西藏中倉蛇綠混雜巖中輝長巖鋯石U-Pb定年及其地質(zhì)意義

徐夢婧，蘭 銳 ，王 沛，李 才 ，吳彥旺，趙佩云

（1.天津城建大學 地質(zhì)與測繪學院，天津 300384；2.吉林大學 地球科學學院，長春 130061）

獅泉河-永珠-嘉黎蛇綠混雜巖帶位于青藏高原中部，其西起獅泉河，向東經(jīng)永珠、嘉黎，至察隅，延伸入緬甸，全長超過1 000 km[1]，是北拉薩地體與中拉薩地體的分界線[2].目前，獅泉河-永珠-嘉黎蛇綠混雜巖帶的演化時限尚存很大爭議[3-5]，這主要是由于蛇綠混雜巖的年代學研究還很薄弱.在現(xiàn)代同位素測年技術中，主要采用的同位素體系包括U-Th-Pb、Sm-Nd、Rb-Sr、K-Ar、Ar-Ar、Re-Os、Lu-Hf、La-Ce和14C 等，其中鋯石U-Pb定年方法在蛇綠混雜巖年代學研究中使用最為廣泛，也被認為最為精確[6]，而在獅泉河-永珠-嘉黎蛇綠混雜巖帶中，僅在獅泉河、拉果錯和凱蒙蛇綠混雜巖中報道過鋯石 U-Pb 年齡[3，5，7-10]，因此需要更多更精確的年齡，對該蛇綠混雜巖帶的演化時限進行限定.

中倉蛇綠混雜巖位于尼瑪縣中倉鄉(xiāng)南約500 m處，是1∶50 000達查溝地區(qū)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查過程中新發(fā)現(xiàn)的一套蛇綠混雜巖，其中只有堆晶巖進行了初步定年[11]，本文對中倉蛇綠混雜巖中的主要出露端元堆晶輝長巖和輝長巖墻進行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年，以明確中倉蛇綠混雜巖的形成時代，為探討獅泉河-永珠-嘉黎蛇綠混雜巖帶的構(gòu)造演化提供新的基礎資料.

1 地質(zhì)概況

圖1為研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡圖.

中倉蛇綠混雜巖呈東西向展布，長約8 km，寬約1.5 km.中倉蛇綠混雜巖已完全肢解，肢解的蛇綠巖巖片分布于早白堊世郎山組地層之中，這些巖片主要包括變質(zhì)橄欖巖、堆晶輝長巖和輝長巖墻，地球化學分析顯示堆晶輝長巖和輝長巖墻同時具有MORB和IAB特征，可能形成于弧后盆地[11].郎山組地層主要由灰?guī)r組成，含有大量的圓笠蟲化石，被晚白堊世竟柱山組角度不整合覆蓋（見圖1b）.變質(zhì)橄欖巖出露在中倉蛇綠混雜巖的西段，并伴生有紅色硅質(zhì)巖、角礫狀橄欖巖、輝長巖和輝綠巖.中倉蛇綠混雜巖的東段主要由堆晶輝長巖、輝長巖墻和少量玄武巖組成，它們彼此之間呈斷層接觸（見圖1b）.本文所研究的堆晶輝長巖和輝長巖墻采自中倉蛇綠混雜巖的東段，巖石普遍經(jīng)歷了綠片巖相—角閃巖相變質(zhì)，主要由角閃石、斜長石、綠泥石、陽起石和不透明礦物所組成.

圖1 研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡圖

2 鋯石LA-ICP-MS的U-Pb定年

2.1 分析方法

鋯石挑選在河北省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究院采用XAW100型震動碎樣機完成.鋯石的陰極發(fā)光圖像（CL）在北京大學物理學院拍攝，詳細的測試條件和分析方法見陳莉等（2005）[15]的論文中.鋯石的 U、Th、Pb同位素以及微量元素在中國地質(zhì)大學（北京）地質(zhì)科學研究院LA-ICP-MS實驗室完成.最終的年齡結(jié)果通過Glitter4.4軟件計算獲得，使用ISOPLOT軟件計算206Pb/238U加權平均年齡[16].

2.2 分析結(jié)果

堆晶輝長巖（DC9）中鋯石大小多集中在100～200 μm，長寬比為 1 ∶1～2 ∶1.鋯石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復雜，多呈面狀、條帶狀或補丁狀結(jié)構(gòu)，除此之外，個別鋯石具有較寬的增生邊（見圖2）.同位素分析結(jié)果表明，鋯石的U和Th質(zhì)量分數(shù)分別約為（15～201）×10-6和（8～293）× 10-6，Th/U 為 0.42～1.66（見表1），為典型的基性巖漿鋯石[17].20個分析點的206Pb/238U年齡集中在113 Ma到120 Ma之間，206Pb/238U加權平均年齡為（116.1±1.8）Ma（95% 置信度；MSWD=0.23）（見圖3）.

