藏南冈底斯中段谢通门始新世复式岩体锆石U-Pb年代学、Hf同位素特征及其地质意义

孟元库,许志琴,陈希节,马绪宣,贺振宇,张雪松

(1.中国地质科学院 地质研究所 大陆构造与动力学国家重点实验室,北京 100037;2.内蒙古地质矿产勘查院,内蒙古 呼和浩特 010010)

0 引言

印度-亚洲大陆之间的碰撞作用是新生代地质演化历史上最为重要的一次地质事件,对其碰撞过程及岩石学记录的研究一直是国际地学研究的热点(Xu et al.,2013)。岩浆岩作为研究青藏高原演化最好的窗口和探针,一方面不但能示踪高原深部物质的来源,另一方面可以为造山带构造演化提供依据,因此构成了青藏高原大陆动力学研究的理想对象。随着新特提斯洋的俯冲、消减到最后印度-亚洲大陆的碰撞造山,在其整个过程中,高原发生了广泛而强烈的岩浆活动,形成了遍布高原且以中-酸性岩浆为主的岩浆带——冈底斯岩浆带(Gangdise Magmatic Belt,GMB)(莫宣学,2011a,2011b)。西藏冈底斯岩浆带在大地构造上位于雅江缝合带(Indus Yarlung Tsangpo Suture,IYTS)和班公湖-怒江缝合带(Bangong Co-Nujiang Suture,BNS)之间,为一条东西长约2500 km,南北宽 100~300 km 的巨型岩浆弧带(莫宣学等,2009)。它的东部绕过雅鲁藏布江大拐弯,向南进入缅甸北部,西部达到巴基斯坦北部的拉达克-科西斯坦地区,再沿 NWW 向进入阿富汗(Yin and Harrison,2000;潘桂棠等,2006;莫宣学等,2009;莫宣学,2011a,2011b;许志琴等,2011;董汉文等,2013,2014)。冈底斯岩浆带以发育巨大的花岗岩基和中-新生代火山岩为特征,是青藏高原最为重要的岩浆岩带。该带自北向南可以分为北、中、南三个亚带,其中南亚带为冈底斯岩浆带的主体,即狭义的冈底斯带,主要由大型花岗岩基和岩株组成(莫宣学等,2009),岩石类型主要以中-酸性岩浆岩为主,夹杂有基性、超基性岩,岩石组合较为丰富。其中,花岗岩类构成了冈底斯岩浆带的主体,是冈底斯岩浆弧研究的重点和热点。然而,花岗岩通常被认为是地壳的产物,是组成地壳主要的岩石类型,但是也有不少花岗岩类是幔源岩浆的结晶分异和部分熔融形成的,因此研究花岗岩具体成因能够为揭开壳幔相互作用及地壳生长提供很好的依据,为大洋板块俯冲提供最直接的岩石学证据(陈建林等,2003)。然而关于新特提斯洋关闭和印度–欧亚大陆碰撞的时限问题仍然存在争论,时限跨度较大,从70~34 Ma,均得到不同学者的支持(Garzanti et al.,1987;Searle et al.,1987;Dewey et al.,1989;Rowley,1998;Yin and Harrison,2000;Mo et al.,2002;Aitchison et al.,2007;许志琴等,2011),这些研究结果主要基于岩石学、沉积学以及古地磁学等。为了更好的为印度-亚洲大陆碰撞时限提供更多的年代学证据,我们从岩石学的角度出发,在前人研究的基础上,运用锆石U-Pb年代学(geochronology)和Lu-Hf同位素示踪技术,讨论冈底斯中段谢同门复式岩体始新世岩浆作用的时限及其对地壳生长的意义。

