西藏改则洞错蛇绿岩中斜长花岗岩地球化学特征及锆石U-Pb年代学研究

彭头平

(福建省地质调查研究院，福州，350011)

蛇绿岩代表消失的古洋壳[1]。洋壳开启、俯冲及侵位的时代对研究特提斯洋构造演化有着重要的意义。班公湖-怒江缝合带为青藏高原上一条重要的板块边界，其演化时限对研究整个青藏高原隆升起着非常重要的作用。蛇绿岩作为板块缝合带内重要的证据，其组成各端元在板块演化过程中具有不同来源背景；而斜长花岗岩也是蛇绿岩套组合端元之一。蛇绿岩中含有少量的浅色侵入岩，包括钠长花岗岩、石英闪长岩、更长花岗岩、英云闪长岩和角斑岩，统称为大洋斜长花岗岩[2]。大洋斜长花岗岩是一种SiO2含量高、Al2O3含量中等、K2O含量低，以浅色矿物石英和长石为主要成分，含有少量铁镁质矿物的岩石，是亚碱性玄武质岩浆在洋中脊缓慢扩张的环境中分离结晶形成的。这种斜长花岗岩不仅可在洋中脊环境(MORE)经岩浆分离结晶形成，还可以在俯冲带上(SSZ)由俯冲的洋壳或大洋沉积物部分熔融形成[3-5]。蛇绿岩中这种少量的花岗质岩石是研究蛇绿岩成因和精确定年的重要岩石单元之一[6]。

1 地质背景

洞错蛇绿岩位于班公湖—怒江结合带西段改则县洞错乡北部一带，洞错蛇绿岩总厚度大于5 km，底部至顶部依次由地幔橄榄岩、镁铁-超镁铁质堆晶杂岩、基性岩床(墙)和基性熔岩、硅质岩5个部分组成，呈豆荚状、透镜状侵入于侏罗世木嘎岗日岩组中(图1)；同时发育石灰岩、砂岩等沉积岩岩块及岩浆岩(玄武岩、安山岩、二长花岗岩、斜长花岗岩、花岗斑岩等)岩块。

2 岩石及地球化学特征

2.1 岩石特征

斜长花岗岩呈小岩片状穿插于地幔橄榄岩中，与围岩呈断层接触。斜长花岗岩呈灰白色，细粒花岗结构，矿物粒度为0.2 ～ 0.8 mm，主要矿物成分由斜长石(51%±)、石英(37%±)、角闪石(7%±)、黑云母(5%±)及少量副矿物(锆石、绿帘石及赤铁矿)组成。斜长石具板柱状外形，环带发育, 晶形完好，但受到明显的绢云母化和绿黝帘石化。角闪石呈纤维状。

2.2 地球化学特征

斜长花岗岩中元素组分分析由廊坊市中铁物探勘察有限公司采用X series 2 等离子体质谱仪完成。

分析结果显示，主量元素SiO2含量66.83%，Al2O3含量17.72%，K2O含量大于2%(2.29%)，Na2O含量9.64%， P2O5含量 0.09%，CaO含量0.56%， K2O/Na2O小于1。 CIPW标准矿物含有较高的石英(Q)45.28%及少量刚玉(C)4.59%、辉石(Hy)1.07%。斜长花岗岩稀土元素球粒陨石标准化配分曲线表现为轻稀土较重稀土富集，LREE/HREE为4.21，(La/Yb)N为3.18，(La/Sm)N为2.39，重稀土分配曲线较平缓(Gd/Yb)N为1.04，Eu呈较明显的正异常(Eu富集型)(图2)，表明没有剪切作用，没有造成斜长石结晶分离过程。

微量元素原始地幔标准化蛛网图中大离子亲石元素LILES(Th为17.76 μg·g-1，Ba为231.3 μg.g-1)相对高场强元素HFSES(Nb为18.19 μg·g-1，Ta为2.7 μg.g-1)富集，具典型的消减带组分特征(SZC)；且高强场元素(Zr为323.5 μg.g-1、Hf为12.67 μg·g-1)相对富集，与MORB及OIB型玄武岩较为接近(图3)，可能为同源分异形成，表明斜长花岗岩是蛇绿岩单元的组成部分。

3 锆石U-Pb年龄

样品编号为GP306-24-1，采样位置位于西藏自治区改则县日玛村东北那边热勒沟中，地理坐标为L=84°30′16.05″、B=32°22′52.06″、H=4 861 m。样品制靶工作是在北京锆年领航科技有限公司完成，测年工作由中国地质科学院国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室完成。

