岡底斯中段謝通門(mén)縣查布中新世埃達(dá)克質(zhì)巖石成因及其地質(zhì)意義

洪宇飛，，王睿強(qiáng)，溫定軍，徐 航，李艷芳

南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院,內(nèi)生金屬礦床成礦機(jī)制研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京210023

西藏拉薩地塊南部發(fā)育一條巨型巖漿巖帶（即岡底斯巖漿巖帶），帶內(nèi)廣泛分布中、新生代巖漿巖，它們的形成與新特提斯洋板片的俯沖消減、印度—亞洲大陸的碰撞和后碰撞事件密切相關(guān)（Wen et al.,2008;Zhu et al.,2015,2019），記錄了青藏高原的形成與演化，以及殼幔相互作用和地殼生長(zhǎng)加厚等重要信息，因而歷來(lái)是青藏高原造山帶中備受關(guān)注的研究對(duì)象。

近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，在岡底斯帶巖漿巖中發(fā)育有小體積但時(shí)間跨度較廣的埃達(dá)克質(zhì)巖石，它們呈東西向平行分布于印度河—雅魯藏布江縫合帶北側(cè)，主要形成于新特提斯洋板片的俯沖階段（136～76 Ma,Wen et al.,2008;Zheng et al.,2014;Zhu et al.,2009）和后碰撞階段（26～9 Ma，Chung et al.,2003;Hou et al.,2004;Zheng et al.,2012a;Jiang et al.,2014）。目前對(duì)新特提斯洋板片俯沖階段形成的埃達(dá)克質(zhì)巖普遍認(rèn)為起源于俯沖洋殼的部分熔融（Zhu et al.,2009;Jiang et al.,2012），但對(duì)印—亞碰撞后伸展階段埃達(dá)克質(zhì)巖石的成因則存在廣泛爭(zhēng)議，先后提出過(guò)多種觀點(diǎn)，如：增厚下地殼熔融（Hou et al.,2004;Mo et al.,2008）、拆沉下地殼熔融（Chung et al.,2009）、俯沖印度大陸地殼的熔融（Xu et al.,2010）等。因此，加深對(duì)這一時(shí)段埃達(dá)克質(zhì)巖石成因的研究，無(wú)疑有助于深化岡底斯帶巖漿作用深部過(guò)程與動(dòng)力學(xué)機(jī)制的認(rèn)識(shí)。

查布巖體構(gòu)造上處于岡底斯巖漿巖帶中段，以往區(qū)調(diào)資料①西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)廳區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì).1997.1:20萬(wàn)謝通門(mén)幅地質(zhì)圖.顯示，該巖體均由中新世黑云母二長(zhǎng)花崗巖組成（圖1）。但最新的定年結(jié)果表明，該巖體主體應(yīng)形成于始新世（～52 Ma，作者未刊資料），中新世的巖石僅限于巖體內(nèi)局部呈淺成相或次火山巖相產(chǎn)出的巖瘤或小巖株體，且這些淺成相—次火山巖相的花崗質(zhì)火山—侵入體具有埃達(dá)克質(zhì)巖石的地球化學(xué)組成特征。為此，本文以這期埃達(dá)克質(zhì)巖石為對(duì)象，開(kāi)展了系統(tǒng)的巖相學(xué)、地質(zhì)年代學(xué)、巖石地球化學(xué)以及Sr-Nd-Hf同位素組成的系統(tǒng)研究，以期進(jìn)一步豐富和深化岡底斯帶構(gòu)造—巖漿作用的認(rèn)識(shí)。

1 地質(zhì)概況及巖石學(xué)特征

青藏高原是一個(gè)自新元古代以來(lái)經(jīng)歷了“多洋(海)盆、多俯沖、多碰撞和多造山”長(zhǎng)期動(dòng)力學(xué)過(guò)程而形成的巨型復(fù)合碰撞造山拼貼體（許志琴等，2007；2011）。該拼貼體以印度河—雅魯藏布江縫合帶（IYZSZ）、班公湖—怒江縫合帶（BNSZ）和金沙江縫合帶（JSSZ）為界,自南向北可分為喜馬拉雅帶、拉薩地塊、羌塘地塊和松潘—甘孜復(fù)理石雜巖帶（圖1a;Zhu et al.,2011），其中，拉薩地塊夾持于班公湖—怒江縫合帶和印度河—雅魯藏布江縫合帶之間。依據(jù)基底—蓋層性質(zhì)差異，Zhu等（2011）分別以洛巴堆—米拉山斷裂（LMF）和獅泉河-納木錯(cuò)蛇綠混雜巖帶(SNMZ)為界，將拉薩地塊進(jìn)一步劃分為南拉薩地塊（SL，即狹義的岡底斯帶）、中拉薩地塊（CL）和北拉薩地塊（NL）三部分（圖1a）。南部拉薩地塊是青藏高原巖漿巖最集中的地區(qū)，以產(chǎn)出大規(guī)模的岡底斯巖基和同碰撞林子宗組火山巖為特征（圖1b;莫宣學(xué)等,2005;Ji et al.,2009;Zhu et al.,2015,2019），其中岡底斯巖基沿印度河—雅魯藏布江縫合帶北側(cè)呈近東西向展布，長(zhǎng)度超過(guò)1500 km，南北寬20～60 km，主要由鈣堿性花崗質(zhì)巖石組成，此外，尚有少量輝長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖等基性和中基性巖石，形成時(shí)代自晚三疊世一直延續(xù)到中新世（紀(jì)偉強(qiáng)等，2009），記錄了新特提斯洋板片俯沖及隨后印度—?dú)W亞大陸碰撞和后碰撞的全過(guò)程。

