西藏拉薩地塊革吉石英閃長(zhǎng)巖及鎂鐵質(zhì)微粒包體成因及其對(duì)班—怒特提斯洋晚侏羅世構(gòu)造演化的啟示

彭勃，李寶龍，趙拓飛，周磊，秦廣洲

1.中國地質(zhì)科學(xué)院 礦產(chǎn)資源研究所，北京 100037；2.自然資源部 深地資源成礦作用與礦產(chǎn)預(yù)測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100037；3.吉林大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，長(zhǎng)春 130061；4.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局 化探隊(duì), 四川 德陽 618000;5.成都理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，成都 610059

0 引言

近年來，隨著藏北一大批大型--超大型斑巖--矽卡巖--淺成低溫?zé)嵋盒偷V床的發(fā)現(xiàn)[1--3]，班公湖—怒江結(jié)合帶(簡(jiǎn)稱班—怒帶)成為了青藏高原礦產(chǎn)勘查與地質(zhì)研究的熱點(diǎn)地區(qū)，一些關(guān)鍵的地質(zhì)問題得以深入研究[4--8]，由于班公湖—怒江特提斯洋(簡(jiǎn)稱班—怒洋)本身復(fù)雜的構(gòu)造演化歷史，至今仍有許多重要的地質(zhì)問題存有爭(zhēng)議，尤其是初始俯沖時(shí)間、俯沖極性、閉合過程及時(shí)限等方面的認(rèn)識(shí)不統(tǒng)一。其中有關(guān)俯沖極性的認(rèn)識(shí)，北向俯沖的觀點(diǎn)得到了大多數(shù)學(xué)者的支持，班—怒帶北部的南羌塘地塊發(fā)育較為連續(xù)的中侏羅世—早白堊世的火山--巖漿作用，被認(rèn)為是班—怒洋北向俯沖作用的響應(yīng)[6, 9]；但是否同時(shí)發(fā)生南向俯沖成為了爭(zhēng)議較大的熱點(diǎn)問題。隨著拉薩地塊中北部巖漿巖、蛇綠巖以及洋島的深入研究，越來越多的學(xué)者認(rèn)為班—怒洋可能存在著南向俯沖[10--11]，多數(shù)證據(jù)體現(xiàn)在早白堊世，其中蛇綠巖和洋島的研究表明早白堊世洋盆仍具有相當(dāng)規(guī)模[4], 拉薩地塊中北部存在著140～110 Ma之間比較連續(xù)的火山--巖漿作用[12]。然而研究表明班—怒洋至少在中--晚侏羅世已經(jīng)發(fā)生初始俯沖[5, 13]，為何在班—怒帶南緣的拉薩地塊中北部缺失大規(guī)模侏羅紀(jì)的巖漿記錄，值得進(jìn)一步研究。

最新1∶50 000的區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作中，在班—怒帶南緣的革吉地區(qū)新識(shí)別出一套中--晚侏羅世的中酸性侵入巖，而1∶250 000的區(qū)調(diào)資料將這套侵入巖劃歸為早白堊世，因此該巖漿巖帶形成時(shí)代的精確厘定，對(duì)重新認(rèn)識(shí)班—怒帶南緣的構(gòu)造演化具有重要意義。本文以拉薩地塊中北部的革吉石英閃長(zhǎng)巖及其鎂鐵質(zhì)微粒包體為重點(diǎn)研究對(duì)象，開展巖體地質(zhì)及巖相學(xué)、巖石地球化學(xué)和全巖Sr--Nd同位素的精細(xì)研究，探討巖漿源區(qū)及成巖過程，結(jié)合拉薩地塊中北部構(gòu)造演化的研究成果，對(duì)這套中--晚侏羅世侵入巖的巖石成因及動(dòng)力學(xué)背景提供新的約束。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

革吉巖體大地構(gòu)造位置處于班—怒帶西段南緣，拉薩地塊中北部(圖1)。最新1∶50 000區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作對(duì)革吉地區(qū)地層進(jìn)行了重新劃分，主要包括多仁組(K1dr)、多尼組(K1d)、郎山組(K1l)、競(jìng)柱山組(K2j)和邦巴組(E2-3b)。區(qū)域構(gòu)造主要為北西西向至近東西向展布的大型斷裂帶，由北向南依次為納屋錯(cuò)斷裂帶、鹽湖斷裂帶、嚇拉錯(cuò)斷裂帶、聶耳錯(cuò)斷裂帶和邦巴斷裂帶(圖2)，革吉巖體就位于聶爾錯(cuò)斷裂以南。區(qū)域巖漿巖較為發(fā)育，多呈大型的花崗質(zhì)巖基產(chǎn)出，除革吉巖體之外，還包括昂龍崗日、阿翁錯(cuò)、怕阿及鹽湖等大型巖體(圖2)，巖石類型主要為花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖、花崗斑巖和白云母花崗巖等。

JSSZ.金沙江縫合帶；LSSZ.龍木錯(cuò)—雙湖縫合帶；BNSZ.班公湖—怒江縫合帶；SNMZ.獅泉河—納木錯(cuò)混雜巖帶；LMF.洛巴堆—米拉山斷裂帶；IYZSZ.印度—雅魯藏布江縫合帶；NL.北拉薩地塊；CL.中拉薩地塊；SL.南拉薩地塊。圖1 青藏高原地理位置(a)和構(gòu)造分區(qū)(b)[14] 以及拉薩地塊地質(zhì)圖(c) [15] (年齡數(shù)據(jù)見文獻(xiàn)[11, 16--19])Fig.1 Geographic map (a) and tectonic framework (b)[14] of Tibetan plateau and geological sketch map of Lhasa terrane (c)[15]

