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1 第 43 卷第 4 期地球科学 Earh Scence Vol.43 No 年 4 月 hp:// Apr hps://do.org/ /dqkx 西藏雅鲁藏布江缝合带西段达巴蛇绿岩年代学 地球化学特征及其构造意义 程晨 1,2, 夏斌 1,2, 郑浩 1,2, 袁亚娟 1,2, 殷征欣 3, 陆野 1,2, 徐迟 1,2, 张霄 1,2 1. 中山大学海洋科学学院, 广东广州 海洋石油勘探开发广东省高校重点实验室, 广东广州 国家海洋局南海技术调查中心, 广东广州 摘要 : 达巴蛇绿岩位于雅鲁藏布江蛇绿岩带西段南亚带, 主要由地幔橄榄岩 基性岩脉和硅质岩组成, 其形成时代和构造背景尚不清楚. 首次报道了达巴蛇绿岩中基性岩脉的岩石学 锆石 UGPb 年代学 全岩地球化学数据. 达巴辉长岩和辉绿岩具有高的 Al 和 Mg 低 T K 和 P, 为低钾钙碱性玄武质岩石. 岩石具有与 NGMORB 一致的稀土配分模式, 但是 NGMORB 标准化蛛网图中显示 Nb 负异常, 显示了受到俯冲板片流体的影响. 辉绿岩的锆石 UGPb 年龄为 120.0±1.7Ma, 为早白垩世晚期, 地球化学特征显示源自于低程度的尖晶石相地幔源区的部分熔融. 结合前人研究成果, 认为达巴蛇绿岩形成于与初始俯冲有关的弧前扩张中心, 是受到俯冲板片流体交代的上覆地幔楔部分熔融的产物. 关键词 : 雅鲁藏布江缝合带 ; 达巴蛇绿岩 ; 地球化学 ; 锆石 UGPb 定年 ; 构造环境. 中图分类号 :P597 文章编号 : (2018) 收稿日期 : Chronology, GeochemsryandTeconcSgnfcanceofDabaOpholesn WesernSegmenofYarlungZangboSuureZone,Tbe ChengChen 1,2,XaBn 1,2,ZhengHao 1,2,YuanYajuan 1,2,YnZhengxn 3,LuYe 1,2,XuCh 1,2,ZhangXao 1,2 1.Schoolof MarneScences,SunYaGsenUnversy,Guangzhou ,Chna 2.KeyLaboraoryofOfshoreOlExploraonandDevelopmenofGuangdong HgherEducaonInsues,Guangzhou ,Chna 3.SouhChnaSeaMarneSurveyandTechnologyCener,SaeOceancAdmnsraon,Guangzhou ,Chna Absrac:TheDabaopholeslocaednhesouhernsubGbelofhewesernsegmenofheYarlungZangbosuurezone (YZSZ)andmanlycomposedofmanleperdoe,mafcdkesandslceousrocks.Isformaonmeandeconcsengare noclear.thsshefrsreporofzrconugpbage,perologcandwholegrockgeochemcaldaafromhedabaophole.the majorelemensofdabagabbroanddolerearecharacerzedbyhghconensn Al,MgandlowconensnT,KandP, whchbelongosubalkalnebasal.thereedsrbuonpaernsareverysmlarohoseofhenormalmdgoceanrdgebasal (NGMORB).However,henormalzedspderdagram showssgnfcandepleonofnb,suggesnghenfluenceoffluds fromdowngongslab.thedoleresyeldedzrconugpbagesof120.0±1.7ma,andgeochemcalfeauresshowparalmelng fromhelowdegreespnelgbearng manlesource.combnngwhprevoussudes,ssuggesedhahenrusonofhe mafcrocksnohedabaperdoesmaybenerpreedasaresulofmxngprocessbeweenmorbglkemelsandarcgderved fluds,whchmayhaveoccurreddurnghesageofsubduconnaonnanexendngforearcregon. Keywords:YarlungZangbosuurezone;Dabaophole;geochemsry;zrconUGPbage;econcseng. 基金项目 : 国家自然科学基金项目 (No ); 中国地质调查局青藏专项 (No ). 作者简介 : 程晨 (1988-), 女, 博士后, 主要从事岩石学和地球化学研究.ORCID:0000G0003G3478G0175.EGmal:cc @126.com 通讯作者 : 夏斌,ORCID:0000G0002G2166G6739.EGmal:xb698xy@qq.com 引用格式 : 程晨, 夏斌, 郑浩, 等,2018. 西藏雅鲁藏布江缝合带西段达巴蛇绿岩年代学 地球化学特征及其构造意义. 地球科学,43(4):

