西藏茶巴拉地區(qū)晚白堊世角閃輝長巖與石英閃長巖年代學、巖石地球化學與成因

呂 娜，郎興海，王旭輝，何 青，鄧煜霖，楊同山，董 咪

(成都理工大學 地球科學學院，四川 成都 610059)

0 引 言

青藏高原自古生代以來，經(jīng)歷了多洋盆、多俯沖、多碰撞和多造山等一系列地質(zhì)作用，是研究造山帶地球動力學的天然實驗室。青藏高原主要包括4個大的構造單元，由南到北分別為喜馬拉雅帶、拉薩地體、羌塘地體和松潘—甘孜地體，分別以印度河—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[圖1(a)]。拉薩地體是青藏高原的重要組成部分，該地體內(nèi)廣泛分布中—新生代巖漿巖，記錄了新特提斯洋演化和印度—亞歐大陸碰撞的長期復雜構造演化過程。因此，這些巖漿巖對于約束拉薩地體構造演化具有重要意義。

IYZSZ為印度河—雅魯藏布江縫合帶；BNSZ為班公湖—怒江縫合帶；SNMZ為獅泉河—納木錯蛇綠混雜巖帶；LMF為洛巴堆—米拉山斷裂帶；JSSZ為金沙江縫合帶；LSSZ為龍木錯—雙湖縫合帶；圖(a)引自文獻[2]和[22]，有所修改；圖(b)引自文獻[23]，有所修改圖1 青藏高原構造格架、拉薩地體中生代巖漿巖分布以及茶巴拉地區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.1 Tectonic Outline of Tibetan Plateau,Distribution of Mesozoic Magmatic Rocks in Lhasa Terrane and Geological Sketch Map of Chabala Area

眾多學者對新特提斯洋俯沖和印度—亞歐大陸碰撞時限開展了討論。研究表明，新特提斯洋板片在約260 Ma開始北向俯沖到拉薩地體之下，100～70 Ma新特提斯洋板片處于俯沖階段末期，65～55 Ma印度—亞歐大陸發(fā)生碰撞，約40 Ma進入后碰撞階段。Zhu等總結了南部拉薩地體120 Ma以來的巖漿活動，并將新特提斯洋北向俯沖的演化分為5個階段，即120～95 Ma新特提斯洋板片北向正常俯沖階段、95～85 Ma洋脊俯沖階段、85～70 Ma平板俯沖階段、70～53 Ma板片回轉階段(其中印度和亞歐大陸在55 Ma發(fā)生碰撞)、約53 Ma新特提斯洋板片斷離階段。在此過程中，青藏高原發(fā)生了十分強烈的巖漿活動，從而形成了種類繁多且遍布高原的巖漿巖，尤其以南部拉薩地體巖漿巖分布最為集中。南部拉薩地體巖漿巖主要集中在晚三疊世—早侏羅世、晚白堊世和古新世—始新世，目前對晚三疊世—早侏羅世、古新世—始新世巖漿巖研究程度較高，晚三疊世—早侏羅世巖漿巖是新特提斯洋北向俯沖的產(chǎn)物，古新世—始新世巖漿巖是印度—亞歐大陸碰撞的結果，但對于晚白堊世早期(100～80 Ma)巖石成因與動力學機制尚存在爭議。Wen等在南部拉薩地體里龍—朗縣地區(qū)發(fā)現(xiàn)了晚白堊世埃達克質(zhì)含綠簾石花崗閃長巖，其形成被解釋為新特提斯洋北向平板俯沖；Ma等將米林地區(qū)晚白堊世埃達克質(zhì)巖石歸因于新特提斯洋板片回轉引發(fā)的軟流圈上涌；Zhang等在里龍—米林地區(qū)發(fā)現(xiàn)了晚白堊世埃達克質(zhì)紫蘇花崗巖，將其解釋為新特提斯洋洋脊俯沖。這些爭議反映了南部拉薩地體晚白堊世早期的動力學研究較為薄弱，導致了對南部拉薩地體晚白堊世巖漿作用的地球動力學機制認識仍不清楚。

茶巴拉地區(qū)位于拉薩地體南緣的曲水縣西側，該區(qū)出露角閃輝長巖、石英閃長巖和花崗巖等，為研究新特提斯洋俯沖以來的構造演化和地球動力學機制提供了一個絕好的窗口。本文以南部拉薩地體茶巴拉地區(qū)角閃輝長巖和石英閃長巖為研究對象，通過對其開展巖石地球化學、LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年和Sr-Nd同位素研究，并結合前人研究成果，分析其巖漿源區(qū)性質(zhì)和巖石成因，為深入研究南部拉薩地體晚白堊世巖漿作用和地球動力學過程提供新證據(jù)。

