胡 雋, 吳小雙, 萬永文, 張 旦, 陳國東

(1.成都理工大學(xué) 數(shù)學(xué)地質(zhì)四川省重點實驗室，成都 610059；2.四川會理鉛鋅股份有限公司，四川 西昌 615015；3.中國冶金地質(zhì)總局 中南地質(zhì)勘察院，武漢 430080)

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班公湖-怒江縫合帶侵入巖地球化學(xué)和年代學(xué)特征及形成構(gòu)造背景

胡 雋1, 吳小雙2, 萬永文1, 張 旦3, 陳國東1

(1.成都理工大學(xué) 數(shù)學(xué)地質(zhì)四川省重點實驗室，成都 610059；2.四川會理鉛鋅股份有限公司，四川 西昌 615015；3.中國冶金地質(zhì)總局 中南地質(zhì)勘察院，武漢 430080)

對西藏納屋錯地區(qū)班公湖-怒江縫合帶西段的侵入巖進(jìn)行巖石地球化學(xué)和鋯石U-Pb年齡測定，并與縫合帶以外南面巖漿弧侵入巖進(jìn)行對比。巖石地球化學(xué)分析表明，縫合帶內(nèi)侵入巖樣品均屬于鈣堿性和高鉀鈣堿性系列，隸屬于島弧型巖漿巖類。稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布模式均表現(xiàn)出LREE富集、HREE相對虧損的右傾模式，痕量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖顯示樣品總體上富集大離子不相容元素(HFSE)Rb、K、Ba，虧損高場強(qiáng)元素(LILE)Nb、Ta、Ti、P，體現(xiàn)了鈣堿性系列巖體的特征和演化趨勢；年代學(xué)分析表明，帶內(nèi)侵入巖的成巖時代集中在早白堊世(104.5～141.7 Ma B.P.)；進(jìn)一步的構(gòu)造環(huán)境對比分析表明，所有侵入巖樣品均屬于島弧型-大陸碰撞型花崗巖類，但縫合帶內(nèi)巖漿巖屬性為同碰撞花崗巖，縫合帶具由鈣堿性向高鉀鈣堿性演化的特征和趨勢，形成于受逆掩構(gòu)造或地殼剪切作用的造山時期，處于威爾遜旋回的“陸陸碰撞造山-山帶剝蝕”階段，認(rèn)為班-怒縫合帶西段存在雙向俯沖的碰撞造山構(gòu)造背景。

班-怒縫合帶；島弧型巖漿巖；同碰撞花崗巖；雙向俯沖；碰撞造山

位于羌塘地塊和拉薩地塊之間的班公湖-怒江縫合帶(簡稱“班怒帶”)是研究青藏高原的隆升和特提斯洋演化的熱點地區(qū)。特提斯洋盆的打開時間從三疊紀(jì)到侏羅紀(jì)都有不同的證據(jù)支持[1-3]，而班怒帶的俯沖消減時間主要認(rèn)為在侏羅紀(jì)，閉合時間為晚侏羅世-中白堊世[4-12]。對班公湖-怒江縫合帶的俯沖極性問題也存在不同的看法，主要有北向俯沖[13-17]、南向俯沖[18-21]和雙向俯沖[22-27]3類觀點。

筆者依托在革吉縣鹽湖鄉(xiāng)開展的西藏納屋錯地區(qū)1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查項目，探討過班怒縫合帶南向俯沖的時間和極性問題并提供了直接的巖石學(xué)和年代學(xué)新證據(jù)[5]。本文繼續(xù)對縫合帶內(nèi)出現(xiàn)的侵入巖的地球化學(xué)和年代學(xué)特征進(jìn)行分析，并與帶外巖漿弧侵入巖相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，得到班怒帶雙向俯沖的新證據(jù)。

1 主要巖石類型特征

工作區(qū)涵蓋了班公錯-怒江縫合帶西段的南北界線，帶內(nèi)除產(chǎn)出大量混雜巖和分布局限的蛇綠巖外，還廣泛分布包括60個閃長玢巖體在內(nèi)的侵入巖體共計67個(圖1)。圍巖主要為侏羅系木嘎崗日巖群、上侏羅-下白堊統(tǒng)沙木羅組和下白堊統(tǒng)去申拉組。巖性上，縫合帶內(nèi)的中酸性侵入巖主要為閃長玢巖、石英閃長玢巖、石英二長閃長巖、斜長花崗斑巖等。