3.1 锆石特征

改则洞错斜长花岗岩中的锆石直径为50～200 mm，阴极发光图像显示锆石大部分具较好的晶形，呈长柱状，岩浆结晶条带结构发育，内部无残留老核，外部无变质边，具有典型岩浆锆石特征(图4)，也符合岩浆在海水条件下快速冷凝形成的锆石特征。已有研究表明岩浆型锆石Th/U比值大于0.1，而且各锆石的Th和U之间具有正相关关系。从洞错蛇绿岩组斜长花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb分析结果可以看出，18个测点的U 含量为114.68×10-6～972.52×10-6，Th含量为0.1×10-6～568×10-6，Th/U比值变化较小，且都小于1，Th、U 也具有良好的正相关关系，大部分显示了岩浆型锆石的特征，与阴极发光图像分析结果一致(表1)。

SpotTh(×10-6)U(×10-6)Th/U206Pb/238U206Pb/238URatio1sAge(Ma)1sJan16T010.03159.940.000.020.00157.9111.07Jan16T020.02197.930.000.020.00155.337.56Jan16T030.15159.140.000.020.00151.299.45Jan16T040.05215.080.000.020.00152.856.26Jan16T050.05192.200.000.020.00155.745.81Jan16T06101.31114.680.880.030.00194.919.89Jan16T070.10160.660.000.030.00160.396.26Jan16T080.03186.050.000.020.00156.7211.21Jan16T09284.15508.540.560.040.00252.693.73Jan16T10568.96972.520.590.050.00309.683.01Jan16T11313.43767.250.410.040.00231.512.86Jan16T120.18186.200.000.030.00161.347.85Jan16T1376.66297.300.260.270.011559.4525.35Jan16T140.84183.340.000.020.00155.8615.39Jan16T150.05133.610.000.030.00199.0327.74Jan16T160.09172.490.000.030.00160.955.27Jan16T170.04133.220.000.020.00154.5711.19Jan16T180.25157.900.000.030.00161.787.91

3.2 锆石LA-ICP-MS U-Pb测年成果

改则洞错斜长花岗岩中锆石LA-ICP-MS U-Pb测年结果显示，18个测点的206Pb/238U主要年龄为151.29～199.03 Ma；其中6，9，10，11，13，15号测点年龄数据偏大，方差(1sigma)也较大(可能为残留锆石经历了多次U-Pb释放，造成数据误差较大)；其锆石形态明显呈不规则状，显示碎屑锆石特征，推测可能为捕获锆石。其余12个有效测点的LA-ICP-MS U-Pb一致曲线上得出了(157.6±4.3)Ma的206Pb/238U 加权平均年龄值(1s，MSWD = 0.22)，与谐和线年龄数据基本一致(图5，6)，说明测试结果较为可靠，代表了斜长花岗岩的结晶年龄。

4 讨论

4.1 洞错斜长花岗岩成因

(1)传统意义上的斜长花岗岩是蛇绿岩代表的古大洋在洋底扩张形成洋壳时，由玄武质岩浆直接结晶分异形成的(David,et a1.，1981)。后续研究表明，斜长花岗岩也可以在洋壳运移过程中由其内部发育的高温剪切带中岩石部分熔融形成(Pedersen&Malpas，1984；Flagler&Spray，1991) 。洋壳运移剪切带中形成的斜长花岗岩反映洋内变质或变形事件[7,8]，海底扩张过程中叠加的其它地质事件(如板块消减作用)形成的斜长花岗岩反映洋壳俯冲事件[9,10]。

(2)洞错斜长花岗岩产于蛇纹石化辉石橄榄岩中，其主量组分中K2O、Na2O和P2O5等与陆壳花岗岩区别明显，CIPW标准矿物中含有少量的刚玉(C)与传统大洋斜长花岗岩相区别。稀土元素配分表现为LREE相对HREE富集、HREE近水平的型式，这与传统的大洋斜长花岗岩相区别。与藏滇区陆壳花岗岩微量元素(史长义、鄢明才等，2005)相比，大离子亲石元素Ba、Sr含量偏低，而高场强元素Ta、Nb、Zr、Hf都偏高和Cr、Ni、Co、V相对较高，所以洞错斜长花岗岩可能属于洋壳运移过程中剪切带岩石部分熔融作用，其形成年龄基本代表洋壳俯冲-消减阶段的年龄。

