西藏獅泉河地區(qū)次旺勒閃長(zhǎng)玢巖鋯石U-Pb年代學(xué)及地球化學(xué)特征

頓都，尼瑪次仁，次旦頓珠，次仁多吉

西藏獅泉河地區(qū)次旺勒閃長(zhǎng)玢巖鋯石U-Pb年代學(xué)及地球化學(xué)特征

頓都，尼瑪次仁，次旦頓珠，次仁多吉

（西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，西藏 拉薩 851400）

本文報(bào)道的次旺勒閃長(zhǎng)玢巖出露于中北岡底斯帶，呈脈體侵位于獅泉河蛇綠巖之中。LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為154.4±2.4Ma，表明次旺勒閃長(zhǎng)玢巖形成于晚侏羅世。閃長(zhǎng)玢巖地球化學(xué)特征表明，具有鎂安山巖/鎂閃長(zhǎng)巖類（Ma）地球化學(xué)特征。全巖SiO2含量為61.94%～65.37%，MgO含量為1.74%～5.08%，Mg＃值介于48.06～63.38，F(xiàn)eO*/MgO比值為1.03～1.93。具有較弱的負(fù)Eu異常、相對(duì)富集Rb、Th等大離子親石元素（LILE）而虧損Nb、Ta 、Ti和P等高場(chǎng)強(qiáng)元素（HFSE），具有島弧鈣堿性巖漿的地球化學(xué)特征，并顯示與上地殼相似的稀土和微量元素標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線型式。結(jié)合成因和構(gòu)造環(huán)境綜合分析，表明次旺勒閃長(zhǎng)玢巖可能形成于獅泉河洋內(nèi)俯沖環(huán)境下，由俯沖大洋沉積物熔體與地幔橄欖巖發(fā)生作用下形成的產(chǎn)物。

鋯石U-Pb年齡；成因；閃長(zhǎng)玢巖；獅泉河地區(qū)

前人對(duì)岡底斯中北部（圖1a）巖漿活動(dòng)成因及構(gòu)造背景存在兩種截然不同的觀點(diǎn)：①與雅魯藏布江特提斯洋盆板片北向拉薩地體之下俯沖有關(guān)(Coulon et al,1986;Ding L and Lai QZ,2003; Leier et al,2007)；②與班公錯(cuò)-怒江特提斯洋盆板片南向拉薩地體之下俯沖有關(guān)(Hsü et al,1995；潘桂堂等，2004)，但獅泉河蛇綠巖所代表洋盆板塊的俯沖極性及發(fā)育時(shí)代的研究目前仍相對(duì)較少甚至存在爭(zhēng)議(康志強(qiáng)等，2008；Liu WL et al,2018; Ma YL et al, 2021)。近期，本文在獅泉河蛇綠巖中發(fā)現(xiàn)了呈脈體斷續(xù)出露的晚侏羅世閃長(zhǎng)玢巖（圖1b）。對(duì)這一巖性進(jìn)行了系統(tǒng)的LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年和巖石地球化學(xué)研究，以探討其巖石成因及形成環(huán)境。這一研究有助于增進(jìn)我們進(jìn)一步約束獅泉河蛇綠巖的發(fā)育演化歷史，為重建區(qū)域構(gòu)造格局與演化提供了重要的科學(xué)依據(jù)。

圖1 獅泉河地區(qū)次旺勒閃長(zhǎng)玢巖分布簡(jiǎn)圖

a. 據(jù)參考文獻(xiàn)（潘桂堂，2010）修改；b. 據(jù)中華人民共和國(guó)1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告（西藏噶爾地區(qū)6幅）修改