2 976 地球科学 hp:// 第 43 卷 蛇绿岩是古老大洋岩石圈的 化石, 是恢复洋 - 陆格局及构造演化历史的重要指示物, 可以为大洋岩石圈的岩浆事件 变质事件 构造作用以及古洋盆演化的过程提供重要的信息 (Coleman,1977; Bezardeal.,2011; 吴福元等,2014). 现代大洋洋壳和全球多处典型蛇绿岩的研究成果 (Serneal., 2012;DlekandFurnes,2014;FurnesandDlek, 2017) 显示, 洋壳 ( 蛇绿岩 ) 的形成往往是一个持续的过程, 岩石的地球化学成分会随之发生变迁. 因此, 目前所提出的蛇绿岩的成因及分类的经典模型存在着一定的局限, 而其中一个突出的问题就是无法有力地解释在俯冲带中蛇绿岩往往兼具 NGMORB 和岛弧的特征, 即所谓的蛇绿岩的 难题 (Moorese al.,2000). 最新研究发现, 在雅鲁藏布江缝合带广泛存在这种具有双重地化特征的蛇绿岩 ( 刘飞等, 2015a;Xongeal.,2016;Zhengeal.,2017), 使得雅鲁藏布江蛇绿岩与绝大多数新特提斯蛇绿岩系统有所区别, 从而为其起源及动力学机制的深入研究提供了新的视角. 此外, 雅鲁藏布江蛇绿岩中大量地幔橄榄岩体不仅构成以铬铁矿为主体的雅鲁藏布江成矿带 ( 许志琴等,2016), 而且与之相关的蛇绿混杂岩 构造混杂岩和岛弧火山岩与北部的冈底斯成矿带和南部的特提斯喜马拉雅成矿带中的金属矿床 ( 铜, 金等 )( 冷秋锋等,2016; 张志等,2017) 具有密切的联系, 是研究青藏高原成矿作用的关键所在. 达巴蛇绿岩位于雅鲁藏布江蛇绿岩带西段南亚带最西端, 是研究新特提斯西部地区演化的重要区域. 在本次工作中, 笔者报道了达巴蛇绿岩的野外地质学 地球化学 地质年代学 ( 锆石年龄 ) 数据. 结合雅鲁藏布江缝合带西段其他蛇绿岩的研究成果, 探讨其形成的构造背景, 为恢复和完善特提斯洋构造格局提供新的约束. 1 地质背景及岩石学特征 1.1 地质背景雅鲁藏布江缝合带是青藏高原南部夹持于印度板块和欧亚板块之间的一条年轻的巨型构造分界线 ( 图 1a), 其中的蛇绿岩沿着缝合带不连续分布, 代表一套与深海沉积物和混杂岩有关的新特提斯洋大洋岩石圈的残余 (Ncolaseal.,1981;Ynand Harrson,2000). 雅鲁藏布江蛇绿岩带呈东西向分布, 长约 2000km, 主体走向与雅鲁藏布江一致, 分为西 中 东三段 ( 图 1b): 西段从萨嘎以西至中印边境与拉达克南侧的 Indus 蛇绿岩 ( 包括 Ndar 及 Sponang 蛇绿岩等 ) 相连, 中段由昂仁至仁布, 东段由曲水到墨脱 ( 潘桂棠等,1997). 其中西段自萨嘎分为南北两支 ( 图 1b), 即达机翁 - 萨嘎蛇绿岩带 ( 北亚带 ) 和达巴 - 休古嘎布蛇绿岩带 ( 南亚带 ), 其间由奥陶系 - 三叠系海相地层为主的仲巴 - 札达微地体分隔 ( 刘强等,2017). 达巴蛇绿岩位于雅鲁藏布江蛇绿岩带西段南亚带西北段, 位于西藏阿里地区达巴乡北 20km 处 ( 图 1b), 蛇绿岩岩体呈东西向展布, 东西向稍长, 约 1~2km, 南北向短, 约 0.7km, 面积约为 1km 2. 四周与托林组三段砂岩 砂质泥岩断层接触 ( 张双增等,2005,1 25 万日新 - 札达县 - 姜叶马幅区域地质调查报告及地质图 ), 主要由橄榄岩 辉长岩和辉绿岩组成 ( 图 2a), 堆晶岩几乎不发育, 上覆紫红色和灰绿色放射虫硅质岩, 局部硅质岩与基性 / 超基性岩构造混杂 ( 图 2b). 区域上, 该蛇绿岩岩体东南断续延伸至东波寺蛇绿岩, 共同组成雅鲁藏布江西段蛇绿岩南亚带. 1.2 岩石学特征室内显微镜鉴定达巴蛇绿岩橄榄岩为方辉橄榄岩, 岩石普遍蛇纹石化, 新鲜面为灰绿色, 粒状结构, 块状构造, 主要由斜方辉石和橄榄石组成, 含有少量的铬尖晶石 ( 图 3a). 辉长岩呈透镜状侵入蛇纹石方辉橄榄岩中, 新鲜面为灰褐色, 辉长结构, 块状构造, 主要由辉石和斜长石组成 ( 图 3b), 受后期构造事件影响辉石普遍破碎, 斜长石葡萄石化强烈. 辉绿岩呈脉状侵入于蛇纹石方辉橄榄岩中, 宽约 1~3m, 新鲜面为灰绿色, 局部辉石具含长特征, 但也因碎裂作用而错位, 有些地方 镶嵌含长 表现不明显, 辉石角闪石化, 斜长石强烈泥化, 部分异剥钙榴岩化 ( 图 3c). 紫红色和灰绿色放射虫硅质岩覆盖在橄榄岩之上, 局部硅质岩与基性 / 超基性岩构造混杂 ( 图 2b), 呈隐晶 - 微粒结构, 可见大小不一的亮白色放射虫发育于硅质岩中, 充填硅质脉 ( 图 3d). 2 样品分析方法 2.1 锆石 UGPb 定年本文所用定年样品取自橄榄岩中的辉绿岩脉, 样品号为 DBNG23, 采样点的 GPS 坐标为

3 第 4 期程晨等 : 西藏雅鲁藏布江缝合带西段达巴蛇绿岩年代学 地球化学特征及其构造意义 977 图 1 研究区区域地质简图 Fg.1 Geologcalskechmapofheresearchregon a. 雅鲁藏布江缝合带和班公湖 - 怒江缝合带蛇绿岩分布简图 ;b. 达巴蛇绿岩区域地质简图. 据张双增等 (2005) 编 1 25 万日新 - 札达县 - 姜叶马 幅区域地质调查报告及地质图 ;YnandHarson(2000);Zhangeal.(2012,2014) 修改 N, E. 为挑选到足量 大小合适 晶形良好的锆石, 辉绿岩取样为 ±20kg, 人工破碎为直径约 2cm 的碎块, 放入直径为 20cm 的不锈钢钵中, 置于 XZW100 型振动磨样机 (1.1/0.75kW) 研磨 30s 后过 0.4mm 孔径筛, 如此反复至样品均通过 0.4mm 孔径筛, 经铝制淘沙盘淘洗富集重矿物, 后以磁选和电磁选获非电磁性矿物, 再淘洗富集锆石, 最后在双目镜下手工挑选锆石. 整个分选流程所使用装置均彻底清

