西藏改則洞錯蛇綠巖中斜長花崗巖地球化學(xué)特征及鋯石U-Pb年代學(xué)研究

彭頭平

(福建省地質(zhì)調(diào)查研究院，福州，350011)

蛇綠巖代表消失的古洋殼[1]。洋殼開啟、俯沖及侵位的時代對研究特提斯洋構(gòu)造演化有著重要的意義。班公湖-怒江縫合帶為青藏高原上一條重要的板塊邊界，其演化時限對研究整個青藏高原隆升起著非常重要的作用。蛇綠巖作為板塊縫合帶內(nèi)重要的證據(jù)，其組成各端元在板塊演化過程中具有不同來源背景；而斜長花崗巖也是蛇綠巖套組合端元之一。蛇綠巖中含有少量的淺色侵入巖，包括鈉長花崗巖、石英閃長巖、更長花崗巖、英云閃長巖和角斑巖，統(tǒng)稱為大洋斜長花崗巖[2]。大洋斜長花崗巖是一種SiO2含量高、Al2O3含量中等、K2O含量低，以淺色礦物石英和長石為主要成分，含有少量鐵鎂質(zhì)礦物的巖石，是亞堿性玄武質(zhì)巖漿在洋中脊緩慢擴張的環(huán)境中分離結(jié)晶形成的。這種斜長花崗巖不僅可在洋中脊環(huán)境(MORE)經(jīng)巖漿分離結(jié)晶形成，還可以在俯沖帶上(SSZ)由俯沖的洋殼或大洋沉積物部分熔融形成[3-5]。蛇綠巖中這種少量的花崗質(zhì)巖石是研究蛇綠巖成因和精確定年的重要巖石單元之一[6]。

1 地質(zhì)背景

洞錯蛇綠巖位于班公湖—怒江結(jié)合帶西段改則縣洞錯鄉(xiāng)北部一帶，洞錯蛇綠巖總厚度大于5 km，底部至頂部依次由地幔橄欖巖、鎂鐵-超鎂鐵質(zhì)堆晶雜巖、基性巖床(墻)和基性熔巖、硅質(zhì)巖5個部分組成，呈豆莢狀、透鏡狀侵入于侏羅世木嘎崗日巖組中(圖1)；同時發(fā)育石灰?guī)r、砂巖等沉積巖巖塊及巖漿巖(玄武巖、安山巖、二長花崗巖、斜長花崗巖、花崗斑巖等)巖塊。

2 巖石及地球化學(xué)特征

2.1 巖石特征

斜長花崗巖呈小巖片狀穿插于地幔橄欖巖中，與圍巖呈斷層接觸。斜長花崗巖呈灰白色，細?；◢徑Y(jié)構(gòu)，礦物粒度為0.2 ～ 0.8 mm，主要礦物成分由斜長石(51%±)、石英(37%±)、角閃石(7%±)、黑云母(5%±)及少量副礦物(鋯石、綠簾石及赤鐵礦)組成。斜長石具板柱狀外形，環(huán)帶發(fā)育, 晶形完好，但受到明顯的絹云母化和綠黝簾石化。角閃石呈纖維狀。

2.2 地球化學(xué)特征

斜長花崗巖中元素組分分析由廊坊市中鐵物探勘察有限公司采用X series 2 等離子體質(zhì)譜儀完成。

分析結(jié)果顯示，主量元素SiO2含量66.83%，Al2O3含量17.72%，K2O含量大于2%(2.29%)，Na2O含量9.64%， P2O5含量 0.09%，CaO含量0.56%， K2O/Na2O小于1。 CIPW標準礦物含有較高的石英(Q)45.28%及少量剛玉(C)4.59%、輝石(Hy)1.07%。斜長花崗巖稀土元素球粒隕石標準化配分曲線表現(xiàn)為輕稀土較重稀土富集，LREE/HREE為4.21，(La/Yb)N為3.18，(La/Sm)N為2.39，重稀土分配曲線較平緩(Gd/Yb)N為1.04，Eu呈較明顯的正異常(Eu富集型)(圖2)，表明沒有剪切作用，沒有造成斜長石結(jié)晶分離過程。

微量元素原始地幔標準化蛛網(wǎng)圖中大離子親石元素LILES(Th為17.76 μg·g-1，Ba為231.3 μg.g-1)相對高場強元素HFSES(Nb為18.19 μg·g-1，Ta為2.7 μg.g-1)富集，具典型的消減帶組分特征(SZC)；且高強場元素(Zr為323.5 μg.g-1、Hf為12.67 μg·g-1)相對富集，與MORB及OIB型玄武巖較為接近(圖3)，可能為同源分異形成，表明斜長花崗巖是蛇綠巖單元的組成部分。

3 鋯石U-Pb年齡

樣品編號為GP306-24-1，采樣位置位于西藏自治區(qū)改則縣日瑪村東北那邊熱勒溝中，地理坐標為L=84°30′16.05″、B=32°22′52.06″、H=4 861 m。樣品制靶工作是在北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司完成，測年工作由中國地質(zhì)科學(xué)院國土資源部成礦作用與資源評價重點實驗室完成。

