藏南冲巴雍错淡色花岗岩体热年代学及其对藏南拆离系和亚东裂谷构造活动时限的制约*

李开玉 CHEVALIER Marie-Luce,2 李海兵,2 潘家伟,2 王世广,3 白明坤,4 刘富财,3 王平

1. 中国地质科学院地质研究所，自然资源部深地动力学重点实验室，北京 100037 2. 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)，广州 511458 3. 中国地质大学地球科学与资源学院，北京 100083 4. 北京大学地球与空间科学学院，北京 100871

喜马拉雅造山带是现今研究板块间的俯冲碰撞、增生以及后碰撞效应等地质过程的理想场所(Tapponnieretal., 1986; Harrisonetal., 1992; 许志琴等, 2006; 尹安, 2006)。新生代以来，青藏高原南部发生了以逆冲和伸展为主的大规模构造活动，这对青藏高原的形成过程产生了重要的影响，也是目前地学界研究的热点之一(Dingetal., 2005; Wangetal., 2014; Zhangetal., 2012)。沿断裂出露的岩浆岩的地球化学成分记录了板块俯冲和后期构造演化过程中地幔岩浆上升的分馏以及地壳增生等诸多信息，同时，对岩浆岩进行年代学研究可获得来自地壳深部岩石的活动时间和规律以及区域的隆升剥露历史等信息(Gutscheretal., 2000; Collins and Richards, 2008)。

青藏高原内部大量的伸展构造在调节陆内变形以及高原的隆升中起着极为关键的作用(Tapponnier and Molnar, 1976; Burchfieletal., 1992)。藏南拆离系(South Tibetan Detachment System, STDS)与喜马拉雅造山带近平行展布，是印度板块与欧亚板块陆-陆碰撞造山作用的结果(Burg and Chen, 1984)。近年来，不少学者对沿藏南拆离系呈不连续带状分布的淡色花岗岩进行了U-Pb年代学的研究，得到的年龄范围为26～11Ma(Harrisonetal., 1992; Annenetal., 2006; Kellett and Godin, 2009; Leloupetal., 2010; 王晓先等, 2016a)，一些学者认为藏南地区的淡色花岗岩形成时代东部晚于西部，因此提出藏南拆离系的活动时代呈现自西向东逐渐变新的规律(王晓先等, 2016a)。亚东-谷露裂谷(Yadong-Gulu Rift, YGR)是青藏高原南北走向裂谷中规模最大的一条，也是高原内部晚新生代以来最为显著的活动构造之一(Armijoetal., 1986)。对于青藏高原内部南北走向正断层活动的起始时间目前争议较大，不同研究方法和不同研究对象所得到的时间也不相同。对断层活动相关岩体定年得到南北走向正断裂主要活动时期在23～12Ma(Murphy and Harrison, 1999; Vannayetal., 2004)，采用低温热年代学方法得出的南北走向正断层的起始活动年龄多在17～4Ma之间(Blisniuketal., 2001; Hageretal., 2009; Harrisonetal., 1995)；还有部分学者通过构造应力分析，认为STDS和YGR活动的时间应该相同，均为19～18Ma(Williamsetal., 2001; Mitsuishietal., 2012)。相较于YGR中-北段，南段的报道很少，仅在热隆地堑(陈正位等, 2006)和涅如地堑(Burchfieletal., 1992)有少量研究，且缺乏低温热年代学研究。亚东地区位于东西走向STDS构造与南北走向YGR构造的交叠之处，该地区内的构造-岩浆活动对于理解青藏高原南部构造演化和变形机制具有重要意义，但目前对该地区的构造-岩浆活动认识相对较少，有学者认为该地区出露的淡色花岗岩锆石U-Pb年龄代表了研究区STDS的活动时代(王晓先等, 2016b)，也有学者认为该区域内花岗岩沿南北向断层分布，与裂谷形成有关(吴福元等, 2015)。本文对亚东地区的冲巴雍错花岗岩体进行了锆石U-Pb定年和磷灰石裂变径迹低温热年代学分析，以限定STDS和YGR的活动时限，进而为探讨岩浆的来源及大地构造背景和该地区的构造剥露历史提供新的资料。

1 构造背景

喜马拉雅造山带呈向南突出的E-W向弧形展布，长2500km，宽300～500km(图1)。平行于造山带由北向南依次发育大反冲断裂(Gangdese Conglomerate Thrust, GCT)、STDS、主中央逆冲断裂(Main Central Thrust, MCT)、主边界逆冲断裂(Main Boundary Thrust, MBT) 和主前锋逆冲断裂(Main Frontal Thrust, MFT)，其间块体分别为特提斯喜马拉雅岩片、高喜马拉雅岩片、低喜马拉雅岩片及次喜马拉雅岩片(Burg and Chen, 1984)。