4 ９７８ //www 地球科学 h e a r h Ｇ s c enc e ne p: 图 ２ 达巴蛇绿岩剖面图( a)和野外照片( b, c, d) F ２ Th eg e o l og c a ls e c on ( a)a ndf e l dpho og r a s( b, c, d)o fda b aoph o l e s g ph 图 ３ 达巴蛇绿岩显微镜下照片 F ３ M c r o s r u c u r epho og r a so fda b aoph o l e s g ph 蛇纹石化方辉橄榄岩; 辉长岩; 辉绿岩; 放射虫硅质岩; 斜方辉石; 单斜辉石; 斜长石; 放射虫 a b c d Opx Cpx P l Ra d 第 ４３ 卷

5 第 4 期程晨等 : 西藏雅鲁藏布江缝合带西段达巴蛇绿岩年代学 地球化学特征及其构造意义 979 表 1 达巴辉绿岩锆石 UGPb 同位素分析结果 测试点 元素 (10-6 ) Th DBNG23( 达巴辉绿岩 ) U Th/ U Table1 AnalycalresulsofzrconUGPbsoopesfrom Dabadolere 同位素比值 年龄 (Ma) 207 Pb/ 206 Pb 1σ 207 Pb/ 235 U 1σ 206 Pb/ 238 U 1σ 207 Pb/ 235 U 1σ 206 Pb/ 238 U 1σ DBN23G DBN23G DBN23G DBN23G DBN23G DBN23G DBN23G DBN23G DBN23G DBN23G DBN23G DBN23G DBN23G DBN23G DBN23G DBN23G DBN23G SRM SRM Temorasd Temorasd QINGHU Temorasd Temorasd QINGHU Temorasd Temorasd SRM SRM QINGHU Temorasd Temorasd QINGHU Temorasd Temorasd 洗, 以避免混染. 将挑选好的待测锆石以环氧树脂固定, 抛光至暴露出锆石中心面, 用阴极发光 (CL) 照相以确定其内部结构, 在中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室利用 LAG ICPGMS 进行单颗粒锆石 UGPb 定年分析 ( 测试流程详见 Compsoneal.,1992;Yuaneal.,2004). 测试时, 激光剥蚀所用斑束直径为 33μm, 频率为 8Hz, 能量恒定为 80MJ/pluse.He 作为载气, 使用 Aglen7500aICPGMS 进行测试. 应用 NIST SRM610 玻璃和标准锆石 Temora(Pearceeal., 1997;Blackeal.,2003) 作为外标, 标准锆石 QnG hu 作为内标, 进行元素间的分馏校正, 测试结果见 表 1. 时间偏移校正和定量标定及计算, 采用软件 ICPMSDaaCal7.2(Lueal.,2010) 进行, 谐和曲线和加权平均年龄使用 Isoplo3(Ludwng,2003) 计算. 由于样品比较年轻, 加权平均年龄采用 206 Pb/ 238 U 年龄, 置信度 95%( 锆石普通铅校正方法参见 Andersen,2002). 2.2 主量和微量元素分析本文主要对侵入于橄榄岩中的辉长岩和辉绿岩 (3 件辉长岩和 6 件辉绿岩 ) 进行主量和微量元素分析. 通过野外地质观察和镜下薄片检查, 选取较为新鲜的样品进行测试. 将样品碎成小块之后, 用无离子水浸泡, 超声波振荡清洗 1mn, 然后用 1mol/L 的

6 980 地球科学 hp:// 第 43 卷 程度好. 在 CL 图片上, 锆石多为无色, 形态清晰, 内部结构均一, 个别锆石存在裂隙, 基本不发育韵律环带 ( 图 4), 为岩浆结晶的产物 (Smonand Ngel, 2007). 对辉绿岩样品 DBNG23 中的锆石进行原位分析, 获得 17 组数据 ( 表 1). 从表 1 和图 5 可以看出, 达巴辉绿岩中锆石各测试点的 U 和 Th 含量较低, 且变化不大,U 和 Th 含量分别介于 ~ 和 45 图 4 达巴辉绿岩锆石阴极发光图 Fg.4 Cahodolumnescence (CL)mages ofzrconsfor Dabadolere HCl 溶液浸泡 2h, 除去可能有的晚期碳酸盐岩矿物和浮尘. 最后用去离子水清洗烘干后, 在不锈钢研钵粉碎至 200 目以下. 样品的主量元素分析在澳实 ( 广州 ) 分析测试有限公司测定. 粉末样硝酸锂溶解后采用 WDGXRF26 进行测试, 分析精度优于 2%. 微量元素在中国科学院贵阳地球化学研究所矿床学国家重点实验室进行. 粉末样在 190 下用 HF 和 HNO3 溶解 36 h, 然后使用 PerknGElmer ELANGDRCGe 计数的 ICPGMS 进行测试. 为确保测试的准确性, 采用 BCRG1 AVGG2 和 GBPGG1 作为标样, 测试结果相对精度优于 ±5% ~ ±10%( 分析流程详见 QandGrégore,2000). 