4.2 班公湖-怒江洋盆西段形成时代

(1)关于班公湖—怒江特提斯洋盆西段扩张形成时代，目前已经取得了较多的可确定年代资料，其中在2003年西藏自治区地质调查院1∶25万改则幅区调报告中认为洞错舍拉玛沟硅质岩中采集化石，放射虫时代为侏罗纪，推测蛇绿岩时代为侏罗纪。福建省地质调查研究院在改则县1∶5万六幅区调于仲岗洋岛玄武岩中获得200±Ma锆石年龄，在仲岗洋岛沉积岩灰绿色细砂岩中获得化石许氏斜脊缅甸蛤BurmesialiratahsueiChen，鉴定年代为T32，也基本上代表了洋盆扩张-成熟阶段年龄[11]。

(2)前人在洞错蛇绿岩中也获得132 Ma的锆石谐和年龄(鲍佩声等，2007)；杜德道等(2011)、李伟等(2012)先后在改则以南地区获得132 Ma、126 Ma的岛弧火山岩年龄。该次于洞错蛇绿岩中获得洋壳运移过程中剪切熔融型斜长花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄(157.6±4.3)Ma，代表了班公湖—怒江特提斯洋壳俯冲-消减阶段的时代。

(3)结合前人的资料，可以较为清楚的了解班公湖—怒江洋盆西段形成时代，晚三叠世(200±Ma)洋盆已经开启(为扩张-成熟阶段)，(157.6±～132±)Ma属于洋盆俯冲-消减阶段。

5 结论

(1)地球化学分析结果显示，改则洞错蛇绿岩中斜长花岗岩与传统的大洋斜长花岗岩相区别，与研究区内的洋岛玄武岩组分较为接近，可能属于洋壳运移过程中剪切带岩石部分熔融作用而形成。

(2)斜长花岗岩中获得的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄(157.6±4.3)Ma，其形成年龄基本代表班公湖—怒江特提斯洋壳俯冲-消减阶段的年龄。

本文的完成得到了福建省地质调查研究院陈润生总工程师、张开毕教授级高工的认真指导，并提出宝贵修改意见！

1 邱瑞照,周肃,邓晋福，等.西藏班公湖—怒江西段舍马拉沟蛇绿岩中辉长岩年龄测定.中国地质，2004，31(3).

2 樊帅权,史仁灯,丁林，等.西藏改则蛇绿岩中斜长花岗岩地球化学特征锆石U-Pb年龄及构造意义.岩石矿物学杂志，2004，29(5).

3 Pedersen R B and Malpas J． the origin of oceanic plagiogranltes from the Karmoy ophiolite，western Norway.Contrib．Miner-a1.Petrol.，1984(88).

4 Sormsm S S and GlmmmJ N． EnridmHt of trace deatntsin gar-net amphibolites from a Paleo-subduction zone：Catalina Schist．Southern California.Gheochim．cosmochim．Acta，1989，53(3).

5 Flagler and Spray J G.Generation of plagiogranite by amphibelite anatexis in oceanic shear zones.Geology，1991，19(1) .

6 Coleman R G and Peterman Z E．1975．Oceanic plagiogranite.J.Geophy．R．，80.

7 David C G, William P L, Hans G A L. Petrology and geochemistry of plagiogranite in the Canyon Mountain ophiolite, Oregon. Con-trib Mineral Petrol, 1981.

8 Claoue-long J C, Compston W, Roberts J, et al. Two carboniferous ages: A comparison of SHRIMP zircon dating with conventional zir-con ages and40Ar/39Ar analysis. In: Berggren W A, Kent D V, Aubry M P, et al. eds. Geochronology, Time Scales and Global Stratigraphic Correlation. SEPM Special Publication， 1995(4).

9 刘敦一，简平，张旗，等.内蒙古图林凯蛇绿岩中的埃达克浅色岩SHRIMP U-Pb测年．地质学报，2003，77(3).

10 Whitehead J, Dunning G R, Spray J G. U-Pb geochronology and origin of granitoid rocks in the Thetford Mines ophiolite, Canadian Appalachians. GeolSoc Am Bull, 2000, 112(6).

11 彭头平,杨修明,褚慧力，等.西藏班公湖-怒江结合带改则段洋岛组构模式及找矿重大发现.中国地质调查，2015，2(2).