西藏安多蛇綠巖中斜長(zhǎng)花崗巖地球化學(xué)特征及鋯石U-Pb SHRIMP年齡

孫立新，白志達(dá)，徐德斌，李懷坤，宋 彪

（1天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，天津 300170；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），北京 100083；3.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所，北京 100037）

西藏安多蛇綠巖中斜長(zhǎng)花崗巖地球化學(xué)特征及鋯石U-Pb SHRIMP年齡

孫立新1，白志達(dá)2，徐德斌2，李懷坤1，宋 彪3

（1天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，天津 300170；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），北京 100083；3.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所，北京 100037）

西藏安多斜長(zhǎng)花崗巖分布于安多縣多普爾曲一帶。在1/25萬安多幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中，作者研究了安多一帶蛇綠巖中新發(fā)現(xiàn)的斜長(zhǎng)花崗巖的地質(zhì)特征、巖石成因和時(shí)代。結(jié)果表明斜長(zhǎng)花崗巖具有低鉀高鈉、高鍶、低銣和低∑REE的大洋斜長(zhǎng)花崗巖特征，同位素指示其為地幔源區(qū)產(chǎn)物。首次對(duì)斜長(zhǎng)花崗巖進(jìn)行了鋯石U-Pb SHRIMP測(cè)年，其結(jié)果為188.0±2.0 Ma，結(jié)合地質(zhì)資料分析認(rèn)為其代表了洋殼形成的年齡，時(shí)代為早侏羅世，與班公湖-怒江結(jié)合帶西段蛇綠巖時(shí)代基本同時(shí)。本次研究為班公湖-怒江中段蛇綠巖提供了高精度同位素年齡依據(jù)。

斜長(zhǎng)花崗巖；鋯石SHRIMP U-Pb年齡；安多蛇綠巖；西藏

西藏班公湖－怒江結(jié)合帶位于拉薩地塊和羌塘地塊之間，西起班公錯(cuò)以西，經(jīng)東巧、安多向東達(dá)丁青、怒江一帶轉(zhuǎn)為南下，在我國(guó)境內(nèi)該構(gòu)造帶自西向東被分為班公湖－改則、東巧－安多和丁青－怒江三段,是我國(guó)青藏高原上新特提斯重要的結(jié)合帶之一。自20世紀(jì)80年代以來，中外學(xué)者對(duì)班公湖－怒江蛇綠巖帶的地質(zhì)研究已取得大量的成果[1-17]，但不同地區(qū)和地段的研究程度極不均衡，相比而言中、東段研究程度較高[6-7]。已積累的時(shí)代資料有：東段丁青地區(qū)中侏羅世的砂巖和礫巖不整合覆蓋在蛇綠巖之上,發(fā)現(xiàn)了早侏羅世的放射蟲[8-9]；丁青東南輝長(zhǎng)巖糜棱巖的40Ar-39Ar年齡為193.3±3.3 Ma；中段東巧地區(qū)變質(zhì)橄欖巖底盤熱變質(zhì)暈角閃石的K-Ar年齡為179 Ma[2]；上覆的淺海-陸相沉積巖時(shí)代為侏羅紀(jì)末至早白堊世初[7-11],西段班公湖蛇綠巖的Sm-Nd等時(shí)線年齡為191±22 Ma[11]。從已發(fā)表的測(cè)年成果看，至今還缺少可信度高、精度高的同位素測(cè)年資料。因此，對(duì)蛇綠巖進(jìn)行高精度同位素年齡測(cè)定無疑具有重要意義。本文通過對(duì)中段東巧－安多蛇綠巖帶中斜長(zhǎng)花崗巖的同位素測(cè)年結(jié)果，結(jié)合已有的同位素年齡數(shù)據(jù)和地質(zhì)資料，探討班公湖―怒江中段蛇綠巖帶洋殼形成的時(shí)代。