圖1 青藏高原構(gòu)造格架（a,據(jù)Zhu et al.,2011修改）、岡底斯帶巖漿巖分布（b,據(jù)Chung et al.,2009修改）和查布巖體地質(zhì)簡(jiǎn)圖（c,據(jù)謝通門(mén)幅1:20萬(wàn)地質(zhì)圖①西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)廳區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì).1997.1:20萬(wàn)謝通門(mén)幅地質(zhì)圖.修改）Fig.1 Schematic geological map showing tectonic framework of the Tibetan Plateau(a,after Zhu et al.,2011),distribution of magmatic rocks in the Gangdese belt(b,after Chung et al.,2009),and the Chabu granite pluton(c)

查布巖體位于岡底斯帶中段謝通門(mén)縣北側(cè)約35 km處，呈NNE展布，出露面積約400 km2，西側(cè)為雪拉普康日雪山，海拔達(dá)6310 m；中部為河溝所截接，并為第四系所覆蓋（圖1c）。巖體南部和東部主要侵入始新世二長(zhǎng)花崗巖中，北部侵入早白堊世楚木龍組（K1C）砂巖—粉砂巖和古新世典中組（K2E1d）火山巖中，西部為第四系所覆蓋（圖1c）。該巖體主體巖性為中粗粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖，以往區(qū)調(diào)資料①認(rèn)為該巖體形成于中新世，但最新的定年結(jié)果表明，查布巖體主體應(yīng)形成于始新世（～52 Ma；作者未刊資料），中新世的巖石僅限于查布鄉(xiāng)南、北二側(cè)呈淺成相或次火山巖相產(chǎn)出的小巖株體或巖瘤，出露面積＜15 km2（圖1c），其中淺成相的小巖株體見(jiàn)于南部加拉山和北部所勒附近，巖性為黑云母二長(zhǎng)花崗斑巖；次火山巖體緊鄰查布鄉(xiāng)南側(cè)產(chǎn)出，巖性為英安斑巖。這些淺成相—次火山巖相的花崗質(zhì)火山-侵入體具有埃達(dá)克質(zhì)巖石的地球化學(xué)組成特征。

黑云母二長(zhǎng)花崗斑巖呈斑狀結(jié)構(gòu)，手標(biāo)本上可見(jiàn)鉀長(zhǎng)石巨斑（圖2a），它們應(yīng)是在巖漿中長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)結(jié)晶生長(zhǎng)的產(chǎn)物（Winkler and Schultes,1982;Chambers et al.,2020）。鏡下觀察其斑晶礦物有斜長(zhǎng)石（30%～35%）、堿性長(zhǎng)石（25%～30%）和石英（20%～25%），鐵鎂礦物可見(jiàn)角閃石（～5%）和黑云母（5%～8%），副礦物以榍石和鈦鐵氧化物居多，并可見(jiàn)鋯石和磷灰石?；|(zhì)主要由石英和堿性長(zhǎng)石組成，二者常呈文像交生，構(gòu)成典型的花斑結(jié)構(gòu)（圖2b,c），反映其定位深度較淺（Tsusue and Liu,1987）。斑晶斜長(zhǎng)石多呈半自形晶，發(fā)育聚片雙晶，部分斑晶可見(jiàn)環(huán)帶結(jié)構(gòu)（圖2b）；斑晶堿性長(zhǎng)石主要為微紋長(zhǎng)石；角閃石多呈柱狀半自形晶，干涉色I(xiàn)級(jí)黃（圖2c）；黑云母呈片狀，部分發(fā)生白云母化。

與黑云母二長(zhǎng)花崗斑巖相比，英安斑巖的粒度明顯偏細(xì)，但也顯示斑狀結(jié)構(gòu)（圖2d）。鏡下觀察其斑晶礦物主要為石英（15%～20%）、斜長(zhǎng)石（40%～45%）和堿性長(zhǎng)石（10%～15%），鐵鎂礦物主要為黑云母（8%～10%）和角閃石(～5%)，副礦物主要有鋯石、榍石、磷灰石等。其基質(zhì)粒度明顯偏細(xì)，主要由霏細(xì)狀的石英、斜長(zhǎng)石和堿性長(zhǎng)石微晶組成。斑晶石英可見(jiàn)被熔蝕成港灣狀或篩孔狀（圖2e），黑云母和角閃石等含水鐵鎂礦物部分被暗化（圖2e），部分斜長(zhǎng)石斑晶發(fā)育環(huán)帶結(jié)構(gòu)，角閃石可見(jiàn)簡(jiǎn)單雙晶（圖2f）。斑晶石英被熔蝕及含水鐵鎂礦物暗化等現(xiàn)象反映巖石定位深度極淺，應(yīng)為次火山巖相。

圖2 查布中新世埃達(dá)克質(zhì)巖石的野外(a,d)和巖相學(xué)顯微照片(b,c,e,f)Fig.2 Field pictures(a,d)and microphotographs(b,c,e,f)of the Miocene adakitic rocks in Chabu

2 樣品與測(cè)試方法

2.1 鋯石U-Pb年齡與Hf同位素組成分析

本次研究選取查布埃達(dá)克質(zhì)巖石的三件典型樣品（TB-22、TB-25和19TB-3）進(jìn)行鋯石U-Pb年齡與Hf同位素組成測(cè)定，其中TB-22和TB-25為淺成相的黑云母二長(zhǎng)花崗斑巖，19TB-3為次火山巖相的英安斑巖，樣品的采樣位置示于圖1c，經(jīng)緯度坐標(biāo)列于表1。