2 巖體及巖相學(xué)特征

革吉巖體分布于革吉縣城正北約15 km處(32°35′15″N， 81°11′35″E)，呈東西向平行于獅泉河蛇綠混雜巖帶在其以南展布，出露長(zhǎng)約18 km，寬約5 km，出露面積約90 km2(圖2)，巖體成分單一，為單個(gè)石英閃長(zhǎng)巖侵入體，巖體邊緣出現(xiàn)細(xì)粒冷凝邊，由巖體邊緣向中部，礦物顆粒具由小變大的趨勢(shì)，局部地方尚見細(xì)小巖枝貫入圍巖中。1∶250 000區(qū)域地質(zhì)調(diào)查資料認(rèn)為其形成時(shí)代為早白堊世，通過最新1∶50 000區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作發(fā)現(xiàn)該巖體中普遍發(fā)育暗色的鎂鐵質(zhì)微粒包體，包體形態(tài)較為復(fù)雜，并與寄主巖石界線截然，主要呈橢圓狀、透鏡狀(圖3a)，少數(shù)呈棱角狀(圖3b)，直徑從數(shù)毫米到數(shù)十厘米不等。

寄主巖性為石英閃長(zhǎng)巖，灰白色，中粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要由斜長(zhǎng)石(40%～50%)、角閃石(30%～40%)和石英(15%～20%)等組成(圖3c，d)。斜長(zhǎng)石為自形--半自形長(zhǎng)板狀，粒度為0.02～1 mm，發(fā)育聚片雙晶，內(nèi)部絹云母化，亦可見部分石英包裹斜長(zhǎng)石微晶(圖3c)。角閃石呈自形--半自形片狀或柱狀，可見兩組斜交解理。

鎂鐵質(zhì)微粒包體呈灰黑色，在礦物結(jié)構(gòu)特征上與寄主石英閃長(zhǎng)巖明顯不同，具較高的角閃石含量和更低的石英含量，礦物顆粒更細(xì)小，主要由角閃石(50%～60%)、斜長(zhǎng)石(30%～40%)及少量石英(5%～10%)組成(圖3e，f)，單偏光下角閃石主要呈褐色--黃綠色，自形--半自形的細(xì)粒狀(圖3e)。可見斜長(zhǎng)石斑晶，粒度明顯大于鎂鐵質(zhì)礦物顆粒，發(fā)育環(huán)帶結(jié)構(gòu)和熔蝕結(jié)構(gòu)(圖3f)。

1.蛇綠巖；2.火山角礫巖; 3.安山玄武巖; 4.英安巖; 5.流紋巖; 6.粗面巖; 7.晚侏羅世花崗閃長(zhǎng)巖; 8.晚侏羅世石英閃長(zhǎng)巖; 9.早白堊世花崗閃長(zhǎng)巖; 10.晚白堊世花崗巖; 11.晚白堊世黑云母花崗巖; 12.晚白堊世二長(zhǎng)花崗巖; 13.晚白堊世堿長(zhǎng)花崗巖; 14.早白堊世閃長(zhǎng)巖；15.古近紀(jì)花崗斑巖; 16.古近紀(jì)白崗巖; 17.中新統(tǒng)雄巴組; 18.始--漸新統(tǒng)邦巴組; 19.下白堊統(tǒng)多尼組; 20.下白堊統(tǒng)捷嘎組; 21.下白堊統(tǒng)多仁組；22.斷裂帶；F1.納屋錯(cuò)斷裂帶; F2.鹽湖斷裂帶; F3.嚇拉錯(cuò)斷裂帶; F4.聶耳錯(cuò)斷裂帶; F5.邦巴斷裂帶。圖2 革吉地區(qū)巖漿巖分布略圖[1] Fig.2 Simplied geological map showing distribution of magmatic rocks in Geji area

Am.角閃石； Pl.斜長(zhǎng)石；Q.石英。圖3 革吉巖體石英閃長(zhǎng)巖和鎂鐵質(zhì)微粒包體典型野外及顯微照片F(xiàn)ig.3 Representative field photographs and photomicrographs of quartz diorite and mafic microgranular enclaves from Geji pluton

3 分析方法

3.1 鋯石U--Pb定年

鋯石制靶及陰極發(fā)光顯微照相(CL圖像)在北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司完成。鋯石LA--ICP--MS U--Pb同位素定年測(cè)試在吉林大學(xué)東北亞礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)國土資源部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。激光剝蝕系統(tǒng)為德國COMPEx公司生產(chǎn)的GeoLasPro型193 nm ArF準(zhǔn)分子激光器。測(cè)試數(shù)據(jù)的校正、處理和年齡計(jì)算等采用軟件Glitter完成，具體實(shí)驗(yàn)測(cè)試過程參見文獻(xiàn)[20]。

3.2 巖石地球化學(xué)

巖石地球化學(xué)分析在北京燕都中實(shí)測(cè)試技術(shù)有限公司完成，測(cè)試流程：將巖石樣品粗碎至厘米級(jí)塊體，選取無蝕變或弱蝕變的新鮮樣品用純化水沖洗干凈，烘干并粉碎至200目以備測(cè)試使用。