3.1 鋯石特征

改則洞錯斜長花崗巖中的鋯石直徑為50～200 mm，陰極發(fā)光圖像顯示鋯石大部分具較好的晶形，呈長柱狀，巖漿結(jié)晶條帶結(jié)構(gòu)發(fā)育，內(nèi)部無殘留老核，外部無變質(zhì)邊，具有典型巖漿鋯石特征(圖4)，也符合巖漿在海水條件下快速冷凝形成的鋯石特征。已有研究表明巖漿型鋯石Th/U比值大于0.1，而且各鋯石的Th和U之間具有正相關(guān)關(guān)系。從洞錯蛇綠巖組斜長花崗巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb分析結(jié)果可以看出，18個測點的U 含量為114.68×10-6～972.52×10-6，Th含量為0.1×10-6～568×10-6，Th/U比值變化較小，且都小于1，Th、U 也具有良好的正相關(guān)關(guān)系，大部分顯示了巖漿型鋯石的特征，與陰極發(fā)光圖像分析結(jié)果一致(表1)。

SpotTh(×10-6)U(×10-6)Th/U206Pb/238U206Pb/238URatio1sAge(Ma)1sJan16T010.03159.940.000.020.00157.9111.07Jan16T020.02197.930.000.020.00155.337.56Jan16T030.15159.140.000.020.00151.299.45Jan16T040.05215.080.000.020.00152.856.26Jan16T050.05192.200.000.020.00155.745.81Jan16T06101.31114.680.880.030.00194.919.89Jan16T070.10160.660.000.030.00160.396.26Jan16T080.03186.050.000.020.00156.7211.21Jan16T09284.15508.540.560.040.00252.693.73Jan16T10568.96972.520.590.050.00309.683.01Jan16T11313.43767.250.410.040.00231.512.86Jan16T120.18186.200.000.030.00161.347.85Jan16T1376.66297.300.260.270.011559.4525.35Jan16T140.84183.340.000.020.00155.8615.39Jan16T150.05133.610.000.030.00199.0327.74Jan16T160.09172.490.000.030.00160.955.27Jan16T170.04133.220.000.020.00154.5711.19Jan16T180.25157.900.000.030.00161.787.91

3.2 鋯石LA-ICP-MS U-Pb測年成果

改則洞錯斜長花崗巖中鋯石LA-ICP-MS U-Pb測年結(jié)果顯示，18個測點的206Pb/238U主要年齡為151.29～199.03 Ma；其中6，9，10，11，13，15號測點年齡數(shù)據(jù)偏大，方差(1sigma)也較大(可能為殘留鋯石經(jīng)歷了多次U-Pb釋放，造成數(shù)據(jù)誤差較大)；其鋯石形態(tài)明顯呈不規(guī)則狀，顯示碎屑鋯石特征，推測可能為捕獲鋯石。其余12個有效測點的LA-ICP-MS U-Pb一致曲線上得出了(157.6±4.3)Ma的206Pb/238U 加權(quán)平均年齡值(1s，MSWD = 0.22)，與諧和線年齡數(shù)據(jù)基本一致(圖5，6)，說明測試結(jié)果較為可靠，代表了斜長花崗巖的結(jié)晶年齡。

4 討論

4.1 洞錯斜長花崗巖成因

(1)傳統(tǒng)意義上的斜長花崗巖是蛇綠巖代表的古大洋在洋底擴張形成洋殼時，由玄武質(zhì)巖漿直接結(jié)晶分異形成的(David,et a1.，1981)。后續(xù)研究表明，斜長花崗巖也可以在洋殼運移過程中由其內(nèi)部發(fā)育的高溫剪切帶中巖石部分熔融形成(Pedersen&Malpas，1984；Flagler&Spray，1991) 。洋殼運移剪切帶中形成的斜長花崗巖反映洋內(nèi)變質(zhì)或變形事件[7,8]，海底擴張過程中疊加的其它地質(zhì)事件(如板塊消減作用)形成的斜長花崗巖反映洋殼俯沖事件[9,10]。

(2)洞錯斜長花崗巖產(chǎn)于蛇紋石化輝石橄欖巖中，其主量組分中K2O、Na2O和P2O5等與陸殼花崗巖區(qū)別明顯，CIPW標準礦物中含有少量的剛玉(C)與傳統(tǒng)大洋斜長花崗巖相區(qū)別。稀土元素配分表現(xiàn)為LREE相對HREE富集、HREE近水平的型式，這與傳統(tǒng)的大洋斜長花崗巖相區(qū)別。與藏滇區(qū)陸殼花崗巖微量元素(史長義、鄢明才等，2005)相比，大離子親石元素Ba、Sr含量偏低，而高場強元素Ta、Nb、Zr、Hf都偏高和Cr、Ni、Co、V相對較高，所以洞錯斜長花崗巖可能屬于洋殼運移過程中剪切帶巖石部分熔融作用，其形成年齡基本代表洋殼俯沖-消減階段的年齡。