STDS为北倾缓倾角的韧性-脆性正断层系，呈东西向展布，长约2000km，是高喜马拉雅岩片和特提斯喜马拉雅岩片的界限。特提斯喜马拉雅岩片以低角度覆盖于高喜马拉雅岩片之上。特提斯喜马拉雅岩片位于STDS上盘，发育古生代至始新世经历低级变质的硅质碎屑岩和碳酸盐岩，其中夹杂中生代火山岩(Brookfield, 1993)。高喜马拉雅岩片是造山带的主要构造-岩石单元，主体岩性为中高级的变质岩，顶部发育大量的变形和未变形的淡色花岗岩。

喜马拉雅地体内分布着七条规模较大的近南北向裂谷(Armijoetal., 1986)，裂谷主要由多个边界为正断层控制的地堑及半地堑盆地组成。其中YGR规模最大，自南向北依次穿过高喜马拉雅、特提斯喜马拉雅、雅鲁藏布江缝合带、拉萨地体，结束于拉萨地体北缘，长约500km(Armijoetal., 1986)，并且晚第四纪活动性强烈(Chenetal., 2004)。本文的研究区位于喜马拉雅造山带东部的亚东地区(图1)，研究对象为冲巴雍错淡色花岗岩体。该岩体沿STDS分布，向东延伸至不丹境内，境内呈带状分布，边界不规则，长轴呈北东-北北东向展布，西界被YGR东侧正断层切割，境内出露面积约210km2。研究区内以STDS为界，南部为高喜马拉雅岩片，北部为特提斯喜马拉雅岩片(图2a)。而YGR的边界正断层(YF)刚好切过高喜马拉雅岩片和特提斯喜马拉雅岩片，研究区内出露高喜马拉雅岩片中最上部为淡色花岗岩体(图2b)。特提斯喜马拉雅岩片主要为奥陶系沟陇日组泥质灰岩(刘文灿等, 2002)。

图1 喜马拉雅造山带地质简图(据 Zhang et al., 2012修改)Fig.1 Simplified geologic map of the Himalayan orogen (modified after Zhang et al., 2012)

野外地质调查发现研究区出露淡色花岗岩、花岗质糜棱岩、碳酸盐糜棱岩以及奥陶系灰岩等一套完整的STDS岩石组合，并广泛分布着第四纪冰川沉积物和堆积在冰碛物上的第四系冲洪积物。距研究岩体约8km的亚东正断层(YF)以及次级断层冲巴断层(CBF)错断了第四纪冰碛物和冲洪积物。CBF还错开了STDS的同构造淡色花岗岩体(图2c)，该断层走向NW，出露长度约12km。在研究区内，我们选取一个完整的剖面AB，该剖面跨过STDS、YF和CBF，淡色花岗岩在STDS的作用下部分被卷入碳酸盐糜棱岩中，下部的碳酸盐糜棱岩与灰岩呈断层接触，断层带内发育有断层泥和断层角砾岩(图2d)。

图2 研究区构造地质特征(a)亚东地区地质简图(据Wang et al., 2020修改)；(b)冲巴雍错周围地质简图；(c)研究点附近地质图；黑色线A-B指示图d中剖面位置；(d)研究区地质剖面图.该剖面穿过STDS和YF；STDS分为淡色花岗岩区，花岗质糜棱岩、碳酸盐糜棱岩以及灰岩，YF和CBF错断第四纪冰碛物.YF-亚东断层;CBF-冲巴断层Fig.2 The tectonic and geological characteristics of the study area(a) geological sketch of Yadong area (modified after Wang et al., 2020); (b) geological sketch around Chumba Yumco granite; (c) geological map of the vicinity of the study site; Black line A-B indicates the geological section position in Fig.3d; (d) geological profile of the study area. The profile passes through STDS and YF; the STDS cuts through leucogranite, granite mylonite, carbonate mylonite and limestone, YF and CBF cuts quaternary deposits. YF-Yadong fault; CBF-Chumba fault

2 研究区内构造变形特征

研究区内出露的亚东正断层为帕里-多庆错地堑的主控边界断裂，走向NE，其线性特征显著，长约90km，周围覆盖有多期第四系冰川沉积物以及钙华沉积。断层切穿地表钙华区，形成长约900m的多条平行连续古地震地表破裂陡坎(图3a, e)。在河流北岸，钙华厚度较薄处为2～3m，较厚处为8～10m，断层两盘垂直位移最小约1m(图3b)。河道被正断层切过，在河道中因正断层的上下盘相对滑动形成清晰的跌水构造(图3c)。河流南岸可见断层面和断层泥，断层泥下部有温泉流出，断层泥厚约2～3m，风化面为灰白色，新鲜面为灰黑色，用手捏碎后残留有黏土矿物，断层面产状倾向为235°，倾角为50°(图3d)。主断层和次级断裂均错断了河流南岸的第三级阶地及河流北岸的第二级阶地。次级断层冲巴断层(CBF)与YF呈70°左右的夹角(图4d)。