主量元素測(cè)試將粉末樣品稱量后加Li2B4O7(1∶8)助熔劑混合，使用融樣機(jī)加熱至1 150℃使其在金鉑坩堝中熔融成均一玻璃片體后，使用XRF(Zetium, PANalytical)測(cè)試。測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)誤差優(yōu)于1%。

微量元素測(cè)試將200目粉末樣品稱量并置放入聚四氟乙烯溶樣罐并加入HF+HNO3，在干燥箱中將高壓消解罐保持在190℃溫度72 h后，取出經(jīng)過趕酸并將溶液定容為稀溶液上機(jī)測(cè)試。測(cè)試使用ICP--MS(M90, analytikjena)完成，所測(cè)數(shù)據(jù)根據(jù)監(jiān)控標(biāo)樣GSR--2顯示誤差<5%，部分揮發(fā)性元素及極低含量元素的分析誤差<10%。

3.3 全巖Sr--Nd同位素

全巖Sr--Nd同位素分析在北京燕都中實(shí)測(cè)試技術(shù)有限公司完成，分析流程：準(zhǔn)確稱取0.25 g粉末樣品于Teflon燜罐內(nèi)，加入0.5 ml HNO3和1.5 ml HF，190℃封閉加熱消解48 h，160℃趕除HF，加入3 ml 1∶1 HNO3，150℃密閉復(fù)溶6 h，定容至25 g。取適量樣品溶液離心，取上清液蒸干，調(diào)節(jié)酸度，分別使用SR特效樹脂分離純化Sr，獲得含Sr樣品溶液。取適量樣品溶液離心，取上清液蒸干，調(diào)節(jié)酸度，分別使用LN特效樹脂分離純Nd，獲得含Nd樣品溶液。使用Thermo Fisher Scientific多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜儀Neptune Plus MC--ICP--MS分別測(cè)定87Sr/86Sr值和143Nd/144Nd值，根據(jù)88Sr/86Sr值(8.373 209)和143Nd/144Nd值(0.721 8)，按照指數(shù)規(guī)律對(duì)測(cè)定的87Sr/86Sr值和143Nd/144Nd值進(jìn)行在線質(zhì)量分餾校正。87Sr/86Sr值和143Nd/144Nd值的不確定度為2σ。

4 分析結(jié)果

4.1 鋯石U--Pb年代學(xué)

本次研究對(duì)革吉石英閃長(zhǎng)巖及鎂鐵質(zhì)微粒包體進(jìn)行鋯石U--Pb定年，通過陰極發(fā)光、透射光和反射光的研究表明，大多數(shù)鋯石自形程度較高，發(fā)育明顯且狹窄的震蕩環(huán)帶，顯示巖漿鋯石特征(圖4)。測(cè)試結(jié)果(表1)顯示，石英閃長(zhǎng)巖和鎂鐵質(zhì)微粒包體中鋯石的Th/U值分別為0.62～1.46和0.59～1.66，均>0.4，與巖漿成因鋯石特征相一致[21]。

圖4 革吉石英閃長(zhǎng)巖和鎂鐵質(zhì)微粒包體中鋯石典型CL圖像及相應(yīng)206Pb/238U年齡Fig.4 CL photos and 206Pb/238U ages for zircon from quartz diorite and mafic microgranular enclaves from Geji pluton

4.1.1 寄主石英閃長(zhǎng)巖

石英閃長(zhǎng)巖21個(gè)測(cè)點(diǎn)的206Pb/238U年齡值變化較大，介于153～1 288 Ma之間，其中兩顆鋯石的206Pb/238U年齡值為232±6 Ma(測(cè)點(diǎn)11)和201±5 Ma(測(cè)點(diǎn)20)，一顆鋯石的206Pb/238U年齡值為1 288±12 Ma(測(cè)點(diǎn)21)，該鋯石具有明顯的繼承核。其余18個(gè)測(cè)點(diǎn)較為集中，多數(shù)落在諧和線及其附近，獲得206Pb/238U加權(quán)平均年齡為153±2 Ma (MSWD=0.19,n=18)(圖5a)，代表了石英閃長(zhǎng)巖的結(jié)晶年齡。

4.1.2 鎂鐵質(zhì)微粒包體

鎂鐵質(zhì)微粒包體獲得年齡較為一致，15顆鋯石的206Pb/238U年齡值介于146～151 Ma之間，測(cè)點(diǎn)均位于U--Pb諧和線及其附近，年齡加權(quán)平均值為150±2 Ma(MSWD=0.21，n=15)(圖5b)，屬于晚侏羅世，該年齡與寄主石英閃長(zhǎng)巖形成時(shí)代在誤差范圍內(nèi)是一致的，代表了同期巖漿事件的產(chǎn)物。

表1 革吉石英閃長(zhǎng)巖及鎂鐵質(zhì)微粒包體LA--ICP--MS鋯石U--Pb定年結(jié)果

Table 1 Zircon U--Pb dating results obtained by LA--ICP--MS for quartz diorite and mafic microgranular enclaves from Geji pluton

