拉萨地块林芝杂岩体石榴角闪岩的地球化学特征和年代学研究

黄　杰, 张　聪, 杨经绥, 李　鹏, 王　舒

1)中国地质科学院地质研究所, 北京 100037;　2)西安外国语大学旅游学院, 人文地理研究所, 陕西西安 710128

拉萨地块林芝杂岩体石榴角闪岩的地球化学特征和年代学研究

黄杰1,2), 张聪1)*, 杨经绥1), 李鹏1), 王舒2)

1)中国地质科学院地质研究所, 北京 100037;2)西安外国语大学旅游学院, 人文地理研究所, 陕西西安 710128

本文对位于青藏高原拉萨地体东南缘林芝杂岩中的两类石榴角闪岩进行了详细的地球化学和锆石U-Pb年代学研究。这两类石榴角闪岩分别为硅不饱和的含十字石石榴角闪岩和硅饱和的含石英石榴角闪岩。含十字石石榴角闪岩矿物组合为十字石、石榴子石、角闪石、钠云母、绿泥石、斜长石。石英石榴角闪岩矿物组合为石榴子石、角闪石、石英、斜长石、黑云母。岩石学及变质相平衡研究表明两类石榴角闪岩均经历了高压角闪岩相变质作用。含十字石石榴角闪岩和石英石榴角闪岩具有MORB的地球化学特征,锆石U-Pb年代学分析获得了800～200 Ma的206Pb/238U年龄范围, 出现了～430 Ma、～268 Ma和～216 Ma年龄峰值。～430 Ma年龄可能和拉萨地体岩浆活动有关, ～268 Ma变质年龄和～216 Ma变质年龄和拉萨地块经历的高压变质作用有关。其中～268 Ma年龄和拉萨地块内部松多高压带榴辉岩的峰期变质年龄一致, 而～216 Ma年龄和榴辉岩的围岩含石榴子石片岩年龄一致。对比该区域的年代学研究成果, 这表明林芝杂岩体不仅经历了中新生代的变质和岩浆再造活动, 还经历了古特提斯洋闭合, 南北拉萨地块发生碰撞的晚二叠世的高压变质作用和三叠纪的中压变质作用。

石榴角闪岩; 变质作用; 变质年代学; 拉萨地体

拉萨地体夹于班公湖—怒江缝合带和雅鲁藏布江缝合带之间, 主要由前寒武纪变质基底, 古生代—中生代沉积岩以及中、新生代火山岩组成(Yin and Harrison, 2000)。对拉萨地体的岩石学、构造学及地质年代学研究表明, 其先后经历了中生代安第斯型造山过程和新生代的碰撞增生造山过程(潘桂棠等, 2002, 2006; Ding et al., 2003; Zhang et al., 2010)。近年来对拉萨地块中、新生代岩浆活动的研究取得了明显成果, 为中生代安第斯型造山活动和新生代碰撞增生造山作用提供了重要证据(潘桂棠等, 2006; 莫宣学等, 2007; Zhao et al., 2009; Zhu et al., 2009a, b, 2011; Zhang et al., 2010)。但对于拉萨地块中变质作用的研究主要集中在拉萨地体最古老的变质基底—念青唐古拉山群(李璞,1955; Xu et al., 1985; 潘桂棠等, 2006)和曾被认为是拉萨地体前寒武纪结晶基底的林芝岩群(Geng et al., 2006)。念青唐古拉群变质岩石原岩年龄被推测为太古代、元古代等, 且经历了元古代的区域变质作用(胡道功等, 2003, 2005)。那木错西缘和那曲以北地区念青唐古拉群表壳岩石和变质深成岩锆石SHRIMP U-Pb定年结果为748～787 Ma(胡道功等, 2005), 在北拉萨地块那果地区也获得相当的年龄(张泽明等, 2010a)。林芝杂岩体位于拉萨地体东南部, 即东喜马拉雅构造结附近, 由于新生代强烈的地壳抬升和剥蚀作用, 致使角闪岩相至麻粒岩相变质岩石出露到地表, 为其岩石学研究提供便利。林芝杂岩中的中高级变质岩石也曾被认为是拉萨地体的前寒武纪结晶基底, 在新生代的碰撞造山过程中, 拉萨地体作为俯冲带上盘经历地壳加厚过程发生了绿片岩相至角闪岩相变质作用, 形成了冈底斯—察隅变质带。最近的研究表明, 拉萨地体东南部的中、高级变质岩系均形成于中、新生代, 表明拉萨地体南部经历了强烈的中、新生代造山作用(王金丽等, 2008, 2009; 董昕等, 2009; Zhang et al., 2010; Guo et al., 2012), 并没有古生代的变质记录。总之, 对拉萨地块岩浆活动和变质事件的研究主要集中在中、新生代, 这对了解拉萨地块的形成和演化有很大的局限性。近年来对于拉萨地块古生代的地质环境研究形成了两个主要观点: 1)拉萨地块在晚二叠甚至晚三叠之前一直和印度板块相连(Golonka and Ford, 2000; Metcalfe, 2002; Scotese, 2004; Golonka, 2007); 2)拉萨地块在二叠纪位于古特提斯洋(Enkin et al., 1992; Scotese et al., 1999; Stampfli and Borel, 2002)。但上述两种观点均无法解释拉萨地块松多二叠纪榴辉岩带(Yang et al., 2009)以及同时代皮康花岗岩的形成(Zhu et al., 2009b)。根据皮康地区花岗岩的地球化学及同位素年代学研究, 结合松多榴辉岩具有MORB的原岩特征和230～260 Ma峰期变质年龄的特点, Zhu等(2009a)提出了一个关于拉萨地块演化的新观点: 认为拉萨地体是早古生代独立于古特提斯洋中的一个微陆块, 而在二叠纪和澳大利亚板块发生碰撞, 碰撞的同时产生一系列的岩浆活动和变质事件。然而, Dong等(2011)通过对拉萨地块南缘变质岩的研究认为, 林芝杂岩体的变质事件仅发生中、新生代, 没有古生代变质作用的存在, 从而认为二叠纪的拉萨地块和澳大利亚的碰撞事件可能不存在。

