張萬平 莫宣學(xué) 朱弟成 袁四化 王立全

（1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京100083；2.成都地質(zhì)調(diào)查中心，成都610082）

蛇綠巖作為構(gòu)造侵入于大陸上的古大洋巖石圈殘片，其形成時(shí)代對(duì)于恢復(fù)古大洋形成演化史、重建古板塊構(gòu)造格局等具有重要意義。雅魯藏布蛇綠混雜巖帶是橫貫印度－歐亞板塊的特提斯縫合帶的東延（圖1－A），該縫合帶不同地段蛇綠巖巖石組合不同，西段、中段和東段蛇綠巖的形成時(shí)代也有差異［1－11］。東段蛇綠巖體主要包括澤當(dāng)蛇綠巖、羅布莎蛇綠巖和朗縣蛇綠混雜巖?！段鞑刈灾螀^(qū)區(qū)域地質(zhì)志》最早提及朗縣地區(qū)存在蛇綠混雜巖［12］，國(guó)土資源大調(diào)查1∶25萬填圖［13］詳細(xì)查明了朗縣蛇綠混雜巖體的空間展布，但沒有精確的同位素年代學(xué)數(shù)據(jù)報(bào)道。因此，準(zhǔn)確限定朗縣蛇綠混雜巖的年齡，對(duì)研究雅魯藏布縫合帶構(gòu)造演化具有重要意義。在巖石學(xué)分析基礎(chǔ)上，本文利用SHRIMP II鋯石U－Pb法對(duì)朗縣蛇綠混雜巖中的輝綠巖和玄武巖進(jìn)行了年齡測(cè)定，以約束朗縣蛇綠混雜巖的形成時(shí)代，并初步討論了其地質(zhì)意義。

1 概況

朗縣蛇綠混雜巖是澤當(dāng)、羅布莎蛇綠巖的東延部分，北界為澤當(dāng)—加查—朗拉崗則斷裂（帶），北為岡底斯陸緣火山－巖漿弧，斷裂帶主體走向NNW－EW向，在米林南部一帶以近南北向具較大規(guī)模的左行走滑斷裂為主，南界為乃東—金東—莫洛韌性斷裂帶。朗縣蛇綠混雜巖呈分散的構(gòu)造塊體產(chǎn)出，規(guī)模大小不一，其中規(guī)模較大者有朗縣西3km的魯見溝蛇綠巖，朗縣南東20km的秀章蛇綠巖和朗縣東70km的莫洛蛇綠巖。朗縣混雜巖呈帶狀分布于朗縣－洞嘎鎮(zhèn)一帶，由變質(zhì)橄欖巖、堆晶雜巖、均質(zhì)輝長(zhǎng)巖、層狀輝長(zhǎng)巖和變質(zhì)基性火山巖、枕狀玄武巖組成（圖1－B）。枕狀玄武巖由玄武質(zhì)枕體堆積而成，多數(shù)因構(gòu)造擠壓壓扁拉長(zhǎng)，枕體邊部發(fā)育放射狀裂紋和冷凝邊。本文分析樣品為蝕變較弱的輝綠巖和玄武巖，分別采自里龍村、拉索村和白露村附近。從圖1中可以看出，本次采樣地點(diǎn)均是朗縣蛇綠混雜巖出露的地段，是朗縣蛇綠巖的重要組成部分。采樣的具體GPS位置、巖石類型、巖石結(jié)構(gòu)及礦物組合等特征見表1。

表1 朗縣蛇綠混雜巖SHRIMP鋯石U－Pb法年齡測(cè)定樣品的基本特征Table 1 Basic characteristics of the Lang County ophiolite mélange

