澜沧江结合带中二叠世达弄岩片的发现及特征

邱军强，强巴扎西 ，李 虎 ，拉巴次仁

（1.安徽省地质调查院，安徽合肥 230001；2.西藏地勘局区域地质调查大队，西藏拉萨 851400）

澜沧江结合带中二叠世达弄岩片的发现及特征

邱军强1、2，强巴扎西2，李 虎2，拉巴次仁2

（1.安徽省地质调查院，安徽合肥 230001；2.西藏地勘局区域地质调查大队，西藏拉萨 851400）

达弄岩片出露于藏东类乌齐县达弄沟及其附近地区，经采样分析测得糜棱岩化绿泥片岩的SIMS锆石U-Pb年龄为272.8±2.4 Ma，表明这套岩石形成于中二叠世。岩石SiO2含量从48.12%到76.93%，它们的原岩可能为基性－中性－酸性的火山岩，岩石系列主体属于高钾钙碱性系列岩石，地球化学分析数据表明在中二叠世，澜沧江结合带为岛弧构造环境。达弄岩片的发现为澜沧江结合带地层对比、岩浆活动和构造演化提供了新的信息。

类乌齐地区；澜沧江结合带；达弄岩片；U-Pb年龄；岩石地球化学；构造环境

龙木错－双湖－澜沧江结合带[1-2]是位于羌北－昌都地块和羌南－保山地块之间的一条重要构造带，经过多年研究，取得了许多成果[3-8]。如四川区调队（1993）和西藏地调院（2006）在藏东进行区调时，分别在澜沧江结合带中发现和修测了早石炭世的火山岩，为零星或条带状分布的构造岩石地层（呈构造块体）①②四川省区域地质调查大队，西藏自治区地质矿产局.1/20万类乌齐幅、拉多幅区域地质调查报告.1994.。比较而言，澜沧江结合带藏东段内火山岩的报道较少。2008年，西藏区调队在进行1/5万类乌齐县等四幅区域地质调查中，于类乌齐镇达弄沟发现了一套属于澜沧江结合带的变质火山岩，面积约3.1 km2（图1），获得SIMS锆石U-Pb年龄为272.6±1.8 Ma，时代为中二叠世，以达弄岩片命名，新建了非正式构造岩石地层单位，而前人①②四川省区域地质调查大队，西藏自治区地质矿产局.1/20万类乌齐幅、拉多幅区域地质调查报告.1994.把它划入羌南－保山地块的酉西岩组（Pt3y）。本文报道达弄岩片岩石地层、同位素年代学和岩石地球化学等特征，并分析其形成的构造环境，为进一步研究澜沧江结合带和藏东基础地质提供资料。

1 地质背景

研究区地处青藏高原东部、三江流域中段北部、龙木错－双湖－澜沧江结合带两侧。结合带北东侧属于羌北－昌都地块[9]，发育了早石炭世－早二叠世（以碳酸盐建造为主）和晚三叠世（以紫红色为主的杂色碎屑岩）地层，局部有早侏罗世地层（碎屑岩）。结合带南西侧属于羌南－保山地块[9]，出露了前奥陶纪－中三叠世（类乌齐片麻岩套）、前石炭纪（吉塘岩群片麻岩）和晚三叠世（桑多组板岩与砂岩互层）地层，局部有中侏罗世地层（杂色碎屑岩为主）。研究区内的澜沧江结合带夹持于F13和F15两断裂之间，呈北西－南东向延伸，带内出露了早石炭世（卡贡岩组浅变质碎屑岩）、中二叠世（达弄岩片变质火山岩）和古近纪（贡觉组碎屑岩）地层，由于受后期持续挤压、走滑剪切及逆冲推覆等作用，结合带内构造复杂[10]。研究区岩浆活动较弱，但处于东西向构造向南东向构造转弯的部位，北西－南东向的褶皱和脆、韧性断层很发育[11]。

2 岩石地层特征

本次调查在类乌齐县类乌齐镇达弄沟（达穷弄附近）测制了达弄岩片剖面（图2），采集了各类岩石样品。剖面起点坐标X=267 029.9，Y=3 477 363.6，高程Z=4 055 m，终点X=266 381.8，Y=3 475 262.7，高程Z=3 910 m。该剖面出露良好，构造简单，长度1 030 m。