圖2 堆晶輝長巖（DC9）代表性鋯石的陰極發(fā)光圖像

表1 中倉蛇綠混雜巖堆晶輝長巖（DC9）和輝長巖墻（DCT21）代表性鋯石LA-ICP-MS的U-Pb年齡分析結(jié)果

鋯石球粒隕石標準化的稀土元素配分圖解顯示，這些鋯石強烈富集重稀土元素，具有Ce的正異常（Ce/Ce*為 5.48～35.72）和Eu的負異常（Eu/Eu*為 0.12～0.59）（見圖4）.

輝長巖墻樣品（DCT21）中的鋯石與堆晶輝長巖中鋯石相似，多呈短柱狀或不規(guī)則的破碎殘片，鋯石大小比較均一，粒度多在100～200 μm，長寬比介于1∶1～2∶1之間.陰極發(fā)光CL圖像顯示大部分鋯石具有明顯的環(huán)帶結(jié)構(gòu)，少數(shù)呈條帶狀或面狀結(jié)構(gòu)（見圖5），與基性巖中巖漿鋯石的特征一致.鋯石的U和Th質(zhì)量分數(shù)較低，分別約為（13～97）×10-6和（18～114）×10-6，低于堆晶輝長巖鋯石的U和Th質(zhì)量分數(shù).大部分鋯石的Th/U為0.81～2.18，反映這些鋯石為巖漿成因鋯石.輝長巖墻鋯石26個分析點的年齡諧和，206Pb/238U年齡約為107Ma到121Ma，206Pb/238U 加權平均年齡為（113.4±1.7）Ma（95%置信度；MSWD=1.4）（見圖6），代表了輝長巖墻的形成年齡.

鋯石的球粒隕石標準化稀土元素配分模式與堆晶輝長巖中的鋯石相似，強烈富集重稀土元素，具有正Ce異常（Ce/Ce*=4.72～36.36），負 Eu異常（Eu/Eu*=0.18～0.47）（見圖7）.

圖3 堆晶輝長巖（DC9）LA-ICP-MS鋯石U-Pb諧和年齡及加權平均值年齡

圖4 堆晶輝長巖鋯石球粒隕石標準化稀土元素配分圖解

圖5 輝長巖墻（DCT21）代表性鋯石的陰極發(fā)光圖像

圖6 輝長巖墻（DCT21）LA-ICP-MS鋯石U-Pb諧和年齡及加權平均值年齡圖

圖7 輝長巖墻鋯石球土元素配分圖解

3 大地構(gòu)造意義

鋯石U-Pb定年獲得，中倉堆晶輝長巖和輝長巖墻的形成時代分別為（116.1±1.8）Ma和（113.4±1.7）Ma，地球化學分析顯示，這些堆晶輝長巖具有弧后盆地玄武巖的特征[19]，說明中倉蛇綠混雜巖形成于早白堊世晚期的弧后盆地之中[11].前人研究表明古昌蛇綠混雜巖代表了一個有限洋盆，并在輝長巖中獲得了（128.4±2.6）Ma的40Ar/39Ar年齡（1∶25萬物瑪幅地質(zhì)調(diào)查報告）；永珠蛇綠混雜巖可能形成于弧后盆地或弧間盆地[20]，玄武巖的K-Ar年齡為139 Ma，基性巖墻的鋯石年齡約為150 Ma[10，20-22].此外，拉果錯蛇綠混雜巖斜長花崗巖中獲得了124 Ma的K-Ar年齡（1∶25萬改則幅地質(zhì)調(diào)查報告），阿索蛇綠混雜巖輝長輝綠巖中獲得了（118.74±4.75）Ma 的 K-Ar年齡[23]，并且在拉果錯、阿索和永珠蛇綠混雜巖中均發(fā)現(xiàn)有早白堊世的放射蟲化石[23-24].以上這些特征說明獅泉河-永珠-嘉黎蛇綠混雜巖帶在早白堊世仍處于弧后盆地的演化階段.

4 結(jié)論

對位于獅泉河-永珠-嘉黎蛇綠混雜巖帶西段新發(fā)現(xiàn)的中倉蛇綠混雜巖中堆晶輝長巖和輝長巖墻進行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年，結(jié)果表明堆晶輝長巖和輝長巖墻的形成時代分別為（116.1±1.8）Ma和（113.4±1.7）Ma.結(jié)合前人的研究成果，認為獅泉河-永珠-嘉黎蛇綠混雜巖帶在早白堊世仍處于弧后盆地的演化階段.