2 樣品地球化學(xué)特征

朗縣蛇綠混雜巖中10件樣品的化學(xué)成分見表2和表3，其中包括變輝綠巖3件、變玄武巖5件、超基性巖2件。

朗縣蛇綠混雜巖中的巖石樣品顯示較高的SiO2含量，SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)50%以上的樣品有4件，最高者達(dá)57.40%（LL01－2），可能與強(qiáng)烈的蝕變作用有關(guān)。白露村附近的變玄武巖TiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，均在2%以上，最高達(dá)2.58%，與代表性的洋島玄武巖（OIB）十分接近（2.87%）［15］；里龍村附近蛇綠混雜巖，包括基性、超基性巖石，TiO2的含量不均一，質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.01%～1.42%之間，大多數(shù)在1%以下；拉索村附近變輝綠巖TiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.52%。朗縣蛇綠混雜巖的2件超基性巖石樣品（LL01－4和LL01－6）具有很高的 Mg#值（分別為92.10、89.79），其余8件樣品（變輝綠巖和變玄武巖）的Mg#明顯低于原生巖漿范圍（Mg#＝68～75）［16］。在 Mg#與TiO2含量圖解上（圖2－A），白露村的3件變玄武巖和拉索村的1件變輝綠巖（3件樣品測(cè)得的年齡值在～145Ma），其TiO2含量與Mg#呈現(xiàn)出明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，表明發(fā)生了富鈦礦物相（如鈦鐵礦）的分離結(jié)晶作用；里龍村附近的蛇綠混雜巖，除2件超基性樣品外，剩下4件樣品（1件樣品測(cè)得的年齡值在～1 9 1Ma）的Al2O3含量與Mg#呈明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系（圖2－B），指示發(fā)生斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶作用。P2O5含量低，里龍附近的2件超基性巖石樣品（LL01－4、LL01－6）極低，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%；其余地方的變輝綠巖和變玄武巖P2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.14%～0.28%之間。

圖2 朗縣蛇綠混雜巖氧化物的Mg#－TiO2和 Mg#－Al2O3 圖解Fig.2 The Mg# －TiO2and Mg# －Al2O3plots of the Lang County ophiolite mélange

朗縣蛇綠混雜巖中的巖石樣品的稀土總量較低，白露村附近的3件變玄武巖ΣREE略高，質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為131.32×10－6、122.32×10－6和87.88×10－6；里龍村附近蛇綠混雜巖，包括基性、超基性巖石，ΣREE的含量很低，尤其2件超基性巖石樣品（LL01－4和 LL01－6）非常低（質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.28×10－6和0.75×10－6），質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的變玄武巖（LL01－3）也只有50.00×10－6；拉索村附近變輝綠巖ΣREE的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為58.43×10－6。在稀土元素配分模式圖解上（圖3－A），曲線略為右傾，輕微富集 LREE，（La／Yb）N在0.81～6.70之間，多數(shù)（La／Yb）N在2～3之間。無Eu異常，里龍村附近的2件超基性巖石樣品δEu（LL01－4 和 LL01－6）稍高，分別為 1.40 和1.23，其余地方的變輝綠巖和變玄武巖δEu值在0.8～1.06之間。在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素圖解上（圖3－B），白露村附近的3件變玄武巖有Nb、Ta負(fù)異常，在高場(chǎng)強(qiáng)元素和稀土元素段（即La→Lu段）與E－MORB平行，表明白露村附近的朗縣蛇綠混雜巖兼具E－MORB和OIB的地球化學(xué)特征；里龍村附近蛇綠混雜巖，包括基性、超基性巖石，除Th、Nb、Ta、La、Ce等元素豐度與典型MORB有差別外，其他高場(chǎng)強(qiáng)元素和重稀土元素與MORB近似，總體上顯示MORB型地球化學(xué)特征［17，18］；拉索村附近的變輝綠巖無論稀土配分曲線還是微量元素蛛網(wǎng)曲線均與E－MORB近似。

表2 朗縣蛇綠混雜巖的化學(xué)成分（w／%）Table 2 Chemical components of the Lang County ophiolite mélange

表3 朗縣蛇綠混雜巖的化學(xué)成分（w／10－6）Table 3 Chemical components of the Lang County ophiolite mélange

3 SHRIMP鋯石U－Pb年齡測(cè)定方法

圖3 朗縣蛇綠混雜巖稀土元素配分模式（A）和微量元素蛛網(wǎng)圖（B）Fig.3 REE and trace elements spider diagrams of the Lang County ophiolite mélange

圖4 朗縣蛇綠混雜巖的鋯石陰極發(fā)光圖像Fig.4 The CRT pictures of the Lang County ophiolite mélange

