張修政 董永勝 李才 解超明 王明 鄧明榮 張樂

ZHANG XiuZheng，DONG YongSheng＊＊，LI Cai，XIE ChaoMing，WANG Ming，DENG MingRong and ZHANG Le

吉林大學(xué)，青藏高原地學(xué)研究中心，長春 130061

Research Center for Tibetan Plateau，Jilin University，Changchun 130061，China

2014-01-02 收稿，2014-03-15 改回.

1 引言

高壓/超高壓變質(zhì)巖(如榴輝巖和藍片巖)通常被認為是板塊俯沖-碰撞作用的產(chǎn)物，是板塊匯聚邊界的重要標志。根據(jù)高壓變質(zhì)巖石的原巖建造特征，可以將其初步劃分為太平洋型(大洋型)(如，西南天山和北祁連高壓(超高壓)/低溫變質(zhì)帶;Zhang et al.，2007，2008b;Wu et al.，1993)和阿爾卑斯型(大陸型)(如，蘇魯-大別超高壓變質(zhì)帶;Liou et al.，2009)兩種基本類型(Maruyama et al.，1996;Ernst，1988，2001)。除此之外，也存在少數(shù)特殊的變質(zhì)帶，其洋殼深俯沖和陸殼深俯沖的物質(zhì)均被很好地保留在同一個俯沖帶中(如，柴北緣高壓/超高壓變質(zhì)帶，Song et al.，2005;Zhang et al.，2008a)。確定高壓變質(zhì)帶的基本類型是高壓帶中各項研究工作的基礎(chǔ)，亦是進一步深入理解高壓變質(zhì)帶構(gòu)造演化的前提。通過對高壓變質(zhì)巖石(尤其是基性巖石)系統(tǒng)的地球化學(xué)工作并結(jié)合區(qū)域內(nèi)的巖石組合特征，是識別高壓變質(zhì)巖石原巖建造、確定高壓/超高壓變質(zhì)帶類型的有效途徑。

圖1 青藏高原大地構(gòu)造單元劃分簡圖以及羌塘中西部地區(qū)地質(zhì)簡圖(a)-青藏高原大地構(gòu)造單元劃分簡圖(據(jù)李才等，2006b)，JSSZ-金沙江縫合帶;LSSZ-龍木錯-雙湖-瀾滄江縫合帶;BNSZ-班公湖-怒江縫合帶;YZSZ-印度河-雅魯藏布江縫合帶;(b)-羌塘中部西部地區(qū)地質(zhì)簡圖(據(jù)Zhai et al.，2011a 修改)Fig.1 Tectonic subdivision of the Tibetan Plateau and simplified geological map of Qiangtang terrane

羌塘中部低溫高壓變質(zhì)帶是目前青藏高原內(nèi)部延伸規(guī)模最大、保存較好、關(guān)注程度較高，同時也是研究程度相對較低的高壓變質(zhì)帶。高壓帶主要沿龍木錯-雙湖縫合帶一線展布(圖1)，西起紅脊山(陸濟璞等，2006)和岡瑪錯(鄧希光等，2000，2002;翟慶國等，2009a)，經(jīng)果干加年山(董永勝和李才，2009)、片石山(李才等，2006a;Zhai et al.，2011a，b;Kapp et al.，2003;張修政等，2010a)以及藍嶺(Kapp et al.，2003;翟慶國等，2009b)，向東一直延伸到雙湖一帶(鮑佩聲等，1999)，斷續(xù)出露超過500km。主要由榴輝巖、藍片巖、石榴石多硅白云母片巖、藍閃石大理巖等組成。變質(zhì)作用研究表明羌塘地區(qū)榴輝巖變質(zhì)峰期條件為P =2.0 ～2.5GPa，T =410 ～460℃，屬于低溫型榴輝巖(李才等，2006a;Zhai et al.，2011a;董永勝和李才，2009)，藍片巖峰期變質(zhì)條件為P=0.8～1.5GPa，T = 350 ～420℃(鄧希光等，2000;翟慶國等，2009b;Kapp et al.，2003)。鋯石SHRIMP U-Pb 定年以及石榴石Lu-Hf 同位素定年結(jié)果表明羌塘中部高壓帶峰期變質(zhì)時代為244 ～223Ma(Zhai et al.，2011a;Pullen et al.，2008)，單礦物Ar-Ar 定年結(jié)果揭示了高壓帶的快速折返和退變發(fā)生在227 ～203Ma(Kapp et al.，2003;李才等，2006a;Zhai et al.，2011a;張修政等，2010b)。相對于較多的礦物學(xué)和年代學(xué)研究，針對區(qū)域內(nèi)藍片巖和榴輝巖開展的地球化學(xué)工作則十分有限，目前在延伸超過500km 的高壓帶中，僅僅在戈木鄉(xiāng)的片石山地區(qū)、絨瑪鄉(xiāng)的藍嶺地區(qū)、以及岡瑪錯部分地區(qū)積累了一定的地球化學(xué)研究資料(張修政等，2010c;Zhai et al.，2011b;鄧希光等，2002)，許多關(guān)鍵的高壓帶露頭如果干加年山榴輝巖和紅脊山藍片巖，只做了報道性工作和少量礦物學(xué)研究(陸濟璞等，2006;董永勝和李才，2009)，地球化學(xué)資料匱乏，這嚴重限制了我們對于羌塘中部高壓變質(zhì)帶中俯沖消減物質(zhì)的全面認識。目前已識別的深俯沖物質(zhì)主要包括EMORB 型洋殼和洋島/海山(OIB)(張修政等，2010c;Zhai et al.，2011b;鄧希光等，2002)，那么是否存在其他類型的洋殼物質(zhì)的俯沖消減?洋殼俯沖消減之后是否存在陸殼物質(zhì)的參與?這些問題的回答對于深入理解羌塘中部高壓變質(zhì)帶構(gòu)造演化具有重要的意義。鑒于此，本文對羌塘中西部地區(qū)資料相對匱乏的藍片巖和榴輝巖進行了系統(tǒng)的地球化學(xué)工作，認識到羌塘中部同時保留有洋殼深俯沖和陸殼俯沖的證據(jù)，對于進一步比較洋殼俯沖與陸殼俯沖的差異、探討由洋殼俯沖到陸殼俯沖碰撞造山過程具有重要意義。