閃長玢巖呈深灰色-淺灰色，斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)具微粒半自形柱粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶以斜長石為主(體積分?jǐn)?shù)為5%～20%)，少量角閃石(體積分?jǐn)?shù)<10%)；斑晶具絹云母化、綠簾石化、綠泥石化。基質(zhì)以絹云母化斜長石為主，體積分?jǐn)?shù)在70%左右；次為綠泥石化的角閃石(體積分?jǐn)?shù)為10%)，有微量石英、磷灰石等(圖2-A)。

石英二長閃長巖呈灰色，表面黃灰色，可見似斑狀結(jié)構(gòu)；基質(zhì)呈細(xì)粒半自形柱粒結(jié)構(gòu)，似斑晶由綠泥石化角閃石構(gòu)成(體積分?jǐn)?shù)為1%)，基質(zhì)組分以黏土化、絹云母化、白云石化柱粒狀斜長石為主(67%)，其間分布文象交生體(28%)，另有少量微粒石英(2%)、綠泥石化角閃石(2%)，偶見鋯石及不透明礦物(圖2)。斜長(斑)巖呈淺灰色，表面黃灰色，具微細(xì)粒半自形柱粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造；礦物組分分布較均勻，主要由粒徑0.1～1 mm的細(xì)粒柱粒狀絹云綠泥石化、偶具白云石化的斜長石構(gòu)成(體積分?jǐn)?shù)為79%)，有少量斜長石呈斑晶；微粒石英(0.1～0.2 mm)和鉀長石體積分?jǐn)?shù)為18%，分布于斜長石晶間；黑云母為2%，微量不透明礦物，偶見文象交生體。

2 巖石化學(xué)特征

作者共采集6件縫合帶內(nèi)中酸性侵入巖樣品進(jìn)行巖石化學(xué)特征研究：4件閃長玢巖、1件閃長巖和1件斜長(斑)巖。

2.1 主元素

中酸性侵入巖的巖石化學(xué)分析結(jié)果見表1。與中國花崗巖類平均值[28]比較，閃長玢巖和閃長巖的SiO2含量明顯高出平均值，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)(w)與石英閃長巖接近，F(xiàn)eO、TiO2、Fe2O3、MgO、CaO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低，Al2O3和K2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與平均值相近。斜長(斑)巖的SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯低于平均值，接近于石英二長巖， MgO、TiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高，Al2O3、FeO、Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與平均值相近。

圖1 縫合帶內(nèi)巖漿巖分布簡圖Fig.1 Map showing distribution of igneous rocks in the Bangong Co-Nujiang suture zone

圖2 石英閃長巖和閃長玢巖的顯微鏡鏡下圖像Fig.2 Microscopic image of quartz diorite and diorite porphyrite(A)石英閃長巖的顯微粒狀鑲嵌結(jié)構(gòu), 正交偏光； (B)閃長玢巖的顯微粒狀鑲嵌結(jié)構(gòu), 正交偏光

Table 1 Major element contents of magmatic rocks from Bangong Co-Nujiang suture zone

樣品號巖石名稱SiO2Al2O3Fe2O3FeOMgOCaONa2OK2OTiO2MnOP2O5CO2H2O+H2O-ZK01閃長玢巖59．9715．742．032．412．965．233．742．000．670．100．202．232．280．26AK02閃長玢巖67．7315．601．050．991．473．364．642．160．300．040．091．460．910．17D0343(NE)閃長玢巖61．1615．421．414．562．472．750．933．010．870．060．192．400．433．08D2043(S)閃長玢巖61．0715．961．632．942．464．644．301．970．650．100．231．360．242．03AK01閃長巖58．3217．573．411．971．514．934．892．900．880．150．281．741．320．29N013(EH)斜長(斑)巖64．9314．781．580．920．873．665．361．360．310．030．102．410．423．18