实测剖面描述如下：

图1 西藏类乌齐县类乌齐镇地质简图Fig.1 Geological sketch map of the Leiwuqi town,Leiwuqi County,Tibet

图2 西藏类乌齐县达弄沟中二叠世达弄岩片实测剖面图（PM13）Fig.2 The measured profile of the Middle Permian Danong Slices in Danong Valley Leiwuqi County,Tibet(PM13)

达弄岩片为一构造岩浆块体，总体呈梭状出露于达弄沟、达穷弄等地，走向长约4 km，倾向宽约0.78 km，面积约3.1 km2，与两侧的吉塘岩群和卡贡岩组均为断层接触，原岩组构已消失殆尽，无法恢复原始层序，所量产状均为片理，剖面北侧片理60～85°∠60～80°；剖面南侧片理245～265°∠58～70°，以片理计算的变质岩层厚度＞632.92 m。因受断裂影响，上未见顶，下未见底，出露不全，主要为一套片岩。典型岩石组合为：石英斜长变粒岩（黑云斜长岩）－黑云绿帘片岩（糜棱岩化绿泥片岩、钠长绿泥片岩、绿帘黑云片岩）－弱糜棱岩化黑云斜长片岩（黑云绿泥片岩）－碎粒化浅粒岩。根据野外观察和薄片鉴定，推测原岩均为一套火山岩系。火山喷发类型为喷溢与喷发，火山地层结构类型为变质火山岩与变质地层。

3 同位素年代学特征

同位素年龄样品采自达弄岩片剖面第④层（图2），样品编号为TW1423-2，岩性为灰绿色糜棱岩化绿泥片岩。岩石具变晶结构,片状构造。矿物颗粒细小,主要由绿泥石组成，其次是钠长石、石英和黑云母。变形强烈，已糜棱岩化。岩石中可见石英脉,一般宽2～10 cm，顺片理产出。

锆石分选由河北省区域地质调查研究所实验室完成，分选出了一些岩浆锆石，再由专业人员在双目镜下挑选出无裂隙、无包裹体、透明干净的自形锆石，将其与数粒标样置于环氧树脂中，磨制抛光制成样品靶[12]，然后进行反射光、透射光显微照相。在中国科学院地质与地球物理研究所进行锆石晶体的阴极发光观察，以选择适合进行测定的晶体部位，CL图像显示结晶环带（图3），锆石呈柱状自形晶，长100～200 μm，长宽比大多1/2～1/3。

锆石U-Pb定年在中国科学院地质与地球物理研究所离子探针实验室的Cameca IMS-1280型二次离子质谱仪（SIMS）上进行，其分析数据及计算结果见表1，详细的分析流程见Li等[13]的文献。对样品TW1423-2中的20个锆石颗粒进行了U-Pb同位素分析，这些锆石的U和Th含量变化范围较大（U=55×10-6～481×10-6，Th=27×10-6～309×10-6），但 Th/U主体比较一致（0.43～0.66）。除1号、2号分析点的普通Pb略高（f206分别为0.20%、0.16%），其它18个分析点的普通Pb都非常低（f206=0～0.09%）。采用ISOPLOT软件绘制谐和图，所有分析点U-Pb同位素组成在误差范围内谐和（图4），206Pb/238U比值的加权平均年龄为272.8±2.4 Ma（MSWD=0.38，99%置信度），代表了该样品的结晶年龄。由此说明达弄岩片火山岩的喷发时代为272.8 Ma，相当于中二叠世。

4 岩石地球化学特征

4.1 主量元素特征

图3 达弄岩片TW1423-2样品锆石阴极发光图像Fig.3 Zircon CL images of TW1423-2 from the Danong Slices