本文的研究区位于拉萨地体东南部, 即喜马拉雅东构造结附近的林芝杂岩体中。笔者在对林芝杂岩体的岩石学研究过程中发现, 林芝杂岩体中含十字石石榴角闪岩峰期温压为610～630ºC, 12～13 kPa,经历了顺时针的P-T演化轨迹(黄杰等, 2015), 在含十字石石榴角闪岩中获得了寒武纪、二叠纪和三叠纪的锆石年龄, 其中～436 Ma左右的锆石具有明显岩浆锆石特征, 而～268 Ma和～216 Ma的锆石具有明显的变质锆石特征。前人在距离采样点东边300 km的松多得到了260 Ma榴辉岩的峰期变质年龄(Yang et al., 2009), 以及210 Ma的榴辉岩围岩白云母片岩变质年龄, 同时在研究区获得了石榴角闪岩210 Ma的变质年龄(Dong et al., 2011)。～268 Ma和～216 Ma左右变质年龄为拉萨地块的碰撞事件提供了另一证据, 填补了林芝杂岩体中至今没有古生代变质事件的空白, 对理解林芝杂岩体以及南拉萨地块的构造演化史提供了新的证据。

1　区域地质概况

研究区位于拉萨地体东南部, 拉萨地体主要由角闪岩相-麻粒岩相的变质岩系, 古生代到中生代的沉积地层以及中、新生代岩浆岩构成。变质岩系北部与古生代地层呈渐变接触关系, 但它们之间的界线多被新生代侵入岩所占据。主要的变质岩类型包括片麻岩、片岩、石英岩、斜长角闪岩类、大理岩、麻粒岩和混合岩等。片麻岩、片岩多呈互层状产出, 斜长角闪岩多呈透镜体产出于片麻岩中。靠近雅鲁藏布江缝合带, 发育混合岩, 且岩石变形强烈。区内侵入岩为冈底斯岩基的重要组成部分, 其中以白垩纪黑云二长花岗岩和花岗闪长岩分布最为广泛, 构成冈底斯岩浆岩的主体, 沉积岩在研究区主要为石炭系—二叠系地层, 集中分布于林芝县北部更张等地—尼洋河及其沿岸, 东西向带状分布, 1:25万地质图林芝县幅表示其为一套缺底无顶, 层间紧闭褶皱和走向断裂发育的变质砂岩、板岩组成的浅变质岩。采样区岩性主要为含石榴子石片岩和片麻岩, 岩石普遍发生糜棱岩化, 眼球状构造明显,此外也有基性变火山岩出现, 采样点位置如图1b所示。

