頓都，尼瑪次仁，次旦頓珠，次仁多吉

西藏獅泉河地區(qū)次旺勒閃長玢巖鋯石U-Pb年代學及地球化學特征

頓都，尼瑪次仁，次旦頓珠，次仁多吉

（西藏自治區(qū)地質礦產勘查開發(fā)局區(qū)域地質調查大隊，西藏 拉薩 851400）

本文報道的次旺勒閃長玢巖出露于中北岡底斯帶，呈脈體侵位于獅泉河蛇綠巖之中。LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為154.4±2.4Ma，表明次旺勒閃長玢巖形成于晚侏羅世。閃長玢巖地球化學特征表明，具有鎂安山巖/鎂閃長巖類（Ma）地球化學特征。全巖SiO2含量為61.94%～65.37%，MgO含量為1.74%～5.08%，Mg＃值介于48.06～63.38，F(xiàn)eO*/MgO比值為1.03～1.93。具有較弱的負Eu異常、相對富集Rb、Th等大離子親石元素（LILE）而虧損Nb、Ta 、Ti和P等高場強元素（HFSE），具有島弧鈣堿性巖漿的地球化學特征，并顯示與上地殼相似的稀土和微量元素標準化配分曲線型式。結合成因和構造環(huán)境綜合分析，表明次旺勒閃長玢巖可能形成于獅泉河洋內俯沖環(huán)境下，由俯沖大洋沉積物熔體與地幔橄欖巖發(fā)生作用下形成的產物。

鋯石U-Pb年齡；成因；閃長玢巖；獅泉河地區(qū)

前人對岡底斯中北部（圖1a）巖漿活動成因及構造背景存在兩種截然不同的觀點：①與雅魯藏布江特提斯洋盆板片北向拉薩地體之下俯沖有關(Coulon et al,1986;Ding L and Lai QZ,2003; Leier et al,2007)；②與班公錯-怒江特提斯洋盆板片南向拉薩地體之下俯沖有關(Hsü et al,1995；潘桂堂等，2004)，但獅泉河蛇綠巖所代表洋盆板塊的俯沖極性及發(fā)育時代的研究目前仍相對較少甚至存在爭議(康志強等，2008；Liu WL et al,2018; Ma YL et al, 2021)。近期，本文在獅泉河蛇綠巖中發(fā)現(xiàn)了呈脈體斷續(xù)出露的晚侏羅世閃長玢巖（圖1b）。對這一巖性進行了系統(tǒng)的LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年和巖石地球化學研究，以探討其巖石成因及形成環(huán)境。這一研究有助于增進我們進一步約束獅泉河蛇綠巖的發(fā)育演化歷史，為重建區(qū)域構造格局與演化提供了重要的科學依據(jù)。

圖1 獅泉河地區(qū)次旺勒閃長玢巖分布簡圖

a. 據(jù)參考文獻（潘桂堂，2010）修改；b. 據(jù)中華人民共和國1∶5萬區(qū)域地質調查報告（西藏噶爾地區(qū)6幅）修改

1 地質背景及樣品巖相學特征

獅泉河-拉果錯-永珠-嘉黎蛇綠混雜巖帶夾持于中、北岡底斯亞帶之間，西起獅泉河，向南東經拉果錯、阿索、格仁錯、申扎永珠、納木錯西，再向東經九子拉、嘉黎、波密等地，呈NWW-EW-SE 方向展布（潘桂堂等，2010）。獅泉河蛇綠巖位于獅泉河-拉果錯-永珠-嘉黎蛇綠混雜巖帶西端，出露于獅泉河鎮(zhèn)周圍，主要由地幔橄欖巖（方輝橄欖巖和二輝橄欖巖）、輝長巖、輝綠巖、玄武巖及硅質巖、斜長花崗巖等組成，整體出露巖石組合較齊全。前人通過對其中堆晶橄欖輝石巖SHRIMP U-Pb年齡為193.1±3.2Ma和區(qū)域地質資料等，指示獅泉河洋盆發(fā)育時間為早侏羅世或更早。閃長巖、輝長閃長巖巖墻鋯石U-Pb年齡分別為163.35±0.75 Ma、165.8±1.7 Ma，指示獅泉河洋盆俯沖消減時間為中侏羅世（鄭有業(yè)等，2006）。

