西藏雅魯藏布江縫合帶中段沉積混雜巖的變質(zhì)特征及構(gòu)造意義

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(1.山東科技大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266590；2.波鴻魯爾大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院 地質(zhì)礦產(chǎn)地球物理研究所，德國(guó) 波鴻44780)

雅魯藏布江縫合帶為新特提斯洋俯沖消減的產(chǎn)物，記錄了從新特提斯洋俯沖到印度-亞洲大陸碰撞，進(jìn)而到高原形成的匯聚板塊邊緣構(gòu)造演化過(guò)程，因此對(duì)該縫合帶形成過(guò)程的研究對(duì)認(rèn)識(shí)和理解印度-亞洲大陸碰撞過(guò)程、喜馬拉雅造山帶構(gòu)造演化、青藏高原隆升的動(dòng)力學(xué)機(jī)制等提供了重要線(xiàn)索[1]。沿雅魯藏布江縫合帶出露兩條變質(zhì)混雜巖帶，分別是位于北側(cè)的蛇綠混雜巖帶和南側(cè)的沉積混雜巖帶。國(guó)內(nèi)外學(xué)者[2-4]對(duì)沉積混雜巖帶的物質(zhì)組成、形成時(shí)代、變形特征等方面做過(guò)大量研究，但對(duì)沉積混雜巖帶的成因機(jī)制并未形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。早期對(duì)沉積混雜巖帶構(gòu)造變形的研究指示其形成于印度大陸與歐亞大陸碰撞過(guò)程中, 屬構(gòu)造混雜巖[2]。地層學(xué)證據(jù)則顯示沉積混雜巖帶是受沉積作用控制的滑塌堆積巖[3]。造成以上爭(zhēng)論的一個(gè)重要原因是對(duì)沉積混雜巖帶變質(zhì)特征的研究還很薄弱。本文以雅魯藏布江縫合帶中段地區(qū)變質(zhì)沉積混雜巖內(nèi)出露的多硅白云母石英片巖和黑硬綠泥石片巖為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行了系統(tǒng)的巖石學(xué)及礦物化學(xué)研究，并結(jié)合前人年代學(xué)數(shù)據(jù)和區(qū)域地質(zhì)資料探討變質(zhì)沉積混雜巖的成因機(jī)制，為研究印度-亞洲大陸碰撞背景下的構(gòu)造演化模式提供新的依據(jù)。

1 地質(zhì)背景及野外產(chǎn)出

雅魯藏布江縫合帶地處青藏高原南部，其東西延伸長(zhǎng)達(dá)2 000 km以上，長(zhǎng)期以來(lái)被認(rèn)為是歐亞板塊與印度板塊之間的碰撞縫合帶[5]。研究區(qū)位于雅魯藏布江縫合帶中段地區(qū)，近東西向分布于北部的拉薩地塊和南部的喜馬拉雅造山帶之間，從北向南包括多個(gè)次級(jí)地質(zhì)單元：岡底斯弧、日喀則弧前盆地、蛇綠巖帶和蛇綠混雜巖帶、沉積混雜巖帶、特提斯喜馬拉雅[6](圖1(a)、1(b))。岡底斯巖漿弧由晚侏羅世至古近紀(jì)的中-酸性侵入巖組成，日喀則弧前盆地由碎屑復(fù)理石夾少量泥灰?guī)r組成，蛇綠巖帶被認(rèn)為是新特提斯洋殼的殘留，沉積混雜巖帶是新特提斯洋俯沖過(guò)程中部分基性洋殼與沉積巖一起被從俯沖板片上刮削下來(lái)形成的混雜巖帶[7-8]。

沉積混雜巖帶位于蛇綠混雜巖帶的南側(cè)，二者之間為逆沖斷裂(圖1(b))。沉積混雜巖帶依據(jù)細(xì)?；|(zhì)成分分為兩條亞帶：北亞帶基質(zhì)的硅質(zhì)含量高，主要包括硅泥質(zhì)板巖、薄層砂巖、泥灰?guī)r和硅質(zhì)巖；南亞帶基質(zhì)的砂質(zhì)含量高，主要由粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、砂巖等，少量硅質(zhì)泥巖、頁(yè)巖。沉積混雜巖帶內(nèi)的巖塊類(lèi)型眾多，包括灰?guī)r、玄武巖、輝長(zhǎng)輝綠巖、超基性巖等。沉積混雜巖可分為多個(gè)與向南逆沖的斷層相接觸的構(gòu)造巖片，基質(zhì)變形強(qiáng)烈，普遍遭受綠片巖相等低級(jí)變質(zhì)作用。部分地區(qū)基質(zhì)中出現(xiàn)高壓-低溫相系特征變質(zhì)礦物，主要有藍(lán)閃石、黑硬綠泥石、藍(lán)透閃石、多硅白云母等，指示了在沉積混雜巖帶內(nèi)可能存在一條高壓-低溫變質(zhì)帶[9]。

