夏文杰,杨竹森,官玮琦,张霖原
(1. 中国地质大学 地球科学与资源学院,北京 100083; 2. 中国地质科学院 矿产资源研究所,北京 100037;3. 中国地质科学院 地质研究所,北京 100037)
青藏高原的形成经历了羌塘、拉萨等地块从冈瓦纳大陆裂解、向北漂移与碰撞拼贴等一系列过程,最终以印度大陆与亚洲大陆的陆陆碰撞而终结,它以连续发育并完好保存的大陆聚合过程、清楚明确的板块边界、各种标志性的地质记录以及规模的宏大的成矿事件成为研究大陆动力学、碰撞造山与成矿作用的最佳地区(Yin and Harrison,2000; 侯增谦等,2008; Houetal.,2009; 许志琴等,2011; Zhuetal.,2013)。伴随新生代印亚陆陆碰撞这一过程,拉萨地块内发生了强烈的岩浆活动,集中形成了西藏80%的岩浆岩(莫宣学等,2005; Zhuetal.,2011),其中以拉萨地块南部的冈底斯岩浆岩带规模最为宏大(Moetal.,2007; Zhuetal.,2009,2018)。
冈底斯岩浆岩带位于拉萨地体南部,沿雅鲁藏布江缝合带北侧近东西平行展布,主要由南部以花岗岩类为主要组成的岩基带和北部以林子宗群为主要组成的火山岩带组成(莫宣学等,2005; Chungetal.,2005; Wenetal.,2008)。大量研究结果表明岩浆活动从晚三叠世(约210 Ma)(Zhuetal.,2018)一直持续到中新世(约13 Ma),其中,古新世—始新世(65~41 Ma)时期岩浆活动最为强烈,并在52 Ma左右达到高峰(莫宣学等,2003; 侯增谦等,2006a; Jietal.,2009)。前人对带中古新世—始新世岩浆岩特别是基性岩浆岩的岩石成因及岩浆起源与演化等方面的研究,揭示了印度-亚洲大陆碰撞过程及深部壳幔相互作用过程(江万等,1998; 莫宣学等,2003,2005; 董国臣等,2006,2008; 纪伟强等,2009; Jietal.,2009; 孟元库等,2018),认为已俯冲的新特提斯洋壳板片发生了回卷并在53 Ma与印度大陆断离(Zhuetal.,2015,2018),同时发生了幔源基性岩浆底侵与地壳增厚(Moetal.,2007,2009; Wangetal.,2015)以及印度大陆岩石圈的撕裂(侯增谦等,2006b)。但是,以往的研究特别是对基性岩浆岩的研究主要集中在冈底斯岩浆岩带的东段,对冈底斯带中段和西段的研究较少,限制了现有认识向西的推广。
笔者近年在冈底斯岩浆岩带中段昂仁县阿木雄一带工作,于始新世花岗岩岩基中发现同时侵位的辉长岩岩株,并在两者过渡带发现有细粒闪长岩出露,构成花岗岩-辉长岩杂岩体,于是对其中的花岗岩和辉长岩进行了岩石学、岩石地球化学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素地球化学研究,并在此基础上探讨了二者的岩浆源区及岩石成因,阐明了其构造背景和深部动力学过程,以期对揭示冈底斯岩浆岩带中段始新世岩浆活动的深部壳幔作用特征提供有益帮助。
青藏高原从北向南包括松潘-甘孜、北羌塘、南羌塘、拉萨、喜马拉雅地块和分割其间的金沙江、龙木错-双湖、班公湖-怒江、雅鲁藏布江缝合带(Yin and Harrison,2000),其中拉萨地块以南部的洛巴堆-米拉山断裂带(LMF)和北部的狮泉河-纳木错蛇绿混杂岩带(SNMZ)为界,分为南拉萨、中拉萨和北拉萨3个次级地块(Zhuetal.,2009,2011,2013),阿木雄辉长岩-花岗岩杂岩体即位于南拉萨次级地块中段南部(图1a)。
