岡底斯帶東段日多地區(qū)航木多巖體地球化學(xué)、鋯石U-Pb年代學(xué)、Lu-Hf同位素特征及其地質(zhì)意義

潘亮，周斌，魯麟，韓奎，高峰，喬新星

(1.陜西省地質(zhì)調(diào)查院，陜西 西安 710054；2.陜西省礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心，陜西 西安 710068)

岡底斯帶是位于雅魯藏布縫合帶(YZSZ)與班公湖-怒江縫合帶(BNSZ)之間近東西向長(zhǎng)約2 500 km、南北寬150～300 km、面積達(dá)45×104 km2的巨型構(gòu)造-巖漿帶(朱弟成，2008)，其廣泛發(fā)育的中—新生代巖漿巖記錄了古、新特提斯洋俯沖和印度-歐亞大陸碰撞造山過(guò)程的重要地質(zhì)信息，對(duì)于反演拉薩地塊的地質(zhì)演化意義重大。古新世—始新世的巖漿巖作為崗底斯帶巖漿活動(dòng)的重要產(chǎn)物，前人普遍認(rèn)為具有弧巖漿特征 (莫宣學(xué)等，2003; Chung, et al.，2005; Wang, et al.，2015a)，但其成因和形成的地球動(dòng)力學(xué)背景仍存在較多分歧，歸納起來(lái)主要有3點(diǎn)：①形成于新特提斯洋北向俯沖于歐亞大陸背景下的俯沖造弧階段，而印度-歐亞大陸的碰撞在45 Ma之后才開(kāi)始(Chung, et al.，2005；賈建稱等，2005)。②形成于印度-歐亞大陸碰撞早期階段的新特提斯洋俯沖向印度-歐亞大陸碰撞過(guò)渡的背景下，與殘留的新特提斯洋殼部分熔融有關(guān) (莫宣學(xué)等，2003；趙志丹等，2006)。③形成于印度-歐亞大陸碰撞背景下，俯沖的印度大陸板片交代富集的地幔楔導(dǎo)致其熔融, 產(chǎn)生具有巖漿弧地球化學(xué)特征的巖漿(侯增謙等，2006)。

此外，花崗巖是大陸地殼的重要組成部分，其作為區(qū)域構(gòu)造巖漿演化的產(chǎn)物保留了豐富的地質(zhì)信息，對(duì)研究大陸地殼的形成、演化過(guò)程具有重要意義(Zhu D C, et al.，2011)。林子宗群典中組火山巖及同期酸性侵入巖是岡底斯帶東段典型的古新世巖漿巖組合。前人對(duì)林子宗群典中組火山巖的成因研究較為深入，對(duì)于古新世大量的同期花崗巖研究較少，而且報(bào)道以 I 型花崗巖為主(張洪亮等，2019；張澤明等，2019；李永鵬，2019)，S型花崗巖則鮮有報(bào)道。因此，筆者在西藏日多地區(qū)1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目工作和前人相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，以岡底斯帶東段日多地區(qū)航木多巖體為研究對(duì)象，通過(guò)巖石地球化學(xué)、鋯石U-Pb年代學(xué)、鋯石Lu-Hf同位素研究等，探討其成巖時(shí)代、巖石成因與構(gòu)造背景，以期為古新世新特提斯洋俯沖消亡、印度-歐亞大陸碰撞的板塊運(yùn)動(dòng)和地球動(dòng)力學(xué)背景研究提供新的約束。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)地處岡瓦納大陸北緣，位于岡底斯帶東段的墨竹工卡縣日多地區(qū)，沙莫勒-麥拉-洛巴堆-米拉山斷裂以南，雅魯藏布江結(jié)合帶以北(圖1)。主要經(jīng)歷了松多古特提斯造山帶后碰撞伸展、新特提斯洋的俯沖-閉合過(guò)程、印度大陸與亞洲大陸碰撞和青藏高原的整體隆升的發(fā)展與演化。從中生代以來(lái)，巖漿活動(dòng)頻繁，褶皺、斷裂構(gòu)造較發(fā)育，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，現(xiàn)今之盆山格局是由中新生代盆山演化而成。區(qū)內(nèi)米拉山逆沖推覆帶(F1)以北大面積出露低綠片巖相-低角閃巖相石炭—二疊系松多巖群(CPs)，沃卡脆韌性剪切帶以南出露高綠片巖相-角閃巖相中新元古代念青唐古拉群(Pt2-3Nq)和早白堊世比麻組(K1b)火山-沉積巖，兩者之間出露新早—中侏特提斯洋俯沖北向俯沖階段形成的侏羅世葉巴組(J1-2y)海相火山巖，之上為晚侏羅世—白堊紀(jì)一套淺海陸棚相-濱岸相碳酸鹽巖-碎屑巖沉積建造。這些地層普遍被古近紀(jì)歐-亞大陸碰撞階段形成的林子宗群(E1-2L)火山巖角度不整合覆蓋(Zhao ZD, et al.，2009；馬元，2017；韓奎等，2018；周斌等，2018，2019；潘亮等，2018)。出露的侵入巖主要為中—新生代早中侏特提斯洋俯沖北向俯沖和歐-亞大陸碰撞階段形成的花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖及二長(zhǎng)花崗斑巖等。