1 区域地质背景及样品特征

冈底斯岩浆带是研究新特提斯洋俯冲碰撞最佳的天然实验室,其形成和发展过程记录了雅鲁藏布江新特提斯洋壳向北俯冲直至印度与亚洲大陆碰撞、碰撞后伸展过程的岩浆和构造演化事件(潘桂棠等,2006;Ji et al.,2009;纪伟强等,2009;莫宣学,2011a,2011b;陈希节等,2014)。冈底斯岩浆带自北向南分为三个亚带:南带(即狭义的冈底斯带),位于狮泉河-隆格尔-措麦断裂以南,雅江缝合带以北,是冈底斯岩浆带中岩浆最为集中的地区;中带位于噶尔-永珠-嘉黎-波密断裂以南,狮泉河-隆格尔-措麦断裂以北;北带主要位于斑公湖-怒江缝合带以南,噶尔-永珠-嘉黎-波密断裂以北(莫宣学等,2009)。南冈底斯带是冈底斯岩浆弧的主体,主要出露以岩基和岩株为主的大型花岗岩带以及大规模同碰撞中-酸性火山岩带(林子宗火山岩),两者共占冈底斯岩浆弧总面积的 60%以上(莫宣学等,2009;莫宣学,2011a,2011b)。其中,主要以白垩纪到古近纪的花岗岩类分布最为广泛,为南带的主体,是研究新特提斯洋俯冲、消减、碰撞最为理想的野外实验室。

研究区位于冈底斯岩浆带南亚带(狭义的冈底斯带)中段的谢通门地区,毗邻日喀则市区,交通比较便利。区内主要出露有上白垩统比马组(K2b)、昂仁组(K2a)和花岗岩类。花岗岩类以岩基或岩株状产出,主要包括花岗闪长岩、二长花岗岩、碱性花岗岩和黑云母花岗岩,以及少量石英闪长岩和英云闪长岩等。本文所研究的三件样品(xy911采样点坐标位置:N29°26′57″,E88°20′29″;xy957 采样点坐标:N29°26′44″,E88°26′03″;xy961 采 样 点 坐 标 :N29°21′40″,E88°33′42″)均紧邻雅鲁藏布江缝合带(图1)。三个花岗岩体野外特征较为相似,均为中-粗粒半自形到自形结构,块状构造,总体颜色较浅。镜下特征主要为:样品 xy961主要矿物为石英20%~25%,斜长石35%~40%,钾长石30%~35%,黑云母<5%,角闪石5%(图2);样品xy957主要由石英25%,斜长石 40%,钾长石 25%,角闪石 5%,黑云母 5%(图2);样品 xy961主要由石英 25%~30%,斜长石 25%~30%,钾长石 35%~45%,角闪石 5%,黑云母<5%(图2)。石英多为无色它形粒状,少数呈灰黄色,正低突起;斜长石为板状、柱状,具有典型的聚片双晶;钾长石呈板状,发育卡式双晶;角闪石主要为普通角闪石,粒度较小,长柱状,断面呈六边形,具有典型的火成岩原生角闪石的特点;黑云母呈鳞片状,多色性十分清楚(图2)。副矿物主要为锆石、磁铁矿、磷灰石等。岩石有轻微的蚀变,主要表现为少量黑云母的绿泥石化和斜长石的绢云母化。

