西藏狮泉河地区次旺勒闪长玢岩锆石U-Pb年代学及地球化学特征

顿都，尼玛次仁，次旦顿珠，次仁多吉

西藏狮泉河地区次旺勒闪长玢岩锆石U-Pb年代学及地球化学特征

顿都，尼玛次仁，次旦顿珠，次仁多吉

（西藏自治区地质矿产勘查开发局区域地质调查大队，西藏 拉萨 851400）

本文报道的次旺勒闪长玢岩出露于中北冈底斯带，呈脉体侵位于狮泉河蛇绿岩之中。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为154.4±2.4Ma，表明次旺勒闪长玢岩形成于晚侏罗世。闪长玢岩地球化学特征表明，具有镁安山岩/镁闪长岩类（Ma）地球化学特征。全岩SiO2含量为61.94%～65.37%，MgO含量为1.74%～5.08%，Mg＃值介于48.06～63.38，FeO*/MgO比值为1.03～1.93。具有较弱的负Eu异常、相对富集Rb、Th等大离子亲石元素（LILE）而亏损Nb、Ta 、Ti和P等高场强元素（HFSE），具有岛弧钙碱性岩浆的地球化学特征，并显示与上地壳相似的稀土和微量元素标准化配分曲线型式。结合成因和构造环境综合分析，表明次旺勒闪长玢岩可能形成于狮泉河洋内俯冲环境下，由俯冲大洋沉积物熔体与地幔橄榄岩发生作用下形成的产物。

锆石U-Pb年龄；成因；闪长玢岩；狮泉河地区

前人对冈底斯中北部（图1a）岩浆活动成因及构造背景存在两种截然不同的观点：①与雅鲁藏布江特提斯洋盆板片北向拉萨地体之下俯冲有关(Coulon et al,1986;Ding L and Lai QZ,2003; Leier et al,2007)；②与班公错-怒江特提斯洋盆板片南向拉萨地体之下俯冲有关(Hsü et al,1995；潘桂堂等，2004)，但狮泉河蛇绿岩所代表洋盆板块的俯冲极性及发育时代的研究目前仍相对较少甚至存在争议(康志强等，2008；Liu WL et al,2018; Ma YL et al, 2021)。近期，本文在狮泉河蛇绿岩中发现了呈脉体断续出露的晚侏罗世闪长玢岩（图1b）。对这一岩性进行了系统的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年和岩石地球化学研究，以探讨其岩石成因及形成环境。这一研究有助于增进我们进一步约束狮泉河蛇绿岩的发育演化历史，为重建区域构造格局与演化提供了重要的科学依据。

图1 狮泉河地区次旺勒闪长玢岩分布简图

a. 据参考文献（潘桂堂，2010）修改；b. 据中华人民共和国1∶5万区域地质调查报告（西藏噶尔地区6幅）修改

1 地质背景及样品岩相学特征

狮泉河-拉果错-永珠-嘉黎蛇绿混杂岩带夹持于中、北冈底斯亚带之间，西起狮泉河，向南东经拉果错、阿索、格仁错、申扎永珠、纳木错西，再向东经九子拉、嘉黎、波密等地，呈NWW-EW-SE 方向展布（潘桂堂等，2010）。狮泉河蛇绿岩位于狮泉河-拉果错-永珠-嘉黎蛇绿混杂岩带西端，出露于狮泉河镇周围，主要由地幔橄榄岩（方辉橄榄岩和二辉橄榄岩）、辉长岩、辉绿岩、玄武岩及硅质岩、斜长花岗岩等组成，整体出露岩石组合较齐全。前人通过对其中堆晶橄榄辉石岩SHRIMP U-Pb年龄为193.1±3.2Ma和区域地质资料等，指示狮泉河洋盆发育时间为早侏罗世或更早。闪长岩、辉长闪长岩岩墙锆石U-Pb年龄分别为163.35±0.75 Ma、165.8±1.7 Ma，指示狮泉河洋盆俯冲消减时间为中侏罗世（郑有业等，2006）。