樣品編號(hào)含量/10-6ThUTh/U同位素比值年齡/Ma207Pb/235U1σ206Pb/238U1σ208Pb/232Th1σ207Pb/235U1σ206Pb/238U1σ208Pb/232Th1σ寄主石英閃長(zhǎng)巖GJYT--01114.4185.00.620.164490.007970.024130.000630.007580.00025155715441535GJYT--02108.0144.40.750.167150.009020.024150.000640.007410.00025157815441495GJYT--03101.1151.90.670.164240.007590.024170.000620.007880.00024154715441595GJYT--04188.8224.90.840.166220.006490.024090.000600.007770.00020156615441574GJYT--05245.3265.30.920.167080.007090.024140.000610.007650.00021157615441544GJYT--06110.9131.00.850.164250.008450.024050.000630.007850.00024154715341585GJYT--0798.7147.50.670.168990.009010.024090.000640.007810.00027159815441575GJYT--08150.7216.20.700.170980.006500.023310.000570.007600.00021160614941534GJYT--09249.0249.31.000.165960.006610.024020.000600.007240.00019156615341464GJYT--10315.6318.10.990.161700.005770.024170.000580.007580.00018152515441534GJYT--11101.9127.90.800.375690.013660.036600.000910.016190.000413241023263258GJYT--1299.8139.30.720.157280.007130.024150.000610.008010.00023148615441615GJYT--13250.2297.90.840.169160.007020.023400.000580.007280.00020159614941474GJYT--14154.3230.40.670.160810.006230.024140.000590.007550.00020151515441524GJYT--1597.0129.20.750.174860.008440.023920.000610.007800.00024164715241575GJYT--16303.7353.20.860.163720.005690.024070.000570.007620.00018154515341544GJYT--17133.5157.30.850.161030.006910.024170.000600.008010.00021152615441614GJYT--18161.8222.50.730.166580.006150.024110.000580.007600.00020156515441534GJYT--19129.8154.80.840.164420.007220.024070.000590.007810.00021155615341574GJYT--20325.9584.20.560.269230.007440.031590.000730.007460.00018242620151504GJYT--21325.9584.21.463.056160.047430.221180.002280.066160.00159142212128812129530鎂鐵質(zhì)微粒包體GJBT--0195.2111.70.850.164900.009250.023690.000630.007730.00025155815141565GJBT--02669.9402.51.660.165570.006400.023320.000570.007360.00018156614941484GJBT--03560.2422.61.330.161760.005410.023640.000570.007510.00018152515141514GJBT--04105.5177.80.590.179360.009170.022850.000610.008220.00029168814641656GJBT--05146.5184.40.790.170770.007660.023560.000590.007830.00022160715041584GJBT--06275.1379.20.730.168180.005730.023560.000570.007660.00019158515041544GJBT--07427.5415.51.030.167140.005330.023630.000560.007590.00018157515141534GJBT--08132.1162.30.810.157980.007350.023640.000600.007450.00022149615141504GJBT--0991.2105.50.860.152700.009950.023650.000660.008000.00028144915141616GJBT--10132.3178.90.740.158140.006900.023680.000590.007380.00021149615141494GJBT--11124.7130.70.950.162320.010460.023690.000660.007850.00029153915141586GJBT--12134.6145.90.920.162410.007980.023570.000610.007610.00021153715041534GJBT--13106.4120.10.890.165200.010120.022850.000640.006820.00025155914641375GJBT--14131.4139.30.940.162650.009000.023670.000630.007130.00023153815141445GJBT--1596.4138.50.700.166130.008050.023690.000610.007570.00024156715141535

圖5 革吉石英閃長(zhǎng)巖及鎂鐵質(zhì)微粒包體的鋯石U--Pb年齡諧和圖Fig.5 Concordia diagram of zircon U--Pb ages of quartz diorite and mafic microgranular enclaves from Geji pluton

4.2 地球化學(xué)特征

4.2.1 主量元素特征

表2 革吉石英閃長(zhǎng)巖及鎂鐵質(zhì)微粒包體主量元素(10-2)、微量和稀土元素(10-6)分析結(jié)果

續(xù)表2

樣品號(hào)GJYT--Y1GJYT--Y2GJYT--Y3GJYT--Y4GJYT--Y5GJBT--Y1GJBT--Y2GJBT--Y3巖石類型寄主石英閃長(zhǎng)巖鎂鐵質(zhì)微粒包體Pr6.035.506.066.205.9911.9914.1211.91Nd25.2520.9726.3326.0523.2947.4057.5250.48Sm4.843.465.234.904.239.2212.0910.16Eu0.930.841.000.960.961.722.091.75Gd4.673.845.044.954.428.8911.199.17Tb0.790.540.830.810.691.421.961.59Dy4.293.314.464.303.817.9911.068.96Ho0.900.630.910.910.761.662.151.78Er2.581.842.662.622.164.716.335.17Tm0.360.290.380.370.320.720.980.76Yb2.261.842.472.302.074.806.255.04Lu0.340.290.360.340.320.710.930.73REE128.51118.65129.29133.33128.98214.89264.88214.68δEu0.600.710.600.600.680.580.550.55(La/Sm)N3.194.572.613.173.801.901.871.63LREE112.32106.07112.17116.74114.44183.98224.03181.48HREE16.1912.5717.1216.5914.5430.9140.8533.20LREE/HREE6.948.446.557.047.875.955.485.47(La/Yb)N7.399.296.007.308.433.953.923.56Li29.7432.0734.7435.7530.1717.5320.5917.40Be1.521.771.611.651.641.502.001.45Sc25.1319.1324.7723.5922.6734.6447.9938.40V152.16134.29145.51144.28144.35178.57220.52182.61Mn975.27878.80939.95977.11961.342632.122460.742394.31Co19.1217.4617.7617.8118.5135.7246.5831.81Ni22.7019.2817.6821.7617.11119.17122.8164.01Cu17.1418.3015.8015.8016.4414.0013.2614.17Zn76.3573.0773.3875.7871.28128.17147.27124.46Ga15.8515.8915.7916.2516.7216.1522.1416.48Rb91.9266.4844.1851.1373.9548.0255.7539.45Sr213.51217.94228.38221.67217.65148.17238.70182.33Y23.4516.4224.0722.7219.9442.4455.6044.74Zr120.40122.91195.88117.49105.2763.34100.6298.82Nb8.567.698.288.438.379.9512.049.25Mo0.350.230.240.360.310.461.920.45Cd0.120.110.120.110.130.250.270.25Ba269.46245.03303.60268.67275.99109.68228.82138.05Hf3.283.365.013.312.862.473.562.93Ta0.730.770.740.780.780.780.880.60W0.700.610.430.590.620.430.610.34Tl0.410.330.220.260.350.210.240.19Pb12.7120.0814.8215.4815.419.0616.2611.09Bi0.080.090.080.130.110.100.240.16Th9.898.657.2010.709.933.417.882.23U0.981.070.911.351.120.771.180.65Nb/Ta11.709.9311.2210.8210.6612.8213.7015.40Zr/Hf0.020.010.020.010.010.030.020.03Tzr(℃) 621.47625.00614.54624.15617.88