2 分析方法

将所测试的花岗岩样品首先粉碎,按照重力和磁选的方法进行初步分选,然后在双目镜下进行进一步挑选,选出晶形较好、透明度和色泽度好、没有微小裂隙或破裂的锆石,将选好的锆石粘在环氧树脂上制靶,抛光后进行透射光、反射光和阴极发光扫描电镜照相(CL images)。CL照相是在中国地质科学院地质研究所大陆构造与动力学国家重点实验室高分辨扫描电镜-阴极发光仪器完成。最后根据CL图像选择环带较为发育的锆石进行 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年。
锆石U-Pb同位素测年和Hf同位素分析在南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室完成。U-Pb年龄测定在New Wave公司生产的UP213型激光剥蚀系统、Agilent 7500a 型ICP-MS上完成。剥蚀物质的载气为He气,然后将剥蚀物通过直径为3 mm 的PVC塑料管传送到ICP-MS,在进入ICP-MS前与Ar气进行混合,形成He-Ar混合气。本次试验的光斑直径为35 μm。样品的处理采用Glitter软件,并且对Pb同位素进行普通Pb矫正,具体操作见Liu et al.(2010a,2010b)。锆石年龄谐和图的绘制采用ISOPLOT程序完成(Ludwig,2001)。
在锆石U-Pb年龄分析的基础上,对三个样品进行了锆石微区Hf同位素分析,在Nu Plasma HR多接收器电感耦合等离子质谱仪(MC-ICP-MS)上进行,激光束斑为35 μm,实验中采用He气作为剥蚀物质载气。本次实验的锆石标样 91500的176Hf/177Hf值为0.282314±20,该值与目前用溶液法获得数值在误差范围内相一致(Woodhead et al.,2004)。详细的实验操作流程和原理可以参见相关方面的文献(Wu et al.,2006)。

图1 日喀则地区地质简图及采样位置(据拉孜-日喀则幅1∶25万地质图修改)Fig.1 Simplified geological map of the Xigaze area and sampling locations

3 分析结果

3.1 锆石U-Pb年龄

锆石半自形到自形,颗粒大小从70~120 μm不等,晶形为短柱状到长柱状,长宽比为 1∶1~3∶1,可见明显的岩浆韵律环带,部分锆石内部发育暗色包体(图3)。此外,Th/U比值均大于0.4,并且从边部到核部Th、U含量有减少的趋势,显示典型的岩浆锆石特点(鲍学昭,1998;Hoskin and Black,2000;李长民,2009)。在U-Pb年龄谐和图上,三个岩体的样品均落在谐和曲线上或者谐和曲线附近(图4),表明锆石没有发生明显的普通Pb丢失。对三组样品进行年代学分析,去除掉年龄不谐和的测试点,对剩下的测点进行加权平均计算,获得的年龄分别为:xy911=43.5±0.6 Ma(n=18,MSWD=2.6);xy957=44.9±0.5 Ma(n=24,MSWD=1.3);xy961=48.3±1.4 Ma(n=14,MSWD=2.4);这三个花岗岩样品的年龄分别代表了谢同门复式岩体的侵位结晶年龄。测试结果见表1。

3.2 Hf同位素分析

Lu-Hf同位素体系是近些年来快速发展起来的一种同位素定年和地球化学示踪技术,在鉴别岩浆来源和岩浆作用过程中具有十分广泛的应用(Wu et al.,2006;吴福元等,2007)。特别是锆石Hf同位素是判断花岗岩是否是在岩浆混染作用下形成的有效方法(Yang et al.,2007),能够为花岗岩的物源和成因机制提供制约(章荣清等,2010)。此外,Lu-Hf同位素体系适用于锆石等矿物原位分析的特征,使其应用范围大大拓宽。锆石是中-酸性岩浆岩中常见的副矿物,而且具有高的Hf含量(0.5%~2%),因此是Hf同位素分析的理想矿物(Wu et al.,2006;吴福元等,2007)。锆石中具有低的Lu含量和Lu/Hf比值,表明锆石在形成后没有明显的放射性成因Hf的积累,所测定的176Hf/177Hf比值基本代表其形成时体系的Hf同位素组成(Griffin et al.,2002),从而为讨论其成因提供重要的信息(Patchett et al.,1981;Knudsen et al.,2001;Kinny and Maas,2003)。三个样品的Hf同位素测试结果见表2。