笔者在实施噶尔地区1∶5万区域地质调查过程中，在狮泉河蛇绿岩中发现了闪长玢岩，分布于狮泉河地区沱那沟与尼窝波弄沟之间次旺勒一带，侵位于狮泉河结合带南亚带姜次沙蛇绿岩之变质橄榄岩单元中（图1b）。该岩体在平面上呈不规则脉状，向北东-南西向延伸（图2A、B）。野外露头最宽处约5～10m，最长约50～100m之间。

岩性为闪长玢岩，岩石新鲜呈浅灰色，斑状结构，块状构造。斑晶（35%～45%）矿物为斜长石（30%～35%）+角闪石（5%），基质（55%～65%）矿物以斜长石微晶为主（>45%），含石英（≤10%）和黑云母（≤10%）等。斑晶斜长石呈半自形柱状，皆有强蚀变-有强绢云母化-绿帘石化-泥化或强碳酸盐化-有的全被碳酸盐交代，仅有假象。角闪石斑晶：呈半自形细长柱状，犹如棒状，全被绿泥石交代。基质为微粒状结构，由中斜长石皆有泥化，其微晶的间隙中有石英填隙，黑云母片已全被绿泥石交代，偶见有斜长石微晶与石英构成的似文象状（图2C、D）。

2 实验方法

2.1 分选锆石及分析方法

样品D2132-1（闪长玢岩）采自狮泉河镇向北东约20km 的尼窝波弄西侧，锆石挑选工作由河北廊坊诚信地质服务有限公司完成。拍摄锆石阴极发光（CL）照片（图3），用于测定位置的选择。锆石U-Pb 同位素定年在中国地质大学（武汉）国家重点实验室完成，详细的仪器操作条件和数据处理方法同Liu YS等（Liu YS et al, 2008）。

图2 次旺勒闪长玢岩野外露头（A、B）及显微照片（C、D，正交偏光，5×2.5）

Pl—斜长石；Am—角闪石

2.2 全岩主量、微量和稀土元素测试方法

次旺勒闪长玢岩样品全岩主微量元素（包括稀土元素）分析由西南冶金地质测试中心完成，其中主量元素采用X射线荧光光谱仪（XRF）方法测定，测定精度为5%。微量和稀土元素采用等离子质谱仪（ICP-MS）分析，含量大于10×10-6的元素测试精度为5%，小于10×10-6的元素精度为10%。

3 实验结果

3.1 LA-ICP-MS 锆石U-Pb 年龄

表1 次旺勒石英闪长玢岩（D2132-1）LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素数据表

石英闪长玢岩样品D2132-1挑选出的锆石自形程度较好，大多数呈自形-半自形状，大小在60μm～100μm 之间，个别大于150μm，发育振荡环带，指示其为岩浆结晶的产物。锆石的U-Pb 同位素分析结果（表1）显示，Th/U值均大于0.1，属岩浆成因锆石(许昌辉等,2017)。样品D2132-1共测得的18 个点位数据（表1），206Pb/238U年龄加权平均值为154.4±2.4Ma（95%置信度，MSWD=1.5，N=18）（图4），代表了岩样形成年龄，属晚侏罗世。

图3 次旺勒闪长玢岩（D2132-1）锆石阴极发光图像

石英闪长玢岩样品D2132-1挑选出的锆石自形程度较好，大多数呈自形-半自形状，大小在60μm～100μm 之间，个别大于150μm，发育振荡环带，指示其为岩浆结晶的产物。锆石的U-Pb 同位素分析结果（表1）显示，Th/U值均大于0.1，属岩浆成因锆石(许昌辉等,2017)。样品D2132-1共测得的18 个点位数据（表1），206Pb/238U年龄加权平均值为154.4±2.4Ma（95%置信度，MSWD=1.5，N=18）（图4），代表了岩样形成年龄，属晚侏罗世。