鋯石樣品的制備是首先對(duì)全巖樣品進(jìn)行破碎、淘洗、磁選和重液分離，挑選出鋯石精樣，然后在雙目鏡下選擇晶型好、透明度高、粒徑較大的顆粒排列于雙面膠上，并注入環(huán)氧樹(shù)脂，待固結(jié)后細(xì)磨至鋯石顆粒中心露出，并拋光制成樣品靶。鋯石U-Pb年齡測(cè)定前先進(jìn)行陰極發(fā)光（CL）照相，以了解被測(cè)鋯石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并作為分析時(shí)選點(diǎn)的依據(jù)。CL照相、LA-ICP-MS U-Pb年齡和Hf同位素組成測(cè)定均在南京大學(xué)內(nèi)生金屬礦床成礦機(jī)制研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

CL照相采用安裝有Gatan Mono CL陰極熒光探頭的掃描電鏡（JEOL JSM-7000F）完成。鋯石U-Pb年齡測(cè)定采用GeoLas Pro 193 nm激光剝蝕系統(tǒng)取樣，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中以He氣作為剝蝕物質(zhì)的載氣，與Ar氣混合后將剝蝕物質(zhì)傳送到Thermofisher ICAP RQ型ICP-MS中進(jìn)行分析，激光脈沖重復(fù)頻率為5 Hz，熔蝕孔徑為32 mm，剝蝕時(shí)間為60 s，背景測(cè)量時(shí)間為40 s。U-Pb分餾根據(jù)澳大利亞鋯石標(biāo)樣GEMOC/GJ-1（207Pb/206Pb年齡為608.5±1.5 Ma;Jackson et al.,2004）來(lái)校正，采用鋯石標(biāo)樣Mud Tank（732±5 Ma;Black and Gulson,1978）以控制分析準(zhǔn)確度。U-Pb年齡和U、Th、Pb的計(jì)數(shù)由Glitter（ver.4.4）軟件獲得，詳細(xì)的分析方法和流程類似于Jackson等（2004）。鉛校正采用ComPb Corr#3-15G程序（Andersen,2002）處理，U-Pb諧和圖的繪制由Isoplot程序（Ludwig,2001）完成。

在鋯石U-Pb年齡測(cè)定的基礎(chǔ)上，結(jié)合CL圖像，在其剝蝕區(qū)原位或附近進(jìn)行Hf同位素組成測(cè)定，測(cè)試儀器為New Wave UP193激光剝蝕系統(tǒng)及Thermo Nepture Plus多接收等離子質(zhì)譜，以氦氣作為載氣，剝蝕時(shí)間約26 s，束斑直徑44μm，頻率8 Hz，測(cè)試所用標(biāo)樣為鋯石91500及MT，本次測(cè)試獲得二個(gè)標(biāo)樣的176Hf/177Hf比值分別為0.282302±0.000012（n=17,2σ）和0.282490±0.000006（n=20,2σ），與推薦值在誤差范圍內(nèi)一致（Griffin et al.,2007）。

2.2 全巖元素地球化學(xué)組成測(cè)定

本次研究選取查布埃達(dá)克質(zhì)巖石的五件樣品（TB-22、TB-25、TB-27、19TB-2、19TB-3）進(jìn)行了全巖元素地球化學(xué)組成測(cè)定，其中TB-22和TB-25二件樣品為淺成相的黑云母二長(zhǎng)花崗斑巖，其余三件樣品為次火山巖相的英安斑巖。TB-22、TB-25和TB-27三件樣品的主量元素組成在南京大學(xué)現(xiàn)代分析中心采用瑞士生產(chǎn)的ARL9800XP+型X射線熒光光譜儀測(cè)定，分析精度優(yōu)于5%。19TB-2和19TB-3二件樣品的主量元素及所有樣品的微量元素均在武漢上譜分析科技有限責(zé)任公司分析測(cè)試中心完成，主量元素采用波長(zhǎng)色散X射線熒光光譜儀（ZSXPrimusⅡ）測(cè)定，測(cè)試精度優(yōu)于5%。微量元素利用Agilent 7700e ICP-MS分析，詳細(xì)的樣品制備與分析流程見(jiàn)Liu等（2008），對(duì)USGS國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)樣品（BHVO-2）的測(cè)定結(jié)果表明，樣品測(cè)定值和推薦值的相對(duì)誤差小于10%，且絕大多數(shù)在5%以內(nèi)。

2.3 全巖Sr-Nd同位素組成分析

本次研究選取查布埃達(dá)克質(zhì)巖石的淺成相黑云母二長(zhǎng)花崗斑巖（TB-22）和次火山巖相英安斑巖（TB-24）各一件樣品進(jìn)行全巖Sr-Nd同位素組成分析。測(cè)試在南京大學(xué)內(nèi)生金屬礦床成礦機(jī)制研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，首先將樣品烘干后稱取50 mg，溶解于HF+HNO3的混合酸中，采用Bio Rad50WX8陽(yáng)離子交換樹(shù)脂分離提純出Sr和Nd。Sr同位素組成采用Thermo Finnigan公司的Triton TI熱電離質(zhì)譜儀（TIMS）進(jìn)行分析，Nd同位素組成采用Thermofisher Neptune Plus型多接收等離子體質(zhì)譜儀（MC-ICP-MS）進(jìn)行分析，詳細(xì)的分離和測(cè)定流程見(jiàn)濮巍等（2004；2005）。Sr、Nd同位素比值分別采用86Sr/88Sr=0.1194、146Nd/144Nd=0.7219進(jìn)行質(zhì)量分餾校正。本次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中測(cè)定的標(biāo)樣NIST SRM 987的87Sr/86Sr=0.710221±0.000006(2σ)，標(biāo)樣JNDi-1的143Nd/144Nd=0.512096±0.000006(2σ)，均與相應(yīng)標(biāo)樣的推薦值（分別為0.710259±0.000013和0.512115±0.000007;Weis et al.,2006;Tanaka et al.,2000）在誤差范圍內(nèi)一致。