多硅白云母石英片巖出露于卡堆地區(qū)，卡堆沉積混雜巖帶呈近東西向展布，南北寬約1 km，其北部為晚白堊世基性-超基性巖巖體，南部以向南逆沖的仲巴-江孜斷裂為界與上三疊統(tǒng)涅如組構(gòu)造接觸[10](圖1(c))。卡堆沉積混雜巖帶內(nèi)發(fā)現(xiàn)有多種高壓變質(zhì)巖，主要有綠泥石角閃石片巖、含黑硬綠泥石石英片巖、多硅白云母片巖、藍(lán)片巖等。這些片巖由不同的原巖變質(zhì)形成，但表現(xiàn)出一致的構(gòu)造產(chǎn)出特征，可能經(jīng)歷了同期的變形變質(zhì)事件[11]。藍(lán)片巖呈透鏡體產(chǎn)出于強(qiáng)烈變形的多硅白云母石英片巖中，部分露頭可見(jiàn)藍(lán)片巖與云母片巖呈互層狀。黑硬綠泥石片巖出露于拉孜地區(qū)，圍巖為含黑硬綠泥石板巖，向南與含硬綠泥石板巖呈逆沖斷層接觸(圖1(d))，空間分布上顯示出由北向南變質(zhì)壓力降低而溫度升高的趨勢(shì)。取樣點(diǎn)如圖1(c)、1(d)所示。

(a)青藏高原構(gòu)造框架圖[6]；(b)雅魯藏布江縫合帶中段地區(qū)構(gòu)造地質(zhì)圖[1]；(c)卡堆地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖[11]；(d)拉孜地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖[6]

2 巖石學(xué)特征

多硅白云母石英片巖的礦物組合為多硅白云母(Ph)+綠泥石(Chl)+鈉長(zhǎng)石(Ab)+石英(Qz)+榍石(Spn)。多硅白云母石英片巖中礦物表現(xiàn)出明顯的定向分布，多硅白云母呈細(xì)小的鱗片狀，干涉色鮮艷，部分多硅白云母具有明顯的剪切揉皺，彎曲呈微型褶皺(圖2(a)、2(b))，暗示了強(qiáng)烈的變質(zhì)變形過(guò)程。多硅白云母和綠泥石平行于石英條帶，多呈條紋狀、條帶狀集合體，近定向排列構(gòu)成巖石的片理。顯微綠泥石、極細(xì)小的鈉長(zhǎng)石和石英顆粒呈較均勻的混合體，構(gòu)成淺色條帶平行于片理化方向呈定向分布(圖2(a)、2(b))。巖石中的副礦物主要為榍石，呈細(xì)小顆粒分布于多硅白云母條帶內(nèi)。

(a)、(b)卡堆多硅白云母石英片巖13KD15；(c)～(f)拉孜黑硬綠泥石片巖16LZ16; 礦物縮寫(xiě)依據(jù)Whitney和Evans[12]

黑硬綠泥石片巖的礦物組合為陽(yáng)起石(Act)+綠簾石(Ep)+黑硬綠泥石(Stp)+綠泥石(Chl)+黑云母(Bt)+鈉長(zhǎng)石(Ab)+石英(Qz)+榍石(Spn)+鈦鐵礦(Ilm)。黑硬綠泥石片巖中礦物表現(xiàn)出明顯的定向分布特征，由陽(yáng)起石、黑硬綠泥石、綠泥石、綠簾石和副礦物榍石等組成暗色層，構(gòu)成巖石的片理方向(圖2(c)、2(d))。黑硬綠泥石含量約15%，呈淺黃褐色柱狀或束狀集合體，淺黃色至黃褐色多色性，長(zhǎng)軸延伸方向平行于片理方向，粒徑長(zhǎng)約0.05 mm，寬約0.01 mm(圖2(d))；陽(yáng)起石含量15%，顆粒呈無(wú)色或淺綠色長(zhǎng)柱狀、板狀，未發(fā)現(xiàn)明顯的環(huán)帶結(jié)構(gòu)，粒徑長(zhǎng)約0.5 mm(圖2(e))。黑云母含量5%，顆粒呈深黃褐色、片狀，粒徑0.15 mm，與黑硬綠泥石相比突起較低，解理更明顯(圖2(f))。綠泥石含量10%，呈綠色，不規(guī)則片狀分布于基質(zhì)中或圍繞陽(yáng)起石邊部分布，粒徑0.15 mm(圖2(e))。鈉長(zhǎng)石顆粒含量50%～55%，粒徑大小差異明顯，最大粒徑0.25 mm。