1 地質(zhì)概況

安多－聶榮一帶的蛇綠巖是班公湖－怒江結(jié)合帶藏北湖區(qū)蛇綠巖帶的重要組成部分，蛇綠巖出露有3～5處，以東巧、多普爾曲、安多縣、捷日窩瑪、玉多貢瑪?shù)鹊匕l(fā)育最好（圖1），研究程度較高。安多－聶榮一帶蛇綠巖由蛇紋巖、蛇紋石化方輝橄欖巖、堆晶巖、層狀堆積巖、輝長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)輝綠巖、席狀巖墻群、枕狀玄武巖、斜長(zhǎng)花崗巖和深海硅質(zhì)巖夾泥巖等組成，目前多呈構(gòu)造蛇綠混雜巖帶產(chǎn)出。

斜長(zhǎng)花崗巖出露于安多縣多普爾曲一帶的蛇綠混雜巖帶中，斜長(zhǎng)花崗巖總是產(chǎn)于輝長(zhǎng)巖－輝綠輝長(zhǎng)巖單元中，大部分呈巖脈、巖墻或不規(guī)則網(wǎng)脈狀分布于層狀輝長(zhǎng)巖中，最大寬度1.5～2 m，小者僅數(shù)厘米。少部分呈不規(guī)則團(tuán)塊狀、透鏡狀和脈狀包裹于輝長(zhǎng)輝綠巖中。在整個(gè)蛇綠巖中斜長(zhǎng)花崗巖所占比例較少，顯示該斜長(zhǎng)花崗巖并非由玄武質(zhì)巖漿經(jīng)重力結(jié)晶分異作用形成的層狀堆積巖，而是超基性巖漿結(jié)晶分異的產(chǎn)物。此外，少數(shù)斜長(zhǎng)花崗巖巖塊中又包裹有輝長(zhǎng)巖碎塊，呈相互包容關(guān)系。上述現(xiàn)象說明，超基性巖漿開始結(jié)晶時(shí)，長(zhǎng)英質(zhì)殘余熔體并不受重力成層性的支配漂浮于早期結(jié)晶的鎂鐵質(zhì)礦物之上，而是被封存于鎂鐵質(zhì)礦物的間隙或鎂鐵質(zhì)巖層之下，在結(jié)晶分異晚期，從地下聚積上來，形成包裹于蛇紋巖之中的淺色巖巖塊，有極少數(shù)鎂鐵質(zhì)礦物團(tuán)塊又被聚積上來的淺色巖包裹。

圖1 安多－聶榮一帶地質(zhì)略圖（據(jù)1/25萬安多幅簡(jiǎn)化，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），2005）Fig.1 The schematic geological map of the Amduo-Nierong area

2 斜長(zhǎng)花崗巖的巖石學(xué)、地球化學(xué)特征

2.1 巖石學(xué)特征

斜長(zhǎng)花崗巖呈灰白色，細(xì)中?；◢弾r結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要由斜長(zhǎng)石（70% ～75%）、石英（20% ～25%）和少量暗色礦物組成。斜長(zhǎng)石主要為奧長(zhǎng)石（An25～30），少量為中長(zhǎng)石（An35～40），呈半自形－他形粒狀，大小一般為0.5～2 mm，部分為2～4 mm，粒內(nèi)波狀、帶狀消光明顯，填隙狀分布于斜長(zhǎng)石之間，暗色礦物均已被綠泥石交代呈假象，依假象推測(cè)為黑云母，含量約5%；副礦物組合為鎂鐵礦－磷灰石－鋯石，部分地段暗色礦物含量較高，約10%～15%，主要為角閃石。角閃石呈半自形柱粒狀、綠色，多被次閃石、綠泥石交代。該巖石部分為英云閃長(zhǎng)巖。

2.2 地球化學(xué)特征

2.2.1 巖石化學(xué)

斜長(zhǎng)花崗巖的分析結(jié)果見表1。由表可知化學(xué)成分：SiO2含量為74.06% ～ 75.62%，Al2O3為12.27%～13.32%，TiO2為0.32%～0.41%；具低鈦高硅特點(diǎn)；Na2O為5.38%～5.56%，K2O為0.38%～0.75%，Na2O+K2O為6.13%～8.63%，Na2O＞K2O，具低鉀高鈉特征；FeO為0.41% ～1.46%，F(xiàn)e2O3為0.66% ～0.72%，CaO為1.03%～2.12%，MgO為0.37%～1.11%。Fe3+/(Fe3++Fe2+)較高，分異指數(shù)DI：86 ～ 89，里特曼指數(shù)σ＜1.3。