样品 xy911所测试的 19个点 Hf同位素较为一致,176Hf/177Hf比值在0.282628~0.282808之间,εHf(t)值介于-5.10~0.35,峰值在-2~1之间,二阶段模式年龄 tDM2在 978~1382 Ma之间,平均值为1142 Ma;样品xy957所测的23个Hf同位素一致性较好,176Hf/177Hf比值在0.282765~0.282965之间,εHf(t)值介于 0.23~7.31,峰值在 5.5左右,二阶段模式年龄tDM2在622~1073 Ma之间,平均值为764 Ma;样品xy961所测的20个Hf同位素也具有很好的一致性,176Hf/177Hf比值在0.282496~0.282920之间,εHf(t)值介于 2.12~5.82,平均值为 4.695,二阶段模式年龄tDM2在720~956 Ma之间,平均值为792 Ma。

表1 谢通门复式岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果Table 1 LA-ICP-MS analytical results for zircons from the Xaitongmion granites

续表1：

图4 谢通门复式岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄谐和图Fig.4 Concordia diagrams of zircons from the Xaitongmoin granites

4 侵入深度分析

角闪石的电子探针成分分析在中国地质科学院地质研究所大陆构造与动力学国家重点实验室完成。所用的实验仪器型号为JXA-8100,工作时加速电压为20 kv,束流为1×10-8A,束斑直径为10 μm。测试结果见表3。

Hammarstrom and Zen (1986)首先提出了铝在角闪石中的压力计,随后科学家们根据实验数据以及经验值对该压力计进行了修正和标定,给出了计算钙碱性花岗质岩石的侵入深度计算公式:

表2 研究区始新世谢通门复式岩体LA-ICP-MS锆石Hf同位素分析结果Table 2 Zircon Hf isotopic compositions of the Eocene granites from Xaitongmoin of the Gangdise mountains

续表2：

表3 谢通门岩体角闪石电子探针分析结果(%)Table 3 Chemical composition (%) of hornblendes in the Xaitongmoin granites

(1) HZH:P(±3.0 kbar)=5.03AlT-3.92(Hammarstrom and Zen,1986);(2) HH:P(±1.0 kbar)=5.64AlT–4.76(Hollister et al.,1987);(3) JRH:P(±0.5 kbar)=4.28AlT–3.54(Johnson and Rutherford,1989);(4) SH:P(±0.6 kbar)=4.76AlT–3.01(Schmidt,1992)。

角闪石这四个压力计中JRH给出的压力相对较低(曾令森等,2007),其他三个压力计在计算范围内给出的压力基本相近。在压力大于2 kbar时,温度的影响基本可以忽略(Hollister et al.,1987;Zen,1989),根据上述的压力计可以较为合理的给出花岗质岩体最终侵位的深度。结合地球化学数据(表4)和前人的研究成果(Dong et al.,2005;徐旺春,2010),区内花岗岩均为钙碱性-碱性花岗岩,所以满足角闪石压力计的计算条件。在本论文中,我们选择SH压力计进行冈底斯中段花岗岩岩体侵位深度的计算。

我们对三个样品,选取晶形较好的角闪石进行电子探针分析,每个样品分析 4~5个探针点,主要选取角闪石的边部来分析 Al含量的变化(图5)。选择角闪石边部主要是因为:核部的Al含量总比边部高,在岩浆上侵过程中,角闪石的结晶生长具有一定的跨度,较早形成的角闪石核部压力要比边部高,因此,角闪石边部的Al含量更能反映岩体最后的侵位深度(曾令森等,2007)。

根据角闪石中边部的铝含量,按照地壳岩石密度是 2700 kg/m3来计算,应用铝在角闪石中的压力计估算了谢通门复式岩体的侵位深度。数据结果表明:xy911样品的压力范围为2.65~2.99 kbar,平均为2.88 kbar,侵位深度范围为10.02~11.11 km,平均值为 10.89 km(图6a);xy957样品的压力范围从2.18~2.71 kbar,平均为 2.52 kbar,侵入深度范围为8.58~10.24 km,平均为 9.53 km(图6b);样品xy961共测试了5个点,其中10号点由于操作不慎,致使该数据值偏离其真实值,在此舍弃掉。其余四个数据的压力范围为2.18~2.75 kbar,平均值为2.48 kbar,深度范围从 8.24~10.39 km,平均值为 9.36 km(图6c)。由此可见,岩体的侵位深度为中-上地壳,为中深成侵入相,这和野外的观察(中粗粒结构)以及侵入关系接触相吻合。

