西藏拉薩地塊北部晚白堊世晚期基性巖墻的成因：來自鋯石U-Pb年代學(xué)及地球化學(xué)的制約*

于云鵬 王明, 2** 解超明, 2 范建軍 羅安波 曾孝文

1. 吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，長春 1300612. 東北亞礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)自然資源部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長春 130061

班公湖-怒江縫合帶(后簡(jiǎn)稱班-怒帶)橫貫青藏高原中部，其北部為羌塘地塊，南部為拉薩地塊。作為青藏高原眾多縫合帶中重要的一條，班-怒帶的性質(zhì)、大洋俯沖極性、演化過程與閉合機(jī)制過去一直受到眾多學(xué)者的研究(Yin and Harrison, 2000; Kappetal., 2003; 潘桂棠等, 2006; 張玉修, 2007)。目前主流的觀點(diǎn)根據(jù)沉積及巖漿的記錄，認(rèn)為羌塘地塊與拉薩地塊于早白堊世期間沿班-怒帶發(fā)生碰撞(Kappetal., 2007; Suietal., 2013; Zhuetal., 2016)，隨后的持續(xù)碰撞導(dǎo)致縫合帶附近的地殼在晚白堊世發(fā)生了明顯的增厚縮短(Guynnetal., 2006; Kappetal., 2007)。近年來在大規(guī)模區(qū)域地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，大量巖石年代學(xué)、巖石地球化學(xué)以及同位素?cái)?shù)據(jù)的應(yīng)用，使得拉薩地塊北部的晚白堊世巖漿巖演化過程得到明確。拉薩地塊中北部94～79Ma的埃達(dá)克巖及花崗質(zhì)巖石為碰撞后加厚下地殼部分熔融及拆沉的產(chǎn)物(Zhaoetal., 2008; 余紅霞等, 2011; 王保弟等, 2013; 李華亮等, 2014; 雷鳴等, 2015; 雷鳴, 2016; 劉涵等, 2015; Sunetal., 2015; Yietal., 2018; Liuetal., 2019)，80Ma左右的花崗質(zhì)巖石則被解釋為后碰撞環(huán)境下的巖漿作用產(chǎn)物(高順寶等, 2011; 馬蓁, 2013)，而在班公湖地區(qū)發(fā)現(xiàn)的88Ma輝綠巖脈、79Ma花崗斑巖脈以及措勤地區(qū)87Ma雙峰式火山巖被認(rèn)為是伸展環(huán)境下的產(chǎn)物(辛洪波和曲曉明, 2006; 江軍華等, 2011; 張碩等, 2014)。這些晚白堊世巖漿活動(dòng)不僅記錄了班公湖-怒江洋(后簡(jiǎn)稱班-怒洋)閉合后的碰撞過程：碰撞-地殼加厚-拆沉(伴隨伸展)，同時(shí)也是認(rèn)識(shí)碰撞后地殼的生長與組成的重要突破口。但由于以往對(duì)碰撞后巖漿巖的研究主要集中在晚白堊世早期，而對(duì)于晚白堊世晚期(<80Ma)的基性巖漿事件鮮有報(bào)道(Zhuetal., 2016)。因此本文在以往研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合拉薩地塊北部晚白堊世晚期基性巖墻的鋯石U-Pb年代學(xué)及巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)，以期進(jìn)一步確定拉薩地塊北部碰撞后的地殼演化過程。

1 地質(zhì)概況及樣品描述

拉薩地塊位于班公湖-怒江縫合帶和印度-雅魯藏布江縫合帶之間，并被獅泉河-納木錯(cuò)蛇綠混雜巖和洛巴堆-米拉山斷裂帶由南至北分為北、中、南三個(gè)塊體(圖1a)。岡底斯巖漿帶位于拉薩地塊內(nèi)部，其主體為白堊紀(jì)和古近紀(jì)的巖漿活動(dòng)產(chǎn)物(莫宣學(xué)等, 2005; Harrisonetal., 2000; Jietal., 2012; Zhuetal., 2011; Zhangetal., 2010; Suietal., 2013)。研究區(qū)位于北拉薩地塊尼瑪縣阿索鄉(xiāng)一帶，在阿索鄉(xiāng)以南50km的目思地區(qū)出露有一系列近NE-SW走向的晚白堊世基性巖墻(圖1b)。