2 區(qū)域地質(zhì)概況

羌塘位于青藏高原北部，夾持于金沙江縫合帶和班公湖-怒江縫合帶之間。李才(1987)提出羌塘中部存在一條重要的構(gòu)造帶，命名為龍木錯-雙湖板塊縫合帶(圖1)，并認為其代表了岡瓦納大陸和歐亞大陸的界線(李才等，2006b，2007a，b，2008，2009;李才，2008)。近年來，大量的研究工作表明沿龍木錯-雙湖縫合帶一線存在大量與古特提斯洋構(gòu)造演化以及俯沖消減相關(guān)的證據(jù)，包括典型的蛇綠巖(李才等，2008;翟慶國等，2004;Zhai et al.，2013a)、二疊紀洋島玄武巖(翟慶國等，2006)、泥盆紀和二疊紀放射蟲硅質(zhì)巖(朱同興等，2006)、晚三疊世低溫高壓變質(zhì)帶(鮑佩聲等，1999;鄧希光等，2000;李才等，2006a;董永勝和李才，2009;張修政等，2010a，b，c;翟慶國等，2009a，b;Zhai et al.，2011a，b)、石炭紀弧巖漿巖(胡培遠等，2013;施建榮等，2009)以及晚三疊世后碰撞巖漿活動(張修政等，2014)。這些證據(jù)的不斷積累證實了縫合帶的存在，同時也進一步支持了龍木錯-雙湖縫合帶作為古特提斯洋主洋盆遺跡以及岡瓦納大陸和歐亞大陸界線的認識(Zhai et al.，2011a，2013a;Metcalfe，2013;Zhu et al.，2013)。除此之外，Zhang et al. (2014)報道了羌塘西部香桃湖地區(qū)首例志留紀基性高壓麻粒巖(峰期變質(zhì)時代427 ～422Ma)，認為可能與早古生代岡瓦納北緣的增生以及微陸塊的碰撞拼貼有關(guān)，暗示羌塘可能具有更為復(fù)雜的構(gòu)造演化歷史。縫合帶同時也將羌塘進一步劃分為羌南-保山地塊和羌北-昌都地塊(下文簡稱為南羌塘和北羌塘)兩個次級地塊(圖1)。北羌塘地區(qū)泥盆紀-三疊紀的地層均有不同程度出露，其中石炭紀-二疊紀地層含大量暖水型生物，顯示揚子地區(qū)的親緣性(李才等，2006b，2007a，2009;李才，2008)。南羌塘地區(qū)的奧陶系-二疊系發(fā)育齊全，沉積建造和生物面貌可與申扎和喜馬拉雅地區(qū)對比。其中上石炭統(tǒng)-下二疊統(tǒng)地層(展金組)在南羌塘大面積出露，是一套以碎屑巖為主的被動大陸邊緣沉積，含冷水型生物和冰海雜礫巖，代表塔爾切爾冰期影響的時間和空間，顯示了岡瓦納大陸的親緣性(李才等，2006b，2007a，2009;李才，2008)。同時這些地層中普遍發(fā)育大量二疊紀基性巖墻群，為岡瓦納北緣二疊紀地幔柱活動及相關(guān)裂解事件的產(chǎn)物(Wang et al.，2014;Zhai et al.，2013b)。

3 樣品野外及巖石學(xué)特征

果干加年山地區(qū)榴輝巖出露在果干加年山東部，為董永勝和李才(2009)首次報道。主要呈透鏡狀產(chǎn)于其圍巖之中(圖2a)，圍巖主體為石榴石(多硅)白云母片巖，部分露頭亦可見少量大理巖。榴輝巖透鏡體大小不一，大者可達十幾米，小的不足1m。該區(qū)榴輝巖一般退變較弱，礦物粒度較細，主要成分為石榴子石(25% ～30%)、綠輝石(65% ～70%)、金紅石(1%)、白云母(1%)、石英(1%)(圖3a)。礦物粒度多為0.05 ～0.1mm，少量在0.2mm 左右，部分樣品含有少量藍閃石和凍藍閃石，為減壓過程中退變產(chǎn)物。