在SiO2-K2O圖(圖3)中，閃長玢巖、閃長巖和斜長(斑)巖均屬于鈣堿性和高鉀鈣堿性系列，為典型的島弧型巖漿巖。從花崗巖命名TAS圖解(圖4)上可見，4件閃長玢巖樣品中的1件位于亞堿性的花崗閃長巖區(qū)域，說明該巖樣存在明顯的硅化現(xiàn)象，閃長巖的K2O和Na2O值偏高，其礦物成分更接近二長巖，斜長(斑)巖組分則類似于亞堿性的花崗閃長巖。

圖3 侵入巖SiO2-K2O圖解Fig.3 SiO2 vs K2O diagram of intrusive rock

圖4 花崗巖命名TAS圖解Fig.4 TAS diagram of intrusive rockIr-Irvine分界線上方為堿性，下方為亞堿性。4.閃長巖；5.花崗閃長巖；10.二長巖

2.2 稀土元素

縫合帶內(nèi)6件樣品的稀土元素分析結(jié)果見表2，稀土配分模式見圖5。

斜長(斑)巖的ΣREE為97.89×10-6，ΣLREE/ΣHREE為7.67，反映輕稀土的相對富集和重稀土的虧損；δEu=1.02，說明Eu無虧損。稀土配分模式為向右陡傾，明顯可見Ce和Yb的虧損現(xiàn)象。

閃長玢巖的ΣREE平均值為117.32×10-6，ΣLREE/ΣHREE平均值為8.10，顯示輕稀土的明顯富集和重稀土的相對虧損；δEu=0.99，顯示Eu具微弱的虧損。注意到D0343樣品的δEu為1.41，體現(xiàn)Eu富集，而其余3件閃長玢巖的Eu則相對虧損。稀土配分模式為向右緩傾，并有Eu、Ho、Yb、Ce等元素的相對弱虧損。

圖5 稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布模式圖Fig.5 Rare earth element chondrite-normalized patterns(圖中樣品編號對應(yīng)于表2樣品)

Table 2 Rare earth element contents of intrusive rocks from Bangong Co-Nujiang suture zone

樣品號巖石名稱CeDyErEuGdHoLaLuD0343(NE)閃長玢巖72．4592．5751．2222．2144．2840．46021．6340．146D2043(S)閃長玢巖46．6514．8542．4751．9416．1480．88737．2020．343AK01閃長巖44．1006．9903．8303．42010．9001．37046．9000．480ZK01閃長玢巖34．0003．4401．8501．7105．4500．62031．2000．240AK02閃長玢巖19．5002．3901．7001．1206．0300．43020．3000．370N013(EH)斜長(斑)巖19．6733．1101．6721．6004．3470．57827．2490．227樣品號巖石名稱NdPrSmTbTmYYbD0343閃長玢巖25．7645．5845．1010．5870．16126．8501．989D2043閃長玢巖33．9817．8786．9740．9390．33613．4901．389AK01閃長巖52．60011．20010．7001．2200．50027．2002．610ZK01閃長玢巖27．8006．8805．2700．6400．24019．7001．680AK02閃長玢巖18．1004．2203．6000．4200．2706．4600．640N013(EH)斜長(斑)巖26．8286．2455．0070．6130．2297．8100．516

閃長巖的ΣREE為196.88×10-6，ΣLREE/ΣHREE為6.05，反映其稀土含量很高，同時也有輕稀土的相對富集和重稀土的相對虧損的現(xiàn)象。δEu=0.97，顯示Eu的微弱虧損。稀土配分模式為向右緩傾，并有Eu、Tm、Yb等元素的相對弱虧損和Ce元素的明顯虧損。

綜上可見，班公湖-怒江縫合帶內(nèi)的中酸性侵入巖中富含和虧損稀土元素現(xiàn)象共存(ΣREE=79.02×10-6～196.88×10-6)，其稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布模式表現(xiàn)出6件侵入巖樣品均具有LREE富集、HREE相對虧損的右傾模式(LREE/HREE=5.46～11.62)，微弱的Eu負(fù)異常表明巖漿具有較低的分異程度，結(jié)合Sr元素的相對負(fù)異常，說明演化過程中沒有經(jīng)歷明顯的斜長石分離結(jié)晶作用。

