申宇 曾令森 高家昊 徐倩 趙令浩,2 高利娥 胡昭平 王亞飛

1.自然資源部深部動力學重點實驗室，中國地質科學院地質研究所，北京 1000372.中國地質科學院國家地質實驗測試中心，北京 100037

岡底斯巖基是拉薩地塊的重要組成部分，保留著自石炭紀-中新世巖漿作用的記錄(Chungetal.,2003,2009;Houetal.,2004,2015;Zhuetal.,2011,2018;Kapp and DeCelles,2019;徐倩等,2019a)，為深入了解特提斯洋的擴張和俯沖消減作用提供了良好的巖石探針。自印度-歐亞陸陸碰撞以來,新生代岡底斯的巖漿活動主要集中在65～41Ma和26～10Ma兩個階段，其中早期65～41Ma的巖漿作用表現為林子宗火山巖(Moetal.,2007,2008;Heetal.,2007;Leeetal.,2009;Chenetal.,2010;Dingetal.,2014)和同期的岡底斯巖基侵入巖(莫宣學等,2005;Wenetal.,2008a;Jietal.,2009;Wangetal.,2019);而晚期26～10Ma的巖漿作用表現為廣泛發(fā)育高Sr/Y(埃達克質)中酸性巖漿巖(Chungetal.,2003,2005,2009;Houetal.,2004,2012;Gaoetal.,2007,2010;Guoetal.,2007a;Xuetal.,2010,2020;Chenetal.,2011;Jietal.,2012;Wangetal.,2015;徐倩等,2019b)和鉀質-超鉀質火山巖(Turneretal.,1996;Milleretal.,1999;Williamsetal.,2004;Zhaoetal.,2009;Houetal.,2015;Guoetal.,2015;Liuetal.,2014a,b,2015,2017)。雖然已有文獻數據表明在38～30Ma期間也存在巖漿作用，如臥龍～36Ma高Sr/Y比花崗巖(Guanetal.,2012)，～35Ma曲果沙巖體(Maetal.,2017)，ca.34～30Ma努日巖體(Chenetal.,2015a)和～30Ma沖木達-程巴復合巖體(Harrisonetal.,2000;Chungetal.,2009;姜子琦等,2011;Houetal.,2012;Guanetal.,2012;Chenetal.,2015a;尚振等,2016)，但該時期被普遍認為是“巖漿作用間歇期”，因此，發(fā)現該時間段的巖漿巖和揭示它們的地球化學特征，是深入理解自陸陸碰撞以來岡底斯巖基深部地殼和巖石圈地幔構造物理性質和地球化學行為的關鍵。

已有地質年代學數據表明尼木縣城附近發(fā)育年齡為～32.5Ma的花崗質巖石(Jietal.,2009)，但其展布規(guī)模和地球化學特征未知，需開展進一步的調查和研究。本文以岡底斯巖漿巖帶南緣尼木曲林巖體為研究對象(圖1)，開展了鋯石U-Pb地質年代學和Hf同位素、全巖地球化學和Sr-Nd同位素測試，旨在進一步明確曲林巖體的主體和脈體的形成時代和地球化學特征，并與區(qū)域上出露的同時代具有相似地球化學特征的巖石對比，進而揭示岡底斯地殼增厚和隆升的動力學過程。

1 地質背景與樣品特征

青藏高原主要由四個地塊組成，它們自北向南分別為松潘-甘孜地塊、羌塘地塊、拉薩地塊以及特提斯喜馬拉雅地塊。各地塊之間分別由金沙江縫合帶、班公湖-怒江縫合帶以及印度-雅魯藏布江縫合帶分隔開來(圖1)(Yin and Harrison,2000;莫宣學等,2005;董國臣等,2006;潘桂棠,2006)。其中拉薩地塊以印度河-雅魯藏布江縫合帶和班公湖-怒江縫合帶為南、北構造界線，由獅泉河-納木錯蛇綠巖帶以及洛巴堆-米拉山斷裂將其劃分為北拉薩地塊、中拉薩地塊以及南拉薩地塊三個構造單元(Zhuetal.,2011)。作為南拉薩最重要的地質單元之一，岡底斯巖基內始新世-晚中新世(51～10Ma)高Sr/Y比巖漿活動廣泛發(fā)育，以小型巖體或脈體形式侵入或橫切岡底斯巖基、林子宗火山巖群及沉積地層(Chungetal.,2003,2005,2009;Houetal.,2004,2012;Gaoetal.,2007,2010;Guoetal.,2007a;Xuetal.,2010;Guanetal.,2012;Zhengetal.,2012;Maetal.,2014;Chenetal.,2015a)。

曲林巖體位于岡底斯中段南緣，尼木縣曲林村(29°23′44″N、90°10′10″E)，南鄰雅魯藏布江縫合帶。曲林巖體主要出露巖性有花崗斑巖、花崗閃長玢巖脈及其它不同性質的脈體，主體為花崗斑巖，區(qū)內發(fā)育一系列寬約2～4m的NNW向玢巖脈，穿切曲林巖體主體(圖2)。已有的鋯石U-Pb年代學結果顯示尼木縣城東二長花崗巖的形成年齡為32.5±0.5Ma(Jietal.,2009)。本文的花崗斑巖(樣品T0849-PG和T0849-G系列)與花崗閃長玢巖脈(樣品T0848-PY和T0850系列)取樣自縣城西南的曲林村(圖1、圖2)?；◢彴邘r呈灰白色，中粗粒斑狀結構，塊狀構造，主要礦物為石英(30%～35%)、鉀長石(25%～30%)、斜長石(15%～20%)、黑云母(5%)和角閃石(3%～5%)，并含有少量的磷灰石等副礦物(圖3a,b)?；◢忛W長玢巖脈呈深灰色，似斑狀結構，基質具有細粒不等粒粒狀結構，主要礦物為斜長石(30%～35%)、石英(20%～30%)、鉀長石(15%～20%)、角閃石(5%～10%)及少量黑云母(>5%)，并含有少量鈦鐵礦、榍石等副礦物(圖3c,d)。