图3 亚东正断层地貌现象(a)研究区内出露的亚东正断层(来自于无人机拍摄)；(b)钙华台地被垂直错断约1m；(c)在河道中因正断层的上下盘相对滑动形成清晰的跌水构造；(d)河流南岸出露的断层面和断层泥；(e)主断层和次级断裂均错断了河流南岸的第三级阶地，及河流北岸的第二级阶地Fig.3 Tectonic-geomorphology of the Yadong fault(a) the Yadong normal fault exposed in the study area (by UAV); (b) the travertine platform was vertically offset for about 1m; (c) the formation of a clear fall-water structure in the channel due to the relative slip of the upper and lower walls of the normal fault; (d) fault layers and gouges exposed on the southern bank of the river; (e) both the main fault and the secondary fault have staggered the third terrace on the south bank of the river and the second terrace on the north bank of the river

研究区内，STDS主要出露在被CBF切过的冲巴雍错淡色花岗岩体和碳酸盐糜棱岩区。STDS的活动使奥陶系和淡色花岗岩均发生变形，STDS边缘位于采样山体顶部，可见花岗质糜棱岩出露。该套糜棱岩中有大量的淡色花岗岩脉体侵入，变形的脉体平行于糜棱岩面理发育，糜棱面理倾向为330°，倾角20°，脉体中含有石英、黑云母、斜长石，以及较小的石英旋斑， 该石英旋斑呈现右旋剪切特征 (图4b)。碳酸盐糜棱岩出露厚度约为1km，面理倾向340°，倾角为12°，并广泛发育倾伏向NW的拉伸线理。碳酸盐糜棱岩中可见淡色花岗岩块体和淡色花岗岩脉体，构成不对称旋转碎斑和不对称剪切褶皱(图5b, c)，指示顶部向NW方向的剪切运动。碳酸盐糜棱岩与上覆灰岩呈断层接触，发育断层角砾岩和断层泥(图5c, d, f)，断层面倾向为332°，倾角为17°。该地出露的STDS(包括由花岗质糜棱岩和碳酸盐糜棱岩构成的韧性剪切带，以及脆性断层带)厚约1.5km，其运动指向均为顶部向NW方向滑动。

图4 冲巴断层采样位置及地貌现象(a)来自于无人机拍摄，该山体为采样山体，其顶部出露花岗质糜棱岩；(b)花岗质糜棱岩中侵入的淡色花岗岩脉体发生变形，出现旋转碎斑指示右旋剪切；(c) CBF(冲巴断层)切过冲巴芒错流出的河流，形成跌水构造；(d)CBF的断层面及面上擦痕Fig.4 Sampling location and geomorphologic phenomena of Chumba fault(a) UAV photo of the sampling area with mountain top made of granite mylonite; (b) deformed intrusive leucogranite veins in granite mylonites, and rotational fragmentation indicating dextral shear; (c) CBF (Chumba fault) cuts through the river flowing out of Chumba mangco to form a small waterfall; (d) slicken side and fault striation along the CBF

3 样品与测试方法

我们沿冲巴雍错岩体从底到顶部共采集9件淡色花岗岩样品(图4a、表1)；在碳酸盐糜棱岩中采集了淡色花岗岩碎斑样品3件(图5a、表1)。表1列出了12件样品的采样位置、岩性和测年方法，其中选取7件样品进行锆石和锡石U-Pb测年，7件进行了磷灰石裂变径迹测年(AFT)。AFT样品采样高程为4694～5303m，相邻采样点高差约为100m，水平距离约2km。采集的样品淡色花岗岩岩性基本保持一致，呈灰白色，主要矿物组成为石英(25%～30%)、斜长石(25%～30%)、钾长石(15%～20%)、白云母(15%)和黑云母(<5%)等。

图5 亚东冲巴芒错地区藏南拆离系特征(a)研究区内出露的碳酸盐糜棱岩区(来自Bing影像)；(b)碳酸盐糜棱岩中发育拉伸线理且后期发育的节理切穿线理；(c)碳酸盐糜棱岩区内发育的明显指向的旋斑和岩层变形；(d) STDS由下到上的碳酸盐糜棱岩区、断层角砾岩区和灰岩区；(e)厚层灰岩与碳酸盐糜棱岩呈断层接触，断层带内发育有断层角砾岩和断层泥等碎裂岩；(f)该处为奥陶系灰岩置于断层角砾岩之上两者为断层接触Fig.5 Characteristics of The Southern Tibetan Detachment system (STDS) in Chomamanco area, Yadong(a) carbonate mylonite areas exposed in the study area (by Bing map); (b) tensile lineation developed in carbonate mylonites and joint cutting threading developed later; (c) the obviously directed swirls and rock formations that develop in the carbonate mylonite zone; (d) the carbonate mylonite, fault breccia and limestone areas from the STDS down to the top; (e) thick limestone is in fault contact with carbonate mylonite, and there are fragmentation rocks such as fault breccia and fault gouge developed in the fault zone; (f) where Ordovician limestone is placed on the fault breccia, they are in fault contact