2.3 痕量元素

縫合帶內(nèi)中酸性侵入巖痕量元素分析結(jié)果見表3。原始地幔標(biāo)準(zhǔn)痕量元素蛛網(wǎng)圖見圖6。從表3可見，閃長玢巖中痕量元素Rb、 Th和La等的含量相對較高，P、Sr、Nb、Ba、Y、Yb等含量相對較低，其中D0343巖樣的虧損表現(xiàn)更為突出。2件閃長玢巖樣品在Rb、Lu、Sr等元素上的明顯差異，說明閃長玢巖類巖體中存在著不均一性，可能代表巖漿房不同部位的演化上的差別。但是這2件樣品均來自于班公湖-怒江縫合帶內(nèi)，其痕量元素分布在大體趨勢上的表現(xiàn)是一致的，這也體現(xiàn)其形成原因和環(huán)境相似。斜長(斑)巖的痕量元素變化趨勢和D2043大體一致，其元素含量較閃長玢巖普遍較低。

圖6 原始地幔標(biāo)準(zhǔn)痕量元素蛛網(wǎng)圖Fig.6 Spider diagram of primitive mantle-normalized trace element (圖中樣品編號對應(yīng)于表3樣品)

在痕量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(圖6)上，2件閃長玢巖和1件斜長(斑)巖樣品具有類似的配分模式，總體上富集大離子不相容元素(HFSE)Rb、K、Ba，虧損高場強(qiáng)元素(LILE)Nb、Ta、Ti、P，曲線總體呈平坦型，顯示島弧鈣堿性系列巖體的特征和演化趨勢。尤其D2043樣品的wSr>300×10-6，wSr/wY值達(dá)到47.76，表明閃長玢巖部分熔融源區(qū)殘留相中很可能含石榴子石和角閃石。而斜長石的含量較低，大多數(shù)斜長石在部分熔融過程中進(jìn)入了熔體相，說明閃長玢巖具有下地殼部分熔融的地球化學(xué)特征，其巖漿的形成與古老下地殼物質(zhì)的部分熔融有關(guān)。同時，大離子不相容元素Rb和Sr的含量對巖漿作用具有明顯的指示效果，強(qiáng)烈的結(jié)晶分異作用可使得wRb/wSr值增高。縫合帶內(nèi)獲得的第一件閃長玢巖樣品的Sr含量則異常低，使得其wRb/wSr值約為2，表明熔融程度相對較高；第二件閃長玢巖樣品的wRb/wSr值則?2(約為0.1),說明其源區(qū)巖漿部分熔融程度較低，處于部分熔融的初始階段。

表3 縫合帶內(nèi)中酸性侵入巖的痕量元素含量

Table 3 Trace element contents of intrusive rocks from Bangong Co-Nujiang suture zone

樣品號巖石名稱w/10-9w/10-6AuHgAgAsBBaBeBiClCoCrD0343閃長玢巖1．138．240．08110．0388．2328．72．1530．41120．2318．850171．30D2043閃長玢巖0．519．010．0671．6427．4483．01．2510．068110．109．22537．11N013(EH)斜長(斑)巖0．233．630．0259．8123．1713．11．1920．03631．636．19531．76樣品號巖石名稱w/10-6CuFGaHfLiMoNbNiPPbRbSbD0343閃長玢巖34．37063819．4886．1161．050．44712．028112．70784．623．273138．300．46D2043閃長玢巖14．35042919．5344．0727．860．37015．83613．30968．510．35060．120．19N013(EH)石英斜長斑巖4．16323814．9022．7412．030．3425．33919．17411．08．46643．410．42樣品號巖石名稱w/10-6ScSnSrTaTeThUVWZnZrD0343閃長玢巖15．7702．68067．081．3500．05411．2382．091142．0701．420111．20214．78D2043閃長玢巖10．4801．130644．302．3120．0104．9951．511116．3000．888140．90150．64N013(EH)斜長(斑)巖5．6910．484450．400．5130．0102．9881．26856．9720．37926．83101．48

2.4 同位素年齡

采用LA-ICP-MS方法進(jìn)行鋯石U-Pb同位素年齡測試，縫合帶內(nèi)閃長玢巖(Ak01、Zk01)、斜長(斑)巖(N013(SW))、石英閃長玢巖(D0050-1)的鋯石U-Pb測齡結(jié)果見表4。