1 地質(zhì)背景及巖石學特征

拉薩地體位于班公湖—怒江縫合帶和印度河—雅魯藏布江縫合帶之間，呈EW向分布，長約2 500 km[圖1(a)]，由南到北依次為南部拉薩地體、中部拉薩地體和北部拉薩地體，分別以洛巴堆—米拉山斷裂帶和獅泉河—納木錯蛇綠混雜巖帶為界[圖1(a)]。南部拉薩地體記錄了新特提斯洋北向俯沖以及印度—亞歐大陸碰撞造山事件，總體以新生地殼為特征，廣泛分布中—新生代侵入巖和火山巖[圖1(a)]。侵入巖主要由晚三疊世—中新世(205～13 Ma)花崗巖、花崗閃長巖、閃長巖以及少量輝長巖和輝綠巖組成；火山巖由早侏羅世雄村組、早—中侏羅世葉巴組、中生代桑日群及古—始新世林子宗群火山巖組成。中部拉薩地體是一個具前寒武紀結晶基底的微陸塊，其上被古生代和中生代火山-沉積巖覆蓋，中生代侵入體斷續(xù)分布。北部拉薩地體以新生地殼為特征，其上主要分布侏羅紀—白堊紀火山-沉積巖。

角閃輝長巖(樣品QS07、QS08)巖體出露較好，呈灰黑色，具塊狀構造、半自形中粒粒狀結構[圖2(a)、(b)]。顯微鏡下鑒定結果表明，其主要礦物組成為斜長石(體積分數(shù)為45%～55%)、角閃石(30%～40%)、黑云母(約5%)和輝石(<5%)，副礦物為磁鐵礦、榍石、鋯石等，其中磁鐵礦分布在角閃石周圍。斜長石呈半自形板狀，環(huán)帶較少，粒度為1～3 mm，聚片雙晶發(fā)育。角閃石多呈半自形短柱狀，多色性明顯，以黃綠色、黃褐色為主。黑云母呈細片狀，具微細粒結構，多色性明顯。輝石多呈半自形或他形晶[圖2(e)]。

石英閃長巖(樣品QS09)新鮮面呈灰褐色，具有典型的塊狀構造、中細粒粒狀結構，局部可見銅礦化(孔雀石)[圖2(c)]。顯微鏡下鑒定結果表明，主要礦物組成為斜長石(體積分數(shù)為30%～40%)、角閃石(20%～30%)、堿性長石(約10%)、石英(5%～10%)、黑云母(<5%)，副礦物為磁鐵礦、鋯石、磷灰石等。斜長石呈半自形柱狀結構，聚片雙晶發(fā)育。角閃石節(jié)理發(fā)育，多見半自形結構，具有多色性，以黃綠色、黃褐色為主。堿性長石主要為鉀長石，格子雙晶發(fā)育。石英多呈不規(guī)則粒狀充填在其他礦物之間，鏡下干涉色為一級灰白。黑云母呈自形片狀，多色性明顯[圖2(f)]。

2 分析方法

鋯石挑選、制靶、陰極發(fā)光(CL)顯微照相及測試在北京鋯年領航科技有限公司完成。野外采集樣品10 kg左右，首先將巖石進行粉碎，然后采用重液法與磁選法進行鋯石分選并在雙目鏡下挑純，安裝在環(huán)氧樹脂中進行拋光，直到顆粒內(nèi)部暴露出來。分析前，使用3% HNO溶液清洗表面，以去除鉛污染物。激光剝蝕系統(tǒng)和ICP-MS儀器的運行條件及后續(xù)數(shù)據(jù)處理與文獻[38]所描述的相同。ICP-MS儀器采用Agilent 7500a四極桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，采用GeoLas Plus準分子ArF激光剝蝕系統(tǒng)同時測定鋯石U-Pb年齡。激光束斑直徑為32 μm，頻率為8 Hz。另外，采用氦氣作為載氣，氬氣作為補償氣。采用NIST610對儀器進行優(yōu)化，并作為測定微量元素的外標，91500標準鋯石作為內(nèi)標，鋯石GJ1作為監(jiān)測樣品。每個分析點的分析時間跨度為100 s，包括大約20 s的背景采集時間和50 s的樣本數(shù)據(jù)采集時間；每5次分析后，再對91500標準鋯石進行兩次分析。測試完成后，使用ICPMSDataCal軟件對分析數(shù)據(jù)進行處理。分析結果見表1。

表1 角閃輝長巖和石英閃長巖 LA-ICP-MS 鋯石 U-Pb 同位素分析結果Table 1 Analysis Results of LA-ICP-MS Zircon U-Pb Isotope of Hornblende Gabbros and Quartz Diorites

Pl為斜長石；Hbl為角閃石；Kfs為鉀長石；Qz為石英；Bi為黑云母；Px為輝石；Mag為磁鐵礦圖2 茶巴拉地區(qū)角閃輝長巖和石英閃長巖野外照片及顯微鏡下照片F(xiàn)ig.2 Field Photos and Microphotographs of Hornblende Gabbros and Quartz Diorites in Chabala Area