1.念青唐古拉巖群；2.松多巖群；3.葉巴組；4.包括多底溝組、林布宗組、楚木龍組、塔克那組和設(shè)興組；5.比馬組；6.林子宗群；7.第四系；8.晚三疊世二長(zhǎng)花崗巖或花崗閃長(zhǎng)巖；9.早侏羅世二長(zhǎng)花崗巖或花崗閃長(zhǎng)巖；10.晚白堊世花崗閃長(zhǎng)巖；11.古新世二長(zhǎng)花崗巖；12.始新世二長(zhǎng)花崗巖或花崗閃長(zhǎng)巖；13.斷層；14.測(cè)年樣品位置；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)蛇綠混雜巖帶；LMF.洛巴堆-米拉山斷裂帶；YZSZ.印度-雅魯藏布江縫合帶；STDS.藏南拆離系；F1.米拉山口逆沖推覆帶；F2.沃卡脆韌性剪切帶圖1 (a)拉薩地塊南緣日多地區(qū)大地構(gòu)造位置圖和(b)區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 (a)Tectonic position and (b)geological map of Riduo area, Eastern Gangdise Belt

航木多巖體位于研究區(qū)中部航木多一帶，呈巖基、巖株產(chǎn)出，巖體受區(qū)域構(gòu)造控制，多呈東西向展布，出露總面積約為300 km2(圖1)，巖性主要為二長(zhǎng)花崗巖和二云二長(zhǎng)花崗巖，其巖石學(xué)特征如下。

二長(zhǎng)花崗巖：巖石呈灰色，細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)、文象結(jié)構(gòu)、似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，粒徑為0.06～1.2 mm，主要礦物成分為斜長(zhǎng)石(35%)、鉀長(zhǎng)石(35%)、石英(25%)、黑云母(5%)。斜長(zhǎng)石由更長(zhǎng)石組成，呈半自形晶，雙晶發(fā)育，晶體表面相對(duì)較干凈，常被鉀長(zhǎng)石包裹或交代，集合體呈團(tuán)塊狀；鉀長(zhǎng)石主要為條紋長(zhǎng)石、正長(zhǎng)石，半自形寬板狀、不規(guī)則粒狀，邊緣呈鋸齒狀，部分晶體包裹斜長(zhǎng)石等細(xì)小晶體，并交代之；部分與石英交生形成文象結(jié)構(gòu)，集合體呈團(tuán)塊狀；石英呈他形粒狀，包裹斜長(zhǎng)石，與鉀長(zhǎng)石交生呈文象結(jié)構(gòu)，集合體呈團(tuán)塊狀；黑云母呈片狀，析出鐵質(zhì)，次生綠泥石化，雜亂分布(圖2c)。

二云二長(zhǎng)花崗巖：巖石呈淺灰色，中細(xì)粒結(jié)構(gòu),半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，粒徑為0.5～2.3 mm，巖石主要礦物成分有石英(20%)、堿性長(zhǎng)石(45%)、斜長(zhǎng)石(25%)、黑云母 (6%)、白云母(4%)。斜長(zhǎng)石種屬為更-中長(zhǎng)石，斜長(zhǎng)石次生變化強(qiáng)烈，絹云母化、高嶺土化，條紋長(zhǎng)石次生變化為泥化強(qiáng)烈；石英呈不規(guī)則粒狀、他形，裂紋發(fā)育，見(jiàn)石英呈不規(guī)則脈狀在條紋長(zhǎng)石邊部穿插生長(zhǎng)(圖2d)。

2 分析方法

筆者對(duì)航木多巖體開(kāi)展巖石地球化學(xué)、鋯石U-Pb年代學(xué)和鋯石Lu-Hf同位素研究的樣品采自實(shí)測(cè)地質(zhì)剖面及主干路線中具代表性新鮮巖石。分別對(duì)8件二長(zhǎng)花崗巖樣品進(jìn)行主、微量元素測(cè)試，對(duì)其中3件(D4042/2、D4195/5、D0019/2)二長(zhǎng)花崗巖樣品進(jìn)行LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年、鋯石Lu-Hf同位素分析。

2.1 主量和微量元素

主量和微量元素分析測(cè)試由核工業(yè)二〇三研究所分析測(cè)試中心完成，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。主量元素采用XRF法，在荷蘭帕納科制造的Ax-iosX射線光譜儀上測(cè)定，分析誤差小于5%；經(jīng)燒失量校正后，計(jì)算主要巖石地球化學(xué)指數(shù)。微量元素的測(cè)定采用ICP-MS法，在ThermoFisherScientific制造的XSERIESⅡ型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀上測(cè)定，分析誤差一般小于5%；對(duì)稀土元素、微量元素?cái)?shù)據(jù)采用球粒隕石、原始地幔數(shù)據(jù)(Boynton，1984；Sun S S, et al.，1989)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，并計(jì)算了主要稀土元素、微量元素參數(shù)。