图1　青藏高原林芝地区地质简图Fig. 1　Sketch geological map of the Nyingchi area in the Tibetan Plateaua-青藏高原构造单元划分简图; b-研究区地质图(据张泽明等, 2010修改)和本文采样位置a-simplified map of tectonic subdivision of the Tibetan Plateau and the study area; b-sketch geological map of the study area (modified after ZHANG et al., 2010) and the sampling locations

2　分析方法

全岩主微量地球化学成分分析在中国地质科学院国家地质实验测试中心完成, 主量元素采用XRF(X-ray fluorescence)方法进行测定, 精度优于5％, Fe2O3和FeO采用化学法获得, 微量元素采用ICP-MS(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)方法进行测定, 精度优于10％。

样品的无污染粉碎和锆石的挑选通过重力和磁选方法分选, 并在双目镜下挑纯。分选出来的锆石经过挑选、制靶和抛光, 然后对其进行阴极发光(CL)成像观察, 以了解被测锆石的内部结构, 作为锆石年龄测定选取分析点位的依据。阴极发光显微照相在中国地质科学院大陆构造与动力学重点实验室完成, 仪器型号为MonoCL4, 加速电压为15.0 kv。

LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素和微量元素原位分析在中国科学技术大学壳幔物质与环境重点实验室完成, 所使用的ICP-MS仪器型号为Elan6100DRC, 激光剥蚀系统为德国Lamda Physik公司的Geolas200M深紫外(DUV)193 nm ArF准分子(excimer)激光剥蚀系统。激光束斑直径约32 μm。实验中采用He作为剥蚀物质的载气, 哈佛大学标准锆石91500作为外标,29Si作为内标, 微量元素以610为标样。采用LaTEcalc(Ver1.5)对同位素数据进行处理, 本文不考虑谐和度小于10％的测点,同时对小于1 000 Ma的锆石, 采用206Pb/238U年龄。用ISOPLOT程序(Ludwig, 2003)进行锆石谐和图绘制和加权平均年龄计算。

3　岩相学和岩石地球化学

含十字石石榴角闪岩样品手标本呈近黑色, 但可见紫红色粒状自形石榴石, 具粒状变晶结构, 块状构造。主要矿物组成为角闪石(55 vol.％～60 vol.％)、石榴石(10 vol.％～15 vol.％)、十字石(10 vol.％～15 vol.％)、白云母(2 vol.％～5 vol.％)、钠云母(5 vol.％～10 vol.％)、斜长石(2 vol.％～ 5 vol.％)、绿泥石(1 vol.％～3 vol.％)、绿帘石(1 vol.％～3 vol.％)以及钛铁矿(2 vol.％～4 vol.％)。石榴石, 呈紫红色, 颗粒大小在1～3 mm之间, 都以变斑晶形式存在, 石榴子石保留了较为完整的晶型, 少数含有少量的包体(如图2a, b)。角闪石是岩石中含量最高的一类矿物, 主要赋存于基质中, 具有明显的浅绿-深绿的多色性, 呈片状和粒状分布, 粒度不均(0.1～2 mm)(图2c), 钠云母有沿着流体通道分布的特征,此外, 磷灰石等副矿物以包体的形式存在于石榴子石和其他矿物晶体内。

图2　林芝杂岩体石榴角闪岩的显微结构Fig. 2　Photos showing the microstructure of the garnet amphibolites from the Nyingchi complex in the Tibetan Plateaua, b, c-含十字石石榴角闪岩; d, e, f-石英石榴角闪岩; a-EBSD照片; b, c, d, e, f-正交偏光; Gt-石榴子石; Amph-角闪石; Pg-钠云母; Ep-绿帘石; St-十字石; Bi-黑云母; Q-石英a, b, c-staurolite-bearing garnet amphibolites; d, e, f-quartz-bearing garnet amphibolites; a-EBSD; b, c, d, e, f-crossed nicols; Gt-garnet; Amph-amphibolite; Pg-paragonite; Ep-epidote; St-staurolite; Bi-biotite; Q-quartz

