青藏高原羌塘中部雙湖早古生代斜長角閃巖年代學及地質意義

楊桂花，彭智敏，張 璋，關俊雷

（中國地質調查局成都地質調查中心，四川 成都 610081）

羌塘盆地位于青藏高原北部，南以班公湖-怒江縫合帶為界，北以金沙江縫合帶為界，屬于造山帶內部的沉積盆地，經受了青藏高原隆升等強烈的后期構造運動的改造［1-2］。近年的研究表明，龍木錯-雙湖結合帶經歷了中—晚寒武世、奧陶紀、志留紀、泥盆紀、石炭紀、二疊紀和三疊紀洋盆的持續(xù)演化的過程。中三疊世末—晚三疊世，研究區(qū)因強烈碰撞造山隆起，大部地區(qū)缺失地層沉積，在隆起區(qū)北側近陸緣弧的邊緣地帶，發(fā)育上三疊統(tǒng)望湖嶺組陸相火山-沉積巖系，不整合于蛇綠混雜巖之上；在隆起區(qū)南側近海邊緣地帶，發(fā)育海陸交互相含煤碎屑巖系（如上三疊統(tǒng)土門格拉組），不整合于蛇綠混雜巖之上。晚三疊世“S”型花崗巖大規(guī)模的出現，說明龍木錯-雙湖古特提斯洋閉合后進入了陸-陸碰撞階段［3-5］。本文通過對雙湖以西齊隴烏如溝中的斜長角閃巖鋯石 SHRIMP U-Pb定年研究，獲得了450.1±5.0Ma的年代學數據，形成于晚奧陶世，結合地球化學特征，探討其地質意義。

1 地質概況與巖石學特征

龍木錯-雙湖縫合帶是南、北羌塘盆地重要分界線，西起龍木錯，向西延伸被阿爾金走滑斷裂左行錯移后走向不明，東延伸到拉龍貢村附近可能與北瀾滄江縫合帶相接［6］。在大地構造位置上處于岡瓦納大陸與勞亞大陸的交匯地方，是研究古特提斯洋俯沖、消減、閉合及碰撞造山過程的重要窗口。研究區(qū)位于羌塘盆地中部，屬龍木錯-雙湖結合帶，距雙湖縣城約30km（圖1）。

研究區(qū)內出露的地層主要有前奧陶系、二疊系、侏羅系和古近系。前奧陶系主要為片巖、變砂巖、夾大理巖、斜長角閃巖及變玄武巖。巖石中面理發(fā)育，并發(fā)育較強的剪切變形，總體表現為S1／／S0面理特征。這套地層時代歸屬爭議較大，新近的1∶25萬區(qū)域地質調查將其定為前奧陶系齊隴烏如巖組。齊隴烏如巖組變質基性巖呈南北向出露，呈厚層狀，出露面積不大，圍巖均為片巖，變質基性巖風化后露頭突出地表，野外未見與其它巖性的接觸關系。本文對齊隴烏如巖組這套變基性巖中的斜長角閃巖進行研究。

斜長角閃巖具變余斑狀結構，斑晶主要為斜長石、角閃石，基質和變余的巖屑、玻屑等組成，淺變質較明顯。角閃石斑晶粒度在0.5～2.5mm，含量約30%，它形-半自形，發(fā)育兩組解理，淡黃-淡黃綠，弱多色性，具弱的定向性，部分蝕變。斜長石粒度為0.5～3mm，含量約20%。斜長石斑晶變質程度較強，僅存假象，蝕變?yōu)轺詈熓?、綠簾石、絹云母等，有的仍可見條帶狀的外形，具有聚片雙晶；有的完全蝕變?yōu)轺詈熓?、絹云母等。基質由細小顆粒的角閃石、漿屑和玻屑等組成，漿屑和玻屑經過脫?；妥冑|作用，形成綠簾石、絹云母、黝簾石等。

圖1 西藏雙湖地區(qū)齊隴烏如溝地質簡圖（據文獻［7］修改）Fig.1 Simplified geological map of the Qilongwuru valley in the Shuanghu region，Xizang （modified from Peng Zhimin et al.，2014）

2 巖石地球化學特征

巖石地球化學樣品采用無污染法破碎，磨碎至200目后制成分析樣品，主量元素分析由國土資源部西南礦產資源監(jiān)督檢測中心完成；微量、稀土元素分析測試由中國地質大學（武漢）重點實驗室完成。巖石地球化學數據處理及作圖采用Geokit軟件生成［8］。

2.1 主量元素

主量元素分析測試結果見表1。SiO2含量在45.67% ～51.68%（均值 48.91%），TiO2含量在0.42%～1.38%，均值0.65%。個別樣品中Na2O和K2O變化較大，可能受到蝕變和變質作用的影響相對較強。Na2O為0.98% ～2.54%，K2O為0.54%～1.57%，總體呈現明顯的高Na、低K的特點。Mg＃值在63.26～84.87，均值為75.14，說明原巖未經過明顯的巖漿分異作用。在 SiO2-（Na2O＋K2O）（TAS）圖解（圖2）中，所有樣品均落在亞堿性輝長巖區(qū)域。