表1 淡色花岗岩样品年代学样品信息

3.1 U-Pb测年

锆石和锡石原位微区U-Pb同位素定年均在北京中科矿研检测技术有限公司完成，其中锆石U-Pb定年采用LA-ICP-MS方法。激光剥蚀系统为ESI NWR 193nm，ICP-MS为Analytikjena PlasmaQuant MS Elite ICP-MS。实验及标样选取过程见 Liuetal. (2010)。

锡石U-Pb定年及微量测试仪器为：1193nm ArF准分子激光剥蚀系统由Australian Scientific Instruments制造，型号为RESOlution LR；四极杆型电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)由安捷伦科技(Agilent Technologies)制造，型号为Agilent 7700X。测试过程中以标准锆石91500为外标，校正仪器质量歧视与元素分馏；以标准锡石AY-1为盲样，检验U-Pb定年数据质量(Yuanetal., 2011)。原始的测试数据经过 ICPMSDataCal 软件离线处理完成(Liuetal., 2010)。

3.2 磷灰石裂变径迹测年(AFT)

磷灰石裂变径迹(Apatite fission track)测年是利用238U(自发或诱发)裂变过程中在矿物中产生辐射损伤，通过统计径迹的长度、密度等特征参数，应用衰变公式来计算裂变径迹的年龄。根据裂变径迹密度、径迹长度与温度以及时间之间关系，建立对应的退火模型，从而模拟出实际的地质热历史演化过程。本次实验中，岩石样品粉碎后，用标准重液和磁选技术分离出磷灰石单矿物。样品送到巴西ChronusCamp Research-Thermochronology analysis LTD进行裂变径迹实验。磷灰石裂变径迹年龄采用UP193分辨率的激光剥蚀和Agilent 7700电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)技术来进行，通过LA-ICP-MS技术测试矿物中铀、钍的含量获得径迹年龄。利用光学显微镜(Axioplan 2 Imaging Zeiss microscope)分析磷灰石裂变径迹密度和径迹长度，使用Track Len软件测量封闭径迹长度，实验选用FCT(Fish Canyon Tuff)标准磷灰石样品，利用LA-ICP-MS校正标样的年龄，得到测磷灰石样品的238U含量和磷灰石裂变径迹池年龄，计算方法见Hasebeetal. (2004)，中值年龄是采用牛顿-拉弗森法估算得到(Galbraith, 2005)。

4 实验结果与分析

4.1 U-Pb年代学

样品的锆石阴极发光(CL)图像显示锆石颗粒可以分为两种(图6)：柱状或粒状，自形程度高，边缘平直无磨圆，振荡环带极为发育，长轴长150～300μm，短轴长为40～100μm，显示出典型的岩浆锆石特征，这类锆石年龄较小(图6a)；粒状，自形程度相对较高，长短轴比近似1:1，长度多在80～150μm之间，颗粒中间呈海绵状，锆石内部出现有包裹体，如石英、钾长石、斜长石、白云母等，但边部围绕的环带十分清晰(图6b)，也显示出典型的岩浆锆石特征。本文中测点均在环带清晰的边部，代表其结晶年龄。

图6 冲巴雍错淡色花岗岩部分样品的代表性锆石阴极发光图像Fig.6 Cathodoluminescence (CL) images of zircons from the Chumba Yumco leucogranite

本文在TB-11样品内选取的锆石中共分析了10颗锆石U-Pb同位素数据点(表2)。10个分析点中7个结果较为集中，表现出了较好的一致性，所有测点的206Pb/238U年龄范围为15～20Ma，谐和年龄为15.7±0.6Ma(图7a)，该年龄代表了岩体的冷却结晶年龄。

样品TB-17共分析了20个锆石U-Pb同位素数据点(表2)。该样品的U含量显著高于TB-11样品，表明样品中的U经历了较强的放射性衰变(董汉文等, 2017)，Th/U比值较小，为0.01～0.03，显示岩浆锆石成因。19个分析点的谐和程度较高，均集中在谐和线附近，变化幅度很小，表现了很好的一致性，所有测点的206Pb/238U年龄范围为21～26Ma，谐和年龄为22.0±0.3Ma(图7b)，该样品的年龄比TB-11样品的年龄老，可能代表岩体开始形成时的年龄。