3 礦物成分

礦物電子探針?lè)治鲈谕瑵?jì)大學(xué)海洋地質(zhì)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室電子探針室完成，所用儀器型號(hào)為 JXA-8230，測(cè)定條件為：加速電壓15 kV，電流20 nA，電子束斑云母類(lèi)礦物選擇5 μm，其余礦物3 μm。具有代表性的礦物電子探針成分分析如表1。

(a)、(b)拉孜黑硬綠泥石片巖中角閃石成分；(c)卡堆多硅白云母石英片巖中白云母成分；(d)拉孜黑硬綠泥石片巖和卡堆多硅白云母石英片巖中綠泥石成分

多硅白云母石英片巖中白云母單位結(jié)構(gòu)中Si值均大于3.00，Na/(Na+K)=0.02～0.06(表1、圖3(a))，屬多硅白云母。多硅白云母具體又可以分為低硅(Si<3.30)、中硅(Si=3.30～3.50)和高硅(Si>3.50)。一般認(rèn)為當(dāng)Si原子數(shù)大于3.30時(shí)為經(jīng)歷高壓變質(zhì)作用形成的多硅白云母。因此，樣品13KD15中的多硅白云母可劃分為兩類(lèi)：低硅多硅白云母(Si=3.22～3.28)和中硅多硅白云母(Si=3.30～3.35)，兩類(lèi)多硅白云母的成分差異指示其可能形成于不同的變質(zhì)條件下。由于多硅白云母顆粒細(xì)小，難以觀察到兩類(lèi)多硅白云母的成分與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。綠泥石中Si=2.91～3.00，F(xiàn)e2+/(Fe2++Mg)=0.55～0.59，成分特征在綠泥石分類(lèi)圖解中進(jìn)入密綠泥石域(圖3(b))。斜長(zhǎng)石中(Na/Na+Ca)>0.98,為近純端元成分的鈉長(zhǎng)石(表1)。

表1 沉積混雜巖樣品中代表性礦物化學(xué)成分分析數(shù)據(jù)

黑硬綠泥石片巖中黑硬綠泥石Mg含量較少，F(xiàn)e2+/(Fe2++Mg)=0.75～0.77(表1)，由于黑硬綠泥石Fe2+/(Fe2++Mg)值呈隨變質(zhì)程度加深而減小的特征，樣品中黑硬綠泥石較高的Fe2+/(Fe2++Mg)值指示其形成于低級(jí)變質(zhì)條件下。黑硬綠泥石Fe3+含量為0.61～0.72，較高的Fe3+含量表明黑硬綠泥石形成于氧化條件下。角閃石成分較為均一，分子式中Si值較高為7.82～8.00，Ti值較低為0～0.03，指示角閃石形成于低溫條件下。分子式中NaM4值介于0.05～0.40，Mg/(Fe2++Mg)=0.56～0.62，在角閃石分類(lèi)圖解中均位于陽(yáng)起石域(圖3(c)、3(d))。綠泥石顆粒核部和邊部成分未發(fā)現(xiàn)明顯差異，F(xiàn)e2+/(Fe2++Mg)=0.35～0.37屬密綠泥石域(表1、圖3(b))。綠簾石Fe3+/(Fe3++Al)=0.28～0.30，斜長(zhǎng)石Na/(Na+Ca)>0.98，為近純端元成分的鈉長(zhǎng)石(表1)。