图4 次旺勒石英闪长玢岩（D2132-1）锆石U-Pb 谐和图

3.2 岩石地球化学

4件次旺勒闪长玢岩样品主量、微量和稀土元素分析结果见表2。

次旺勒闪长玢岩样品SiO2含量为61.94%～65.37%，平均值为63.31%，属中酸性岩范畴；全碱（K2O+Na2O）含量在5.37%～7.78%之间，平均值为6.53%；Na2O含量为2.62%～4.32%，K2O含量为2.33%～3.73%，K2O/Na2O比值为0.72～1.04，Al2O3为14.17%～15.83%之间，碱度率（AR）为1.73～2.45，A/CNK 值为 0.96～1.06（＜1.1），为准铝质—弱过铝质花岗岩。在TAS判别图解（图5a）中，次旺勒闪长玢岩样品投点比较分散，散布于石英二长岩、闪长岩和花岗闪长岩区域，属亚碱性系列。样品里特曼指数δ在1.36～3.05之间，小于3.3，属钙碱性系列岩石，并在SiO2-K2O图（图5b）中落在高钾钙碱性系列区域内。

表2 次旺勒闪长玢岩全岩主量元素（×10-2）、稀土和微量元素（×10-6）分析结果

图5 次旺勒闪长玢岩TAS图解（a）和SiO2-K2O图解（b）

次旺勒闪长玢岩样品稀土元素总量（ΣREE）为84.51×10-6～146.46×10-6，平均值为126.37×10-6。球粒陨石标准化稀土元素配分模式（图6a）显示，稀土元素曲线明显右倾，表现为轻稀土元素富集、重稀土元素曲线较为平直的特征。LaN/YbN=8.64～15.20，平均值为11.89，指示轻、重稀土元素分馏明显。 δEu=0.71～0.88，平均值为 0.81，说明岩样具有较弱的负Eu异常。

从原始地幔标准化微量元素蛛网图（图6b）可以看出，次旺勒闪长玢岩样品大离子亲石元素（LILE）Rb、Ba、U、K等相对富集；高场强元素（HFSE）Nb、Ta、Ti、P明显相对亏损，但Th相对富集。

图6 次旺勒闪长玢岩球粒陨石标准化稀土元素配分配分图（a）和原始地幔标准化微量元素蛛网图（b）

次旺勒闪长玢岩样品稀土元素总量（ΣREE）为84.51×10-6～146.46×10-6，平均值为126.37×10-6。球粒陨石标准化稀土元素配分模式（图6a）显示，稀土元素曲线明显右倾，表现为轻稀土元素富集、重稀土元素曲线较为平直的特征。LaN/YbN=8.64～15.20，平均值为11.89，指示轻、重稀土元素分馏明显。δEu=0.71～0.88，平均值为 0.81，说明岩样具有较弱的负Eu异常。

从原始地幔标准化微量元素蛛网图（图6b）可以看出，次旺勒闪长玢岩样品大离子亲石元素（LILE）Rb、Ba、U、K等相对富集；高场强元素（HFSE）Nb、Ta、Ti、P明显相对亏损，但Th相对富集。

4 讨论

4.1 岩石成因讨论

依据SiO2-MgO图和FeO* /MgO-SiO2图解（邓晋福等，2010），全部样品均落入实验镁安山岩/闪长岩类（MA）范畴（图7ab），结合前人在狮泉河地区高镁安山岩的研（Liu WL et al, 2018），认为次旺勒闪长玢岩属于镁安山岩/闪长岩类。

图7 次旺勒闪长玢岩SiO2-MgO图（a）和FeO*/MgO-SiO2图（b），据（邓晋福，2010）

实验岩石学和前人大量的研究表明（邓晋福等，2010），MA则是俯冲洋壳脱水熔融产生的岩浆与上覆楔形地幔发生相互作用后形成的岩浆。闪长玢岩均富集大离子亲石元素Rb、Ba、U、K，亏损高场强元素Nb、Ta、Ti、P等，指示岩石形成过程中，有俯冲物质的参于，并处于典型岛弧背景（图8a），指示俯冲带环境。俯冲物质的类型有多种多样，由俯冲洋壳、俯冲沉积物、俯冲洋壳和沉积物脱水过程中产生的流体等(Liu WL et al,2018)，在Th-U/Th、Th-Th/La图解（图8bc）中，镁闪长玢岩样品均投在含沉积物组分的岛弧火山岩区域，次旺勒闪长玢岩样品的地球化学特征与狮泉河高镁安山岩极为相似，狮泉河高镁安山岩岩石形成于俯冲大洋沉积物与地幔橄榄岩的相互作用下形成的(Liu WL et al,2018)。