目思地區(qū)出露的地層主要為晚古生代地層，包括中二疊統(tǒng)昂杰組及上石炭統(tǒng)-下二疊統(tǒng)拉嘎組(圖1b)。其中昂杰組主要以雜砂巖、變質(zhì)砂巖為主，拉嘎組以含生物碎屑灰?guī)r、泥晶灰?guī)r為主，反映地層的形成環(huán)境為濱淺海相。為了進(jìn)一步明確該區(qū)的晚白堊世巖漿事件，并探究基性巖墻的成因，對(duì)上述巖體進(jìn)行樣品采集并對(duì)其中一個(gè)巖體進(jìn)行剖面測(cè)制。剖面的詳細(xì)位置見圖1b，剖面起始坐標(biāo)為北緯31°39′36″、東經(jīng)85°57′00″。

在目思地區(qū)測(cè)制的基性巖墻剖面可反映巖墻的野外產(chǎn)狀及圍巖性質(zhì)(圖2)。巖墻侵出產(chǎn)狀近直立，寬約6～15m，長度約130m，其圍巖主要為上石炭統(tǒng)-下二疊統(tǒng)拉嘎組(圖3a)，包括二段變質(zhì)砂巖、變質(zhì)長石石英砂巖、變質(zhì)復(fù)成分礫巖及含礫板巖。巖墻巖性為典型的輝綠玢巖，風(fēng)化程度較強(qiáng)烈，部分巖石的斑晶被剝蝕形成孔洞且輝石礦物破碎嚴(yán)重(圖3b, d)。巖石組構(gòu)為似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶的主要成分為斜長石，其次為單斜輝石。鏡下明顯可見巖石發(fā)生弱蝕變，板柱狀斜長石斑晶發(fā)育聚片雙晶，長度可達(dá)5mm(圖3c)。巖石基質(zhì)由大量斜長石、少量單斜輝石及微量的角閃石、黑云母微晶組成(圖3d)，粒徑在0.1～0.7mm之間。副礦物為少量鋯石及磷灰石。

2 分析方法

在目思基性巖墻中共采集9件輝綠玢巖地球化學(xué)樣品用于全巖地球化學(xué)測(cè)試分析(表1)。為了避免弱蝕變對(duì)樣品全巖地球化學(xué)分析的影響即確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信程度，樣品在野外采集過程中均挑選最新鮮巖石并去除風(fēng)化面。之后用<5% HNO3和去離子水清洗樣品，待樣品干燥后將樣品放入無污染瑪瑙球磨機(jī)粉碎至200目，以上實(shí)驗(yàn)過程均在河北省廊坊市區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究院無污染實(shí)驗(yàn)室完成。所有粉碎的樣品送到中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地學(xué)實(shí)驗(yàn)中心用于全巖地球化學(xué)主微量元素分析。全巖地球化學(xué)主量元素測(cè)試在等離子體發(fā)射光譜儀(ICP-OEC)實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行，測(cè)試儀器為PS-950等離子體光譜儀；微量元素的化學(xué)預(yù)處理采用兩酸(HNO3+HF)高壓反應(yīng)釜溶樣法，測(cè)試方法為ICP-MS法，測(cè)試儀器為Agilent-7500a電感耦合等離子質(zhì)譜儀，實(shí)驗(yàn)過程中采用國際標(biāo)準(zhǔn)參考樣品AGV-2和GSR-3進(jìn)行校對(duì)(Govindaraju, 1994)。

圖1 西藏南部岡底斯巖漿帶白堊世火山巖分布(a,據(jù)Zhu et al., 2011修改)和目思地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(b)年齡數(shù)據(jù)來自：Zhao et al., 2008; 余紅霞等, 2011; 劉涵等, 2015; 雷鳴, 2016; Sun et al., 2015; Yi et al., 2018; Liu et al., 2019Fig.1 Distribution of the Cretaceous volcanic rocks on Gangdese belt, South Tibet (a, modified after Zhu et al., 2011) and simplified geological map of the Musi area (b)