表2 冲巴雍错岩体锆石U-Pb年龄LA-ICP-MS测试结果表

续表2

图7 冲巴雍错岩体的淡色花岗岩及碳酸盐糜棱岩中的淡色花岗岩碎斑锆石和锡石U-Pb年龄谐和图(a-d)冲巴雍错岩体的淡色花岗岩锆石U-Pb年龄谐和图；(e)碳酸盐糜棱岩中的淡色花岗岩锡石U-Pb年龄谐和图；(f、g)碳酸盐糜棱岩中的淡色花岗岩锆石U-Pb年龄谐和图Fig.7 Zircon and cassiterite U-Pb age concordia diagram of the Chumba Yumco leucogranite and of carbonate mylonite Zircon LA-ICP-MS U-Pb age concordia diagram of the Chumba Yumco leucogranite (a-d) and of carbonate mylonite (f, g); (e) cassiterite LA-ICP-MS U-Pb age concordia diagram of the leucogranite of carbonate mylonite

在CB19-30样品中选取的锆石中共分析了5个锆石 U-Pb同位素数据点(表2)。该样品锆石颗粒特征与TB-17相同，所有测点均在边部环带上(图6c)，其206Pb/238U年龄范围为19～20Ma，谐和年龄为 19.73±0.96Ma(图7c)，该年龄可能表现了岩体开始形成时的年龄。

样品CB19-32选取的锆石中共分析了35个锆石U-Pb同位素数据点(表2)。该样品锆石颗粒中间呈海绵状，但边部围绕的环带十分清晰(图6d)。35个分析点的谐和程度较高，均集中在谐和线附近，变化幅度很小，表现了很好的一致性，所有测点的206Pb/238U年龄范围为19～21Ma，谐和年龄为20.3±0.30Ma(图7d)，可能代表了岩体开始形成时的年龄。

另外，本文对碳酸盐糜棱岩区的淡色花岗岩块体也进行了U-Pb定年，其中CB19-24样品为锡石U-Pb定年结果，CB19-25和CB19-26为锆石U-Pb定年结果，从而更加准确地确定STDS的活动时代。

样品CB19-24中无法挑出锆石颗粒，于是选取锡石进行测定，共分析了17个锡石U-Pb同位素数据点(表3)。该样品锡石多呈粒状，半自形，长短轴比近似1:1，长度多在80～120μm之间，单偏光显微镜下呈灰白色，红棕色、黄褐色。该样品有效年龄点的206Pb/238U比值为0.002～0.009，谐和年龄为15.6±3.0Ma(图7e)，该颗粒大小下锡石的结晶温度为550℃，即可能表现了岩体开始形成时的年龄。

表3 碳酸盐糜棱岩中淡色花岗岩锆石和锡石U-Pb年龄LA-ICP-MS测试结果表

续表3

样品CB19-25共分析了16个锆石U-Pb同位素数据点(表3)。该样品锆石颗粒特征与TB17相似，因此本文中测点均在环带清晰的边部。所有测点的206Pb/238U年龄范围为16～19Ma，谐和年龄为18±0.2Ma(图7f)，该样品的年龄可能表现了岩体开始形成时的年龄。

样品CB19-26共分析了16个锆石U-Pb同位素数据点(表3)。该样品锆石颗粒特征与TB17相似，因此本文中测点均在环带清晰的边部。16个分析点的谐和程度较高，均集中在谐和线附近，所有测点的206Pb/238U年龄范围为16～19Ma，谐和年龄为17.4±0.1Ma(图7g)，该样品的年龄可能表现了岩体开始形成时的年龄。

4.2 磷灰石裂变径迹(AFT)

AFT样品分析结果(表4)表明：所有样品的AFT年龄在7～11Ma之间，均小于该岩体的结晶年龄，说明岩体在形成后均经历了构造热事件发生退火过程(Greenetal., 1989)。样品年龄分析使用“Radial Plotter”软件(Vermeesch, 2009)，每个样品任意选取至少20个径迹分布均匀、没有包裹体、伪径迹较少、平行于C轴的颗粒进行裂变径迹测年，测定结果显示(图8)，所有样品单颗AFT年龄均通过P(χ2)检验(P(χ2)>5%)，表明各单颗粒年龄的差别属于统计误差，具有单一的年龄平均值，表示样品经过单一的冷却，所有测试样品磷灰石颗粒均来源于同一年龄组分(Yuanetal., 2006)，并没有被部分退火带影响，在裂变径迹蚀刻过程中形成的蚀刻象与结晶C轴平行的、与抛光面相交的最大直径被称为Dpar值(Ketchametal., 2007)，本次实验的样品Dpar值分布在1.62μm 至 2.63μm 区间内。Dpar≤1.75μm表明这些磷灰石样品可能具有快速的退火过程和相对低的封闭温度，Dpar>1.75μm表明这些磷灰石样品可能具有较慢的退火过程(Donelicketal., 2005)，Dpar 值与年龄和平均径迹长度没有明显的关系。从样品的中值年龄与高程的关系图(图9)可以看出，除TB-11之外，其余样品年龄与高程显示出较强的正相关。