3 分析结果 3.1 LAGICPGMS 锆石 UGPb 定年达巴蛇绿岩辉绿岩样品的锆石较大, 粒径主要为 70~150μm, 长宽比值为 1~2, 半自形粒状, 自形 10-6 ~ , 平均值分别为 和 Th/U 值比较高, 为 0.44~1.25, 属于岩 浆成因. 样品 17 个测点的 LAGICPGMS 锆石 206 Pb/ 238 U 年龄介于 114.2~125.6 Ma, 加权平均年龄为 120.0±1.7Ma(1σ,MSWD=1.8,n=17,95% 置信 度, 图 4a,4b), 属早白垩世晚期, 结合锆石 CL 特征 和 Th/U 比值, 该年龄为达巴辉绿岩的结晶年龄. 3.2 岩石地球化学特征 本次分析的基性岩样品共 9 件, 包括 3 件辉长 岩和 6 件辉绿岩, 各元素含量如表 2 所示 主量元素达巴辉长岩 SO2 含量为 45.27%~47.30%;TO2 含量较低, 为 0.37% ~ 0.85%;Al2O3 含量为 12.91% ~15.82%; 全铁 Fe2O3 T 为 4.58% ~8.02%;MgO 为 6.38% ~ 10.03%,Mg # 值介于 72~79;CaO 为 17.75% ~ 18.83%. 达巴辉长岩具有较低的 K2O ( 平均 0.02%) Na2O( 平均 0.17%) 和 P2O5( 平均 0.06%). 6 件辉绿岩样品 SO2 含量中, 除 1 件异剥钙榴 岩化辉绿岩为 29.7% 外, 其余为 45.88%~49.77%, 平均为 47.51%, 全部落入玄武岩范围 ;TO2 0.53%~1.20%, 平均 0.75%, 低于洋脊玄武岩 TO2 的平均值 1.15%(Wlknson,1982), 但部分落入岛 弧玄武岩 0.58%~0.85% 的范围 (PearceandCann, 为 图 5 达巴辉绿岩锆石 UGPb 年龄谐和图 (a) 和加权平均年龄 (b) Fg.5 UGPbageconcordaplos(a)andweghaverageresuls(b)forDabadolere

7 第 4 期程晨等 : 西藏雅鲁藏布江缝合带西段达巴蛇绿岩年代学 地球化学特征及其构造意义 981 表 2 达巴辉长岩 辉绿岩主量元素 (%) 和微量元素 (10-6 ) 含量 Table2 Major(%)andraceelemen(10-6 )conensforgabbroanddolerefromhedabaopholes 样品 DBNG1 辉长岩 DBNG4 辉长岩 DBNG5 辉长岩 DBNG23 辉绿岩 13DBN24 辉绿岩 DBNG25 辉绿岩 DBNG26 辉绿岩 DBNG27 辉绿岩 DBNG38 异剥钙榴岩化辉绿岩 SO TO Al2O Fe2O3 T MnO MgO CaO Na2O K2O P2O LOI Toal Mg # T V Cr Ga Rb Sr Y Zr Nb Cs Ba La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta Th U REE LREE HREE δeu );Al2O3 含量为 12.77% ~14.56%, 平均 13.68%, 具有俯冲带高铝玄武岩的特征 ( 张旗和周国庆,2001); 全铁 Fe2O3 T 为 6.45%~10.83%, 平均 7.96%;MgO 为 5.75% ~11.25%, 平均 9.06%, Mg # 值介于 63~76, 平均为 72, 具有初始岩浆 Mg # 值 (68~75)(Wlknson,1982) 的特点 ;CaO 为 15.35%~23.94%, 平均 18.83%;K2O 为 0.01% ~ 0.04%, 平均 0.03%;Na2O 为 0.01%~2.20%, 平均

8 982 地球科学 hp:// 第 43 卷 图 6 达巴蛇绿岩中基性岩 Zr/TO GNb/Y(a) 和 P2O5GZr(b) 图解 Fg.6 Zr/TO GNb/Y (a)andp2o5gzr(b)dagramsfrom mafcrocksnhedabaopholes 图 a 据 WncheserandFloyd(1977); 图 b 据 WncheserandFloyd(1976).Rhyole+Dace. 流纹岩 + 英安岩 ;AlkalRhyole. 碱性流纹岩 ;PhoG nole. 响岩 ;Trachye. 粗面岩 ;And/BasAnd. 安山岩 / 玄武安山岩 ;Trachy/And. 粗面安山岩 ;TephrGPhonole. 碱玄岩 + 响岩 ;SubalkalneBasal. 亚碱性玄武岩 ;Alkalnebasal=AlkGBas. 碱性玄武岩 ;Fode. 副长岩 ;Tholecbasal. 拉斑玄武岩 图 7 达巴基性岩稀土 (a) 和微量元素 (b) 特征曲线 Fg.7 ChondreGnormalzedREE (a)andngmorbgnormalzedraceelemen(b)dagramsforhemafcrocksndabaopholes 标准化值据 Sunand McDonough(1989);Barren 岛弧玄武岩数据来源于 LuhrandHaldar(2006);IBM 弧前玄武岩源于 Reaganeal.(2010); 日喀则弧前玄武岩源于 Daeal.(2013) 0.51%,K2O<Na2O, 具有洋内岩石的特征 ;P2O5 为 0.03% ~0.11%, 平均 0.06%, 小于洋脊玄武岩 P2O5 的平均值 0.14%(Grbbleeal.,1998). 总体上, 达巴辉长岩和辉绿岩样品都具有富 Al Mg, 低 T K P 的特点. 