紅脊山地區(qū)藍片巖出露在羌塘西部，岡瑪錯北東40km處，是目前為止羌塘地區(qū)唯一的硬柱石藍片巖出露區(qū)(陸濟璞等，2006)，藍片巖及其圍巖組成的高壓變質(zhì)帶呈NW-SE向展布，延伸超過20km，寬度在0.5 ～3km，露頭規(guī)模僅次于絨瑪?shù)貐^(qū)的藍嶺。紅脊山和藍嶺是目前羌塘地區(qū)藍片巖出露最好的兩個地區(qū)，但藍片巖的野外特征尤其是圍巖的組成卻具有顯著的差異。紅脊山藍片巖主要呈透鏡狀或斷塊狀產(chǎn)出，其圍巖具有陸源碎屑巖特征，主體為已強烈片理化的變質(zhì)石英砂巖和(多硅)白云母石英片巖(圖2b，c)，而藍嶺的基性藍片巖的圍巖則以大量的碳酸鹽巖為主體(圖2d)，而且這些碳酸鹽巖亦經(jīng)歷了藍片巖相變質(zhì)(翟慶國等，2009b)。紅脊山藍片巖在手標本上主要為淺藍色、灰黑色、灰褐色，通常為致密的塊狀，主要礦物包括藍閃石(45% ～60%)、硬柱石(15% ～20%)、鈉長石(15% ～20%)以及少量陽起石(5%)和綠泥石(5%)等(圖3b)，變質(zhì)程度總體上相當于董申保(1989)分類中的藍閃石硬柱石亞相。

4 地球化學(xué)

4.1 分析方法

圖2 羌塘中西部地區(qū)榴輝巖和藍片巖野外特征(a)-果干加年山榴輝巖呈透鏡狀產(chǎn)于石榴石白云母片巖中;(b)-紅脊山藍片巖呈透鏡狀產(chǎn)于變質(zhì)石英砂巖和白云母石英片巖中，宏觀露頭;(c)-紅脊山藍片巖宏觀露頭特征，其圍巖主要為變質(zhì)石英砂巖和白云母石英片巖;(d)-絨瑪鄉(xiāng)藍嶺地區(qū)藍片巖特征，基性藍片巖與藍閃石大理巖伴生產(chǎn)出Fig.2 Photographs showing field relations between the eclogite，blueschist and their country rocks in the Qiangtang metamorphic belt，northern Tibet

本文系統(tǒng)采集果干加年山地區(qū)榴輝巖(MT5H1 ～H3，MT5H6 ～H8)和紅脊山地區(qū)藍片巖(1215H1 ～H2、1216H1 ～H2、1115H1 ～H10)共計20 件樣品。其中MT5H1 ～H3，MT5H6 ～H8 等6 件樣品的主量、微量元素化學(xué)分析在中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地學(xué)實驗中心完成，主量元素采用prodigy型等離子體全譜直讀發(fā)射光譜儀(ICP-OES)測定，微量元素分析方法為ICP-MS;1215H1 ～H2，1216H1 ～H2 等4 件樣品的全巖主量、微量元素在國家地質(zhì)測試中心完成，其中主量元素用熔片X-射線熒光光譜法(XRF)測定，并采用等離子光譜和化學(xué)法測定進行互相檢測，微量元素中的V、Cr、Co、Ni、Sr、Zr、Nb、Ta、Hf、Ba、Th、U 等元素用熔片XRF 和酸溶等離子質(zhì)譜(ICP-MS)法測定，稀土元素用ICP-MS 法測定，其中的Nb、Ta、Zr、Hf 是用堿溶法、沉淀酸提取、用等離子質(zhì)譜法測定;1115H1 ～H10 等10 件樣品主量、稀土和微量元素測試由河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所完成，其中全巖主量元素采用XRF 分析，稀土和微量元素采用ICP-MS 分析。

4.2 分析結(jié)果

4.2.1 果干加年山榴輝巖

果干加年山地區(qū)榴輝巖主量、稀土及微量元素分析結(jié)果見表1。樣品SiO2含量變化于44.96% ～47.27%，在成分上屬于玄武質(zhì)巖石，Al2O3為14.61% ～16.23%，MgO 為6.72% ～8.51%，對應(yīng)的Mg#范圍在51 ～57，鈣(CaO)、全鐵(Fe2OT3)分別為11.73% ～13.43% 和11.91% ～13.00%。巖石具有中等的TiO2含量(1.61% ～2.82%，平均為1.89%)，非常低的K2O(0.07% ～0.10%)含量和P2O5(0.08% ～0.19%)含量，總體特征與典型的大洋中脊玄武巖(N-MORB)十分相似(Sun and McDonough，1989)。樣品中相容元素Cr 含量較高(201 ×10-6～232 ×10-6)，接近原生玄武巖漿范圍(Ni=300 ×10-6～400 ×10-6，Cr=300 ×10-6～500 ×10-6;Frey et al.，1978;Hess，1992)，而Ni 含量較低(79 ×10-6～94 ×10-6)，明顯低于原生巖漿范圍，這些特征表明果干加年山地區(qū)榴輝巖的原巖可能主要經(jīng)歷了一定程度的橄欖石的分離結(jié)晶作用。在能夠有效排除基性巖中鐵鎳氧化物堆晶作用影響的Th-Co 分類圖解(Hastie et al.，2007)上(圖4a)，樣品均投入拉班玄武巖區(qū)域，采用被認為是非常有效的蝕變火山巖Nb/Y-Zr/Ti 圖解(Pearce，1996)(圖4b)進行判斷，樣品均落入亞堿性玄武巖區(qū)域。