1 地質(zhì)背景及樣品巖相學(xué)特征

獅泉河-拉果錯(cuò)-永珠-嘉黎蛇綠混雜巖帶夾持于中、北岡底斯亞帶之間，西起獅泉河，向南東經(jīng)拉果錯(cuò)、阿索、格仁錯(cuò)、申扎永珠、納木錯(cuò)西，再向東經(jīng)九子拉、嘉黎、波密等地，呈NWW-EW-SE 方向展布（潘桂堂等，2010）。獅泉河蛇綠巖位于獅泉河-拉果錯(cuò)-永珠-嘉黎蛇綠混雜巖帶西端，出露于獅泉河鎮(zhèn)周圍，主要由地幔橄欖巖（方輝橄欖巖和二輝橄欖巖）、輝長(zhǎng)巖、輝綠巖、玄武巖及硅質(zhì)巖、斜長(zhǎng)花崗巖等組成，整體出露巖石組合較齊全。前人通過(guò)對(duì)其中堆晶橄欖輝石巖SHRIMP U-Pb年齡為193.1±3.2Ma和區(qū)域地質(zhì)資料等，指示獅泉河洋盆發(fā)育時(shí)間為早侏羅世或更早。閃長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖巖墻鋯石U-Pb年齡分別為163.35±0.75 Ma、165.8±1.7 Ma，指示獅泉河洋盆俯沖消減時(shí)間為中侏羅世（鄭有業(yè)等，2006）。

筆者在實(shí)施噶爾地區(qū)1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查過(guò)程中，在獅泉河蛇綠巖中發(fā)現(xiàn)了閃長(zhǎng)玢巖，分布于獅泉河地區(qū)沱那溝與尼窩波弄溝之間次旺勒一帶，侵位于獅泉河結(jié)合帶南亞帶姜次沙蛇綠巖之變質(zhì)橄欖巖單元中（圖1b）。該巖體在平面上呈不規(guī)則脈狀，向北東-南西向延伸（圖2A、B）。野外露頭最寬處約5～10m，最長(zhǎng)約50～100m之間。

巖性為閃長(zhǎng)玢巖，巖石新鮮呈淺灰色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶（35%～45%）礦物為斜長(zhǎng)石（30%～35%）+角閃石（5%），基質(zhì)（55%～65%）礦物以斜長(zhǎng)石微晶為主（>45%），含石英（≤10%）和黑云母（≤10%）等。斑晶斜長(zhǎng)石呈半自形柱狀，皆有強(qiáng)蝕變-有強(qiáng)絹云母化-綠簾石化-泥化或強(qiáng)碳酸鹽化-有的全被碳酸鹽交代，僅有假象。角閃石斑晶：呈半自形細(xì)長(zhǎng)柱狀，猶如棒狀，全被綠泥石交代?；|(zhì)為微粒狀結(jié)構(gòu)，由中斜長(zhǎng)石皆有泥化，其微晶的間隙中有石英填隙，黑云母片已全被綠泥石交代，偶見有斜長(zhǎng)石微晶與石英構(gòu)成的似文象狀（圖2C、D）。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 分選鋯石及分析方法

樣品D2132-1（閃長(zhǎng)玢巖）采自獅泉河鎮(zhèn)向北東約20km 的尼窩波弄西側(cè)，鋯石挑選工作由河北廊坊誠(chéng)信地質(zhì)服務(wù)有限公司完成。拍攝鋯石陰極發(fā)光（CL）照片（圖3），用于測(cè)定位置的選擇。鋯石U-Pb 同位素定年在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，詳細(xì)的儀器操作條件和數(shù)據(jù)處理方法同Liu YS等（Liu YS et al, 2008）。

圖2 次旺勒閃長(zhǎng)玢巖野外露頭（A、B）及顯微照片（C、D，正交偏光，5×2.5）

Pl—斜長(zhǎng)石；Am—角閃石

2.2 全巖主量、微量和稀土元素測(cè)試方法

次旺勒閃長(zhǎng)玢巖樣品全巖主微量元素（包括稀土元素）分析由西南冶金地質(zhì)測(cè)試中心完成，其中主量元素采用X射線熒光光譜儀（XRF）方法測(cè)定，測(cè)定精度為5%。微量和稀土元素采用等離子質(zhì)譜儀（ICP-MS）分析，含量大于10×10-6的元素測(cè)試精度為5%，小于10×10-6的元素精度為10%。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 年齡

表1 次旺勒石英閃長(zhǎng)玢巖（D2132-1）LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素?cái)?shù)據(jù)表