图8 次旺勒闪长玢岩YbN-La/Yb）N图（a）、Th-U/Th图（b）、Th-Th/La图（c）和Nb-Nb/Ta图（d）据参考文献（Liu WL et al, 2018）

综上，镁闪长玢岩的成因可能为俯冲大洋沉积物熔体与地幔橄榄岩发生作用下形成的。

4.2 构造环境讨论

在Nb-Y构造环境判别图解（图9a）中可以看到次旺勒闪长岩样品均投影于火山弧花岗岩+碰撞带花岗岩区域。类似的，在Yb-Ta构造环境判别图解（图9b）中所有样品均落入火山弧花岗岩区域。再者，在Sc/Ni-La/Yb构造环境判别图解（图9c）中，这些样品都落入安第斯型岛弧区域。此外，样品Zr/Nb 比值介于 12.95～17.08之间，与岛弧火山岩对应值范围吻合( Davidson,1996 )。这些认识，结合我们野外实地观察（闪长玢岩在空间上与狮泉河蛇绿岩相伴产生）和前人在狮泉河地区发现的玻安岩、高镁安山岩（Liu WL et al,2018; Ma YL et al,2021;郑有业等，2006）和本文的镁闪长岩的发现，这种岩石组合特征，具有相对完整的洋内弧岩石组合特征以及同位素年代学的研究，表明次旺勒镁闪长玢岩很可能形成于晚侏罗世狮泉河洋盆俯冲（洋内俯冲）的环境中。

图9 次旺勒闪长玢岩Y-Nb构造环境判别图解（a）、Yb-Ta构造环境判别图解（b）和Sc/Ni-La/Yb构造环境判别图解（c）

5 结论

1）侵入于狮泉河结合带南亚带蛇绿岩中的闪长玢岩的锆石U-Pb年龄为154.4±2.4Ma，表明其形成于晚侏罗世。这一时代，暗示狮泉河蛇绿岩所代表的洋盆形成时间早于晚侏罗世，为研究狮泉河蛇绿岩形成演化提供了新的年龄资料。

2）岩石地球化学表明，次旺勒闪长玢岩相对富集大离子亲石元素（Rb、Ba和Th等），相对亏损高场强元素（Nb、Ta和Ti等），成因可能为俯冲大洋沉积物熔体与地幔橄榄岩发生作用下形成的，形成于狮泉河洋内俯冲岛弧的环境。

3）狮泉河蛇绿岩中发现的玻安岩、高镁安山岩和镁闪长岩等组成，相对比较完整的洋内弧岩石组合特征，表明狮泉河洋晚侏罗世有洋内俯冲事件。

Coulon C, Maluski H, Bollinger C, Wang S.1986.Mesozoic and Cenozoic volcanic rocks from central and southern Tibet:39Ar-40Ar dating,petrological characteristics and geodynamical significance[J]. Earth and Planetary Science Letters, 79: 281-302.

Ding L , Lai Q Z. 2003.New geological evidence of crustal thickening in the Gandese block prior to the Indo-Asian collision[J]. Chinese Science Bulletin, 48(15): 1604-1610.

Leier A L, Kapp P, DeCelles P G , Gehrels G E. 2007.Lower Cretaceous strata in the Lhasa terrance, Tibet, with implications for understanding the early tectonic history of the Tibetan plateau[J]. Journal of Sedimentary Research, 77: 809-825.