圖2 西藏尼瑪縣阿索鄉(xiāng)北部目思基性巖墻剖面1-變質(zhì)砂巖；2-變質(zhì)長石石英砂巖；3-變質(zhì)復(fù)成分礫巖；4-含礫板巖；5-輝綠玢巖. C2P1l2-上石炭統(tǒng)-下二疊統(tǒng)拉嘎組二段；K2βμ-晚白堊世輝綠玢巖；N17T53-基性巖墻年齡及化學(xué)樣品采樣點(diǎn)Fig.2 Section of Musi mafic dyke in north of Asa Village, Nyima County, Tibet

此外在目思基性巖墻中共采集3件年齡樣品，采樣坐標(biāo)見圖1b及表2。定年樣品的U、Th和Pb同位素元素分析在中國地質(zhì)大學(xué)(北京)的實(shí)驗(yàn)室完成，分析儀器為193nm激光剝蝕進(jìn)樣系統(tǒng)UP 193SS和Agilent 7500a型四級(jí)桿等離子體質(zhì)譜儀構(gòu)成的激光等離子體質(zhì)譜儀(LA-ICP-MS)。激光束直徑為36μm，以He作為剝蝕物質(zhì)載氣。國際標(biāo)樣91500作為外標(biāo)校對(duì)同位素分餾，U、Th含量采用NIST610中的29Si作為內(nèi)標(biāo)校正儀器引起的信號(hào)漂移。詳細(xì)的方法和分析流程見Yuanetal. (2004)。鋯石定年數(shù)據(jù)處理采用Isoplot (version 3.0)和Glitter (version 4.4)軟件(Ludwig, 2003)。

3 分析結(jié)果

3.1 全巖地球化學(xué)

表1目思基性巖墻主量(wt%)和微量(×10-6)元素分析結(jié)果

Table 1 Analytic results of major (wt%) and trace (×10-6) elements of the Musi mafic dyke

樣品號(hào)T51H1T51H2T51H3T53H1T53H2T53H3T56H1T56H2T56H3SiO253.5352.4753.5552.8551.9053.1852.5053.0652.34TiO21.651.631.681.571.531.451.611.621.74Al2O314.4414.7814.5615.6516.2316.1015.8014.8615.26Fe2OT39.199.148.818.878.828.348.438.509.28MnO0.150.150.150.120.120.120.120.130.15MgO4.574.754.304.824.974.854.694.343.98CaO7.848.198.107.427.637.297.697.087.60Na2O2.732.882.943.063.113.133.113.303.34K2O0.950.980.971.131.011.001.141.191.25P2O50.500.500.510.520.500.460.540.540.58LOl4.254.434.263.844.133.914.295.164.38Total99.7999.9199.8399.8699.9599.8399.9099.7899.90Mg#53.6654.7553.1955.8856.7557.5256.4654.3349.99Li40.1044.7939.0641.0736.1135.3438.5528.4628.25Sc22.8824.3623.3422.6321.5221.0221.9022.5023.48V191.3190.9198.2183.3174.0174.4182.3189.8200.2Cr58.3658.6457.3668.7879.4875.6269.8651.3055.00Co41.7435.4629.8634.3632.8631.5634.1432.1434.84Ni69.6468.4066.6465.7374.1770.2669.7055.9458.54Cu24.6225.3224.6622.9124.2823.1222.4221.5222.52Zn79.0880.0086.9677.5678.3675.4088.5087.8489.78Ga20.3520.6920.2520.4720.8120.5220.8820.6921.47Rb18.7219.4721.8227.5924.2224.7426.5631.7234.12Sr629.2643.4610.2605.3580.6585.6561.2552.6563.2Y33.3433.6633.6431.4131.1430.6832.0233.3635.32Zr290.4287.2295.6267.5266.8260.0273.4284.0293.6Nb16.6016.5216.4515.5915.2614.9215.8716.4416.97Cs2.562.614.664.454.725.024.666.807.62Ba319.8328.0314.6345.6344.2333.2349.8387.4465.0La41.4440.9240.7439.7438.0437.5039.4640.9642.66Ce90.5489.1093.6486.8682.3281.4285.6288.1294.24Pr11.4511.6011.5310.9510.5010.3510.9211.2911.94Nd41.5841.9641.8439.3238.1837.5239.5241.1243.72Sm8.108.238.177.707.517.417.848.128.61Eu2.082.092.071.951.951.901.982.052.17Gd7.177.197.296.736.666.576.887.217.62Tb1.081.081.091.011.000.991.031.081.14Dy6.256.176.225.735.715.675.956.166.51Ho1.261.241.261.161.171.141.201.241.31Er3.453.383.453.143.183.153.273.393.55Tm0.500.490.500.460.460.460.480.500.52Yb3.082.993.042.772.802.782.892.993.12Lu0.470.450.460.420.420.420.440.450.46Hf6.986.646.796.096.316.266.536.776.88Ta1.020.980.970.920.930.950.910.991.00Pb6.215.445.987.498.368.149.069.139.39Th5.865.505.715.305.625.585.976.126.11U0.810.750.780.950.960.951.071.091.07Eu?0.830.830.820.830.840.830.830.820.82(La/Yb)N9.649.829.6110.309.749.679.799.819.82(Ce/Yb)N8.158.288.568.728.168.138.238.188.40∑REE218.5216.9221.3207.9199.9197.3207.5214.7227.6