表1 羌塘中西部地區(qū)榴輝巖和藍片巖地球化學(xué)數(shù)據(jù)（主量元素w%；微量元素×10 -6 ）Table1 Concentrationsofmajor（w%） and trace（ ×10 -6 ） elementsofeclogitesand blueschistsin theQiangtangmetamorphicbelt

續(xù)表1Continued Table1

圖3 羌塘中西部地區(qū)榴輝巖和藍片巖鏡下特征(a)-果干加年山地區(qū)細粒榴輝巖鏡下特征;(b)-紅脊山地區(qū)硬柱石藍片巖鏡下特征. 礦物代號:Grt-石榴石;Omp-綠輝石;Phe-多硅白云母;Gln-藍閃石;Rut-金紅石;Lws-硬柱石Fig.3 Photomicrographs of eclogite and blueschist in the Qiangtang metamorphic belt，northern Tibet

圖4 羌塘中西部地區(qū)榴輝巖和藍片巖Th-Co(a，據(jù)Hastie et al.，2007)和Nb/Y-Zr/Ti(b，據(jù)Prearce，1996)巖石分類圖解Fig.4 Th vs. Co classification diagram (a，after Hastie et al.，2007)and Zr/Ti vs. Nb/Y diagram (b，after Prearce，1996)for eclogite and blueschist in the Qiangtang metamorphic belt，northern Tibet

圖5 果干加年山地區(qū)榴輝巖和紅脊山地區(qū)藍片巖稀土元素球粒隕石標準化圖(a、c)及微量元素N-MORB 標準化(b)和原始地幔標準化蛛網(wǎng)圖(d)(N-MORB、E-MORB、OIB 數(shù)據(jù)以及標準化值均引自Sun and McDonough，1989)Fig.5 Chondrite-normalized REE distribution patterns (a，c)and N-MORB normalized (b)and primitive mantle normalized (d)spidergrams of eclogite in Guoganjianianshan area and blueschist in the Hongjishan area，northern Tibet (chondrite，primitive mantle，N-MORB，E-MROB and OIB values are from Sun and McDonough，1989)

樣品稀土元素總量(∑REE)較低且變化范圍較小(51.19 ×10-6～59.43 ×10-6)，比典型的N-MORB 稀土總量稍高(39.11 ×10-6)(Sun and McDonough，1989)，輕稀土元素明顯虧損［(La/Yb)N=0.59 ～0.70］，不具有明顯的Eu 負異常(Eu/Eu*=0.87 ～0.91)，在球粒隕石標準化圖上(圖5a)，所有樣品顯示總體平緩、輕稀土虧損的配分模式，其形式和成分與典型的正常型洋中脊玄武巖(N-MORB)非常類似。在N-MORB 標準化蛛網(wǎng)圖中(圖5b)，除Rb、Ba，U 等在榴輝巖相變質(zhì)作用下具有較強活動性的大離子親石元素(Becker，1999)具有較大變化區(qū)間外，其他元素變化范圍穩(wěn)定，整體表現(xiàn)出近乎平直的配分模式。

4.2.2 紅脊山藍片巖

紅脊山藍片巖的主量、稀土及微量元素分析結(jié)果見表1，樣品SiO2含量變化于46.07% ～50.10%，在成分上屬于玄武巖，總體上具有富鋁(Al2O3=11.53% ～13.38%)、富鈉(Na2O = 4.14% ～4.72%)、高 鐵(Fe2OT3= 12.71% ～16.00%)、高磷(P2O5= 0.29% ～0.48%)、高鈦(TiO2=2.97% ～4.14%)的特點。MgO 含量較低(4.43% ～5.86%)，對應(yīng)的Mg#為39 ～47，相容元素Ni、Cr 含量低(分別為25.6 × 10-6～64.0 × 10-6和17.0 × 10-6～84.0 ×10-6)，遠低于原生玄武巖漿范圍(Ni =300 ×10-6～400 ×10-6，Cr=300 ×10-6～500 ×10-6;Frey et al.，1978;Hess，1992)，這些特征表明藍片巖的原巖可能經(jīng)歷顯著的橄欖石、單斜輝石等鎂鐵質(zhì)礦物的分離結(jié)晶作用。在Th-Co 分類圖解(圖4a)(Hastie et al.，2007)，樣品均投入堿性玄武巖-鈣堿性玄武巖區(qū)域。在蝕變火山巖Nb/Y-Zr/Ti 圖解(圖4b)(Prearce，1996)進行判斷，亦得到了相似的結(jié)果。

樣品稀土元素總量(∑REE)變化于161.9 × 10-6～224.9 ×10-6，LREE 相對HREE 強烈富集(∑LREE/∑HREE=5.13 ～6.76)，輕重稀土分餾顯著，(La/Yb)N= 6.10 ～11.6，不具有明顯的Eu 異常(Eu/Eu*=0.81 ～1.05)，表明原巖并沒有發(fā)生明顯的斜長石分離結(jié)晶作用，在球粒隕石標準化圖上(圖5c)，所有樣品呈基本一致的右傾斜稀土配分模式，在原始地幔標準化蛛網(wǎng)圖(圖5d)上，Ba、Rb 等大離子親石元素變化范圍較大，Nb、Ta、Zr、Hf 和Ti 等高場強元素則明顯富集，總體特征類似于典型的洋島玄武巖(OIB)(Sun and McDonough，1989)。