本次全巖主量、微量元素測試在南京聚譜檢測科技有限公司完成。主量元素采用X射線熒光光譜(XRF)法測定，使用Axios X熒光光譜儀(荷蘭帕納科公司)對其進行分析，分析的精確度優(yōu)于3%。微量元素采用電感耦合等離子體質(zhì)譜(NexION 300x ICP-MS)法測定，分析的精確度優(yōu)于5%。分析樣品前選取新鮮樣品，在超聲波清洗儀中用蒸餾水清洗以避免污染，然后用不銹鋼缽研磨成200目。將所有樣品粉碎并稱重，所得粉末用于主量和微量元素分析。詳細的分析方法見文獻[42]。

全巖Sr-Nd同位素在南京聚譜檢測科技有限公司采用熱電離質(zhì)譜(TIMS)儀進行分析。選定的Sr、Nd同位素分析樣品溶解在HF、HNO和HClO的酸性混合物中，并按照文獻[43]的方法采用萃取和色譜分析技術分離，詳細的分析流程見文獻[44]。所測得NBS 987標樣的Sr/Sr值為0.704 070～0.704 526，Shin-Etsu JNdi-1標樣的Nd/Nd值為0.512 742～0.512 813。實驗所得樣品的(Sr/Sr)值和()值通過鋯石U-Pb定年得到的年齡進行校正。

3 結果分析

3.1 鋯石U-Pb年齡

茶巴拉地區(qū)角閃輝長巖和石英閃長巖中典型鋯石陰極發(fā)光圖像如圖3所示。角閃輝長巖中鋯石具有自形—半自形晶形，晶體多呈短柱狀或長柱狀，粒徑為90～130 μm，長寬比為1∶1～2∶1，陰極發(fā)光圖像顯示鋯石呈灰色，部分呈深灰色，內(nèi)部結構均勻，大部分鋯石的條帶狀環(huán)帶清晰。從樣品QS07、QS08中分別挑取13顆和12顆鋯石用于定年測試。樣品QS07鋯石Th/U值為1.06～1.72(表1)，表明它們?yōu)榈湫偷膸r漿鋯石[圖3(a)]。分析點的Pb/U年齡相對集中，為92.1～88.4 Ma，均投影在諧和曲線上或附近，所獲得樣品QS07加權平均年齡為(90.8±1.3)Ma(平均標準權重偏差(MSWD)為0.34，分析點為13個)[圖3(b)]。樣品QS08鋯石Th/U值為0.78～5.93(表1)，顯示出巖漿鋯石的Th/U特征。鋯石在諧和曲線附近構成一個年齡集中區(qū)，其Pb/U年齡為89.4～85.3 Ma(表1)，加權平均年齡為(87.2±1.7)Ma(MSWD值為0.18，分析點為12個)[圖3(d)]。綜上所述，角閃輝長巖巖體侵位時代為晚白堊世早期。

石英閃長巖鋯石內(nèi)部結構均勻，粒徑主要為150～250 μm，長寬比為1∶1～3∶1，陰極發(fā)光圖像顯示大多數(shù)的鋯石發(fā)育震蕩環(huán)帶，Th/U值為1.15～1.73(表1)，具有明顯的巖漿鋯石特征(Th/U值大于0.1)。石英閃長巖共獲得17個分析點數(shù)據(jù)，在諧和曲線上的投影分布較集中[圖3(e)]，其加權平均年齡為(81.3±0.9)Ma(MSWD值為0.19，分析點為17個)，可代表石英閃長巖的形成年齡，即晚白堊世早期。

1969年的德國《職業(yè)教育法》和1946年的美國《職業(yè)教育法案》分別對本國的“校企合作、工學結合”予以法制化、規(guī)范化。德國“雙元制”和英國“現(xiàn)代學徒制度”以企業(yè)為辦學主體；新加坡“教學工廠”和澳大利亞“TAFE”屬于以學校為辦學主體的經(jīng)典教育方式。

圖3 角閃輝長巖和石英閃長巖的鋯石U-Pb年齡諧和曲線及年齡分布和鋯石陰極發(fā)光圖像Fig.3 Concordia Diagrams and Distributions of Zircon U-Pb Ages and CL Images of Zircons for Hornblende Gabbros and Quartz Diorites

3.2 地球化學特征

3.2.1 主量元素

角閃輝長巖和石英閃長巖的全巖地球化學分析結果見表2。

角閃輝長巖主量元素含量(質(zhì)量分數(shù)，下同)具有以下特征：SiO含量為48.16%～51.05%，平均值為50.22%；MgO為4.54%～11.13%，平均值為8.01%；TiO為0.64%～1.33%，平均值為0.94%；AlO為13.05%～18.65%，平均值為15.66%；CaO為10.08%～11.39%，平均值為10.74%。Mg值為43.40～68.61，平均值為57.53。在TAS圖解中，樣品均落在輝長巖區(qū)域[圖4(a)]，與巖相學觀察結果一致；在SiO-KO圖解中落在鈣堿性系列區(qū)域內(nèi)[圖4(b)]。