表4 AFT样品分析结果

图8 AFT年龄雷达图(据Vermeesch, 2009)Y轴为单颗粒年龄标准误差±2σ，X轴为每一单颗粒年龄相对误差百分比(%)，与右侧对数刻度相交的放射线为等年龄，图中左上角分别标示样号和样品年龄Fig.8 Radial plots of the AFT ages using Radial Plotter (after Vermeesch, 2009)The Y-axis is standard error illustrated as ±2σ, the X-axis records the uncertainty of individual age estimates (%) and the radial scale shows same age, Sample numbers and ages are given at top-left

图9 磷灰石裂变径迹年龄与高程关系图灰色条带为最佳年龄范围，因CBF断层作用使TB-11样品年龄出现异常Fig.9 The relationship between AFT age and elevationThe gray strip was the best age range, and the age of TB-11 was abnormal due to CBF

5 讨论

5.1 冲巴雍错岩体的冷却历史

各类矿物在不同同位素体系下封闭温度各异，锆石U-Pb的封闭温度为850℃，锡石为550℃，磷灰石裂变径迹的封闭温度为110℃(常远和周祖翼, 2010)，该地区的地温梯度按照30℃/km计算。同一样品中不同矿物的测定结果，可以为热历史提供更详细信息和约束。样品TB-11的锆石U-Pb年龄为15.7±0.6Ma，AFT年龄为9.20±1.10Ma；样品TB-17的锆石U-Pb年龄为22.0±0.3Ma，AFT年龄为10.47±0.82Ma。虽然其他AFT样品没有锆石U-Pb年龄，但与它们最近的样品CB19-30和CB19-32的锆石U-Pb年龄为19.73±0.96Ma和20.30±0.30Ma。因此岩体的所有样品经历了相似的冷却过程。在碳酸盐糜棱岩中采集的样品CB19-25的锆石U-Pb年龄为18±0.2Ma，CB19-26的锆石U-Pb年龄为17.4±0.1Ma，处于岩体锆石U-Pb年龄15.7～22Ma范围内，则为同一期岩浆作用下形成。样品CB19-24与CB19-25在同一岩体的不同部位采得， CB19-24锡石U-Pb年龄为15.6±3.0Ma。因此本文采用：锆石U-Pb年龄为22～15.7Ma，平均年龄为18Ma；锡石U-Pb年龄为15.6Ma；AFT年龄为11～7Ma。根据温度差与时间差计算得到岩体的冷却速率，模拟岩体的冷却过程。

该岩体的冷却过程为：在18～15.6Ma之间为初始阶段，岩体从850℃到550℃经历约10km抬升冷却剥露，平均冷却速率约为125℃/Myr；在约15.6～11Ma期间，岩体从550℃冷却至110℃时，平均冷却速率约94℃/Myr。结合王晓先等(2016a)在该地区的热年代学数据，得到在18～11Ma内该地区的淡色花岗岩体的冷却速率为162～94℃/Myr(图10)。

图10 冲巴雍错淡色自侵位至现今长期以来的热历史演化图解蓝色标记的白云母Ar-Ar和锆石U-Pb数据引自王晓先等(2016a)；紫色虚线为根据本文年龄数据得到的冷却过程；灰色虚线为结合本文数据和王晓先等(2016a)年龄数据得到的冷却过程；红色虚线为磷灰石裂变径迹热历史时间界限；彩色条带为三种矿物的封闭温度范围Fig.10 Thermal history of the Chumba Yumco leucogranite Moscovite Ar-Ar data and zircon U-Pb data labeled in blue are from Wang et al. (2016a); the purple dotted line is the cooling curve obtained from our own age data; the gray dotted line is the cooling curve combining our data and the age data of Wang et al. (2016a); the red dotted line is the thermal history time limit of apatite fission track; the color strip is the closed temperature range of the three minerals

为了更好的还原岩体自11Ma以来可能的热历史过程，使用HeFTy对样品AFT年龄和径迹长度进行热历史模拟(Ketcham, 2005)。本次研究中，采用多运动退火模型(Ketchametal., 2007)，用Dpar作为运动学参数。模拟时，相关地质限制条件有：(1)现今平均地表温度20℃；(2)初始时间与AFT年龄一致，初始温度设定在80～120℃；(3)热模拟过程中使用c轴投影长度。模拟结果显示，该区域冲巴雍错岩体除去TB-11，其他样品均显示了自11Ma以来经历了3个阶段的剥露过程，分别为11～7Ma、7～3Ma和～3Ma(图11)。取磷灰石封闭温度为110℃，假设地温梯度为30℃·km-1，通过计算可知具体活动过程如下：在约11～7Ma期间平均冷却速率约24℃/Myr，略低于Harrisonetal. (1995)在亚东裂谷北段念青唐古拉山得到9～5Ma的冷却速率30℃/Myr；7～3Ma以后慢冷却到约60℃左右，平均冷却速率约5℃/Myr；3Ma以后快速冷却到地表20℃左右，平均冷却速率约为14℃/Myr。

