魏永峰，肖渊甫，罗巍，邓泽锦，赵志强，林美英

(1.成都理工大学地球科学学院，四川 成都 610059；2.四川省地质矿产勘查开发局区域地质调查队，四川 双流 610213)

A型花岗岩由Loiselle和Wones在1979年GSA年会上提出，最初被定义为贫水、碱性及非造山的花岗岩，其后有大量国内外学者研究和讨论[1-13]。现在研究认为的A型花岗岩几乎囊括了除典型I、S型花岗岩以外的其他花岗岩类[8]，是构造环境识别的重要岩石学标志之一[10]，在地球动力学背景上其具某种标型意义[9，12，14]。

近EW向展布的冈底斯巨型构造-岩浆带位于青藏高原中南部，夹持于印度河-雅鲁藏布缝合带与班公湖-怒江缝合带之间(图1-a)[15-16]。带内自中生代以来，以中酸性为主的岩浆活动十分强烈复杂[17]。对新生代岩浆活动的研究集中于南冈底斯带，北、中冈底斯带研究较少。受系统的、高质量的年代学和地球化学数据约束，有研究者认为古新世—始新世，雅鲁藏布新特提斯大洋板块向北大规模俯冲并在陆内产生大规模俯冲阶段，冈底斯中部和北部处于岩浆弧构造背景[18-19]，或认为该时期处于碰撞汇聚阶段[17]。中新世—渐新世，有学者认为陆内俯冲挤压环境和陆内裂谷拉张环境[20-21]；或认为与早期

高原地壳和岩石圈的加厚及后期岩石圈底部拆离作用引起的隆升和陆内裂陷有关系[18-19，22]；还有学者认为其形成与陆内不同方向的俯冲有关[23-26]。此种情况制约着冈底斯乃至青藏高原南部地质构造演化的研究。扎嘎尔勒尖A型花岗岩是本次区调工作新发现，笔者在精确锆石U-Pb定年基础上，结合地球化学特征，初步探讨岩石成因和大地构造背景，为认识冈底斯中北部始新世岩浆活动及研究整个冈底斯中新生代构造演化提供新的证据。

1 地质概况及岩石学特征

扎嘎尔勒尖A型花岗岩体位于西藏改则县达热村南约15 km，构造上处于中冈底斯北缘，以发育侏罗—白垩系火山沉积地层及大量基-中酸性侵入岩为特征(图1-b)。扎嘎尔勒尖A型花岗岩体为一独立岩株，呈近椭圆状侵位于晚石炭世拉嘎组碎屑岩夹碳酸盐岩地层中，出露面积约4 km2，岩体外接触带有较明显的角岩化、硅化、大理岩化、绿泥石化等热接触变质现象。岩体岩性以正长花岗岩为主，少量二长花岗岩，正长花岗岩呈浅红色，中细粒花岗结构，主要由石英、钾长石及斜长石组成，其中钾长石(～64%)主要为正长石和条纹长石，呈半自形板状，粒径为1.2～2.5 mm，斜长石(～9%)为更长石，石英(～22%)为他形粒状，黑云母(～3%)为深褐色片状，含少量锆石、磷灰石、磁铁矿等副矿物。

图1 冈底斯构造单元划分地质简图(a)以及扎嘎尔勒尖地区地质简图(b)Fig.1 Geological sketch map of tectonic units of Gangdise(a)and Geological sketch map of the Zhagaerlejian area(b)

2 样品采集及分析测试

硅酸岩、稀土及微量样品加工由四川华阳岩矿测试中心完成，测试由国土资源部武汉矿产资源监督检测中心武汉综合岩矿测试中心完成，主量元素、微量元素、稀土元素检测采用AXIOS X射线荧光光谱仪、X Series2等离子质谱仪、IRIS Intripid2XSP ICP全谱直读光谱仪、ZEEnit600石墨炉原子吸收光谱仪、AFS-230E原子荧光分光光度计分析。测年样品的清洗、粉碎、分选由四川华阳岩矿测试中心完成，西北大学大力动力学国家重点实验室进行阴极发光(CL)图像采集及LAICP-MS锆石U-Pb测年。测年采用国际标准锆石91500外部校正法进行校正。激光器为ArF193 nm紫外准分子激光器，单脉冲能量220 mJ，最高重复频率20 Hz，经光学系统匀光和聚焦，能量密度达20 J/cm2，剥蚀直径约20 μm。为控制仪器的稳定性及控制测试精度，每测试分析5个样品测点后测定标准样1次。数据处理采用ISOPLOT(ver2.49)和GLITTER(ver4.0，Macquarie University)软件程序。详细分析流程和原理参见文献[27]。