3.2.2 稀土及微量元素

角閃輝長巖和石英閃長巖樣品均顯示右傾的球粒隕石標準化稀土元素配分模式，具有輕稀土元素(LREE)相對富集、重稀土元素(HREE)相對虧損的特征[圖5(a)]。角閃輝長巖稀土元素總含量為(44.72～97.56)×10，石英閃長巖稀土元素總含量為(106.23～111.94)×10，輕、重稀土元素比值(LREE/HREE)分別為3.89～5.10、6.89～7.13(表2)。角閃輝長巖及石英閃長巖具有弱的Eu異常[圖5(a)]，分別為0.74～1.01與0.69～0.72。角閃輝長巖的原始地幔標準化微量元素蛛網(wǎng)圖與石英閃長巖相似，均表現(xiàn)為富集大離子親石元素(如Sr、Th、U等)，虧損高場強元素(如Nb、Ta、Ti等)[圖5(b)]。

表2 角閃輝長巖和石英閃長巖主量、微量及稀土元素分析結果Table 2 Analysis Results of Major,Trace and Rare Earth Elements of Hornblende Gabbros and Quartz Diorites

續(xù)表 2

3.2.3 Sr-Nd同位素

本文選取了4件角閃輝長巖樣品(編號為QS07-1、QS07-2、QS08-1、QS08-3)進行全巖Sr-Nd同位素測試，分析結果如表3所示。樣品初始Sr同位素比值((Sr/Sr))為0.703 925～0.704 380，初始Nd同位素比值((Nd/Nd))為0.512 654～0.512 724，()值為2.50～3.96，樣品的單階段模式年齡()為1 048～812 Ma。

4 討 論

4.1 南部拉薩地體晚白堊世巖漿作用

晚白堊世巖漿作用在南部拉薩地體東段分布較廣，主要集中在南木林—米林一帶，巖石類型包括輝長巖、輝綠巖、閃長巖和花崗巖類，年齡為100～80 Ma。在朗縣—米林一帶，分布有米林蘇長巖和含紫蘇輝石普通角閃石巖(年齡為93 Ma)、里龍—米林埃達克質(zhì)紫蘇花崗巖(90～86 Ma)、朗縣—米林角閃輝長巖(98～88 Ma)和花崗巖(花崗閃長巖、粗?；◢弾r和英云閃長巖，84～78 Ma)。在桑日—扎囊一帶，分布有桑日火山巖(玄武巖、安山巖和英安巖，年齡為95 Ma)、努日石英閃長玢巖(96 Ma)、扎囊縣札佐二長花崗巖(80 Ma)。在曲水—尼木—日喀則一帶，以晚白堊世早期(100～80 Ma)巖漿巖為主，如茶巴拉地區(qū)角閃輝長巖(年齡為91～87 Ma)和石英閃長巖(81 Ma)，尼木輝長巖(86 Ma)、花崗閃長巖(87 Ma)和輝長閃長巖(90 Ma)，南木林輝長巖及正長花崗巖脈(94～92 Ma)、輝長巖及花崗巖脈(92～91 Ma)。雖然在晚白堊世早期南部拉薩地體西段報道的巖漿巖較少，但已有研究表明南部拉薩地體在晚白堊世發(fā)生了大致平行于雅魯藏布江縫合帶走向的帶狀巖漿作用。綜合這些晚白堊世巖漿作用的研究數(shù)據(jù)可知：85 Ma之前，南部拉薩地體巖漿作用主要以中基性巖漿為主；而85 Ma之后，主要以中酸性巖漿為主[圖6(a)]。南部拉薩地體在晚白堊世早期(100～80 Ma)發(fā)生了巖漿爆發(fā)事件，其巖漿活動年齡峰值為95～85 Ma[圖6(b)]。綜上所述，南部拉薩地體晚白堊世(100～80 Ma)巖漿活動強烈。

圖(a)引自文獻[45]；圖(b)引自文獻[46]圖4 角閃輝長巖和石英閃長巖TAS圖解和SiO2-K2O圖解Fig.4 Diagrams of TAS and SiO2-K2O of Hornblende Gabbros and Quartz Diorites

ws為樣品含量；wc為球粒隕石含量；wp為原始地幔含量；同一圖中相同線條對應不同樣品；圖中數(shù)據(jù)引自文獻[47]～[50]圖5 角閃輝長巖和石英閃長巖的球粒隕石標準化稀土元素配分模式和原始地幔標準化微量元素蛛網(wǎng)圖Fig.5 Chondrite-normalized REE Pattern and Primitive Mantle-normalized Trace Element Spider Diagram of Hornblende Gabbros and Quartz Diorites

