獅泉河地區(qū)晚侏羅世—早白堊世火山巖鋯石U-Pb年齡及成因

（西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，西藏堆龍德慶區(qū) 851400）

夾持在班公錯(cuò)-怒江結(jié)合帶（北部）與雅魯藏布結(jié)合帶（南部）之間的岡底斯帶見(jiàn)圖1，以獅泉河-拉果錯(cuò)-永珠-納木錯(cuò)-嘉黎蛇綠混雜巖帶（SLYNJOMZ）、噶爾-隆格爾-扎日南木錯(cuò)-措麥斷裂帶（GLZCF）和沙莫勒-麥拉-洛巴堆-米拉山斷裂（SMLMF）為界，由南向北將岡底斯帶劃分為南岡底斯（即傳統(tǒng)上認(rèn)為的岡底斯）、岡底斯弧背斷隆帶（隆格爾-念青唐古拉復(fù)合古島弧帶）、中岡底斯、北岡底斯[1]。在各帶上記錄著自晚古生代以來(lái)，特提斯洋在各階段發(fā)生、發(fā)展和消亡的歷程。

圖1 西藏岡底斯帶上晚侏羅世—早白堊世火山巖分布圖[1]

到目前為止，對(duì)于岡底斯帶上中生代火山巖的研究主要集中于靠北側(cè)班公錯(cuò)-怒江結(jié)合帶的北岡底斯和靠南側(cè)雅魯藏布結(jié)合帶的南岡底斯，并認(rèn)為南岡底斯出露的火山巖是新特提斯洋向北俯沖消減的產(chǎn)物[2-8]，北岡底斯上的火山巖是班公湖-怒江特提斯洋殼的南向俯沖作用有關(guān)[9-12]。岡底斯帶上的中生代巖漿活動(dòng)，一些專(zhuān)家用班公錯(cuò)-怒江洋殼向南俯沖、雅魯藏布洋殼向北俯沖的雙向剪切式俯沖模型來(lái)解釋[13]，除南、北結(jié)合帶外，在岡底斯中北部，北岡底斯與中岡底斯之間還存在一條蛇綠巖帶（獅泉河-拉果錯(cuò)-永珠-納木錯(cuò)-嘉黎蛇綠巖帶）[1]，這對(duì)于進(jìn)一步研究中岡底斯上的中生代火山巖成因、構(gòu)造環(huán)境等存在密不可分的聯(lián)系。

獅泉河地區(qū)的晚侏羅世-早白堊世火山巖，為我們了解中生代時(shí)期獅泉河地區(qū)的構(gòu)造演化，提供了良好的研究窗口。利用LA-ICP-MS方法測(cè)定了該火山巖中鋯石U-Pb年齡，同時(shí)通過(guò)巖石化學(xué)、地球化學(xué)等工作，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景，探討該時(shí)期巖漿活動(dòng)巖石成因及構(gòu)造環(huán)境，從而對(duì)中岡底斯的中生代構(gòu)造演化提供重要資料。

1 地質(zhì)概況

圖2 獅泉河地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖（據(jù)1∶5萬(wàn)噶爾地區(qū)地質(zhì)圖修改）