Hsü K J, Pan G T , Sengör A M C.1995.Tectonic evolutions of the Tibetan Plateau: A working hypothesis based on the archipelango model of orogenesis[J]. International Geology Review, 37: 473-508.

潘桂棠，王立全，朱弟成．2004．青藏高原区域地质调查中几个重大科学问题的思考[J]．地质通报，23(1)：12-19．

康志强，许继峰，董彦辉，王保第．2008．拉萨地块中北部白垩纪则弄群火山岩：Slainajap洋南向俯冲产物？[J]．岩石学报，24（2）：303-314．

Liu WL,Huang QT,Gu M,Zhong Y,Zhou RJ,Zheng H,Liu JN,Xia B. 2018.Origin and tectonic implications of the Shiquanhe high-Mg andesite,western Bangong suture, Tibet[J].Gondwana Research， 60：1-14

Ma YL,ZHong Y, Furnes H,Zhaxi Q,Xia B. 2021.Origin and tectonic implications of boninite dikes in the Shiquanhe ophiolite, western Bangong Suture, Tibet[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 205: 1-13.

潘桂棠，王立全，张万平，王保第，更全如．2010．青藏高原及邻区大地构造图及说明书（1∶150万）．北京：地质出版社．

郑有业，许荣科，马国桃，高顺宝，张刚阳，马新民，茨邛．2006．锆石SHRIMP测年对狮泉河蛇绿岩形成和俯冲的时间约束[J]．岩石学报，22（4）：895-904．

Liu YS，Hu ZC， Gao S，Detlef G,Xu J,Gao CG,Chen HD .2008.In situ analysis of major and trace elements of anhydrous minerals by LA-ICP-MS without applying an internal standard[J].Chemical Geology,257:34-43.

许昌辉，陈美涛，贾笛．2017．西藏革吉县米多南地区石英闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及岩石地球化学特征[J]．四川地质学报，37(2)：182-186．

邓晋福，刘翠，冯艳芳，肖庆辉，苏尚国，赵国春，孔维琼，曹文燕．2010．高镁安山岩/闪长岩类（HMA）和镁安山岩/闪长岩类（MA）：与洋俯冲作用有关的两类典型的火成岩类[J]．中国地质，37（4）：1112-1118．

Davidson J P. 1996.Deciphering mantle and crustal signatures in subduction zone magmatism [A]. Geophys, Monogr [M]. Washington D C: American Geophysical Union, 251-262.

Zircon U-Pb Geochronology and Geochemical Characteristics of the Ciwangle Diorite Porphyrite in the Shiquanhe Area, Tibet

Thon Du NyimaTsring Tseten Thondup Tsring Dogy

(Regional Geological Surveying Party, Tibet Bureau of Geology and Exploration and Exploitation of Mineral Resources, Lhasa851400)

The Ciwangle diorite porphyrite is exposed in the north-central Gangdisê belt and occurs as dyke in the Shiquanhe ophiolite. The LA-ICP-MS zircon U-Pb ages are 154.4±2.4Ma, indicating that the diorite porphyrite was emplaced in the Late Jurassic. The geochemical characteristics of the diorite porphyrite show that it is characteristic of magnesian andesite/magnesian diorite (MA).The rock contains 61.94%～65.37% SiO2, 1.74%～5.08% MgO with Mg# of 8.06～63.38 and FeO*/MgO ratios of 3～1.93, and is characterized by weak negative Eu anomaly, relatively enrichment in large ion lithophile elements (LILE) such as Rb and Th, and depletion in high field strength elements (HFSE) such as Nb, Ta, Ti and P. It has the geochemical characteristics of island arc calc-alkaline magma and distribution pattern of REE and trace elements similar to the upper crust which indicate that the Ciwangle diorite porphyrite was formed under conditions of subduction and was derived from oceanic sediment melt and mantle peridotite.

zircon U-Pb age; diorite porphyrite; genesis; Shiquanhe area

P597.3

A

1006-0995（2021）02-0187-07

10.3969/j.issn.1006-0995.2021.02.002