4.2 巖石成因

4.2.1 角閃輝長巖

Sr-Nd同位素比值與SiO含量、Mg值之間的相關關系是判別地殼混染的有效證據(jù)。一般來說，(Sr/Sr)值與SiO含量成正相關關系，表明存在地殼混染，但是茶巴拉地區(qū)角閃輝長巖(Sr/Sr)值為0.703 925～0.704 380(表3)，與SiO含量之間無明顯相關關系[圖7(a)]，說明巖漿受地殼混染的可能性較小。在1 000/Sr-(Sr/Sr)圖解[圖7(b)]中，(Sr/Sr)值不隨1 000/Sr值減少而降低，同樣說明巖漿未受到地殼的明顯混染。(Nd/Nd)值與SiO含量的負相關關系通常指示地殼混染，但是茶巴拉地區(qū)角閃輝長巖的(Nd/Nd)值變化較小(0.512 654～0.512 724)，與SiO含量沒有明顯的相關性[圖7(c)]，表明沒有明顯的地殼混染。(Nd/Nd)值與Mg值之間沒有相關性[圖7(d)]也支持了這一觀點。角閃輝長巖樣品Th含量為(1.79～2.47)×10(平均值為2.19×10)，明顯低于中地殼(Th平均含量為6.5×10)和上地殼(10.5×10)，進一步指示茶巴拉地區(qū)角閃輝長巖沒有受到明顯的地殼混染。

朗縣—米林一帶巖漿巖數(shù)據(jù)引自文獻[26]、[54]～[56]；桑日—扎囊一帶巖漿巖數(shù)據(jù)引自文獻[57]～[59]；曲水—尼木—日喀則一帶巖漿巖數(shù)據(jù)引自文獻[47]、[60]和[61]圖6 南部拉薩地體晚白堊世(100～80 Ma)巖漿巖的鋯石年齡-SiO2 圖解和結晶年齡直方圖Fig.6 Diagram of Zircon Age-SiO2 and Histogram of Crystallization Age of Late Cretaceous Magmatic Rocks (100-80 Ma) in Southern Lhasa Terrane

表3 角閃輝長巖 Sr-Nd 同位素分析結果Table 3 Analysis Results of Sr-Nd Isotope of Hornblende Gabbros

圖7 角閃輝長巖地殼混染判別圖解Fig.7 Discrimination Diagrams of Crustal Contamination of Hornblende Gabbros

角閃輝長巖SiO含量為48.16%～51.05%，MgO含量為4.54%～11.13%，Mg值為43.40～68.61，表明其來自地幔源區(qū)。巖石具有正()值(2.50～3.96)和低(Sr/Sr)值(0.703 925～0.704 380)。在(Sr/Sr)-()圖解(圖8)中，樣品接近虧損地幔，表明其來源為虧損地幔。在活動大陸邊緣弧型環(huán)境下形成的基性巖一般來源于俯沖板片釋放的流體交代或熔體交代地幔楔。在原始地幔標準化微量元素蛛網(wǎng)圖[圖5(b)]中，樣品表現(xiàn)出Nb、Ta負異常，Ta/La值(0.01～0.04，平均值為0.02)略低于原始地幔的Ta/La值(0.06)，表明角閃輝長巖源區(qū)受到了俯沖板片釋放的流體交代作用。在Th/Nb-U/Th圖解和Th/Zr-Nb/Zr圖解[圖9(a)、(b)]中，樣品與流體交代趨勢一致，暗示其巖漿源區(qū)經(jīng)歷了俯沖板片流體交代作用。此外，在(Sr/Sr)-Ba/Th圖解[圖9(c)]中，樣品落在印度洋洋中脊玄武巖與大洋板片流體的過渡區(qū)域，進一步支持了俯沖帶釋放的流體對源區(qū)巖漿具有顯著貢獻的觀點。Sr/Nd-Th/Yb圖解[圖9(d)]也顯示出相同的結論，即板片流體對源區(qū)巖漿具有顯著貢獻。這一結論與角閃輝長巖中沒有明顯的Ce正異常(0.97～1.03，平均值為1.01)[表2、圖5(a)]相一致，因為板片流體對地幔源的貢獻將導致Ce的顯著富集。

圖件引自文獻[74]圖8 角閃輝長巖(87Sr-86Sr)i-εNd(t)圖解Fig.8 Diagram of (87Sr-86Sr)i-εNd(t)of Hornblende Gabbros