閃長玢巖(Ak01)中鋯石的wTh/wU?0.1，形態(tài)上(圖7)均具有環(huán)帶結(jié)構(gòu)。根據(jù)鋯石晶形分為2組：一組為高齡鋯石，這種鋯石呈粒狀，顏色較深，往往位于鋯石的核部，并且鋯石邊部往往有淺色的增生邊，如測點6.1、10.1、12.1和19.1，其U-Pb年齡值變化很大，為336.1～1 063.4 Ma，年齡值均在等時線上(圖7)，這些鋯石可能是捕獲老基底的巖漿鋯石。另一組鋯石呈長柱狀和板柱狀，顏色較淺，有明顯的環(huán)帶結(jié)構(gòu)，為巖漿結(jié)晶鋯石，故對其進(jìn)行14次測試，結(jié)果具有十分相近的206Pb/238U年齡值，年齡數(shù)據(jù)的加權(quán)平均值為(121.3±1.5)Ma(圖8)，代表了閃長玢巖的成巖年齡。

圖7 閃長玢巖(Ak01)鋯石特征及測點位置Fig.7 Zircon feature and dot position of diorite porphyrite

圖8 閃長玢巖(Ak01)鋯石U-Pb諧和圖Fig.8 Zircon U-Pb harmonious diagram of diorite porphyrite

閃長玢巖(Zk01)的鋯石wTh/wU較為穩(wěn)定，介于0.18～0.71之間；均為長柱狀，并具有顯著的環(huán)帶結(jié)構(gòu)(圖9)，因此這些鋯石都屬于巖漿成因鋯石。測點8.1和20.1的鋯石U-Pb諧和圖明顯偏離等時線，其余18顆鋯石的測試結(jié)果具有十分相近的年齡值，206Pb/238U年齡數(shù)據(jù)的加權(quán)平均值為(117.6±3.6)Ma(圖10)，反映的是閃長玢巖的成巖年齡。

斜長(斑)巖(N013(SW))的鋯石粒度多在100～200 μm，大者可達(dá)300 μm，鋯石寬度約為50～90 μm，部分鋯石粒度約為150～250 μm。鋯石多為完整的短柱狀和不規(guī)則狀顆粒，少量長柱狀，部分具清晰的環(huán)帶結(jié)構(gòu)(圖11)。其測點數(shù)據(jù)分布在一致曲線的右側(cè)(圖12-A)，其206Pb/238U加權(quán)平均年齡值(圖12-B)為(141.7±2.5) Ma，為晚侏羅世，接近早白堊世。該巖體位于班公湖-怒江縫合帶北緣內(nèi)側(cè)，可能為特提斯洋向北俯沖的產(chǎn)物。

圖9 閃長玢巖(Zk01)鋯石特征及測點位置Fig.9 Zircon feature and dot position of diorite porphyrite

圖10 閃長玢巖(Zk01)鋯石U-Pb諧和圖Fig.10 Zircon U-Pb harmonious diagram of diorite porphyrite

石英閃長玢巖(D0050-TW1)的鋯石具完好的柱狀晶形，呈無色透明狀，晶棱平直，大多晶面光滑。鋯石粒度為200～300 μm，鋯石寬度約為130 μm，具明顯環(huán)帶(圖13)，wTh/wU比值為0.80～4.40，平均為2.3。16個測點數(shù)據(jù)分布在一致曲線及其附近(圖14)，其206Pb/238U 年齡值為104.5(+7.9/-9.4)Ma,為該巖體的成巖年齡。

圖11 斜長(斑)巖(N013)鋯石特征和測點位置Fig.11 Zircon feature and dot positions of anorthosite porphyry

圖12 斜長(斑)巖(N013)鋯石206Pb/238U-207Pb/235U諧和圖及年齡加權(quán)平均圖Fig.12 Zircon U-Pb 206Pb/238U-207Pb/235U harmonious diagram and age weighted mean diagram of anorthosite porphyry

圖13 石英閃長玢巖(D0050-TW1)鋯石特征及測點位置Fig.13 Zircon feature and dot position of quartz diorite

圖14 石英閃長玢巖(D0050-TW1)鋯石的206Pb/238U-207Pb/235U諧和圖和加權(quán)平均年齡值Fig.14 Zircon U-Pb 206Pb/238U-207Pb/235U harmonious diagram and age weighted mean diagram of quartz diorite