注：Mg#=100×Mg/(Mg+Fe)；Eu*=EuN/(SmN×GdN)1/2；EuN、SmN、GdN、(La/Yb)N、(Ce/Yb)N均為球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化后的比值

表2目思基性巖墻鋯石U-Pb同位素測(cè)試結(jié)果

Table 2 Zircon U-Pb isotope analytic results of the Musi mafic dyke

測(cè)點(diǎn)號(hào)含量(×10-6)ThUTh/UU-Pb同位素比值年齡(Ma)207Pb/206Pb1σ207Pb/235U1σ206Pb/238U1σ207Pb/235U1σ206Pb/238U1σ諧和度N17T51:E85°57′35″、N31°40′16″01416.49423.410.980.04750.00130.07460.00210.01140.0001732730.90.00%0257.35109.890.520.04760.00320.07480.00490.01140.00027357310.00%0625.4435.130.720.04730.00950.07800.01560.01200.00037615772-1.30 %07100.7114.230.880.05350.00340.08750.00550.01190.000285576111.84%10162.87220.670.730.04730.00230.07710.00360.01180.0002753761-1.32%1240.5259.060.690.04610.00420.07920.00720.01250.0002777801-3.75%15114.85163.390.700.04750.00250.07150.00380.01090.000270469.910.14%16269.61281.060.960.05000.00190.07760.00300.01130.000176372.10.95.41%20158.62219.390.720.04800.00220.07590.00360.01150.000274373.510.68%N17T53:E85°57′35″、N31°40′14″0137.6744.360.850.04730.00710.07890.01180.01210.00027711781-1.28%02164.74176.920.930.04750.00240.07610.00380.01160.00027447410.00%0326.8246.850.570.04650.00630.07950.01070.01240.00027810801-2.50%0453.8271.320.750.04730.00490.07830.00810.01200.00027787710.00%05526.31363.651.450.04690.00150.07570.00240.01170.000274274.91-1.20%0637.1946.900.790.04710.00720.07690.01180.01180.00027511761-1.32%0799.41129.760.770.04750.00270.07530.00430.01150.00027447410.00%0979.3989.370.890.04860.00350.08170.00580.01210.00028057812.56%1019.4228.040.690.04710.01190.07860.01980.01210.00037719782-1.28%12191.16196.160.970.04750.00230.07550.00370.01150.00027437410.00%1351.6363.470.810.04650.00550.07600.00890.01190.0002748761-2.63%1434.0043.350.780.04760.00750.08110.01270.01230.000279127920.00%1566.0793.140.710.04760.00360.07990.00590.01220.00027867810.00%1624.9233.760.740.04750.00900.07870.01490.01200.000377147720.00%1784.16112.890.750.04750.00350.07820.00570.01190.00027657610.00%18154.35158.890.970.04750.00280.07430.00440.01130.00027347310.00%19151.65184.390.820.04760.00260.07590.00410.01160.00027447410.00%20286.18247.991.150.05220.00190.08170.00290.01140.000280372.819.89%N17T56:E85°57′35″、N31°40′13″01117.24115.431.020.04790.00290.08380.00490.01270.00028258111.23%02140.03152.190.920.04780.00290.07100.00430.01080.000270469.111.30%0631.5253.200.590.05110.00690.08230.01090.01170.000280107526.67%0739.9450.870.790.04670.00670.07990.01140.01240.00027811791-1.27%0855.8264.790.860.05310.00720.08860.01190.01210.0002861178110.26%1175.2889.340.840.04750.00380.08070.00650.01230.00027967910.00%1266.5281.050.820.04650.00350.07780.00570.01210.0002765781-2.56%14122.32136.600.900.05010.00290.07990.00460.01160.00027847415.41%