綜上所述，茶巴拉地區(qū)角閃輝長巖可能是受板片流體交代的虧損地幔楔部分熔融的產(chǎn)物，并且受地殼混染不顯著。

4.2.2 石英閃長巖

根據(jù)巖石礦物組成和地球化學特征，可將花崗巖分為I型、S型、A型和M型花崗巖。實驗研究表明：S型花崗巖具有強烈的過鋁質(zhì)親緣性，其來源與堇青石、白云母等富鋁礦物密切相關；A型花崗巖是在高溫與水不飽和的條件下形成的，一般含無水相(如輝石和鐵晶石)；I型花崗巖通常含角閃石，缺乏過鋁質(zhì)礦物和A/CNK值小于1.1。茶巴拉地區(qū)石英閃長巖缺乏典型的富鋁礦物(如堇青石、紅柱石和石榴石)或堿性鎂鐵質(zhì)礦物(如霓石、鈉鐵閃石)，但具有斜長石、角閃石和鉀長石[圖2(f)]，且A/CNK值較低(0.89～0.90，均小于1.1)，KO和Zr含量低，AlO和Sr含量高(表2)，與典型I型花崗巖的地球化學特征一致。在KO-NaO圖解[圖10(a)]中，石英閃長巖落入I型花崗巖區(qū)域。因此，茶巴拉地區(qū)石英閃長巖屬于I型花崗巖。

圖(a)引自文獻[83]；圖(b)引自文獻[84]；圖(c)引自文獻[30]；圖(d)引自文獻[85]圖9 角閃輝長巖 Th/Nb-U/Th圖解、Th/Zr-Nb/Zr圖解、(87Sr/86Sr)i-Ba/Th圖解和 Sr/Nd-Th/Yb圖解Fig.9 Diagrams of Th/Nb-U/Th,Th/Zr-Nb/Zr,(87Sr/86Sr)i-Ba/Th and Sr/Nd-Th/Yb of Hornblende Gabbros

I型花崗巖可能是地殼內(nèi)含水、鈣堿性—高鉀鈣堿性、鎂鐵質(zhì)或中性變質(zhì)巖部分熔融形成的，也可能是在大陸弧背景下，由幔源巖漿的分離結晶或幔源和地殼巖漿混合作用產(chǎn)生的。茶巴拉地區(qū)石英閃長巖的Mg值、Cr含量、Ni含量、Dy/Yb值與SiO含量均無明顯相關性，表明橄欖石、輝石和角閃石在侵位過程中沒有明顯的分離結晶現(xiàn)象。由于玄武質(zhì)母巖漿分離結晶產(chǎn)生的巖漿巖具有從玄武質(zhì)巖石到殘留巖漿衍生的長英質(zhì)巖石SiO含量變化較大的特征，而茶巴拉地區(qū)石英閃長巖的SiO含量變化范圍較小，為62.45%～62.90%，所以巖漿演化過程中分離結晶的可能性較小。此外，在La-La/Sm圖解和La-La/Yb圖解[圖10(b)、(c)]中，樣品均顯示部分熔融的特點，而非分離結晶的特征。在molar CaO/(MgO+FeO)-molar AlO/(MgO+FeO)圖解中，石英閃長巖都落在變質(zhì)玄武巖或變質(zhì)英云閃長巖的部分熔融區(qū)域[圖10(d)]，表明其母巖漿主要起源于下地殼的部分熔融。石英閃長巖Nb/Ta值為12.57～12.63(平均值為12.60)高于下地殼的平均值(8.3)，排除了來自下地殼的單一來源，可能有地幔物質(zhì)的加入，較高的Mg值(43.77～44.65)進一步支持了石英閃長巖有少量地幔物質(zhì)的貢獻。此外，石英閃長巖均具有較為平坦的重稀土元素配分模式[圖5(a)]，Y/Yb值(10.18～10.39)接近于10，表明其源區(qū)殘留相主要為角閃石。在SiO-MgO圖解[圖10(e)]中，所有樣品均落在下地殼玄武巖或角閃巖部分熔融區(qū)域，在F-F圖解[圖10(f)]中，樣品同樣證明茶巴拉地區(qū)石英閃長巖主要來源于下地殼角閃巖或變質(zhì)玄武巖部分熔融。

以上討論表明，茶巴拉地區(qū)石英閃長巖可能是由幔源熔體提供熱量，使下地殼在角閃巖相條件下發(fā)生部分熔融形成的，并有少量幔源物質(zhì)的加入。

4.3 地球動力學意義

茶巴拉地區(qū)角閃輝長巖和石英閃長巖形成于晚白堊世早期(91～81 Ma)，二者稀土元素配分模式呈中等輕稀土元素富集的特征，巖石明顯富集大離子親石元素(Rb、Th、U、Sr)，虧損高場強元素(Nb、Ta、Zr、Ti、HREE)，與典型的島弧型火山巖地球化學特征一致。在構造環(huán)境判別圖解中，角閃輝長巖均表現(xiàn)出火山弧玄武巖特征[圖11(a)]，進一步劃分可知其屬于鈣堿性玄武巖[圖11(b)]。上述結果表明，角閃輝長巖有可能是新特提斯洋板片北向俯沖構造環(huán)境下的島弧巖漿巖。同樣，茶巴拉地區(qū)石英閃長巖在Yb-Ta圖解和Y-Nb圖解[圖11(c)、(d)]中落入火山弧構造環(huán)境，說明其形成環(huán)境也與板塊俯沖有關。