3 結(jié)果

3.1 鋯石U-Pb年齡

表1列出了三件被測(cè)樣品的鋯石U-Pb同位素定年結(jié)果，代表性被測(cè)鋯石顆粒的陰極發(fā)光（CL）圖像及測(cè)定點(diǎn)位和相應(yīng)的206Pb/238U視年齡示于圖3，圖4為年齡諧和圖。

被測(cè)鋯石為無(wú)色—淡褐色，透明—半透明，均呈棱柱狀自形晶。TB-22樣品的鋯石粒度相對(duì)較粗，長(zhǎng)徑主要變化于150～250μm，而TB-25和19TB-3樣品的鋯石粒度略細(xì)，長(zhǎng)徑多變化于100～200μm，它們的長(zhǎng)寬比均主要介于1.5:1～3:1。在CL圖像上，被測(cè)鋯石均顯示出清晰的振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)（圖3），且Th/U比值均大于0.40（表1），表明它們均為典型的巖漿結(jié)晶鋯石（Corfu et al.,2003;Wu and Zheng,2004）。對(duì)黑云母二長(zhǎng)花崗斑巖二件樣品（TB-22和TB-25）分別獲得12個(gè)和19個(gè)有效測(cè)試點(diǎn)數(shù)據(jù)，在206Pb/238U-207Pb/235U諧和圖上，這些數(shù)據(jù)點(diǎn)均投影在諧和線上（圖4a，b），表明被測(cè)鋯石未遭受明顯的后期熱事件的影響。它們的206Pb/238U年齡分別介于15.2～17.0 Ma和13.7～14.9 Ma之間，經(jīng)計(jì)算獲得的206Pb/238U年齡統(tǒng)計(jì)權(quán)重平均值分別為16.3±0.3 Ma(MSWD=1.0,2σ)和14.3±0.2 Ma(MSWD=0.9,2σ)，表明黑云母二長(zhǎng)花崗斑巖的成巖年齡為14.3～16.3 Ma。對(duì)英安斑巖樣品（19TB-3）獲得13個(gè)有效測(cè)試點(diǎn)數(shù)據(jù)，在206Pb/238U-207Pb/235U諧和圖上，這些數(shù)據(jù)點(diǎn)也均落在諧和線上（圖4c），其206Pb/238U年齡介于12.6～13.3 Ma之間，經(jīng)計(jì)算獲得的206Pb/238U年齡統(tǒng)計(jì)權(quán)重平均值為12.8±0.1 Ma（MSWD=0.95，2σ），代表英安斑巖的成巖年齡。

表1 查布中新世埃達(dá)克質(zhì)巖石鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年結(jié)果Table 1 Zircon LA-ICP-MS U-Pb dating results of the Miocene adakitic rocks in Chabu

圖3 查布中新世埃達(dá)克質(zhì)巖石代表性被測(cè)鋯石的陰極發(fā)光圖像、LA-ICP-MS分析點(diǎn)位及206Pb/238U視年齡Fig.3 CL images,localities of the points for LA-ICP-MS measurements and the 206Pb/238U apparent ages of representative detected zircons from the Miocene adakitic rocks in Chabu

圖4 查布中新世埃達(dá)克質(zhì)巖石鋯石U-Pb諧和圖Fig.4 U-Pb concordia diagrams of zircons from the Miocene adakitic rocks in Chabu

上述定年結(jié)果表明，查布埃達(dá)克質(zhì)巖石的成巖年齡介于13～16 Ma，次火山巖相的英安斑巖較之淺成相的黑云母二長(zhǎng)花崗斑巖年齡略低，它們均為中新世巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。其他學(xué)者在區(qū)內(nèi)也獲得了相似的成巖年齡，如Xu等（2010）報(bào)道了～14 Ma的花崗巖和花崗斑巖年齡，Yang等（2016）報(bào)道了15.5～16.4 Ma的埃達(dá)克質(zhì)斑巖體年齡，這些年齡均落在前人報(bào)道的岡底斯帶高Sr/Y巖石的年齡范圍內(nèi)（26～10 Ma；Chung et al.,2003;Hou et al.,2004）。

3.2 元素地球化學(xué)

表2列出了查布埃達(dá)克質(zhì)巖石代表性樣品的主量、微量和稀土元素測(cè)定結(jié)果及經(jīng)計(jì)算所得的有關(guān)參數(shù)。

3.2.1 主量元素

主量元素組成上，查布埃達(dá)克質(zhì)巖石的SiO2為67.15%～69.58%，分異指數(shù)（D.I）變化于79.1～86.0，說(shuō)明巖石經(jīng)歷了一定程度的分異演化。其全堿含量（K2O+Na2O）為7.85%～9.50%，在SiO2-K2O+Na2O關(guān)系圖上，樣品點(diǎn)均位于亞堿性系列區(qū)（圖5a）。巖石相對(duì)富鉀（K2O=3.42%～4.81%，K2O/Na2O=0.77～1.03），在SiO2-K2O關(guān)系圖上，樣品點(diǎn)主要落在高鉀鈣堿性巖系區(qū)，個(gè)別黑云母二長(zhǎng)花崗斑巖樣品點(diǎn)落在橄欖玄粗巖系區(qū)（圖5b）。鋁含量相對(duì)較低，Al2O3=15.10%～16.22%，A/NKC值變化于0.91～1.03，堿鋁比值（AKI值）為0.68～0.82，在A/NKC-AKI圖解中，主要投影在亞堿準(zhǔn)鋁和亞堿弱過(guò)鋁區(qū)（圖5c）。巖石相對(duì)貧鎂、鐵（MgO=0.74%～1.36%，Mg#=47.0～51.2，F(xiàn)e2O3T=2.04%～3.04%），鈦、磷含量均較低（TiO2=0.32%～0.46%，P2O5=0.12%～0.18%），上述主量元素特征總體與Barbarin（1999）總結(jié)的活動(dòng)大陸邊緣鈣堿性I型花崗巖相似，也符合Defant等（1990）最初提出的埃達(dá)克巖的主量元素特征（SiO2≥56%，Al2O3≥15%，MgO通常低于3%）。黑云母二長(zhǎng)花崗斑巖較之英安斑巖相對(duì)富堿，特別是K2O含量較高（圖5b），這與其礦物組合中鉀長(zhǎng)石斑晶較多的特點(diǎn)一致。