3 班-怒縫合帶內(nèi)外侵入巖的對比分析

3.1 縫合帶內(nèi)外巖漿巖屬性

從巖漿巖的巖石組合上看，帶內(nèi)的侵入巖以中酸性為主(80%為閃長玢巖)；帶外的侵入巖(即南側(cè)阿翁錯巖體)則從基性的輝長巖，到中性的石英閃長巖、中酸性的花崗閃長巖、酸性的花崗巖都有產(chǎn)出。這說明帶內(nèi)巖漿巖的巖性范圍相對較小，其活動期次可能包含于或者晚于帶外的活動時期。

將帶內(nèi)外的侵入巖樣品在同一個K2O-SiO2圖解(圖15)中進(jìn)行對比分析，發(fā)現(xiàn)其主元素成分的相似性，都出現(xiàn)在中鈣堿性和高鉀鈣堿性區(qū)域，屬于典型的島弧型巖漿巖。帶外侵入巖的島弧性質(zhì)已有論證和解釋[5]，本文則進(jìn)一步認(rèn)為縫合帶內(nèi)侵入巖體也具有島弧特征，其形成原因可能是伴隨縫合帶的俯沖消減，南北兩側(cè)地塊對俯沖的反作用力導(dǎo)致巖漿逆向侵位所致，故其活動時間也應(yīng)該在縫合帶俯沖之后，這與帶內(nèi)侵入巖的巖性較窄和缺乏基性侵入巖的特點吻合。

圖15 縫合帶內(nèi)外侵入巖的SiO2-K2O對比圖解Fig.15 SiO2-K2O contrast diagram of intrusive rock inner and outside the suture zone(帶外數(shù)據(jù)來源見參考文獻(xiàn)[5])

3.2 俯沖時間和俯沖極性

圖16 縫合帶內(nèi)側(cè)和外側(cè)的U-Pb年齡數(shù)據(jù)散點圖Fig.16 U-Pb dating scatter diagram for samples in and out the suture zone

根據(jù)LA-ICP-MS方法鋯石U-Pb年齡數(shù)據(jù)散點圖(圖16)，在班公湖-怒江縫合帶南界外的鹽湖復(fù)式巖體獲得的侵入巖樣品的鋯石U-Pb LA-ICPMS年齡數(shù)據(jù)主要集中在早白堊世和晚白堊世交界的98.9 Ma B.P.附近，樣品年齡值的相對集中說明縫合帶南向俯沖消減的主要時期就在93～114.7 Ma B.P.，而年齡值的差異說明縫合帶南界的俯沖消減時間至少持續(xù)了21.7 Ma[15]。對應(yīng)的班怒帶內(nèi)部的中酸性侵入巖的鋯石U-Pb LA-ICPMS年齡數(shù)據(jù)則總體較早，都在早白堊世(104.5～141.7 Ma B.P.)。其中樣品N013位于縫合帶北側(cè)，其余3件位于縫合帶中部。

班-怒縫合帶以北的羌塘盆地在古生代為克拉通裂谷盆地[27]，其后縫合帶位置經(jīng)歷了整個威爾遜旋回：形成早期裂谷—裂谷拉伸、特提斯洋盆發(fā)育—南北雙向俯沖消減—洋盆關(guān)閉—陸陸碰撞造山—山帶剝蝕再次穩(wěn)定。根據(jù)目前班怒帶兩側(cè)平坦，中部隆起的地勢特點，應(yīng)處于威爾遜旋回的“陸陸碰撞造山—山帶剝蝕”階段。

根據(jù)相關(guān)地質(zhì)調(diào)查，本測區(qū)的班-怒縫合帶北界以外出露了大套火山巖組合，巖性主要為英安巖、安山巖、玄武巖，而帶外以南則為鹽湖復(fù)式巖體的島弧型巖漿巖，這為班-怒縫合帶南北雙向俯沖消減提供了證據(jù)，并且縫合帶內(nèi)部的中酸性侵入巖、蛇綠巖套組合也說明其是在俯沖后半期的洋盆關(guān)閉階段形成。根據(jù)本文目前得到的數(shù)據(jù)，認(rèn)為班-怒縫合帶西段存在雙向俯沖的碰撞造山構(gòu)造背景；由于141.7 Ma B.P.時，該帶北部已經(jīng)出現(xiàn)了洋盆關(guān)閉引起的巖漿巖活動，因此推斷縫合帶向北俯沖的起始時間早于141.7 Ma B.P.。另外，根據(jù)縫合帶以北的鹽湖復(fù)式巖體的年齡數(shù)據(jù)得知，114.7 Ma B.P.或更早已存在巖漿活動，而活動結(jié)束時間則應(yīng)在93 Ma B.P.之后。