注：鋯石飽和溫度Tzr(℃) ={12 900/[ln Dzr(熔體)+ 0.85 M+2.95]}-273, M=(Na+K+2Ca)/(Si×Al)，據(jù)文獻(xiàn)[22]。

圖6 革吉巖體石英閃長(zhǎng)巖和鎂鐵質(zhì)微粒包體TAS(a)、SiO2-K2O(b)、A/CNK-A/NK(c)和AFM(Alk-Fe-Mg)(d)圖解Fig.6 Plots of TAS(a), SiO2-K2O(b),A/CNK-A/NK(c)and AFM(Alk-Fe-Mg)(d)of quartz diorite and mafic microgranular enclaves from Geji pluton

4.2.2 微量元素特征

寄主石英閃長(zhǎng)巖稀土總量為118.65×10-6～133.33×10-6，輕重稀土分餾顯著(LREE/HREE=6.55～8.44), 富集輕稀土元素，具弱至中等程度的負(fù)Eu異常(δEu=0.60～0.71) (圖7a)，(La/Yb)N=6.00～9.29；而鎂鐵質(zhì)微粒包體稀土元素總量較高 (214.68×10-6～ 264.88×10-6)，輕重稀土分餾不明顯(LREE/HREE=5.47～5.95)，具中等程度的Eu負(fù)異常(δEu=0.55～0.58) (圖7a)，(La/Yb)N=3.56～3.95。

在微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化圖解中(圖7b)，寄主石英閃長(zhǎng)巖富集Rb、Th、U、K等元素，相對(duì)虧損Nb、Ta、P、Ti等元素，鎂鐵質(zhì)微粒包體與寄主石英閃長(zhǎng)巖具有相似的微量元素分配曲線，但總體上微粒包體Nb、Ta、Zr和Hf等元素含量更低(圖7b)。

4.3 全巖Sr--Nd同位素

本次研究對(duì)革吉巖體石英閃長(zhǎng)巖及鎂鐵質(zhì)微粒包體樣品進(jìn)行了全巖Sr--Nd同位素分析，測(cè)試結(jié)果列于表3，石英閃長(zhǎng)巖樣品87Sr/86Sr值變化范圍較小，為0.716 125～0.716 667，計(jì)算的初始值(87Sr/86Sr)i為0.714 2～0.715 2，143Nd/144Nd值為 0.511 843～0.511 941，計(jì)算的初始值(143Nd/144Nd)i為0.511 7～0.511 8，εNd(t)值為-12.0～-14.0；相比之下，鎂鐵質(zhì)微粒包體的Sr--Nd同位素組成變化較大，87Sr/86Sr值為0.714 924～0.715 861，計(jì)算的初始值(87Sr/86Sr)i為0.712 9～0.714 4，143Nd/144Nd值為 0.511 865～0.511 975，計(jì)算的初始值(143Nd/144Nd)i為0.511 7～0.511 9，εNd(t)值為-11.4～-13.8。

圖7 革吉石英閃長(zhǎng)巖及鎂鐵質(zhì)微粒包體球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土模式配分圖(a)(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)[23])和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(b)(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)[24])Fig.7 Chondrite-normalized REE distribtution patterns (a) and primitive mantle-normalized trace element spider diagrams (b) for quartz diorite and mafic microgranular enclaves from Geji pluton

樣品號(hào)87Rb/86Sr87Sr/86Sr2σ(87Sr/86Sr)iSm/10-6Nd/10-6147Sm/144Nd143Nd/144Nd2σ(143Nd/144Nd)iεNd(t)寄主石英閃長(zhǎng)巖GJYT--Y20.8830.7161250.0000120.71423.4620.970.09970.5118980.0000100.5118-12.5GJYT--Y30.5600.7161120.0000140.71495.2326.330.12010.5118430.0000070.5117-14.0GJYT--Y40.6680.7166670.0000140.71524.9026.050.11360.5119410.0000090.5118-12.0鎂鐵質(zhì)微粒包體GJBT--Y10.9380.7149240.0000110.71299.2247.400.11760.5119750.0000100.5119-11.4GJBT--Y20.6760.7158610.0000130.714412.0957.520.12700.5118650.0000070.5117-13.8GJBT--Y30.6260.7156730.0000120.714310.1650.480.12160.5119320.0000070.5118-12.3