鋯石分選采用常規(guī)重力分選和顯微鏡下手工挑選的方法進(jìn)行，然后將其與標(biāo)準(zhǔn)鋯石（TEM，417Ma）一起粘貼，制成環(huán)氧樹脂樣品靶，打磨拋光并使其露出中心部位，進(jìn)行反射光、透射光和陰極發(fā)光（圖4）顯微照相。制靶、顯微照相和鋯石SHRIMP U－Pb同位素分析均在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所SHRIMP離子探針儀上進(jìn)行。束斑平均大小為30μm，為了盡量降低鋯石表面普通Pb和鍍金過程中的污染，測(cè)定過程中先將束斑在120μm范圍內(nèi)掃描5min，具體測(cè)試條件及流程見文獻(xiàn)［20，21］。LL01－5、QS01－1、LX03－1應(yīng)用實(shí)測(cè)208Pb校正普通鉛，LX03－3應(yīng)用實(shí)測(cè)204Pb校 正 普 通 鉛，LL01－5、QS01－1、LX03－1 和LX03－3測(cè)試結(jié)果見表4，年齡結(jié)果見圖5。單個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)誤差和206Pb／238U年齡的加權(quán)平均值誤差均為1σ；對(duì)變輝綠巖和變玄武巖鋯石，均采用206Pb／238U年齡。

圖5 朗縣蛇綠混雜巖鋯石U－Pb年齡諧和圖解（左）和加權(quán)平均年齡（右）Fig.5 The U－Pb concordant diagrams and age plots of the Lang County ophiolite mélange

表4 朗縣蛇綠混雜巖中變輝綠巖及變玄武巖SHRIMP鋯石U－Pb定年數(shù)據(jù)Table 4 The zircon U－Pb dating of the Lang County ophiolite mélange

續(xù)表4

4 樣品SHRIMP鋯石U－Pb法年齡測(cè)定結(jié)果

從朗縣蛇綠混雜巖中的輝綠巖、玄武巖中挑選出來的鋯石呈短柱狀，個(gè)別呈長(zhǎng)柱狀，分析的鋯石長(zhǎng)度變化于80～200μm之間。陰極發(fā)光照相顯示鋯石結(jié)構(gòu)存在2種基本類型：LL01－5的鋯石具重結(jié)晶邊（圖4），對(duì)這種鋯石，選擇測(cè)定結(jié)晶顆粒干凈、能代表輝綠巖結(jié)晶時(shí)代的內(nèi)緣部分；QS01－1、LX03－1和 LX03－3的鋯石具較好晶形，結(jié)構(gòu)均一（圖4），結(jié)晶環(huán)境比較穩(wěn)定。一般認(rèn)為，巖漿成因鋯石的Th／U比值大于0.5，Th與U之間具有正相關(guān)關(guān)系；變質(zhì)重結(jié)晶鋯石則小于0.1［22］。朗縣蛇綠混雜巖LL01－5、QS01－1、LX03－1和LX03－3中測(cè)點(diǎn)的Th／U比值均大于0.5，且Th與U呈正相關(guān)關(guān)系，指示這些鋯石均為巖漿成因。

LL01－5變輝綠巖中的測(cè)點(diǎn)Th和U的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別介于（132～1 108）×10－6、（83～1 134）×10－6之間，206Pb占普通Pb的1.51%～8.79%之間，Th／U 比值介于0.55～1.84，測(cè)點(diǎn)5.1的207Pb／235U（0.578±8.2）偏高未作統(tǒng)計(jì)（圖5－A）。統(tǒng)計(jì)的13個(gè)測(cè)點(diǎn)，206Pb／238U年齡介于188.4～199.3Ma之間，加權(quán)平均年齡值為191.4±3.7 Ma（2σ，MSWD＝0.39，圖5－B）。

QS01－1變輝綠巖中的測(cè)點(diǎn)Th和U的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別介于（469～1 792）×10－6、（679～3 476）×10－6之間，206Pb占普通Pb的0.83%～2.21%之間，Th／U 比值介于1.36～2.51，測(cè)點(diǎn)4.1的207Pb／235U（0.253 0±7.0）偏高，測(cè)點(diǎn)13.1的年齡值為161.6±6.5Ma，誤差較大，未作統(tǒng)計(jì)（圖5－C）。統(tǒng)計(jì)的11個(gè)測(cè)點(diǎn)，206Pb／238U年齡介于138.3～155.8Ma之間，加權(quán)平均年齡值為147.2±3.4Ma（2σ，MSWD＝0.66，圖5－D）。