图 1 冈底斯岩基分布图[a,据Zhu等(2018)修改]、阿木雄杂岩体地质图[b,据张振利等(2003)(1)张振利,田立富,范永贵,等. 2003. 中华人民共和国1∶25万区域地质调查报告桑桑区幅.修改]和研究区地质图(c)Fig. 1 Regional geological map of Gangdise batholith (a,modified after Zhu et al., 2018), geological map of Amuxiong batholith(b, modified after Zhang Zhenli et al., 2003)(2)张振利,田立富,范永贵,等. 2003. 中华人民共和国1∶25万区域地质调查报告桑桑区幅. and geological map of the study area (c)
南拉萨次级地块东段和西段具有幔源玄武质岩浆底侵形成的新生下地壳,中段具有被幔源岩浆强烈改造的古老下地壳(Houetal.,2015),其上发育规模巨大的冈底斯岩浆岩带(图1a),局部出露石炭系-二叠系海相碎屑岩和碳酸盐岩(中段)、侏罗系-白垩系弧火山-沉积岩系(东段)以及上侏罗统-下白垩统则弄群火山-沉积岩系和下白垩统捷嘎组碳酸盐岩(西段)。冈底斯岩浆岩带主体包括南部的大规模同碰撞花岗质岩基带和北部的以林子宗群中酸性火山岩为代表的巨厚钙碱性火山岩带(莫宣学等,2003,2005,2009; 侯增谦等,2006a; Chungetal.,2005; Wenetal.,2008; Jietal.,2009; Zhuetal.,2011),岩浆活动从晚三叠世(约205 Ma)到中新世(18~13 Ma),其中在古新世—始新世(65~41 Ma)最为剧烈,由已俯冲的新特提斯洋壳板片回卷并在53 Ma左右断离引起 (Zhuetal.,2015,2018; 孟元等,2018)。冈底斯岩基带紧邻南侧的雅鲁藏布江缝合带或日喀则弧前盆地,主要由二长花岗岩、花岗闪长岩、石英闪长岩等构成的复合式岩基组成(董国臣等,2008; Jietal, 2009; 莫宣学等,2009; 邱检生等,2015; 孟元库等,2018),在南缘与南北向裂谷带交切地段还发育有基性小岩体带,主要岩性为辉长苏长岩、角闪辉长岩、辉石岩等(董国臣等,2008),与平行于雅鲁藏布江蛇绿岩带以北的航磁异常带相对应(熊盛青等,2001)。花岗质岩基中常见有暗色镁铁质包体,被认为是岩浆混合作用的产物(江万等,1998; 董国臣等,2006,2008)。岩基中基性岩和中酸性岩的Sr-Nd同位素和Hf同位素组成均表明岩浆整体来自于亏损源区,并存在一定古老地壳物质的贡献(莫宣学等,2005; Jietal.,2009)。
阿木雄辉长岩-花岗岩杂岩体位于日喀则地区昂仁县阿木雄乡,处于南拉萨次级地块中段南部,当惹雍错-许如错南北向裂谷南端。该杂岩体主要岩性为黑云二长花岗岩,呈岩基形式侵入于下二叠统昂杰组板岩和古新统-始新统林子宗群火山岩中,出露面积约820 km2(图1b),另有少量闪长岩、角闪辉长岩、花岗斑岩和花岗闪长岩呈小岩株侵入于黑云二长花岗岩中(图1c)。闪长岩与黑云二长花岗岩间界线截然,但冷凝边和烘烤边不发育,显示脉动侵入接触关系;角闪辉长岩侵位于闪长岩岩株内,具有中部粒度粗(达1.5 cm)、边部粒度细(4~5 mm)的特征,与闪长岩间界线过渡,显示涌动侵入接触关系。采样区域南距219国道约29 km,采集了角闪辉长岩和黑云二长花岗岩样品(图1c、表1)。
表 1 阿木雄杂岩体样品特征和分析方法
Table 1 Characteristics and analytical methods for Amuxiong complex samples
黑云二长花岗岩为大岩基侵位,呈浅灰色,风化面呈黄白色,似斑状结构,块状构造(图2a),斑晶为正长石、石英,含量10%~20%,粒径5~8 mm左右。基质粒径2 mm左右,主要矿物为石英(25%~30%)、正长石(20%~30%)、斜长石(25%~35%)、黑云母(10%)和少量磁铁矿(<5%)。石英为它形粒状,可见熔蚀残余结构,有石英碎片包裹在长石中,这种石英形成早于正常岩浆结晶时期。正长石呈它形粒状、板条状,它形粒状者粒径较大,为条纹长石,板条状者粒径较小,常被包裹于大颗粒长石中。斜长石为半自形板条状,粒径较小,可见斜长石环带、聚片双晶和卡钠复合双晶(图2b、2c)。