达弄岩片主量元素分析结果及特征参数见表2，由该表可知：达弄岩片各类岩石SiO2含量48.12%～76.93%，变化幅度很大，从基性岩－中性岩－酸性岩；以SiO2=60%为界，可以划分为两组，小于60%称中基性岩组，大于60%称中酸性岩组。两组所有样品Na2O普遍高于K2O，全碱含量变化于4.77%～8.08%，中酸性岩具有比中基性岩更高的全碱含量。在相对不活泼主量元素的Harker图解（图5）中，中基性岩与中酸性岩明显呈两群，而且具有不同的变化趋势。Al2O3、MgO、TiO2、全碱、P2O5、FeOT中基性岩近乎处于一条直线，不随着SiO2的增加而减小,而中酸性岩除了全碱含量随着SiO2的增加而不变外，其余主量元素都随着SiO2的增加而降低，呈下降趋势。

化学成分各种指数特征：达弄岩片固结指数（SI）从中基性岩到中酸性岩，由17.92～30.08变化到0.52～11.46，固结程度由大到小，说明基性岩－中性岩－酸性岩岩浆分异程度是逐渐增高的。碱度率（AR）中基性岩石为1.51～2.106，中酸性岩石为2.35～4.52，酸性程度越高碱性程度越强。过铝指数（A/CNK）中基性岩石主体变化于0.67～0.82之间，属于准铝质岩石；中酸性岩石主体变化于1.02～1.05，属于偏铝质岩石。Mg#中基性岩石为43.21～59.61，显示有更多的幔源物质参与到岩浆源区，中酸性岩石为5.97～38.21，显示壳幔混合源，有更多的地壳物质混入岩浆。

利用岩石化学特征进行原岩恢复，在[(al+fm)-(c+alk)]-Si（或西蒙南）图解中（图6），达弄岩片岩石样品主要落入火山岩区，两件样品落入沉积岩区。PM13-4GXW1（绿泥片岩）位于泥岩区，显然不能用（因绿泥片岩的原岩是基性岩类，同岩性的3件路线样品GXW1423-1～3都投在火山岩区，同位素样品中的锆石未磨圆）。PM13-10GXW1（碎粒化浅粒岩）位于砂岩区是可信的，从分析结果看原岩与长石石英杂砂岩相似，但原岩也可能是强酸性的熔岩，也可投在砂岩区，故该原岩有待确定。在全碱－硅（TAS）图[14]上（图7）可以看出达弄岩片原岩主要为一套连续分布的火山岩，岩石类型有玄武岩、粗面玄武岩、玄武质粗面安山岩、粗面安山岩、粗面岩和粗面英安岩、流纹岩组成，中基性岩、中酸性岩占主体，从而认定达弄岩片的原岩为一套基性岩－中性岩－酸性岩的火山岩系。在该图上还可见4件样品（属中基性岩组的PM13-4GXW1、6GXW1、7GXW1和GXW1423-1）落入碱性系列岩区，7件样品落入亚碱性系列岩区。再把这7件样品投在AFM图解[15]（图8）上，它们均落入钙碱性系列岩区，据有关资料认为一般钙碱性系列岩石多形成于挤压构造环境[16]。在SiO2-K2O图解（图9）上，多数样品位于高钾钙碱性系列岩区，故达弄岩片主体为高钾钙碱性系列岩。

表1 达弄岩片（TW1423-2）SIMS锆石U-Pb年龄分析数据Table 1 SIMS zircon U-Pb data of Danong Slices(TW1423-2)

图4 达弄岩片TW1423-2样品SIMS锆石U-Pb年龄谐和图（左）；达弄岩片TW1423-2样品SIMS锆石206Pb/238U加权平均年龄图（右）Fig.4 SIMS zircon U-Pb concordia diagram of sample TW1423-2(Left)；Zircon weighted average206Pb/238U age of sample TW1423-2(Right)

表2 达弄岩片主量元素分析结果（%）及特征参数表Table 2 The major elements data(%)of the Danong Slices

4.2 稀土元素和微量元素特征

达弄岩片稀土元素、微量元素分析结果及特征参数见表3。从表中可知，中基性岩石稀土元素总量∑REE=160.94×10-6～300.68×10-6，中酸性岩石∑REE=153.40×10-6～360.05×10-6。δEu中基性岩石样品变化于0.88～1.05之间，中酸性岩石主要变化于0.17～0.89，反映二者的差异。