2.2 LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年

樣品鋯石挑選由西安瑞石地質(zhì)科技公司完成。LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素年齡分析由西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。將所挑選出的鋯石放置于環(huán)氧樹(shù)脂中進(jìn)行打磨，待鋯石中心面露出后進(jìn)行拋光，之后對(duì)處理好的樣品進(jìn)行反射光及陰極發(fā)光(CL)照相。陰極發(fā)光照相采用美國(guó)Gatan公司的MonoCL3+X型陰極熒光探頭獲得。鋯石測(cè)試點(diǎn)的選擇通過(guò)發(fā)射光照片和陰極發(fā)光照片反復(fù)對(duì)比，避開(kāi)內(nèi)部裂隙和包體，以期獲得較準(zhǔn)確的年齡數(shù)據(jù)。鋯石U-Pb同位素分析在四極桿ICP-MSElan6100DRC上進(jìn)行測(cè)定。激光剝蝕系統(tǒng)是德國(guó)MicroLas公司生產(chǎn)的GeoLas200 M。激光束斑直徑為30 μm，激光脈沖10 Hz，能量為32～36 MJ。同位素組成采用澳大利亞鋯石標(biāo)樣GEMOC GJ-1作為內(nèi)標(biāo)進(jìn)行校正，采用鋯石標(biāo)樣Plesovice作為外部標(biāo)樣進(jìn)行監(jiān)控，并采用Glitter和Isoplot進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖。在進(jìn)行年齡數(shù)據(jù)分析時(shí)，結(jié)合206Pb/238U計(jì)算鋯石各測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)的諧和性，剔除206Pb/238U年齡相對(duì)于207Pb/206Pb年齡偏差大于10%的測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)。

2.3 鋯石Lu-Hf同位素

鋯石Lu-Hf同位素分析由西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。采用配備193 nm激光Neptune多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜儀進(jìn)行分析，分析過(guò)程中采用8 Hz的激光頻率、100 mJ的激光強(qiáng)度和50 μm的激光束斑直徑，以氦作為剝蝕物質(zhì)的載氣，采用標(biāo)準(zhǔn)鋯石91 500做外部標(biāo)樣。Hf同位素測(cè)定時(shí)采用176Lu/175Lu=0.026 69和176Yb/172Yb=0.588 6進(jìn)行同量異位干擾校正測(cè)定樣品的176Lu/177Hf和176Hf/177Hf值。鋯石Hf二階段模式年齡(tDM2)計(jì)算采用上地殼平均成分(0.008)計(jì)算，實(shí)驗(yàn)過(guò)程及數(shù)據(jù)處理方法見(jiàn)Yuan, et al. (2008)。

Pl.斜長(zhǎng)石；Qtz.石英；Pth.條紋長(zhǎng)石；Ep.綠簾石；Bt.黑云母；Ms.白云母圖2 (a、b)日多地區(qū)航木多巖體野外照片和(c、d)鏡下照片F(xiàn)ig.2 (a,b)Outcrop photos and (c,d) microscopic pictures of the Hangmuduo Granite in Riduo area

3 分析結(jié)果

3.1 主量、微量元素地球化學(xué)

8件二長(zhǎng)花崗巖樣品具高SiO2(72.23%～76.02%，平均為74.88%)、高鋁Al2O3(12.73%～14.72%，平均為13.67%)、高K2O(2.19%～4.84%，平均為3.66%)，低MgO(0.01%～0.52%，平均為0.25%)、低TiO2(0.12%～0.24%，平均為0.18%)，Na2O/K2O值為0.57%～1.42%，ALK為6.01%～8.6%，分異指數(shù)DI為86.35%～95.02%等特點(diǎn)，顯示巖石經(jīng)歷了結(jié)晶分異作用，大多數(shù)樣品表現(xiàn)為高分異花崗巖。

在花崗巖類TAS分類圖解(圖3a)中，所有樣品均投入花崗巖區(qū)。在SiO2-K2O圖解(圖3b)中，絕大部分樣品投點(diǎn)位于高鉀鈣堿性系列，少部分樣品投點(diǎn)位于鈣堿性系列與高鉀鈣堿性系列的分界線附近。所有樣品的里特曼指數(shù)均小于3.3(δ=1.1～2.53)，巖石均屬鈣堿性系列。樣品鋁飽和指數(shù)A/CNK=1.01～1.26，屬鋁質(zhì)-過(guò)鋁質(zhì)花崗巖。在A/CNK-A/NK圖解(圖3c)中，所有樣品投點(diǎn)均位于過(guò)鋁質(zhì)區(qū)域。

稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖(圖4a)中，配分曲線總體呈右傾，稀土元素總量變化圍較大，ΣREE=86.34×10-6～174.23×10-6(平均為119.39×10-6)，輕、重稀土元素比值ΣLREE/ΣHREE=7～11.51(平均值為8.55)，(La/Yb)N=6.22～13.08(平均值為8.83)，均表明輕稀土較重稀土富集，絕大部分樣品的稀土元素分異程度較高。(La/Sm)N=3.75～5.84(平均值為4.69)，表明輕稀土元素內(nèi)部也存在明顯的分餾作用；而(Gd/Yb)N=1.1～1.67(平均值為1.35)，表明重稀土元素內(nèi)部基本無(wú)分餾。δEu=0.31～0.93(平均值為0.68)整體顯示為負(fù)異常，部分顯示為強(qiáng)負(fù)Eu異常，反映在巖漿源區(qū)斜長(zhǎng)石有殘留或經(jīng)歷了分離結(jié)晶作用。稀土元素配分曲線走勢(shì)基本一致，反映樣品各單元元素相關(guān)性較好，為同源巖漿演化產(chǎn)物。

