潘 亮，周 斌，高 峰，韓 奎，喬新星

(1. 陜西省地質(zhì)調(diào)查院，陜西 西安 710054； 2. 陜西省礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心，陜西 西安 710068)

拉薩地塊(又稱岡底斯帶)是位于雅魯藏布江縫合帶與班公湖—怒江縫合帶之間的近東西向地塊[1]，其記錄了新特提斯洋殼俯沖到印度—亞洲大陸碰撞的重要信息。因此，本文在西藏日多地區(qū)1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查項目工作的基礎(chǔ)上，以南拉薩地塊日多地區(qū)晚白堊世中酸性巖脈為研究對象，通過巖石地球化學(xué)、鋯石U-Pb年代學(xué)研究，探討其成巖時代、巖石成因與構(gòu)造背景，為南拉薩地塊巖漿巖演化提供新的證據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景與樣品特征

研究區(qū)位于南部拉薩地體的南緣墨竹工卡縣日多地區(qū)，沙莫勒—麥拉—洛巴堆—米拉山斷裂以南、雅魯藏布江結(jié)合帶以北(見圖1)[2]。中酸性巖脈在研究區(qū)出露廣泛，多呈近東西和北西向展布，少量呈近南北向平行成群分布，脈寬0.5～10 m不等，延伸一般幾十米到數(shù)百米不等，主要侵位于中生代地層和晚白堊世巖體中，其巖性主要為石英閃長玢巖和石英閃長巖。代表性巖石樣品鏡下特征如下。

石英閃長玢巖：巖石呈淺灰色，斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)具顯微晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石由斑晶(25%)及基質(zhì)(75%)組成，斑晶成分主要為斜長石、角閃石、石英等，斜長石結(jié)晶程度較高，呈半自形，次生變化較強，主要為鈉黝簾石化，具交代殘余結(jié)構(gòu)。角閃石呈半自形柱狀，比較破碎，部分由交代蝕變礦物集合體，具其外形，雜亂分布。石英呈不規(guī)則粒狀，雜亂分布。基質(zhì)主要由斜長石、石英、綠泥石、綠簾石組成(見圖2)。

2 分析方法

本次在中酸性巖脈中共采集8件石英閃長玢巖樣品。對8件樣品進行主、微量元素測試，對1件樣品進行LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年，測年樣品的采樣位置見圖1。

1 林子宗群；2 設(shè)興組；3 塔克那組；4 楚木龍組；5 林布宗組；6 多底溝組；7 葉巴組；8 古新世花崗巖；9 晚白堊世花崗巖；10 晚白堊世中酸性巖脈；11 斷層；12 測年樣品位置

2.1 主量和微量元素

主量和微量元素元素分析測試由核工業(yè)二〇三研究所分析測試中心完成。主量元素采用XRF法，在Ax-iosX射線光譜儀上測定，分析誤差小于5%。經(jīng)燒失量校正后，計算主要巖石地球化學(xué)參數(shù)。微量元素的測定采用ICP-MS法，在XSERIESⅡ型電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀上測定，分析誤差一般小于5%。對樣品稀土元素、微量元素含量分別采用球粒隕石、原始地幔數(shù)據(jù)[3]進行標準化(見表1)。

表1 中酸性巖脈主量元素(%)和微量元素(10-6)分析結(jié)果

2.2 LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年

LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡分析由西北大學(xué)大陸動力學(xué)國家重點實驗室完成。鋯石U-Pb同位素分析在四極桿ICP-MSElan6100DRC上進行測定。激光剝蝕系統(tǒng)是德國生產(chǎn)的GeoLas200M。同位素組成采用澳大利亞鋯石標樣GEMOC GJ-1作為內(nèi)標進行校正，采用鋯石標樣Plesovice作為外部標樣進行監(jiān)控，并采用Glitter和Isoplot進行數(shù)據(jù)處理和作圖。

Qtz 石英；Pl 斜長石；Am 角閃石；Ep 綠簾石

3 分析結(jié)果

3.1 主量及微量元素地球化學(xué)特征

研究區(qū)中酸性巖脈的主量元素測試結(jié)果及特征參數(shù)見表1。樣品SiO2含量為55.5%～61.37%(平均59.0%)，Al2O3含量為14.62%～17.12%(平均16.16%)，MgO含量為1.73%～5.67%(平均3.17%)，K2O/Na2O=0.35～0.74(平均0.55)，總堿量ALK=4.14～6.46，堿度率AR=1.45～1.84。樣品固結(jié)指數(shù)SI=12.9～33.1，鎂鐵指數(shù)MF=56.4～76.1，長英指數(shù)FL=40.4～57.3，分異指數(shù)DI=43.8～63.9。

在花崗巖類TAS分類圖解(見圖3a)中，大部分樣品落入閃長巖區(qū)，個別樣品落入輝長閃長巖區(qū)。所有樣品里特曼指數(shù)σ均小于3.3(σ=1.26～2.42)，屬鈣堿性系列。在SiO2-K2O圖解中(圖3b)，樣品投點均位于鈣堿性與高鉀鈣堿性系列分界線附近。樣品鋁飽和指數(shù)A/CNK=0.82～1.05，屬準鋁質(zhì)巖石。