达弄岩片中基性岩REE配分图中（图10），曲线向右微弱倾斜，属LREE弱富集型，Eu没有明显的异常，说明岩浆源区可能没有斜长石的残留，从图中可以看出总体与洋岛碱性玄武岩（OIB）曲线相似。中酸性岩石稀土配分曲线向右倾斜（图11），样品都具有不同程度的Eu负异常，属LREE富集型，指示源区有斜长石的残留相存在，并具有与上地壳相似的曲线型式。综合达弄岩片两组岩石的稀土配分曲线，除PM13-10GWX1样品外基本上是一致的，火山岩浆均属于轻稀土富集型，轻稀土分馏较明显，仅Eu有差异。

中基性岩石在微量元素原始地幔蛛网图（图12）中明显富集大离子亲石元素Rb、Th、U等，存在轻微的Nb、Ta和Ti的负异常，总体趋势与洋岛碱性玄武岩（OIB）相似。同时大离子亲石元素Sr具有负异常，可能是源区存在有角闪石的缘故。中酸性岩石在微量元素原始地幔蛛网图（图13）中显示相对中基性岩有着更高的大离子亲石元素Th、U，也存在明显的高场强元素Nb、Ta和Ti的负异常，与典型岛弧火山岩的地球化学特征相似。同时大部分样品高场强元素Zr和Hf没有负异常，大离子亲石元素Sr具有较强的负异常，可能是源区斜长石的残留或是存在斜长石的结晶分异所致，这与Eu的负异常相一致，曲线也与上地壳曲线型式相似。从以上微量元素特征来看，达弄岩片两组岩石也具有相似的微量元素特征及其曲线型式，仅是中酸性岩石曲线陡一些，起伏大。

图5 达弄岩片岩石样品Harker图解（底图据Bhatia，1983）Fig.5 Harker diagrams of the Danong Slices

图6 达弄岩片岩石样品[(al+fm)-(c+alk)]-Si图解（底图据A.Simonen ，1953）Fig.6 The[(al+fm)-(c+alk)]-Si diagram of the Danong Slices

图7 达弄岩片岩石样品TAS图（底图据LeMaitre等，1989）Fig.7 TAS diagram of the Danong Slices

图8 达弄岩片岩石样品AFM图解（底图据1rvine等，1971）Fig.8 The AFM diagram of the Danong Slices

图9 达弄岩片岩石样品SiO2-K2O图解（底图据Ewart，1982）Fig.9 The SiO2-K2O diagram of the Danong Slices

表3 达弄岩片稀土元素、微量元素分析结果及特征参数表(10%)Table 3 Trace element data of the Danong Slices(×10-6)

图10 达弄岩片中基性岩REE配分型式图（球粒陨石标准值据Sun和McDonough,1989）Fig.10 Fig.10 Chondrite-normalized REE patterns for mafic rocks in the Danong Slices

图12 达弄岩片中基性岩微量元素蛛网图(原始地幔标准值据Sun和McDonough,1989）Fig.12 Primitive mantle-normalized trace elements spiderdiagram for mafic rocks in the Danong Slices

5 构造环境分析

曾庆高等（2010）根据本研究区变质侵入体时代的研究，认为在早二叠世（282 Ma）澜沧江结合带就已经进入俯冲消减阶段，处于岛弧或陆缘弧的构造环境[17]。故可推测在中二叠世，该区段澜沧江结合带仍然处于俯冲消减阶段的岛弧构造环境，达弄岩片火山岩可能是岛弧构造环境的产物。大洋（俯冲）板块在深部被熔融而形成基性岩浆，在其上升过程中受到酸性壳源物质的混染，到达地表引起岛弧火山作用，故形成的火山岩大部分为中基性，少部分为酸性。

图11 达弄岩片中酸性岩REE配分型式图（球粒陨石标准值据Sun和McDonough,1989）Fig.11 Chondrite-normalized REE patterns for middle-acid rocks in the Danong Slices

图13 达弄岩片中酸性岩微量元素蛛网图(原始地幔标准值据Sun和McDonough,1989）Fig.13 Primitive mantle-normalized trace elements spiderdiagram for middle-acid rocks in the Danong Slices

