松潘-甘孜地塊中西部晚三疊紀(jì)花崗巖體成因及其構(gòu)造意義

王鵬，白建科，*，王雁鶴，韓昊，宋伊圩，周霖，張吉廷，肖紫珩，陳威

（1.中國地質(zhì)調(diào)查局西寧自然資源綜合調(diào)查中心，青海 西寧 810012；2.中國地質(zhì)調(diào)查局西安礦產(chǎn)資源調(diào)查中心，陜西 西安 710100；3.盛屯礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司，福建 廈門 361012）

松潘-甘孜地塊位于華北地塊、揚(yáng)子地塊和羌塘地塊結(jié)合部位，是一個巨大的構(gòu)造集合域（Seng?r et al.，1985；許志琴，1992；Mattauer et al.，1992；Bruguier et al.，1997）。松潘-甘孜地塊上廣泛分布花崗質(zhì)巖體，前人對這些巖體已經(jīng)開展了巖相學(xué)（Zhang et al.，2007；Cai et al.，2009，2010；Zhang et al.，2014）、年代學(xué)（Roger et al.，2004；Zhang et al.，2006；Xiao et al.，2007）和地球化學(xué)（Zhang et al.，2006；Xiao et al.，2007）等方面工作。研究發(fā)現(xiàn)，這些巖體主要為晚三疊世至—侏羅紀(jì)的中酸性侵入巖（Roger et al.，2003，2004；Zhang et al.，2007；Weislogel，2008；Cai et al.，2009；Yuan et al.，2010；Zhang et al.，2014），巖石成因類型多樣，主要包括埃達(dá)克質(zhì)花崗巖（Zhang et al.，2006；Xiao et al.，2007）、A 型花崗巖（Zhang et al.，2007）、I 型花崗巖（Xiao et al.，2007）和強(qiáng)過鋁質(zhì)花崗巖（時章亮等，2009）。迄今為止，這些花崗質(zhì)巖石的巖石成因和構(gòu)造驅(qū)動仍然存在爭議，部分學(xué)者認(rèn)為這些巖石是后碰撞環(huán)境中巖石圈拆沉作用形成的（Zhang et al.，2006，2007；Xiao et al.，2007）；而其他學(xué)者認(rèn)為這些花崗巖類與金沙江特提斯洋俯沖作用有關(guān)（Roger et al.，2003）。此外，松潘-甘孜地塊的基底屬性存在爭議，爭議焦點(diǎn)包括：①松潘-甘孜地塊基底為殘余洋盆（Seng?r et al.，1985；Yin et al.，1993，2000；Hsü et al.，1995；Bruguier et al.，1997；Liu et al.，2019）。②松潘-甘孜地塊三疊系具有陸相的地殼基底，基底與揚(yáng)子地塊具有密切的親緣關(guān)系（Roger et al.，2004；Zhang et al.，2006；Xiao et al.，2007）。前人研究通常局限于一個區(qū)域，松潘-甘孜地塊不同區(qū)域花崗質(zhì)巖石是否存在差異，其成因類型、構(gòu)造背景和基底屬性是否相同，這些問題對于理解松潘-甘孜地塊區(qū)域構(gòu)造演化至關(guān)重要，然而區(qū)域之間此類對比研究較為薄弱。筆者選取松潘-甘孜地塊西部巴顏喀拉山南口地區(qū)和中部達(dá)日地區(qū)花崗質(zhì)巖石作為研究對象，通過巖相學(xué)、鋯石U-Pb 年代學(xué)、巖石地球化學(xué)和Lu-Hf 同位素等多種手段研究，系統(tǒng)對比松潘-甘孜地塊中西部花崗質(zhì)巖石巖相學(xué)和地球化學(xué)組成差異，全面揭示松潘-甘孜地塊中西部地區(qū)花崗質(zhì)巖石成因與巖漿深部過程，力圖探索該地區(qū)基底屬性與巖漿-構(gòu)造指示意義。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

松潘-甘孜地塊位于青藏高原東北緣。該區(qū)北側(cè)以阿尼瑪卿縫合帶為界與東昆侖-西秦嶺造山帶毗鄰（許志琴，1992；Sun et al.，2002；Elena et al.，2003；于浦生等，2007）；東南緣以龍門山斷裂帶為界與揚(yáng)子地塊相鄰（許志琴，1992；Chen et al.，1995，1996）；西南緣以金沙江縫合帶為界，與羌塘-昌都地塊相接（Seng?r，1985；Wang et al.，2000；Hou et al.，2004；Reid et al.，2005；王輝等，2009）（圖1a）。松潘-甘孜地塊內(nèi)震旦紀(jì)—古生界地層序列上覆蓋著巨厚的三疊系沉積地層，厚度可達(dá)5～15 km（許志琴，1992；王暉等，2012；白國典等，2018）。松潘-甘孜地塊南部丹巴地區(qū)分布的新元古代地層經(jīng)歷了綠片巖相到角閃巖相的變質(zhì)作用（Huang et al.,2003），而該地塊的三疊系復(fù)理石沉積地層僅經(jīng)歷了綠片巖相變質(zhì)作用（許志琴，1992；Bruguier et al.，1997；Reid et al.，2005）。松潘-甘孜地塊除在東部龍門山斷裂帶附近出露有前震旦紀(jì)結(jié)晶基底外，再無基底出露（許志琴，1992）。印支期，揚(yáng)子板塊、華北板塊和羌塘板塊之間相互擠壓，導(dǎo)致松潘帶內(nèi)的沉積盆地縮小，古特提斯洋閉合，形成松潘造山帶（Seng?r，1985；許志琴，1992；Nie et al.，1994）。在造山期，震旦紀(jì)—古生界地層序列上覆的三疊系向南逐漸推覆至揚(yáng)子板塊之上。與此同時，震旦紀(jì)—古生界地層序列由于構(gòu)造運(yùn)動發(fā)生強(qiáng)烈變形，形成大規(guī)模的滑脫構(gòu)造，從而使地殼明顯增厚（Mattauer et al.，1992；夏林圻等，2010），導(dǎo)致松潘帶巖石圈發(fā)生重力不穩(wěn)定性，巖石圈發(fā)生拆沉作用，這一過程不但促使巖石圈地幔的部分熔融，而且還促發(fā)中下地殼物質(zhì)的部分熔融（Jung et al.，1998；Wu et al.，2002，2005；Chung et al.，2003，2005；Ilbeyli et al.，2004）。