5 討論

5.1 鎂鐵質(zhì)微粒包體成因

一般認(rèn)為，鎂鐵質(zhì)微粒包體具有4種成因模式：①鎂鐵質(zhì)圍巖的捕虜體[25--26]；②鎂鐵質(zhì)礦物的堆晶體[27--30]；③部分熔融過程中的難溶殘留體[31--33]；④鎂鐵質(zhì)巖漿與長(zhǎng)英質(zhì)巖漿發(fā)生機(jī)械混合作用的結(jié)果[34--35]。

本文研究的革吉鎂鐵質(zhì)微粒包體與寄主石英閃長(zhǎng)巖大多呈截然接觸(圖3a, b)，具有典型的半自形--他形粒狀巖漿結(jié)晶結(jié)構(gòu)(圖3e, f)，可以排除同源巖漿或寄主巖漿早期形成的堆晶體。本次獲得的鎂鐵質(zhì)微粒包體與寄主石英閃長(zhǎng)巖在微量元素地球化學(xué)特征與全巖的Sr--Nd同位素組成上較為相近，可能暗示了源區(qū)難溶殘留體的成因模式，但是鎂鐵質(zhì)微粒包體與寄主石英閃長(zhǎng)巖的鋯石U--Pb年齡在誤差范圍內(nèi)是一致的，表明為同期巖漿作用形成的產(chǎn)物，而且鎂鐵質(zhì)微粒包體并未發(fā)生熱變質(zhì)作用，也未見繼承鋯石，這些特征與難熔殘留體和圍巖捕虜體的成因模式明顯不同。因此筆者認(rèn)為鎂鐵質(zhì)微粒包體為巖漿發(fā)生機(jī)械混合作用的產(chǎn)物，可能為注入到長(zhǎng)英質(zhì)巖漿中尚未均一化的鎂鐵質(zhì)巖漿團(tuán)塊。

革吉鎂鐵質(zhì)微粒包體主要呈橢圓狀、透鏡狀或棱角狀，不均勻分布于寄主石英閃長(zhǎng)巖中，未顯示出固態(tài)變形，可能是由于在混入同時(shí)期的中酸性巖漿的過程中發(fā)生塑性拉伸所致。包體礦物顆粒細(xì)小，可見斜長(zhǎng)石斑晶及石英，指示溫度較高的鎂鐵質(zhì)巖漿注入溫度相對(duì)較低的長(zhǎng)英質(zhì)巖漿中時(shí)快速冷凝并捕獲了寄主巖漿中早期形成的長(zhǎng)英質(zhì)礦物。

地球化學(xué)特征方面，包體具有更低的SiO2(49.68%～53.09%)和更高的MgO含量(7.59%～8.94%)，Mg#值為56～59，包體中Ni(64.01×10-6～122.8×10-6)和Cr(425.93×10-6～532.02×10-6)含量明顯高于寄主巖，且接近原始地幔(Cr = 300×10-6～500×10-6， Ni>300×10-6)，指示源區(qū)存在顯著幔源物質(zhì)的貢獻(xiàn)。在Harker圖解中(圖8)，部分主量元素顯示鎂鐵質(zhì)微粒包體與寄主石英閃長(zhǎng)巖擬合形成線性趨勢(shì)，指示了二元混合特征，CaO/Al2O3-K2O/MgO(圖9a)和Al2O3/CaO-Na2O/CaO(圖9b)圖解分別顯示出曲線和線性的相關(guān)性，具巖漿混合的趨勢(shì)[36]。在稀土元素配分曲線上，鎂鐵質(zhì)微粒包體的配分曲線要高于寄主石英閃長(zhǎng)巖，排除了同源巖漿演化形成的可能，這是因?yàn)樵趲r漿演化過程中，晚階段的巖漿通常具有更高的稀土總量，因此鎂鐵質(zhì)微粒包體和寄主石英閃長(zhǎng)巖來源于兩種不連續(xù)演化的巖漿源區(qū)。

圖8 革吉石英閃長(zhǎng)巖及鎂鐵質(zhì)微粒包體Harker圖解Fig.8 Harker diagrams of quartz diorite and mafic microgranular enclaves from Geji pluton

圖9 革吉石英閃長(zhǎng)巖及鎂鐵質(zhì)微粒包體元素比值協(xié)變圖Fig.9 Element correlation diagrams of quartz diorite and mafic microgranular enclaves from Geji pluton

鎂鐵質(zhì)微粒包體具有絕對(duì)值較大的負(fù)εNd(t)值(-11.4～-13.8)，表明原始巖漿可能直接來源于富集地幔，或者為虧損地幔遭受了強(qiáng)烈的地殼混染，然而后期的地殼混染無法產(chǎn)生Zr--Hf的負(fù)異常[37]，指示包體中的幔源組分可能直接來源于富集地幔。結(jié)合巖相學(xué)和地球化學(xué)的特征，革吉鎂鐵質(zhì)微粒包體可能為富集地幔來源的鎂鐵質(zhì)巖漿與殼源巖漿在源區(qū)發(fā)生混合作用的結(jié)果。