圖3 鋯石U-Pb年齡諧和圖

筆者在實(shí)施青藏專(zhuān)項(xiàng)西藏1：5萬(wàn)噶爾地區(qū)6幅區(qū)調(diào)過(guò)程中，將獅泉河結(jié)合帶劃分為兩條亞帶，北亞帶與區(qū)域上的拉果錯(cuò)、永珠、納木錯(cuò)連成一帶，而南亞帶整體為一套蛇綠-構(gòu)造混雜巖帶，從西延入工作區(qū)至左左鄉(xiāng)北約九公里鹽共惹當(dāng)布一帶被晚白堊世酸性侵入巖吞噬，未向東延伸。出露于南亞帶的晚侏羅世-早白堊世火山巖與下伏地質(zhì)體為構(gòu)造接觸或被第四系覆蓋而不清，在獅泉河北西約六公里嘎日阿、蘇兒糾一帶被早白堊世晚期郎山組超覆于其上，被晚白堊世酸性巖體侵位見(jiàn)圖2。該火山巖是從1：25萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查[14]成果中早白堊世烏木壟鉛波巖組中重新厘定出地質(zhì)體，同時(shí)還厘定了早侏羅世變質(zhì)基性火山巖、中-晚侏羅世以及早白堊世多尼組火山巖等。通常認(rèn)為出露于中岡底斯上的晚侏羅世-早白堊世（J3-K1）火山巖為主的地質(zhì)體劃分到則弄群（J3K1Z）。

則弄群在中岡底斯上呈面狀斷續(xù)分布，東西延伸長(zhǎng)度大于一千公里，南北寬度在幾公里至數(shù)十公里。在一些區(qū)域含有晚侏羅-早白堊世的古生物化石外，大多數(shù)地段應(yīng)用各種方法的同位素年齡了確定其時(shí)代。在申扎安山巖中獲得128.54Ma的40Ar/39Ar年齡[15]；措勤夾舉安山玄武巖中獲得128.64Ma的40Ar/39Ar年齡[16]、措勤夏東英安巖獲得的Rb-Sr年齡為111-114Ma，格仁錯(cuò)南岸安山巖獲得113.6±1.1Ma鋯石U-Pb年齡[17]；在當(dāng)惹雍錯(cuò)西側(cè)郎窮角閃英安巖獲得124.47±0.3Ma的40Ar/39Ar年齡，在該采樣點(diǎn)的南側(cè)獲得75.17±1.22Ma的K-Ar年齡[18]，上述年齡說(shuō)明早白堊世早-中期為中岡底斯則弄群火山巖活動(dòng)的主要時(shí)期（除獲得的K-Ar年齡外）。

本文僅報(bào)道獅泉河嘎日阿、蘇兒糾一帶的J3-K1則弄群（J3K1Z）火山巖見(jiàn)圖2，其巖性為流紋巖、英安巖、安山巖，并在流紋巖、安山巖各取得一個(gè)同位素年齡。

2 測(cè)試成果

2.1 LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡

挑選出的鋯石以自形狀為主，個(gè)別呈半自形，流紋巖（D2012-3）鋯石在100μm左右外，英安巖（D2012-4）鋯石大于150μm，具有巖漿結(jié)晶特征的震蕩環(huán)帶特恒，指示其為巖漿結(jié)晶的產(chǎn)物。鋯石U-Pb同位素分析結(jié)果見(jiàn)表1顯示Th/U均大于0.1，這與鋯石晶體生長(zhǎng)特征結(jié)果一致，屬巖漿成因。說(shuō)明巖石的成巖時(shí)間可以由鋯石的結(jié)晶年齡代替。兩件年齡樣品測(cè)得的18個(gè)點(diǎn)都較集中，在鋯石U-Pb年齡諧和圖（圖3a、b）中均位于諧和線上或其周?chē)?，表明鋯石U-Pb年齡在誤差范圍內(nèi)是諧和的。

D2012-4樣品取得的206Pb/238U加權(quán)平均年齡為145.9±1.1Ma（MSWD=0.99）、D2012-3樣品取得的206Pb/238U加權(quán)平均年齡為148.5±1.5Ma（MSWD=0.91），該年齡為巖石形成年齡。根據(jù)上述定年結(jié)果可以判定，則弄群英安巖、流紋巖的成巖年齡在測(cè)試誤差范圍內(nèi)一致，英安巖、流紋巖為同一期巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物，屬晚侏羅世提塘期，但考慮年齡的誤差值（±1.5、±1.1），時(shí)代為晚侏羅世提塘期至早白堊世貝利阿斯期。