角闪辉长岩呈岩株状侵入在黑云二长花岗岩岩基中,岩石呈深灰绿色-黑色,中粗粒状结构,块状构造(图2d)。主要矿物为角闪石(40%~70%)、斜长石(30%~45%)和少量磁铁矿(5%~10%)、黑云母(<5%)和榍石(<5%)。角闪石多呈短柱状自形晶,粒径约0.4~1.5 cm,具有生长分带,可分为早、中、晚3个世代,其中常包裹有斜长石和磁铁矿。斜长石呈自形和半自形板柱状,部分具有宽的聚片双晶和环带结构,An牌号范围为43~57,也有早、中、晚3个生长世代,早世代斜长石被包裹于早世代角闪石中,中世代斜长石粒度较大,常包裹有角闪石和磁铁矿,晚世代斜长石主要为基质中的斜长石(图2e、2f)。在大部分样品中可见自形斜长石与角闪石互嵌形成的辉长结构。岩株内见有伟晶状石英闪长质包体。
图 2 黑云二长花岗岩和角闪辉长岩手标本及镜下照片Fig. 2 Field photographs and microphotographs of biotite monzonitic granite and hornblende gabbro a—黑云二长花岗岩手标本; b—黑云二长花岗岩,单偏光; c—黑云二长花岗岩,长石为自形-半自形板状,石英呈它形充填于长石和黑云母间,具典型的花岗结构,正交偏光; d—角闪辉长岩手标本; e—角闪辉长岩,单偏光; f—角闪辉长岩,角闪石呈自形-半自形柱状或近六边形,斜长石呈自形-半自形板状,偶见自形小颗粒斜长石被角闪石包裹,正交偏光; Bt—黑云母; Hbl—普通角闪石; Kfs—钾长石; Pl—斜长石;Qtz—石英; Mag—磁铁矿(矿物缩写据沈其韩, 2009)a—field photograph of biotite monzonitic granite; b—biotite monzonitic granite, plainlight; c—biotite monzonitic granite, showing granitic texture, crossed nicols; d—field photograph of hornblende gabbro; e—hornblende gabbro, plainlight; f—hornblende gabbro, showing gabbro texture, crossed nicols; Bt—biotite; Hbl—hornblende; Pl—plagioclase; Qtz—quartz; Mag—magnetite (mineral abbreviations after Shen Qihan, 2009)
主微量元素分析方法:野外采集新鲜无蚀变、未风化的样品,清洗干净然后完成磨制探针片,200目粉末制备,挑选单矿物等样品处理工作。将粉末送至国家地质实验测试中心进行主微量元素测定。主量元素的分析是在荷兰帕纳科公司Axios波长色散X射线荧光光谱仪(XRF)上完成,分析误差低于5%;通过化学滴定法测得Fe2O3,再使用总铁计算出FeO含量;微量元素的分析则使用ICP-MS完成,分析精度好于10%。
锆石U-Pb定年及Hf同位素分析方法: 将完成制靶的锆石打磨抛光,然后拍摄阴极发光图像,用于测定时选取锆石颗粒和测试部位。测试在中国地质调查局西安地质调查中心自然资源部岩浆作用成矿与找矿重点实验室完成,利用Neptune plus型多接收等离子体质谱仪应用LA-Q/MC-ICP-MS锆石U-Pb、Hf同位素及微量元素同时完成测定。实验采用Coherent Geolas Pro型激光剥蚀取样,Agilent 7700x型四级杆等离子体质谱仪,测试束斑直径为32 μm;锆石U-Pb年龄测试误差不超过年龄的5%,锆石年龄标定标样为91500标准锆石,内标元素为Si,成分标定标样为NIST610,详细仪器参数和测试过程可参考李艳广等(2015)。锆石原位微区Hf同位素详细测试流程可参照文献(侯可军等,2007; Mengetal. ,2014)。数据处理采用软件Glitter 4.4 (Van Achterberghetal., 2001)完成,锆石样品的U-Pb年龄谐和图绘制和加权平均年龄计算均采用Isoplot/Ex_ver 3(Ludwig,2003)获得。