4.2 班公湖-怒江洋盆西段形成時代

(1)關(guān)于班公湖—怒江特提斯洋盆西段擴張形成時代，目前已經(jīng)取得了較多的可確定年代資料，其中在2003年西藏自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院1∶25萬改則幅區(qū)調(diào)報告中認為洞錯舍拉瑪溝硅質(zhì)巖中采集化石，放射蟲時代為侏羅紀，推測蛇綠巖時代為侏羅紀。福建省地質(zhì)調(diào)查研究院在改則縣1∶5萬六幅區(qū)調(diào)于仲崗洋島玄武巖中獲得200±Ma鋯石年齡，在仲崗洋島沉積巖灰綠色細砂巖中獲得化石許氏斜脊緬甸蛤BurmesialiratahsueiChen，鑒定年代為T32，也基本上代表了洋盆擴張-成熟階段年齡[11]。

(2)前人在洞錯蛇綠巖中也獲得132 Ma的鋯石諧和年齡(鮑佩聲等，2007)；杜德道等(2011)、李偉等(2012)先后在改則以南地區(qū)獲得132 Ma、126 Ma的島弧火山巖年齡。該次于洞錯蛇綠巖中獲得洋殼運移過程中剪切熔融型斜長花崗巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡(157.6±4.3)Ma，代表了班公湖—怒江特提斯洋殼俯沖-消減階段的時代。

(3)結(jié)合前人的資料，可以較為清楚的了解班公湖—怒江洋盆西段形成時代，晚三疊世(200±Ma)洋盆已經(jīng)開啟(為擴張-成熟階段)，(157.6±～132±)Ma屬于洋盆俯沖-消減階段。

5 結(jié)論

(1)地球化學(xué)分析結(jié)果顯示，改則洞錯蛇綠巖中斜長花崗巖與傳統(tǒng)的大洋斜長花崗巖相區(qū)別，與研究區(qū)內(nèi)的洋島玄武巖組分較為接近，可能屬于洋殼運移過程中剪切帶巖石部分熔融作用而形成。

(2)斜長花崗巖中獲得的鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡(157.6±4.3)Ma，其形成年齡基本代表班公湖—怒江特提斯洋殼俯沖-消減階段的年齡。

本文的完成得到了福建省地質(zhì)調(diào)查研究院陳潤生總工程師、張開畢教授級高工的認真指導(dǎo)，并提出寶貴修改意見！

1 邱瑞照,周肅,鄧晉福，等.西藏班公湖—怒江西段舍馬拉溝蛇綠巖中輝長巖年齡測定.中國地質(zhì)，2004，31(3).

2 樊帥權(quán),史仁燈,丁林，等.西藏改則蛇綠巖中斜長花崗巖地球化學(xué)特征鋯石U-Pb年齡及構(gòu)造意義.巖石礦物學(xué)雜志，2004，29(5).

3 Pedersen R B and Malpas J． the origin of oceanic plagiogranltes from the Karmoy ophiolite，western Norway.Contrib．Miner-a1.Petrol.，1984(88).

4 Sormsm S S and GlmmmJ N． EnridmHt of trace deatntsin gar-net amphibolites from a Paleo-subduction zone：Catalina Schist．Southern California.Gheochim．cosmochim．Acta，1989，53(3).

5 Flagler and Spray J G.Generation of plagiogranite by amphibelite anatexis in oceanic shear zones.Geology，1991，19(1) .

6 Coleman R G and Peterman Z E．1975．Oceanic plagiogranite.J.Geophy．R．，80.

7 David C G, William P L, Hans G A L. Petrology and geochemistry of plagiogranite in the Canyon Mountain ophiolite, Oregon. Con-trib Mineral Petrol, 1981.

8 Claoue-long J C, Compston W, Roberts J, et al. Two carboniferous ages: A comparison of SHRIMP zircon dating with conventional zir-con ages and40Ar/39Ar analysis. In: Berggren W A, Kent D V, Aubry M P, et al. eds. Geochronology, Time Scales and Global Stratigraphic Correlation. SEPM Special Publication， 1995(4).

9 劉敦一，簡平，張旗，等.內(nèi)蒙古圖林凱蛇綠巖中的埃達克淺色巖SHRIMP U-Pb測年．地質(zhì)學(xué)報，2003，77(3).

10 Whitehead J, Dunning G R, Spray J G. U-Pb geochronology and origin of granitoid rocks in the Thetford Mines ophiolite, Canadian Appalachians. GeolSoc Am Bull, 2000, 112(6).

11 彭頭平,楊修明,褚慧力，等.西藏班公湖-怒江結(jié)合帶改則段洋島組構(gòu)模式及找礦重大發(fā)現(xiàn).中國地質(zhì)調(diào)查，2015，2(2).