图11 冲巴雍错岩体样品磷灰石裂变径迹反演温度-时间模拟图和径迹长度分布图TB-11样品的反演温度-时间模拟图(a)和径迹长度分布图(b)；TB-15样品的反演温度-时间模拟图(c)和径迹长度分布图(d)；TB-17样品的反演温度-时间模拟图(e)和径迹长度分布图(f). 蓝色区域为可接受的热历史范围，粉色区域为较好的热历史范围，蓝线为最佳热历史曲线Fig.11 Time-temperature history inverse modeling and track length distribution by AFT data of the Chumba Yumco leucograniteThe blue area is the acceptable thermal history range, the pink area is the better thermal history range, and the blue line is the optimal thermal history curve

综合两种计算冷却速率方法，得到整个岩体的演化过程：在18～15.6Ma之间为初始阶段，岩体从850℃到550℃经历约10km抬升冷却剥露，平均冷却速率约为125℃/Myr；在约15.6～11Ma期间，岩体从550℃冷却至110℃时，平均冷却速率约94℃/Myr；在约11～7Ma期间平均冷却速率约24℃/Myr；7～3Ma平均冷却速率约5℃/Myr；3Ma以后平均冷却速率约为14℃/Myr。但是从图11的模拟结果可看出，分布在CBF断层两侧的样品的热历史演化过程出现了明显的差异，TB-11在11Ma出现一次强烈活动，可能为亚东正断层的初始活动，而在3Ma左右又出现了一次较强烈的活动，这与哈广浩(2019)在亚东-谷露裂谷北段的格达地堑得到的结果较一致。

5.2 藏南拆离系(STDS)的活动时代

STDS和淡色花岗岩自被发现以来，不断有学者进行研究探索，Harrisonetal. (1995)认为GHC淡色花岗岩是在STDS启动之后，地壳伸展、深部物质折返发生构造减压熔融的产物，沿STDS呈条带状分布，其结晶年龄可以用来限制STDS的活动时代(Guillotetal., 1994)。吴福元等(2015)根据大量的年代学数据将喜马拉雅淡色花岗岩划分为多个期次，认为在高喜马拉雅地区分布的淡色花岗岩多数是STDS的同构造花岗岩，少数与南北向裂谷有关。在本研究区内可见淡色花岗岩明显沿STDS成条带状分布，且根据大量野外地貌调查以及遥感影像解译可发现，研究区内出露一套完整的STDS的物质和结构，从下向上依次为弱变形的淡色花岗岩、花岗质糜棱岩、碳酸盐糜棱岩，未变质灰岩。本次研究采集的样品处于STDS内，位于花岗质糜棱岩下方，且发现越远离花岗质糜棱岩的淡色花岗岩变形越弱。距花岗质糜棱岩最远的样品TB-11的手标本和显微镜下均未出现云母和长石等矿物的定向排列(图12a, b)，但与花岗质糜棱岩紧挨着的CB19-32样品出现了矿物拉伸线理(图12c, d)，为花岗岩冷却后期和侵位后遭受了强烈变形，岩体边部变形比中心位置变形强烈，且矿物定向方向一致，与上覆的碳酸盐糜棱岩中发育的矿物拉伸线理方向一致。以上特征均说明该处的淡色花岗岩应为同构造侵位花岗岩。

图12 研究区淡色花岗岩特征未变形的花岗岩手标本(a)及其正交偏光下显微照片(b)；变形较强烈的花岗岩(c)及其正交偏光下显微照片(d). Qtz-石英；Pl-斜长石；Kfs-钾长石；Ms-白云母；Bt-黑云母Fig.12 Characteristics of the leucogranite in the study area Hand specimens of undeformed granite (a) and its microphoto under orthogonal polarization (b); strong deformation granite (c) and its microphoto under orthogonal polarization (d)