圖1 松潘-甘孜地塊地質(zhì)構(gòu)造簡圖（a）、巴顏喀拉山地質(zhì)簡圖（b）與達(dá)日花崗巖類分布簡圖（c）（據(jù)蔡宏明，2010 修改）Fig.1 (a) Geological structure sketch of Songpan-Garze block,(b) geological sketch of granitoids in Bayankala and(c) geological sketch of granitoids in Dari area

2 樣品采集與實(shí)驗(yàn)分析

2.1 樣品采集與描述

研究區(qū)位于松潘-甘孜地塊中西部（圖1b、圖1c），巴顏喀拉山位于達(dá)日地區(qū)西側(cè)（圖1a）。研究區(qū)花崗質(zhì)巖體平面上多呈不規(guī)則橢圓形，以切割早期或主造山期逆沖及褶皺構(gòu)造為特點(diǎn)，圍巖均為三疊紀(jì)巴顏喀拉山群，普遍發(fā)育有寬度不等的接觸變質(zhì)暈帶。其中，巴顏喀拉山南口地區(qū)花崗質(zhì)巖體主要為花崗閃長巖，達(dá)日地區(qū)花崗質(zhì)巖體為石英二長巖和花崗巖。筆者野外采集巴顏喀拉山花崗閃長巖樣品3 件，閃長巖樣品1 件，達(dá)日地區(qū)花崗巖樣品6 件，石英二長巖8 件，二長巖1 件，花崗閃長巖1 件。這些樣品與強(qiáng)烈變形的三疊系地層具有侵入接觸關(guān)系，而巖體本身無變形。

巴顏喀拉山南口地區(qū)花崗閃長巖（樣品359）：灰白色，半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造（圖2a）。斜長石含量為58%，無規(guī)律分布，粒度大小為0.32～1.20 mm，為細(xì)粒結(jié)構(gòu)，呈半自形板狀，單偏光鏡下，呈土灰色，正低突起，正交鏡下一級灰干涉色，可見聚片雙晶和環(huán)帶結(jié)構(gòu)，斜消光。石英含量為21%，呈他形粒狀充填于斜長石礦物顆粒間，粒徑為0.16～1.60 mm，主要為細(xì)粒結(jié)構(gòu)，表面干凈，平行消光。角閃石含量為12%，粒度大小為0.40～1.92 mm，細(xì)粒粒狀結(jié)構(gòu)，呈褐綠-淺黃綠，具多色性，長柱狀、短柱狀，正中-正高突起，可見橫切面呈近菱形的六邊形及角閃石式解理。鉀長石含量為9%，呈他形粒狀分布于斜長石礦物顆粒間，主要為條紋長石，粒度大小約為0.72～1.04 mm（圖2b）。

圖2 手標(biāo)本照片與鏡下礦物鑒定圖Fig.2 Hand specimen photograph and microphotographs of granitoids

達(dá)日地區(qū)查雀嘎瑪石英二長巖（樣品D2409）：灰白色，中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，中細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)（圖2c）。斜長石含量為41%，無規(guī)律分布，粒度大小為0.4～2.72 mm，中細(xì)粒粒狀結(jié)構(gòu)，呈半自形板狀。石英含量為17%，無規(guī)律分布，呈他形粒狀充填于鉀長石和斜長石礦物顆粒間，粒徑為0.24～2.40 mm，中細(xì)粒結(jié)構(gòu)。鉀長石含量為35%，無規(guī)律分布，主要為正長石，半自形寬板狀及不規(guī)則粒狀，粒度大小為0.96～3.04 mm，中細(xì)粒結(jié)構(gòu)。黑云母含量為4%，呈葉片狀，鱗片狀，無規(guī)律分布，粒徑平均為0.60 mm，細(xì)粒結(jié)構(gòu)。白云母含量為3%，呈葉片狀，鱗片狀，無規(guī)律分布，粒徑平均為0.32 mm，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，由黑云母褪色形成（圖2d）。

達(dá)日地區(qū)日查花崗巖（樣品D1710）：灰白色，中細(xì)粒粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造（圖2g）。斜長石含量為32%，無規(guī)律分布，粒度大小為0.24～2.56 mm，主要為細(xì)粒結(jié)構(gòu)，呈半自形板狀。石英含量為30%，呈他形粒狀充填于斜長石礦物顆粒間，粒徑為0.32～2.30 mm，細(xì)粒結(jié)構(gòu)。鉀長石含量為34%，呈他形粒狀分布于斜長石礦物顆粒間，主要為條紋長石，其次為正長石，粒度大小約為2.16～3.06 mm。黑云母含量為5%，呈葉片狀，鱗片狀，無規(guī)律分布，粒徑平均為0.80 mm，細(xì)粒結(jié)構(gòu)。白云母含量為2%，呈葉片狀，無規(guī)則分布，粒徑為0.32～0.28 mm，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，由黑云母褪色形成（圖2h）。

