西藏惩香错地区拿布隆措拉岩体岩石地球化学、年代学特征及地质意义

陈 伟

(福建省闽东南地质大队，泉州，362021)

西藏冈底斯在古近纪发生了较大规模的岩浆活动事件[1-4]，岩浆活动自林芝至霍尔均有发育，相对于研究程度较高的冈底斯中东部地区，西部惩香错地区的岩浆作用研究程度较低，缺乏岩石学、地球化学等方面的数据，尤其是花岗岩类岩石类型及构造意义等研究较缺乏，对地球动力学背景认识还存在一定程度的分歧[5-6]。以冈底斯西段惩香错地区的拿布隆措拉岩体为研究对象，进行了较为详细的野外调查和室内研究，利用岩石地球化学及锆石U-Pb年代学分析测试，研究其成因及构造背景。

1 地质背景

拿布隆措拉岩体位于阿里地区措勤县南部，属冈底斯西段。岩体出露范围较广，主要分布于拿布隆措拉一带，出露面积约167.04 km2，呈岩基产出，且形态不规则。主要岩性有细粒石英二长岩、中细粒黑云石英二长岩、中细粒角闪二长岩、中细粒辉石二长岩。拿布隆措拉岩体与古近纪典中组地层呈侵入接触关系，局部有第四系残坡积物覆盖(图1)。

图1 拿布隆措拉岩体区域地质图Fig.1 Regional geological map of Nabronzola1—第四系；2—渐新世日贡拉组；3—始新世帕拉组；4—古新世典中组二段；5—古新世典中组一段；6—始新世黑云母二长花岗岩；7—始新世花岗斑岩；8—始新世二长花岗岩；9—始新世辉石二长岩；10—始新世石英二长岩；11—始新世角闪二长岩；12—古新世二长花岗岩；13—样品位置及编号；14—同位素测年样

2 岩石学及矿物学特征

此次研究对象以拿布隆措拉岩体中的石英二长岩和角闪二长岩为主，开展岩石学和岩石地球化学方面的研究。

石英二长岩：呈灰白色、浅紫灰色，似斑状结构、中-细粒结构，块状构造。钾长石含量为35%～45%，斜长石含量为40%～45%，石英含量为5%～10%，以及少量黑云母、角闪石等暗色矿物。斜长石呈半自形柱状，无序排列，隐约有环带构造，斜长石为中长石。晶体呈似斑晶，具有微弱的绢云母化。钾长石呈半自形柱状，常有卡式双晶充填于斜长石的间隙中。钾长石具有强泥化。石英为细粒状，填于长石的间隙中。黑云母呈鳞片状，填于长石的间隙中。

角闪二长岩：呈灰白色、浅灰色，似斑状结构，块状构造，钾长石含量为40%，斜长石含量为50%，黑云母-角闪石含量约10%，石英少见。斜长石呈半自形柱状，隐约有环带构造，斜长石为中长石。基本上无蚀变，晶体呈似斑晶，包裹有细小的斜长石。钾长石呈半自形或他形，填于斜长石的间隙中，为条纹长石。具有中-强的泥化。黑云母-角闪石充填于斜长石的间隙中。角闪石有弱黑云母化。石英颗粒细小，充填于长石的间隙中。

3 样品采集及分析方法

此次研究共采集10件新鲜岩体样品用于分析测试，其中石英二长岩样品8件、角闪二长岩2件。岩石磨至细粉，送西南冶金地质测试中心进行主微量元素分析。

对石英二长岩(编号为PM012-TW3)进行了锆石U-Pb同位素测年。测年锆石的分选由河北廊坊诚信地质服务有限公司完成，锆石制靶及CL照相由北京锆年领航科技有限公司完成，锆石U-Pb测试分析在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室完成，仪器为ICP-MS(Agilent 7500a)，激光剥蚀系统为GeoLas 200M，剥蚀斑束直径为30μm，剥蚀深度20～40 μm。锆石年龄标准锆石91500为外标，元素含量用标准锆石NISTSRNI 610作为外标、29Si作为内标。锆石U-Pb数据处理用GLITTER 4.0软件完成[7]，用AM-ICP MS Common Lead Correct ion(ver3.15)进行普通铅校正。锆石U-Pb谐和图、加权平均年龄计算和绘图采用Isoplot/Ex version3.0软件完成[8]。