据前述，达弄岩片多数样品属于钙碱性系列岩石，可能形成于挤压构造环境；达弄岩片总体稀土元素总量较高，轻稀土分馏较明显，稀土配分曲线表现为轻稀土富集而重稀土较为平坦的右倾型，Eu无明显异常或负异常；富集大离子亲石元素Rb、Ba、Th、U等，高场强元素Nb、Ta和Ti亏损。这些反映达弄岩片具有典型岛弧火山岩的岩石地球化学特征。

图14 达弄岩片岩石样品logσ-logτ图解（据A.Rittmann，1973）Fig.14 The logσ-logτdiagram of Danong Slices samples

为确定达弄岩片火山岩形成的构造环境,利用主量及微量元素对构造环境进行判别。在logσ-logτ（或里特曼－戈蒂里）图解上（图14），大部分样品落在B区内，即造山带（岛弧及活动大陆区）火山岩区；在达弄岩片中基性岩FeOt-MgO-Al2O3图解上（图15），大部分样品落在Ⅴ区（岛弧及活动大陆边缘玄武岩区）内和附近；在中酸性岩Rb-Y+Nb图解[18]上（图16），样品点落在火山弧花岗岩及板内花岗岩内。综合以上分析,本文认为达弄岩片火山岩形成于中二叠世澜沧江结合带俯冲消减阶段的岛弧构造环境。

6 结论

（1）藏东类乌齐地区澜沧江结合带内出露了一套变质火山岩组合，经恢复原岩为基性－中性－酸性的火山岩，SIMS锆石U-Pb年龄为272.8±2.8 Ma，时代为中二叠世，表明该时期澜沧江结合带有火山活动，是该带中又一构造岩浆块体。

（2）达弄岩片SiO2变化幅度很大（48.12%～76.93%），在SiO2-K2O图上，达弄岩片岩石系列主体属于高钾钙碱性系列岩石，过铝指数A/CNK=0.67～1.05，属于准铝质-偏铝质岩石。稀土元素总量较高（∑REE=153.40×10-6～300.68×10-6），Eu无明显异常到负异常；轻稀土分馏较明显，稀土配分曲线表现为轻稀土富集而重稀土较为平坦的右倾型，富集大离子亲石元素Rb、Th、U等，Sr负异常，高场强元素Nb、Ta和Ti亏损。

（3）依据前人成果和达弄岩片具有典型岛弧火山岩的地球化学特征，并应用构造环境的判别图解，表明达弄岩片火山岩形成于中二叠世澜沧江结合带俯冲消减阶段的岛弧构造环境。

图15 达弄岩片中基性岩FeOt-MgO-Al2O3图解（据pearce等，1977）Fig.15 The FeO-MgO-Al2O3diagram of mafic rocks in the Danong Slices

图16 达弄岩片中酸性岩Rb-Y+Nb图解（据pearce等，1984）Fig.16 The Rb-Y+Nb diagram of middle-acid rocks in the Danong Slices

（4）达弄岩片的发现和研究，为澜沧江结合带地层对比、岩浆活动和构造演化等提供了新的信息和资料，有助于西藏东部基础地质研究。

致谢：本文是在1/5万类乌齐县等四幅区调成果基础上完成的，是集体智慧的结晶，在文章撰写过程中，得到了崔永泉高工、王保弟博士的指导与帮助，在此表示衷心的感谢。

[1]李 才.龙木错－双湖－澜沧江板块缝合带与石炭纪冈瓦纳北界[J].长春地质学院学报,1987,17(2):155-166.

[2]潘桂棠,丁 俊,姚东生,等.1/150万青藏高原及邻区地质图说明书[M].成都:成都地图出版社,2004.

[3]李 才,黄小鹏,翟庆国,等.龙木错－双湖－吉塘板块缝合带与青藏高原冈瓦纳北界[J].地学前缘,2006,13(4):136-147．

[4]李 才.龙木错－双湖－澜沧江板块缝合带研究二十年[J].地质论评,2008,54(1):105-119.