石英石榴角闪岩颜色呈黑色, 粒状变晶结构,块状构造, 主要矿物组合为角闪石(60 vol.％～70 vol.％)、石英(10 vol.％～15 vol.％)、石榴子石(5 vol.％～8 vol.％)、斜长石(2 vol.％～5 vol.％)、绿泥石(1 vol.％～3 vol.％)、绿帘石(1～3 vol.％)以及钛铁矿(2 vol.％～4 vol.％)。角闪石按照其晶形完整程度和粒径大小可以分为两类, 在薄片中可以明显看到大小和晶形不同的两类角闪石。其中一类角闪石粒径在1～2 mm之间, 晶形较为完整, 一类角闪石粒径在0.1～0.3 mm之间, 基本呈他形, 是大颗粒角闪石破碎的结果, 在薄片中两类角闪石有明显的分界线(图2d, e)。石英呈他形分布在角闪石颗粒之间。石榴子石普遍晶形不好, 大的石榴子石裂理发育, 无明显的核边结构, 边部反应生成角闪石, 小颗粒石榴子石仅保留石榴子石晶形。帘石以绿帘石为主,沿石榴子石裂隙和破碎角闪石之间分布(图2f), 此外还有钛铁矿等副矿物。

主微量地球化学分析结果见表1, 2中。含十字石石榴角闪岩全岩成分以贫硅富铝为主要特征, 烧失量在0.6％左右, SiO2含量在37％～38％之间, Al2O3含量在18％～20％之间, MgO含量变化不大, 在8％～9％之间, FeO含量在12％～14％之间, CaO含量在9％左右。含石英石榴角闪岩全岩成分主要特征为: 烧失量为0.3％～0.7％, SiO2含量在45％左右, 只有样品14SD162为52％, 属于玄武岩系列。Al2O3含量在13％～16％之间, MgO含量变化不大, 在5％～7％之间, FeO含量在12％～14％之间, CaO含量变化较大, 为9％～13％。

所有样品K2O＜Na2O, 全碱Alk为2.78％～5.36％; Mg#=100×Mg2+/(Mg2++Fe2+)为48.86～56.63,对比原始玄武岩浆显示发生了轻微的结晶分异作用,根据A F M图解判断岩石主体为拉斑玄武系列(图3a), 含十字石石榴角闪岩具有一定钾质系列倾向, 而石英石榴角闪岩表现部分钾质系列倾向和部分钠质系列倾向(图3b), 这暗示含十字石石榴角闪岩的原岩的形成可能与大洋环境有关, 而石英石榴角闪岩形成可能与岛弧有关, 其物源可能有洋壳成分参与。

表1　全岩主量元素成分分析结果(wt％)Table 1　Whole rock major element composition (wt％)

表2　全岩微量元素成分分析结果(×10-6)Table 2　Whole rock trace element composition (×10-6)

在哈克图解中, 石英石榴角闪岩TFe2O3和TiO2与MgO的相关关系趋势十分相似, 均呈现为折线型正相关(图4), 说明在岩浆演化的早期阶段,以TFe2O3和TiO2为主要载体矿物的钛铁氧化物可能是最主要的分离相之一。SiO2与MgO与呈明显负相关, 这可能以MgO主要载体矿物分离结晶所致, K2O和Na2O与MgO的负相关象征着岩浆的碱性在增强。含十字石石榴角闪岩TFe2O3与MgO呈弱的负线性相关, TiO2与MgO呈弱的正线性相关, SiO2与MgO相关性不明显, K2O和Na2O与MgO的正相关象征着岩浆的碱性在减弱。

图3　石榴角闪岩AFM图解(a; Irvine and Baragar, 1971)和石榴角闪岩和钾钠类型判别图解(b; Middlemost, 1994)Fig. 3　The AFM diagram (a; after Irvine and Baragar, 1971) and the discrimination diagram of the garnet amphibolites from the Nyingchi Complex (b; after Middlemost, 1994)

图4　林芝杂岩体中石榴角闪岩哈克图解Fig. 4　Harker diagrams of the garnet amphibolites from the Nyingchi Complex