圖5 查布中新世埃達(dá)克質(zhì)巖的主量元素關(guān)系圖解Fig.5 Major element variation diagrams of the Miocene adakitic rocks in Chabu

3.2.2 稀土和微量元素

查布中新世埃達(dá)克質(zhì)巖石的稀土總量（∑REE）變化于118.2×10-6～197.9×10-6；強(qiáng)烈富輕稀土，LREE/HREE=18.53～25.88，(La/Yb)N=28.95～51.53；巖石銪負(fù)異常不顯著（δEu=0.71～0.80），相對(duì)于球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分型式呈右傾型，其稀土元素特征與岡底斯帶中新世（26～10 Ma）由加厚下地殼熔融形成的埃達(dá)克質(zhì)巖（Chung et al.,2003;Hou et al.,2004）相似，也可與同時(shí)期（～14 Ma）因印—亞俯沖而進(jìn)入拉薩地塊之下的印度地殼部分熔融形成的帕古埃達(dá)克巖（Xu et al.,2010）相對(duì)比（圖6a）。

圖6 查布中新世埃達(dá)克質(zhì)巖石稀土元素配分曲線（a）及微量元素蛛網(wǎng)圖（b）Fig.6 Chondrite-normalized REE distribution patterns(a)and primitive mantle-normalized trace element spidergrams(b)of the Miocene adakitic rocks in Chabu

微量元素組成上，查布中新世埃達(dá)克質(zhì)巖富大離子親石元素（如Cs、Rb、Th、U），貧高場(chǎng)強(qiáng)元素（如Nb、Ta、P、Ti等，圖6b），表現(xiàn)出與俯沖作用有關(guān)弧巖漿巖的典型特征（Davidson et al.,1991;Saunders et al.,1991）。巖石的基性場(chǎng)元素（V、Cr、Co、Ni）含量較低，富Sr（572×10-6～816×10-6）、貧Y（7.06×10-6～7.79×10-6）和Yb（0.60×10-6～0.67×10-6)，Sr/Y比值高，其中英安斑巖的Sr/Y比值（90.2～104.8）較之黑云母二長(zhǎng)花崗斑巖（78.9～87.4）更高（表2），在Sr/Y-Y和（La/Yb）N-YbN圖解中，它們均落在埃達(dá)克巖區(qū)（圖7a,b），其總體特征與前人報(bào)道的岡底斯帶埃達(dá)克質(zhì)巖（Chung et al.,2003;Hou et al.,2004;Guo et al.,2007b）相似。

表2 查布中新世埃達(dá)克質(zhì)巖石代表性樣品化學(xué)組成及主要地球化學(xué)參數(shù)Table 2 Chemical compositions and predominant geochemical parameters of representative samples from the Miocene adakitic rocks in Chabu

圖7 查布中新世埃達(dá)克質(zhì)巖石Sr/Y-Y（a）和(La/Yb)N-YbN（b）關(guān)系圖（底圖據(jù)Defant and Drummond,1990）Fig.7 Sr/Y-Y(a)and(La/Yb)N-YbN(b)plots of the Miocene adakitic rocks in Chabu

3.3 全巖Sr-Nd同位素

表3列出了查布埃達(dá)克質(zhì)巖石淺成相黑云母二長(zhǎng)花崗斑巖（TB-22）和次火山巖相英安斑巖（TB-24）的全巖Sr-Nd同位素組成測(cè)定結(jié)果及相關(guān)參數(shù)。由表中數(shù)據(jù)可看出，它們的（87Sr/86Sr）i比值為0.706347～0.707584，εNd(t)值為-4.15～-7.33，二階段Nd模式年齡（TDM2）為1.17～1.43 Ga，這一Sr-Nd同位素組成較岡底斯巖基中生代和古新世—始新世花崗巖明顯富集，如據(jù)紀(jì)偉強(qiáng)等（2009）總結(jié)，岡底斯巖基中生代花崗巖具有低的(87Sr/86Sr)i比值（0.7041～0.7048）和正的εNd(t)值（0.9～5.5）；古新世—始新世花崗巖的(87Sr/86Sr)i比值介于0.7035～0.7049之間，εNd(t)值介于2.4～8.5之間，它們總體具有新生地殼虧損的Sr-Nd同位素組成特征。查布中新世埃達(dá)克質(zhì)巖石(87Sr/86Sr)i比值偏高，εNd(t)值為明顯的負(fù)值，反映其成巖應(yīng)有顯著古老地殼組分參與。

表3 查布埃達(dá)克質(zhì)巖石全巖Sr-Nd同位素組成Table 3 Whole-rock Sr-Nd isotopic compositions of the Miocene adakitic rocks in Chabu