4 岩石地球化学特征

拿布隆措拉石英二长岩SiO2含量为61.42%～63.9%，平均62.6%，Al2O3含量为15.26%～18.38%，平均为16.54%；MgO含量为0.88%～1.92%，平均为1.33；分异指数DI为61.6～80.59，平均为76.3；角闪二长岩SiO2含量为56.56%～59.28%，平均为57.9%，Al2O3含量为16.32%～18.24%，平均为17.28%；MgO含量为2.12%～2.19%，平均为2.15；分异指数DI为61.6～65.8，平均为63.7。可见石英二长岩和角闪二长岩均属于中性岩，且分异程度不高。2种岩性的 A/CNK(Al2O3/CaO+Na2O+K2O)为0.86～0.96，Na2O+K2O为7.52%～9.88%，Na2O/K2O比值小于1.0(表1)。在侵入岩岩石TAS图解(图2a)中样品点主要落在石英二长岩和二长岩区内，极少数落入正长岩区内；在SiO2-K2O图解(图2b)中样品全部落入钾玄岩系列，说明岩石富钾。

石英二长岩和角闪二长岩微量元素表现出富集Rb、Th、La、Zr、Hf等元素，亏损Ba、U、Nb、Sr、P、Ti等元素，反映了大陆弧背景下造山花岗岩的特征，曲线向下凹陷，表现出大陆弧的“三弧”隆起特征(图3a)。

2种岩性稀土元素含量变化较小，ΣREE为139.39×10-6～302.65×10-6，平均为242.96×10-6，与上部地壳的平均总量(210.07×10-6)相比略偏高，LREE为128.01×10-6～278.6×10-6；平均为221.62×10-6；LREE/HREE比值为8.27～11.58，平均为10.37；(La/Yb)N为8.9～14.55，表明属轻稀土富集型，且轻重稀土分异较好，所以稀土配分曲线向右倾。(La/Sm)N为3.52，说明轻稀土分馏明显，重稀土分馏不明显，所以稀土配分曲线左半部斜率较大，右半部则近水平。 δEu为0.35～0.7，平均为0.58，δCe为0.94～1.24，平均为1.02，铕具有较强的负异常，铈具微弱正异常，稀土曲线呈右斜的“海鸥型”(图3b)。稀土元素特征说明拿布隆措拉石英二长岩和角闪二长岩有相同的岩浆起源，但石英二长岩可能比角闪二长岩的结晶分异程度略高。

表1 拿布隆措拉石英二长岩岩石主量(%)、微量、稀土元素(10-6)含量

续表1

图3 拿布隆措拉石英二长岩和角闪二长岩微量稀土原始地幔标准化蛛网图[11](a)和稀土元素配分模式图(b)[12]Fig.3 Standardized spider web map of trace rare earth primitive mantle(a) and Partition pattern diagram of rare earth elements (b)of Nabronzola quartz binary rock and angular dibolite

5 锆石U-Pb测年

此次研究对石英二长岩进行了锆石U-Pb测定，石英二长岩的锆石多呈短柱状，少数呈长柱状，长宽比多数在3∶2左右，少数为2∶1。晶形较完好，部分发育裂纹，少数锆石内见捕虏体，锥面和柱面较好，部分锆石具有继承性核部特征，岩浆振荡生长环带特征较明显。部分锆石可见到扇形分带结构，发育次生加大边现象，反映变质改造现象(图4)。

图4 拿布隆措拉石英二长岩体锆石阴极发光图像Fig.4 Zircon cathode luminous image of Nabronzola quartz binary rock

