西藏中仓蛇绿混杂岩中辉长岩锆石U-Pb定年及其地质意义

徐梦婧，兰 锐 ，王 沛，李 才 ，吴彦旺，赵佩云

（1.天津城建大学 地质与测绘学院，天津 300384；2.吉林大学 地球科学学院，长春 130061）

狮泉河-永珠-嘉黎蛇绿混杂岩带位于青藏高原中部，其西起狮泉河，向东经永珠、嘉黎，至察隅，延伸入缅甸，全长超过1 000 km[1]，是北拉萨地体与中拉萨地体的分界线[2].目前，狮泉河-永珠-嘉黎蛇绿混杂岩带的演化时限尚存很大争议[3-5]，这主要是由于蛇绿混杂岩的年代学研究还很薄弱.在现代同位素测年技术中，主要采用的同位素体系包括U-Th-Pb、Sm-Nd、Rb-Sr、K-Ar、Ar-Ar、Re-Os、Lu-Hf、La-Ce和14C 等，其中锆石U-Pb定年方法在蛇绿混杂岩年代学研究中使用最为广泛，也被认为最为精确[6]，而在狮泉河-永珠-嘉黎蛇绿混杂岩带中，仅在狮泉河、拉果错和凯蒙蛇绿混杂岩中报道过锆石 U-Pb 年龄[3，5，7-10]，因此需要更多更精确的年龄，对该蛇绿混杂岩带的演化时限进行限定.

中仓蛇绿混杂岩位于尼玛县中仓乡南约500 m处，是1∶50 000达查沟地区区域地质调查过程中新发现的一套蛇绿混杂岩，其中只有堆晶岩进行了初步定年[11]，本文对中仓蛇绿混杂岩中的主要出露端元堆晶辉长岩和辉长岩墙进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年，以明确中仓蛇绿混杂岩的形成时代，为探讨狮泉河-永珠-嘉黎蛇绿混杂岩带的构造演化提供新的基础资料.

1 地质概况

图1为研究区地质构造简图.

中仓蛇绿混杂岩呈东西向展布，长约8 km，宽约1.5 km.中仓蛇绿混杂岩已完全肢解，肢解的蛇绿岩岩片分布于早白垩世郎山组地层之中，这些岩片主要包括变质橄榄岩、堆晶辉长岩和辉长岩墙，地球化学分析显示堆晶辉长岩和辉长岩墙同时具有MORB和IAB特征，可能形成于弧后盆地[11].郎山组地层主要由灰岩组成，含有大量的圆笠虫化石，被晚白垩世竟柱山组角度不整合覆盖（见图1b）.变质橄榄岩出露在中仓蛇绿混杂岩的西段，并伴生有红色硅质岩、角砾状橄榄岩、辉长岩和辉绿岩.中仓蛇绿混杂岩的东段主要由堆晶辉长岩、辉长岩墙和少量玄武岩组成，它们彼此之间呈断层接触（见图1b）.本文所研究的堆晶辉长岩和辉长岩墙采自中仓蛇绿混杂岩的东段，岩石普遍经历了绿片岩相—角闪岩相变质，主要由角闪石、斜长石、绿泥石、阳起石和不透明矿物所组成.

图1 研究区地质构造简图

2 锆石LA-ICP-MS的U-Pb定年

2.1 分析方法

锆石挑选在河北省区域地质调查研究院采用XAW100型震动碎样机完成.锆石的阴极发光图像（CL）在北京大学物理学院拍摄，详细的测试条件和分析方法见陈莉等（2005）[15]的论文中.锆石的 U、Th、Pb同位素以及微量元素在中国地质大学（北京）地质科学研究院LA-ICP-MS实验室完成.最终的年龄结果通过Glitter4.4软件计算获得，使用ISOPLOT软件计算206Pb/238U加权平均年龄[16].

2.2 分析结果

堆晶辉长岩（DC9）中锆石大小多集中在100～200 μm，长宽比为 1 ∶1～2 ∶1.锆石的内部结构比较复杂，多呈面状、条带状或补丁状结构，除此之外，个别锆石具有较宽的增生边（见图2）.同位素分析结果表明，锆石的U和Th质量分数分别约为（15～201）×10-6和（8～293）× 10-6，Th/U 为 0.42～1.66（见表1），为典型的基性岩浆锆石[17].20个分析点的206Pb/238U年龄集中在113 Ma到120 Ma之间，206Pb/238U加权平均年龄为（116.1±1.8）Ma（95% 置信度；MSWD=0.23）（见图3）.