4 相平衡模擬

在巖石礦物組合觀察的基礎(chǔ)之上，為了確定巖石峰期變質(zhì)條件，選擇在NCKFMASHT和NCKFMASHTO體系分別對(duì)多硅白云母石英片巖和黑硬綠泥石進(jìn)行視剖面圖模擬計(jì)算。全巖成分中MnO和P2O5含量很低，故從全巖成分中剔除。巖石全巖成分富硅，石英設(shè)為過(guò)飽和。由于巖石變質(zhì)級(jí)別低，礦物組合中有大量含水礦物如綠泥石、云母、角閃石等，故流體相為純水并設(shè)為過(guò)飽和。由于樣品13KD15礦物組合中不含綠簾石、角閃石等含F(xiàn)e3+礦物，故選擇不含O體系。相圖使用Perple_X軟件計(jì)算，相關(guān)數(shù)據(jù)中采用Holland和Powell[15]熱力學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)。所涉及的礦物固溶體活度模型為角閃石[16]、綠簾石、綠泥石、白云母[17]和黑硬綠泥石[18]。鈉長(zhǎng)石、石英、硬柱石和硬玉設(shè)為純端元組份，有效全巖成分見(jiàn)表2。

表2 沉積混雜巖樣品有效全巖成分

注：?jiǎn)挝粸閙ol%

4.1 多硅白云母石英片巖(13KD15)

圖4為多硅白云母石英片巖樣品 13KD15在 NCKFMASHT體系下的P-T視剖面圖，溫度范圍為200～500 ℃，壓力范圍為1～12 kbar。視剖面圖中硬柱石穩(wěn)定存在于高壓低溫一側(cè)，黑云母出現(xiàn)于低壓高溫一側(cè)，鈉云母出現(xiàn)于高壓條件下，在低溫低壓條件下出現(xiàn)葡萄石和濁沸石。峰期礦物組合綠泥石+多硅白云母+鈉長(zhǎng)石+榍石被硬柱石、鈉云母、黑云母和葡萄石四條單變線(xiàn)限定在275～450 ℃/2.5～8.5 kbar范圍內(nèi)。多硅白云母的Si等值線(xiàn)斜率較緩，Si含量主要受壓力條件控制；綠泥石Fe2+/(Fe2++Mg)等值線(xiàn)具有適中的負(fù)斜率，受溫度和壓力條件的雙重控制。溫度升高至黑云母穩(wěn)定域，多硅白云母硅等值線(xiàn)斜率增大，Si含量受到壓力和溫度條件的雙重控制；綠泥石Fe2+/(Fe2++Mg)等值線(xiàn)具有較高的正斜率，顯示Fe2+/(Fe2++Mg)值主要受溫度的控制，可以很好地指示溫度條件的變化。

Ab—鈉長(zhǎng)石；Act—陽(yáng)起石；Bt—黑云母；Chl—綠泥石；Ep—綠簾石；Jd—硬玉；Lmt—濁沸石；Lws—硬柱石；Pg—鈉云母；Ph—多硅白云母；Pl—斜長(zhǎng)石；Prh—葡萄石；Rt—金紅石；Spn—榍石；Stp—黑硬綠泥石；Wrk—斜鈣沸石

測(cè)試的白云母Si成分最大值3.35和綠泥石Fe2+/(Fe2++Mg)最大值0.58限定峰期溫壓條件下為366 ℃/6.4 kbar。多硅白云母Si 3.22～3.35，綠泥石Fe2+/(Fe2++Mg)0.55～0.58限定了一個(gè)寬泛的溫度壓力變化區(qū)間，由于巖石中并未出現(xiàn)黑云母礦物，多硅白云母和綠泥石的成分變化可能指示了峰后階段沿著降溫減壓的軌跡(圖4中箭頭方向)而不是近等溫降壓軌跡進(jìn)行，表明多硅白云母石英片巖經(jīng)歷了較慢速的折返過(guò)程。

4.2 黑硬綠泥石片巖(16LZ16)

圖5為黑硬綠泥石片巖樣品16LZ16在NCKFMASHTO 體系下的P-T視剖面圖，溫度范圍為200～500 ℃，壓力范圍為1～12 kbar。觀察到的峰期礦物組合陽(yáng)起石+綠簾石+綠泥石+黑云母+鈉長(zhǎng)石+榍石+鈦鐵礦與視剖面圖模擬結(jié)果一致。由于巖石礦物組合中不存在白云母和黑硬綠泥石，白云母的出現(xiàn)限定了峰期礦物組合穩(wěn)定域的最高壓力低于9 kbar，黑硬綠泥石的出現(xiàn)限定溫度高于310 ℃的寬泛范圍內(nèi)。在峰期礦物組合內(nèi)，綠泥石Fe2+/(Fe2++Mg)等值線(xiàn)具有中等的正斜率，F(xiàn)e2+/(Fe2++Mg)值隨著壓力的增大而增加；綠簾石Al等值線(xiàn)斜率較陡，主要受溫度條件控制，可視為良好的溫度計(jì)。