5.2 寄主石英閃長(zhǎng)巖成因

革吉寄主石英閃長(zhǎng)巖可見角閃石，無原生白云母、堇青石和石榴子石等過鋁質(zhì)特征礦物，具有相對(duì)低的A/CNK值(0.89～0.96)，排除S型花崗巖的可能。P2O5的含量很低(<0.20%)，且與SiO2含量存在明顯的負(fù)相關(guān)性，10 000 Ga/Al值較低(1.94～2.08)，且具有相對(duì)低的鋯石飽和溫度(615～ 624℃) (表2)，以上特征明顯不同于A型花崗巖，而與典型的I型花崗巖相似，結(jié)合主量元素特征，將寄主石英閃長(zhǎng)巖厘定為鈣堿性準(zhǔn)鋁質(zhì)的I型花崗巖。

相比于鎂鐵質(zhì)微粒包體，革吉石英閃長(zhǎng)巖具有更高的SiO2(59.65%～61.03%)及相對(duì)低的Cr，Ni含量，樣品微量元素原始比值的變化范圍(La/Nb=2.96～3.38, Th/Nb=0.87～1.27, Th/La=0.32～0.42, Rb/Sr=0.19～0.43)明顯不同于原始地幔的平均值(La/Nb=0.94, Th/Nb=0.177, Th/La=0.125, Rb/Sr=0.034)，而是相對(duì)接近大陸地殼的平均值(La/Nb=2.2, Th/Nb=0.44, Th/La=0.204, Rb/Sr=0.35[38--39])，表明原始巖漿可能主體為殼源。然而革吉石英閃長(zhǎng)巖中發(fā)育大量的鎂鐵質(zhì)微粒包體，具有較高的MgO含量(3.83%～4.26%)和Mg#值(54～55)，結(jié)合前文包體巖漿源區(qū)的探討，石英閃長(zhǎng)巖母巖漿應(yīng)存在富集地幔來源熔體的加入，因?yàn)榧冃鋷r的部分熔融通常無法匹配如此高的Mg#值[40]。寄主石英閃長(zhǎng)巖樣品具有較負(fù)的εNd(t)值(-14～-12)，與鎂鐵質(zhì)微粒包體相似，表明兩種巖漿經(jīng)歷了較高程度的同位素平衡，由圖10可見，樣品落點(diǎn)接近代表拉薩地塊古老基底熔體的S型花崗巖變化范圍，石英閃長(zhǎng)巖中含有形成時(shí)代較老的繼承鋯石，因此寄主石英閃長(zhǎng)巖很可能為古老地殼物質(zhì)發(fā)生熔融并與富集地幔來源的幔源熔體發(fā)生混合形成的。

用于混合計(jì)算的端元：新生地殼(以～130 Ma鹽湖玄武巖為代表[41])：(87Sr/86Sr)i = 0.7042, εNd(t)=3.8, εHf(t) =12.9, Sr=528×10-6 , Nd=13.5×10-6; 拉薩基底熔體(以寧中強(qiáng)過鋁花崗巖樣品08DX17為代表[11]): (87Sr/86Sr)i=0.740 2, εNd(t)=-15.4, Sr=131×10-6, Nd=43.40×10-6。圖10 革吉石英閃長(zhǎng)巖及鎂鐵質(zhì)微粒包體(87Sr/86Sr)i- εNd(t) 圖解[42]Fig.10 Plot of (87Sr/86Sr)i -εNd(t) of quartz diorite and mafic microgranular enclaves from Geji pluton

5.3 動(dòng)力學(xué)背景

區(qū)域上最新的研究表明，在拉薩地塊北部廣泛發(fā)育中--晚侏羅世的中酸性侵入巖，形成時(shí)代為172～146 Ma(表4)，大多分布于獅泉河蛇綠混雜巖帶內(nèi)及其以南地區(qū)。對(duì)于拉薩地塊北部這期巖漿事件形成的構(gòu)造背景，主要有3種觀點(diǎn)：① Slainajap洋(獅泉河洋)洋殼的南向俯沖[43]；② 南部新特提斯洋的北向低角度或平板俯沖[9, 44]；③ 班公湖—怒江特提斯洋的南向俯沖[8, 11, 16, 45--46]。

本文獲得的革吉石英閃長(zhǎng)巖及鎂鐵質(zhì)微粒包體年齡分別為150 Ma和153 Ma，屬晚侏羅世。地球化學(xué)特征顯示石英閃長(zhǎng)巖樣品屬于鈣堿性準(zhǔn)鋁質(zhì)的I型花崗巖，鎂鐵質(zhì)微粒包體屬于拉斑系列的基性巖。微量元素富集Rb、K、Th、U等元素和輕稀土元素(LREE)，虧損Nb、Ta、Zr、Hf、P、Ti等元素，與俯沖帶弧巖漿巖地球化學(xué)特征相似。巖漿源區(qū)中有顯著富集地幔組分的貢獻(xiàn)，寄主石英閃長(zhǎng)巖也具有較低的鋯石飽和溫度(615～625℃)，表明源區(qū)部分熔融溫度相對(duì)較低。由于富集地幔本身較“冷”，較難發(fā)生熔融，很可能有流體的加入促使地幔源區(qū)的熔融，結(jié)合區(qū)域上廣泛發(fā)育的一套同時(shí)期的鈣堿性巖石組合，筆者認(rèn)為革吉巖體的形成可能與俯沖背景下流體的加入密切相關(guān)。