图5　石榴角闪岩的稀土元素球粒陨石标准化(a; 据Boynton, 1984)和微量元素原始地幔标准化(b; 据Sun and McDonough, 1989)图解Fig. 5　Chondrite-normalized REE patterns (a; after Boynton, 1984) and primitive-mantle normalized trace elements patterns (b; after Sun and McDonough, 1989) of garnet amphibolites

含石榴子石石榴角闪岩在稀土元素配分图(图5a)上表现出轻稀土元素(LREE)相对亏损, 重稀土元素(HREE)相对富集且平坦的特点, 具有中等的Eu正异常, Eu的正异常可能与岩石中含有较多的角闪石和石榴子石有关, δEu的变化范围为1.33～1.89, 稀土元素总量较高, ΣREE的范围为381.27×10-6～430.62×10-6(见表2), 其配分模式类似于N-MORB。另在原始地幔标准化的多元素图解(图5a)上表现出大离子亲石元素(Sr和Rb)亏损和高场强元素(Nb和Ti)富集的特征, 这表现出了洋中脊玄武岩的特征。

图6　锆石的阴极发光图像和年龄分析点位及年龄值Fig. 6　Cathodoluminescence images of the zircons, showing the analytical spots and their ages

表3　锆石LA-ICP-MS U-Pb分析结果Table 3　LA-ICP-MS U-Pb analytical results

石英石榴角闪岩在稀土元素配分图(图5a)上表现出轻稀土元素(LREE)相对亏损, 重稀土元素(HREE)相对富集且平坦的特点, 没有Eu、Sr的异常, 稀土元素配分模式和含十字石石榴角闪岩类似, 类似于N-MORB。另在原始地幔标准化的多元素图解(图5b)上样品表现出Th、U、Pr、Zr的富集和Sr的亏损, 出现Nb、Ta的强分异。Nb/Ta比值较低, 在7～14之间, Nb、Ta分异可能和俯冲有关。

4　年代学特征

样品15SD154含十字石石榴角闪岩的锆石多为无色, 呈自形半自形的短柱状, 个别呈长柱状近椭圆形, 长约80～150 μm, 阴极发光(CL)图像显示,部分锆石具有核-边结构, 即由一个岩浆核和一个变质边组成, 岩浆核多为椭圆形, 具有不明显的震荡环带, 锆石变质边较窄, 多不具有环边结构。分析的20个样品点(表3)206Pb/238U年龄较为分散, 800～208 Ma都有, 但是主要集中在430 Ma, 268 Ma以及216 Ma这三个年龄峰值, 其中268 Ma以及216 Ma有较好的谐和年龄。这些分析点具有变化较大的Th(78.22×10-6～932.82×10-6)和U(224×10-6～747×10-6),它们具有变化较大的稀土元素含量(334×10-6～913×10-6, 表4), 并表现出LREE亏损、HREE富集,以及明显的Pr、Eu正异常、Sm负异常。小于300 Ma和大于400 Ma的锆石分析点的稀土元素明显表现不同特征: 小于300 Ma分析点表现为不明显的Pr和Eu负异常, 而大于400 Ma的锆石分析点表现明显的Pr和Eu负异常, 结合锆石(CL)图像和微量元素特征, 并结合区域上的岩浆事件和变质事件, 笔者认为430 Ma代表了一次岩浆事件, 而268 Ma和216 Ma分别代表了两期变质作用。

图7　锆石U-Pb或Pb-Pb年龄频率图和锆石U-Pb年龄谐和图(a)和林芝杂岩石榴角闪岩中锆石的稀土元素球粒陨石标准化配分模式(b)(标准化值据Boynton, 1984)Fig. 7　Frequency diagrams of zircon U-Pb (or Pb-Pb) ages and zircon U-Pb concordia diagram (a) and chondrite-normalized REE patterns for the zircons of garnet amphibolites from the Nyingchi Complex (b) (normalization values after Boynton, 1984)