图5 研究区花岗岩的BSE图像Fig.5 BSE images of the target area

5 讨论

5.1 年代学及地球化学特征

随着高精度U-Pb定年技术的不断成熟,冈底斯岩浆弧花岗岩积累了大量的年代学数据。通过对这些年代学数据进行统计分析,将冈底斯岩浆活动分为205~152 Ma,109~80 Ma,65~41 Ma,33~13 Ma四个期次(纪伟强等,2009;Ji et al.,2009)。本次研究所获得的三个岩体年龄位于第三个阶段,处于冈底斯岩浆活动最为活跃的时期,该时期花岗岩类构成了冈底斯岩浆弧的主体,其中在50 Ma前后岩浆活动达到了顶峰(Wen et al.,2008;Ji et al.,2009;纪伟强等,2009)。

表4 研究区花岗岩主量(%)和微量(μg/g)元素含量表Table 4 Major (%) and trace (μg/g) element compositions of the granites from the study area

图6 冈底斯谢通门岩体侵入深度分布图Fig.6 Intrusion depth distributions of the Xaitongmoin granites in the Gangdise magmatic belt

冈底斯中段谢通门花岗岩体 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果分别为43.5 Ma、44.9 Ma和48.3 Ma,代表了两期岩浆事件均为喜马拉雅期,48.3 Ma代表了较早一期的岩浆事件,43.5 Ma和44.9 Ma为后期的岩浆事件,表明冈底斯中段谢通门地区在早始新世的岩浆活动为多期次的侵入,代表了一个岩浆活动的活跃期。样品表现出 I型花岗岩的地球化学属性(图7)。在微量元素图解上可以看出谢通门岩体和整个冈底斯岩浆弧形具有相似的地球化学特征,即具有中等程度的轻、重稀土分异,稀土元素配分曲线以明显的负Eu异常为特征(图8a);在微量元素蜘网图上,样品富集 Rb、Th、U、K等大离子亲石元素以及轻稀土元素,相对亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti等,Zr和Hf异常不显著(图8b),具有弧岩浆的地球化学特征。由于印度-亚洲大陆碰撞的大致时间在 55 Ma,因此该时期岩浆并不代表新特提斯洋一直持续俯冲。而始新世岩浆作用和印度-亚洲大陆的碰撞密切相关,因此多数学者认为该时期的岩浆作用是陆陆碰撞的产物(Wen et al.,2008;Ji et al.,2009;纪伟强等,2009;莫宣学等,2009)。