關于南部拉薩地體晚白堊世巖漿作用的地球動力學機制，前人進行了大量研究，其主要的認識有：①新特提斯洋平板俯沖/北向低角度俯沖；②新特提斯洋板片回轉；③新特提斯洋洋脊俯沖。

Wen等認為南部拉薩地體晚白堊世巖漿巖的形成原因是平板俯沖引起的構造緊縮導致加厚鎂鐵質(zhì)下地殼物質(zhì)的部分熔融。平板俯沖會將地幔楔擠出，或俯沖帶上存在少量地幔楔物質(zhì)，導致幔源基性巖漿很難產(chǎn)生，而在米林—朗縣之間(88 Ma)和茶巴拉地區(qū)都發(fā)現(xiàn)了同期基性巖漿活動。此外，晚白堊世早期，南部拉薩地體發(fā)生了巖漿爆發(fā)活動，產(chǎn)出了多種成分、不同源區(qū)的巖漿巖，平板俯沖/北向低角度俯沖無法解釋此規(guī)模巨大的巖漿爆發(fā)事件。因此，不能將南部拉薩地體晚白堊世大規(guī)模巖漿作用歸因于平板俯沖/北向低角度俯沖。Ma等將米林地區(qū)晚白堊世埃達克質(zhì)巖漿作用歸因于俯沖的新特提斯洋板片回轉引發(fā)的軟流圈上涌。如果新特提斯洋板片在晚白堊世早期發(fā)生回轉，洋殼是以正常角度或者小角度俯沖的，而后板片向俯沖的反方向回轉，這一過程將會導致拉薩地體的巖漿活動從北向南遷移，巖漿巖年齡逐漸變新，然而拉薩地體在120～75 Ma向北遷移，其巖漿巖年齡也沒有顯示這種趨勢。因此，板片回轉模式與南部拉薩地體晚白堊世巖漿活動的空間記錄不一致，且Zhu等認為板片回轉發(fā)生在約70 Ma，而不是100～80 Ma，因而板片回轉模型無法解釋南部拉薩地體晚白堊世的巖漿爆發(fā)。綜上所述，本文認為新特提斯洋洋脊俯沖可能是解釋南部拉薩地體晚白堊世大規(guī)模帶狀巖漿作用的理想模式。

圖(a)引自文獻[94]；圖(b)、(c)引自文獻[95]；圖(d)引自文獻[96]；圖(e)引自文獻[97]；圖(f)引自文獻[98];米林地區(qū)花崗質(zhì)片麻巖數(shù)據(jù)引自文獻[99];門巴地區(qū)花崗閃長巖數(shù)據(jù)引自文獻[100];喜馬拉雅淡色花崗巖數(shù)據(jù)引自文獻[101]圖10 石英閃長巖 K2O-Na2O圖解、La-La/Sm圖解、La-La/Yb圖解、molar CaO/(MgO+FeOT)-molar Al2O3/(MgO+FeOT)圖解、SiO2-MgO圖解和F1-F2圖解Fig.10 Diagrams of K2O-Na2O,La-La/Sm,La-La/Yb,molar CaO/(MgO+FeOT)-molar Al2O3/(MgO+FeOT), SiO2-MgO and F1-F2 of Quartz Diorites

圖(a)引自文獻[17]；圖(b)引自文獻[102]；圖(c)、(d)引自文獻[87]圖11 角閃輝長巖和石英閃長巖構造環(huán)境判別圖解Fig.11 Discrimination Diagrams of Tectonic Setting of Hornblende Gabbros and Quartz Diorites

洋脊俯沖模式在世界范圍內(nèi)被廣泛報道，例如在中國西藏、阿爾泰、西準噶爾，美國阿拉斯加南部以及加利福尼亞西部，它指的是洋中脊擴張俯沖到消減帶之下，從而形成了獨特的地球動力學和地球化學環(huán)境。當洋中脊板塊繼續(xù)俯沖到大陸邊緣之下或板塊斷裂時，離散的洋中脊板塊邊緣一般會形成板片窗，然后引發(fā)大量軟流圈地幔上涌。軟流圈物質(zhì)通過板片窗上涌，提供足夠的熱量，導致上覆板塊、巖石圈地幔楔和地殼巖石部分熔融。在這種情況下，活動大陸邊緣產(chǎn)生了一系列特殊的火山巖(如富鈮玄武巖、洋中脊玄武巖、高鎂安山巖、埃達克巖和A型花崗巖)、礦床(如大型斑巖型銅金礦)和變質(zhì)巖。