5 討論

5.1 構(gòu)造環(huán)境

5.1.1 果干加年山榴輝巖

圖6 羌塘中西部地區(qū)榴輝巖和藍片巖的不活動元素構(gòu)造環(huán)境判別圖解(a)Zr/Y-Zr 圖解(Pearce and Norry，1979);(b)Y-La-Nb 圖解(Cabanis and Lecolle，1989)，1a-鈣堿性島弧玄武巖;1b-鈣堿性-拉斑系列島弧玄武巖;1c-島弧拉班玄武巖;2a-大陸玄武巖;2b-弧后拉張玄武巖;3a-大陸裂谷玄武巖和洋島玄武巖;3b，3c-富集型洋中脊玄武巖;3d-正常的洋中脊玄武巖;(c)Th/Yb-Nb/Yb 圖解(Pearce，2008);(d)Th/Hf-Ta/Hf 圖解(汪云亮等，2001). 南羌塘地區(qū)二疊紀基性巖墻數(shù)據(jù)來自Wang et al.，2014;Zhai et al.，2013bFig.6 Discrimination diagram of tectonic settings for eclogite and blueschist in the Qiangtang metamorphic belt，northern Tibet

果干加年山榴輝巖Nb 和Ta 豐度分別為2.31 ×10-6～4.77 ×10-6和0.15 ×10-6～0.31 ×10-6，Nb/La 變化在0.69～1.24 之間(平均為0.86，小于1)，Hf/Ta 變化在10.58 ～19.87 之間(均大于5)，La/Ta 變化在12.42 ～22.53 之間(平均為17.55，大于15)，其總體特征與N-MORB 和島弧玄武巖類似，而與E-MORB 和板內(nèi)玄武巖(包括OIB)相差較大(Condie，1989)。樣品(La/Yb)N=0.59 ～0.70，具有平緩的、輕稀土虧損的稀土配分模式(圖5a)，表明其巖漿可能源于虧損地幔。在N-MORB 標準化配分圖解中(圖5b)，絕大部分元素標準化值穩(wěn)定在1 附近，顯示了與典型N-MORB 高度的相似性，同時亦不具有不相容元素的富集和Nb、Ta，Ti的虧損，表明沒有熱點活動的疊加和俯沖帶物質(zhì)的加入。在傳統(tǒng)的Zr/Y-Zr(圖6a)構(gòu)造環(huán)境判別圖解上，樣品均顯示了MORB 巖漿巖的親緣性。利用能夠有效區(qū)分N-MORB、EMORB、島弧和大陸巖漿巖的Y-La-Nb 三角圖解(Cabanis and Lecolle，1989)上(圖6b)進一步判斷，樣品均落入N-MORB區(qū)域。研究表明，Th 和Nb 對于大洋玄武巖的分類以及俯沖帶物質(zhì)的識別具有重要的意義(Pearce，2008)，在相應(yīng)的Th/Yb-Nb/ Yb 圖解(圖6c)上，所有樣品均落入地幔演化線內(nèi)且集中分布在N-MORB 區(qū)域。汪云亮等(2001)研究表明Th，Ta 和Hf 地球化學(xué)性質(zhì)相近，Th/Hf 和Ta/Hf 比值在部分熔融和分離結(jié)晶作用中影響較小，可以用它們的相關(guān)圖解判斷巖石形成的構(gòu)造環(huán)境，在相應(yīng)的Th/Hf-Ta/Hf 圖解(圖6d)上，所有樣品均落入N-MORB 區(qū)域。綜上，我們認為果干加年山榴輝巖的原巖可能形成于正常的大洋中脊環(huán)境。

5.1.2 紅脊山藍片巖

本區(qū)藍片巖具有較高的TiO2和Fe2OT3含量，其中TiO2含量介于2.97% ～4.14%，平均為3.81%，高于正常的洋中脊型拉斑玄武巖(1.27% ～1.5%)(Weaver，1991;Sun and McDonough，1989)，與峨眉山高Ti 玄武巖以及南羌塘二疊紀高Ti 基性巖墻相似(Xu et al.，2001;Xiao et al.，2004;Wang et al.，2014)。在原始地幔蛛網(wǎng)圖上，富集部分大離子親石元素和高場強元素，無Nb、Ta 的虧損，且具有高的Ti/Yb 和Zr/Yb 比值，表現(xiàn)出與典型OIB 類似的地球化學(xué)特征(Weaver，1991)。已有研究表明，Zr/Y-Zr 圖解能很好地識別出板內(nèi)玄武巖、洋中脊玄武巖以及火山弧玄武巖(Pearce and Norry，1979)，而且對于受到地殼或巖石圈地幔強烈混染的大陸板內(nèi)玄武巖仍然適用(夏林圻等，2007)。樣品具有較高的Zr 含量和Zr/Yb 比值(Zr=250 ×10-6～319 ×10-6，Zr/Y=6.28 ～9.74)，在Zr/Y-Zr 圖解上(圖6a)所有樣品均投在板內(nèi)玄武巖(WPB)區(qū)域。在Y-La-Nb 三角圖解(Cabanis and Lecolle，1989)上(圖6b)，樣品投點分布在洋島玄武巖和大陸玄武巖區(qū)域內(nèi);在Ti/Yb-Nb/ Yb 圖解(Pearce，2008)上(圖5b)，樣品的投點顯示了由地幔序列的OIB 區(qū)域向上演化的趨勢(圖6c);在Th/Hf-Ta/ Hf 圖解(汪云亮等，2001)上(圖6d)，樣品投點同樣分布在洋島玄武巖和大陸玄武巖區(qū)域。總體上在這些構(gòu)造環(huán)境判別圖解上，樣品總是顯示一種由洋島玄武巖區(qū)域向大陸玄武巖區(qū)域變化的趨勢，與南羌塘二疊紀基性巖墻顯示的變化特征非常相似(Zhai et al.，2013b;Wang et al.，2014)。