LX03－1變玄武巖中的測(cè)點(diǎn)Th和U的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別介于（470～1 768）×10－6、（765～3 792）×10－6之間，206Pb占普通Pb的0.62%～4.51%之間，Th／U 比值介于1.30～2.38，測(cè)點(diǎn)3.1的年齡值為158.6±6.5Ma，誤差較大，未作統(tǒng)計(jì)（圖5－E）。統(tǒng)計(jì)的13個(gè)測(cè)點(diǎn)，206Pb／238U年齡介于142.3～151.4Ma之間，加權(quán)平均年齡值為147.8±3.3Ma（2σ，MSWD＝0.23，圖5－F）。

LX03－3變玄武巖中的測(cè)點(diǎn)Th和U的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別介于（252～571）×10－6、（311～1 184）×10－6，206Pb占普通Pb的0.82%～6.91%之間，Th／U 比值介于1.28～2.21，測(cè)點(diǎn)3.1的年齡值為161.6±6.5Ma，誤差較大，測(cè)點(diǎn)14.1的207Pb／235U（0.370±16.0）偏高，未作統(tǒng)計(jì)（圖5－G）。統(tǒng)計(jì)的12個(gè)測(cè)點(diǎn)，206Pb／238U年齡介于140.2～149.4Ma之間，加權(quán)平均年齡值為145.7±2.5Ma（2σ，MSWD＝0.33，圖5－H）。

5 討論

5.1 朗縣混雜巖中巖漿活動(dòng)的時(shí)代及區(qū)域?qū)Ρ?/h3>

朗縣東部里龍地區(qū)，早期工作一直將其歸屬于白堊系朗縣混雜巖，但本文針對(duì)該混雜巖中的變輝綠巖（圖1－B）卻獲得了大約191Ma的SHRIMP鋯石U－Pb年齡數(shù)據(jù)，記錄了早侏羅世巖漿活動(dòng)歷史。本文從采自朗縣西部拉索村（圖1－B）的1件變輝綠巖樣品（QS01－1）中獲得了大約147Ma的鋯石結(jié)晶年齡，該年齡與采自朗縣南部白露村附近（圖1－B）的2件變玄武巖樣品（LX03－1、LX03－3）的時(shí)代（146～148Ma B.P.）完全一致，這表明在侏羅紀(jì)最晚期朗縣地區(qū)發(fā)生了重要的巖漿事件。區(qū)域年代學(xué)資料表明（表5），在雅魯藏布縫合帶西段，休古嘎布蛇綠混雜巖大約形成于126～152Ma B.P.［23］；在雅魯藏布縫合帶中段，大竹卡和吉定蛇綠巖可能主要形成于126～128Ma B.P.［9，24］；在雅魯藏布縫合帶東段，羅布莎地區(qū)蛇綠巖大約形成于163～177Ma B.P.［1，2］；而更向東到澤當(dāng)?shù)貐^(qū)，蛇綠巖很可能形成于175Ma B.P.［6］。這些信息表明，雅魯藏布縫合帶內(nèi)部的蛇綠巖形成時(shí)代跨度大（早侏羅世到早白堊世中晚期），并且很可能具有東早西晚的形成演化歷史。

5.2 地質(zhì)意義

本文在朗縣混雜巖東部里龍地區(qū)首次發(fā)現(xiàn)了SHRIMP鋯石 U－Pb年齡為191.4±3.7Ma的N－MORB型輝綠巖，這是迄今為止在雅魯藏布蛇綠混雜巖帶發(fā)現(xiàn)的最老的N－MORB型巖漿活動(dòng)記錄，很可能表明該地區(qū)在早侏羅世早期就已經(jīng)存在洋盆，暗示新特提斯洋盆可能已經(jīng)擴(kuò)張產(chǎn)生的時(shí)代應(yīng)該更早，這與近年來在該帶發(fā)現(xiàn)中晚三疊世放射蟲硅質(zhì)巖的事實(shí)一致［25］，提供了新特提斯在早侏羅世以前就可能已經(jīng)擴(kuò)張產(chǎn)生的重要證據(jù)。考慮到迄今在雅魯藏布混雜巖帶中段和西段尚未發(fā)現(xiàn)老于此時(shí)期的蛇綠巖，由此作者推測(cè)，東部的新特提斯洋盆很可能比中西部具有更早的發(fā)育歷史。