基于前人的研究成果和本文的新資料，可以提出南部拉薩地體晚白堊世茶巴拉地區(qū)角閃輝長巖和石英閃長巖是在新特提斯洋洋脊俯沖的背景下形成的。其證據(jù)包括：①紫蘇花崗巖和高溫變質(zhì)作用是洋脊俯沖的關鍵標志。里龍—米林之間發(fā)現(xiàn)的具有埃達克質(zhì)巖特征的90～86 Ma紫蘇花崗巖是在貧水和高溫—超高溫條件下形成的，結合81 Ma發(fā)生的高溫麻粒巖相變質(zhì)作用，可以用新特提斯洋洋脊俯沖模式來解釋。②Zheng等認為新特提斯板塊可能在俯沖中間點(105±10)Ma開始發(fā)生洋脊俯沖，茶巴拉地區(qū)角閃輝長巖形成于91～87 Ma，石英閃長巖形成于81 Ma，接近于Zhang等提出的洋脊俯沖時間。③晚白堊世茶巴拉地區(qū)角閃輝長巖和石英閃長巖分別是地幔楔和下地殼部分熔融的產(chǎn)物，這種熔融現(xiàn)象可以用洋脊俯沖來解釋，無論是年輕洋殼(≤25 Ma)還是古老洋殼(>25 Ma)，活動的新特提斯洋洋脊俯沖，軟流圈地幔物質(zhì)都會穿過板片窗上涌并發(fā)生部分熔融形成玄武質(zhì)巖漿，這些基性巖漿為這種熔融提供足夠的熱量。④新特提斯洋洋脊俯沖的持續(xù)時間約20 Ma(從100 Ma到80 Ma)，與典型的洋脊俯沖持續(xù)時間一致。例如，洋脊俯沖在中國新疆準噶爾西部持續(xù)了25 Ma(從315 Ma到290 Ma)，在日本西南部持續(xù)了24 Ma(從59 Ma到35 Ma)。⑤晚白堊世大規(guī)模帶狀巖漿作用分布于南部拉薩地體，并且?guī)r石類型具有從基性到酸性的特點，支持洋脊俯沖模式來解釋南部拉薩地體晚白堊世巖漿作用的成因?；谝陨献C據(jù)，可以認為新特提斯洋洋脊俯沖作用會使軟流圈上涌引發(fā)減壓熔融，穿過板片窗的高熱量促使地幔楔部分熔融形成角閃輝長巖以及下地殼巖石部分熔融形成石英閃長巖，并導致南部拉薩地體晚白堊世早期巖漿爆發(fā)(圖12)。

圖件引自文獻[3]，有所修改圖12 角閃輝長巖和石英閃長巖成因模式Fig.12 Genetic Pattern of Hornblende Gabbros and Quartz Diorites

綜上所述，南部拉薩地體晚白堊世早期巖漿活動可能與平板俯沖/北向低角度俯沖和板片回轉無關，而以新特提斯洋洋脊俯沖模式來解釋更為合理。在洋脊俯沖條件下，洋脊之下的軟流圈物質(zhì)會通過板片窗上涌并發(fā)生減壓熔融形成玄武質(zhì)巖漿，這些基性巖漿提供足夠的熱量促使地幔楔和下地殼巖石發(fā)生部分熔融，該機制可以合理解釋南部拉薩地體100～80 Ma大規(guī)模巖漿活動。因此，洋脊俯沖模式是南部拉薩地體晚白堊世大規(guī)模帶狀巖漿作用的一種可能機制。

5 結 語

(1)拉薩地體南緣曲水縣茶巴拉地區(qū)角閃輝長巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為91～87 Ma，石英閃長巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為81 Ma，指示巖漿活動形成于晚白堊世早期。

(2)茶巴拉地區(qū)角閃輝長巖()值為2.50～3.96，(Sr/Sr)值為0.703 925～0.704 380，具有較高的Mg值(43.40～68.61)，表明角閃輝長巖來源于受俯沖板片釋放流體交代的虧損地幔楔部分熔融，并且不受地殼混染的顯著影響。石英閃長巖為準鋁質(zhì)Ⅰ型花崗巖，可能是下地殼在角閃巖相條件下發(fā)生部分熔融的產(chǎn)物，并有少量地幔物質(zhì)的加入。

(3)南部拉薩地體晚白堊世早期100～80 Ma巖漿巖可能是新特提斯洋洋脊北向俯沖的結果。在新特提斯洋洋脊俯沖背景下，熱的軟流圈物質(zhì)上涌穿過板片窗，誘發(fā)了地幔楔和下地殼巖石發(fā)生大規(guī)模部分熔融，從而導致南部拉薩地體晚白堊世大規(guī)模巖漿作用。