表1 日多地區(qū)航木多巖體主量元素(%)和微量元素(10-6)分析結(jié)果表Tab.1 Major element (%) and trace element (10-6) compositions of volcanic rocks of the Hangmuduo granite in Riduo area

續(xù)表1

圖3 (a)日多地區(qū)航木多巖體花崗巖類TAS分類圖解、(b)SiO2-K2O圖解和(c)A/CNK-A/NK圖解Fig.3 (a) Na2O+K2O-SiO2, (b)K2O-SiO2 and (c)A/CNK-A/NK diagram of the Hangmuduo granite in Riduo area

在微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(圖4b)中，曲線整體右傾，大離子親石元素K、Rb、Th、U等相對(duì)富集，Ba、Sr等相對(duì)虧損，Nb、Ta、P、Ti等高場(chǎng)強(qiáng)元素相對(duì)虧損。Sr相對(duì)虧損，反映斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶作用，這與Eu的負(fù)異常一致。Zr相對(duì)富集。樣品中Nb、Ta虧損反映巖漿源區(qū)有殼源物質(zhì)的混入，Ti、P的虧損指示可能巖漿起源于富集地幔或地殼巖石，也可能與磷灰石、鈦鐵礦的分離結(jié)晶密切相關(guān)。K的富集指示巖石是花崗質(zhì)巖石或島弧火山巖作用有關(guān)。蛛網(wǎng)圖曲線上Rb-Th呈峰，Nb-Ta呈槽，則指示巖漿受到上地殼混染。不同樣品微量元素相關(guān)性較好，曲線形態(tài)相似，反映為同源巖漿演化產(chǎn)物。

3.2 鋯石U-Pb年代學(xué)

本次在3件花崗巖樣品中挑選出的鋯石顆粒呈淺黃色-無(wú)色透明，多呈自形長(zhǎng)柱狀，部分呈短柱狀，長(zhǎng)寬比約為2∶1～3∶1，粒徑在50～150 μm。在陰極發(fā)光圖像中，結(jié)晶程度較好，內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，顯示明顯的巖漿型鋯石振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)(圖5)。鋯石的Th/U值為0.63～3.11(平均為1.14)(表2)，與巖漿鋯石Th/U值(>0.1)相當(dāng) (Rubatto，2002)，表明3件二長(zhǎng)花崗巖樣品的鋯石均為巖漿成因鋯石。

圖4 (a)日多地區(qū)航木多巖體稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖、(b)微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun, et al. 1989)Fig.4 (a)Chondrite normalized REE-patterns diagram and (b)primitive mantle normalized spider diagram of the Hangmuduo granite in Riduo area

實(shí)線圓圈示U-Pb測(cè)點(diǎn)；虛線圓圈示Lu-Hf測(cè)點(diǎn)；數(shù)字代表測(cè)點(diǎn)號(hào)及年齡(Ma)圖5 日多地區(qū)航木多巖體鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像及測(cè)點(diǎn)位置示意圖Fig.5 CL images and analyzing locations of zircons from the Hangmuduo granite in Riduo area

對(duì)樣品D4042/2、D4195/5和D0019/2進(jìn)行了 LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年，所有測(cè)點(diǎn)均位于鋯石的振蕩環(huán)帶微區(qū)，在U-Pb諧和圖中顯示出良好的諧和性，年齡分布較為集中，并且較為均勻地分布于一致曲線上或附近，表明U-Pb 體系在鋯石形成之后處于封閉狀態(tài)。樣品D4042/2有效測(cè)點(diǎn)為27個(gè)，206Pb/238U年齡值為62.1～62.9 Ma，加權(quán)平均值為(62.6±0.6) Ma(圖6a)；樣品D4195/5有效測(cè)點(diǎn)為28個(gè)，206Pb/238U年齡值為64.0～65.9 Ma，加權(quán)平均值為(64.9±0.7) Ma(圖6b)；樣品D0019/2有效測(cè)點(diǎn)為28個(gè)，206Pb/238U年齡值為61.0～63.8 Ma，加權(quán)平均值為(62.2±0.7) Ma(圖6c)。3件樣品鋯石U-Pb定年結(jié)果在誤差范圍內(nèi)一致，206Pb/238U加權(quán)平均年齡值代表巖漿結(jié)晶年齡在62.2～64.9 Ma，表明航木多巖體的形成時(shí)代為古新世。

圖6 日多地區(qū)航木多巖體鋯石U-Pb諧和圖及206Pb/238U年齡加權(quán)平均值圖Fig.6 Zircon concordia diagram and 206Pb/238U age weighted average value diagram from the Hangmuduo granite in Riduo area