本文的SHRIMP鋯石U－Pb年齡測(cè)定還發(fā)現(xiàn)，1件具有E－MORB特征的輝綠巖樣品（QS01－1）與2件具有E－MORB特征的玄武巖樣品（LX03－1、LX03－3）大約同時(shí)侵入形成于侏羅紀(jì)最晚期（147Ma B.P.）。由于這些變輝綠巖和變玄武巖樣品已經(jīng)發(fā)生了富鈦礦物相的分離結(jié)晶，所以其較高的TiO2含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%～2.6%）應(yīng)該指示其原始巖漿應(yīng)該具有更高的TiO2含量；意味著僅從TiO2含量來看，可類比于典型OIB。其他微量元素兼具E－MORB和OIB型玄武巖地球化學(xué)特征，但其明顯的Nb、Ta負(fù)異常又不同于典型OIB。這種獨(dú)特的地球化學(xué)現(xiàn)象，既可能由受到消減組分影響的巖石圈地幔引起，也可能與熱點(diǎn)和洋脊相互作用過程中巖石圈地幔組分的加入有關(guān)。如果將這2件變玄武巖樣品（LX03－1、LX03－3）視為熱點(diǎn)與洋脊相互作用的結(jié)果［26］，那么就意味著在侏羅紀(jì)最晚期或白堊紀(jì)最早期，在雅魯藏布洋盆內(nèi)部發(fā)生了重要的熱點(diǎn)型巖漿活動(dòng)。更有意義的是，這一熱點(diǎn)型巖漿活動(dòng)與雅魯藏布混雜巖帶南部措那地區(qū)的早期熱點(diǎn)型巖漿活動(dòng)（（145Ma B.P.）［27］同期，表明那時(shí)在新特提斯洋殼巖石圈及南部被動(dòng)大陸邊緣巖石圈之下，很可能存在彼此有成因聯(lián)系的地幔柱或熱點(diǎn)型巖漿活動(dòng)。但同時(shí)也應(yīng)該注意到這2個(gè)樣品有明顯的Nb、Ta虧損，目前不排除它們可能來自一個(gè)受到消減組分影響的巖石圈地幔，或者解釋成新特提斯洋內(nèi)熱點(diǎn)和洋脊相互作用過程中有巖石圈地幔組分的貢獻(xiàn)。

表5 雅魯藏布縫合帶蛇綠巖年齡表Table 5 The ages of the ophiolite mélange in the Yarlung Zangbo suture zone

6 結(jié)論

a.朗縣蛇綠混雜巖中的巖漿活動(dòng)有2幕，分別發(fā)生在早侏羅世（大約191Ma B.P.）和侏羅紀(jì)最晚期到白堊紀(jì)最早期（大約146～148Ma B.P.）。

b.本文SHRIMP鋯石U－Pb年齡數(shù)據(jù)提供了新特提斯在早侏羅世以前就可能已經(jīng)擴(kuò)張產(chǎn)生的重要證據(jù)。

c.在侏羅紀(jì)最晚期或白堊紀(jì)最早期，在新特提斯洋殼巖石圈及南部被動(dòng)大陸邊緣巖石圈之下，存在彼此有成因聯(lián)系的地幔柱或熱點(diǎn)型巖漿活動(dòng)，在巖漿活動(dòng)過程中很可能巖石圈地幔組分有一定的影響和貢獻(xiàn)。

作者在SHRIMPⅡ年齡測(cè)試工作中得到中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院SHRIMP年齡測(cè)試室各位老師和同仁的幫助，西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)了樣品的化學(xué)測(cè)試分析，在此一并表示感謝。

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