圖4 K2O-SiO2圖解

2.2 主量元素

本文主量元素見(jiàn)表1，則弄群火山巖在分類(lèi)命名TAS圖解（略）中，樣品分別落入安山巖、英安巖和流紋巖區(qū)域，與室內(nèi)鑒定一致，該類(lèi)火山巖都為亞堿性系列W巖石，在AFM圖解（略）中，都落入鈣堿性系列區(qū)。

安山巖SiO2含量60.10%～62.85%之間，流紋巖SiO2含量在73.00%～81.63%之間，英安巖SiO2含量在64.70%～71.41%之間。在K2O-SiO2圖解（圖5）[19]中，除1件中基性巖樣品落入低鉀（拉斑）系列外，其他落入中、高鉀鈣堿性系列區(qū)。K2O/Na2O比值在0.34～17.17之間，隨著SiO2值的增高而逐漸變高，最高值為17.17（流紋巖）、最低為0.34（安山巖）。巖石總體具有較高的A/CNK比值（0.91～1.48，平均為1.15），除兩件安山巖為準(zhǔn)鋁質(zhì)巖石外，其他均屬于過(guò)鋁質(zhì)巖石。在主量元素的圖解（圖5）[20]中，K2O的含量隨SiO2含量的增加而增加，而Na2O的含量沒(méi)有明顯變化；氧化物（TiO2、CaO、MgO、Al2O）含量，隨著SiO2含量的增加而減少。

圖5 Harker圖解[20]

2.3 微量元素

則弄群火山巖稀土元素分析結(jié)果表2所示，稀土元素總量（∑REE）流紋巖含量變化較大，在111.03×10-6～243.04×10-6、英安巖含量在154.32×10-6～192.93×10-6、安山巖含量在119.95×10-6～132.60×10-6，總體而言，隨著巖石酸性程度的增高，稀土元素總量呈增加趨勢(shì)。

圖6 稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖

圖7 微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖

表1 流紋巖（D2012-3）、流紋巖（D2012-4）LA-ICP—MS鋯石U-Pb年代學(xué)分析結(jié)果

在則弄群火山巖稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖（圖6）中，輕稀土元素分餾較明顯，重稀土元素分餾不明顯。英安巖δEu在0.69～0.81；安山巖δEu值變化于0.70～0.75；流紋巖δEu在0.36～0.70之間，Eu負(fù)異根據(jù)酸性程度的增高，Eu的虧損越來(lái)越明顯，巖漿房中斜長(zhǎng)石分離結(jié)晶越好，致使殘余熔體虧損銪。

在圖7中，整體上富集Rb、Th、K、U等大離子親石元素，Ta、Nb、Ti等明顯的負(fù)異常，具島弧火山巖特征。則弄群火山巖樣品具有相似的微量元素分配形式，可能來(lái)源于同一巖漿房，但與中基性巖相比，中酸性巖富集大離子親石元素和虧損Ti；同時(shí)中基性火山巖顯示Sr正異?；蛉踟?fù)異常，中酸性火山巖具P、Sr負(fù)異常相對(duì)應(yīng)，這與中酸性火山巖具有的Eu負(fù)異常一致，它們可能與巖漿演化過(guò)程中磷灰石、鈦鐵礦物及斜長(zhǎng)石的結(jié)晶分離有關(guān)。

3 討論

3.1 成因

獅泉河一帶出露的則弄群火山巖（安山巖、英安巖和流紋巖）在微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖（圖8）和稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖（圖7）中顯示出的地球化學(xué)特征基本一致，只是中酸性巖石大離子親石元素（LILE）相對(duì)中基性巖石富集，Ta、Nb、Sr、P、Ti相對(duì)虧損以及中酸性火山巖具有明顯的Eu負(fù)異常。則弄群火山巖后期受構(gòu)造影響，尤其中基性巖遭受較強(qiáng)蝕變，使大離子親石元素Rb、U含量變化大，但總體曲線一致。在哈克圖解（圖6）上，中酸性和中基性巖石顯示相同的趨勢(shì)，這可能表明巖漿源區(qū)或巖漿分異的結(jié)果是一樣。在La-La/Sm圖解（圖9）中，則弄群火山巖顯示一致的趨勢(shì)，可能是巖石圈地幔在熱作用下發(fā)生部分熔融的產(chǎn)物。