对5个黑云母二长花岗岩采样点的6件样品和5个角闪辉长岩采样点的9件样品共计15件样品进行了岩石主、微量元素含量分析,分析结果见表2。
黑云二长花岗岩主量元素SiO2含量为68.83%~72.94%,在R2-R1图解(图3a)中,落在二长花岗岩区和花岗闪长岩区。K2O/Na2O为1.07~1.87,里特曼指数σ为1.72~2.54,在K2O-SiO2图解(图3b)中落入高钾钙碱性系列和钾玄岩的范围。Al2O3含量为13.47%~14.64%,A/CNK范围为1.01~1.04,属于准铝质的范围。P2O5含量为0.08%~0.11%,显示出贫磷的特征。分异指数(DI)为83.7~86.9。
角闪辉长岩主量元素SiO2含量为43.81%~51.00%,Al2O3含量为14.94%~18.10%,Fe2O3含量为3.61%~8.09%,FeO含量为5.04%~7.04%,CaO含量为8.75%~12.47%,Na2O含量为1.66%~2.98%,K2O含量为0.60%~1.57%,与代表性的辉长岩成分接近。在R2-R1分类图解(图3a)中,落在(橄榄)辉长岩区;在K2O-SiO2图解(图3b)上属于钙碱性-高钾钙碱性系列。其中MgO含量为4.57%~9.22%,Mg#值在40~66之间。
黑云二长花岗岩的稀土元素总量为140.51×10-6~271.06×10-6,球粒陨石标准化配分曲线右倾,中稀土元素轻度亏损,重稀土元素部分曲线略微翘起(图4a),具中等程度的Eu异常,Eu/Eu*为0.50~0.76。(La/Yb)N为12.92~21.88,(La/Sm)N为5.44~6.79,(Ho/Yb)N为0.86~0.95,显示轻重稀土元素有明显的分馏。黑云二长花岗岩的微量元素原始地幔标准化蜘蛛图(图4b)中显示高场强元素Nb、Ta、P和Ti的强烈亏损,而大离子亲石元素Pb、Th、U和Rb强烈富集,K相对富集。岩石的Zr/Nb值为11.85~15.10,Sr/Y值为7.49~45.00。
角闪辉长岩的稀土元素总量为40.42×10-6~114.79×10-6,球粒陨石标准化的配分曲线平缓右倾(图4a),Eu异常不明显(Eu/Eu*为0.86~1.10)。(La/Yb)N为4.16~6.99,(La/Sm)N为1.77~3.34,显示轻稀土元素相对重稀土元素有一定程度的富集,且发生了一定的分馏。角闪辉长岩的微量元素Nb含量为1.60×10-6~7.00×10-6,Zr含量为34.8×10-6~142×10-6,Th含量为1.66×10-6~11.0×10-6,U含量为0.40×10-6~1.75×10-6,在原始地幔标准化蜘蛛图(图4b)中显示高场强元素Nb和Ta强烈亏损,Zr和P相对亏损,而大离子亲石元素Pb强烈富集,U、Th、Rb、K和Sr相对富集。岩石的Zr/Nb值为11.29~25.96,Sr/Y值为17.81~76.10。
对1件黑云二长花岗岩样品(SMC16-154-1)的20颗锆石和1件角闪辉长岩样品(SMC16-20-1)的19颗锆石进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年,结果见表3。在样品的定年锆石测点附近或特征相同部位进行LA-ICP-MS Hf同位素分析,各获得12颗锆石Hf同位素的测试结果(表4)。