3.3 構(gòu)造環(huán)境和成因

在判別花崗巖構(gòu)造環(huán)境的FeO-MgO圖解(圖17)中，縫合帶內(nèi)6件中酸性侵入巖樣品均投影在IAG(島弧型花崗巖)+CAG(大陸弧花崗巖)+CCG區(qū)域(大陸碰撞花崗巖)區(qū)域；痕量元素Yb-Ta圖解(圖18)中，3件位于火山弧花崗巖區(qū)域，1件在火山弧與同碰撞花崗巖之界線上，1件在同碰撞花崗巖區(qū)域，1件位于同碰撞與板內(nèi)花崗巖分界上。

進(jìn)一步對縫合帶內(nèi)外樣品進(jìn)行對比分析，把它們投影在同一個wFeO-wMgO

圖解(圖19)和痕量元素的wYb+Ta-wRb圖解(圖20)中。圖19中，縫合帶內(nèi)外的侵入巖樣品全部投影在IAG+CAG+CCG區(qū)域，說明其大地構(gòu)造背景相關(guān)度極高，均屬于島弧型-大陸碰撞型花崗巖類；圖20給出了進(jìn)一步細(xì)分的可能，帶內(nèi)的4件侵入巖樣品基本落入同碰撞型花崗巖區(qū)域，而帶外以南的鹽湖復(fù)式巖體樣品均投在火山弧花崗巖區(qū)域。結(jié)合本地區(qū)鹽湖復(fù)式巖體[5]的探討和前文分析，從構(gòu)造環(huán)境圖上論證了帶內(nèi)巖漿巖成因為陸陸碰撞，其屬性為同碰撞花崗巖；縫合帶以南的巖漿巖成因則為縫合帶南向俯沖，屬性為島弧型花崗巖。

圖17 花崗巖構(gòu)造環(huán)境FeO-MgO圖解Fig.17 FeO-MgO diagram of granite tectonic setting(圖中樣品編號對應(yīng)表1樣品)

圖18 花崗巖構(gòu)造環(huán)境Yb-Ta圖解Fig.18 Yb-Ta diagram of granite tectonic setting(圖中樣品編號對應(yīng)表1樣品)

圖19 縫合帶內(nèi)外侵入巖的FeO-MgO圖解Fig.19 FeO vs MgO diagram of intrusive rock from inner and outer suture zone(帶外數(shù)據(jù)來源見參考文獻(xiàn)[5])

圖20 縫合帶內(nèi)外侵入巖的(Yb+Ta)-Rb圖解Fig.20 Yb+Ta vs Rb diagram of intrusive rock from inner and outer suture zone(帶外數(shù)據(jù)來源見參考文獻(xiàn)[5])

4 結(jié) 論

a.對縫合帶內(nèi)的6件樣品進(jìn)行主元素分析發(fā)現(xiàn)其分布于鈣堿性和高鉀鈣堿性系列區(qū)域，為典型的島弧型巖漿巖類；稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布模式表現(xiàn)均具有LREE富集、HREE相對虧損的右傾模式；痕量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖表明樣品總體上富集大離子不相容元素(HFSE)Rb、K、Ba，虧損高場強(qiáng)元素(LILE)Nb、Ta、Ti、P，顯示由鈣堿性向高鉀鈣堿性的演化趨勢。