5.2 岩浆作用及其构造意义

锆石的 Hf同位素能有效的反映岩浆的来源及成因类型(Griffin et al.,2002)。实验岩石学证明,在比较宽的条件下都可以产生花岗质熔体(吴才来等,2014),熔体的成分和初始熔融物质的类型、熔融的温压以及含水矿物的含量等具有密切的关系(Jogvan et al.,2006;吴才来等,2014),比如硬砂岩的熔融可以产生中到强富铝的花岗闪长岩或花岗岩熔体,泥质岩部分熔融可以产生强烈的富钾和富铝的熔体,玄武质岩石的部分熔融通常和云英质-奥长-花岗闪长质熔体有关(吴才来等,2014)。因此,花岗质熔体只要在源岩含水时经过部分熔融就可以形成。其中样品xy911的εHf(t)值主要以负值为主,并且Hf同位素模式年龄的平均值为1142 Ma,为晚中元古代,反映了它们的源岩以古老地壳的部分熔融为主,同时有少量幔源或者新生地壳物质的加入,为典型的壳幔混合型。这说明南拉萨地体中可能零星分布有古老的结晶基底或者有中拉萨地体古老的物质剥蚀进入了南边的冈底斯带,并且通过混合的方式进入到了古新世-始新世花岗岩中,使得冈底斯带中的εHf(t)值显著降低,因此,部分地区的 εHf(t)值有可能为负,这也和Dong et al.(2010)、徐旺春(2010)和朱弟成等(2012)等取得的认识相一致。样品 xy957具有正的εHf(t)值,平均值为5.07,对应Hf同位素二阶段模式年龄的平均值为764 Ma,表明岩浆源区以幔源或新生地壳物质为主,可能有少量古老地壳物质的加入。样品xy961的εHf(t)值均为正值,均值为4.7,对应的 Hf二阶段模式年龄平均值 792 Ma,与样品xy957在误差范围内一致。因此,可以看出,样品xy961和样品 xy957具有相似的的 εHf(t)值以及 Hf同位素二阶段模式年龄(图9b),表明幔源物质对谢通门复式岩体岩浆源有重要贡献。xy911具有相对较小 εHf(t)值,结合侵入深度研究结果,一个重要原因可能是xy911侵位深度相对xy957和xy961来说相对较浅(图6),可能与侵位过程中有更多古老的中上地壳物质的加入有关。

图7 冈底斯南段谢通门及邻区花岗岩类 A/CNK-A/NK图解Fig.7 A/CNK vs.A/NK diagram for the granites from Xaitongmoin and the adjacent areas in Southern Gangdise

图8 冈底斯南段谢通门及邻区花岗岩类稀土元素配分模式图(a)和及微量元素蜘网图(b)(球粒陨石值据 Boyton,1984;原始地幔数值据Sun and McDonough,1989)Fig.8 Chondrite normalized REE patterns (a) and trace element spider diagram (b) for the granites from Xaitongmoin and the adjacent areas in Southern Gangdise

研究区三件花岗岩样品的Lu-Hf分析结果表明,谢通门复式岩体的特征为:具有较高的176Hf/177Hf比值和相对年轻的Hf同位素二阶段模式年龄(0.764 Ga、0.792 Ga和 1.142 Ga)(表 2),并且所有锆石的εHf(t)值均在亏损地幔(depleted mantle)线以下,且大多数锆石的 εHf(t)值为正值,表明了花岗岩的源岩以新生地壳的部分熔融为主或地幔物质参与了整个岩浆事件,在此过程之中,也混有少量拉萨地体古老的壳源物质(图9a)。

结合前人在谢通门地区所做的工作(Dong et al.,2005;Wen et al.,2008),可以看出该区的岩浆活动具有多期性,从 43.5~52.5 Ma,代表了岩浆活动的高峰期。前人主要认为该时期的岩浆活动是新特提斯洋板片发生断离引起软流圈物质上涌,导致中上地壳发生部分熔融而形成了该期的岩浆活动(Wen et al.,2008;Ji et al.,2009;李忠海,2014)。谢通门岩体以及西边的曲水岩基中均发育有大量的同时期暗色包体(Dong et al.,2005;Mo et al.,2005;莫宣学等,2009),也印证了这一认识。此外,在冈底斯岩浆带的最南缘,也陆续出露着一条基性-超基性小岩体带,SHRIMP锆石U-Pb年龄为47~53 Ma,也被认为是岩浆底侵的产物(Dong et al.,2005;Mo et al.,2005)。谢通门花岗岩形成的时限和冈底斯中段大规模底侵作用时间(40~52 Ma)相对应(董国臣等,2011),属于始新世早期。从而得出,始新世早期冈底斯发生的大规模的基性岩浆底侵和岩浆混合作用,是这期岩浆事件的最主要成因,从而形成了巨大的冈底斯构造岩浆带。