綜上所述，紅脊山藍片巖具有類似OIB 的地球化學(xué)特征，但需要特別指出的是，地球化學(xué)特征判別的OIB 型玄武巖，并不一定是大洋板內(nèi)巖漿活動的產(chǎn)物，因為大陸板內(nèi)巖漿活動產(chǎn)生的玄武巖同樣會顯示OIB 型地球化學(xué)特征(朱弟成等，2006)。事實上，羌塘中部大洋板內(nèi)玄武巖(角木日和瑪依崗日洋島玄武巖，翟慶國等，2006)和大陸板內(nèi)基性巖漿巖(南羌塘基性巖墻群，Zhai et al.，2013b;Wang et al.，2014)是同時存在的，結(jié)合大洋向北俯沖的基本認識(Zhai et al.，2011a，2012;胡培遠等，2013)和已建立的構(gòu)造演化格局及時空格架，兩者均可能作為紅脊山基性藍片巖的原巖。因此，對于羌塘中部OIB 型變質(zhì)基性形成環(huán)境判別需十分謹慎。本文結(jié)合區(qū)域內(nèi)大量相關(guān)地質(zhì)事實和樣品的源區(qū)性質(zhì)，認為紅脊山基性藍片巖的原巖應(yīng)為南羌塘二疊紀基性巖墻，主要依據(jù)如下:

(1)Zhang et al. (2008b)對典型大洋型高壓/超高壓變質(zhì)帶進行系統(tǒng)的總結(jié)，指出在洋殼深俯沖與折返過程中，洋殼與其沉積物通常經(jīng)歷了整體俯沖和抬升過程，其原巖組合能夠比較完整地保存，而且變質(zhì)程度沒有明顯區(qū)別。羌塘中部絨瑪鄉(xiāng)的藍嶺就是洋島/海山整體俯沖和折返的典型實例。洋島/海山通常由OIB 型玄武巖基底和海相沉積物(碳酸鹽巖+硅質(zhì)巖)蓋層組成，藍嶺地區(qū)變質(zhì)基性巖和大量的碳酸鹽巖伴生，具備洋島/海山基本巖石組合特征(圖2d)，而且兩者均遭受了藍片巖相變質(zhì)作用改造(基性巖轉(zhuǎn)變?yōu)樗{片巖，碳酸鹽巖轉(zhuǎn)變?yōu)樗{閃石大理巖)(翟慶國等，2009b)，部分基性藍片巖露頭可見殘余枕狀構(gòu)造(鄭藝龍，2012)，同時絕大部分基性藍片巖具有OIB 地球化學(xué)特征(個別低Ti 樣品具有E-MORB 特征，Zhai et al.，2011b;鄭藝龍，2012)，其巖石組合特征能夠很好地和地球化學(xué)特征相互印證，主體為洋島/海山俯沖消減的產(chǎn)物。紅脊山地區(qū)的基性藍片巖的出露規(guī)模僅次于絨瑪鄉(xiāng)的藍嶺，但其巖石組合特征卻具有明顯的差異。根據(jù)已有地質(zhì)事實，如果紅脊山地區(qū)藍片巖是洋島/海山俯沖消減的產(chǎn)物，那么區(qū)域內(nèi)至少存在部分與基性藍片巖伴生的經(jīng)歷了藍片巖相變質(zhì)的海相沉積物，而事實上該區(qū)基性藍片巖幾乎全部和陸源碎屑巖(大面積片理化變質(zhì)石英砂巖和少量白云母石英片巖)伴生產(chǎn)出(圖2c)，并且在陸源碎屑巖(白云母石英片巖)中亦識別出低溫高壓變質(zhì)礦物(多硅白云母，Si 原子數(shù)在3.45 ～3.56 之間，另文發(fā)表)，暗示基性藍片巖與伴生的陸源碎屑巖可能經(jīng)歷了相同的變質(zhì)作用過程，這種巖石組合(基性巖+碎屑巖)很可能為原生組合而并非晚期構(gòu)造混雜的結(jié)果。這與南羌塘二疊紀基性巖墻的巖石組合特征(變質(zhì)輝綠巖/輝長巖+變質(zhì)石英砂巖+板巖千枚巖)非常相似。兩者的最明顯的區(qū)別僅僅是基性變質(zhì)巖石和碎屑巖中低溫高壓特征變質(zhì)礦物(如藍閃石和多硅白云母)的出現(xiàn)與否。因此從巖石組合特征考慮，我們更傾向紅脊山OIB型基性藍片巖的原巖很可能產(chǎn)于大陸板內(nèi)環(huán)境。