石英閃長(zhǎng)玢巖樣品D2132-1挑選出的鋯石自形程度較好，大多數(shù)呈自形-半自形狀，大小在60μm～100μm 之間，個(gè)別大于150μm，發(fā)育振蕩環(huán)帶，指示其為巖漿結(jié)晶的產(chǎn)物。鋯石的U-Pb 同位素分析結(jié)果（表1）顯示，Th/U值均大于0.1，屬巖漿成因鋯石(許昌輝等,2017)。樣品D2132-1共測(cè)得的18 個(gè)點(diǎn)位數(shù)據(jù)（表1），206Pb/238U年齡加權(quán)平均值為154.4±2.4Ma（95%置信度，MSWD=1.5，N=18）（圖4），代表了巖樣形成年齡，屬晚侏羅世。

圖3 次旺勒閃長(zhǎng)玢巖（D2132-1）鋯石陰極發(fā)光圖像

石英閃長(zhǎng)玢巖樣品D2132-1挑選出的鋯石自形程度較好，大多數(shù)呈自形-半自形狀，大小在60μm～100μm 之間，個(gè)別大于150μm，發(fā)育振蕩環(huán)帶，指示其為巖漿結(jié)晶的產(chǎn)物。鋯石的U-Pb 同位素分析結(jié)果（表1）顯示，Th/U值均大于0.1，屬巖漿成因鋯石(許昌輝等,2017)。樣品D2132-1共測(cè)得的18 個(gè)點(diǎn)位數(shù)據(jù)（表1），206Pb/238U年齡加權(quán)平均值為154.4±2.4Ma（95%置信度，MSWD=1.5，N=18）（圖4），代表了巖樣形成年齡，屬晚侏羅世。

圖4 次旺勒石英閃長(zhǎng)玢巖（D2132-1）鋯石U-Pb 諧和圖

3.2 巖石地球化學(xué)

4件次旺勒閃長(zhǎng)玢巖樣品主量、微量和稀土元素分析結(jié)果見表2。

次旺勒閃長(zhǎng)玢巖樣品SiO2含量為61.94%～65.37%，平均值為63.31%，屬中酸性巖范疇；全堿（K2O+Na2O）含量在5.37%～7.78%之間，平均值為6.53%；Na2O含量為2.62%～4.32%，K2O含量為2.33%～3.73%，K2O/Na2O比值為0.72～1.04，Al2O3為14.17%～15.83%之間，堿度率（AR）為1.73～2.45，A/CNK 值為 0.96～1.06（＜1.1），為準(zhǔn)鋁質(zhì)—弱過(guò)鋁質(zhì)花崗巖。在TAS判別圖解（圖5a）中，次旺勒閃長(zhǎng)玢巖樣品投點(diǎn)比較分散，散布于石英二長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖和花崗閃長(zhǎng)巖區(qū)域，屬亞堿性系列。樣品里特曼指數(shù)δ在1.36～3.05之間，小于3.3，屬鈣堿性系列巖石，并在SiO2-K2O圖（圖5b）中落在高鉀鈣堿性系列區(qū)域內(nèi)。

表2 次旺勒閃長(zhǎng)玢巖全巖主量元素（×10-2）、稀土和微量元素（×10-6）分析結(jié)果

圖5 次旺勒閃長(zhǎng)玢巖TAS圖解（a）和SiO2-K2O圖解（b）

次旺勒閃長(zhǎng)玢巖樣品稀土元素總量（ΣREE）為84.51×10-6～146.46×10-6，平均值為126.37×10-6。球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式（圖6a）顯示，稀土元素曲線明顯右傾，表現(xiàn)為輕稀土元素富集、重稀土元素曲線較為平直的特征。LaN/YbN=8.64～15.20，平均值為11.89，指示輕、重稀土元素分餾明顯。 δEu=0.71～0.88，平均值為 0.81，說(shuō)明巖樣具有較弱的負(fù)Eu異常。