圖3 中酸性巖脈花崗巖TAS分類圖解和SiO2-K2O圖解

稀土元素總量ΣREE=85.53×10-6～156.66×10-6(平均133.93×10-6)，輕重稀土元素比值ΣLREE/ΣHREE=6.54～9.47(平均值7.45)，表明輕稀土較重稀土富集，稀土元素分異程度較高。(La/Yb)N、(La/Sm)N、(Gd/Lu)N平均值分別為8.22、3.26、1.67，說明稀土元素分餾明顯，輕稀土元素有較明顯分餾，而重稀土弱分餾。弱負銪異常至弱正異常(δEu=0.78～1.09)，反映在巖漿源區(qū)有較少的斜長石殘留。球粒隕石標準化稀土元素配分模式圖(見圖4)呈向右陡傾、輕稀土富集型平滑曲線。稀土元素配分曲線走勢一致，表明具有同源巖漿演化特征。

圖4 中酸性巖脈球粒隕石標準化稀土元素配分圖

在微量元素原始地幔標準化蛛網(wǎng)圖(見圖5)上，大離子親石元素Rb、Th、U、K等相對富集，Ba相對弱虧損，高場強元素Nb、Ta、P、Ti等相對虧損，而Hf大部分表現(xiàn)為弱富集，少部分表現(xiàn)為弱虧損。K的富集指示巖石為島弧火山巖或與消減俯沖作用有關(guān)。Nb-Ta的虧損指示受到消減帶上升流體影響或繼承巖漿源區(qū)的特點。P、Hf和Ti虧損指示巖漿起源于地殼巖石。

圖5 原始地幔標準化微量元素蛛網(wǎng)圖

3.2 鋯石U-Pb年代學(xué)

本次研究樣品巖性為石英閃長玢巖(D4195/4)，從中挑選出的鋯石多呈自形長柱狀，顆粒粒度在100 μm左右，長寬比約為2∶1，陰極發(fā)光圖像顯示具振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)(見圖6)，鋯石的Th/U比值較高，介于0.64～1.35，普遍大于變質(zhì)成因鋯石的Th/U比值(<0.1)，顯示巖漿成因鋯石的特點。對該樣品選擇了30顆完整鋯石進行U-Pb LA-ICP-MS測年，所有測點均位于鋯石的振蕩環(huán)帶微區(qū)，校正后的有效測點為28個，年齡數(shù)據(jù)基本上都位于諧和線上且206Pb/238U年齡值集中在63.9～69.1 Ma(見圖7)，其對應(yīng)的年齡加權(quán)平均值為66.8 Ma±0.7 Ma(MSWD=0.36)，代表中酸性巖脈的形成時代為晚白堊世末期。

圖6 鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像及測點位置示意

圖7 鋯石U-Pb諧和圖及206Pb/238U年齡加權(quán)平均值

4 巖石源區(qū)與構(gòu)造意義

研究區(qū)中酸性巖脈樣品在(K2O+Na2O)/CaO-Zr+Nb+Ce+Y巖漿巖成因類型判別圖中(見圖8)，所有樣品均投入未分異I、S、M型花崗巖區(qū)，進一步利用Na2O-K2O巖漿巖成因類型判別圖(見圖9)進行投圖，所有樣品均投入I型花崗巖區(qū)，同時樣品鋁飽和指數(shù)A/CNK=0.82～1.05，屬準鋁質(zhì)巖石，亦指示為I型花崗巖。在花崗巖A/MF-C/MF成因判別圖解(圖10)中，樣品主要落入基性巖部分熔融范圍。前人通過大量的Hf同位素數(shù)據(jù)認為南拉薩地塊以新生地殼為主[4-5]。因此，巖石主要起源于新生地殼的部分熔融。

圖8 中酸性巖脈(K2O+Na2O)/CaO-Zr+Nb+Ce+Y圖解

圖9 巖石成因系列Na2O-K2O圖解

圖10 中酸性巖脈A/MF-C/MF成因判別圖解

Rb、Th、U、K等大離子親石元素相對富集，Nb、Ta、P、Ti等高場強元素相對虧損。通常將富集大離子親石元素(LILE)而虧損高場強元素(HFSE)以及Nb、Ta負異常作為鑒別消減帶之上火山弧巖漿作用的重要標準[6-7]。在花崗巖Rb-Y+Nb構(gòu)造環(huán)境判別圖解中(圖11)，樣品投點均位于火山弧型花崗巖區(qū)，指示其形成于板塊消減俯沖環(huán)境下的火山弧花崗巖。因此，晚白堊時期印度大陸急劇向北漂移，低角度消減的新特提斯大洋板片發(fā)生回轉(zhuǎn)，導(dǎo)致楔形地幔區(qū)的地幔對流增強而且誘發(fā)軟流圈物質(zhì)上涌，底侵于南拉薩地塊之下，使新生地殼發(fā)生部分熔融，在南拉薩地塊日多地區(qū)形成具有弧巖漿地球化學(xué)特征的I型花崗巖。

圖11 Rb-Y+Nd構(gòu)造環(huán)境判別圖解

5 結(jié) 論

1)LA-ICP-MS鋯石206Pb/238U測年鋯石U-Pb年齡加權(quán)平均值為66.8 Ma±0.7 Ma，表明日多地區(qū)中酸性巖脈形成于晚白堊世。

2)南拉薩地塊日多地區(qū)中酸性巖脈形成于新特提斯洋板塊向歐亞大陸板塊俯沖階段，為新生基性下地殼的部分熔融形成的具有弧巖漿地球化學(xué)特征的I型花崗巖。