2.2 實(shí)驗(yàn)分析

2.2.1 主量、微量元素分析

所采20 件樣品全部進(jìn)行主量元素、微量元素和稀土元素測試分析，測試工作在中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心實(shí)驗(yàn)測試室完成，挑選新鮮樣品在無污染環(huán)境下粉碎至200 目。主量元素采用熒光光譜方法（XRF）分析，測試儀器為荷蘭帕納科公司生產(chǎn)的Axios 4.0 KW 順序式X 射線熒光光譜儀，分析誤差小于5 %；微量、稀土元素采用ICP-MS 分析方法測試，測試儀器型號為美國熱電公司生產(chǎn)的X-SeriesII型電感耦合等離子質(zhì)譜儀（ICP-MS），分析誤差小于8 %。溫度控制在22 ℃，檢測依據(jù)為GB/T 14506.28-2010、GB/T 14506.14-2010 和DZ/T 0223-2001。具體測試分析流程見 Qi 等（2000），樣品的溶解處理、精密度分析和準(zhǔn)確度見 Liu 等（2008）。

2.2.2 鋯石U-Pb 年代學(xué)分析

采集U-Pb 樣品鋯石分選及鋯石陰極發(fā)光顯微照相、透射光及反射光照相工作均在河北省廊坊市宇能（宇恒）礦物分選綜合實(shí)驗(yàn)室完成，鋯石分選采用常規(guī)粉碎和電磁分選方法進(jìn)行分選。鋯石U-Pb 年齡測試在中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心實(shí)驗(yàn)室利用激光剝蝕等離子體質(zhì)譜（LA-ICP-MS）法測定。所用儀器為德國Coherent 公司的GeoLasPro193nm 準(zhǔn)分子型激光剝蝕系統(tǒng)和與之聯(lián)機(jī)的電感耦合等離子質(zhì)譜儀為美國Agilent 公司的Agilent7700x 四級桿型等離子體質(zhì)譜儀。測試過程中均采用單點(diǎn)剝蝕方式，每個測點(diǎn)總分析時間為60 s，其中背景信號為10 s，樣品信號為40 s，吹掃信號為10 s。數(shù)據(jù)采集采用跳峰模式，同位素204Pb、206Pb、208Pb 和232Th 駐留時間為20 ms，238U為10 ms，207Pb 為30 ms。測試中用國際標(biāo)準(zhǔn)鋯石GJ-1 進(jìn)行儀器的最佳化，鋯石年齡采用國際標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500 作為外標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，元素含量用NISTSRM610作為外標(biāo)，29Si 作為內(nèi)標(biāo)。每測定6 個樣品插入標(biāo)樣GJ-1，每12 個樣插入一組標(biāo)樣：NISTSRM610、91500與GJ-1，在樣品測試開始與結(jié)束處分別測試一組標(biāo)樣，詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)原理和測試流程及儀器參見相關(guān)文獻(xiàn)（Yuan et al.，2004）。測試所得數(shù)據(jù)應(yīng)用Glitter 計(jì)算程序計(jì)算鋯石的表面年齡及標(biāo)準(zhǔn)偏差，并對測試過程中產(chǎn)生的元素分餾和質(zhì)量歧視進(jìn)行校正；應(yīng)用Isoplot 計(jì)算程序?qū)︿喪瘶悠返?06Pb/238U 年齡和207Pb/235U 年齡在諧和圖上進(jìn)行投圖，并計(jì)算年齡諧和測點(diǎn)的加權(quán)平均值（Weighted Average，基于206Pb/238U 年齡）（Ludwig，2003；李艷廣等，2023）。

2.2.3 Lu-Hf 同位素體系分析

鋯石原位Lu-Hf 同位素測定在中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心實(shí)驗(yàn)室利用Agilent7700x 四級桿型等離子體質(zhì)譜儀完成。根據(jù)CL 圖像以及已有U-Pb年齡的點(diǎn)位確定 Hf 同位素測試點(diǎn)，并采用其國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室LA-MC-ICP MS 儀器進(jìn)行鋯石Hf 同位素分析。運(yùn)用ICP MS DataCal 10.0 軟件對Hf 同位素數(shù)據(jù)進(jìn)行離線處理，具體實(shí)驗(yàn)操作流程與數(shù)據(jù)處理方法見 Liu 等（2008，2010a，2010b）。

Ⅱ期24例及Ⅲ期42例共66例胃癌患者中，有36例行新輔助化療。在另外47例（包括Ⅱ～Ⅲ期未行新輔助化療的30例，Ⅰ期11例及Ⅳ期6例）胃癌患者中，CTC陽性和陰性組的腫瘤大小、分化程度、Borrmann分型、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移及TNM分期等胃癌臨床病理因素相比，差異也均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P值均＞0.05）。

3 測試結(jié)果

3.1 U-Pb 鋯石年代學(xué)

本次對松潘-甘孜地塊巴顏喀拉山花崗閃長巖體（359）、達(dá)日地區(qū)的查雀嘎瑪石英二長巖體（D2409）、波不弄公瑪石英二長巖體（D2615）、日查花崗巖體（D1710）樣品分別進(jìn)行U-Pb 鋯石定年。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1 和表2。

表1 巴顏喀拉山花崗閃長巖體（359）LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 年齡測試結(jié)果表Tab.1 LA-ICP-MS zircon U-Pb dating results of sample 359

表2 查雀嘎瑪石英二長巖體（D2409）、波不弄公瑪石英二長巖體（D2615）和日查花崗巖體（D1710）LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 年齡測試結(jié)果表Tab.2 LA-ICP-MS zircon U-Pb dating results of sample D2409,D2615 and D1710

所有樣品鋯石多為短柱狀自形晶，晶棱尖銳，表面光滑，顆粒長度多為100～150 μm，長寬比多數(shù)為2∶1～3∶1，振蕩環(huán)帶發(fā)育明顯，且較細(xì)密，寬度多小于10 μm，指示巖漿鋯石形態(tài)特征。此外，5 個樣品中所選鋯石Th 值為12.40×10-6～43.70×10-6，U 值為1.94×10-6～5.82×10-6，Th/U 值為3.20～15.36，均大于0.1，表明分析鋯石均為巖漿鋯石（Hoskin et al.，2010）。

