西藏班戈花岗岩体的年代学、地球化学特征及构造环境研究

吴 洋，潘志龙，王 强，李 鑫

(河北省区域地质矿产调查研究所，河北 廊坊 065000)

1 地质概况

研究区地层以中生界为主，分布有少量古新世火山岩及第四系沉积物。研究区及周边的中、新生代受控于北部的班公湖—怒江特提斯洋和南部的雅鲁藏布江特提斯洋的俯冲、消减和碰撞造山作用，形成了构造演化历史较为复杂的岩浆弧。区内岩浆活动广泛，变质作用普遍，断裂及褶皱构造发育[1]。

班戈花岗岩体的主体岩石侵位时代为早白垩世、晚白垩世。根据野外关系及同位素资料，早白垩世岩浆分三个期次侵入，早期为石英闪长岩及英云闪长岩，中期为二长花岗岩，晚期为大规模的花岗闪长岩。早白垩世侵入体侵入中上侏罗统拉贡塘组，其上被晚白垩世竞柱山组砂砾岩覆盖。晚白垩世发育斑状二长花岗岩、正长花岗岩及碱长花岗岩，围岩为早白垩世多尼组碎屑岩及郎山组碳酸盐岩[2]。

2 班戈花岗岩体的年代学

选取研究区代表性花岗岩进行SHRIMP锆石U-Pb测年，P10TW1号样品采自早白垩世花岗闪长岩。CL图像上大多数锆石为长柱状，少数为等轴状，粒度100～210 μm，环带结构清晰。10个测点的Th/U比值在0.10～1.63，多数值小于0.4，Th含量偏低。10个测点，除去偏差较大的3个年龄值(测点5、7、9)，其余测点的U-Pb年龄在117.2～125.5 Ma之间，加权平均年龄120.9±1.6 Ma(N=7，MSWD=0.91)，代表了该岩体形成的年龄(图1)。

图1 P10TW1SHRIMP锆石U-Pb年龄图

本次工作在区分岩体侵位关系的基础上采集代表性样品进行锆石U-Pb测年，获得了清晰的年龄结构：a 137.6 Ma±的早白垩世早期岩珠或残留体；b 130.6～133.3 Ma的二长花岗岩；c 117.6～123 Ma大规模侵位的花岗闪长岩；d 75.6 Ma侵位的斑状二长花岗岩。综合前人资料认为，班戈复式岩基的早期岩浆活动年龄在135 Ma以上，规模相对较小；130 Ma左右出现规模较大的岩浆活动，产物包括花岗闪长岩、二长花岗岩；120 Ma左右出现了规模最大的一期岩浆活动，首先是大规模花岗闪长岩的侵位，后期演化为强过铝质的二云母二长花岗岩；最后一期的岩浆活动出现在晚白垩世晚期，产物包括斑状二长花岗岩(75.6 Ma)、正长花岗岩及碱性花岗岩[3]。

3 班戈花岗岩体的地球化学特征

3.1 早白垩世侵入体

3.1.1 早白垩世早期侵入体(137.6 Ma)

该期侵入岩主要包括石英闪长岩、英云闪长岩两种岩石类型。

石英闪长岩的SiO2含量界于64.9%～66%；全碱(K2O+Na2O)含量5.52%～5.72%；K2O/Na2O比值在0.88～1.08之间。在TAS图解中，投在Irvine线下方的花岗闪长岩区，为亚碱性岩系；在K2O-SiO2图解中，落于高钾钙碱性岩系区；FAM图解中，投入钙碱性岩系区；A/CNK值界于1.11～1.17之间，A/CNK-A/NK图解中落在过铝质区。里特曼指数变化于1.33～1.47，属钙碱性岩系；碱度率在1.77～1.85之间变化，属钙碱性岩系；分异指数界于67.62～68.41；固结指数变化于13.13～13.61。

英云闪长岩的SiO2含量界于64.64%～66.98%；全碱(K2O+Na2O)含量变化于5.11%～5.77%；K2O/Na2O比值在0.84～1.41之间。在TAS图解中，投在Irvine线下方的花岗闪长岩区，为亚碱性岩系；在K2O-SiO2图解中，落于钙碱性—高钾钙碱性岩系区；FAM图解中，投入钙碱性岩系区；A/CNK值界于0.98～1.27之间，A/CNK-A/NK图解中落在过铝质区。里特曼指数1.11～1.37；碱度率在1.65～1.76之间；分异指数界于62.74～71.47；固结指数变化于1.65～1.76。

3.1.2 早白垩世中期侵入体(133.3～130.6 Ma)

该时期侵入体在研究区仅见有二长花岗岩。其SiO2含量界于70.64%～79.87%；全碱(K2O+Na2O)含量变化于6.62%～8.94%；K2O/Na2O比值在0.67～2.03之间。在TAS图解中，投在Irvine线下方的花岗岩区，为亚碱性岩系；在K2O-SiO2图解中，主体落于高钾钙碱性岩系区；FAM图解中，投入钙碱性岩系区；A/CNK值界于0.98～1.11之间，A/CNK-A/NK图解中落在过铝质区，属弱过铝质岩石。里特曼指数变化于1.47～2.37；碱度率在2.27～4.06之间变化；分异指数界于78.78～97.43；固结指数变化于0.35～11.7。

3.1.3 早白垩世晚期侵入体(120.9～117.6 Ma)