2.2.2 微量元素

斜長(zhǎng)花崗巖微量元素分析結(jié)果見表2，以活動(dòng)性元素相對(duì)富集為特征，具有較清楚的Nb、Ti和Cr異常，其余元素與MORB的比值變化不大。Rb/Sr比值很小，具低Rb高Sr大洋斜長(zhǎng)花崗巖特征。

2.2.3 稀土元素、同位素

斜長(zhǎng)花崗巖的稀土分析結(jié)果見表3，由表可知：ΣREE低，為69.498～70.34，輕、重稀土分餾明顯，ΣLREE/ΣHREE為5.88～ 8.84，δEu為1.28～ 1.34，具有明顯的正銪異常。

斜長(zhǎng)花崗巖同位素測(cè)試結(jié)果表明：147Sm/144Nd為0.1304±0.000014，143Nd／144Nd為0.512827±0.000014，εNd（0）為3.7，εNd（t）為5.28（計(jì)算公式據(jù)Rollinson HR，1993），87Sr/86Sr為0.706315±0.000018，（樣品由中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)地球物理研究所同位素室分析，分析精度為0.02%～0.04%），該斜長(zhǎng)花崗巖的εNd（t）為5.28＞0,說明該樣品源區(qū)有地幔物質(zhì)的添加，Nd、Sr同位素組成與大洋玄武巖源區(qū)同位素特征一致，具有地幔源區(qū)特征，表明其為幔源巖漿的產(chǎn)物。

3 樣品采集、測(cè)定方法與結(jié)果

3.1 樣品采集

樣品采自安多至東巧公路之間的多普爾曲附近(圖1)，蛇綠巖出露寬約200～250 m，主要巖石單元有強(qiáng)烈蛇紋石化純橄欖巖和方輝橄欖巖，中細(xì)粒層狀輝長(zhǎng)巖，中粒條帶狀輝長(zhǎng)巖和輝綠巖。斜長(zhǎng)花崗巖呈寬約數(shù)厘米至約2 m的脈狀、網(wǎng)脈狀產(chǎn)于中細(xì)粒塊狀輝長(zhǎng)巖內(nèi)。樣品采自一個(gè)穿插輝長(zhǎng)巖，寬約1.5 m的斜長(zhǎng)花崗巖脈。樣品新鮮，重約2 kg。

表1 安多蛇綠巖中斜長(zhǎng)花崗巖巖石化學(xué)特征及其參數(shù)Table 1 Index and petrochemical characters of plagiogranite in the Amduo ophiolites

表2 安多蛇綠巖中斜長(zhǎng)花崗巖微量元素特征及其參數(shù)Table 2 Index and trace elements characters of plagiogranite in the Amduo ophiolites

表3 安多蛇綠巖中斜長(zhǎng)花崗巖稀土元素及標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值Table 3 REE and Chondrite-normalized REE of plagiogranite in the Amduo ophiolites

3.2 測(cè)定方法

鋯石按常規(guī)方法分選，最后在雙目鏡下挑純。將待測(cè)鋯石顆粒與標(biāo)準(zhǔn)樣品（一片SL13及數(shù)粒TEM）一起置于環(huán)氧樹脂中做成的樣品靶，固結(jié)后打磨并拋光至靶上鋯石的中心部位暴露出來。對(duì)樣品靶上的鋯石進(jìn)行透射光、反射光和陰極發(fā)光照相，以便在進(jìn)行SHRIMP測(cè)定時(shí)選取合適的分析部位及測(cè)定完成后進(jìn)行合理的數(shù)據(jù)解釋。CL和BSE研究在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所牛津Minicl陰極發(fā)光探測(cè)器上完成，實(shí)驗(yàn)方法見文獻(xiàn)[11]。SHRIMP鋯石U-Th-Pb分析在北京離子探針中心SHRIMP II上完成，詳細(xì)分析流程和原理見參考文獻(xiàn)[12-13]。分析時(shí)，采用跳峰掃描，用單接受器采集 Zr2O+、204Pb+、背景值、206Pb+、207Pb+、208Pb+、U+、(ThO+)和(UO+)等9個(gè)離子束峰的強(qiáng)度，每個(gè)點(diǎn)的測(cè)定數(shù)據(jù)由5次掃描給出。一次離子束約為4.5 nA，10 kV的O2-，靶徑約25～30μm，質(zhì)量分辨率約5 000(1%峰高)。