從原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖（圖6b）可以看出，次旺勒閃長(zhǎng)玢巖樣品大離子親石元素（LILE）Rb、Ba、U、K等相對(duì)富集；高場(chǎng)強(qiáng)元素（HFSE）Nb、Ta、Ti、P明顯相對(duì)虧損，但Th相對(duì)富集。

圖6 次旺勒閃長(zhǎng)玢巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分配分圖（a）和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖（b）

次旺勒閃長(zhǎng)玢巖樣品稀土元素總量（ΣREE）為84.51×10-6～146.46×10-6，平均值為126.37×10-6。球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式（圖6a）顯示，稀土元素曲線明顯右傾，表現(xiàn)為輕稀土元素富集、重稀土元素曲線較為平直的特征。LaN/YbN=8.64～15.20，平均值為11.89，指示輕、重稀土元素分餾明顯。δEu=0.71～0.88，平均值為 0.81，說(shuō)明巖樣具有較弱的負(fù)Eu異常。

從原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖（圖6b）可以看出，次旺勒閃長(zhǎng)玢巖樣品大離子親石元素（LILE）Rb、Ba、U、K等相對(duì)富集；高場(chǎng)強(qiáng)元素（HFSE）Nb、Ta、Ti、P明顯相對(duì)虧損，但Th相對(duì)富集。

4 討論

4.1 巖石成因討論

依據(jù)SiO2-MgO圖和FeO* /MgO-SiO2圖解（鄧晉福等，2010），全部樣品均落入實(shí)驗(yàn)鎂安山巖/閃長(zhǎng)巖類（MA）范疇（圖7ab），結(jié)合前人在獅泉河地區(qū)高鎂安山巖的研（Liu WL et al, 2018），認(rèn)為次旺勒閃長(zhǎng)玢巖屬于鎂安山巖/閃長(zhǎng)巖類。

圖7 次旺勒閃長(zhǎng)玢巖SiO2-MgO圖（a）和FeO*/MgO-SiO2圖（b），據(jù)（鄧晉福，2010）

實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)和前人大量的研究表明（鄧晉福等，2010），MA則是俯沖洋殼脫水熔融產(chǎn)生的巖漿與上覆楔形地幔發(fā)生相互作用后形成的巖漿。閃長(zhǎng)玢巖均富集大離子親石元素Rb、Ba、U、K，虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、Ta、Ti、P等，指示巖石形成過(guò)程中，有俯沖物質(zhì)的參于，并處于典型島弧背景（圖8a），指示俯沖帶環(huán)境。俯沖物質(zhì)的類型有多種多樣，由俯沖洋殼、俯沖沉積物、俯沖洋殼和沉積物脫水過(guò)程中產(chǎn)生的流體等(Liu WL et al,2018)，在Th-U/Th、Th-Th/La圖解（圖8bc）中，鎂閃長(zhǎng)玢巖樣品均投在含沉積物組分的島弧火山巖區(qū)域，次旺勒閃長(zhǎng)玢巖樣品的地球化學(xué)特征與獅泉河高鎂安山巖極為相似，獅泉河高鎂安山巖巖石形成于俯沖大洋沉積物與地幔橄欖巖的相互作用下形成的(Liu WL et al,2018)。

圖8 次旺勒閃長(zhǎng)玢巖YbN-La/Yb）N圖（a）、Th-U/Th圖（b）、Th-Th/La圖（c）和Nb-Nb/Ta圖（d）據(jù)參考文獻(xiàn)（Liu WL et al, 2018）