巴顏喀拉山地區(qū)樣品（359）分析了25 個測試點(diǎn)，經(jīng)過矯正篩選刪除因U、Pb 明顯丟失引起的鋯石年齡較小的數(shù)據(jù)，最終獲得19 個有效數(shù)據(jù)點(diǎn)，其206Pb/238U加權(quán)平均年齡為（215.4±6.4）Ma（置信度 95%，MSWD=1.8）（圖3a）。

達(dá)日地區(qū)3 件樣品（D2409、D2615、D1710）分別分析了25 個測試點(diǎn)，經(jīng)過矯正篩選，最終獲得有效數(shù)據(jù)點(diǎn)分別為16 個、17 個和19 個，206Pb/238U 加權(quán)平均年齡分別為（213.3±1.7）Ma（置信度95%，MSWD=1.09）（圖3b）、（212.0±2.2）Ma（置信度95%，MSWD=1.5）（圖3c）和（217.0±1.9）Ma（置信度95%，MSWD=1.2）（圖3d）。上述樣品數(shù)據(jù)有效點(diǎn)均落在諧和線及其附近，顯示出較好的諧和性，說明這些鋯石形成后U-Pb體系保持封閉，樣品206Pb/238U 加權(quán)平均年齡可代表巖漿結(jié)晶年齡。

3.2 全巖地球化學(xué)

樣品的主量元素、微量元素和稀土元素數(shù)據(jù)見表3。巴顏喀拉山樣品SiO2含量為59.05 %～65.59 %，全堿含量（Na2O+K2O）為5.54 %～6.05 %，達(dá)日地區(qū)樣品SiO2含量為58.58 %～73.77 %，全堿含量（Na2O+K2O）為6.61 %～8.66 %，可見達(dá)日地區(qū)樣品SiO2含量和全堿含量相對較高（表3）。在TAS 圖解中（圖4a），巴顏喀拉山樣品有3 件落在花崗閃長巖范圍，1 件落在閃長巖范圍內(nèi)；達(dá)日地區(qū)樣品6 件落在花崗巖范圍內(nèi)，8 件落在石英二長巖范圍內(nèi)，1 件落在二長巖范圍內(nèi)，1 件落在花崗閃長巖范圍內(nèi)，與前人巖性判別基本一致（沙淑清等，2007；Cai et al.，2009）。在A/NK-A/CNK 圖解中（圖4b），所有樣品的鋁飽和指數(shù)A/CNK 值為1.09～1.41，說明樣品均為過鋁質(zhì)花崗質(zhì)巖石，巴顏喀拉山樣品A/NK 值相對較高。在K2OSiO2圖解中（圖4c），巴顏喀拉山樣品主要為高鉀鈣堿性系列，1 件樣品為鉀玄巖系列；達(dá)日地區(qū)樣品均為高鉀鈣堿性系列和鉀玄巖系列。在K2O-Na2O 圖解中（圖4d），巴顏喀拉山樣品均為鉀質(zhì)巖石，達(dá)日地區(qū)樣品為鉀質(zhì)和高鉀質(zhì)巖石。

表3 巴顏喀拉山和達(dá)日地區(qū)花崗質(zhì)巖石主量元素（%）和微量元素數(shù)據(jù)（10-6）結(jié)果表Tab.3 Major (%) and trace element contents (10-6) of granitoids in Bayankala and Dari area

圖4 研究區(qū)花崗巖TAS 圖解（a）（據(jù)Middlemost，1994）；A/CNK-A/NK 分類圖解（b）（據(jù)Richwood，1989）；SiO2-K2O 判別圖（c）（據(jù)Peccerillo et al.，1976）；Na2O-K2O 判別圖（d）（據(jù)Turner et al.，1993）Fig.4 (a) TAS diagram,(b) A/CNK-A/NK diagram,(c) SiO2-K2O diagram and (d) Na2O-K2O diagram of granites

在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖解中（圖5a），巴顏喀拉山樣品的微量元素組成，均表現(xiàn)出相似的微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化模式，微量元素特征表現(xiàn)均為：富集Rb、Th、U 等大離子親石元素，虧損Nb、Ta 等高場強(qiáng)元素，且具有輕微的Zr、Hf 負(fù)異常，具有較弱的Eu 異常特征，高的Rb、Th、U、Pb 和Sm 含量，低的Sr、Nb、Ta、Zr 和Hf 含量，與典型的地殼源區(qū)巖漿特征相似（Chappell et al.，1974，1992；Harris et al.，1992），指示了花崗質(zhì)巖漿主要源于地殼部分熔融。與巴顏喀拉山花崗質(zhì)巖石相比，達(dá)日地區(qū)花崗質(zhì)巖石微量元素特征表現(xiàn)為富集Rb、Th、U 等大離子親石元素，虧損Nb、Ta 等高場強(qiáng)元素，但達(dá)日地區(qū)樣品Nb、Ta、La、Ce、Pr 和Zr 等元素含量高于巴顏喀拉山地區(qū)樣品，而Sr含量則低于巴顏喀拉山地區(qū)樣品，Eu 異常更為明顯。

圖5 巴顏喀拉山和達(dá)日地區(qū)花崗質(zhì)巖石微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖（a）和稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖解（b）Fig.5 (a) Primitive mantle-normalized trace element patterns and (b) chondrite-normalized REE patterns for the granitoids Bayankala and Dari area

在稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖解中（圖5b），巴顏喀拉山樣品和達(dá)日地區(qū)樣品稀土元素組成表現(xiàn)均出強(qiáng)烈的稀土分異模式，為輕稀土富集型的稀土元素配分模式。相比而言，達(dá)日地區(qū)樣品輕、重稀土含量均高于巴顏喀拉山樣品。巴顏喀拉山樣品稀土元素總含量跨度很大，ΣREE 值為54.56～270.92，平均為120.90；輕重稀土分異比值較高，（La/Yb）N值為7.81～29.25；具有弱的負(fù)Eu 異常，Eu/Eu*值為0.19～0.30）。達(dá)日地區(qū)樣品稀土元素總含量跨度較小，ΣREE 值為54.58～137.47，平均為98.39；輕重稀土分異比值較低，（La/Yb）N值為7.75～19.66；具有中等的負(fù)Eu 異常，Eu/Eu*值為0.07～0.30。