標(biāo)準(zhǔn)鋯石樣品TEM的年齡為417 Ma，具有和諧年齡，用于校正所測(cè)定的未知樣品的年齡。在樣品測(cè)定過程中，TEM和未知樣品交替測(cè)定，其比例為1/3，測(cè)定的TEM重現(xiàn)性為2%。分析完成后，用標(biāo)準(zhǔn)鋯石TEM（206Pb/238U年齡為416.8±1.3 Ma，Lance et al.,2003）的測(cè)定值來進(jìn)行206Pb/238U比值的校正。數(shù)據(jù)處理及U-Pb諧和圖繪制采用Squid程序[13]和Isoplot程序[13]完成。普通鉛校正根據(jù)實(shí)測(cè)的204Pb進(jìn)行，普通鉛的組成根據(jù)Stacey&Kramers（1975）給出的模式計(jì)算得到。數(shù)據(jù)表中，同位素比值誤差為1σ。206Pb/238U年齡加權(quán)平均值的置信度為95%。

3.3 分析結(jié)果和解釋

鋯石U-Th-Pb SHRIMP數(shù)據(jù)列于表4，鋯石CL圖像和U-Pb諧和圖分別見圖2和圖3。

安多斜長(zhǎng)花崗巖的鋯石為淺黃色至無色，透明，長(zhǎng)柱狀至等粒狀自形晶。鋯石顆粒細(xì)小，粒徑在50～100 mm之間。鋯石具韻律環(huán)帶結(jié)構(gòu)（圖2）。

9個(gè)點(diǎn)的分析給出206Pb/238U年齡為193.8～183.0 Ma。但是，這一巖石中鋯石的Th/U值變化大，為0.11～1.25，說明巖漿成分不均勻，暗示其部分熔融成因。在一致曲線圖中（圖3），這9個(gè)測(cè)試點(diǎn)的206Pb/238U年齡加權(quán)平均值為188.0±2.0 Ma，代表斜長(zhǎng)花崗巖的形成年齡。

4 安多蛇綠巖形成時(shí)代討論

蛇綠巖是俯沖消失的古洋殼殘片，是洋殼形成、俯沖、消亡過程的產(chǎn)物，探討蛇綠巖的時(shí)代是一個(gè)十分復(fù)雜的問題，以往人們無論是間接的推斷，還是直接的測(cè)定都難以得到理想的結(jié)果，其原因是多方面的。原因之一是對(duì)蛇綠巖年齡的代表意義存在不同的認(rèn)識(shí)，由于蛇綠巖是一套巖石組合，包括下部巖系和上覆巖系，每一個(gè)巖石端元代表不同的地質(zhì)含義，因此每個(gè)巖石組成的年齡具有特定的時(shí)代意義，在應(yīng)用年齡時(shí)必須分清測(cè)年對(duì)象和它代表的地質(zhì)意義。