3.4 鋯石Hf同位素

本文對(duì)查布埃達(dá)克質(zhì)巖石二件淺成相黑云母二長(zhǎng)花崗斑巖樣品（TB-22、TB-25）進(jìn)行了系統(tǒng)的Hf同位素組成測(cè)定，表4列出了測(cè)試結(jié)果及根據(jù)年齡計(jì)算的有關(guān)參數(shù)，圖8為它們的εHf(t)值及二階段Hf模式年齡的頻數(shù)分布圖。由圖表資料可看出，查布黑云母二長(zhǎng)花崗斑巖二件樣品的鋯石εHf(t)值分別為-0.45～7.78（圖8a）和-5.99～4.30（圖8b），TDM2(Hf)值分別為744～1128 Ma（圖8c）及823～1480 Ma（圖8d）。它們較岡底斯帶中生代花崗巖的εHf(t)值（17.6～10.2，紀(jì)偉強(qiáng)等，2009）明顯偏低，二階段Hf模式年齡明顯偏老，部分樣品點(diǎn)的εHf(t)值出現(xiàn)明顯負(fù)值，且εHf(t)值的變化范圍也較大，反映其源區(qū)與中生代花崗巖源區(qū)普遍虧損且相對(duì)均一的特點(diǎn)明顯有別，而應(yīng)有更為復(fù)雜的源區(qū)組成，負(fù)的鋯石εHf(t)值指示其巖漿形成過(guò)程中應(yīng)有古老陸殼組分的貢獻(xiàn)。

圖8 查布中新世埃達(dá)克質(zhì)巖石的鋯石εHf(t)值和二階段Hf模式年齡（T DM2）頻數(shù)分布圖Fig.8 Histograms of zirconεHf(t)values and two-stage Hf model ages(T DM2)for the Miocene adakitic rocks in Chabu

4 討論

4.1 埃達(dá)克質(zhì)巖石成因

埃達(dá)克巖（adakite）這一概念最早由Defant等（1990）提出，其最初含義是指由俯沖大洋板片部分熔融形成的一套島弧火山巖和侵入巖組合。由于這類巖石首次發(fā)現(xiàn)并被確認(rèn)于阿留申群島中的埃達(dá)克島（Adak Island），因而稱之為埃達(dá)克巖。Defant和Drummond（1990）的原始定義認(rèn)為這套巖石具有以下特征，即：（1）主要為一套中酸性巖組合，礦物組合以斜長(zhǎng)石和角閃石為主，并可見(jiàn)黑云母、輝石和不透明礦物；（2）地球化學(xué)組成上，它們的SiO2≥56%、Al2O3≥15%、通常MgO＜3%（很少高于6%）；低Y（≤18×10-6）和HREE（Yb≤1.9×10-6）、高Sr/Y、La/Yb比值；（3）產(chǎn)出構(gòu)造環(huán)境上，它們形成于島弧環(huán)境，是由年輕的（≤25 Ma）的熱俯沖洋殼部分熔融形成。然而，經(jīng)過(guò)近30年的發(fā)展，埃達(dá)克巖的含義已明顯拓展，其成因不僅限于俯沖大洋板片的熔融，Castillo（2006）將具有埃達(dá)克巖地球化學(xué)組成特征但不是由俯沖大洋板片熔融形成的火成巖統(tǒng)稱為“埃達(dá)克質(zhì)（adakitic）巖”，對(duì)其成因眾多學(xué)者也相繼提出了多種模式，如：加厚玄武質(zhì)下地殼部分熔融（Chung et al.,2003;Wang et al.,2005）、拆沉下地殼的部分熔融（Kay and Kay,1993;Zhang et al.,2010）、俯沖大陸地殼部分熔融（Wang et al.,2008;Xu et al.,2010）、玄武質(zhì)巖漿低壓或高壓下的分離結(jié)晶（Castillo et al.,1999;Macpherson et al.,2006）和巖漿混合成因（Guo et al.,2007a）等。埃達(dá)克質(zhì)巖可以形成于多種地球動(dòng)力學(xué)環(huán)境,如俯沖帶、陸—陸碰撞帶、板內(nèi)伸展環(huán)境等（王強(qiáng)等，2008；許繼峰等，2014）。

如前所述，查布黑云母二長(zhǎng)花崗斑巖和英安斑巖的SiO2＞56%（67.15%～69.58%），Al2O3＞15%（15.10%～16.22%），MgO＜3%（0.74%～1.36%），富Sr（572×10-6～816×10-6），貧Y（7.06×10-6～7.60×10-6）和Yb(0.60×10-6～0.67×10-6)，且Sr/Y（78.9～104.8）及（La/Yb）N（28.95～51.53）比值高，符合埃達(dá)克巖的地球化學(xué)組成特征，為此，本文將它們歸之為埃達(dá)克質(zhì)巖。近年來(lái)，在岡底斯巖漿巖帶相繼識(shí)別出眾多小體積的埃達(dá)克質(zhì)巖石，它們呈東西向平行于印度河—雅魯藏布江縫合帶展布，形成時(shí)間跨度較廣（136～9 Ma），縱貫新特提斯洋板片的俯沖及之后印—亞陸陸碰撞的整個(gè)過(guò)程。目前對(duì)新特提斯洋板片俯沖階段形成的埃達(dá)克質(zhì)巖普遍認(rèn)為起源于俯沖洋殼的部分熔融（Zhu et al.,2009;Jiang et al.,2012），而對(duì)印—亞碰撞后伸展階段埃達(dá)克質(zhì)巖的成因則存在多種觀點(diǎn)，如：由碰撞加厚的新生玄武質(zhì)下地殼部分熔融形成（Mo et al.,2008;Hou et al.,2004)；由新生的鎂鐵質(zhì)下地殼因碰撞加厚發(fā)生拆沉后經(jīng)部分熔融形成（Chung et al.,2009）；由俯沖至拉薩地塊之下的印度大陸下地殼部分熔融形成（Xu et al.,2010;姜子琦等,2011）等。