3.3 鋯石Lu-Hf同位素

本次在 LA-ICP-MS鋯石U-Pb年代學(xué)研究的基礎(chǔ)上，對(duì)樣品D4042/2、D4195/5和D0019/2三件樣品進(jìn)行了鋯石原位Lu-Hf同位素分析，測(cè)試及相關(guān)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。所有測(cè)點(diǎn)均選取與鋯石U-Pb年代學(xué)測(cè)試點(diǎn)相同部位(圖5)。所有樣品有效測(cè)點(diǎn)測(cè)得176Lu/177Hf值為0.000 75～0.001 97，小于0.002，表明巖漿鋯石在航木多巖體形成之后基本沒(méi)有明顯的放射性成因的Hf積累，可用于該巖體的成因研究(Griffin, et al.，2002；吳福元等，2007)。所有樣品測(cè)點(diǎn)的fLu/Hf值為-0.94～-0.98，平均值為0.96，明顯小于硅鋁質(zhì)地殼(-0.72，Amelin, et al.，1999)和硅鎂質(zhì)地殼(-0.34，Vervoort, et al., 1999)，故二階段模式年齡更能反映源區(qū)物質(zhì)從虧損地幔被抽取的時(shí)間或源區(qū)物質(zhì)在地殼的平均存留年齡(Vervoort, et al.,1996；吳福元等，2007)。

樣品D4042/2測(cè)得176Hf/177Hf值為0.283 04～0.282 43，εHf(t)值除10號(hào)測(cè)點(diǎn)為-10.64外，其余測(cè)點(diǎn)在6.38～10.79，二階段模式年齡(tDM2)除10號(hào)測(cè)點(diǎn)為1 810 Ma外，其余測(cè)點(diǎn)在443～726 Ma；樣品D4195/5測(cè)得176Hf/177Hf值為0.282 62～0.283 04，εHf(t)值除16號(hào)測(cè)點(diǎn)為-3.87外，其余測(cè)點(diǎn)在6.28～10.77；二階段模式年齡(tDM2)除16號(hào)測(cè)點(diǎn)為1 381 Ma外，其余測(cè)點(diǎn)在446～734 Ma；樣品D0019/2測(cè)得176Hf/177Hf值為0.282 802～0.282 878，εHf(t)值為2.37～5.05，二階段模式年齡(tDM2)為811～982 Ma。

4 討論

4.1 成巖時(shí)代

筆者通過(guò)日多地區(qū)1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，航木多巖體侵位的最新地層為上白堊統(tǒng)，同時(shí)該巖體又侵入到晚白堊世烏斯江巖體(72.2～66.8 Ma，周斌等，2019)中，在日多地區(qū)來(lái)加嘎布一帶該巖體被古新世典中組火山巖(57.4±1.4 Ma，周斌等，2019)角度不整合覆蓋，反映航木多巖體侵位時(shí)代在晚白堊世之后、古新世晚期之前。

本次獲得的日多地區(qū)航木多巖體3件二長(zhǎng)花崗巖樣品的鋯石206Pb/238U年齡加權(quán)平均值分別為(62.6±0.6) Ma、(64.9±0.7) Ma和(62.2±0.7) Ma。同時(shí)，王海濤等(2019)在日多地區(qū)獲得花崗巖鋯石U-Pb年齡為(62.7 ± 0.5) Ma，與本次測(cè)年結(jié)果一致。此外，林子宗群典中組火山巖已積累了大量的高質(zhì)量定年數(shù)據(jù)，前人認(rèn)為典中組火山巖形成于69～60 Ma(董國(guó)臣等，2005；莫宣學(xué)等，2005，2009；李勇等，2018；Huang, et al.，2015；陳貝貝等，2016)。

因此，航木多巖體形成時(shí)代為古新世，為與林子宗群典中組火山巖同期的侵入相巖漿產(chǎn)物，同屬于印度-歐亞大陸碰撞早期階段的新特提斯洋俯沖向印度-歐亞大陸碰撞過(guò)渡的背景下的巖漿活動(dòng)產(chǎn)物。

4.2 巖石成因與源區(qū)

過(guò)鋁質(zhì)巖類巖石被認(rèn)為是同碰撞早期階段地殼縮短的加壓升溫或后碰撞階段地殼快速隆升和伸展拆離背景下因減壓增溫引起的部分熔融的結(jié)果(Shinjo R, et al.,2000)?；◢弾r分類也一直是花崗巖類研究的主要問(wèn)題，M、I、S 和 A 型是目前最常用的花崗巖成因分類方案。一般認(rèn)為，在板塊匯聚的構(gòu)造環(huán)境下形成S型或I型花崗巖。研究區(qū)花崗巖在(K2O+Na2O)/(CaO-Zr+Nb+Ce+Y)巖漿巖成因類型判別圖中(圖7a)，大多數(shù)樣品投入I、S、M型花崗巖區(qū)中。在TiO2-Zr巖漿巖成因類型判別圖(圖7b)中，所有樣品均投入S型花崗巖區(qū)。CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物中所有樣品均出現(xiàn)了剛玉分子，且含量均大于1%，且多數(shù)樣品(二長(zhǎng)二云花崗巖)鏡下見(jiàn)到白云母(圖2d)。利用Watson, et al. (2005)提出的全巖鋯石飽和溫度計(jì)算公式，得到航木多巖體鋯石飽和溫度為690～775 ℃，平均為737 ℃，接近S型花崗巖形成的平均溫度(764 ℃)(Chappell B W, 1999)，明顯小于A型花崗巖平均成巖溫度(833 ℃)(Whalen, et al.，1987；張旗等，2007)和I型花崗巖的平均成巖溫度(>900 ℃)(張旗等，2007)。因此，上述巖漿巖成因類型圖解及特征參數(shù)均指示航木多巖體為S型花崗巖。