2.2 微量元素

微量元素分析測試結果見表1。在原始地幔標準化微量元素蛛網圖中（圖3），元素Rb、Ba和U元素相對較為富集，其可能與后期的變質作用有關。Nb、Ta和Zr具有不同程度的虧損。這一特征與果干加年山變質基性巖、桃形湖地區(qū)變質堆晶輝長巖及雙湖地區(qū)變玄武巖類似［11-13］，斜長角閃巖微量元素蛛網圖與典型的E-MORB類似。

2.3 稀土元素

斜長角閃巖稀土元素總量在（27.26～64.18）×10-6，均值為49.11×10-6。輕、重稀土分餾較小，比值（LREE／HREE）為 1.83 ～4.59，均值為 3.20。δEu介于0.75～1.42之間，均值為1.06，Eu具有輕度的正異常（圖4），樣品D1410-H4具一定的負異常。（La／Sm）N介于1.05 ～2.48，均值為 1.80，略高于E-MORB的比值［10］，這些特征與果干加年山和桃形湖等地區(qū)蛇綠巖的地化特征稍有差異［11-13］。斜長角閃巖稀土元素配分曲線與典型的E-MORB類似。

圖2 斜長角閃巖TAS圖解（底圖資料據文獻［9］）Fig.2 TAS diagram for the amphibolite from the Qilongwuru valley in the Shuanghu region，Xizang （after Eric，1994）

圖3 斜長角閃巖微量元素蛛網圖（原始地幔標準數據、EMORB 據文獻［10］，引用數據來自文獻［11-13］）Fig.3 Primitive　mantle-normalized　trace　elementspider diagram for the amphibolite from the Qilongwuru valley in the Shuanghu region，Xizang （primitive mantle-normalized data from Sun et al.，1989）

表1 雙湖地區(qū)齊隴烏如溝早古生代斜長角閃巖主量、微量和稀土分析結果Table 1 Major element，trace element and rare earth element analyses for the amphibolite from the Qilongwuru valley in the Shuanghu region，Xizang

圖4 斜長角閃巖稀土元素標準化配分圖（球粒隕石標準數據、E-MORB 據文獻據文獻［10］，引用數據來自文獻［11-13］）Fig.4 Chondrite-normalized REE distribution patterns for the amphibolite from the Qilongwuru valley in the Shuanghu region，Xizang （chondrite-normalized data from Sun et al.，1989）

3 鋯石U-Pb年齡

3.1 測試分析方法

樣品（D1410，斜長角閃巖）粉碎到一定程度后，經過淘洗得到重砂礦物，然后再經過電磁選從中分離出鋯石。在雙目鏡下挑選出干凈和晶形較好，包裹體少，裂紋少，粒徑大的鋯石。再從中選出具有代表性的鋯石，將挑選出來的鋯石與標準鋯石（TEM）一起用環(huán)氧樹脂制靶、磨至鋯石顆粒中心部位后拋光、鍍金。在SHRIMP測試前，對鋯石樣品進行反射光、透射光顯微照相，并用陰極發(fā)光（CL）掃描電鏡進行圖像分析，選出那些具有明顯韻律環(huán)帶結構且無裂紋的巖漿鋯石（圖5）進行測試。

鋯石微區(qū)原位U-Th-Pb同位素分析在北京離子探針中心SHRIMPⅡ上進行。其中采用標準鋯石TEM（417Ma）進行不同元素的同位素之間的分餾校正，有關鋯石SHRIMP U-Pb測年原理、分析流程和原理參考Willanms等及宋彪等文獻［14-15］。對于年齡的計算和數據處理采用Isoplot 3.0軟件進行處理［16］。普通鉛根據實測204Pb進行校正，單個點數據點誤差均為1 σ、樣品加權平均值的誤差為2 σ，加權平均值具95%的置信度。

3.2 SHRIMP鋯石U-Pb年齡結果

圖5 雙湖地區(qū)齊隴烏如溝斜長角閃巖鋯石CL圖像和測點位置、年齡Fig.5 CL images，measuring point positions and ages of the zircons from the amphibolite from the Qilongwuru valley in the Shuanghu region，Xizang

表2 雙湖地區(qū)齊隴烏如溝斜長角閃巖鋯石SHRIMP U-Pb年齡分析結果a）Table 2 Analytical results of the SHRIMP zircon U-Pb age for the amphibolite from the Qilongwuru valley in the Shuanghu region，Xizang