表4 查布中新世埃達(dá)克質(zhì)巖石的鋯石Hf同位素組成Table 4 Zircon Hf isotopic compositions of the Miocene adakitic rocks in Chabu

查布埃達(dá)克質(zhì)巖形成于13～16 Ma，屬印—亞碰撞后伸展階段巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物，因此，它們不可能起源于新特提斯洋俯沖板片的部分熔融?；趯姿箮е黧w是由增厚的初生地殼組成，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為該巖帶漸新世—中新世的埃達(dá)克質(zhì)巖是由增厚的鎂鐵質(zhì)下地殼部分熔融（Hou et al.,2004;Guan et al.,2012;Zheng et al.,2012a），或是由增厚的鎂鐵質(zhì)下地殼發(fā)生拆沉后經(jīng)部分熔融形成（Chung et al.,2009）。由于加厚下地殼拆沉部分熔融形成的埃達(dá)克質(zhì)巖漿在上升過(guò)程中會(huì)與地幔橄欖巖發(fā)生相互作用，使得其常富鎂（MgO＞1.5%，Mg#＞50），相對(duì)低硅（SiO2:56%～68%），并具有較高的Cr、Ni含量(Wang et al.,2006;Zhang et al.,2010），而查布埃達(dá)克質(zhì)巖明顯富硅（SiO2=67.15%～69.58%），鎂含量較低（MgO=0.74%～1.36%），其Cr、Ni含量低于拆沉下地殼部分熔融形成的埃達(dá)克質(zhì)巖（圖9），因此，它們也不大可能起源于拆沉下地殼的部分熔融。

查布埃達(dá)克質(zhì)巖的Sr-Nd同位素組成與岡底斯巖帶漸新世—中新世由加厚下地殼部分熔融形成的埃達(dá)克質(zhì)巖及林子宗群火山巖也存在一定差別，(87Sr/86Sr)i偏高，εHf(t)值偏低（圖10）；鋯石εHf(t)值散布范圍大，并出現(xiàn)明顯負(fù)值，表明它們不可能單純起源于增厚的初生鎂鐵質(zhì)下地殼的部分熔融，成巖過(guò)程中應(yīng)有富集的古老陸殼組分參與。由于南部拉薩地塊的前寒武結(jié)晶基底主要分布在東喜馬拉雅構(gòu)造結(jié)一帶（Dong et al.,2010;Xu et al.,2013;Zhang et al.,2008;Pan et al.,2014），它們極可能是中拉薩地塊古老基底向構(gòu)造結(jié)地區(qū)的南向延伸（Ji et al.,2017），而查布埃達(dá)克質(zhì)巖位于南部拉薩地塊的中段，因此，其富集的古老陸殼組分不可能來(lái)自拉薩地塊的古老結(jié)晶基底，而最可能來(lái)源于因印—亞俯沖而進(jìn)入拉薩地塊之下的印度陸殼。眾多學(xué)者對(duì)拉薩地塊南緣始新世—中新世巖漿巖的研究也指出有深俯沖的印度陸殼物質(zhì)參與成巖，如Hou等（2012）在雅魯藏布縫合帶與藏南拆離系之間報(bào)道了一套始新世—漸新世（46～30 Ma）的埃達(dá)克巖，認(rèn)為是增厚的印度地殼深熔后與岡底斯中部地殼熔體混合成因。姜子琦等（2011）在岡底斯東段南緣報(bào)道了30 Ma埃達(dá)克質(zhì)侵入巖，認(rèn)為主要是由早漸新世向北俯沖到拉薩地塊下部的印度下地殼部分熔融形成。

圖9 查布中新世埃達(dá)克質(zhì)巖的Cr-SiO2、Ni-SiO2關(guān)系圖Fig.9 Cr-SiO2 and Ni-SiO2 plots of the Miocene adakitic rocks in Chabu

圖10 查布中新世埃達(dá)克質(zhì)巖石的(87Sr/86Sr)i-εNd(t)關(guān)系圖Fig.10 (87Sr/86Sr)i-εNd(t)plot of the Miocene adakitic rocks in Chabu

為進(jìn)一步證實(shí)查布埃達(dá)克質(zhì)巖成巖過(guò)程中有印度地殼物質(zhì)參與，本文對(duì)其Sr-Nd同位素組成進(jìn)行了二元混合模擬。Zhu等（2007,2008）認(rèn)為，措美大火成巖省中出露的長(zhǎng)英質(zhì)火山巖可能來(lái)源于受地幔柱活動(dòng)影響而發(fā)生深熔作用的印度陸塊，為此，選擇(87Sr/86Sr)i=0.7260，εNd(t)=-13.5，Sr=126×10-6，Nd=68×10-6（Zhu et al.,2007）作為印度地殼端元；岡底斯東段的達(dá)孜—甲馬基性火山巖被認(rèn)為是南岡底斯虧損源區(qū)火山作用的地表響應(yīng)（高永豐等，2006），本文選取其中最虧損的樣品作為增厚初生鎂鐵質(zhì)下地殼端元（(87Sr/86Sr)i=0.7051，εHf(t)=4.1，Sr=240×10-6，Nd=11.3×10-6）。然后按簡(jiǎn)單的二元混合模型擬合混合曲線，可以看出查布埃達(dá)克質(zhì)巖石的投影點(diǎn)位于混合線上，印度地殼參與成巖的比例為12%～22%（圖10）。因此，查布中新世埃達(dá)克質(zhì)巖應(yīng)為增厚的初生鎂鐵質(zhì)下地殼部分熔融巖漿與深俯沖而進(jìn)入拉薩地塊之下的印度古老地殼部分熔融形成巖漿經(jīng)混合作用的產(chǎn)物。