圖7 (a)日多地區(qū)航木多巖體K2O+Na2O/CaO-Zr+Nb+Ce+Y圖解和(b)TiO2-Zr圖解Fig.7 (a)K2O+Na2O/CaO-Zr+Nb+Ce+Y and (b)TiO2-Zr diagram of the Hangmuduo granite in Riduo area

K/Rb值可以用來(lái)示蹤巖漿演化特征，本次所有樣品K/Rb=148～214(平均值為185),與地殼巖石其比值(150～350)(Taylor, et al.，1985)相近；Rb/Sr=0.38～4.66(平均值為1.86)，遠(yuǎn)大于起源于上地幔源區(qū)巖石的比值(0.027)；Nd/Th=0.92～1.67(平均值為1.31)，Nb/Ta=10.07～18.57(平均值為13.04)，都明顯低于幔源巖石比值(Nd/Th>15，Nb/Ta≈22)(Bea, et al.,2001)，而與殼源巖石比值相近(Nd/Th≈3，Nb/Ta≈12)(Bea, et al.,2001)；樣品La/Ta=18～45(平均值為29)，大多數(shù)樣品較起源于巖石圈地幔或受其混染的巖漿La/Ta值下限值(25)高，表明巖漿源區(qū)受到了幔源(Lassiter, et al.，2013)或新生地殼物質(zhì)的混染；樣品Mg#=2～36(平均值為19)，與來(lái)源于地殼部分熔融的巖石一致(<40)(Atherton, et al.，1993)，表明其巖漿源區(qū)應(yīng)以地殼物質(zhì)為主。航木多巖體花崗巖與日多盆地碎屑巖微量和稀土元素地球化學(xué)特征一致(圖4a、圖4b)，指示日多盆地碎屑巖可能為航木多巖體花崗巖的源巖。

在花崗巖A/MF-C/MF圖解(圖8a)中，多數(shù)樣品落入變質(zhì)雜砂巖部分熔融區(qū)。在Rb/Sr-Rb/Ba圖解(圖8b)中，多數(shù)樣品落在貧黏土源巖區(qū)。過(guò)鋁質(zhì)花崗巖CaO/Na2O值可以很好的指示巖漿源區(qū)的成分，貧斜長(zhǎng)石、富黏土的泥質(zhì)巖部分熔融產(chǎn)生的過(guò)鋁質(zhì)花崗巖 CaO/Na2O值一般小于0.3，富斜長(zhǎng)石、貧黏土的砂屑巖熔融生成的過(guò)鋁質(zhì)花崗巖 CaO/Na2O值一般大于0.3(Skjerlie,et al.,1992)。航木多巖體CaO/Na2O值為0.1～0.46，也反映了巖漿源區(qū)由砂巖與泥質(zhì)巖共同參與部分熔融形成。在La/Sm-La圖解(圖9)中，顯示出航木多巖體源巖發(fā)生部分熔融，并伴隨著不同程度的分離結(jié)晶作用。微量元素P、Ti相對(duì)虧損，Eu呈負(fù)異常，表明巖漿在形成過(guò)程中經(jīng)歷了磷灰石、鈦鐵礦、斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶作用。

圖8 (a)日多地區(qū)航木多巖體A/MF-C/MF圖解和 (b) Rb/Ba-Rb/Sr圖解Fig.8 (a) A/MF-C/MF and (b) Rb/Ba-Rb/Sr diagram of the Hangmuduo granite in Riduo area

圖9 日多地區(qū)航木多巖體La/Sm-La圖解Fig.9 La/Sm-La diagram of the Hangmuduo granite in Riduo area

本次獲得航木多巖體的鋯石εHf(t)變化范圍較大，為-10.64～10.79，暗示巖漿在演化過(guò)程中有新的端元組分加入(吳福元等，2007)，但總體上仍具有適當(dāng)虧損的Hf同位素特征(εHf(t)>0)，且低于虧損地幔值(20)，同時(shí)還有2個(gè)測(cè)點(diǎn)的εHf(t)為負(fù)值。在εHf(t)-t圖解(圖10a)中，3件樣品各測(cè)點(diǎn)投圖絕大部分落在球粒隕石和虧損地幔同位素Hf演化線之間，2個(gè)測(cè)點(diǎn)投點(diǎn)位于球粒隕石演化線下方的古拉薩結(jié)晶基底。3件樣品tDM2變化范圍較大，為443～1 810 Ma，其中2個(gè)測(cè)點(diǎn)的tDM2分別為1 381 Ma和1 810 Ma(>1Ga)，在tDM2統(tǒng)計(jì)直方圖中(圖10b)，以tDM2=550～750 Ma的頻數(shù)較多，峰值在600～650 Ma，均遠(yuǎn)大于其對(duì)應(yīng)的形成年齡。因此，以上特征均表明巖石為新生地殼部分熔融形成，同時(shí)有少量古老地殼物質(zhì)加入(吳福元等，2007)。但是，一般認(rèn)為新生地殼為基性玄武質(zhì)巖石，其部分熔融應(yīng)形成I型花崗巖，這似乎與主、微量元素特征及物源判別圖解顯示的航木多巖體主要由砂巖與泥質(zhì)巖部分熔融形成的S型花崗巖相矛盾。