圖1 拉薩地塊地質簡圖(a,據Chung et al.,2009)和尼木地區(qū)地質簡圖及樣品位置(b)Fig.1 Simplified geological map of the Lhasa terrane (a,modified after Chung et al.,2009) and geological map in the Nyemo region with the location of samples (b)

圖2 尼木曲林巖體花崗斑巖及花崗閃長玢巖脈野外照片Fig.2 Field photos for showing the granite porphyry and granodiorite porphyrite of Qulin pluton in Nyemo

圖3 尼木曲林巖體花崗斑巖(a、b)及花崗閃長玢巖脈(c、d)顯微照片Pl-斜長石；Qtz-石英；Kf-鉀長石；Hbl-角閃石；Bi-黑云母；Ilm-鈦鐵礦Fig.3 Microphotograph showing granite porphyry (a,b) and granodiorite porphyrite (c,d) of Qulin pluton in NyemoPl-plagioclase;Qtz-quartz;Kf-K-feldspar;Hbl-hornblende;Bi-biotite;Ilm-ilmenlite

2 分析方法

2.1 SHRIMP和LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年

為了確定巖漿巖的形成年代，從代表性樣品(花崗斑巖樣品T0849-PG和T0849-G；花崗閃長玢巖脈樣品T0848-PY和T0850)中挑選鋯石,經過手工挑選、制靶和拋光,通過陰極發(fā)光(CL)揭示鋯石的內部結構。CL成像在中國地質科學院地質研究所北京離子探針中心進行。根據CL圖像，甄別鋯石不同生長域的特征，選取U/Pb測試點。SHRIMP鋯石U-Pb同位素定年測試在北京離子探針中心進行，所用儀器為高分辨率高靈敏度離子探針SHRIMP Ⅱ。測試前用鋯石標樣M257校正U的濃度，分析時標樣為TEM鋯石(206Pb/238U年齡=417Ma)，每測定3個未知點，插入一次標樣測定，以便及時校正，保障測試精度。

LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素定年測試在中國地質科學院礦產資源研究所成礦作用與資源評價重點實驗室完成。所用儀器為Neptune型激光多接收等離子體質譜(LA-MC-ICPMS)，采用美國New Wave UP213nm激光剝蝕系統(tǒng)進樣，激光剝蝕斑束直徑為25μm，頻率為10Hz，能量密度約為2.5J/cm2，以He為載氣。U和Th含量的外標校正采用鋯石標樣M127(U=923×10-6;Th=439×10-6;Th/U=0.475)。在測試中,每測定10個樣品點前后重復測量兩次鋯石標樣GJ-1和一次鋯石標樣 Plesovice。分析數據的離線處理采用軟件ICPMSDataCal完成(Liuetal.,2010)，鋯石年齡諧和圖用Isoplot 3.0程序獲得。

2.2 全巖元素地球化學測試

曲林巖體的花崗斑巖和閃長巖脈的元素地球化學組成在國家地質實驗測試研究中心進行。主量元素組成通過XRF(X熒光光譜儀3080E)方法測試分析精度為5%。通過等離子質譜儀(ICP-MS-Excell)分析微量元素和稀土元素(REE)含量，含量大于10×10-6的元素的測試精度為5%，小于10×10-6的元素精度為10%。含量較低的元素，測試誤差大于10%。

2.3 全巖 Sr-Nd同位素分析

全巖Rb-Sr和Sm-Nd同位素組成在中國地質科學院地質研究所同位素實驗室完成。采用同位素稀釋法，Sr同位素組成及Rb、Sr、Sm和Nd的濃度利用Finnigan MAT-262質譜儀測試。Nd同位素分析利用Nu Plasam HR MC-ICP-MS多接受等離子質譜儀(Nu Instruments)。Nd和Sr分析結果質量分餾校正分別按146Nd/142Nd=0.7219和86Sr/88Sr=0.1194進行。Sr和Nd同位素測試標準分別為NBS987和JMCNd，樣品測試期間的測試值分別為0.710247±12(2σ)和0.511127±12(2σ)，測試精度分別為±0.000010(n=18)和±0.000011(n=18)。根據鋯石U/Pb定年的結果，花崗斑巖樣品和花崗閃長玢巖樣品的Sr和Nd同位素的初始值分別按t=30Ma和t=15Ma計算。

2.4 鋯石Hf同位素分析

鋯石Hf同位素測試在中國地質科學院地質研究所自然資源部深部動力學重點實驗室開展，采樣儀器為Nepture多接收等離子質譜和Newwave UP213紫外激光剝蝕系統(tǒng)(LA-MC-ICP-MS)，實驗過程中采用He作為剝蝕物質載氣，剝蝕直徑采用40μm，測定時使用鋯石國際標樣GJ1和Plesovice作為參考物質，分析點與U-Pb定年分析點為同一位置。相關儀器運行條件及詳細分析流程見侯可軍等(2007)。分析過程中鋯石標準GJ1和Plesovice的176Hf/177Hf測試加權平均值分別為0.282007±0.000007(2σ，n=40)和0.282476±0.000004(2σ，n=25)，與文獻報道值(侯可軍等,2007;Moreletal.,2008;Slámaetal.,2008)在誤差范圍內完全一致。

3 結果

3.1 鋯石U-Pb年齡和Hf同位素特征

表1、表2列出了被測樣品的鋯石SHRIMP U-Pb及LA-ICP-MS定年結果，圖4為相對應的年齡諧和圖。

表1 藏南曲林巖體花崗斑巖(T0849-PG)及花崗閃長玢巖脈(T0850)鋯石SHRIMP U-Pb同位素測試結果Table 1 SHRIMP U-Pb analytical results of granite porphyry (T0849-PG) and granodiorite porphyrite (T0850) from Qulin pluton,southern Tibet