黑云二长花岗岩的锆石颗粒晶型较好,多为自形-半自形柱状,粒径为100~220 μm,长宽比为1∶1~2∶1,具有细密的韵律生长环带(图5a),Th/U值为0.90~2.06,说明锆石为岩浆成因(Belousovaetal.,2002; 吴元保等,2004)。在206Pb/238U-207Pb/235U谐和图(图5a)上,所获20个测点的测试结果均位于谐和线附近,表明定年结果可靠。单颗粒锆石的206Pb/238U年龄在52.1~46.0 Ma之间,加权平均年龄为49.05±0.94 Ma(MSWD=1.3)(图5b),可代表黑云二长花岗岩的结晶年龄。
角闪辉长岩的锆石颗粒多数为浑圆状,少数为短柱状,粒径为80~160 μm,长宽比为1∶1~1.2∶1,具有较宽的平行生长环带(图5c),Th/U值为1.05~2.09,显示岩浆成因锆石特征(Belousovaetal.,2002; 吴元保等,2004)。在206Pb/238U-207Pb/235U谐和图(图5c)上,19个测点的测试结果均位于谐和线附近,表明定年结果可靠。单颗粒锆石的206Pb/238U年龄在52.3~47.6 Ma之间,加权平均年龄为49.07±0.64 Ma(MSWD=2.5)(图5d),可代表角闪辉长岩的结晶年龄。
图 3 R2-R1岩浆岩分类图解(a,底图据De la Roche et al.,1980)和K2O-SiO2图解(b,据Peccerillo and Taylor,1976)Fig.3 R2-R1 diagram for magmatite classification (a,after De la Roche et al., 1980) and K2O-SiO2 diagram (b, after Peccerillo and Taylor, 1976)
表 3 阿木雄杂岩体角闪辉长岩和黑云二长花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果Table 3 LA-ICP-MS U-Pb dating results of zircon from hornblende gabbro and biotite monzonitic granite ofAmuxiong complex
表 4 阿木雄杂岩体角闪辉长岩和黑云二长花岗岩锆石Hf同位素结果Table 4 Zircon Hf isotopic composition of hornblende gabbro and biotite monzonitic granite of Amuxiong complex
图 5 锆石CL图和锆石U-Pb年龄谐和图(a、b为黑云二长花岗岩,c、d为角闪辉长岩)Fig. 5 CL images of zircon and U-Pb concordia diagram of zircon (a and b for biotite monzonitic granite, c and d for hornblende gabbro)
图 6 锆石εHf(t)与U-Pb年龄图Fig. 6 εHf(t) versus U-Pb age diagram of zircon虚线为假设母岩浆源于亏损地幔源区的平均大陆地壳计算的Hf同位素年龄,亏损地幔176Hf/177Hf=0.283 25,据Griffin等(2000); 平均地壳176Lu/177Hf=0.015,据Griffin等(2002); 文献数据引自Mo等(2009)、 Ji 等(2009)、 Wang等(2015)dashed lines represent Hf crustal model ages, which were calculated by assuming its parental magma to have been derived from an average continental crust that originated from the depleted mantle source, depleted mantle after Griffin et al., 2000, 176Hf/177Hf=0.283 25, average continental crust after Griffin et al., 2002, 176Lu/177Hf=0.015;literature data after Mo et al., 2009; Ji et al., 2009; Wanget al., 2015