綠泥石Fe2+/(Fe2++Mg)的最大值為0.37，綠簾石Al最大值為2.13，限定峰期溫壓條件為363 ℃/6.1 kbar。另一綠簾石Al成分測(cè)試值為2.10，可能指示了峰后階段降溫減壓的退變折返過(guò)程。在折返過(guò)程中，巖石進(jìn)入黑硬綠泥石穩(wěn)定域，礦物組合中開(kāi)始有黑硬綠泥石(圖5)。陽(yáng)起石在變質(zhì)過(guò)程中始終存在，可能是由于退變過(guò)程中缺乏流體的進(jìn)入，且變質(zhì)溫度較低，礦物組合很難達(dá)到平衡，巖石中礦物組合顯示變質(zhì)演化停留在陽(yáng)起石和黑硬綠泥石共存域中。

5 討論

5.1 變質(zhì)P-T條件

盡管普遍認(rèn)為雅魯藏布江中段沉積混雜巖帶形成于綠片巖相條件下，但由于巖石變質(zhì)礦物組合簡(jiǎn)單且缺乏適用的地質(zhì)溫壓計(jì)，很難對(duì)沉積混雜巖的變質(zhì)條件和演化過(guò)程進(jìn)行精確限定。目前使用較多的是多硅白云母Si壓力計(jì)和綠泥石AlIV溫度計(jì)：多硅白云母Si壓力計(jì)常受到礦物組合限制和全巖成分的影響，如熱力學(xué)模擬結(jié)果顯示，在變泥質(zhì)巖中礦物組合含綠泥石時(shí)多硅白云母Si等值線(xiàn)可很好地指示壓力條件變化，而當(dāng)?shù)V物組合中含纖柱石而無(wú)綠泥石時(shí)多硅白云母Si與溫度變化相關(guān)[19]；而綠泥石AlIV成分溫度計(jì)僅適用于低溫區(qū)域變質(zhì)沉積巖和酸性火山巖中的Al飽和型綠泥石，相同變質(zhì)條件下不同巖石類(lèi)型中的綠泥石種類(lèi)往往具有不同的AlIV含量，在應(yīng)用時(shí)需考慮綠泥石的種類(lèi)[20]。因此，本文采用熱力學(xué)模擬的方法研究雅魯藏布江中段沉積混雜巖的變質(zhì)演化過(guò)程。

本研究運(yùn)用相平衡模擬方法，限定沉積混雜巖帶中多硅白云母石英片巖的峰期變質(zhì)條件為6.4 kbar/366 ℃，黑硬綠泥石片巖的峰期溫壓條件為6.1 kbar/363 ℃。這一變質(zhì)條件在變質(zhì)相圖解中屬于高壓綠片巖相。大量研究表明，多硅白云母普遍存在于高壓低溫變質(zhì)帶中[21]，且在一定溫度下，其中的Si原子含量與形成壓力具有明顯的正相關(guān)關(guān)系[22]。如圖5所示，視剖面圖中多硅白云母Si含量與壓力的關(guān)系明顯受到礦物組合的制約，礦物組合不含黑云母和鈉云母時(shí)，多硅白云母Si含量可視為較好的壓力計(jì)。白云母石英片巖中的多硅白云母FeO含量為3.70%～6.80%，Al2O3含量為27.21%～29.69%，在Al2O3-FeO圖解[23](圖6(a))中，大部分位于綠泥石+黑云母+鐵鋁榴石帶，其余部分位于藍(lán)片巖相帶。在變泥質(zhì)巖中的綠泥石、黑云母和鐵鋁榴石帶變質(zhì)條件大體與高壓綠片巖相當(dāng)，少部分落入藍(lán)片巖相帶的點(diǎn)位與典型的藍(lán)片巖中多硅白云母的成分也有較大差異，表明白云母石英片巖的變質(zhì)條件并未達(dá)到典型的藍(lán)片巖相，這一定性分析結(jié)果與視剖面圖計(jì)算結(jié)果一致。