表2 藏南曲林巖體花崗斑巖(T0849-G)及花崗閃長玢巖(T0848-PY)鋯石LA-ICP-MS U-Pb 同位素測試結果Table 2 LA-ICP-MS U-Pb analytical results of granite porphyry (T0849-G) and granodiorite porphyrite (T0848-PY) from Qulin pluton,southern Tibet

圖4 曲林巖體花崗斑巖和花崗閃長玢巖脈的鋯石SHRIMP U-Pb定年諧和圖(a、b)和 LA-ICP-MS U-Pb定年諧和圖(c、d)Fig.4 SHRIMP (a,b) and LA-ICP-MS (c,d) zircon U-Pb concordia diagrams for granite porphyry and granodiorite porphyrite from Qulin pluton,respectively

曲林花崗斑巖樣品(T0849-PG和T0849-G)的鋯石呈無色透明，均為柱狀自行晶，晶棱晶面清晰，長軸約100～200μm，個別可達250μm，長寬比約為1:1～2:1，個別可達3:1。陰極發(fā)光圖像顯示很好的韻律環(huán)帶，屬于典型的巖漿鋯石。在花崗斑巖樣品T0849-PG中，12顆鋯石U-Pb同位素分析結果揭示：1)它們的U含量為464×10-6～2100×10-6，Th為76×10-6～1006×10-6，Th/U比值較高，為0.17～0.54；2)206Pb/238U年齡變化范圍為27.9～30.9Ma，剔除諧和度較差及離群值后，206Pb/238U年齡的加權平均值為29.7±0.1Ma(2σ；MSWD=0.32)。對另1件花崗斑巖樣品T0849-G開展了LA-ICP-MS的鋯石U-Pb測試，20顆鋯石的分析結果表明：1)這些鋯石的U含量為392×10-6～2899×10-6，Th含量為455×10-6～1815×10-6，Th/U比值也較高，為0.35～0.97；2)206Pb/238U年齡變化范圍為28.1～42.9Ma，剔除諧和度較差及離群值后，加權平均值為30.0±0.2Ma(1σ；MSWD=2.7)。在實驗誤差范圍內，2件花崗斑巖給出的 U-Pb年齡相似，在～30Ma附近。高Th/U比值和典型的韻律結晶環(huán)帶，表明這些鋯石是從硅酸質熔體結晶的(Hoskin and Black,2000),因此，曲林巖體花崗斑巖的結晶年齡為～30Ma。

在花崗閃長玢巖脈樣品T0848-PY中，大部分鋯石為無色透明、自形-半自形、長柱狀、棱角清晰，長度在100～200μm之間，個別可達250μm，長寬比一般為2:1，個別可達3:1。在陰極發(fā)光圖像上，鋯石都呈現出典型的韻律生長環(huán)帶，為巖漿鋯石。鋯石的U和Th含量變化較大，分別在418×10-6～1294×10-6和266×10-6～2531×10-6之間，Th/U比值為0.51～1.96。去除諧和度較差及離群值后，鋯石的U-Pb同位素年齡在誤差范圍內諧和，16個測試點年齡加權平均值為15.5±0.1Ma(圖4)；另1件樣品T0850的陰極發(fā)光圖像上，鋯石都呈現出典型的韻律生長環(huán)帶，為巖漿鋯石。鋯石的U和Th含量分別在638×10-6～1836×10-6和437×10-6～952×10-6之間，Th/U比值為0.53～0.86。9個測試點年齡加權平均值為14.4±0.1Ma(圖4)。這2件樣品具有典型的韻律生長環(huán)帶和較高的Th/U比值，表明曲林巖體中的花崗閃長玢巖脈分別形成于15.5Ma(T048-PY)和14.4Ma(T0850)。

曲林巖體花崗斑巖及花崗閃長玢巖脈鋯石Hf同位素組成分析結果見表3?；◢彴邘r樣品(T0849-PG和T0849-G)的Hf同位素組成較均一，εHf(t)值在+4.9～+7.9之間(圖5)，鋯石Hf同位素的虧損地幔模式年齡(tDM)較年輕，為366～502Ma(表3)；花崗閃長玢巖脈樣品 (T0848-PY和T0850)的Hf同位素組成較均一，εHf(t)值在+2.2～+7.6之間(圖5)，鋯石Hf同位素的虧損地幔模式年齡(tDM)為383～596Ma(表3)。

表3 藏南曲林花崗斑巖及花崗閃長玢巖脈鋯石Hf同位素分析結果Table 3 Analytical results of zircon Hf isotopic compositions of the granite porphyry and granodiorite porphyrite from Qulin,Southern Tibet

圖5 曲林花崗斑巖及花崗閃長玢巖脈的鋯石 εHf(t)對U-Pb年齡關系圖數據來源：晚漸新世-中新世(26～10Ma)高Sr/Y比巖漿巖(Chung et al.,2003;Hou et al.,2004;Gao et al.,2007,2010;Guo et al.,2007a;Xu et al.,2010;Wang et al.,2015)；沖木達漸新世高Sr/Y比巖漿巖(姜子琦等,2011)；程巴漸新世高Sr/Y比巖漿巖(尚振等,2016).圖6-圖8數據來源及符號同此圖Fig.5 Plot of zircon εHf(t) vs.U-Pb ages for the Qulin granite porphyry and granodiorite porphyriteData source:Late Oligocene-Miocene (26～10Ma) high Sr/Y igneous rocks (Chung et al.,2003;Hou et al.,2004;Gao et al.,2007,2010;Guo et al.,2007a;Xu et al.,2010;Wang et al.,2015).Oligocene high Sr/Y igneous rocks from Chongmuda and Chengba are from Jiang et al.(2011) and Shang et al.(2016),respectively.Data sources and symbols in Fig.6-Fig.8 are same as in this figure