3.3 鋯石Hf 同位素

巴顏喀拉山花崗閃長巖（359）鋯石Hf 同位素測試數(shù)據(jù)見表4。在359 樣品中，25 個鋯石Lu-Hf 同位素分析點(diǎn)與已分析巖漿鋯石區(qū)域重疊。結(jié)果顯示，176Hf/177Hf 值為 0.282 539～0.282 727，176Yb/177Hf 值為0.013 301～0.051 967，176Lu/177Hf 值為 0.000 377～0.001 435，所有分析點(diǎn)176Lu/177Hf 的值均小于0.002，表明樣品鋯石形成后沒有積累其他放射性成因Hf，可以用初始176Hf/177Hf 值代表鋯石形成時的176Hf/177Hf 值（吳福元等，2007）。計(jì)算得到εHf（t）值為 -3.62～2.92，平均值為-0.54，鋯石Hf 二階段模式年齡為1.07～1.48 Ga。

表4 巴顏喀拉山地區(qū)花崗質(zhì)巖石鋯石Hf 同位素統(tǒng)計(jì)表Tab.4 Zircon Hf isotopic data of granitoids in Bayankala

4 討論

4.1 巖石成因

在哈克圖解中（圖6），巴顏喀拉山和達(dá)日地區(qū)花崗質(zhì)巖石主量元素含量均有線性的變化趨勢，說明在巖漿演化過程中廣泛存在著結(jié)晶分異現(xiàn)象。隨著SiO2含量的增加，Al2O3、MnO2、TiO2、FeOT、MgO 和CaO 的含量逐漸降低，并且巴顏喀拉山花崗質(zhì)巖石的MnO2、TiO2、FeOT、MgO 和CaO 的含量均高于達(dá)日地區(qū)花崗質(zhì)巖石。結(jié)合巖相學(xué)特征與哈克圖解，筆者認(rèn)為巴顏喀拉山花崗巖分離結(jié)晶作用的產(chǎn)物為鎂鐵質(zhì)礦物（如角閃石）、鐵鈦氧化物、長石和磷灰石，而達(dá)日地區(qū)花崗巖則主要為高鋁礦物（如白云母、黑云母）、富 Ca 礦物（如磷灰石）和鐵鈦氧化物（如鈦鐵礦、榍石等）（Wu et al.，2003；Zhong et al.，2009）。此外，巴顏喀拉山和達(dá)日地區(qū)花崗質(zhì)巖石具有中等到弱的負(fù)Eu 異常（Eu/Eu＊=0.07～0.30）和強(qiáng)的負(fù)Sr 異常（圖5a），表明有斜長石的分離結(jié)晶。強(qiáng)的負(fù)Ba 異常（圖5a）指示在巖漿在演化過程中有存在斜長石和鉀長石的分離結(jié)晶作用。

圖6 研究區(qū)花崗巖哈克圖Fig.6 Harker diagrams for the major elements of granitoids

花崗巖一般可劃分為A、I、S 和M 型4 種成因類型（Chappell et al.，1974，1992；Bonin，2007）。M 型花崗巖是由俯沖大洋地殼或者上覆地幔衍化而來，其特征為K2O 含量通常＜1%（Chappell，1999；Healy et al.，2004），巴顏喀拉山花崗巖和達(dá)日地區(qū)花崗巖K2O 含量分別為2.98%～5.18%和2.93%～5.42%，均高于1%，故研究區(qū)花崗巖不屬于M 型花崗巖。研究區(qū)花崗巖具有較低的高場強(qiáng)元素含量，如巴顏喀拉山花崗巖Nb含量為15.60×10-6～30.50×10-6，Ta 含量為1.43×10-6～2.79×10-6；達(dá)日地區(qū)花崗巖Nb 含量為15.60×10-6～21.20×10-6，Ta 含量為1.40×10-6～4.14×10-6。A 型花崗巖高場強(qiáng)元素含量相對較高（Eby，1992），因此研究區(qū)花崗巖不屬于A 型花崗巖。

I 型花崗巖的特征為，K2O/Na2O 值通常＜1，CIPW 剛玉分子指數(shù)＜1%，特征礦物為角閃石（Clemens et al.，2011；Chappell et al.，2012）。巴顏喀拉山花崗質(zhì)巖石主要造巖礦物中均含有角閃石，且K2O/Na2O 值＜1（0.72～0.95），CIPW 剛玉分子指數(shù)＜1%，表現(xiàn)出I 型花崗巖特征，主量元素化學(xué)組成與基性巖部分熔融形成的花崗巖體基本一致。基于以上特征，筆者認(rèn)為巴顏喀拉山花崗巖為I 型花崗巖。