该期岩浆活动早期见有规模较小的斑状石英二长闪长岩，主体为规模巨大的花岗闪长岩体，构成班戈花岗岩体的主体。

斑状石英二长闪长岩的SiO2含量62.24%～66.44%；全碱(K2O+Na2O)含量变化于5.45%～5.95%；K2O/Na2O比值在0.67～1.22之间。在TAS图解中，投在Irvine线下方的闪长岩和花岗闪长岩界线附近，为亚碱性岩系；在K2O-SiO2图解中，主体落于高钾钙碱性岩系区；FAM图解中，投入钙碱性岩系区；A/CNK值界于0.97～1.06之间，A/CNK-A/NK图解中落在偏铝质—弱过铝质区。里特曼指数变化于1.49～1.8；碱度率在1.57～1.85之间变化；分异指数界于59.85～68.83；固结指数变化于14.02～20.4[4]。

花岗闪长岩的SiO2含量界于62.42%～71.86%；全碱(K2O+Na2O)含量变化于5.11%～7.24%；K2O/Na2O比值在0.57～1.55之间。在TAS图解中，投在Irvine线下方的花岗闪长岩区，为亚碱性岩系；在K2O-SiO2图解中，落于钙碱性—高钾钙碱性岩系区；FAM图解中，投入钙碱性岩系区；A/CNK值界于0.93～1.16之间，A/CNK-A/NK图解中落在偏铝质—弱过铝质区。里特曼指数变化于1.15～1.93；碱度率在1.59～2.54之间变化；分异指数界于59.51～83.26；固结指数变化于8.27～21.81。

3.2 晚白垩世侵入体

研究区出露的晚白垩世侵入体主要有斑状二长花岗岩和正长花岗岩。

斑状二长花岗岩的SiO2含量界于66.52%～74.54%；全碱(K2O+Na2O)含量变化于7.36～8.31%；K2O/Na2O比值在1.4～1.28之间。在TAS图解中，投在Irvine线下方的石英二长岩和花岗岩区，为亚碱性岩系；在K2O-SiO2图解中，落于高钾钙碱性岩系区；FAM图解中，投入钙碱性岩系区；A/CNK值界于0.86～1.03之间，A/CNK-A/NK图解中落在偏铝质—弱过铝质区。里特曼指数变化于1.71～2.66；碱度率在2.32～2.7之间变化；分异指数界于77.49～88.6；固结指数变化于5.7～11.99。

正长花岗岩仅获得1个岩石化学数据。其SiO2含量为71.24%；全碱(K2O+Na2O)含量9.76%；K2O/Na2O比值1.04。在TAS图解中，投在Irvine线上方的花岗岩区，为碱性岩系；在K2O-SiO2图解中，落于钾玄岩系区；A/CNK值0.97，A/CNK-A/NK图解中落在偏铝质区。里特曼指数为3.35；碱度率为4.82；分异指数为93.93；固结指数为0.59[5]。

4 构造环境

将区内白垩纪中酸性侵入微量元素数据投在Peare的一组微量元素构造环境判别图解中，得到基本一致的结论：早白垩纪的中酸性侵入岩绝大多数位于火山弧花岗岩区，晚白垩纪斑状二长花岗岩落在同碰撞花岗岩区，晚白垩纪的正长花岗岩则总是在板内花岗岩区。根据Maniar和Piccoli利用岩石学、主量元素化学和矿物学特征判断花岗岩构造环境的方法及原则，区内花岗岩在判别图解中给出了较为一致的结果(图2)。早白垩世花岗岩及晚白垩世斑状二长花岗岩总是位于IAG+CAG+CCG组花岗岩的区域，晚白垩世正长花岗岩总是位于RRG+CEUG组花岗岩的区域。

IAG 岛弧花岗岩；CAG 大陆弧花岗岩；CCG 大陆碰撞花岗岩；POG 后造山花岗岩；RRG 与裂谷有关的花岗岩类；CEUG 与大陆造陆抬升有关的花岗岩类；OP 大洋斜长花岗岩

图2区内花岗岩主量元素构造环境判别

根据A/CNK值对IAG+CAG+CCG组花岗岩进行区分：早白垩世花岗闪长岩、斑状石英二长闪长岩及晚白垩世斑状二长花岗岩A/CNK值均<1.05，其为火山弧花岗岩；早白垩世石英闪长玢岩和英云闪长岩的A/CNK值界于1.05～1.15之间，该指标不能区分大陆碰撞花岗岩和火山弧花岗岩，而该类岩石一般认为是火山弧背景的产物。

在图解中，早白垩世侵入体主体落在消减花岗岩区，晚白垩世斑状二长花岗岩主体投在同碰撞花岗岩区，晚白垩世正长花岗岩投在造山期后花岗岩区。

5 结 论

锆石U-Pb年代学结果可以将班戈花岗岩划分为两个大的阶段，早白垩世和晚白垩世。地球化学特征显示，早白垩世侵入体总体具I型花岗岩特征，有向S型花岗岩演化的趋势；晚白垩世侵入体具I型花岗岩特征，后期出现含钠铁闪石的碱长花岗岩。班戈花岗岩的早白垩世侵入体是火山弧环境的产物，晚白垩世斑状二长花岗岩是在碰撞背景下形成的，而之后的正长花岗岩及碱长花岗岩则是在后碰撞环境形成的。总之，班戈花岗岩体的空间位置、侵位时限及地球化学特征显示其形成与班公湖—怒江洋的向南俯冲碰撞作用关系密切。