[5]雍永源,向天秀,王洁民.初论北澜沧江变质岩[A].青藏高原地质文集(20)--“三江”论文专辑[C].北京:地质出版社,1990,67-89.

[6]朱勤文,沈上越,杨开辉,等.澜沧江带火山岩构造-岩浆类型与特提斯演化[A].青藏高原地质文集（21）－“三江”论文专辑[C].北京:地质出版社,1991,125-140.

[7]沈上越,冯庆来,刘本培,等.三江地区南澜沧江带火山岩构造岩浆类型[J].矿物岩石,2002,22(3):66-71.

[8]李 才,谢尧武,董永胜,等.北澜沧江带的性质－是冈瓦纳板块与扬子板块的界线吗?[J].地质通报,2009,28(12):1711-1719.

[9]西藏自治区地质矿产局.西藏自治区区域地质志[M].北京：地质出版社,1993.7-9.16-248.

[10]刘登忠,王国芝,陶晓风,等.澜沧江构造混杂带的初步研究[J].中国区域地质,2000,19(3):312-317.

[11]陈炳蔚,李永森,曲景川,等.三江地区主要大地构造问题及其与成矿关系[M].北京:地质出版社,1991.30-40.

[12]宋 彪,张玉海,万渝生,等.锆石SHRIMP样品靶制作、年龄测定及有关现象讨论[J].地质论评,2002,48(增刊):26-30.

[13]Li,X.H.,Liu,Y.,Li,Q.L.,et al.Precise determination of Phanerozoic zircon Pb/Pb age by multi-collector SIMS without external standardization[J].Geochem.Geophys.Geosyst.,2009,10,Q04010,doi:10.1029/2009GC00 2400.

[14]LeMaitre,R.W.,Bateman,P.,Dudek,A.et al.A classifieation of volcanic roeks and glossary of terms[M].London:Blackwell,1989.

[15]Irvine T N,Barger W R A.A guide to the chemical classifieation of the common volcanic roeks[J].Canadian Journal of Earth Seienees,1971,8:523-548.

[16]尤继元,汪泗河,鱼欣宇,等.青海省同仁印支期火山岩地球化学特征与构造环境分析[J].地质调查与研究,2010,33(4):300-308.

[17]曾庆高,王保弟,强巴扎西,等.藏东类乌齐地区花岗质片麻岩锆石Cameca U-Pb定年及其地质意义[J].地质通报,2010,29(8):1123-1128.

[18]Pearce J A,Harris N B W,Tindle A G.Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks[J].Petrology,1984,25(4):956-983.

Discovery and Characteristic of the Danong Slices in the Lancangjiang Suture in the Middle Permian Period

QIU Jun-qiang1,2,QIANGBAZha-xi2,LI Hu2,LABACi-ren2
(1.Geological Survey ofAnhui Province,Hefei,Anhui 230001,China；
2.Tibet Bureau of Geology Regional Geological Survey Team,Lhasa,Tibet 851400,China)

The Danong Slices are located in the Danong Valley and its vicinity in Leiwuqi County,eastern Tibet.Based on the study of the rock strata,SIMS zircon dating of the mylonitizaed chlorite schist is 272.8±2.4 Ma,which indicates that this suit of rocks formed at Middle Permian.The whole rock SiO2change from 48.12%to 76.93%.Their original rock might be a basic-middle-acid volcanic rock series and the main part of this suit of rocks are belong to high K calc-alkaline series.Tectonic reconstraction by whole rock geochemical data suggests that Langcangjiang suture maybe develop at an island-arc environment in the Middle Permian.The discovery of this suit of rocks provides new basic information for the strata,magmatic activity and tectonic evolution of the Langcangjiang suture,Tibet.

Leiwuqi area;Lancangjiang suture;Danong Slices;U-Pb age;geochemistry;tectonic environment

P588.14;P597+.3

A

1672－4135（2011）04－0258-10

2011-06-02

国家国土资源大调查项目：西藏1/5万协通、类乌齐镇、瓦昌达、类乌齐县幅区域地质调查（1212010710211）

邱军强（1957-），男，高级工程师，从事区域地质调查等工作，Email：qjqiang817@yahoo.cn。