圖3 目思基性巖墻野外產(chǎn)狀及巖相學(xué)特征(a)目思基性巖墻；(b)巖石近景照片；(c、d)目思基性巖墻巖相學(xué)特征(樣品N17T51、N17T56，正交偏光). Pl-斜長石；Cpx-單斜輝石Fig.3 Occurrences and petrographic features of the Musi mafic dyke

圖4 目思基性巖墻Nb/Y-Zr/TiO2×0.0001圖解(a,底圖據(jù)Winchester and Floyd, 1977)和AFM判別圖解(b,底圖據(jù)Irvine and Baragar, 1971)Fig.4 Nb/Y vs. Zr/TiO2×0.0001 (a, base map after Winchester and Floyd, 1977) and AFM (b, base map after Irvine and Baragar, 1971) discriminant diagrams for the Musi mafic dyke

在球粒隕石化稀土元素配分曲線圖中，目思基性巖墻呈現(xiàn)出輕稀土元素富集的右傾曲線(圖5a)，(La/Yb)N(9.60～10.46)、(Ce/Yb)N(7.85～8.79)同樣呈現(xiàn)出較高的比值。在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖中(圖5b)，目思基性巖墻呈現(xiàn)出明顯的大離子親石元素富集(如Ba、Th、U和K)，虧損Nb、Ta、Ti等高場(chǎng)強(qiáng)元素，并具有Pb的正異常。同時(shí)，Eu具有明顯的負(fù)異常(Eu*=0.81～0.84)。

3.2 鋯石U-Pb年齡

目思基性巖墻樣品中獲取的鋯石的形態(tài)并不規(guī)則，在陰極發(fā)光圖像中(圖6)，鋯石多呈半自形長柱狀，部分呈他形粒狀，粒徑范圍100～300μm，長寬比1:1～3:1。鋯石晶面較光滑，弱環(huán)帶結(jié)構(gòu)，Th/U比值為0.52～1.45，均大于0.3，表明鋯石為巖漿成因。

35個(gè)測(cè)點(diǎn)206Pb/238U年齡值變化在69～81Ma，鋯石年齡較為分散，存在72～76Ma和76～80Ma兩個(gè)峰值年齡(圖7a)。對(duì)兩組年齡分別進(jìn)行投圖，在207Pb/235U-206Pb/238U諧和曲線圖中，兩組年齡樣品的測(cè)點(diǎn)均分布于諧和線上(圖7b, c)，加權(quán)平均年齡分別為73.5±0.6Ma(MSWD=0.62, N=13)和77.3±0.5Ma(MSWD=1.1, N=17)。其中較為年輕的年齡73.5±0.6Ma最有可能代表巖體的形成時(shí)代，指示目思基性巖墻的巖漿結(jié)晶年齡為晚白堊世。

圖5 目思基性巖墻球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分曲線圖(a)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)Sun and McDonough, 1989)Fig.5 Chondrite-normalized REE patterns (a) and primitive mantle normalized muti-element diagrams (b) for the Musi mafic dyke (normalization values after Sun and McDonough, 1989)

圖6 目思基性巖墻代表性鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像Fig.6 Representative cathodoluminescence (CL) images of zircons from the Musi mafic dyke