已有資料顯示：班公湖－怒江結(jié)合帶東段丁青地區(qū)中侏羅世的砂巖和礫巖不整合覆蓋在蛇綠巖之上,發(fā)現(xiàn)了早侏羅世的放射蟲[8]，代表了蛇綠巖上覆遠(yuǎn)洋沉積的時(shí)代，對(duì)蛇綠巖形成時(shí)代上限有了約束；丁青東南輝長(zhǎng)巖糜棱巖的40Ar-39Ar年齡為193.3±3.3 Ma[9]，該年齡代表了輝長(zhǎng)巖構(gòu)造改造的熱事件年齡，而不是輝長(zhǎng)巖形成的年齡；因此東段洋盆張開應(yīng)早于早侏羅世。中段安多－東巧地區(qū)變質(zhì)橄欖巖底盤熱變質(zhì)暈角閃石的K-Ar年齡為179 Ma[2]，這一年齡也無法代表確切的蛇綠巖形成時(shí)代，一般認(rèn)為地幔橄欖巖底盤變質(zhì)角閃石是由于地幔橄欖巖退變質(zhì)的產(chǎn)物，此年齡只能說明洋殼在中侏羅世有過一次構(gòu)造侵位，其上覆淺海－陸相沉積巖時(shí)代為侏羅紀(jì)末至早白堊世初期，可能說明這次構(gòu)造侵位并沒有使洋盆關(guān)閉，因此中段洋盆張開應(yīng)早于中侏羅世。西段的舍馬拉溝蛇綠巖中的層狀輝長(zhǎng)巖是巖漿房堆晶，其Sm-Nd等時(shí)線年齡為191±22 Ma[11]，可代表巖石圈伸展的時(shí)代（洋殼形成的巖漿巖活動(dòng)時(shí)間）。在巖帶西段日土縣達(dá)布烏如和班公湖南岸蛇綠巖中硅質(zhì)巖的放射蟲時(shí)代為中晚侏羅紀(jì)－早白堊世[18]，所以，班公湖―怒江蛇綠巖帶西段洋殼張開的時(shí)間也為早侏羅世。

表4 安多地區(qū)斜長(zhǎng)花崗巖中鋯石SHRIMP U-Th-Pb同位素分析結(jié)果Table4 U-Th-Pb composition of the zircon Ro from plagiogranite of Amduo area as measured by SHRIMP

圖2 斜長(zhǎng)花崗巖中鋯石的陰極發(fā)光影像Fig.2 Cathodoluminescence images of zircons from the Amduo plagiogranite

圖3 安多地區(qū)斜長(zhǎng)花崗巖中鋯石U-Pb諧和圖Fig.3 SHRIMP zircon U-Pb datas from plagiogranite of Amduo area

安多－東巧地區(qū)的蛇綠巖中斜長(zhǎng)花崗巖從野外產(chǎn)出特征、巖石學(xué)、礦物學(xué)和地球化學(xué)均顯示是超基性巖漿結(jié)晶分異的產(chǎn)物，用鋯石U-Pb法對(duì)斜長(zhǎng)花崗巖進(jìn)行了SHRIMP年代測(cè)定，其結(jié)果188.0±2.0 Ma，可代表蛇綠巖洋殼形成的年齡。安多捷日窩瑪蛇綠巖之上的硅質(zhì)巖的放射蟲時(shí)代也為侏羅紀(jì)，因此班公湖―怒江結(jié)合帶中段洋殼形成的時(shí)間為早侏羅世，據(jù)此可以說明中段洋殼形成的時(shí)間與西段洋殼形成基本同時(shí)。

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Geological Characteristics and Zircon U-Pb SHRIMP Dating of the Plagiogranite in Amduo ophiolites,Tibet

SUN Li-xin1,BAI Zhi-da2,XUN De-bin2,LI Huai-kun1,SUN Biao3
(1.Tinjin Institute of Geology and Mineral Resources,Tianjin 300170,China;2.China University of Geoscience,Beijing 100083,China;3.Institute of Geology ChineseAcademy of Geological Science，Beijing 100037,China)

The Amduo plagiogranite is distributed in the Duopuer river area，Amduo County,Tibet.Based on the regional geological survey of the 1:250 000 Amduo County sheet,the authors studied the geological characteristics of the plagiogranite and discussed its origin and age according to the prtrological,geochemical and isotope age evidence.The study shows the plagiogranite is ocean plagiogranite with higher contents of Na、Sr,lower contents of K、Rb and ∑REE,which means its mantle origin.Its zircon SHRIMP age(206Pb/238U age)is 188.0±2 Ma,belongs to early Jurassic，which is the same with the west part of the Bangonghu-Nujiang junction.In addition,this study also provides petrological and isotope age evidence for the ophiolite of the middle Bangonghu-Nujiang Suture.

plagiogranite；zircon SHRIMP U-Pb dating;Amduo ophiolites;Tibet

P597+.3

A

1672－4135(2011）01－0010-06

2010-12-06

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目：西藏1:25萬安多幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查（2002130001）

孫立新(1964-)，男，研究員，從事區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、地層古生物研究，E-mail:1964sunlixin@163.com。