3.2 全巖地球化學

表4列出了尼木漸新世花崗斑巖及中新世花崗閃長玢巖脈代表性樣品的主量、微量和稀土元素測定結果及相關參數。

續(xù)表4Continued Table 4

尼木曲林巖體花崗斑巖的SiO2較高，在66.98%～71.77%之間，Na2O為3.67%～4.19%，Na2O/K2O在0.8～1.3之間。在TAS圖解中，主要落于亞堿性花崗巖區(qū)域(圖6a)。K2O較高，在3.29%～4.75%，在K2O-SiO2圖解中，樣品點落于高鉀鈣堿性巖區(qū)(圖6b)。鋁飽和指數A/CNK為1.0～1.1，屬于準鋁質-弱過鋁質系列(圖6c)。所有樣品具有低MgO(0.63%～1.12%)，低Cr(2.8×10-6～20.8×10-6)，低Ni(3.2×10-6～11.6×10-6)含量的特征。

圖6 曲林巖體花崗斑巖及花崗閃長玢巖的主量元素圖解(a)巖漿巖分類圖解(Middlemost,1994)；(b) K2O-SiO2分類圖解(Peccerillo and Taylor,1976)；(c) A/NK-A/CNK 分類圖解(Maniar and Piccoli,1989)Fig.6 Selected major element plots for the Qulin granite porphyry and granodiorite porphyrite(a) classification diagram for igneous rocks (Middlemost,1994);(b) K2O vs.SiO2 diagram (Peccerillo and Taylor,1976);(c) A/NK vs.A/CNK diagram (Maniar and Piccoli,1989)

在球粒隕石標準化的稀土元素配分圖中，花崗斑巖樣品具有輕重稀土元素分餾明顯的特征，富集LREE，虧損HREE(圖7a)。在原始地幔標準化的微量元素蛛網圖中，花崗斑巖樣品富集LILE，虧損HFSE(圖7b)。所有花崗斑巖樣品均顯示出高Ba含量(667×10-6～987×10-6)，明顯的Nb、Ta、Ti負異常(Nb/Ta=9～12)以及弱Eu負異常(Eu/Eu*=0.8～1.0)，但未觀察到Zr和Hf異常(Zr/Hf=33～43))。此外樣品還具有高Sr、低Y和Yb，表現出高Sr/Y和(La/Yb)N的特點，指示花崗斑巖具有埃達克質巖的特征(圖8)。

圖7 曲林巖體花崗斑巖及花崗閃長玢巖脈球粒隕石標準化稀土元素配分圖解(a、c)及原始地幔標準化微量元素蛛網圖(b、d)(標準化值據Sun and McDonough,1989)Fig.7 Chondrite-normalized rare earth element distribution patterns (a,c) and primitive mantle (PM)-normalized trace element (b,d) for the granite porphyry and granodiorite porphyrite from Qulin region (normalization values from Sun and McDonough,1989)

尼木曲林花崗閃長玢巖脈表現出以下地球化學特征：與花崗斑巖相比，SiO2(67.56%～68.42%)和K2O(3.23%～3.82%)較低，但Na2O(4.57%～5.20%)和Na2O/K2O(1.2～1.5)較高。在TAS圖解中，主要落于亞堿性花崗閃長巖區(qū)(圖6a)。在K2O-SiO2圖解中，樣品點落于高鉀鈣堿性巖區(qū)(圖6b)。鋁飽和指數A/CNK在1.0～1.1，屬于準鋁質-弱過鋁質系列(圖6c)?；◢忛W長玢巖樣品同樣具有低MgO(0.89%～1.20%)，低Cr(5.2×10-6～26.7×10-6)，低Ni(4.8×10-6～18.0×10-6)含量的特征。

在球粒隕石標準化的稀土元素配分圖中，花崗閃長玢巖脈樣品同樣具有輕重稀土元素分餾顯著的特征，富集LREE，虧損HREE (圖7c)。在原始地幔標準化的微量元素蛛網圖中，花崗閃長玢巖樣品富集LILE，虧損HFSE (圖7d)。所有花崗閃長玢巖樣品均顯示出高Ba含量(824×10-6～924×10-6)和明顯的Nb、Ta、Ti負異常(Nb/Ta=12～15)，但未顯示Zr、Hf異常(Zr/Hf=31～40)。此外樣品還具有高Sr、低Y和Yb，表現出高Sr/Y和(La/Yb)N，表明花崗閃長玢巖脈同樣具有埃達克質巖的特征(圖8)。

圖8 曲林巖體花崗斑巖及花崗閃長玢巖Sr/Y-Y (a)和(La/Yb)N-(Yb)N (b)關系圖埃達克巖及正常島弧安山巖-英安巖-流紋巖的范圍分別據Defant and Drummond (1990)和Petford and Atherton (1996).N表示由球粒隕石標準化值(據Sun and McDonough,1989)Fig.8 Plots of Sr/Y vs.Y (a) and (La/Yb)N vs.YbN (b) for the Qulin granite porphyry and granodiorite porphyriteFields of adakite and arc magmatic rocks are from Defant and Drummond (1990) and Petford and Atherton (1996),respectively.Values normalized to chondrite composition denoted by N are from Sun and McDonough (1989)

3.3 全巖Sr-Nd特征

曲林花崗斑巖及花崗閃長玢巖脈的初始同位素比值分別基于其平均結晶年齡計算而得。全巖Sr和Nd同位素組成數據見表5。曲林花崗斑巖的初始87Sr/86Sr比值較高，為0.706102～0.706201，初始143Nd/144Nd比值為0.512545～0.512609，εNd(t)值為-0.64～+0.63，Nd模式年齡tDM為0.63～0.78Ga(表5、圖9)?；◢忛W長玢巖脈的初始87Sr/86Sr比值為0.705429～0.705474，初始143Nd/144Nd比值為0.512534～0.512599，εNd(t)值為-1.4～-0.2，Nd模式年齡tDM為0.82～0.91Ga(表5、圖9)。上述數據表明，花崗斑巖和花崗閃長玢巖源區(qū)的Sr-Nd演化趨勢不同。