圖5 拉孜黑硬綠泥石片巖16LZ16樣品P-T視剖面圖

如圖5所示，黑硬綠泥石存在于低溫條件下，對(duì)壓力并不敏感，具有較寬廣的壓力穩(wěn)定區(qū)間。相反，黑硬綠泥石穩(wěn)定域明顯受溫度的影響。在峰期條件下，陽(yáng)起石+綠泥石+綠簾石+黑云母+鈉長(zhǎng)石是典型的綠片巖相礦物組合，黑硬綠泥石在峰期礦物組合中并未出現(xiàn)而是形成于峰后降溫降壓過(guò)程中。Currie和Staal[24]在研究黑硬綠泥石-綠泥石-多硅白云母-石英礦物組合的基礎(chǔ)上建立了綠片巖相-藍(lán)片巖相過(guò)渡條件下的地質(zhì)溫壓計(jì)。如圖6(b)所示基于不同礦物組合的反應(yīng)線(xiàn)平衡于308～359 ℃/6.02±0.5 kbar條件下，但由于拉孜黑硬綠泥石片巖中并不存在白云母，卻出現(xiàn)黑硬綠泥石-綠泥石-黑云母-石英的礦物組合，故黑硬綠泥石-綠泥石-多硅白云母溫壓計(jì)并不適用于拉孜黑硬綠泥石片巖。與多硅白云母相比，黑云母穩(wěn)定于低壓條件下，因此拉孜黑硬綠泥石片巖中的黑硬綠泥石礦物極有可能在低于6.02 kbar的變質(zhì)條件下形成，這與本文視剖面圖模擬結(jié)果一致。前人研究認(rèn)為，與藍(lán)片巖相伴生的黑硬綠泥石礦物形成于俯沖帶藍(lán)片巖相變質(zhì)作用后期向綠片巖相過(guò)渡條件下，但對(duì)黑硬綠泥石形成于向綠片巖相條件轉(zhuǎn)化時(shí)壓力降低而溫度略有升高或保持不變的時(shí)期[25]，或者降溫減壓階段[26]尚有不同認(rèn)識(shí)。本文視剖面圖結(jié)果進(jìn)一步揭示了黑硬綠泥石礦物對(duì)壓力條件變化并不敏感，主要形成于巖石經(jīng)歷峰期變質(zhì)條件之后的降溫減壓階段。

(a)白云母成分與變質(zhì)程度關(guān)系;(b)黑硬綠泥石-綠泥石-多硅白云母-石英變質(zhì)組合平衡P-T條件

5.2 構(gòu)造意義

沉積混雜巖帶是雅魯藏布江縫合帶的重要組成部分，被認(rèn)為是新特提斯洋和印度大陸向歐亞大陸之下俯沖消減的產(chǎn)物。沉積混雜巖帶基質(zhì)以粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、砂巖等泥砂質(zhì)沉積物為主，少量玄武巖、火山碎屑巖、火山沉積巖，多遭受綠片巖相等低級(jí)變質(zhì)作用，形成板巖、絹云母千枚巖、綠泥石片巖、陽(yáng)起石片巖等。白云母石英片巖、黑硬綠泥石片巖和少量藍(lán)片巖塊體出露于沉積混雜巖帶中，表明部分巖石經(jīng)歷了與板塊俯沖有關(guān)的低溫高壓變質(zhì)作用。因此沉積混雜巖帶記錄了雅魯藏布縫合帶形成與演化的重要信息，對(duì)探討由特提斯洋殼俯沖到印度-亞歐大陸的碰撞過(guò)程具有重要意義。

雅魯藏布江縫合帶中段的多硅白云母石英片巖和黑硬綠泥石片巖的峰期變質(zhì)條件為高壓綠片巖相，與卡堆低級(jí)藍(lán)片巖峰期條件[11]近似，指示地溫梯度15～18 ℃/km，俯沖深度21～23 km，其變質(zhì)特征和典型的低溫高壓藍(lán)片巖存在明顯差別。在洋殼俯沖過(guò)程中，地溫梯度在俯沖通道的淺部和深部可能存在不均一性，淺部地溫梯度較大，表現(xiàn)為中P/T變質(zhì)相系的綠片巖[27]。隨著俯沖深度增加，地溫梯度變低，洋殼物質(zhì)則經(jīng)歷高P/T變質(zhì)條件形成典型的藍(lán)片巖和榴輝巖。構(gòu)成增生楔主體的沉積混雜巖帶巖石被俯沖板塊帶入地下的深度較小，溫度壓力條件較低，經(jīng)歷綠片巖相-低級(jí)藍(lán)片巖相變質(zhì)作用。