图2 堆晶辉长岩（DC9）代表性锆石的阴极发光图像

表1 中仓蛇绿混杂岩堆晶辉长岩（DC9）和辉长岩墙（DCT21）代表性锆石LA-ICP-MS的U-Pb年龄分析结果

锆石球粒陨石标准化的稀土元素配分图解显示，这些锆石强烈富集重稀土元素，具有Ce的正异常（Ce/Ce*为 5.48～35.72）和Eu的负异常（Eu/Eu*为 0.12～0.59）（见图4）.

辉长岩墙样品（DCT21）中的锆石与堆晶辉长岩中锆石相似，多呈短柱状或不规则的破碎残片，锆石大小比较均一，粒度多在100～200 μm，长宽比介于1∶1～2∶1之间.阴极发光CL图像显示大部分锆石具有明显的环带结构，少数呈条带状或面状结构（见图5），与基性岩中岩浆锆石的特征一致.锆石的U和Th质量分数较低，分别约为（13～97）×10-6和（18～114）×10-6，低于堆晶辉长岩锆石的U和Th质量分数.大部分锆石的Th/U为0.81～2.18，反映这些锆石为岩浆成因锆石.辉长岩墙锆石26个分析点的年龄谐和，206Pb/238U年龄约为107Ma到121Ma，206Pb/238U 加权平均年龄为（113.4±1.7）Ma（95%置信度；MSWD=1.4）（见图6），代表了辉长岩墙的形成年龄.

锆石的球粒陨石标准化稀土元素配分模式与堆晶辉长岩中的锆石相似，强烈富集重稀土元素，具有正Ce异常（Ce/Ce*=4.72～36.36），负 Eu异常（Eu/Eu*=0.18～0.47）（见图7）.

图3 堆晶辉长岩（DC9）LA-ICP-MS锆石U-Pb谐和年龄及加权平均值年龄

图4 堆晶辉长岩锆石球粒陨石标准化稀土元素配分图解

图5 辉长岩墙（DCT21）代表性锆石的阴极发光图像

图6 辉长岩墙（DCT21）LA-ICP-MS锆石U-Pb谐和年龄及加权平均值年龄图

图7 辉长岩墙锆石球土元素配分图解

3 大地构造意义

锆石U-Pb定年获得，中仓堆晶辉长岩和辉长岩墙的形成时代分别为（116.1±1.8）Ma和（113.4±1.7）Ma，地球化学分析显示，这些堆晶辉长岩具有弧后盆地玄武岩的特征[19]，说明中仓蛇绿混杂岩形成于早白垩世晚期的弧后盆地之中[11].前人研究表明古昌蛇绿混杂岩代表了一个有限洋盆，并在辉长岩中获得了（128.4±2.6）Ma的40Ar/39Ar年龄（1∶25万物玛幅地质调查报告）；永珠蛇绿混杂岩可能形成于弧后盆地或弧间盆地[20]，玄武岩的K-Ar年龄为139 Ma，基性岩墙的锆石年龄约为150 Ma[10，20-22].此外，拉果错蛇绿混杂岩斜长花岗岩中获得了124 Ma的K-Ar年龄（1∶25万改则幅地质调查报告），阿索蛇绿混杂岩辉长辉绿岩中获得了（118.74±4.75）Ma 的 K-Ar年龄[23]，并且在拉果错、阿索和永珠蛇绿混杂岩中均发现有早白垩世的放射虫化石[23-24].以上这些特征说明狮泉河-永珠-嘉黎蛇绿混杂岩带在早白垩世仍处于弧后盆地的演化阶段.

4 结论

对位于狮泉河-永珠-嘉黎蛇绿混杂岩带西段新发现的中仓蛇绿混杂岩中堆晶辉长岩和辉长岩墙进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年，结果表明堆晶辉长岩和辉长岩墙的形成时代分别为（116.1±1.8）Ma和（113.4±1.7）Ma.结合前人的研究成果，认为狮泉河-永珠-嘉黎蛇绿混杂岩带在早白垩世仍处于弧后盆地的演化阶段.