(2)在地球化學(xué)特征及源區(qū)性質(zhì)上，紅脊山基性藍片巖與南羌塘二疊紀基性巖墻亦具有相似的特征，而與藍嶺OIB型基性藍片巖差別較大。近期研究表明南羌塘二疊紀基性巖墻通常表現(xiàn)出OIB 類似的地球化學(xué)特征，可能是地幔柱活動的產(chǎn)物(Wang et al.，2014;Zhai et al.，2013b)，其中未受地殼混染或輕度混染的樣品(Wang et al.，2014)與本文中樣品1115H1 ～H10 類似，而且與典型洋島玄武巖難以區(qū)別;部分受到較多上地殼物質(zhì)混染的樣品(Zhai et al.，2013b)則與本文樣品1215H1 ～H2 和1216H1 ～H2 十分相似。研究表明(Th/Ta)PM、(La/Nb)PM兩個比值可以較為有效地識別玄武巖中地殼物質(zhì)的貢獻(Neal et al.，2002;朱弟成等，2006)，紅脊山藍片巖的(Th/Ta)PM=0.25 ～1.44，(La/Nb)PM=0.78～1.35，在(Th/Ta)PM-(La/Nb)PM圖解上(圖7a)，顯示了和南羌塘二疊紀基性巖漿巖相似的上地殼物質(zhì)混染的趨勢，而藍嶺地區(qū)OIB 型基性藍片巖(Th/Ta)PM=0.55 ～0.98，(La/Nb)PM=0.77 ～1.02(Zhai et al.，2011b;鄭藝龍，2012)，均落入未混染區(qū)域。Nb/Th，Ti/Yb 兩個比值同樣對幔源巖漿是否受到地殼混染非常敏感，而且能夠有效地識別出玄武巖中的地殼物質(zhì)和陸下巖石圈地幔物質(zhì)的貢獻(Li et al.，2002)。在Nb/Th-Ti/Yb 圖解上(圖7b)，樣品投點顯示了一種很好的朝向硅鋁質(zhì)上地殼物質(zhì)加入的趨勢，和南羌塘二疊紀基性巖墻趨勢幾乎一致，而藍嶺地區(qū)OIB 型基性藍片巖則未顯示地殼或巖石圈地幔物質(zhì)加入的趨勢。這些特征表明地殼(尤其是上地殼)物質(zhì)在紅脊山基性藍片巖的原巖以及南羌塘二疊紀基性巖墻的成因中起到了十分顯著的作用，暗示它們形成于具有較厚硅鋁質(zhì)上地殼的大陸板內(nèi)環(huán)境，而藍嶺OIB 型藍片巖的原巖幾乎沒有受到地殼物質(zhì)的混染，可能形成于大洋板內(nèi)環(huán)境，這與它們野外產(chǎn)出特征及巖石組合特征相一致，進一步說明紅脊山基性藍片巖是大陸板內(nèi)基性巖漿巖(南羌塘二疊紀基性巖墻)俯沖消減的產(chǎn)物。

圖7 紅脊山地區(qū)藍片巖的(Th/Nb)PM-(La/Nb)PM(a)和Nb/Th-Ti/Yb(b)圖解(底圖據(jù)朱弟成等，2006 修改)數(shù)據(jù)來源:原始地幔(PM，Sun and McDonough，1989);巖石圈地幔(SCLM，McDonough，1990);N-MORB (Sun and McDonough，1989);UC、MC、LC 分別代表上部、中部和下部地殼(Rudnick and Gao，2003);峨眉山高Ti、低Ti 玄武巖(Xu et al.，2001;Xiao et al.，2004);南羌塘地區(qū)二疊紀基性巖墻和玄武巖數(shù)據(jù)(Wang et al.，2014;Zhai et al.，2013b);藍嶺地區(qū)OIB 型藍片巖(Zhai et al.，2011b 文中高Ti 樣品;鄭藝龍，2012 文中全部藍片巖樣品)Fig.7 Discrimination diagrams of crustal contamination for blueschist in Hongjishan area (modified after Zhu et al.，2006)

5.2 羌塘中部俯沖消減物質(zhì)的組成

相對于羌塘中部高壓帶出露的規(guī)模，目前積累的地球化學(xué)資料稍顯單薄，但是通過本文的研究結(jié)果并結(jié)合前人的資料，一些關(guān)鍵性的信息已被識別出來，羌塘高壓變質(zhì)巖系的原巖建造和高壓帶的基本類型已可以初步確定。