表4 拉薩地塊中北部西段晚侏羅世巖漿巖的年齡數(shù)據(jù)匯總表

對(duì)于Slainajap洋南向俯沖的觀點(diǎn)，認(rèn)為獅泉河蛇綠混雜巖帶代表了一個(gè)獨(dú)立大洋，目前已報(bào)道最早的獅泉河蛇綠巖形成時(shí)代為190 Ma，可能代表了洋盆打開擴(kuò)張的時(shí)間[48]，而獅泉河南緣的最早弧巖漿巖的記錄為170 Ma[45]，兩者時(shí)代相差較小，通常在20 Ma期間內(nèi)完成由擴(kuò)張到消減的轉(zhuǎn)化，難以形成獨(dú)立寬闊的Slainajap洋盆，而且班公湖—怒江蛇綠巖帶僅僅距獅泉河蛇綠巖帶以北20～30 km，即使拉薩地塊在早白堊世發(fā)生60%的縮短增厚[49]，也很難在近同期打開兩個(gè)獨(dú)立的洋盆，并發(fā)生南向的俯沖消減，這是因?yàn)檠髿じ_產(chǎn)生的弧巖漿通常需要俯沖120～150 km[50]，因此革吉巖體不太可能是由Slainajap洋洋殼南向俯沖作用形成的。

新特提斯洋北向低角度或平板俯沖會(huì)形成較為寬泛的弧巖漿巖帶，并且由俯沖帶到陸緣再到陸內(nèi)，弧巖漿作用的形成時(shí)代具有由早到晚的趨勢(shì)，但近年來的研究表明在拉薩地塊南部發(fā)育中侏羅世到早白堊世的弧巖漿作用[16, 47]，代表了新特提斯洋由南向北的連續(xù)俯沖作用，表明中--晚侏羅世新特提斯洋洋殼可能尚未俯沖至拉薩地塊北部，故將革吉巖體的形成歸結(jié)為新特提斯洋洋殼的北向俯沖是不恰當(dāng)?shù)摹?/p>

拉薩地塊中北部發(fā)育一套中--晚侏羅世鈣堿性巖漿巖，呈NE-SW向展布，在時(shí)間和空間上均與班公湖—怒江特提斯洋南向俯沖作用耦合，說明班—怒帶南緣中晚侏羅世—早白堊世俯沖作用的連續(xù)性。但是早白堊世巖漿巖主要分布在獅泉河蛇綠混雜巖帶以北，這與持續(xù)南向俯沖作用，巖漿巖形成時(shí)代由北向南變新的趨勢(shì)不符，表明中--晚侏羅世巖漿活動(dòng)并不直接由洋殼的南向俯沖作用而形成。前人研究認(rèn)為獅泉河蛇綠混雜巖帶為多島弧盆系統(tǒng)[51]，閉合的過程為島弧造山作用，并通過閃長(zhǎng)巖墻鋯石U--Pb年齡確定了獅泉河蛇綠混雜巖帶由擴(kuò)張向俯沖消減的時(shí)間為168～163 Ma[48]，與區(qū)域上中--晚侏羅世巖漿弧形成的最早時(shí)限相近。因此，筆者認(rèn)為獅泉河蛇綠混雜巖帶可能為班公湖—怒江特提斯洋向南俯沖形成的弧、弧后或弧間盆地和邊緣海盆地等多島弧盆系統(tǒng)。中--晚侏羅世，由于受到班公湖—怒江特提斯洋南向俯沖作用的影響，在靠近古拉薩地塊一側(cè)發(fā)生了弧--陸軟碰撞，形成中--晚侏羅世鈣堿性巖漿巖；至晚侏羅世—早白堊世早期，獅泉河島弧盆系統(tǒng)拼貼到古拉薩地塊之上，弧--陸軟碰撞停止，主俯沖帶向北遷移，從而形成早白堊世連續(xù)的火山--巖漿作用。綜上所述，革吉巖體可能形成于班公湖—怒江特提斯洋南向俯沖的體制下，獅泉河多島弧盆系統(tǒng)與古拉薩地塊發(fā)生弧--陸軟碰撞的構(gòu)造背景，俯沖的流體交代地幔發(fā)生部分熔融，從而形成富水的鎂鐵質(zhì)巖漿，底侵至殼幔邊界，促使拉薩地塊古老地殼物質(zhì)的重熔并形成長(zhǎng)英質(zhì)巖漿，鎂鐵質(zhì)巖漿與長(zhǎng)英質(zhì)巖漿發(fā)生不同比例的混合形成革吉石英閃長(zhǎng)巖及鎂鐵質(zhì)微粒包體。

6 結(jié)論

(1)革吉寄主石英閃長(zhǎng)巖及鎂鐵質(zhì)微粒包體的鋯石U--Pb年齡分別為153±2 Ma和150±2 Ma，兩者在誤差范圍內(nèi)一致，代表了同期巖漿事件的產(chǎn)物。

(2)革吉石英閃長(zhǎng)巖屬于鈣堿性準(zhǔn)鋁質(zhì)系列的I型花崗巖，鎂鐵質(zhì)微粒包體屬于拉斑系列的準(zhǔn)鋁質(zhì)巖石，兩者可能是富集地幔來源的鎂鐵質(zhì)巖漿與古老地殼物質(zhì)熔融形成的長(zhǎng)英質(zhì)巖漿發(fā)生不同比例混合作用而形成的。

(3)拉薩地塊中北部的中--晚侏羅世巖漿弧可能形成于班公湖—怒江特提斯洋南向俯沖的體制下，獅泉河多島弧盆系統(tǒng)與古拉薩地塊發(fā)生弧--陸軟碰撞的構(gòu)造背景。