利用蚀变过程中不活泼元素进行判别, 在 Zr/ TO GNb/Y 图解上 (WncheserandFloyd, 1977)( 图 6a), 所有样品落入亚碱性玄武岩区域 ; 在 P2O5GZr 图中 (Wncheserand Floyd,1976)( 图 6b), 样品全部落入拉斑玄武岩区域 微量元素达巴辉长岩和辉绿岩稀土元素标准化配分曲线 ( 图 7a), 具有与 NGMORB 一致的总体呈左微倾右平直的趋势. 两者的 LREE/HREE 平均比值分别为 1.35 和 1.41,(La/Yb) N 平均比值分别为 0.64 和 0.65, 均小于 1; 两者的 (Gd/Yb) N 平均比值分别为 1.00 和 1.03, 轻重稀土分馏不明显. δeu 平均值均为 0.95, 显示弱的负异常, 表明斜长石 结晶分异程度较低. 辉长岩和辉绿岩稀土元素总量 ( REE) 平均值分别为 和 , 均低于洋脊玄武岩的平均值 (Sunand McDonough,1989), 这些特征表明达巴基性岩可能来源于早期亏损的地幔源区. 在 NGMORB 标准化微量元素蛛网图中 ( 图 7b), 达巴辉长岩和辉绿岩均呈左高右低的特征. 曲线前半段显示富集 Ba 等大离子亲石元素 (LILE) 和 Th U 等放射性热元素, 明显亏损 Nb 等非活动性元素, 后半段 NdGLu 段为近平坦的分布型式, 总体显示出具有岛弧火山岩的特点, 其中辉长岩和辉绿岩 Nb( 平均值分别为 和 ) Yb ( 平均值分别为 和 ) T( 平均值分别为 和 ) La( 平均值分别为 和 ) Hf( 平均值分别为 和 ) Y( 平均值分别为 和 ) 等不相容元素丰度均低

9 第 4 期程晨等 : 西藏雅鲁藏布江缝合带西段达巴蛇绿岩年代学 地球化学特征及其构造意义 983 于正常洋中脊玄武岩 (SunandMcDonough,1989). 部分样品 Nb 和 Ta 出现脱耦现象, 其中 Ta 含量的升高可能是使用钨钢碎样钵处理样品所导致的. 总体上, 稀土和微量元素特征 ( 图 7a,7b) 与典型的大洋中脊玄武岩 (NGMORB) 和岛弧玄武岩 (IAT)(Luhrand Haldar,2006) 各有不同, 而与日喀则弧前玄武岩 (Daeal.,2013) 和 Marana 弧前玄武岩 (Reaganeal.,2010) 具有较好的一致性. 4 讨论 4.1 达巴蛇绿岩的形成时代蛇绿岩中的辉长 ( 绿 ) 岩脉是洋脊扩张的产物, 是研究蛇绿岩形成时代和构造环境的 岩石探针. 本次研究在达巴蛇绿岩体中获得辉绿岩 LAGICPG MS 锆石 UGPb 年龄为 120.0±1.7 Ma(MSWD= 1.8,n=17), 为早白垩世晚期. 依据本次测试的辉绿岩样品锆石的形态及地球化学特征, 该年龄代表了洋壳的形成年龄. 对于雅鲁藏布江西段蛇绿岩, 前人对不同地区 蛇绿岩体的年代学进行了大量的研究 ( 表 3). 可以看出, 达巴蛇绿岩的形成时间与东波 拉昂错 休古嘎布等南亚带蛇绿岩以及巴尔 错不扎和加纳崩等北亚带蛇绿岩的形成时间均集中在约 120~130Ma, 并且与雅鲁藏布江中段日喀则蛇绿岩 (Daeal., 2013) 和东段泽当蛇绿岩 (Xongeal.,2016) 具有一致的形成时代. 然而, 根据放射虫化石定年确定雅鲁藏布江缝合带蛇绿岩的形成年代为晚三叠世到古近纪之间 ( 张双增等,2005,1 25 万日新 - 札达县 - 姜叶马幅区域地质调查报告及地质图 ; 王保弟等,2009,1 5 万仁布县 恩马幅 亚德幅 卡扎幅区域地质调查报告及地质图 ; 黄圭成等,2010; 尼玛次仁,2013, 西藏 1 5 万噶尔地区 6 幅区域地质调查报告及地质图 ; 普琼等,2014, 西藏 1 5 万拉孜地区 6 幅区域地质调查报告及地质图 ), 而锆石定年方法主要集中在侏罗纪 - 白垩纪之间,120~130Ma 这一时期的锆石年代学数据, 占了很大比例, 并且这些蛇绿岩的构造环境判别多为 MOR 兼具 SSZ 特征, 这一方面说明了特提斯洋是一个长期演化的大洋, 另一方面表

10 984 地球科学 hp:// 第 43 卷 图 8 达巴辉绿岩的 LaGLa/Sm (a) 和 La/SmGSm/Yb (b) 图解 Fg.8 TheLaGLa/Sm (a)andla/smgsm/yb (b)dagramsfordoleresndabaopholes 据 Aldanmazeal.(2000) 明在早白垩世晚期, 雅鲁藏布江新特提斯洋开启了大规模的活动. 4.2 达巴蛇绿岩的岩石成因和构造环境辉长岩作为蛇绿岩中的深成杂岩单元, 成岩过程中会受到不同程度结晶分异作用的影响, 因此对研究区岩石成因和构造环境的讨论主要由辉绿岩进行展开. 另外, 研究区辉绿岩样品存在不同程度的蚀变作用 (LOI=2.83%~9.55%), 在对岩石成因及构造环境的解释中, 主要对高场强元素 稀土元素和过渡族元素进行讨论 岩石成因达巴蛇绿岩中辉绿岩 Mg # 值 ( 平均为 72), 具有初始岩浆 Mg # 值 (68~75)(WlknG son,1982) 的特点, 主要元素 (Al2O3 平均为 13.68% TO2 平均为 0.75% MgO 平均为 9.06%) 含量, 与 NGNORB(Al2O3 为 15.60% TO2 为 0.82% MgO 为 8.83%)(Schlngeal.,1983) 相比具有相似的特征, 总体为低钾拉斑钙碱性玄武质岩石 ( 表 2, 图 6). 