斜長角閃巖樣品（D1410）鋯石CL圖像顯示（圖5），大多數鋯石顆粒呈板條狀、短柱狀面狀或次圓狀，具有弱的環(huán)帶結構。分析結果見表2。12個分析點Th、U含量變化范圍較大，Th含量介于（5～231）×10-6，U 的含量介于（40～231）×10-6，Th和 U之間具有正相關關系，Th／U比值介于0.13～1.42，均值為0.97，具有典型巖漿鋯石的特征，表明這些鋯石為巖漿鋯石［17］。在12個測點數據中，206Pb／238U年齡變化范圍在438.0～464.2Ma之間，年齡值離散范圍為26.2Ma。其中測點3.1、4.1、6.1年齡值離散范圍較大，測點9.1偏離了諧和線。測點3.1和6.1中Th／U比值分別為1.24和0.77，結合鋯石形態(tài)分析，其應為巖漿鋯石，所得年齡可能為巖漿結晶年齡，有可能是另一次事件的反映。故不將其4個測點不參與年齡值計算。其余的8個測點年齡值在441.6～454.4Ma，在一致曲線圖中數據點密集成群分布于一致曲線上（圖6），其加權平均年齡為450.1±5.0Ma（MSWD ＝0.34），代表了斜長角閃巖的結晶年齡或者成巖年齡，即晚奧陶世。

圖6 雙湖地區(qū)齊隴烏如溝早古生代斜長角閃巖鋯石SHRIMP U-Pb年齡諧和圖Fig.6 Concordia plot of the SHRIMP zircon U-Pb ages for the amphibolite from　the　Qilongwuru　valley　in　the　Shuanghu region，Xizang

4 討論

4.1 年代學及意義

近年來，在藏北桃形湖地區(qū)、果干加年山等地區(qū)發(fā)現了多處蛇綠巖出露，時代從中－晚寒武世到二疊紀，認為原-古特提斯洋在龍木錯-雙湖地區(qū)是一個連續(xù)演化的過程［11-13，18-21］。本文在雙湖地區(qū)齊隴烏如溝斜長角閃巖中獲得的450.1±5.0Ma鋯石U-Pb年齡，可能代表了斜長角閃巖早期巖漿結晶的時代，即晚奧陶世，并非是前奧陶紀。在桃形湖、果干加年山及雙湖地區(qū)的變玄武巖和堆晶輝長巖中分別獲得了 467Ma、463Ma和 461Ma的年齡值［12-13，18］，其為中奧陶世，而本文獲得的為晚奧陶世，說明中－晚奧陶世研究區(qū)大洋是一個連續(xù)演化的過程。巖石地球化學數據分析結果表明，斜長角閃巖具有E-MORB的地球化學特征，斜長角閃巖虧損高場強元素，且含量較低，可能基性巖漿形成于弧后盆地的構造環(huán)境。年代學和地球化學特征表明，龍木錯-雙湖結合帶雙湖地區(qū)在450.1Ma時期應該發(fā)育洋盆，斜長角閃巖代表了古特提斯洋殼殘余。

4.2 龍木錯-雙湖結合帶與昌寧-孟連結合帶的關系

昌寧-孟連結合帶北起昌寧，經銅廠街、老廠至孟連，繼續(xù)南延進入泰國。帶內主要由古生代—中生代蛇綠巖、蛇綠混雜巖、俯沖增生雜巖等組成。昌寧-孟連蛇綠混雜巖被上三疊統(tǒng)三岔河組（T3sc）、中侏羅統(tǒng)花開左組（J2h）角度不整合覆蓋，三岔河組（T3sc）的一套磨拉石的出現，標志著大洋的結束，進入陸內演化階段，臨滄巖體晚三疊世的花崗巖標志著進入陸-陸碰撞階段［22-23］。以前認為昌寧-孟連結合帶打開時間不晚于早石炭世①。近年來，在昌寧-孟連結合帶南汀河地區(qū)發(fā)現了444～439Ma洋殼殘余記錄，地球化學特征顯示具有 N-MORB的性質［25］，說明在昌寧-孟連結合帶存在早古生代晚期蛇綠巖。最近的1：5萬區(qū)域地質調查發(fā)現，在銅廠街蛇綠混雜巖和灣河蛇綠巖混雜帶中獲得了448Ma、455Ma等早古生代晚期年齡值，地球化學屬性都具有MORB的特征。本文獲得的年齡值與昌寧-孟連結合帶蛇綠巖形成時代基本一致，地球化學特征和構造背景也相似，因此，龍木錯-雙湖結合帶向南延伸到昌寧-孟連結合帶，二者代表了一個統(tǒng)一的原（古）特提斯洋。

5 結論

（1）雙湖齊隴烏如巖溝斜長角閃巖鋯石SHRIMP年齡為了450.1±5.0Ma，而不是前奧陶紀。具有E-MORB型的地球化學性質，說明龍木錯-雙湖結合帶存在晚奧陶世的洋盆信息。

（2）雙湖齊隴烏如巖溝斜長角閃巖與銅廠街蛇綠和灣河蛇綠巖年齡基本一致，地球化學特征也相似，說明龍木錯-雙湖結合帶與昌寧-孟連結合帶代表了一個統(tǒng)一的原（古）特提斯洋。

注釋：

①云南省地質調查院.2008，中華人民共和國1：25萬鳳慶縣幅區(qū)域地質調查報告。

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