前人研究得出STDS的活动时代为23～9Ma，虽然STDS东部的活动时代略晚于西部，但大体上整个STDS的活动时代几乎为同一时期。西部地区STDS活动时代为23～9Ma：如Walkeretal. (1999)在Zanskar 地区得到STDS活动时代为23～20Ma；Kumaretal. (1995)在相同地区用磷灰石裂变径迹得到剪切带停止活动时代为11～9Ma；Searle (1996)在中部Garhwal用K-Ar等方法获得STDS的活动时代为23～21Ma。东部活动时代为20～9Ma：Edwards and Harrison (1997)通过对库拉岗日岩体的年代学研究认为STDS在12Ma之后仍在活动；王晓先等(2016a)通过对冲巴岩体开展锆石U-Pb和白云母Ar-Ar定年，限定STDS活动时代为12～9Ma；董汉文等(2017)对错那地区的花岗岩定年限定STDS的活动时代为19.7～15.4Ma。本研究区内的同构造淡色花岗岩U-Pb定年结果显示其年龄为22±0.3Ma，该年龄代表了研究区STDS的启始活动时代。我们研究得到11～7Ma期间冲巴雍错岩体不同部位出现冷却速率差异，且明显小于22～11Ma的冷却速率，结合前人在亚东裂谷北段活动时限及冷却速率的研究，所以我们认为在11～7Ma期间该地区已经受到了亚东正断层的影响。前人研究认为STDS是一个长期活动形成的构造带，带内的淡色花岗岩岩浆活动经历了长期的演化过程，成岩时代跨度较大，如萨迦穹窿内淡色花岗岩为27.5～10Ma(张宏飞等, 2004)。本文的研究区与王晓先等(2016a)研究区(图2)相距较近并都采用了锆石U-Pb定年测试淡色花岗岩的结晶年龄，王晓先等(2016a)的冲巴岩体的锆石U-Pb年龄为12.4±0.4Ma，即为研究区STDS的活动时代。本文将该区内淡色花岗岩形成时间跨度扩展到22Ma，即该区内的STDS活动时代为22～11Ma。

5.3 亚东裂谷(YDR)的活动时代

大约在11Ma以后，藏南拆离系已基本停止活动，藏南地区的主要构造事件为南北向裂谷的活动。前人在对藏南其他南北向裂谷进行的低温热年代学研究证实了这一观点，例如隆格尔裂谷启始活动时间为16～12Ma(Styronetal., 2013)；Thakkhola地堑起始活动时间为14Ma(Coleman and Hodges, 1995)；吉隆断裂活动时间起于约10Ma(Shenetal., 2016)。Harrisonetal. (1995)对位于亚东-谷露裂谷北部的念青唐古拉地区进行40Ar-39Ar定年，得到该正断层初始活动时代约8Ma；颜晗等(2013)根据断层岩体的切割关系，对被YGR错断的花岗岩体进行研究，认为其初始裂陷时代可达11～18Ma；YGR北端的谷露地堑AHe数据显示其初始裂陷时代在6Ma左右(Stocklietal., 2002)；哈广浩等(2018)在错那裂谷邛多江地堑利用沉积地层年代限定藏南近南北裂谷的初始裂陷时代应早于5～10Ma，但晚于约15Ma。在AFT反演过程中我们发现冲巴雍错岩体分布在CBF两侧的样品在各阶段的活动时间完全不同。在TB-11样品的热历史演化过程中显示11Ma左右出现一次强烈活动，推测在11Ma亚东正断层开始活动。本文研究区位于YGR南段，样品采集位于裂谷边界正断层上盘，在断层形成的同一构造应力作用下产生了次级断层，采样岩体产生大量的节理，可推测亚东正断层对采样岩体有较强的影响。在研究过程中我们发现，位于海拔较低的样品TB-11比海拔高的TB-12显示的AFT的年龄大，2个样品位于亚东正断层的次级断层的两盘，可得该断层的形成时间晚于TB-12的AFT年龄。本文认为CBF断层至少为7Ma以后形成，再结合TB-11样品热历史过程，推断裂谷在7Ma左右发生了一次较强烈的活动，形成了次级断层CBF。

6 结论

(1)冲巴雍错岩体中弱变形花岗岩LA-ICP-MS U-Pb年龄的跨度较大，为22～15.6Ma，最老年龄基本代表了岩体最早侵位年龄，约为22Ma。

(2)冲巴雍错岩体的剥露过程为：在18～15.6Ma之间为初始阶段，岩体从850℃到550℃经历约10km抬升冷却剥露，平均冷却速率约为125℃/Myr；在约15.6～11Ma期间，岩体从550℃冷却至110℃时，平均冷却速率约94℃/Myr；在约11～7Ma期间平均冷却速率约24℃/Myr；7～3Ma平均冷却速率约5℃/Myr；3Ma以后平均冷却速率约为14℃/Myr。

(3)冲巴雍错岩体的最早侵位年龄为STDS的起始活动时代。在22～11Ma期间岩体发生了快速的抬升，该时期为STDS的活动期。热历史模拟结果显示，YDR的起始活动时代为11Ma，并在～3Ma发生了一次强烈活动。

致谢李亚林教授、张进江教授和俞良军老师对文稿进行了仔细的评阅，提出了宝贵意见使本文得以完善。磷灰石裂变径迹数据分析工作得到了中国地质科学院地质研究所赵中宝助理研究员的悉心指导。在此一并致谢。