)生巖漿作用（Gutscher et al.， 2000）。岡底斯南緣瑪門桑日群下部埃達(dá)克質(zhì)火山巖（137 Ma）及克魯～90 Ma埃達(dá)克巖表明雅江新特提斯洋盆白堊紀(jì)為向北高角度俯沖性質(zhì)（Zhu et al.， 2009b； Jiang et al.， 2012）。研究結(jié)果顯示拉薩地塊白堊紀(jì)巖漿巖由南向北Hf 同位素結(jié)果并不連續(xù)（ Zhu et al.， 2009a， 2011）， 表明南北的白堊紀(jì)巖漿活動(dòng)有不同的地球動(dòng)力學(xué)背景， 北拉薩地塊白堊紀(jì)巖漿活動(dòng)與雅江新特提斯北向俯沖可能并無關(guān)系。

日土巖基北側(cè)緊鄰班公湖-怒江縫合帶、南側(cè)為獅泉河-永珠縫合帶， 其與二者關(guān)系又如何呢？獅泉河-永珠縫合帶的消減和閉合可能在拉薩地塊中北帶巖漿成因中并未起到主導(dǎo)作用（朱弟成等， 2008），更多的證據(jù)表明班公湖-怒江洋盆存在向南俯沖（莫宣學(xué)等， 2005； 潘桂棠等， 2006）， 如中拉薩巖漿帶鋯石Hf同位素向南呈負(fù)梯度變化表明拉薩地塊北側(cè)必然發(fā)生向南的俯沖才能造成班公湖-怒江洋盆的最終閉合（朱弟成等， 2009； Zhu et al.， 2009a）； 拉薩地塊北緣廣泛分布的早白堊世火山巖正是班公湖-怒江洋盆向南俯沖的直接證據(jù)（康志強(qiáng)等， 2009，2010）。班公湖-怒江洋殼向南俯沖過程中在約113 Ma發(fā)生板片斷離， 導(dǎo)致拉薩地塊中北帶巖漿活動(dòng)大爆發(fā)， 指示拉薩地塊與羌塘地塊在113 Ma左右開始進(jìn)入陸-陸碰撞階段（朱弟成等， 2009； Zhu et al.，2011）； 在晚白堊世初期拉薩地塊中北部發(fā)生區(qū)域性伸展， 進(jìn)入后碰撞階段并爆發(fā)大規(guī)模的巖漿活動(dòng)（曲曉明等， 2006； 呂立娜等， 2011； 余紅霞等， 2011； 高順寶等， 2011）。

巖石圈拆沉是后碰撞階段的重要?jiǎng)恿W(xué)機(jī)制之一。受班公湖-怒江洋盆逐步閉合及雅江新特提斯洋盆開始北向俯沖影響， 拉薩地塊在早白堊世（140～130 Ma）發(fā)生地殼縮短加厚， 南北向縮短達(dá)60%（Murphy et al.， 1997； 丁林和來慶州， 2003）， 早白堊世晚期班公湖-怒江洋閉合后， 拉薩地塊中北帶卷入陸-陸碰撞環(huán)境， 地殼進(jìn)一步縮短、疊置， 并且在90 Ma以前拉薩地塊中北部局部地區(qū)的地殼厚度已經(jīng)大于50 km（圖8）， 為稍晚時(shí)期發(fā)生巖石圈拆沉作用提供了可能性（Wang et al.， 2014）。因此， 日土一帶在晚白堊世進(jìn)入后碰撞構(gòu)造演化階段， 伴隨地殼進(jìn)一步加厚， 榴輝巖相下地殼密度增加而發(fā)生拆沉作用， 拆沉下地殼上部與相對(duì)熱的地幔接觸， 引發(fā)下地殼熔融而形成埃達(dá)克質(zhì)熔體， 埃達(dá)克質(zhì)熔體與地幔反應(yīng)形成瓊貢南高M(jìn)g#埃達(dá)克質(zhì)石英閃長(zhǎng)巖； 同時(shí)軟流圈物質(zhì)上涌誘發(fā)下地殼物質(zhì)部分熔融并與之混合形成瓊貢二長(zhǎng)花崗巖和棟曬花崗巖。

6.4構(gòu)造意義

據(jù)上所述， 日土巖基瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖具有埃達(dá)克質(zhì)巖的地球化學(xué)特征， 平緩的HREE分配形式和Nb、Ta虧損指示其起源于一個(gè)殘留相為含金紅石石榴角閃巖的下地殼源區(qū)， 這個(gè)深度可能約為50 km， 這就意味著在晚白堊世日土一帶的地殼厚度可能大于50 km（張碩等， 2014）。除日土地區(qū)外， 尼瑪縣拔拉扎（北側(cè)緊鄰獅泉河-嘉黎結(jié)合帶南）也出露晚白堊世（～90 Ma）拆沉下地殼熔融成因的埃達(dá)克質(zhì)成礦斑巖（余紅霞等， 2011）， 表明在拉薩地塊中北部存在一個(gè)更大范圍的埃達(dá)克質(zhì)巖分布區(qū)。因此， 至少在拉薩地塊中北部中西段地區(qū)在晚白堊世早期（＞90 Ma）已經(jīng)存在一個(gè)大于50 km的加厚地殼（圖8）， 加厚下地殼拆沉誘發(fā)的一系列巖漿事件與拉薩地塊中北部～90 Ma的斑巖型礦床密切相關(guān)（王保弟等， 2013；李華亮等， 2014）。