图8　林芝杂岩体石榴角闪岩原岩构造环境判别图(据Pearce and Peate, 1995; Wood et al., 1980)Fig. 8　The tectonic setting discrimination diagrams of the garnet amphibolite from the Nyingchi Complex (after Pearce and Peate, 1995; Wood et al., 1980)WPB-板内玄武岩; MORB-大洋中脊玄武岩; A-亏损性洋中脊玄武岩; B-富集型洋中脊玄武岩和板内玄武岩; C-板内玄武岩; D-火山弧玄武岩WPB-intraplate basalt; MORB-mid-ocean ridge basalt; A-depletion type mid-ocean ridge basalt; B-enrichment type mid-ocean ridge basalt and intraplate basalt; C-intraplate basalt; D-volcanic arc basalt

5　讨论

5.1石榴角闪岩的形成环境

众所周知, 多种微量(稀土)元素组合特征要比单一元素稳定得多, 即使发生了变质作用, 其稀土配分模式不会发生改变(Hanson, 1980; Ganzeyev et al., 1984), 而不同构造环境中形成的玄武岩具有不同的微量元素特征, 这主要是由源区成分控制的(Wilson, 1989; Forster et al., 1997), 故可根据其特点来判断岩浆起源和构造环境。在Hf/3-Th-Ta图解中(图8b), 石英石榴角闪岩主要分布在火山弧区域,具有典型的大洋弧特征; 含十字石石榴角闪岩主要分布在亏损性洋中脊玄武岩区域。这说明含十字石石榴角闪岩原岩可能形成于与俯冲有关的构造环境中, 但并不是典型的岛弧或者陆缘弧火山岩, 同时具有MORB的特征。

表4　锆石LA-ICP-MS 稀土元素分析结果（×10-6）Table4　Rare earth element compositions of zircon（×10-6）

5.2拉萨地体东南缘的岩浆事件特点

拉萨地体东南缘晚白垩纪—早新生代岩浆作用现有研究普遍认为, 冈底斯岩浆带新生代存在65～45 Ma和26～10 Ma的两期岩浆活动, 前者形成于同碰撞挤压环境, 后者形成于后碰撞伸展环境,而40～26 Ma 则是岩浆活动间歇期(Chung et al., 2003, 2005; Wen et al., 2008)。冈底斯新生代早期的侵入岩和火山岩规模巨大, 总体显示出钙碱性岛弧岩浆特征(Debon et al., 1986; Wen et al., 2008)。而对于该地区的正片麻岩分别给出了～67 Ma和～58 Ma的原岩结晶年龄, 其原岩具有钙碱性岛弧岩浆岩的特征(林彦蒿等, 2013)。综合该区域的研究成果来看,拉萨地东南缘的林芝地区的岩浆活动时间在新生代,而在本文研究的含十字石石榴角闪岩给出了～430 Ma岩浆结晶年龄, 原岩具有MORB的特征,这表明拉萨地块东南缘存在古生代岩浆活动, 这可能和区域的泛非岩浆活动有关。

5.3拉萨地体东南缘的变质作用特征

尽管前人研究普遍认为拉萨地体存在前寒武纪结晶基底(Dewey et al., 1988; Geng et al., 2006),但是确切的变质年龄证据仅在北部的那果地区变质岩的研究中获得(张泽明, 2010)。而同样被认为前寒武基底的分布在拉萨地体东南部的林芝岩群, 实际上是中、新生代变质形成的角闪岩相至麻粒岩相变质岩(王金丽等, 2009; 董昕等, 2009, 2012; 张泽明等, 2010; Zhang et al., 2012; 张里和吴耀, 2012; Guo et al., 2012)。因此, 林芝岩群是中、新生代复合变质形成的变质杂岩。如董昕等(2009)和Zhang等(2010b)在林芝杂岩中获得了～35 Ma的角闪岩相变质年龄。王金丽等(2009)和Zhang等(2010b)证明米林地区的林芝杂岩经历了麻粒岩相峰期和角闪岩相退变质作用, 变质年龄在90～80 Ma之间。Guo等(2012)、董昕等(2012)、张里和吴耀(2012)在林芝杂岩中获得了约55～45 Ma的变质年龄。而Guo等(2012)和董昕等(2012)认为这期角闪岩相变质作用发生在俯冲的新特提斯洋板片折返深俯冲的新特提斯洋板片断离构造环境下。本文研究的石榴角闪岩出现了古生代和中生代的变质年龄, 表明林芝杂岩体经历了和松多榴辉岩同时代的变质作用, 结合石榴角闪岩的顺时针P-T演化轨迹来看(黄杰等, 2015),它经历了进变质的高压变质作用, 所以拉萨地块内部二叠纪的高压-超高压作用范围不仅仅是松多榴辉岩带, 而林芝岩群可能也经历了这一期次变质作用。