稀土元素具有与 NGMORB 一致的水平配分特征, 稀土总量 ( REE)( 表 2, 图 7) 低于洋脊玄武岩的平均值, 表明达巴辉绿岩可能源于比 NGMORB 更为亏损的地幔源区, 这也与邻区东波蛇绿岩中辉绿岩锆石具有高的 εhf() 值 (+16~+19) ( 未刊 ) 和巴尔蛇绿岩辉绿岩具有高的 εnd () 值 (+8.2~+9.1)(Zhengeal.,2017) 相一致. 通常情况下, 岩浆源自低程度尖晶石相地幔源区的部分熔融, 地幔残留体和熔体具有一致的 Sm/ Yb 比值, 而 La/Sm 比值将随着部分熔融程度的增高而降低, 稀土元素的配分曲线表现为较为平缓的特征 (Saccaneal.,2008); 而低程度的石榴子石相地幔源区的部分熔融具有显著增高的 Sm/Yb 比值, 显示重稀土元素富集的稀土配分曲线特征 (M/ HREE) N<0.1(Helebrand,2002). 在 LaGLa/Sm 和 La/SmGSm/Yb 图解中 ( 图 8a,8b) 显示, 达巴辉绿岩源自 5%~15% 的尖晶石相地幔源区较低程度的部分熔融. 达巴辉绿岩的 NGMORB 标准化微量元素蛛网图中, 明显亏损 Nb 等非活动性元素,Yb( 平均 ) T( 平均 ) La( ) Hf( ) Y( ) 等不相容元素丰度均低于正常洋中脊玄武岩 (Sunand McDonG ough,1989), 反映了岩浆形成过程中有俯冲带流体的参与. 在 Nb/YbGTh/Yb 图解中 ( 图 9a) 随着 Th/ Yb 值的增加而 Nb/Yb 值相对稳定, 显示由正常洋中脊向岛弧火山岩递进的趋势, 具有超俯冲带环境的痕迹, 在 Nb/YbGTO2/Yb 图解中 ( 图 9b) 样品大都落入正常洋中脊区域并存在良好的线性关系, 显示其受到过后期流体改造的作用. Ba 在遭受变质作用及海水蚀变过程中相对稳定, 而在流体中相对活泼 ;Th 在源于沉积物 - 板块的熔体中化学性质相对活泼, 而在低温流体中相对稳定 ( 李曙光,1993;Taneal.,2008). 因此, 这些元素可以很好地用来限定岩浆源区中的俯冲组分的叠加. 在 Th/Nbvs.U/Th 和 Th/Nbvs.Th/Ce 图解 ( 图 10a,10b) 中岩浆组分的贡献主要来自俯冲板片的流体. 总之, 达巴蛇绿岩中的辉绿岩具有洋中脊玄武岩向岛弧火山作用过渡的特征, 主要为俯冲板片脱水流体交代上覆地幔楔, 使亏损地幔再部分熔融的产物 构造环境分析基性岩中 Nb Zr Th Y HREE 等高场强元素一般不受热液蚀变和变质作用的影响, 对判别不同构造环境具有指示意义

11 第 4 期程晨等 : 西藏雅鲁藏布江缝合带西段达巴蛇绿岩年代学 地球化学特征及其构造意义 985 图 9 达巴辉绿岩的 Th/Ybvs.Nb/Yb (a)andto2/ybvs.nb/yb (b) 图解 Fg.9 TheTh/Ybvs.Nb/Y (a)andto2/ybvs.nb/yb (b)dagramsfordoleresndabaopholes 据 Pearce(2008) 修改 图 10 达巴辉绿岩的 Th/Nbvs.U/Th 和 Th/Nbvs.Th/Ce 图解 Fg.10 TheTh/Nbvs.U/ThandTh/Nbvs.Th/CedagramsfordoleresnDabaopholes 据 Sngereal.(2008) 修改 (DlekandFurnes,2011;Pearce,2014). 在与日喀则弧前玄武岩和马里亚纳弧前玄武岩对比的多元素构造环境判别图显示, 在 Nb 2GZr/ 4GY 判别图 ( 图 11a) 中, 达巴辉绿岩与日喀则弧前和马里亚纳弧前玄武岩均位于洋脊玄武岩和火山弧玄武岩区域 ; 在 T/1000GV 图中, 样品落入洋中脊玄武岩和岛弧玄武岩之间的区域 ( 图 11b); 在 Y/15G La/10GNb/8 判别图上样品落入洋中脊玄武岩和岛弧玄武岩的重合区域 ( 图 11c); 以上图解总体反映了达巴辉绿岩叠加了岛弧和洋中脊两种构造环境特征, 与稀土元素具有 NGMORB 特征而微量元素显示部分岛弧玄武岩特征相一致. 在 NbNGThN 图解 ( 图 11d) 上达巴辉绿岩位于洋内俯冲的弧前和 NGMORB 区域. 前已述及, 古生物资料显示在雅鲁藏布江缝合带中发育晚三叠世到古近纪之间的放射虫硅质岩 ( 王保弟等,2009,1 5 万仁布县 恩马幅 亚德幅 卡扎幅区域地质调查报告及地质图 ; 尼玛次仁, 2013, 西藏 1 5 万噶尔地区 6 幅区域地质调查报告 及地质图 ; 普琼等,2014, 西藏 1 5 万拉孜地区 6 幅区域地质调查报告及地质图 ), 另在仲巴西部的纳久发现晚泥盆世 OIB 型碱性辉长岩 (Daeal., 2011), 可能指示雅鲁藏布江缝合带是一个有古特提斯残余的复杂俯冲系统. 而雅鲁藏布江蛇绿岩中广泛发育 120~130Ma 之间的兼具 IAT 和 MORB 双重特征的基性岩脉, 这些基性岩脉所侵入的蛇绿岩体均具有以下特点 :(1) 具有很薄的堆晶岩 ( 吴福元等,2014);(2) 二辉橄榄岩与先前的方辉橄榄岩互层, 新鲜的基性岩脉广泛侵入于高度变形和蛇纹石化的橄榄岩中 (Xongeal.,2016);(3) 在地幔岩体中发现金刚石等超高压矿物 (Yangeal.,2007). 这些特点指示雅鲁藏布江蛇绿岩的形成与演化具有特殊的动力学机制. Hébereal.(2012) 认为雅鲁藏布江蛇绿岩的形成至少经历了 5 次洋内俯冲体系 ;Xongeal. (2016) 对雅鲁藏布江东段泽当地幔橄榄岩以及基性岩脉进行研究, 认为雅鲁藏布江特提斯洋盆存在两次弧前俯冲体系, 而 120~130Ma 之间的基性岩脉