表2 獅泉河一帶火山巖晚侏羅-早白堊世部分樣品的主量元素（wt%）、微量、稀土元素（×10-6）分析結(jié)果表

3.2 形成構(gòu)造環(huán)境

則弄群屬鈣堿性玄武巖系列，呈噴發(fā)不整合覆于接奴群之上，其余地段受后期構(gòu)造改造比較嚴(yán)重，致使與其他地質(zhì)體之間皆為構(gòu)造接觸。Perace和Cann最先提出根據(jù)化學(xué)成分來(lái)限定巖漿起源的大地構(gòu)造背景，并建立了所謂的構(gòu)造-巖漿判別圖解。

圖8 則弄群火山巖La-La/Sm圖解

利用Hf-Th-Ta圖解（圖9a）對(duì)則弄群火山巖采集的4件玄武巖樣品進(jìn)行構(gòu)造環(huán)境判別，其中2件落入島弧鈣堿性玄武巖邊界線上，另外2件落入島弧鈣堿性玄武巖區(qū)域，整體則弄群玄武巖屬于島弧玄武巖環(huán)境，為了判斷其準(zhǔn)確性和進(jìn)一步約束火山巖的構(gòu)造環(huán)境，分別用適合于酸性火山巖、安山巖的圖解進(jìn)行檢驗(yàn)（圖9bc）。

利用La/Yb-Sc/Ni圖解識(shí)別出大陸島弧安山巖、低鉀大洋島弧安山巖、大洋島弧安山巖、和安第斯型安山巖（活動(dòng)大陸邊緣）等四種類(lèi)型。在該圖解上（圖9b），則弄群采集的安山巖樣品中3件落入安山弧，6件落入大陸邊緣弧，3件落入大陸邊緣、安山弧邊界上，說(shuō)明則弄群安山巖早期具有安山弧-晚期具有大陸邊緣環(huán)境趨勢(shì)，可能暗示巖漿活動(dòng)晚期測(cè)區(qū)則弄群出露的部分地段已演化為厚的安第斯型陸殼。

利用Rb-Yb+Ta圖解可以較為有效地將碰撞花崗巖和火山弧花崗巖區(qū)分開(kāi)來(lái)，在該圖解（圖9c）上，則弄群流紋巖、英安巖大部分樣品落入火山弧區(qū)，少量落入同碰撞界限和火山弧附近，以上幾張圖解反映了則弄群火山巖整體屬造山帶的島弧環(huán)境。當(dāng)然部分地區(qū)不排除巖漿活動(dòng)晚期可能已演化為厚的安第斯型地殼，并顯示同碰撞型火山巖特點(diǎn)。

圖9 Th-Hf/3-Ta、La/Yb-Sc/Ni、Rb-Yb+Ta圖解

4 結(jié)論

（1）則弄群火山巖在獅泉河地區(qū)一帶主要由英安巖、安山巖、玄武巖以及流紋巖等組成，形成于145.9±1.9Ma、148.5±1.5Ma之間。

（2）則弄群火山巖具有活動(dòng)大陸邊緣火山巖的地球化學(xué)特征，區(qū)域地質(zhì)背景、巖石成因、年代學(xué)以及前人的研究表明，獅泉河地區(qū)則弄群火山巖可能為獅泉河-永珠-納木錯(cuò)-嘉黎蛇綠混雜巖所代表的古洋巖石圈的南向俯沖作用形成的產(chǎn)物[14]。