高壓變質(zhì)帶中部地區(qū)片石山榴輝巖具有E-MORB 和OIB 地球化學(xué)特征，與三江地區(qū)蛇綠巖類似，應(yīng)形成于洋中脊和熱點疊加的構(gòu)造環(huán)境(張修政等，2010c;Zhai et al.，2011b);果干加年山地區(qū)榴輝巖具有典型的N-MORB 地球化學(xué)特征，沒有明顯的不相容元素的富集和俯沖帶物質(zhì)的加入，應(yīng)源于虧損的地幔源區(qū)，形成于典型的大洋中脊環(huán)境;絨瑪鄉(xiāng)藍嶺地區(qū)的基性藍片巖和大規(guī)模藍閃石大理巖伴生產(chǎn)出(翟慶國等，2009b)，基性巖整體顯示了典型的OIB 特征(Zhai et al.，2011b;鄭藝龍，2012)，說明大洋在演化過程形成的洋島/海山亦參與了后期的俯沖消減過程。除了上述地球化學(xué)證據(jù)，在巖石組合上這些高壓變質(zhì)巖石通常與區(qū)域內(nèi)蛇綠巖(李才等，2008;翟慶國等，2004;Zhai et al.，2013a)伴生產(chǎn)出，總體特征與典型的大洋型高壓變質(zhì)帶一致(Zhang et al.，2008b)，說明中部地區(qū)(果干加年山、片石山和藍嶺)的榴輝巖和藍片巖主體是洋殼(N-MORB，E-MORB)以及洋島/海山(OIB)物質(zhì)俯沖消減的產(chǎn)物。但值得注意的是，果干加年山地區(qū)南羌塘晚古生代地層(展金組)的變泥質(zhì)巖石夾層中同樣也識別出了硬玉和多硅白云母等典型的低溫高壓變質(zhì)礦物(張修政等，2010a)，暗示區(qū)域內(nèi)同樣存在部分南羌塘北緣陸殼物質(zhì)俯沖消減的證據(jù)。

高壓變質(zhì)帶西部地區(qū)的紅脊山基性藍片雖然具有OIB類似地球化學(xué)特征，但其與大量陸源碎屑巖伴生產(chǎn)出，而且顯示了明顯的硅鋁質(zhì)上地殼物質(zhì)混染的特征，與南羌塘二疊紀基性巖墻的產(chǎn)出特征以及地球化學(xué)特征一致，可能是其俯沖消減的產(chǎn)物。已有資料表明，二疊紀基性巖墻群是南羌塘乃至整個岡瓦納大陸北緣一期標志性巖漿活動(李才等，2006b，2007a，2009;Wang et al.，2014;Zhai et al.，2013b)，基性巖墻高壓變質(zhì)作用的識別，同時也暗示了南羌塘北緣的部分大陸巖石圈亦參與了后期的俯沖作用和折返過程。

南羌塘北緣以巨厚的晚古生代被動大陸邊緣沉積為主，主要巖石類型為變質(zhì)石英砂巖、砂板巖、千枚巖和少量冰海雜礫巖(李才等，2006b，2007a，2009;李才，2008)。大量的變質(zhì)石英砂巖在俯沖消減過程中往往難以形成易于識別的特征高壓變質(zhì)礦物，因此我們很可能在一定程度上低估了羌塘中部實際經(jīng)歷俯沖作用物質(zhì)的規(guī)模。但分布于南羌塘北緣的基性巖墻(如本文中紅脊山基性藍片巖)以及碎屑巖中富泥質(zhì)巖石(如本文中基性藍片巖圍巖多硅白云母石英片巖;果干加年山展金組中含硬玉變泥質(zhì)巖夾層，張修政等，2010a)則可以作為高壓變質(zhì)作用信息的有效載體和識別標志。這些“標志層”高壓變質(zhì)作用的識別，共同為南羌塘北緣陸殼物質(zhì)的俯沖消減提供了有力的證據(jù)。

綜上所述，羌塘中部高壓變質(zhì)帶是以洋殼物質(zhì)俯沖為主體的高壓變質(zhì)帶，在洋殼向北俯沖結(jié)束之后，俯沖的洋殼很可能又牽引一部分南羌塘北緣陸殼物質(zhì)發(fā)生了俯沖作用。洋殼俯沖和陸殼俯沖的信息均被很好的保留在縫合帶內(nèi)，為我們進一步探討由洋殼俯沖到陸殼俯沖碰撞造山過程提供了重要的資料。

6 初步認識

通過本文研究并結(jié)合前人資料，我們獲得以下初步認識:

(1)羌塘高壓變質(zhì)帶中部地區(qū)榴輝巖和藍片巖共同顯示了N-MORB、E-MORB 和OIB 地球化學(xué)及巖石組合特征，其主體是古特提斯洋殼和洋島/海山物質(zhì)俯沖消減的產(chǎn)物;同時也保留了部分陸殼物質(zhì)俯沖消減的證據(jù)。

(2)高壓變質(zhì)帶西部地區(qū)紅脊山基性藍片巖具有OIB 類似的地球化學(xué)特征，但其與大量陸源碎屑巖伴生產(chǎn)出，而且顯示了明顯的硅鋁質(zhì)上地殼物質(zhì)混染的特征，與南羌塘二疊紀基性巖墻特征一致，可能是其俯沖消減的產(chǎn)物。

(3)羌塘中部高壓變質(zhì)帶同時保留了洋殼和陸殼俯沖的證據(jù)，暗示大洋在向北俯沖殆盡之后又牽引一部分南羌塘北緣陸殼物質(zhì)參與了隨后的俯沖消減過程。

致謝 參加野外工作的還有胡培遠、許王、黃光宇、魏寶旭、梁振旺同學(xué)。實驗工作得到了中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地學(xué)實驗中心蘇犁教授和張紅雨，李嬌碩士等的幫助;張建新研究員和另一名匿名審稿專家為本文提出建設(shè)性修改意見;在此一并致以衷心的感謝。

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