圖9 曲林巖體花崗斑巖及花崗閃長玢巖εNd(t)-87Sr/86Sr(i)圖解數據來源：高Sr/Y巖漿巖同圖5；尼木輝長巖及蘇長巖(Ji et al.,2009;Wang et al.,2019)；雅魯藏布江洋中脊玄武巖(Mahoney et al.,1998)；古老下地殼(Miller et al.,1999)Fig.9 εNd(t) vs.87Sr/86Sr(i) values diagram of granite porphyry and granodiorite porphyrite from Qulin plutonData source:High Sr/Y igneous rocks are same as Fig.5.Gabbro and norite from Nyemo (Ji et al.,2009;Wang et al.,2019).Yarlung MORB (Mahoney et al.,1998);and ancient lower crust (Miller et al.,1999)

表5 藏南曲林花崗斑巖及花崗閃長玢巖脈Sr-Nd同位素組成Table 5 Sr-Nd isotope composition of the granite porphyry and granodiorite porphyrite from Qulin,southern Tibet

上述數據表明：花崗斑巖和花崗閃長玢巖的源區(qū)具有弱富集屬性，其巖漿組分可能包含新生地殼物質。

4 討論

4.1 年代學

尼木曲林巖體花崗斑巖及花崗閃長玢巖脈的鋯石都具有良好的韻律環(huán)帶，為巖漿鋯石，獲得的鋯石U-Pb年齡應代表這些侵入巖的結晶年齡。因此，曲林花崗斑巖及花崗閃長玢巖脈的年齡分別為～30Ma和15.5～14.4Ma。此外，被曲林巖體侵入的的輝長巖年齡均為～57.3Ma(Jietal.,2009,2012;Wangetal.,2019)。曲林巖體中的花崗斑巖和花崗閃長玢巖脈及附近基性巖的結晶年齡正好對應著自印度-歐亞大陸碰撞以來，岡底斯巖基經歷的三階段主要構造巖漿作用(Wenetal.,2008a,b;Jietal.,2009,2012;Wangetal.,2019)。

4.2 高Sr/Y比巖漿巖成因

“埃達克巖”的概念已被廣泛應用于具有高Sr/Y比和高 (La/Yb)N比的中酸性巖漿巖，但這些巖石的其它地球化學性質及成因卻不盡相同。形成高Sr/Y比巖漿巖的方式可以是部分熔融、分離結晶或者與熔體-地幔相互作用。高Sr/Y巖漿巖在拉薩地塊中成帶狀廣泛分布，與雅魯藏布江縫合帶近平行展布。在岡底斯巖基，已報道的高Sr/Y比巖漿巖年齡大致在137～9Ma之間(Yinetal.,1994;Williamsetal.,2001,2004;Chungetal.,2003,2005,2009;Houetal.,2004,2012,2015;Quetal.,2004;Guoetal.,2007a;Guanetal.,2012;Xuetal.,2010;姜子琦等,2011;Jiangetal.,2014;Zhengetal.,2012;Maetal.,2014;Chenetal.,2015a;徐倩等,2019a,b)。這些巖石的產生與新特提斯大洋板片的俯沖、印度-亞洲大陸碰撞以及后碰撞時期的構造運動有關。

高Sr/Y巖漿巖的成因大致可分為幾種情況：俯沖背景下大洋板片的熔融(Defant and Drummond,1990;Kay and Mahlburg Kay,1993)；拆沉下地殼的熔融(Wangetal.,2004,2006;Xuetal.,2006)；較基性巖漿的分離結晶作用(Castilloetal.,1999;Castillo,2012;Macphersonetal.,2006;王莉等,2012；尚振等,2016)；長英質與基性巖漿的混合作用(Guoetal.,2007b;Strecketal.,2007)；或增厚基性下地殼的部分熔融(Chungetal.,2003;Houetal.,2004;Guoetal.,2007a;Heetal.,2011;Zengetal.,2011;Guanetal.,2012)。且高Sr/Y比巖石的構造背景也并不單一，例如俯沖環(huán)境、板塊內部伸展環(huán)境及陸-陸碰撞造山帶等。就已報道的岡底斯帶早漸新世(33～30Ma)及晚漸新世-中新世(26～10Ma)高Sr/Y比巖漿巖而言，其成因仍存較大爭議。岡底斯巖基內從西至東呈帶狀廣泛分布著時代為26～10Ma的高Sr/Y比巖漿巖(Chungetal.,2003,2005,2009;Houetal.,2004,2012;Guoetal.,2007a;Xuetal.,2010;Guanetal.,2012;Zhengetal.,2012)。除本文報道的尼木地區(qū)外，僅有臥龍、努日和沖木達-程巴發(fā)育36～30Ma的高Sr/Y巖漿巖(Harrisonetal.,2000;Chungetal.,2009;姜子琦等,2011;Houetal.,2012;Guanetal.,2012;Chenetal.,2015a;尚振等,2016)。

俯沖環(huán)境下洋殼熔融形成的高Sr/Y比巖漿巖一般具有低K2O及與洋中脊玄武巖相近的Sr-Nd同位素特征(Defant and Drummond,1990;Kay and Mahlburg Kay,1993;高永豐等,2003;Gaoetal.,2007,2010)，而曲林高Sr/Y比花崗斑巖及花崗閃長玢巖脈均具有高K2O，較高的初始87Sr/86Sr值及低εNd值，這些特征與由板片產生的高Sr/Y比巖漿巖具有很大的差別(圖9)。同時在～30Ma時期，岡底斯巖基已經處于碰撞造山環(huán)境，不存在俯沖洋殼部分熔融的可能性，因此曲林高Sr/Y比花崗斑巖及花崗閃長玢巖脈不太可能由俯沖的新特提斯洋板片熔融而成。