然而，早—中侏羅世時(shí)期(174.2～192.7 Ma)(董顏輝等，2006；耿全如等，2006；陳煒等，2009；魏友卿等，2017；熊秋偉等，2015；黃豐等，2015)新特提斯洋板片北向俯沖于拉薩地塊南緣之下，在拉薩地塊南緣形成了葉巴陸緣火山弧(黃豐等，2015；董顏輝等，2006；熊秋偉等，2015)。中侏羅世晚期在葉巴火山弧臺(tái)地上形成了日多弧內(nèi)局限盆地，其后晚侏羅—晚白堊世在盆地內(nèi)快速沉積了火山弧來(lái)源的碎屑巖且具有近源堆積特征(潘亮等，2018；周斌等，2019)。一般認(rèn)為島弧來(lái)源的碎屑巖在俯沖帶附近的海底沉積時(shí)間與島弧的形成時(shí)間在幾個(gè)百萬(wàn)年之內(nèi)基本上是同期的(Hawkins JW，2003)。因此，這些碎屑巖沉積物與葉巴火山弧新生地殼具有相似的巖石學(xué)和地球化學(xué)特征，為新生地殼短期內(nèi)再循環(huán)形成。航木多巖體花崗巖與日多盆地內(nèi)的碎屑巖也具有相似的微量元素與稀土元素特征(圖4)，表明日多盆地內(nèi)的碎屑巖應(yīng)為航木多巖體的源巖，這與A/MF-C/MF圖解和Rb/Sr-Rb/Ba圖解顯示的源巖為砂巖和少量泥質(zhì)巖是一致的。

圖10 (a)日多地區(qū)航木多巖體εHf(t)-t圖解(底圖據(jù)吳福元等，2007;徐旺春,2010修改)和(b)tDM2統(tǒng)計(jì)直方圖Fig.10 (a)Diagram of εHf(t)-t and (b)histogram of tDM2 for the Hangmuduo granite in Riduo area

綜上所述，筆者認(rèn)為研究區(qū)古新世航木多巖體花崗巖應(yīng)為日多盆地內(nèi)廣泛出露的晚侏羅—晚白堊世碎屑巖及少量古拉薩結(jié)晶基底部分熔體形成的S型花崗巖且兼有新生地殼地球化學(xué)特征。

WPG.板內(nèi)花崗巖；VAG.火山弧花崗巖；syn-COLG.同碰撞花崗巖；ORG.洋中脊花崗巖圖11 (a)日多地區(qū)航木多巖Rb-Y+Nb圖解和(b)Nb-Y圖解Fig.11 (a) Rb-Y+Nb and (b)Nb-Y diagram of the Hangmuduo granite in Riduo area

4.3 構(gòu)造環(huán)境

航木多巖體屬弱過(guò)鋁質(zhì)-過(guò)鋁質(zhì)巖石、高鉀鈣堿性巖石系列。球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式呈右陡傾、輕稀土富集型曲線，負(fù)Eu異常明顯。在原始地幔蛛網(wǎng)圖中，相對(duì)富集大離子親石元素(LILE)Rb、K、Th、U等，相對(duì)虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)Nb、Ta、P、Ti，與俯沖成因的火山弧巖漿巖地球化學(xué)特征相似(Pearce, et al.,1988)。在現(xiàn)代弧環(huán)境中, 板片流體的加入或俯沖沉積物的部分熔融可以使與俯沖有關(guān)的巖漿交代富集(Elburg M A, et al.,2002; Guo Z, et al.,2005; 白濤等，2019)。同時(shí)，在(Y+Nb)-Rb構(gòu)造判別圖解上有火山弧巖漿巖性質(zhì)(Pearce J A, et al.,1984)(圖11a)；在Y-Nb判別圖解上，也顯示為同碰撞-火山弧構(gòu)造環(huán)境的產(chǎn)物(Pearce J A, et al.,1984)(圖11b)，這與前人對(duì)南部拉薩地塊古新世巖漿巖形成構(gòu)造環(huán)境的認(rèn)識(shí)一致(王立全等，2006；董銘淳等，2015；李洪梁等，2019；李永鵬，2019)。暗示新特提斯洋殼在古新世(65～60 Ma)時(shí)正從俯沖背景向碰撞造山轉(zhuǎn)換，此時(shí)印度-歐亞大陸雖已發(fā)生碰撞，但連接在印度大陸前端的新特提斯板片并未完全消失，因此，形成的巖漿具有與火山弧相同的地球化學(xué)特征。

4.4 地球動(dòng)力學(xué)背景

目前，根據(jù)地磁學(xué)、沉積巖巖石學(xué)、巖漿巖巖石學(xué)等不同學(xué)科從不同研究方向?qū)τ《?歐亞大陸碰撞時(shí)限作了較好的限定，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為主碰撞時(shí)間發(fā)生在65～40 Ma(莫宣學(xué)等，2003；H X M, et al.，2015)。本次在航木多巖體中獲得的鋯石U-Pb年齡為(62.6±0.6) Ma、(64.9±0.7) Ma和(62.2±0.7) Ma，時(shí)代屬古新世早期，其巖漿作用發(fā)生在印度-歐亞大陸碰撞早期階段的新特提斯洋俯沖向印度-歐亞大陸碰撞過(guò)渡的背景下。