3 锆石U-Pb年代学

测年锆石采样点位坐标：东经83°09′42″，北纬 32°17′51″(图 1-b)。样品选取24颗锆石进行LA-ICP-MS法U-Pb测年，分析锆石为无色-浅黄色透明，颗粒形状规则，主要表现为柱状自形晶，粒径多为110～230 μm，个别可达 280 μm，长宽比为 2.0∶1～3.0∶1。CL图像呈典型的岩浆韵律环带和明暗相间的条带结构，属无核岩浆结晶锆石，可代表花岗岩成岩年龄。获得测试数据见表1，样品的谐和曲线剔除了严重偏离谐和线数据。扎嘎尔勒尖A型花岗岩P14(59)样品24颗锆石18个分析点集中分布于谐和曲线上或附近，206Pb/238U加权平均年龄为(53.60±0.38)Ma(MSWD=0.97)，可代表样品结晶时代，形成时代为早始新世 (图2)。

4 岩石地球化学

4.1 主量元素

在主量元素分析结果中，扎嘎尔勒尖岩体花岗岩富 SiO2(72.40%～77.49%)、K2O(4.91%～5.62%)，贫Al2O3(11.88%～15.58%)、MgO(0.076%～0.384%)、TiO2(0.088% ～0.237%)、P2O5(0.019% ～0.071%)，全 碱ALK=8.01%～8.63%，K2O/Na2O(1.52～1.87)，相对富钾(表 2)。在 AR-SiO2图解中(图3-a)，样品全部落在碱性区域。岩石铝饱和度A/CNK=0.97～1.18，CIPW计算结果表明，所有样品都含有标准矿物刚玉分子，在A/NK-A/CNK图上(图3-b)，落入准铝质岩与弱过铝质区域。

表1 扎嘎尔勒尖A型花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素分析数据Table 1 LA-ICP-MS zircon U-Pb isotopic analyses of the Zhagaerlejian A-type granites

图2 扎嘎尔勒尖A型花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年谐和图及直方图Fig.2 Zircon U-Pb ages and histogram of the Zhagaerlejian A-type granites

4.2 稀土元素及微量元素地球化学特征

扎嘎尔勒尖岩体花岗岩稀土元素及微量元素分析结果中(表 1)，稀土元素总量为 106.39×10-6～161.45×10-6，岩石稀土含量低于上地壳平均值(210.10×10-6)[33]，(La/Yb)N为6.91～18.12，在球粒陨石标准化稀土元素分布模式上呈右倾海鸥型，或称为右倾“燕式”分布(图4-a)[34]，δEu=0.15～0.89，铕负异常明显。在原始地幔标准化蛛网图上(图4-b)，岩石大离子亲石元素(K，Rb)及高场强元素(Th，Ce，Zr)相对富集，大离子亲石元素(Sr，Ba)及高场强元素(Nb，P，Ti)相对亏损，显示A型花岗岩的特征。

5 讨论

5.1 A型花岗岩的判定

目前，对A型花岗岩尚无统一概念，但其总体特征富硅、碱，贫钙、镁、铝，(K2O+Na2O)/A12O3和FeOT/MgO值高，富Rb，Th，Nb，Ta，Zr，Hf，Ga，Y，贫Sr，Ba，Cr，Co，Ni，V，并有显著的负Eu异常[3，37]；常为轻稀土元素富集型，呈海鸥型展布[2，38-39]；不相容元素标准化蛛网图上出现Ba，Sr-P和Eu-Ti 3个明显低谷[8]。扎嘎尔勒尖花岗岩富SiO2，K2O，全碱含量高，(K2O+Na2O)/A12O3比值高，富集Rb，Th，Zr，Hf和Y等高场强元素，贫Ca，Mg和Al，亏损Nb，Ta，Sr，Ba，Ti和P，REE分布曲线呈右倾海鸥型，Eu负异常明显，标准化蛛网图上出现Ba，Sr，P和Ti明显的低谷；在Na2O-K2O图解(图5-a)，样品全部落入A型花岗岩区域。A型花岗岩虽具有特殊的地球化学特征，但与高分异I、S型花岗岩依然很难区分[40]。相对于A型花岗岩，高分异S型花岗岩具有更高的P2O5(均值为0.14%)和更低的Na2O(均值2.81%)含量，且具有随分异程度的增加，P2O5含量也增加，表现出与A型花岗岩相反的趋势[2、41]；高分异I型花岗岩一般具有FeOT含量小于1.00%及Rb含量大于270×10-6的特征[41]。扎嘎尔勒尖正长花岗岩P2O5含量为0.019%～0.071%(均值为0.05%)、Na2O含量为3.01%～3.26%(均值为3.12%)，随分异程度的增加P2O5含量降低，与较高分异S型花岗岩明显不同；FeOT含量约为1.00%，最大1.73%，Rb含量仅有一个样品略大于270×10-6，其余小于270×10-6，与高分异I型花岗岩同样有差异，在Nb-SiO2图解(图5-b)中，样品主要落入A型花岗岩区域。前述特征均表明扎嘎尔勒尖正长花岗岩为A型花岗岩。据A型花岗岩亚类判别图(图5-c，d)[42-43]，扎嘎尔勒尖A型花岗岩为A1型花岗岩，对应于洪大卫等的AA亚类[4]。