拆沉下地殼熔融同樣能夠形成高Sr/Y巖漿巖(Wangetal.,2004,2006;Xuetal.,2006)。但就岡底斯帶南緣而言，通過這種方式產生的高Sr/Y巖漿在上涌過程中勢必會與上覆地幔楔發(fā)生反應，導致巖漿具有高MgO、Cr和Ni的特征(Stern and Hanson,1991)。且拉薩地塊下部增厚下地殼拆沉部分熔融所形成的巖石應具有更高的εHf(t)及εNd(t)的同位素特征(Jietal.,2009)。所以曲林花崗斑巖也不是由拆沉下地殼熔融而形成的。

較基性巖漿的分離結晶也是一種產生高Sr/Y比巖漿巖的方式(Castilloetal.,1999;Castillo,2012;Macphersonetal.,2006;王莉等,2012;尚振等,2016)。曲林高Sr/Y比花崗斑巖及花崗閃長玢巖脈的地球化學組成表明其形成過程中經歷了部分熔融而非高壓條件下含石榴子石的分離結晶作用(Macphersonetal.,2006)(圖7)。高壓條件下石榴子石發(fā)生的分離結晶作用會使得巖漿具有(La/Yb)N與SiO2強相關的特征(Macphersonetal.,2006)，但如圖(La/Yb)N-SiO2顯示，當SiO2濃度一定時，(La/Yb)N變化范圍較大，且未表現出與SiO2的強相關性(圖10d)。Castilloetal.(1999)認為基性巖漿的同化混染以及低壓條件下角閃石±斜長石的分離結晶作用可產生高Sr/Y比巖漿巖。但(Dy/Yb)N和(La/Yb)N呈正相關表明角閃石的分離結晶對于曲林花崗斑巖及花崗閃長玢巖而言并未起到至關重要的作用(圖10a)。Eu弱負異?？赡軞w因于巖漿源區(qū)有斜長石殘留相或者斜長石分離結晶。這些巖石具有高Sr和高Ba含量，可以基本排除大量斜長石分離結晶的可能性，同時，在部分熔融中，斜長石是主要反應相，也不太可能作為主要殘留礦物相滯留在源區(qū)中(圖7)。此外，高SiO2的巖漿中存在諸如鋯石、磷灰石等副礦物。如果這些礦物相發(fā)生分離結晶作用，會消耗巖漿中重稀土元素和中度不相容元素，增強巖漿巖虧損HREE的特征。在P/P*與MgO之間不顯示明顯的相關性，表明在這些巖漿演化過程中，磷灰石分離結晶作用不重要(圖10e,f)(Guoetal.,2005,2006)。鋯石的分離結晶作用能夠增大(La/Yb)N比和(Dy/Yb)N比(Beaetal.,1994)，但是花崗斑巖及花崗閃長玢巖樣品中(Dy/Yb)N與Zr并無相關性，因此鋯石不是造成樣品(Dy/Yb)N高的決定性因素。

圖10 曲林巖體花崗斑巖及花崗閃長玢巖的 (Dy/Yb)N-(La/Yb)N (a)、Sr-SiO2 (b)、(Eu/Eu*)-SiO2 (c)、(La/Yb)N-SiO2 (d)、P/P*-MgO (e)和P/P*-La/Yb (f)關系圖Fig.10 Plots of (Dy/Yb)N vs.(La/Yb)N (a),Sr vs.SiO2 (b),(Eu/Eu*) vs.SiO2 (c),(La/Yb)N vs.SiO2 (d),P/P* vs.MgO (e) and P/P* vs.La/Yb (f) of granite porphyry and granodiorite porphyrite from Qulin pluton

曲林高Sr/Y比巖漿巖與鉀質-超鉀質火成巖在時間和空間上存在聯系，但相較于鉀質-超鉀質火成巖，高Sr/Y比巖漿巖具有更低的87Sr/86Sr、大離子親石元素(LILE)和K2O含量以及更高的143Nd/144Nd(Milleretal.,1999)，因此通過同化混染和分離結晶作用(AFC)，基性鉀質-超鉀質巖漿巖不可能形成曲林高Sr/Y比巖漿。

長英質與基性巖漿的混合作用也是形成高Sr/Y比巖漿巖的作用之一(Guoetal.,2007b;Strecketal.,2007)。但是來源于巖漿混合作用產生的高Sr/Y比巖漿巖具有高MgO和Mg#的特征，與曲林花崗斑巖的地球化學特征不相符。區(qū)域內沒有出露同期基性巖，且曲林高Sr/Y比花崗斑巖與花崗閃長玢巖中未發(fā)現輝石。此外，巖體主體花崗斑巖與其暗色包體的εHf(t)相近(+4.9～+8.3)，且包體的εHf(t)值變化范圍較小(作者，未出版)，約3個ε單位，Hf同位素組成的均一性也不支持長英質與基性巖漿混合的假設(Guoetal.,2007b;Strecketal.,2007)。

有研究認為岡底斯巖基內早漸新世(33～30Ma)高Sr/Y巖漿巖可能是印度俯沖板片下地殼部分熔融的產物(Xuetal.,2010;姜子琦等,2011;Jiangetal.,2014;Chenetal.,2015a)。熔體從俯沖的印度下地殼產生之后會與上覆巖石圈地幔作用，產生具有高MgO、Cr和Ni的高Sr/Y巖漿巖，而這與曲林高Sr/Y花崗斑巖[MgO(<1.12%)、Cr(<20.8×10-6)、Ni(<11.6×10-6)]及花崗閃長玢巖脈[MgO(<1.20%)、Cr(<26.7×10-6)、Ni(<18×10-6)]地球化學特征不相符。如果熔體從俯沖印度下地殼產生后并未與上覆地幔充分反應，應該保留初始俯沖陸殼的地球化學特征，那么應與被認為由印度下地殼熔融形成的北喜馬拉雅始新世高Sr/Y淡色花崗巖的地球化學特征一致(高利娥等,2009;Zengetal.,2011)，而其同位素特征為87Sr/86Sr(i)(0.711942～0.718847)，εNd(t)(-14.9～-9.8)，εHf(t)(>-6)(Zengetal.,2011)。這與本文花崗斑巖(87Sr/86Sr(i)=0.706102～0.706202，εNd(t)=-0.6～+0.6，εHf(t)=+4.9～+8.3)及花崗閃長玢巖脈(87Sr/86Sr(i)=0.705409～0.705474，εNd(t)=-1.4～-0.1，εHf(t)=+2.1～+6.2)的同位素特征差別較大。因此，曲林高Sr/Y花崗斑巖不是由俯沖背景下印度下地殼部分熔融而形成的。