侯增謙等(2006)認(rèn)為古新世巖漿巖具有巖漿弧地球化學(xué)特征是由于俯沖的印度大陸板片因巨大的摩擦熱向上覆交代富集的地幔楔傳遞導(dǎo)致其熔融。然而，即使在 70～60 Ma, 印度-歐亞大陸匯聚速率達(dá)到170 mm/a (Lee, et al., 1994)，從印度-歐亞大陸的初始碰撞時(shí)間(65 Ma)到航木多巖體的形成時(shí)間(62.2～64.9 Ma)，在3 Ma±時(shí)間內(nèi)印度大陸板塊不可能在日多地區(qū)下插至足夠的深度導(dǎo)致其熔融產(chǎn)生巖漿作用。

因此，筆者認(rèn)為航木多巖體形成于印度-歐亞大陸碰撞早期階段的新特提斯洋俯沖向印度-歐亞大陸碰撞過(guò)渡的構(gòu)造背景下。由于碰撞作用是在俯沖作用的基礎(chǔ)上發(fā)生的，是俯沖作用的延伸和轉(zhuǎn)化，是由于俯沖的新特提斯洋殼相對(duì)滯后于地幔源區(qū)引起的(莫宣學(xué)等，2001，李洪梁等，2019)，從而導(dǎo)致航木多巖體具有與區(qū)域上古新世林子宗群典中組火山巖一致的火山弧巖漿巖特征。

大量研究表明, 白云母花崗巖或二云母花崗巖主要定位于2個(gè)大陸巖石圈匯聚使地殼加厚的部位, 即大陸碰撞地殼加厚區(qū)(侯增謙等, 2006)。本次在航木多巖體中發(fā)現(xiàn)的大量二云二長(zhǎng)花崗巖也進(jìn)一步證明，距今62.2～64.9 Ma期間印度-歐亞大陸在日多地區(qū)已發(fā)生板塊匯聚作用。由于俯沖和印度-歐亞大陸碰撞作用的持續(xù)進(jìn)行，岡底斯南帶發(fā)生了巨大的縮短增厚，強(qiáng)烈的褶皺變形、逆沖斷裂及滑脫構(gòu)造使原本位于上地殼的沉積物循環(huán)至中、下地殼參與部分熔融(圖12)。

綜上所述，古新世時(shí)期印度大陸急劇向北漂移，隨著俯沖深度增加與壓力增大，連接在印度大陸前端的新特提斯板片密度增大，浮力減小并逐漸下沉，使原來(lái)低角度消減的新特提斯洋板片發(fā)生回轉(zhuǎn)，板片脫水帶向海溝方向擴(kuò)展。消減板片的陡立回轉(zhuǎn)不僅會(huì)造成板塊匯聚速率突然上升，同時(shí)導(dǎo)致楔形地幔區(qū)的地幔對(duì)流增強(qiáng)而且誘發(fā)軟流圈物質(zhì)上涌，底侵于南拉薩地塊之下，使新生地殼發(fā)生部分熔融，在南拉薩地塊形成大規(guī)模的林子宗群典中組火山巖和同構(gòu)造的I型花崗巖。同時(shí)，在62.2～64.9 Ma，軟流圈物質(zhì)上涌致使日多盆地加厚地殼內(nèi)部的具有新生地殼特征的富水低成熟度沉積巖及少量古拉薩結(jié)晶基底發(fā)生部分熔融，在日多地區(qū)形成少量以航木多巖體為代表的S型花崗巖。

5 結(jié)論

(1)采用LA-ICP-MS法分別獲得3件鋯石U-Pb同位素年齡加權(quán)平均值為(62.6±0.6) Ma、(64.9±0.7) Ma和(62.2±0.7) Ma，表明研究區(qū)航木多巖體形成于早古新世，為與林子宗群典中組火山巖晚期同源的侵入巖。

(2)航木多巖體為葉巴火山弧快速風(fēng)化后在日多盆地內(nèi)形成的具有類似新生地殼巖石學(xué)和地球化學(xué)特征的沉積物在同碰撞背景下發(fā)生部分熔融，并經(jīng)歷了結(jié)晶分異作用形成的S型花崗巖，同時(shí)還明顯受到古老結(jié)晶基底的影響。

1.古新世花崗巖；2.特提斯西馬拉雅；3.印度-雅魯藏布江縫合帶；4.班公湖-怒江縫合帶；5.金沙江縫合帶；6.滑脫帶；7.逆沖斷裂；8.褶皺圖12 岡底斯帶東段古新世構(gòu)造-巖漿演化模式圖(圖a據(jù)馬元，2007；圖b據(jù)侯增謙等，2006)Fig.12 Paleocene tectonic-magmatic evolution pattern of the eastern Gangdise belt

(3)航木多巖體形成于印度-歐亞大陸碰撞早期階段的新特提斯洋俯沖向印度-歐亞大陸碰撞過(guò)渡的構(gòu)造背景下，屬具火山弧巖漿巖地球化學(xué)特征的花崗巖，與殘余的洋殼板片部分熔融有關(guān)。