4 討論

4.1 巖石成因

在討論巖漿來源之前，應(yīng)首先考慮巖漿在上升過程中受地殼混染程度。相較于活躍的大離子親石元素，穩(wěn)定富集的高場(chǎng)強(qiáng)元素可以用于討論巖漿是否與地殼混染(Winchester and Floyd, 1977)。Nb/Yb-Th/Yb圖解和(La/Yb)PM-(Th/Nb)PM圖解能夠有效判別地殼物質(zhì)的貢獻(xiàn)(Xuetal., 2002)。目思巖墻的巖石樣品全部落入巖漿混染區(qū)域中(圖8a)，而在(La/Yb)PM-(Th/Nb)PM圖解中同樣呈現(xiàn)出受大陸地殼混染的趨勢(shì)(圖8b)。巖石中的La/Ta和La/Sm受巖漿混合或地殼混染的影響較大，受地殼混染后的玄武巖La/Ta會(huì)在25以上，La/Sm會(huì)在5以上(王明等, 2010)。目思基性巖墻La/Ta介于39.46～43.40之間，La/Sm介于4.95～5.16之間。結(jié)合Nb/Yb-Th/Yb圖解和(La/Yb)PM-(Th/Nb)PM圖解的投圖結(jié)果，認(rèn)為巖漿在上升過程中受到了地殼物質(zhì)的混染。

圖7 目思基性巖墻鋯石U-Pb諧和圖Fig.7 U-Pb concordia diagrams of zircons from the Musi mafic dyke

現(xiàn)有研究表明，玄武質(zhì)巖漿一般來源于地幔橄欖巖的部分熔融。由尖晶石二輝橄欖巖部分熔融的玄武質(zhì)巖漿通常具有平緩的稀土元素分布模式，而由石榴子石二輝橄欖巖低程度熔融生成的巖漿，通常重稀土元素顯著分餾(Hart and Dunn, 1993)。目思基性巖墻具有輕微的重稀土元素分餾(圖5a)，同時(shí)La/Sm-Sm/Yb的投圖結(jié)果顯示，初始巖漿來自于尖晶石+石榴石二輝橄欖巖地幔源區(qū)1%～5%的部分熔融，尖晶石與石榴石比值接近1:1(圖9a)。在Ta/Yb-Th/Yb圖解(Pearce, 2008)中，目思基性巖墻落入鈣堿性玄武巖區(qū)域中，同樣落入地幔序列以外(圖9b)。結(jié)合目思基性巖墻中富集Ba、Th、U、K等大離子親石元素，虧損Nb、Ta、Ti等高場(chǎng)強(qiáng)元素的地球化學(xué)特征，推斷目思基性巖墻來源于富集地幔部分熔融。

目思基性巖墻中的Mg#值以及Cr、Ni質(zhì)量分?jǐn)?shù)(Mg#=50.0～57.5、Cr=51.30×10-6～79.48×10-6、Ni=55.94×10-6～74.168×10-6)均低于原生玄武質(zhì)巖漿(Mg#=68～75、Cr=300×10-6～500×10-6、Ni=300×10-6～400×10-6; Freyetal., 1978; 朱弟成等, 2005)，表明其經(jīng)歷了一定程度的結(jié)晶分異作用。在La/Yb-La和La-La/Sm中同樣呈現(xiàn)出分離結(jié)晶的趨勢(shì)(圖10a, b)。而在Hacker圖解中，Mg#與Cr、Ni呈現(xiàn)出明顯的正相關(guān)(圖10c, d)，表明巖漿在演化過程中發(fā)生了橄欖石、單斜輝石及角閃石等鎂鐵質(zhì)礦物的結(jié)晶分異作用。同時(shí)目思基性巖墻具有Eu負(fù)異常(Eu*=0.81～0.84)的特征表明巖石還發(fā)生了斜長石的分離結(jié)晶。

圖8 目思基性巖墻Nb/Yb-Th/Yb圖解(a,底圖據(jù)Pearce, 2008)和 (La/Nb)PM-(Th/Nb)PM圖解(b,底圖據(jù)Frey et al., 2002)原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)引自Sun and McDonough (1989)，下地殼與中地殼數(shù)據(jù)引自Rudnick and Gao (2003)Fig.8 Nb/Yb vs. Th/Yb (a, base map after Pearce, 2008) and (La/Nb)PM vs. (Th/Nb)PM (b, base map after Frey et al., 2002) plots of Musi mafic dyke (base map after Xu et al., 2002)