筆者在實施噶爾地區(qū)1∶5萬區(qū)域地質調查過程中，在獅泉河蛇綠巖中發(fā)現(xiàn)了閃長玢巖，分布于獅泉河地區(qū)沱那溝與尼窩波弄溝之間次旺勒一帶，侵位于獅泉河結合帶南亞帶姜次沙蛇綠巖之變質橄欖巖單元中（圖1b）。該巖體在平面上呈不規(guī)則脈狀，向北東-南西向延伸（圖2A、B）。野外露頭最寬處約5～10m，最長約50～100m之間。

巖性為閃長玢巖，巖石新鮮呈淺灰色，斑狀結構，塊狀構造。斑晶（35%～45%）礦物為斜長石（30%～35%）+角閃石（5%），基質（55%～65%）礦物以斜長石微晶為主（>45%），含石英（≤10%）和黑云母（≤10%）等。斑晶斜長石呈半自形柱狀，皆有強蝕變-有強絹云母化-綠簾石化-泥化或強碳酸鹽化-有的全被碳酸鹽交代，僅有假象。角閃石斑晶：呈半自形細長柱狀，猶如棒狀，全被綠泥石交代?；|為微粒狀結構，由中斜長石皆有泥化，其微晶的間隙中有石英填隙，黑云母片已全被綠泥石交代，偶見有斜長石微晶與石英構成的似文象狀（圖2C、D）。

2 實驗方法

2.1 分選鋯石及分析方法

樣品D2132-1（閃長玢巖）采自獅泉河鎮(zhèn)向北東約20km 的尼窩波弄西側，鋯石挑選工作由河北廊坊誠信地質服務有限公司完成。拍攝鋯石陰極發(fā)光（CL）照片（圖3），用于測定位置的選擇。鋯石U-Pb 同位素定年在中國地質大學（武漢）國家重點實驗室完成，詳細的儀器操作條件和數(shù)據(jù)處理方法同Liu YS等（Liu YS et al, 2008）。

圖2 次旺勒閃長玢巖野外露頭（A、B）及顯微照片（C、D，正交偏光，5×2.5）

Pl—斜長石；Am—角閃石

2.2 全巖主量、微量和稀土元素測試方法

次旺勒閃長玢巖樣品全巖主微量元素（包括稀土元素）分析由西南冶金地質測試中心完成，其中主量元素采用X射線熒光光譜儀（XRF）方法測定，測定精度為5%。微量和稀土元素采用等離子質譜儀（ICP-MS）分析，含量大于10×10-6的元素測試精度為5%，小于10×10-6的元素精度為10%。

3 實驗結果

3.1 LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 年齡

表1 次旺勒石英閃長玢巖（D2132-1）LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素數(shù)據(jù)表

石英閃長玢巖樣品D2132-1挑選出的鋯石自形程度較好，大多數(shù)呈自形-半自形狀，大小在60μm～100μm 之間，個別大于150μm，發(fā)育振蕩環(huán)帶，指示其為巖漿結晶的產物。鋯石的U-Pb 同位素分析結果（表1）顯示，Th/U值均大于0.1，屬巖漿成因鋯石(許昌輝等,2017)。樣品D2132-1共測得的18 個點位數(shù)據(jù)（表1），206Pb/238U年齡加權平均值為154.4±2.4Ma（95%置信度，MSWD=1.5，N=18）（圖4），代表了巖樣形成年齡，屬晚侏羅世。

圖3 次旺勒閃長玢巖（D2132-1）鋯石陰極發(fā)光圖像

石英閃長玢巖樣品D2132-1挑選出的鋯石自形程度較好，大多數(shù)呈自形-半自形狀，大小在60μm～100μm 之間，個別大于150μm，發(fā)育振蕩環(huán)帶，指示其為巖漿結晶的產物。鋯石的U-Pb 同位素分析結果（表1）顯示，Th/U值均大于0.1，屬巖漿成因鋯石(許昌輝等,2017)。樣品D2132-1共測得的18 個點位數(shù)據(jù)（表1），206Pb/238U年齡加權平均值為154.4±2.4Ma（95%置信度，MSWD=1.5，N=18）（圖4），代表了巖樣形成年齡，屬晚侏羅世。