对石英二长岩进行16个点次分析(表2)，部分锆石U-Pb年龄显示较差的谐和度，主要原因是207Pb信号太低无法准确测试导致207Pb/235U年龄数据不准确。其中2，3，6，9，10，15 六个分析点位的锆石年龄由于谐和度较低被剔除去。剩余10个分析点的206Pb/238U的加权平均年龄为(48.74±0.67)Ma(图5)，可以代表石英二长岩的结晶年龄，属始新世时期。

图5 拿布隆措拉石英二长岩体锆石U-Pb同位素加权平均年龄值图(a)和谐和图(b)Fig.5 Zircon U-Pb aighted average age value diagram (a) and harmonic diagram (b) of Nabronzola quartz binary rock

6 讨论

6.1 岩石成因类型

拿布隆措拉石英二长岩和角闪二长岩整体上具有中等含量的SiO2、Al2O3和MgO，分异指数中等，属典型的中性岩范畴。A/CNK比值均小于1，A/NK比值为1.24～1.75，在A/CNK-A/NK图解中样品数据全落入准铝质区域，符合I型花岗岩类的岩石地球化学特征(图6)。岩石微量元素特征还显示，岩石Nb/Ta比值为9.48～12.43，接近大陆地壳平均值(8.33～11.22)，与原始幔源岩浆值(17)有较大差异；Zr/Hf比值为33.9～36.3亦接近大陆地壳平均值(33)。锆石中稀土元素作为判断源岩性质和形成的依据[14]，研究中发现该岩体锆石∑REE为1 265×10-6～3 890×10-6，全部大于1 000×10-6，具典型的壳源特征。结合岩石CIPW标准矿物中没有刚玉出现，认为拿布隆措拉石英二长岩和角闪二长岩均具备I型花岗岩特征，源岩以壳源为主，可能有少量的幔源物质的加入。

图6 拿布隆错拉石英二长岩和角闪二长岩A/CNK-A/NK图解[13]Fig.6 A/CNK-A/NK diagram of Nabronzola quartz binary rock and angular dibolite

6.2 岩石年代学及形成构造背景

冈底斯中东段地区在始新世时期发生过大规模的底侵作用和岩浆混合作用[15-17]。董国臣等[18]通过对西段那不如岩体的成岩时代进一步推断冈底斯带在始新世早期(约45 Ma)发生了大规模的底侵作用和岩浆混合作用，构成重要的新生代构造-岩浆事件，从而形成了巨大的冈底斯构造-岩浆岩带。测得冈底斯西段拿布隆措拉石英二长岩体的成岩年代学为(48.74±0.67)Ma，结合此次区调工作获得的角闪二长岩和辉石二长岩U-Pb年龄分别为(49.83±0.91) Ma、(48.23±0.52) Ma，认为拿布隆措拉岩体为始新世岩浆活动的重要产物。前人研究认为，印度和欧亚板块的俯冲碰撞开始于65 Ma，结束于45Ma左右，由拿布隆措拉岩体的年代学特征可大致推断其形成于俯冲背景下岛弧构造环境。在Yb-Ta和Rb/30-Hf-3Ta图解(图7)，石英二长岩和角闪二长岩的全部落入火山弧环境花岗岩类，进一步判定其形成于岛弧环境。

图7 拿布隆措拉石英二长岩和角闪二长岩构造环境判别图Fig.7 Structural environment criterion diagram of Nabronzola quartz binary rock and angular dibolite

7 结论

(1)拿布隆措拉石英二长岩具有中等的SiO2(56.56%～63.9%)、Al2O3(15.26%～18.38%)和MgO(1.08%～2.19%)含量，分异程度一般。岩石富集Rb、Th、La、Zr、Hf等元素，亏损Ba、U、Nb、Sr、P、Ti等元素，富集轻稀土，轻重稀土分馏较明显，岩石地球化学特征表明其属于I型花岗岩。

(2)锆石U-Pb测年结果表明拿布隆措拉石英二长岩成岩年龄为(48.74±0.67) Ma，属始新世早期，与冈底斯中东部岩浆活动作用时期一致，根据年代学和地球化学特征，认为其形成于岛弧构造环境。