圖9 目思基性巖墻La/Sm-Sm/Yb圖解(a,底圖據(jù)Aldanmaz et al., 2000)和Ta/Yb-Th/Yb圖解(b,底圖據(jù)Pearce, 2008)Fig.9 La/Sm vs. Sm/Yb (a, base map after Aldanmaz et al., 2000) and Ta/Yb vs. Th/Yb (b, base map after Pearce, 2008) plots of Musi mafic dyke

圖10 目思基性巖墻La/Yb-La圖解(a,底圖據(jù)Chung et al., 2009)、La-La/Sm圖解(b,底圖據(jù)陳玲等, 2013)、Mg#與Cr、Ni元素相關(guān)圖(c、d)Fig.10 La/Yb vs. La plot (a, base map after Chung et al., 2009), La vs. La/Sm plot (b, base map after Chen et al., 2013), correlation diagram of Mg# and Cr, Ni (c, d) of Musi mafic dyke

綜上所述，目思基性巖墻的源區(qū)為地幔尖晶石+石榴石二輝橄欖巖，在巖漿上升過程中遭受地殼物質(zhì)混染。在巖漿演化的過程中，發(fā)生了明顯的橄欖石、單斜輝石及斜長石礦物的結(jié)晶分異。

4.2 構(gòu)造環(huán)境

以往的研究認(rèn)為羌塘地塊與拉薩地塊于早白堊世沿閉合的班-怒帶發(fā)生碰撞(Kappetal., 2007; Suietal., 2013; Zhuetal., 2016)。伴隨著班-怒洋的洋殼陸下斷離(113Ma)，拉薩地塊中北部與羌塘-拉薩碰撞帶進(jìn)入陸內(nèi)碰撞環(huán)境(Zhuetal., 2009; Zhuetal., 2011)。板片的斷離引起軟流圈地幔的上涌，于莫霍面附近形成廣泛分布的鎂鐵質(zhì)巖漿，從而增加了地殼的厚度(Zhuetal., 2017)。Kappetal. (2007)根據(jù)尼瑪盆地中地層的沉積特征，認(rèn)為拉薩地塊中北部于125～95Ma發(fā)生了明顯的地殼增厚縮短，竟柱山組磨拉石建造與下覆海相地層的不整合進(jìn)一步表明地殼最有可能在113～93Ma發(fā)生南北向的增厚縮短。而碰撞后末期的巖石圈增厚正是發(fā)生巖石圈拆沉作用的必要條件(Bonin, 2004)。隨著拉薩中北部地殼的兩次增厚，下地殼的深度與壓力逐漸增大，成分逐漸由角閃巖相向榴輝巖相轉(zhuǎn)變，密度逐漸增大(Wangetal., 2014)。張旗等(2006)認(rèn)為該階段的榴輝巖下地殼的密度小于下伏地幔，拆沉作用的發(fā)生仍需要大規(guī)模的巖漿活動(dòng)使低密度的中酸性巖漿巖移出下地殼。而區(qū)域內(nèi)大規(guī)模的同期(94～79Ma)埃達(dá)克質(zhì)巖漿活動(dòng)為拆沉模式提供了強(qiáng)有力的支持(Zhaoetal., 2008; 余紅霞等, 2011; 王保弟等, 2013; 李華亮等, 2014; 雷鳴等, 2015; 劉涵等, 2015; Sunetal., 2015; Chenetal., 2015; Yietal., 2018; Liuetal., 2019)。