6　结论

林芝杂岩体的石榴角闪岩原岩具有MORB特征, 经历430 Ma的岩浆事件, 以及古生代268 Ma和中生代216 Ma的变质作用, 其中古生代的变质年龄对应了拉萨地块松多榴辉岩的峰期变质年龄,而中生代的变质年龄和榴辉岩的围岩绿帘角闪岩以及含石榴子石白云母片岩一致。结合皮康古生代花岗岩研究, 认为拉萨地块内部可能存在一个古生代的缝合带, 是古特提斯洋向北俯冲的结果。在晚古生代发生了俯冲事件, 产生了一系列的岩浆活动和变质事件, 松多榴辉岩和皮康花岗岩就是这个时代的产物, 同时林芝杂岩体的石榴角闪岩经历的晚古生代变质事件, 扩大了拉萨地块内部二叠纪高压变质作用的范围。

致谢: 本文样品采集过程中得到中国地质大学(北京)董天赐和卢雨潇师弟的帮助, 文章写作过程中北京大学申婷婷博士后和张璐博士的大力帮助, 在这里表示诚挚的感谢。

Acknowledgements:

This study was supported by National Natural Science Foundation of China (Nos. 41202034 and 41572051), China Geological Survey (No. 12120115026801) and Central Public-interest Scientific Institution Basal Research Fund (No. J1518).

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A Study of Geochemistry and Chronology of Garnet Amphibolite from the Nyingchi Complex in the Lhasa Terrane

HUANG Jie1,2), ZHANG Cong1)*, YANG Jing-sui1), LI Peng1), WANG Shu2)
1) Institute of Geology, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037; 2) School of Tourism & Research Institute of Human Geography, Xi'an International Studies University, Xi'an, Shaanxi 710128

In this paper, the authros studied the geochemistry and chronology of garnet amphibolites distributed in the Nyingchi region within the southeastern segment of Lhasa terrane. The studied samples consist of staurolite-bearing garnet amphibolites and quartz-bearing garnet amphibolites, which experienced the high-pressure amphibolite facies metamorphism. The staurolite-bearing garnet amphibolite has a mineral association of garnet, amphibole, staurolite, chlorite, plagioclase, mica and minor ilmenite and apatite. The quartz-bearing garnet amphibolites has a mineral assemblage of quartz, garnet, and amphbolite. Petrological and geochemistry studies show that the protoliths of the garnet amphibolites are characterized by MORB affinity. Detrital zircons from the paragneiss yielded a206Pb/238U age range of 800～202 Ma. With main populations at～430 Ma, ～268 Ma, and ～216 Ma. ～268 Ma and ～216 Ma metamorphic ages are related to the HP metamorphism of the Lhasa Block. ～268 Ma age is similar to the age of peak metamorphic eclogite in Sumdo, and ～216 Ma is similar to the age of the garnet-bearing schist, i.e., the host rock of eclogite. In combination with regional chronology of Lhasa Block, the authors hold that the Nyingchi Complex not only experienced the metamorphism and magmatic activities in Cenozoic but also experienced the UHP metamorphism in Permian and the HP metamorphism in Triassic following the closure of the Paleo-Tethyan Ocean and the collision between the south Lhasa terrane and the north terrane.

garnet amphibolite; metamorphism; chronology; Lhasa Block

P588.34; P597.1

A

10.3975/cagsb.2016.06.06

本文由国家自然科学基金青年基金(编号: 41202034)、面上项目(编号: 41572051)、中国地质调查工作项目(编号: 12120115026801)和中国地质科学院地质研究所基本科研业务费项目(编号: J1518)联合资助。

2016-08-20; 改回日期: 2016-11-03。责任编辑: 闫立娟。

黄杰, 男, 1990年生。助教。主要从事变质岩岩石学研究工作。E-mail: 2001130126@cugb.edu.cn。

张聪, 男, 1983年生。副研究员。主要从事变质地质学及超高压岩石学研究工作。E-mail: congzhang@pku.edu.cn。