在花崗巖成因判別圖中，達(dá)日地區(qū)樣品全部落入A 型和未分異區(qū)間（圖7a），所有樣品（Na2O+K2O）/CaO 值（1.54～4.43，除過最大值30.93）和FeOT/MgO值（1.78～4.10，除過最大值18.33）較低，而A 型花崗巖的（Na2O+K2O）/CaO 和FeOT/MgO 相對較高，故達(dá)日地區(qū)花崗質(zhì)巖石樣品不符合A 型花崗巖的特征（Collins et al.，1982；Whalen et al.，1987）。相比于I 型花崗巖，達(dá)日地區(qū)花崗質(zhì)巖石Si 含量相對較高（SiO2含量為58.58 %～73.77 %），Na 含量相對較低（Na2O 含量為2.63 %～4.03 %，均值為3.18%），Ca 含量也相對較低（CaO 含量為0.28 %～4.92%，均值為 2.62 %），鋁飽和指數(shù)較高（A/CNK 值為1.14～1.38），這些特征都與I 型花崗巖不相符（Chappell et al.，1992；Li et al.，2007）。S 型花崗巖巖漿源區(qū)為變沉積巖，其特征為K2O/N2O 通常＞1，鋁飽和指數(shù)（A/CNK）＞1.1，CIPW剛玉分子指數(shù)＞1 %，特征礦物為堇青石、石榴子石、白云母和夕線石。達(dá)日地區(qū)花崗質(zhì)巖石鋁飽和指數(shù)＞1（A/CNK=1.14～1.38），屬于過鋁質(zhì)花崗巖；CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算結(jié)果含有剛玉（C），含量為0.11 %～2.71%，只有一個值小于1 %；樣品均含白云母和黑云母。此外，分異I 型花崗巖和分異S 型花崗巖的Th 和Y含量也有差異，這是由于Th 和Y 在過鋁質(zhì)巖漿演化早期優(yōu)先進(jìn)入Th 和Y 富集的礦物（如獨(dú)居石），所以分異S 型花崗巖的Th 和Y 含量相對較低，并與Rb 含量呈負(fù)相關(guān)；而分異I 型花崗巖的Th 和Y 含量高，是因?yàn)門h 和Y 富集的礦物不在準(zhǔn)鋁質(zhì)巖漿演化早期優(yōu)先結(jié)晶，并且Th 和Y 含量與Rb 含量呈正相關(guān)。樣品的Th-Rb 和Y-Rb 演化趨勢與S 型花崗巖是一致的（圖7b、圖7c）（Chappell，1999）。在ACF 判別圖中（圖7d），樣品點(diǎn)均落在S 型花崗巖區(qū)域（Nakada et al.，1979）。綜上所述，筆者認(rèn)為達(dá)日地區(qū)花崗質(zhì)巖石為過鋁質(zhì)S 型花崗巖。

圖7 達(dá)日地區(qū)花崗巖成因判別圖Fig.7 Discrimination diagrams for the genetic types of granites in Dari area

4.2 巖漿來源

巴顏喀拉山樣品表現(xiàn)出較強(qiáng)的稀土元素分異模式，而HREE 元素配分曲線較為平緩（圖5b），Y/Yb 值為7.84～12.57，大多數(shù)樣品的TiO2含量較低（＜1 %），Rb/Sr 值較小（＜0.8），這些特征與角閃石殘留物特征一致（Petford et al.，1996）。實(shí)驗(yàn)表明，玄武巖的角閃石脫水反應(yīng)生成的熔體是閃長質(zhì)的，與斜長石、輝石和鐵鈦礦物為主的殘余物共存（Beard et al.，1991；Rushmer，1991；Wolf et al.，1992）；而玄武巖在流體作用下部分熔融形成的熔體Si、Al 含量高，與角閃石、斜輝石、鐵鈦礦物和少量斜長石的殘余物共存（Beard et al.，1991）。上述2 種情況下的熔體組成和殘余礦物組合有很大的不同。前一種情況下產(chǎn)生的熔體具有一定的負(fù)的Eu 異常（Tepper et al.，1993）。巴顏喀拉山地區(qū)花崗質(zhì)巖石具有中等的負(fù)Eu 異常，Eu/Eu*值為0.19～0.30），表明其由玄武巖來源的角閃石脫水、熔融再作用形成。在CaO/（MgO+FeOT）-Al2O3/（MgO+FeOT）圖解（圖8b）和Rb/Sr-Rb/Ba 圖解（圖8c）中，巴顏喀拉山花崗巖數(shù)據(jù)點(diǎn)主要落在下地殼的鐵鎂質(zhì)玄武巖范圍，支持上述推論。此外，鋯石Hf 同位素組成為εHf（t）值為-3.62～2.92，平均值為-0.54，指示源區(qū)存在鐵鎂質(zhì)成分。綜上所述，筆者認(rèn)為巴顏喀拉山地區(qū)花崗質(zhì)巖石的巖漿來源于下地殼鐵鎂質(zhì)。

圖8 巴顏喀拉山和達(dá)日地區(qū)花崗質(zhì)巖石巖漿源區(qū)判別圖Fig.8 Discrimination diagrams for the potential magma source of granitoids in Dari area

實(shí)驗(yàn)表明，基性巖石（玄武巖）的部分熔融可產(chǎn)生偏鋁質(zhì)花崗巖類（Beard et al.，1991；Wolf et al.，1992；Rapp et al.，1995；Johannes et al.，1996；Sisson，2005），而沉積碎屑巖的部分熔融則可以產(chǎn)生過鋁質(zhì)花崗巖體（Johannes et al.，1996；Patino-Douce et al.，1998a，1998b）。達(dá)日地區(qū)過鋁質(zhì)花崗巖，樣品表現(xiàn)出很強(qiáng)的稀土元素分餾模式，輕稀土元素（LREE）富集，而重稀土元素（HREE）虧損（7B），富集大離子親石元素（如Rb、Th、U），虧損高場強(qiáng)元素（如Nb、Ta），δEu 值為0.07～0.30，顯示中等負(fù)Eu 異常。以上特征表明巖體的巖漿來源可能是地殼中富鋁質(zhì)沉積物。