b.年代學(xué)分析表明，班怒縫合帶內(nèi)部的中酸性侵入巖的鋯石U-Pb LA-ICPMS年齡數(shù)據(jù)主要為早白堊世(104.5～141.7 Ma B.P.)；而縫合帶南界外的鹽湖復(fù)式巖體，相同方法測定的年齡數(shù)據(jù)主要集中在早白堊世和晚白堊世交界的98.9 Ma B.P.附近。其年齡值的差異說明縫合帶向南俯沖消減時間至少持續(xù)了21.7 Ma，同時結(jié)合北界以外出露了大套火山巖組合和縫縫合帶內(nèi)部的中酸性侵入巖、蛇綠巖套組合，認(rèn)為班怒縫合帶西段存在雙向俯沖的碰撞造山構(gòu)造背景。

c.通過對構(gòu)造環(huán)境的對比分析，發(fā)現(xiàn)縫合帶內(nèi)外的侵入巖樣品均屬于島弧型-大陸碰撞型花崗巖類，且認(rèn)為縫合帶內(nèi)巖漿巖成因是陸陸碰撞，屬性為同碰撞花崗巖；而縫合帶以南的巖漿巖成因則為縫合帶南向俯沖，屬性為島弧型花崗巖。

d.綜合研究表明，縫合帶內(nèi)的巖漿巖具有下地殼部分熔融特征，形成于陸陸碰撞山地隆起的、被逆掩構(gòu)造或地殼剪切作用所影響的造山時期，主要因地殼巖石深熔作用和巖漿分異結(jié)晶而形成。根據(jù)縫合帶內(nèi)的巖漿巖分布幾何特征，發(fā)現(xiàn)帶內(nèi)巖體的分布走向和班怒縫合帶中部的山體隆起帶延伸方向高度一致，都為NWW-SEE向，這便從大地構(gòu)造上說明了縫合帶雙向俯沖后的陸陸碰撞造成了中部的山地隆起，處于威爾遜旋回的“陸陸碰撞造山—山帶剝蝕”階段。這一時期的地殼熔融形成巖漿巖活動加劇，向上侵位于混雜帶的主要地層(木嘎崗日群、沙木羅組)中形成諸多相關(guān)侵入巖體。

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Geochemistry and geochronology characteristics, and tectonic setting of the intrusive rocks in the Bangong Co-Nujiang suture, Tibet, China

HU Jun1, WU Xiao-shuang2, WAN Yong-wen1, ZHANG Dan3, CHEN Guo-dong1

1.GeomathematicsKeyLaboratoryofSichuanProvince,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059,China; 2.SichuanHuiliZincandLeadCompanyLimited,Xichang615105,China; 3.CentralSouthGeo-explorationInstitute,Wuhan430080,China

The data of zircon U-Pb LAICPMS dating and lithogeochemical analysis on the west segment of inner Bangong Co-Nujiang suture are compared with igneous island arc outside the suture zone in the south. Lithogeochemical analyses indicate that the intrusive rocks in the suture zone mainly consist of middle to high K calc-alkaline series and belong to arc magmatites. Rare earth element chondrite-normalized patterns displays right deviation mode with LREE enrichment and HREE deficiency relatively. Trace element distribution spider diagram shows high enrichment of large-ion incompatible element (HFSE) Rb, K, Ba and strong depletion of high field strength elements (LILE) Nb, Ta, Ti, P, and shows characteristic and evolutionary trend of Calcium alkalinity rock series. Chronology analysis indicates that the diagenesis age of intrusive rocks in the suture zone concentrate on early Cretaceous epoch (104.5～141.7 Ma B.P.). Further contrast analysis of tectonic setting indicate that all the intrusive rock samples belong to arc-continental collision granite type, while the magmatic rocks in the suture zone are syn-collisional granite. The magmatites in the suture zone show the evolutionary tendency from middle to high K calc-alkaline, formed in an orogenic period of overthrusting and crust shearing under the environment of erosion after the intracontinent collision. It is considered that the west segment of Bangong Co-Nujiang suture is characterized by bidirectional subduction.

Bangong Co-Nujiang suture; arc magmatite; syn-collision granite; bidirectional subduction; collision orogeny

10.3969/j.issn.1671-9727.2016.06.12

1671-9727(2016)06-0737-14

2015-04-22。 [基金項目] 中國地質(zhì)調(diào)查局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查項目(1212011121247)。 [第一作者] 胡雋(1981-),男,碩士,講師,研究方向：區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、地震學(xué), E-mail:231885727@qq.com。

P588.12

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