阿木雄杂岩体的黑云二长花岗岩和角闪辉长岩中岩浆成因锆石的U-Pb定年结果显示,单颗粒锆石结晶年龄分别介于52.1~ 46.0 Ma和52.3~47.6 Ma之间,加权平均年龄分别为49.05±0.94 Ma和49.07±0.64 Ma,表明黑云二长花岗岩和角闪辉长岩侵位成岩时代非常接近,均为始新世早期,纠正了前人将黑云二长花岗岩归为白垩纪的认识(张振利等,2003)(3)张振利,田立富,范永贵,等. 2003. 中华人民共和国1∶25万区域地质调查报告桑桑区幅.。 这一结果与阿木雄杂岩体中角闪辉长岩涌动式侵入闪长岩岩株、闪长岩脉动式侵入黑云二长花岗岩的地质事实相符,也与冈底斯岩基带东段曲水和仁钦则等地52~40 Ma的辉长质基性岩株侵入于花岗质岩基(董国臣等,2008)的情况相似,表明在冈底斯岩浆岩带65~41 Ma岩浆强烈活动时期(Wenetal.,2008; Jietal.,2009; Zhuetal.,2011,2018; 孟元库等,2018),花岗质岩基发育的同时伴随着辉长质基性岩株侵入活动不但在东段发生,同样在中段也有发生。
5.2.1 黑云二长花岗岩
黑云二长花岗岩的微量元素La/Sm-La图解(图8a)表明,岩浆经过了分离结晶,并且Sr/Y-SiO2(图7b)的负相关可能暗示存在长石的分离结晶。选取分异系数最低(DI=83.7)且CaO和Al2O3含量最高的PJ17-8-1样品假设定为分离结晶初期岩浆,通过Sr/Y-Y图解模拟分离结晶过程(图8b),结果表明熔体至少发生了40%~70%的分离结晶,其中钾长石占比55%,黑云母占比40%,斜长石占比5%,与岩石中存在早期大颗粒钾长石斑晶的事实相符。分离结晶的岩浆大规模脉动上侵,形成似斑状中粗粒黑云二长花岗岩岩基。
图 7 黑云二长花岗岩P2O5-SiO2 (a)、Sr/Y-SiO2 (b)图解和角闪辉长岩MgO-SiO2(c)、FeOT-MgO (d)图解Fig.7 P2O5-SiO2 (a) and Sr/Y-SiO2 (b) diagrams for biotite monzonitic granite and MgO-SiO2 (c) , FeOT-MgO (d) diagrams for hornblende gabbro
图 8 La/Sm-La图解(a) 和Sr/Y-Y图解(b)Fig.8 La/Sm-La diagram (a) and Sr/Y-Y diagram (b)b中虚线为元素随矿物分离结晶的变化,分配系数值引自Bédard等(2006); Bt—黑云母; Kf—钾长石; Hbl—角闪石; Pl—斜长石dashed lines in b represent variation of the elements during the mineral fractional crystallizing, partition coefficients after Bédard et al., 2006;Bt—biotite; Kf—K-feldspar; Hbl—hornblende; Pl—plagioclase
5.2.2 角闪辉长岩