綜上，鎂閃長(zhǎng)玢巖的成因可能為俯沖大洋沉積物熔體與地幔橄欖巖發(fā)生作用下形成的。

4.2 構(gòu)造環(huán)境討論

在Nb-Y構(gòu)造環(huán)境判別圖解（圖9a）中可以看到次旺勒閃長(zhǎng)巖樣品均投影于火山弧花崗巖+碰撞帶花崗巖區(qū)域。類似的，在Yb-Ta構(gòu)造環(huán)境判別圖解（圖9b）中所有樣品均落入火山弧花崗巖區(qū)域。再者，在Sc/Ni-La/Yb構(gòu)造環(huán)境判別圖解（圖9c）中，這些樣品都落入安第斯型島弧區(qū)域。此外，樣品Zr/Nb 比值介于 12.95～17.08之間，與島弧火山巖對(duì)應(yīng)值范圍吻合( Davidson,1996 )。這些認(rèn)識(shí)，結(jié)合我們野外實(shí)地觀察（閃長(zhǎng)玢巖在空間上與獅泉河蛇綠巖相伴產(chǎn)生）和前人在獅泉河地區(qū)發(fā)現(xiàn)的玻安巖、高鎂安山巖（Liu WL et al,2018; Ma YL et al,2021;鄭有業(yè)等，2006）和本文的鎂閃長(zhǎng)巖的發(fā)現(xiàn)，這種巖石組合特征，具有相對(duì)完整的洋內(nèi)弧巖石組合特征以及同位素年代學(xué)的研究，表明次旺勒鎂閃長(zhǎng)玢巖很可能形成于晚侏羅世獅泉河洋盆俯沖（洋內(nèi)俯沖）的環(huán)境中。

圖9 次旺勒閃長(zhǎng)玢巖Y-Nb構(gòu)造環(huán)境判別圖解（a）、Yb-Ta構(gòu)造環(huán)境判別圖解（b）和Sc/Ni-La/Yb構(gòu)造環(huán)境判別圖解（c）

5 結(jié)論

1）侵入于獅泉河結(jié)合帶南亞帶蛇綠巖中的閃長(zhǎng)玢巖的鋯石U-Pb年齡為154.4±2.4Ma，表明其形成于晚侏羅世。這一時(shí)代，暗示獅泉河蛇綠巖所代表的洋盆形成時(shí)間早于晚侏羅世，為研究獅泉河蛇綠巖形成演化提供了新的年齡資料。

2）巖石地球化學(xué)表明，次旺勒閃長(zhǎng)玢巖相對(duì)富集大離子親石元素（Rb、Ba和Th等），相對(duì)虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素（Nb、Ta和Ti等），成因可能為俯沖大洋沉積物熔體與地幔橄欖巖發(fā)生作用下形成的，形成于獅泉河洋內(nèi)俯沖島弧的環(huán)境。

3）獅泉河蛇綠巖中發(fā)現(xiàn)的玻安巖、高鎂安山巖和鎂閃長(zhǎng)巖等組成，相對(duì)比較完整的洋內(nèi)弧巖石組合特征，表明獅泉河洋晚侏羅世有洋內(nèi)俯沖事件。

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Zircon U-Pb Geochronology and Geochemical Characteristics of the Ciwangle Diorite Porphyrite in the Shiquanhe Area, Tibet

Thon Du NyimaTsring Tseten Thondup Tsring Dogy

(Regional Geological Surveying Party, Tibet Bureau of Geology and Exploration and Exploitation of Mineral Resources, Lhasa851400)

The Ciwangle diorite porphyrite is exposed in the north-central Gangdisê belt and occurs as dyke in the Shiquanhe ophiolite. The LA-ICP-MS zircon U-Pb ages are 154.4±2.4Ma, indicating that the diorite porphyrite was emplaced in the Late Jurassic. The geochemical characteristics of the diorite porphyrite show that it is characteristic of magnesian andesite/magnesian diorite (MA).The rock contains 61.94%～65.37% SiO2, 1.74%～5.08% MgO with Mg# of 8.06～63.38 and FeO*/MgO ratios of 3～1.93, and is characterized by weak negative Eu anomaly, relatively enrichment in large ion lithophile elements (LILE) such as Rb and Th, and depletion in high field strength elements (HFSE) such as Nb, Ta, Ti and P. It has the geochemical characteristics of island arc calc-alkaline magma and distribution pattern of REE and trace elements similar to the upper crust which indicate that the Ciwangle diorite porphyrite was formed under conditions of subduction and was derived from oceanic sediment melt and mantle peridotite.

zircon U-Pb age; diorite porphyrite; genesis; Shiquanhe area

P597.3

A

1006-0995（2021）02-0187-07

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.02.002