12 986 地球科学 hp:// 第 43 卷 图 11 达巴辉绿岩构造环境判别图解 Fg.11 DscrmnaondagramsforhedoleresnDabaopholes a.nb 2GZr/4GY 图解, 据 Meschede(1986);b.T/1000GV 图解, 据 Shervas(1982);c.Y/15GLa/10GNb/8 图解, 据 CabansandLecole(1989);d. NbNGThN 图解, 据 Saccan(2015).IBM 弧前玄武岩数据源自 Reaganeal.(2010); 日喀则弧前玄武岩源自 Daeal.(2013).NGMORB. 正常大洋中脊玄武岩 ;EGMORB. 富集大洋中脊玄武岩 ;OIB. 洋岛玄武岩 ;IAT. 岛弧拉斑玄武岩 ;BABB. 弧后盆地玄武岩 ;FAB. 弧前玄武岩 ;WPB. 板内玄武岩 ;VAB. 火山弧玄武岩 ;AB. 碱性洋岛玄武岩 主要是由于受到早白垩世早期拉萨地体和羌塘地体陆 - 陆碰撞的加剧所引起的二次俯冲阶段的产物 ; BulerandBeaumon(2017) 对雅鲁藏布江中段日喀则蛇绿岩所代表的活动大陆边缘俯冲板片与板块之间的应力机制 ( 主要为俯冲板片的拖拽力 ) 进行了数值模拟, 认为雅鲁藏布江特提斯洋的俯冲存在着初次俯冲 (160~150 Ma) 俯冲板片的断离 (150~ 130 Ma) 以及俯冲板片的后撤 停滞和再次俯冲 (130~120 Ma) 多个阶段, 这一复杂的俯冲体系虽然对雅鲁藏布江蛇绿岩的形成和演化机制进行了较为合理的解释, 但仍需更为精细的野外地质 岩石学和地球化学数据予以支撑. 综合以上研究成果, 结合达巴蛇绿岩的地球化学特征和形成时代, 笔者认为雅鲁藏布江西段达巴蛇绿岩形成于俯冲初始阶段的弧前扩张中心, 主要是受俯冲板片脱水流体影响的上覆地幔楔部分熔融的产物. 5 结论 (1) 达巴蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带西段, 主要由方辉橄榄岩 变质橄榄岩, 辉长岩 辉绿岩和放射虫硅质岩组成. 达巴辉长岩和辉绿岩具有高 Al Mg, 低 T K 和 P 的特征, 为低钾钙碱性玄武质岩石, 岩石富集大离子亲石元素 Ba 和放射性热元素 Th U, 明显亏损高场强元素 Nb,REE 具有与 NGMORB 一致的平坦型配分模式. (2) 达巴蛇绿岩辉绿岩 LAGICPGMS 锆石 UGPb 年龄为 120.0±1.7Ma(MSWD=1.8,n=17), 为早白垩世晚期, 地球化学特征显示达巴辉绿岩源自于低程度的尖晶石相地幔源区的部分熔融. 结合前人研究成果, 达巴蛇绿岩应形成于俯冲初始阶段的弧前扩张中心, 是受俯冲板片脱水流体交代的上覆地幔楔部分熔融的产物. 致谢 : 野外地质调查过程中得到了西藏区调队

13 第 4 期程晨等 : 西藏雅鲁藏布江缝合带西段达巴蛇绿岩年代学 地球化学特征及其构造意义 987 曾庆高总工 西藏驱龙铜矿蒋光武总工的指导和帮助, 岩石薄片分析得到了南京大学周国庆教授的悉心指导, 两位审稿专家提出了宝贵的评审意见, 在此一并感谢! References Aldanmaz,E.,Pearce,J.A.,Thrlwal,M.F.,eal.,2000.PerogeG necevoluonoflaecenozoc,posgcolsonvolcansm nwesernanaola,turkey.journalofvolcanologyand GeohermalResearch,102(1-2):67-95.hps://do.org/ /s0377G0273(00)00182G7 Andersen,T.,2002.CorreconofCommonPbnUGPbAnaG lysesthadonorepor 204 Pb.ChemcalGeology,192 (1-2):59-79.hps://do.org/ /S0009G2541 (02)00195GX Bezard,R.,Héber,R.,Wang,C.S.,eal.,2011.Perologyand Geochemsry of he Xugugabu Opholc Massf, Wesern Yarlung Zangbo Suure Zone,Tbe.Lhos, 125(1-2): hps://do.org/ /j.lhos Black,L.P.,Kamo,S.L.,Alen,C.M.,eal.,2003.TEMORA 1:A New ZrconSandardforPhanerozoc UGPb GeoG chronology.chemcalgeology,200(1-2): hps://do.org/ /s0009g2541(03)00165g7 Buler,J.P.,Beaumon,C.,2017.Subducon Zone DecouG plng/rereamodelngexplanssouhtbe(xgaze) andohersupragsubduconzoneopholesandther UHP Mneral Phases.Earh and Planeary Scence Leers,463: hps://do.org/ /j.epsl Cabans,B.,Lecole,M.,1989.LeDagrammeLa/10GY/15GNb/ 8:UnOulpourLaDscrmnaondesSéresVolcanques