地殼加厚如何產(chǎn)生目前仍不清楚， 中拉薩地塊60%的剪切縮短可能發(fā)生在早白堊世（Murphy et al.，1997）， 與羌塘地塊和拉薩地塊的碰撞有關(guān)， 丁林和來慶州（2003）證實(shí)在早白堊世（140～130 Ma）拉薩地塊就發(fā)生地殼縮短加厚， 而110 Ma以后進(jìn)入“硬碰撞”期更是加劇了拉薩地塊中北帶進(jìn)一步收縮加厚。另外， 拉薩地塊中北帶在早白堊世存在持續(xù)的巖漿作用， 并在113 Ma左右發(fā)生與幔源巖漿活動(dòng)有關(guān)的巖漿大爆發(fā)（Zhu et al.， 2011）。因此， 大規(guī)模的幔源巖漿底侵作用也可能是其增厚模式之一。

7　結(jié)　論

（1） 日土巖基瓊貢二長(zhǎng)花崗巖、棟曬花崗巖與瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖鋯石U-Pb年齡分別為82.6±0.6 Ma、82.8±0.8 Ma和84.4±0.7 Ma， 形成于后碰撞構(gòu)造環(huán)境。

（2） 瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖具埃達(dá)克質(zhì)巖特征， 其高M(jìn)g#及高K2O、Cr、Ni含量指示拆沉基性下地殼熔融成因。

（3） 瓊貢二長(zhǎng)花崗巖和棟曬花崗巖來自較瓊貢南石英閃長(zhǎng)巖更淺的下地殼變沉積物部分熔融， 與拆沉作用導(dǎo)致的軟流圈地幔上涌及其引發(fā)的玄武質(zhì)巖漿底侵作用有關(guān)； 前者更高的Ba、Sr、P、Ti、Eu虧損反映比后者經(jīng)歷更高程度的結(jié)晶分異作用。

（4） 拉薩地塊中北帶中西段地區(qū)在晚白堊世早期（＞90 Ma）可能已經(jīng)存在一個(gè)大于50 km的加厚地殼。

致謝： 感謝中國地質(zhì)大學(xué)（北京）鄭有業(yè)教授對(duì)論文提出的建設(shè)性意見， 感謝中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所黃豐、曾云川博士的幫助！

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Zircon U-Pb Geochronology， Geochemistry and its Tectonic Significance of the Rutog Granitic Batholith in the Northwest Lhasa Terrane

LIU Han， WANG Baodi， CHEN Li， LI Xiaobo and WANG Liquan
（Chengdu Center， China Geological Survey， Chengdu 610081， Sichuan， China）

The Late Cretaceous magmatism in the central and northern Lhasa terrane have attracted widespread attention in recent years， because of their giant potential for porphyry deposits and their great implication for the collision between the Lhasa and Qiangtang terranes. Here， we report zircon geochronological and geochemical data of the Late Cretaceous plutons from the Rutog batholith in the westernmost part of the Northern Lhasa terrane，and then discuss the tectonic significance of these plutons. LA-ICP-MS zircon U-Pb ages of the Qionggongnan quartz diorite， Qionggong monzogranite， and Dongshai granite are 82.8±0.8 Ma， 84.4±0.7 Ma， and 82.6±0.6 Ma，respectively. Both Rittman index （δ=1.89- 2.81＜3.3） and K2O-SiO2contents of these rocks suggest that they all belong to high-K calc-alkaline series. Based on previous chronological and geochemical results， these Late Cretaceous granitoids of Rutog Batholith were formed in a post-collisional setting. The Qionggongnan quartz diorite shows typical adakitic affinities， with high SiO2（65.09%-65.51%）， Al2O3（15.97%-16.04%）， and Sr（489-497 μg/g） contents， and low Y （12.2- 13.6 μg/g） concentrations， and high Sr/Y ratios （37.65- 39.93）. Moreover， they have high Mg#values （51.1-51.5）， K2O contents （2.31%-2.60%）， and compatible elements （e.g.，Cr=141-199 μg/g， Ni=15.4- 31.7 μg/g）， suggestive of an origin ofpartial melting of a delaminated lower continental crust. Furthermore， both the Qionggong monzogranite and Dongshai granite were probably resulted from partial melting of crustal materials， which was triggered by the underplating of basaltic magmas related to the upwelling asthenospheric mantle. Combined with regional geological data， we suggest that there had been a thickened crust （＞50 km） on the western and middle part of the central and northern Lhasa terranes in the early Late Cretaceous （＞90 Ma）.

Late Cretaceous； Rutog； adakitic rocks； zircon U-Pb dating

P597； P595

A

1001-1552（2015）06-1141-015

10.16539/j.ddgzyckx.2015.06.014

2013-12-05； 改回日期： 2014-11-21

項(xiàng)目資助： 國家自然科學(xué)基金（41303028）、四川省基金（2014JQ0025）和中國地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目（12120114020601、1212011121262）聯(lián)合資助。

劉函（1986-）， 男， 工程師， 主要從事造山帶地質(zhì)及青藏高原研究工作。Email： liuhan_cdcgs@163.com