根據曲林巖體高Sr/Y花崗斑巖及花崗閃長玢巖脈的地球化學數據特征(MgO、Cr、Ni較低和K2O較高)，并結合先前已報道的拉薩地塊內高Sr/Y巖漿巖的地球化學數據(Chungetal.,2003;Houetal.,2004;Guoetal.,2007a;Xuetal.,2010;姜子琦等,2011;Guanetal.,2012;Zhengetal.,2012)，曲林巖體花崗斑巖及花崗閃長玢巖脈最可能是加厚鎂鐵質拉薩下地殼部分熔融而形成的。

曲林高Sr/Y花崗斑巖的87Sr/86Sr(i)為(0.706102～0.706202)，εNd(t)值為(-0.6～+0.6)，與岡底斯巖基40～60Ma的基性巖漿巖的Sr和Nd同位素特征相近，也支持花崗斑巖的源區(qū)是下地殼物質?；鸪蓭r中鋯石可較好地保持初始177Hf/176Hf比不變，與全巖Nd同位素相似，鋯石Hf同位素組成也是示蹤巖漿源區(qū)的良好指標。花崗斑巖和花崗閃長玢巖樣品的鋯石εHf(t)值均為正值，且具有相對較年輕的二階段Hf模式年齡(表3)，指示其源區(qū)明顯的虧損屬性。鋯石的正εHf(t)值(+4.9～+8.3)也表明初生的與俯沖相關的物質對于曲林高Sr/Y巖漿巖形成的貢獻較大，支持基于Sr-Nd同位素特征的推論。如果假設高Sr/Y比巖漿由兩端元物質組成，即虧損地幔和古老西藏下地殼(Milleretal.,1999)，并由雅魯藏布江洋中脊玄武巖(MORB)代表虧損地幔。如圖εNd(t)-87Sr/86Sr(i)顯示(圖9)，來自曲林巖體的高Sr/Y比巖漿巖的值均落在虧損地幔與西藏下地殼的端元混合線上或混合線附近，表明這些高Sr/Y比巖漿巖主要來自于拉薩下地殼的部分熔融并伴隨少量的幔源物質的貢獻。

4.3 高Sr/Y比巖漿巖的源區(qū)性質

與來自虧損地幔的巖漿巖相比，曲林花崗斑巖具有較低的εNd(t)值(-0.6～+0.6)和εHf(t)值(+5.0～+7.5)，而與沖木達-程巴高Sr/Y比巖漿巖(εNd(t)=-3.3～-2.5)(姜子琦等,2011;尚振等,2016)相比，曲林花崗斑巖的Nd同位素組成高3個εNd單位,巖漿源區(qū)的富集組分明顯少于沖木達-程巴花崗質巖體，表明來自俯沖印度大陸巖石圈的貢獻不明顯，因此，曲林漸新世高Sr/Y花崗斑巖的源區(qū)主要為岡底斯巖基下地殼物質。

尼木曲林巖體內花崗閃長玢巖脈形成時代為15～14Ma，具有弱負的εNd(t)值(-1.4～-0.2)和正的εHf(t)值(+2.2～+5.3)，與岡底斯同期Sr/Y比巖漿巖的地球化學特征及同位素特征相近，表明曲林中新世花崗閃長玢巖脈同樣是來自岡底斯巖基下地殼的部分熔融。與～30Ma花崗斑巖相比，中新世花崗閃長玢巖的源區(qū)具有更富集的特征，表現為Nd和Hf同位素組成的降低，這可能預示著在30Ma至15Ma期間，岡底斯巖基的下地殼經歷了弱富集作用。

高Sr/Y比巖漿巖的微量元素特征可較好地指示源區(qū)礦物組成。Huang and He (2010)提出相較于Sr/Y比和(La/Yb)N比，(Dy/Yb)N比更能指示巖漿源區(qū)中是否存在石榴子石。雖然(Dy/Yb)N比與(La/Yb)N比呈正相關關系，La/Yb和Sr/Y比值較高，但較平坦的HREE配分模式表明，在下地殼部分熔融過程中，角閃石是主要的源區(qū)殘留相，而不是石榴子石(圖7、圖10a)?；◢彴邘r和花崗閃長玢巖脈均富含Sr以及Sr與SiO2具有強相關性排除了熔融殘留相中含大量斜長石的可能，而弱Eu負異常的特征表明源區(qū)內很可能含少量斜長石相(圖10b,c)。雖然仍不能排除部分熔融過程中含Ti礦物(金紅石和榍石)的效應(Foleyetal.,2000,2002;Prowatke and Klemme,2005;Nair and Chacko,2008)，花崗斑巖及花崗閃長玢巖脈中Nb-Ta負異常(圖7)更可能是繼承源區(qū)的特征。