考慮到下地殼的拆沉作用受到空間及密度的制約，軟流圈只能經(jīng)受有限的巖漿上涌與部分熔融，大部分的拆沉模式并非下地殼+巖石圈地幔的大規(guī)模整體拆沉，而是下地殼如同冰塊融化般的小規(guī)模逐漸拆沉(Houseman and Molnar, 1997; 張旗等, 2006)。區(qū)域內(nèi)94～79Ma小規(guī)模巖漿活動(dòng)埃達(dá)克質(zhì)和富鎂的地球化學(xué)特征全部與巖石圈拆沉有關(guān)(Zhaoetal., 2008; 余紅霞等, 2011; 雷鳴等, 2015; 雷鳴, 2016; 劉涵等, 2015; Sunetal., 2015; Yietal., 2018; Liuetal., 2019)，這些獨(dú)特的地球化學(xué)特征恰好反映了小規(guī)模巖石圈拆沉的結(jié)果。隨著下地殼拆沉作用的進(jìn)行，地殼逐漸減薄，部分地區(qū)由于地殼過薄發(fā)生垮塌，形成伸展環(huán)境，于中北拉薩地塊內(nèi)部形成了與拆沉環(huán)境有關(guān)巖漿活動(dòng)(94～79Ma，圖1a)同時(shí)期的伸展背景下的巖漿活動(dòng)(88～79Ma; 辛洪波和曲曉明, 2006; 江軍華等, 2011; 張碩等, 2014)。本次研究于拉薩地塊北部發(fā)現(xiàn)的基性巖墻具有74Ma的加權(quán)平均年齡，推測(cè)拉薩中北部的小規(guī)模拆沉作用持續(xù)到晚白堊世晚期。同時(shí)，由于小規(guī)模的拆沉模式導(dǎo)致基性巖漿的不發(fā)育(DeCellesetal., 2015)，鎂鐵質(zhì)巖漿在產(chǎn)生過程中被同期大量的花崗質(zhì)巖漿所消耗(Wangetal., 2014)。本次所研究的對(duì)象巖性更偏中性，同樣是因?yàn)閹r石圈地幔產(chǎn)生的鎂鐵質(zhì)巖漿在上升過程中與下地殼物質(zhì)發(fā)生混染(圖8)。

目思基性巖墻的構(gòu)造成因可以總結(jié)如下：班-怒洋閉合后的后碰撞作用使拉薩地塊增厚縮短，致使下地殼壓力增大，形成榴輝巖相下地殼。下地殼發(fā)生巖漿上涌，拉薩地塊中北部形成大規(guī)模埃達(dá)克質(zhì)的巖漿活動(dòng)，下地殼密度進(jìn)一步加大。由于下地殼榴輝巖密度大于下伏橄欖巖地幔，重力的不穩(wěn)定性引起下地殼發(fā)生拆沉。拆沉作用導(dǎo)致巖石圈地幔上涌，相關(guān)的地球化學(xué)特征顯示幔源巖漿于源區(qū)內(nèi)發(fā)生分離結(jié)晶，上升過程中與下地殼物質(zhì)發(fā)生混染。與區(qū)域內(nèi)同期拆沉成因巖漿巖的對(duì)比表明拆沉模式并非傳統(tǒng)認(rèn)為的下地殼+地幔整體拆沉，而是小規(guī)模的部分逐漸拆沉，該期拆沉作用沿羌塘-拉薩碰撞帶持續(xù)至晚白堊世晚期。

5 結(jié)論

基于拉薩地塊北部阿索地區(qū)目思基性巖墻的巖石學(xué)、全巖地球化學(xué)以及U-Pb年代學(xué)，可以得到以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)：

(1)目思基性巖墻中最年輕的一組鋯石U-Pb諧和年齡為74Ma，表明其形成時(shí)代為晚白堊世晚期；

(2)目思基性巖墻具有較高的SiO2、Mg#、Cr和Ni含量。這些地球化學(xué)特征表明巖漿來源于部分熔融的巖石圈地幔，并在上升過程中與拆沉的下地殼發(fā)生混染。

(3)目思基性巖墻形成于班-怒洋閉合后的后碰撞拆沉環(huán)境中，結(jié)合目思基性巖墻的鋯石U-Pb年齡表明羌塘-拉薩碰撞帶的拆沉作用一直持續(xù)到晚白堊世晚期。

致謝分析測(cè)試工作得到中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地學(xué)實(shí)驗(yàn)中心蘇犁教授與張紅雨老師的指導(dǎo)；兩位審稿人提出了建設(shè)性的意見；在此一并致謝。