過鋁質(zhì)花崗巖CaO、Na2O 含量相對較低，其原因是長石在形成黏土的過程中會丟失這些組分，該特征與其沉積源區(qū)有關(guān)（Chappell et al.，1992）。因此，一般用CaO/Na2O 值來判斷巖石源區(qū)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究（Skjerlie et al.，1992），以泥質(zhì)巖為源區(qū)的花崗巖CaO/Na2O 值小于0.3，而以雜砂巖為源區(qū)的過鋁質(zhì)花崗巖，其CaO/Na2O 值大于0.3。達(dá)日地區(qū)花崗巖CaO/Na2O 值為0.09～2.61，絕大部分值大于0.3，據(jù)此推測達(dá)日地區(qū)花崗質(zhì)巖石的巖漿源區(qū)主要為雜砂巖。達(dá)日地區(qū)花崗巖樣品相比較于變泥質(zhì)巖的巖漿源區(qū)普遍具有高CaO/Na2O 值（0.09～1.61，其中只有一個比值小于0.3）和低的Al2O3/TiO2值（16.25～52.64，除去最大值80.53），表明其巖漿源區(qū)并不是泥質(zhì)巖。在CaO/Na2O-Al2O3/TiO2圖解中（圖8a），花崗質(zhì)巖石樣品大部分落在以變雜砂巖為巖漿源區(qū)的范圍內(nèi)，說明達(dá)日地區(qū)花崗質(zhì)巖石可能是由變雜砂巖部分熔融形成的。在CaO/（MgO+FeOT）-Al2O3/（MgO+FeOT）圖解中（圖8b），達(dá)日地區(qū)花崗質(zhì)巖石樣品主要落入變雜砂巖區(qū)域（Altherr et al.，2000）。過鋁質(zhì)花崗巖的Rb-Sr-Ba 含量變化受控制于其源巖成分（Sylvester，1998），雜砂巖在熔融后會殘余大量的長石，而泥質(zhì)巖熔融后留下很少的斜長石（Skjerlie et al.，1992；Patino-Douce et al.，1995）。Sr、Ba 是斜長石的相容元素，Rb 則為不相容元素，由泥質(zhì)巖為源巖產(chǎn)生的強(qiáng)過鋁質(zhì)花崗巖Rb/Sr 和Rb/Ba 值較高，而以雜砂巖為源巖熔融產(chǎn)生的過鋁質(zhì)花崗巖Rb/Sr 和Rb/Ba 值較低。因此，可以通過Rb/Sr 和Rb/Ba 值變化來判斷研究區(qū)花崗巖的巖漿源區(qū)。依據(jù)Rb/Ba 和Rb/Sr 值投圖，達(dá)日地區(qū)的花崗質(zhì)巖石樣品落入貧黏土源區(qū)，指示其是由地殼中的雜砂巖類熔融形成的（圖8c）。對于判別過鋁質(zhì)花崗巖的源巖性質(zhì)，斜長石是一個很好的指示礦物，泥質(zhì)巖和雜砂巖在熔融過程中形成的熔體會有差別，泥質(zhì)源巖會相比富黏土貧斜長石（＜5%），而雜砂巖則富斜長石（＞5%）貧黏土。Rudnick 等（2003）利用大陸地殼的平均組成作為初始組分，模擬了不同殘余相（如鉀長石、斜長石和黑云母）在部分熔融實(shí)驗(yàn)中的影響（圖8d）。結(jié)果顯示，達(dá)日地區(qū)花崗質(zhì)巖石成分變化在源區(qū)殘留7 %～60 %的斜長石，說明其巖漿來源為雜砂巖的部分熔融。綜上所述，筆者認(rèn)為達(dá)日地區(qū)花崗質(zhì)巖石的巖漿源區(qū)可能是中地殼附近的雜砂巖。

4.3 基底性質(zhì)

在松潘-甘孜地塊中，除了已知的沿?fù)P子地塊西緣出露的部分元古界基底外，再無其他基底出露，是制約其基底屬性認(rèn)知的主要因素。目前，對松潘-甘孜地塊基底屬性的認(rèn)識存在2 種觀點(diǎn)：①古特提斯洋的殘余（Yin et al.，1993）和與揚(yáng)子地塊關(guān)系具有親緣性的元古代基底（Zhang et al.，2006；Xiao et al.，2007）。松潘-甘孜巴顏喀拉山地區(qū)花崗質(zhì)巖石與松潘-甘孜地塊東部花崗質(zhì)巖體具有相似的Sr、Nd 同位素組成和二階段模式年齡，巴顏喀拉山花崗質(zhì)巖石εNd（t）值為 -4.3～-5.5，TDM2值為1.38～1.46；松潘-甘孜東部花崗質(zhì)巖石εNd（t）值為 -6.0～-9.5，TDM2值為 1.3～1.65，表明其巖漿具有共同來源，進(jìn)而說明地殼基底屬性一致（Cai et al.，2009）。巴顏喀拉山地區(qū)花崗質(zhì)巖石的鋯石Hf 二階段模式年齡為1.07～1.48 Ga，位于1.0～1.5 Ga 地殼演化線之間，與揚(yáng)子地塊西緣存在的新元古代鎂鐵質(zhì)巖石相同，表明松潘-甘孜地塊存在新元古代基底，且基底與揚(yáng)子地塊基底存在親緣性（圖9）（Zheng et al.，2007）。

圖9 巴顏喀拉山花崗質(zhì)巖石鋯石εHf（t）值與U-Pb 年齡圖解Fig.9 Plots of zircon U-Pb ages vs.εHf（t）values for the Bayankala granitoids

4.4 構(gòu)造意義

在金沙江縫合帶（包括甘孜-理塘縫合帶）中，金沙江蛇綠巖組合中的2 個斜長花崗巖體，U-Pb 鋯石年齡分別為（340±3）Ma 和（294±3）Ma，表明金沙江洋形成于晚泥盆世至早石炭世（Wang et al.，2000）。在該區(qū)及其鄰近地區(qū)，已鑒定出2 個花崗巖類的年齡群，即245～227 Ma（侵入古生代變質(zhì)沉積物）和219～216 Ma（侵入三疊紀(jì)沉積物）。前人結(jié)合地質(zhì)背景認(rèn)為，245～227 Ma 的花崗巖類為同碰撞花崗巖，219～216 Ma 花崗巖類為后碰撞花崗巖，表明古特提斯洋的閉合時間不晚于中三疊世，而不是早侏羅世（Wang et al.，2000；Reid et al.，2005；Xiao et al.，2007）。松潘-甘孜地塊巴顏喀拉山地區(qū)和達(dá)日地區(qū)的巖漿結(jié)晶年齡（212～218 Ma）明顯晚于金沙江縫合帶的同碰撞花崗巖的年齡，且與金沙江縫合帶的后碰撞花崗巖年齡是一致的。據(jù)此，筆者認(rèn)為巴顏喀拉山地區(qū)和達(dá)日地區(qū)花崗質(zhì)巖石可能也形成于后碰撞構(gòu)造壞境。