elamseenévdencedesprocessusdemélangee/oude Conamnaon Crusale.Compes Rendus del Académe desscences,séreii,309: Coleman,R.G.,1977.Opholes:Ancen Oceanc LhoG sphere.sprngergverlag,berln. Compson,W.,Wlams,I.S.,Krschvnk,J.L.,eal.,1992. ZrconUGPbAgesforheEarlyCambranTmeGScale. JournalofheGeologcalSocey,149(2): hps://do.org/ /gsjgs Da,J.G.,Wang,C.S.,Pola,A.,eal.,2013.RapdForearc Spreadngbeween130and120Ma:Evdencefrom GeoG chronologyandgeochemsryofhexgazeophole, SouhernTbe.Lhos, :1-16.hps://do. org/ /j.lhos Da,J.G.,Wang,C.S.,Héber,R.,eal.,2011.LaeDevonan OIB Alkalne Gabbronhe Yarlung Zangbo Suure Zone:RemnansofhePaleoGTehys? Gondwana ReG search,19(1): hps://do.org/ /j.gr Dlek,Y.,Furnes,H.,2011.Ophole Genessand Global Teconcs:Geochemcaland TeconcFngerprnngof Ancen Oceanc Lhosphere.Geologcal Socey of AmercaBulen,123(3-4): hps://do. org/ /b Dlek,Y.,Furnes,H.,2014.OpholesandTherOrgns.ElG emens,10(2):93g100.hps://do.org/ /gseleg mens Furnes,H.,Dlek,Y.,2017.GeochemcalCharacerzaonand PerogenessofInermedaeoSlccRocksnOphoG les:a GlobalSynhess.EarhGScenceRevews,166: 1-37.hps://do.org/ /j.earscrev Grbble,R.F.,Sern,R.J.,Newman,S.,eal.,1998.Chemcal andisoopccomposonoflavasfrom he Norhern Marana Trough:Implcaonsfor Magma Genessn BackGArcBasns.Journalof Perology,39(1): hps://do.org/ /peroj/ Gulmee,C.,Héber,R.,Dosal,J.,eal.,2012.Dscoveryof adsmembered MeamorphcSolenheSaga OphG olc Mélange,SouhTbe:AssessnganEarlyCreaG ceousdsruponofheneogtehyansupragsubducon Zoneand Consequenceson Basn Closng.Gondwana Research,22(2): hps://do.org/ /j. gr Héber,R.,Bezard,R.,Gulmee,C.,eal.,2012.TheIndusG Yarlung Zangbo Opholes from Nanga Parba o NamcheBarwaSynaxes,SouhernTbe:FrsSynheG ssofperology,geochemsry,andgeochronologywh Incdences on Geodynamc Reconsrucons of NeoG Tehys.GondwanaResearch,22(2): hps:// do.org/ /j.gr Helebrand,E.,2002.GarneGFeld Melng and LaeGSage Referlzaonn Resdual AbyssalPerdoesfrom he CenralIndan Rdge.Journalof Perology,43 (12): hps://do.org/ /perology/ Huang,G.C.,Xu,D.M.,Le,Y.J.,eal.,2010.Characerscs and GeologcalImplcaonsofCher Assocaed wh OpholenSouhwesernTbe.GeologynChna,37 (1): (nchnesewhenglshabsrac). Leng,Q.F.,Tang,J.X.,Zheng,W.B.,eal.,2016.GeochronolG ogy,geochemsryandzrconhfisoopccomposons ofheoregbearngporphyrynhelakang eporphyry CuGMoDepos,Tbe.EarhScence,41(6): (nchnesewhenglshabsrac).

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