圖4 次旺勒石英閃長玢巖（D2132-1）鋯石U-Pb 諧和圖

3.2 巖石地球化學

4件次旺勒閃長玢巖樣品主量、微量和稀土元素分析結果見表2。

次旺勒閃長玢巖樣品SiO2含量為61.94%～65.37%，平均值為63.31%，屬中酸性巖范疇；全堿（K2O+Na2O）含量在5.37%～7.78%之間，平均值為6.53%；Na2O含量為2.62%～4.32%，K2O含量為2.33%～3.73%，K2O/Na2O比值為0.72～1.04，Al2O3為14.17%～15.83%之間，堿度率（AR）為1.73～2.45，A/CNK 值為 0.96～1.06（＜1.1），為準鋁質—弱過鋁質花崗巖。在TAS判別圖解（圖5a）中，次旺勒閃長玢巖樣品投點比較分散，散布于石英二長巖、閃長巖和花崗閃長巖區(qū)域，屬亞堿性系列。樣品里特曼指數(shù)δ在1.36～3.05之間，小于3.3，屬鈣堿性系列巖石，并在SiO2-K2O圖（圖5b）中落在高鉀鈣堿性系列區(qū)域內。

表2 次旺勒閃長玢巖全巖主量元素（×10-2）、稀土和微量元素（×10-6）分析結果

圖5 次旺勒閃長玢巖TAS圖解（a）和SiO2-K2O圖解（b）

次旺勒閃長玢巖樣品稀土元素總量（ΣREE）為84.51×10-6～146.46×10-6，平均值為126.37×10-6。球粒隕石標準化稀土元素配分模式（圖6a）顯示，稀土元素曲線明顯右傾，表現(xiàn)為輕稀土元素富集、重稀土元素曲線較為平直的特征。LaN/YbN=8.64～15.20，平均值為11.89，指示輕、重稀土元素分餾明顯。 δEu=0.71～0.88，平均值為 0.81，說明巖樣具有較弱的負Eu異常。

從原始地幔標準化微量元素蛛網圖（圖6b）可以看出，次旺勒閃長玢巖樣品大離子親石元素（LILE）Rb、Ba、U、K等相對富集；高場強元素（HFSE）Nb、Ta、Ti、P明顯相對虧損，但Th相對富集。

圖6 次旺勒閃長玢巖球粒隕石標準化稀土元素配分配分圖（a）和原始地幔標準化微量元素蛛網圖（b）

次旺勒閃長玢巖樣品稀土元素總量（ΣREE）為84.51×10-6～146.46×10-6，平均值為126.37×10-6。球粒隕石標準化稀土元素配分模式（圖6a）顯示，稀土元素曲線明顯右傾，表現(xiàn)為輕稀土元素富集、重稀土元素曲線較為平直的特征。LaN/YbN=8.64～15.20，平均值為11.89，指示輕、重稀土元素分餾明顯。δEu=0.71～0.88，平均值為 0.81，說明巖樣具有較弱的負Eu異常。

從原始地幔標準化微量元素蛛網圖（圖6b）可以看出，次旺勒閃長玢巖樣品大離子親石元素（LILE）Rb、Ba、U、K等相對富集；高場強元素（HFSE）Nb、Ta、Ti、P明顯相對虧損，但Th相對富集。

4 討論

4.1 巖石成因討論

依據(jù)SiO2-MgO圖和FeO* /MgO-SiO2圖解（鄧晉福等，2010），全部樣品均落入實驗鎂安山巖/閃長巖類（MA）范疇（圖7ab），結合前人在獅泉河地區(qū)高鎂安山巖的研（Liu WL et al, 2018），認為次旺勒閃長玢巖屬于鎂安山巖/閃長巖類。

圖7 次旺勒閃長玢巖SiO2-MgO圖（a）和FeO*/MgO-SiO2圖（b），據(jù)（鄧晉福，2010）

實驗巖石學和前人大量的研究表明（鄧晉福等，2010），MA則是俯沖洋殼脫水熔融產生的巖漿與上覆楔形地幔發(fā)生相互作用后形成的巖漿。閃長玢巖均富集大離子親石元素Rb、Ba、U、K，虧損高場強元素Nb、Ta、Ti、P等，指示巖石形成過程中，有俯沖物質的參于，并處于典型島弧背景（圖8a），指示俯沖帶環(huán)境。俯沖物質的類型有多種多樣，由俯沖洋殼、俯沖沉積物、俯沖洋殼和沉積物脫水過程中產生的流體等(Liu WL et al,2018)，在Th-U/Th、Th-Th/La圖解（圖8bc）中，鎂閃長玢巖樣品均投在含沉積物組分的島弧火山巖區(qū)域，次旺勒閃長玢巖樣品的地球化學特征與獅泉河高鎂安山巖極為相似，獅泉河高鎂安山巖巖石形成于俯沖大洋沉積物與地幔橄欖巖的相互作用下形成的(Liu WL et al,2018)。