图9 谢通门岩体锆石εHf(t)值与U-Pb年龄关系图(a)和锆石εHf(t)值频率分布与模式年龄直方图(b)Fig.9 Plot of εHf(t) vs.zircon U-Pb ages (a),and histogram of εHf(t) and Hf model ages (b) for the Xaitongmoin granites

虽然始新世的花岗岩类在地球化学特征上与中生代俯冲成因的花岗岩类很相似,均显示为岛弧型花岗岩的特征(纪伟强等,2009;徐旺春,2010),但是关于该时期花岗岩类的成因目前没有争论,一致认为该时期的岩浆是印度-亚洲大陆碰撞的产物。研究区的三件花岗岩样品虽然以正的 εHf(t)值为主,但还有部分花岗岩(xy911)具有较低的 εHf(t)值或出现负值(图9a),这很可能是玄武质岩浆底侵上涌过程中混染了拉萨地体中的古老的壳源物质所导致,这些壳源物质很可能由中部拉萨地体迁移而来(Dong et al.,2010;徐旺春,2010;朱弟成等,2012)。因此,谢通门复式岩体的成因很可能是基性岩浆的上涌导致初生地壳物质发生部分熔融,在部分熔融的过程中,混合了拉萨地体古老的壳源物质,由于混合作用的不均一性,导致了谢通门地区岩石的 εHf(t)值具有较大的差异性。

大量的岩石学证据、古地磁、古生物、沉积等证据揭示,印度-亚洲大陆的碰撞从55 Ma开始,一直持续到现在。而冈底斯新生代岩浆大爆发期以及岩浆混合作用发生的时代与印度-亚洲大陆碰撞的时间相对一致(43.5~52.5 Ma),间接地说明了始新世的岩浆作用和碰撞作用具有密切的关系(董国臣等,2011)。由此可见,印度-亚洲大陆碰撞改变了冈底斯岩浆带新生代的构造环境,大陆的直接碰撞,使得新特提斯洋俯冲板片的阻力加大,在后期演化中板片回转、断离,引起了地幔岩的部分熔融(图10)。始新世初期,冈底斯中西段的曲水-日喀则-狮泉河一带遭受到了玄武质岩浆底侵(Anderson,1976;董国臣等,2011),使得中上地壳发生熔融而形成了花岗质熔体,在始新世早期岩浆上侵,并伴随混合岩化作用,形成了研究区及邻区规模巨大的岩浆构造带。

图10 拉萨地体早新生代构造演化模式图(据纪伟强等修改,2009)Fig.10 Early Cenozoic geotectonic evolution model of the Lhasa terrane

6 结论

通过对冈底斯中段谢同门复式岩体的研究,本文得出以下几点认识:

(1) 通过LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,获得了冈底斯中段谢通门复式花岗岩体的侵位年龄为43.5±0.63 Ma、44.9±0.51 Ma以及 48.3±1.4 Ma,属于印度-亚洲大陆碰撞峰期时形成的花岗岩。

(2) 锆石 Hf同位素研究表明,谢通门复式岩体中锆石的 εHf(t)值以正值为主,少数为负值,反映了复式岩体以新生地壳的部分熔融为主,在这过程中混合有拉萨地体古老的壳源物质。

(3) 三个岩体的侵入深度分别为9.36 km、9.53 km和10.89 km,为中深成侵入相。

(4) 冈底斯岩浆带中段谢通门始新世岩浆活动很可能和印度-亚洲大陆的碰撞有关,是碰撞峰期阶段的岩浆活动的产物。该时期花岗质岩石的形成和新特提斯洋板片的回转、断离有关。

致谢:野外工作得到了西藏矿业公司巴登珠教授级高级工程师的帮助;中国科学院广州地球化学研究所陈建林副研究员对稿件提出了意见和建议,使得文章的质量得到了提升;锆石测年和 Lu-Hf同位素分析得到南京大学武兵老师和宴雄硕士的帮助,在此一并表示感谢。

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