4.2 地質(zhì)意義

查布中新世埃達(dá)克質(zhì)巖富大離子親石元素（如Rb、Th、U），貧高場(chǎng)強(qiáng)元素（如Ti、Nb、Ta），具有“弧”型巖漿巖的微量元素分布模式（圖6b），這種特征既可以形成于典型的俯沖帶，也可以由“弧”型巖漿巖源區(qū)部分熔融產(chǎn)生（Zheng et al.,2015）。盡管對(duì)印—亞陸陸碰撞起始時(shí)間的認(rèn)識(shí)存在廣泛分歧，但最新的研究成果表明二大板塊碰撞起始時(shí)間為55～59 Ma（Hu et al.,2015;Zhu et al.,2015）。Zhu等（2015）結(jié)合岡底斯帶～51 Ma的巖漿大爆發(fā)事件，以及大致同期發(fā)生的印—亞匯聚速率降低等地質(zhì)事實(shí)，進(jìn)一步將新特提洋板片斷離的時(shí)間大致限定在～53 Ma。查布埃達(dá)克質(zhì)巖石的成巖年齡為13～16 Ma，明顯晚于新特提斯洋板片的俯沖—斷離時(shí)間，屬后碰撞花崗巖類，在花崗巖類構(gòu)造環(huán)境判別圖解上，其樣品點(diǎn)也均投影于后碰撞花崗巖區(qū)域（圖11），因此，它們所表現(xiàn)出的“弧”型巖漿巖地球化學(xué)特征并不指示其形成于大洋板片的俯沖消減環(huán)境，而應(yīng)是新特提斯洋俯沖過(guò)程中形成的具“弧”型巖漿巖特征的初生地殼部分熔融所致。

圖11 查布中新世埃達(dá)克質(zhì)巖構(gòu)造環(huán)境判別圖Fig.11 Tectonic discrimination diagrams of the Miocene adakitic rocks in Chabu

由于鎂鐵質(zhì)下地殼的熔融需要較高的溫度（＞1000℃，Rapp et al.,1995），而地殼加厚和中下地殼的放射性元素生熱一般很難達(dá)到這一溫度。Zheng（2012b）認(rèn)為，在大陸碰撞俯沖過(guò)程中，俯沖大陸地殼板片析出的富水流體/熔體會(huì)交代上覆大陸巖石圈地幔楔，并降低其固相線溫度，進(jìn)而誘發(fā)其部分熔融產(chǎn)生玄武質(zhì)巖漿，這一玄武質(zhì)巖漿底侵帶來(lái)的熱量可以誘發(fā)先期因新特提斯洋板片俯沖底墊加厚的初生下地殼的部分熔融，同時(shí)與因印—亞俯沖而進(jìn)入拉薩地塊之下的印度古老陸殼熔融產(chǎn)生的熔體混合，進(jìn)而形成了查布埃達(dá)克質(zhì)巖。由于俯沖大陸地殼釋放的流體/熔體量遠(yuǎn)低于大洋地殼俯沖帶，導(dǎo)致大陸俯沖帶之上的巖漿作用強(qiáng)度明顯低于洋—陸俯沖帶（鄭永飛等，2013）。與岡底斯帶新特提斯洋板片斷離期（～51 Ma）形成的巨量花崗巖相比，查布中新世埃達(dá)克質(zhì)巖所占面積很?。ǎ?5 km2），這與大陸板片俯沖誘發(fā)巖漿作用強(qiáng)度明顯較弱的特點(diǎn)一致。綜上所述，查布埃達(dá)克質(zhì)巖的發(fā)現(xiàn)一方面確證中新世時(shí)期，印度陸殼已俯沖至拉薩地塊之下，并參與巖石的形成。另一方面也說(shuō)明幔源巖漿的底侵不僅存在于新特提斯洋板片的俯沖階段，在其之后的印—亞陸陸碰撞過(guò)程中也存在因俯沖陸殼析出流體/熔體而誘發(fā)的幔源巖漿底侵作用，即幔源巖漿的底侵作用應(yīng)貫穿于岡底斯巖基的整個(gè)形成過(guò)程。

5 結(jié)論

（1）查布埃達(dá)克質(zhì)巖石包括淺成相的黑云母二長(zhǎng)花崗斑巖和次火山巖相的英安斑巖，它們的成巖年齡為13～16 Ma，屬中新世時(shí)期巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。

（2）查布埃達(dá)克質(zhì)巖石具有高鉀鈣堿性和準(zhǔn)鋁質(zhì)—弱過(guò)鋁質(zhì)的化學(xué)組成特征，它們富集Rb、Th、U等大離子親石元素和輕稀土元素，虧損Nb、Ta、Ti等高場(chǎng)強(qiáng)元素，Cr、Ni的含量低，缺乏顯著銪負(fù)異常，并具有高Sr和低Y、Yb含量，以及高的Sr/Y及(La/Yb)N比值。

（3）查布埃達(dá)克質(zhì)巖石具有偏高的(87Sr/86Sr)i比值（0.706347～0.707584），明顯偏低的εNd(t)值（-4.15～-7.33），以及散布于負(fù)值到正值之間的鋯石εHf(t)值（-5.99～7.78）。

（4）查布中新世埃達(dá)克質(zhì)巖應(yīng)為增厚的初生鎂鐵質(zhì)下地殼部分熔融巖漿與深俯沖而進(jìn)入拉薩地塊之下的印度古老地殼部分熔融形成巖漿經(jīng)混合作用的產(chǎn)物。

致謝：感謝姜耀輝教授和賀振宇研究員對(duì)本文提出的建設(shè)性修改意見(jiàn)。