已有研究顯示，新特提斯洋的消亡并非只依靠一條歐亞大陸南緣的洋陸俯沖帶完成的，在新特提斯洋內(nèi)還曾發(fā)育過(guò)一條甚至多條洋內(nèi)俯沖帶。在西喜馬拉雅地區(qū)，沉積混雜巖帶普遍經(jīng)歷了高壓低溫變質(zhì)作用形成含硬柱石藍(lán)片巖，峰期條件為470 ℃/19 kbar，地溫梯度7～9 ℃/km，俯沖深度達(dá)60 km，屬于典型的高P/T相系，形成于新特提斯洋的洋內(nèi)俯沖系統(tǒng)[28]。在東喜馬拉雅地區(qū)，那加山變質(zhì)帶可能是雅魯藏布江縫合帶的向東延伸部分，那加山變質(zhì)混雜巖帶峰期條件11.5 kbar /340 ℃，地溫梯度8～9 ℃/km，俯沖深度40 km，形成于新特提斯洋的洋內(nèi)俯沖系統(tǒng)[29]。在雅魯藏布江縫合帶中段，澤當(dāng)?shù)貐^(qū)蛇綠巖的北側(cè)為一套晚侏羅世的基性-中酸性火山巖組合，被認(rèn)為是洋內(nèi)弧建造[30]?；谏呔G巖巖石學(xué)和地球化學(xué)特征研究，Dai等[31]認(rèn)為晚侏羅世-白堊紀(jì)早期，沿雅魯藏布江縫合帶在南側(cè)印度大陸和北側(cè)拉薩地塊及Karakoram微地體之間的新特提斯洋洋內(nèi)存在長(zhǎng)達(dá)2 500 km的洋內(nèi)俯沖系統(tǒng)。

本研究在雅魯藏布江縫合帶中段地區(qū)并未發(fā)現(xiàn)島弧殘留的存在，且多硅白云母石英片巖、黑硬綠泥石片巖和藍(lán)片巖等高壓變質(zhì)巖揭示的峰期變質(zhì)條件、地溫梯度、俯沖深度明顯不同于新特提斯洋洋內(nèi)俯沖系統(tǒng)發(fā)育的西喜馬拉雅和那加山地區(qū)[28-29]。李才等[9]獲得了卡堆藍(lán)片巖中鈉閃石40Ar/39Ar年齡為59 Ma，而40Ar的擴(kuò)散封閉溫度應(yīng)為～470 ℃，這一溫度高于藍(lán)片巖的峰期變質(zhì)溫度，因此40Ar/39Ar 冷卻年齡可代表鈉閃石結(jié)晶年齡，即藍(lán)片巖峰期變質(zhì)年齡。這一年齡明顯晚于洋內(nèi)島弧拼接到拉薩地塊的時(shí)間(152～130 Ma)，而與印度-歐亞大陸初始碰撞時(shí)間(65～55 Ma)十分接近[32]。沉積混雜巖帶與蛇綠混雜巖帶相伴生，其原巖主要是洋殼成分。因此雅魯藏布江縫合帶中段地區(qū)沉積混雜巖帶經(jīng)歷了高壓綠片巖相變質(zhì)作用，形成于單一的特提斯洋洋殼向歐亞大陸南緣俯沖的構(gòu)造體制下印度-歐亞大陸初始碰撞時(shí)期。

6 結(jié)論

1)視剖面圖模擬結(jié)果顯示，雅魯藏布江縫合帶中段地區(qū)沉積混雜巖帶中多硅白云母石英片巖的峰期變質(zhì)條件為6.4 kbar/366 ℃，黑硬綠泥石片巖的峰期溫壓條件為6.1 kbar/363 ℃，黑硬綠泥石為峰后降溫減壓階段的產(chǎn)物，變質(zhì)級(jí)別為高壓綠片巖相。

2)雅魯藏布江縫合帶中段地區(qū)沉積混雜巖變質(zhì)級(jí)別低，變形強(qiáng)烈，其變質(zhì)特征與增生楔系統(tǒng)發(fā)育的低級(jí)變質(zhì)巖十分相似，形成于單一的特提斯洋洋殼向歐亞大陸南緣俯沖的構(gòu)造體制之下印度-亞洲大陸初始碰撞時(shí)期。