圖8 次旺勒閃長玢巖YbN-La/Yb）N圖（a）、Th-U/Th圖（b）、Th-Th/La圖（c）和Nb-Nb/Ta圖（d）據(jù)參考文獻（Liu WL et al, 2018）

綜上，鎂閃長玢巖的成因可能為俯沖大洋沉積物熔體與地幔橄欖巖發(fā)生作用下形成的。

4.2 構造環(huán)境討論

在Nb-Y構造環(huán)境判別圖解（圖9a）中可以看到次旺勒閃長巖樣品均投影于火山弧花崗巖+碰撞帶花崗巖區(qū)域。類似的，在Yb-Ta構造環(huán)境判別圖解（圖9b）中所有樣品均落入火山弧花崗巖區(qū)域。再者，在Sc/Ni-La/Yb構造環(huán)境判別圖解（圖9c）中，這些樣品都落入安第斯型島弧區(qū)域。此外，樣品Zr/Nb 比值介于 12.95～17.08之間，與島弧火山巖對應值范圍吻合( Davidson,1996 )。這些認識，結合我們野外實地觀察（閃長玢巖在空間上與獅泉河蛇綠巖相伴產生）和前人在獅泉河地區(qū)發(fā)現(xiàn)的玻安巖、高鎂安山巖（Liu WL et al,2018; Ma YL et al,2021;鄭有業(yè)等，2006）和本文的鎂閃長巖的發(fā)現(xiàn)，這種巖石組合特征，具有相對完整的洋內弧巖石組合特征以及同位素年代學的研究，表明次旺勒鎂閃長玢巖很可能形成于晚侏羅世獅泉河洋盆俯沖（洋內俯沖）的環(huán)境中。

圖9 次旺勒閃長玢巖Y-Nb構造環(huán)境判別圖解（a）、Yb-Ta構造環(huán)境判別圖解（b）和Sc/Ni-La/Yb構造環(huán)境判別圖解（c）

5 結論

1）侵入于獅泉河結合帶南亞帶蛇綠巖中的閃長玢巖的鋯石U-Pb年齡為154.4±2.4Ma，表明其形成于晚侏羅世。這一時代，暗示獅泉河蛇綠巖所代表的洋盆形成時間早于晚侏羅世，為研究獅泉河蛇綠巖形成演化提供了新的年齡資料。

2）巖石地球化學表明，次旺勒閃長玢巖相對富集大離子親石元素（Rb、Ba和Th等），相對虧損高場強元素（Nb、Ta和Ti等），成因可能為俯沖大洋沉積物熔體與地幔橄欖巖發(fā)生作用下形成的，形成于獅泉河洋內俯沖島弧的環(huán)境。

3）獅泉河蛇綠巖中發(fā)現(xiàn)的玻安巖、高鎂安山巖和鎂閃長巖等組成，相對比較完整的洋內弧巖石組合特征，表明獅泉河洋晚侏羅世有洋內俯沖事件。

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Zircon U-Pb Geochronology and Geochemical Characteristics of the Ciwangle Diorite Porphyrite in the Shiquanhe Area, Tibet

Thon Du NyimaTsring Tseten Thondup Tsring Dogy

(Regional Geological Surveying Party, Tibet Bureau of Geology and Exploration and Exploitation of Mineral Resources, Lhasa851400)

The Ciwangle diorite porphyrite is exposed in the north-central Gangdisê belt and occurs as dyke in the Shiquanhe ophiolite. The LA-ICP-MS zircon U-Pb ages are 154.4±2.4Ma, indicating that the diorite porphyrite was emplaced in the Late Jurassic. The geochemical characteristics of the diorite porphyrite show that it is characteristic of magnesian andesite/magnesian diorite (MA).The rock contains 61.94%～65.37% SiO2, 1.74%～5.08% MgO with Mg# of 8.06～63.38 and FeO*/MgO ratios of 3～1.93, and is characterized by weak negative Eu anomaly, relatively enrichment in large ion lithophile elements (LILE) such as Rb and Th, and depletion in high field strength elements (HFSE) such as Nb, Ta, Ti and P. It has the geochemical characteristics of island arc calc-alkaline magma and distribution pattern of REE and trace elements similar to the upper crust which indicate that the Ciwangle diorite porphyrite was formed under conditions of subduction and was derived from oceanic sediment melt and mantle peridotite.

zircon U-Pb age; diorite porphyrite; genesis; Shiquanhe area

P597.3

A

1006-0995（2021）02-0187-07

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.02.002