5 動力學意義

青藏高原下地殼增厚機制一直是眾多學者關注的科學問題之一(Dingetal.,2003;Wenetal.,2008b;Zhuetal.,2017)。島弧或后碰撞構造巖漿作用形成巖漿的地球化學特征(如HREE含量)與地殼厚度之間具有很好的相關性(Haschkeetal.,2002;Chapmanetal.,2015;Profetaetal.,2015;Huetal.,2017)。因此，LREE/HREE比值的最大值可估算高Sr/Y巖漿巖形成時的大陸地殼厚度，來限定大陸地殼的演化模式(Haschkeetal.,2002;Chungetal.,2009;Huetal.,2017)。結合文獻數據，依據曲林高Sr/Y比巖漿巖的 (La/Yb)N比值，岡底斯巖基自40Ma以來的地殼厚度變化顯示在圖11中。從圖中可以觀察到，(La/Yb)N在晚漸新世-中新世(ca.30～10Ma)有小幅度降低的趨勢，表明此時代區(qū)間內地殼在一定程度上減薄，這可能與～30Ma增厚下地殼拆沉，深部巖石圈發(fā)生減薄有關。

圖11 藏南晚始新世-中新世高Sr/Y巖漿巖的(La/Yb)N與U-Pb年齡的關系圖數據來源：晚始新世-晚漸新世(ca.40～30Ma)高Sr/Y比巖漿巖(姜子琦等,2011;Guan et al.,2012;Ji et al.,2012;Chen et al.,2015a;尚振等,2016)；晚漸新世-中新世(26～10Ma)高Sr/Y比巖漿巖同圖5.地殼厚度相關性基于安第斯山脈的研究(Haschke et al.,2002;Kay and Kay,2002)Fig.11 Plot of (La/Yb)N vs.U-Pb age for the Late Eocene-Miocene high Sr/Y igneous rocks in southern TibetData sources:Late Eocene-Late Oligocene (ca.40～30Ma) high Sr/Y igneous rocks (Jiang et al.,2011;Guan et al.,2012;Ji et al.,2012;Chen et al.,2015a;Shang et al.,2016);Late Oligocene-Miocene (26～10Ma) high Sr/Y igneous rocks are same as Fig.5.The crustal thickness correlation is based on Andean researches (Haschke et al.,2002;Kay and Kay,2002)

在后碰撞階段，增厚巖石圈的拆沉或撕裂都可能導致深部軟流圈地幔上涌，加熱大陸巖石圈地?；蛳碌貧?，導致較富集組分發(fā)生部分熔融。在岡底斯巖基，富集巖石圈地幔的部分熔融形成鉀質-超鉀質巖漿巖，基性下地殼部分熔融形成高Sr/Y比中酸性巖漿。較早期的來源于大陸巖石圈地幔的鉀質-超鉀質巖漿也有可能改造岡底斯巖基下地殼物質(Guoetal.,2007a)，導致曲林中新世高Sr/Y巖漿巖具有更富集的特征。

從漸新世到中新世，岡底斯巖基中段可能經歷了以下構造巖漿作用。

階段-1：33～26Ma 新特提斯大洋板片的斷裂之后，印度大陸板塊以較小的角度及較慢的速度俯沖至拉薩地塊之下(Guillotetal.,2008)，大陸之間的硬碰撞使得岡底斯弧巖漿活動在約40～25Ma出現間歇(Mahéoetal.,2002;Chungetal.,2005)。除了本文報道的曲林巖體外，其他包括臥龍～36Ma高Sr/Y比花崗巖(Jietal.,2009;Guanetal.,2012)，～35Ma曲果沙巖體(Maetal.,2017)，ca.34～30Ma努日巖體(Chenetal.,2015a)和～30Ma程巴復合巖體(Jietal.,2009;Chungetal.,2009;Harrisonetal.,2000;Houetal.,2012;尚振等,2016)。與沖木達和程巴高Sr/Y比巖漿巖相比，曲林花崗斑巖具有更高的εNd(t)值和更低的MgO、Cr、Ni含量及εHf(t)值，不太可能來源于俯沖印度下地殼的熔融。這種區(qū)域上高Sr/Y比巖漿巖的主量元素、微量元素及同位素組成的差異，很可能與巖漿源區(qū)的性質有關。

階段-2：26～10Ma 在該階段，西藏南部經歷了東西向和南北向伸展作用(Yin,2000;Ratschbacheretal.,2011;Cooperetal.,2015;Xuetal.,2020)，形成鉀質-超鉀質(Turneretal.,1996;Milleretal.,1999;Williamsetal.,2001;Zhaoetal.,2009;Guoetal.,2015)以及高Sr/Y比中酸性巖漿活動(Chungetal.,2003;Houetal.,2004;Guoetal.,2007a;Xuetal.,2010;Zhengetal.,2012;徐倩等,2019b)。晚漸新世深部巖石圈的拆沉(Turneretal.,1996;Milleretal.,1999;Chungetal.,2003,2005;Chenetal.,2017)或俯沖印度板塊的撕裂(～25-10Ma)(Yin,2000;Mahéoetal.,2002;Chenetal.,2015b;Liangetal.,2016;Wuetal.,2019)，這些過程都可誘發(fā)熱的軟流圈物質上涌，加熱大陸巖石圈地?；蛳碌貧?，導致較富集組分發(fā)生部分熔融。在岡底斯巖基，富集巖石圈地幔的部分熔融形成高鉀-超鉀質巖漿巖，基性下地殼部分熔融形成高Sr/Y比中酸性巖漿。

6 結論

(1)曲林巖體的主體-花崗斑巖的結晶年齡為約30Ma，形成于早漸新世。巖體的2條花崗閃長玢巖脈的結晶年齡分別為約15.5Ma和約14.4Ma，形成于中新世。

(2)曲林花崗斑巖及花崗閃長玢巖脈均顯示出高Sr/Y、高(La/Yb)N比值的化學特征，可能來源于加厚新生拉薩下地殼的部分熔融。

(3)增厚巖石圈的拆沉或俯沖印度巖石圈的撕裂誘發(fā)軟流圈上涌，促使增厚下地殼部分熔融，形成高Sr/Y比中酸性巖石。

致謝感謝趙志丹教授、孟繁聰研究員和紀偉強副研究員提出寶貴修改意見。