松潘-甘孜地塊巴顏喀拉山地區(qū)花崗質(zhì)巖石是下地殼角閃石脫水熔融反應(yīng)的產(chǎn)物，但是這種脫水反應(yīng)一般需要＞800 ℃的溫度（Beard et al.，1991；Rushmer，1991）。如果沒有額外的熱源供應(yīng)，碰撞造山帶的地殼溫度達(dá)到＞800 ℃是不可能的（Patino-Douce et al.，1998b）。在后碰撞構(gòu)造背景下，熱源的可能來源包括：①地殼增厚引起的放射性同位素衰變熱。②地殼剪切產(chǎn)生的熱量。③幔源巖漿的熱量。④由巖石圈分層引起的軟流圈上涌的熱量。但是，前2 種熱源的熱量不會輕易造成大范圍的地殼熔融。地殼增厚引起的地殼熔融只會在120 Ma 左右的時間尺度上發(fā)展（Turner et al.，1993）。地殼剪切熱引起的巖漿作用通常呈線性分布，而松潘-甘孜地塊的花崗巖并非線性分布，所以排除第二種熱源可能。由于在松潘-甘孜地塊內(nèi)缺少印支期幔源巖漿活動的證據(jù)。因此，巖漿底侵作用并不是印支期花崗巖類的形成的原因。巖漿底侵作用通常會導(dǎo)致下地殼發(fā)生部分熔融，盡管第③種提供熱源的方式有可能發(fā)生，但是松潘-甘孜地塊的下地殼沒有底貼的巖漿（Liu et al.，2008），并且松潘-甘孜地塊中幔源巖漿作用也很罕見，因而排除第③種熱源可能。在后碰撞環(huán)境，區(qū)域伸展，之前加厚的巖石圈由于重力原因拆沉，誘發(fā)軟流圈上涌，已經(jīng)成為解釋后碰撞花崗巖漿形成的主要機(jī)制（Jung et al.，1998；Wu et al.，2002，2005；Chung et al.，2003，2005；Ilbeyli et al.，2004）。松潘-甘孜地塊東部的埃達(dá)克花崗巖（216～228 Ma）可能為地殼增厚的證據(jù)（Zhang et al.，2006；Xiao et al.，2007），A 型花崗巖（211 Ma）是軟流圈上涌導(dǎo)致巖石圈伸展的標(biāo)志（Zhang et al.，2007），松潘-甘孜地塊東南部后碰撞I 型花崗巖是由下地殼鎂鐵質(zhì)物質(zhì)的部分熔融形成的。Xiao 等（2007）和Zhang 等（2007）提出，松潘-甘孜地塊東部巖石圈拆沉作用可以解釋后碰撞的埃達(dá)克、A 型和I 型花崗質(zhì)巖漿作用組合。Sylvester（1998）認(rèn)為，過鋁質(zhì)花崗巖通常形成在后碰撞構(gòu)造環(huán)境中，并可劃分為高壓型和高溫型2種成因類型。高壓型是由于地殼增厚，引起放射性同位素衰變產(chǎn)生熱量，在后碰撞階段地殼減壓熔融形成，形成的花崗巖規(guī)模通常為小到中等；而高溫型是由于地幔軟流圈物質(zhì)的上涌，帶來的熱量將地殼部分熔融，這種方式形成的花崗巖規(guī)模相對較大。后碰撞花崗巖在松潘-甘孜地塊東部和中部分布都很廣泛。這些花崗巖體的巖漿結(jié)晶年齡都為晚三疊世，因其具有相同的地球動力學(xué)背景。巴顏喀拉山地區(qū)和達(dá)日地區(qū)花崗質(zhì)巖石的形成時間（212～218 Ma）與上述的花崗巖體的結(jié)晶時代相近。因此，筆者認(rèn)為巴顏喀拉山地區(qū)和達(dá)日地區(qū)花崗質(zhì)巖石可以解釋為后碰撞環(huán)境下，由于巖石圈拆沉，軟流圈上涌，分別導(dǎo)致下地殼和中地殼發(fā)生部分熔融所致。

5 結(jié)論

（1）松潘-甘孜地塊巴顏喀拉山地區(qū)花崗質(zhì)巖石屬于高鉀鈣堿性過鋁質(zhì)I 型花崗閃長巖，而達(dá)日地區(qū)花崗質(zhì)巖石屬于鉀玄巖和高鉀鈣堿性、過鋁質(zhì)S 型石英二長巖和花崗巖，兩地區(qū)花崗質(zhì)巖石侵位時間均為～215 Ma。

（2）松潘-甘孜地塊巴顏喀拉山地區(qū)花崗質(zhì)巖石的源區(qū)可能為下地殼鎂鐵質(zhì)巖石，而達(dá)日地區(qū)花崗質(zhì)巖石的源區(qū)可能為中地殼變雜砂巖。

（3）松潘-甘孜地塊存在新元古代基底，且其基底與揚(yáng)子地塊基底存在親緣性。結(jié)合鋯石U-Pb 年代學(xué)和區(qū)域構(gòu)造演化，推測研究花崗質(zhì)巖石是后碰撞背景，巖石圈拆沉，誘發(fā)的不同地殼巖石部分熔融的產(chǎn)物。