由角闪辉长岩的MgO-SiO2和FeOT-MgO图解(图7c、7d)可以看出,弱亏损地幔源区部分熔融形成的基性岩浆没有发生明显的结晶分异作用,这也与岩石没有明显的Eu异常相一致。形成的基性岩浆发生了多次上升侵位,并有壳源岩浆的加入,表现在角闪辉长岩岩株外围存在较多的闪长岩,其为早期上升的幔源基性岩浆与壳源酸性岩浆混合的产物,而后期不断上升的基性岩浆涌动式侵入于闪长岩岩株内,结晶出由多个世代角闪石和斜长石组成的角闪辉长岩,且具有轻稀土元素弱富集的特征(图4a)。由于基性岩浆侵入于没有完全冷却的黑云二长花岗岩岩基内,且岩浆富水(由角闪石成分计算的岩浆含水量为5.0%~ 5.9%),在缓慢结晶条件下形成中粗粒角闪辉长岩。
阿木雄杂岩体形成于49 Ma,处于冈底斯岩浆岩带大规模强烈活动时期(65~43 Ma),与53 Ma已俯冲的新特提斯洋壳板片断离事件密切相关(Zhuetal.,2015,2018)。 软流圈物质沿断离窗的上涌以及板片释放流体的交代作用,引起楔形地幔区的部分熔融,形成具有弧岩浆特征的弱亏损幔源基性岩浆,底侵于下部地壳并部分上侵;同时下地壳物质受热部分熔融产生壳源岩浆,聚集于中上地壳内的岩浆房并发生分离结晶(图9)。经历结晶分离后的酸性岩浆大规模上侵,形成杂岩体的黑云二长花岗岩岩基,而随后上侵的基性岩浆形成杂岩体中的角闪辉长岩并可能在与黑云二长花岗岩的接触部位发生少量的岩浆混合。相对于南拉萨次级地块东段同时期花岗岩的锆石εHf(t)值,中段的阿木雄黑云二长花岗岩的锆石εHf (t)值偏低,向西的打加岩体(Wangetal.,2015)更低(图6),表明南拉萨次级地块中段的花岗岩源区为受到新生幔源物质强烈改造的古老地壳(Houetal.,2015),有别于东段的新生下地壳源区(莫宣学等,2005; Moetal.,2009; Jietal.,2009; Houetal.,2015)。上文已表明,该期冈底斯岩浆岩带的花岗岩和辉长岩的形成与板片断离有关,在同样背景下形成的花岗岩类的同位素特征差异揭示了冈底斯东段和中段花岗质岩浆源区的不同,即存在不同富集组分的加入。研究区富集组分有两种来源,一是俯冲印度地壳,二是古老拉萨地块。本次研究认为中段岩浆加入的古老地壳物质为拉萨地块的古老地壳,不同于王睿强等(2016)和Chu等(2011)认为的古老地壳物质来自于下插的印度地壳。主要原因有两点: ① 本文研究的角闪辉长岩为亏损地幔源区的玄武质岩浆,角闪辉长岩岩浆上侵而未带有前人所说印度地壳古老物质的特征,这表明印度地壳尚未影响到岩浆源区。 ② Gao等(2016)认为印度大陆并未大规模地俯冲到拉萨地块之下。综上,笔者认为该区黑云二长花岗岩的古老地壳物质来源不是印度地壳,而应该是古老拉萨地块。
图 9 深部过程模拟图[据Wang 等(2015)模型修改]Fig. 9 Deep geodynamic model (modified after Wang et al., 2015)
(1) 阿木雄黑云二长花岗岩和角闪辉长岩的锆石U-Pb加权平均年龄分别为49.05±0.94 Ma、49.07±0.64 Ma,二者均为始新世同时期的岩浆活动产物。
(2) 黑云二长花岗岩是经过一定分离结晶作用的高钾钙碱性Ⅰ型花岗岩,富集轻稀土元素,有中等的Eu亏损,微量元素富集大离子亲石元素,亏损高场强元素。角闪辉长岩成分接近原生玄武质岩浆,稀土元素配分曲线平缓右倾,无Eu亏损,微量元素富集大离子亲石元素和亏损高场强元素。
(3) 黑云二长花岗岩的具有一个低正εHf(t)值范围和较老的Hf同位素地壳模式年龄,结合其他特征,推断花岗岩源于新生下地壳与古老地壳的混源。角闪辉长岩具有高正的εHf(t)值以及年轻的Hf同位素地壳模式年龄,说明辉长岩源于一个亏损地幔源区。
(4) 53 Ma的新特提斯洋壳板片断离诱发软流圈物质上涌是引起角闪辉长岩岩浆上侵以及诱使下地壳部分熔融产生酸性岩浆侵位的主要因素。
致谢野外工作期间,得到了西藏自治区昂仁县普觉矿区管理及技术团队的支持与帮助;野外和室内工作,得到了赵晓燕副研究员的帮助;论文写作过程中与吴昌●博士进行了讨论并提出很好的建议,审稿人提出宝贵的审稿意见,在此一并表示感谢。