表2 扎嘎尔勒尖A型花岗岩主量元素、微量元素及稀土元素分析结果Table 2 Major elements,trace elements and REE analyses of the Zagaerlejian A-type granites

图3 扎嘎尔勒尖A型花岗岩AR-SiO2图解和A/CNK-A/NK图解Fig.3 AR-SiO2and A/CNK-A/NK diagrams of the Zhagaerlejian A-type granites（a据文献[28-31]，b据文献[32]）

图4 扎嘎尔勒尖A型花岗岩稀土元素球粒陨石标准化分布曲线（a）和微量元素原始地幔标准化蛛网图（b）Fig.4 The Chondrites normalized REE distribution patterns(a)and Primitive mantle normalized trace elements patterns(b)for the Zhagaerlejian A-type granites(球粒陨石和原始地幔标准化值分别据参考文献[35]和[36])

5.2 岩石成因与构造环境

A型花岗岩形成于张性环境，是后碰撞或板内环境的产物[44-46]；或被认为是非造山和后造山环境的产物，A1型形成非造山的大陆裂谷或地幔柱、热点环境，A2型花岗岩产生于碰撞后或造山期后的构造环境[42-43]；A型花岗岩可形成于造山期的各个阶段[40]；A1、A2型花岗可在共存于相同的构造环境，两类岩石为幔壳物质混入比例不同所致，A1型花岗岩可以形成于后造山(后碰撞)背景，Eby提出的A型花岗岩亚类差别图解更适合反映岩石源区的差异，而不确切的(大地)构造环境[47]；A型花岗岩可产出于板块汇聚的活动边缘环境[48]。因此，对A型花岗岩形成的大地构造背景的判断需要针对具体岩体结合区域地质加以厘定[49]。

图5 扎嘎尔勒尖A型花岗岩及其亚类判别图解Fig.5 Discrimination diagram of the Zhagaerlejian A-type granites and its subclasses

冈底斯新生代花岗岩岩浆活动产于大陆碰撞环境是不争的事实[50]。有学者认为印度与亚洲大陆碰撞自65 Ma或70 Ma左右开始，到45 Ma或40 Ma左右完成，此后转入后碰撞期[51-54]，主碰撞期为55～50 Ma[55]；也有学者认为印度-亚洲大陆碰撞经历主碰撞(65～41 Ma)、晚碰撞(40～26 Ma)和后碰撞过程(25～0 Ma)[56]，并划分为 4 个阶段：①70～60 Ma。新特斯洋板片回转，印度大陆与亚洲大陆发生碰撞(≥65 Ma)，并导致加厚地壳深熔；②60～54 Ma。印度大陆板片向北陡深俯冲，下地壳缩短加厚，地壳深熔作用持续；③53～41 Ma。新特提斯洋板片发生断离，并向下拆沉，软流圈物质透过板片断离窗上涌，诱发地幔楔、上覆加厚的镁铁质下地壳熔融；④陡深俯冲的印度大陆板片因特提斯洋板片断离而发生折返，开始低角度俯冲(＜40 Ma)，导致高原内部的陆内俯冲、走滑剪切与地壳缩短，造成冈底斯岩浆间断(40～26 Ma)和拉萨地体初始抬升[57]。扎嘎尔勒尖A型花岗岩年龄为(53.60±0.38)Ma，与冈底斯带林子宗火山岩系年波组(60～50 Ma)一致[55]，产出于印度与亚洲大陆碰撞背景。扎嘎尔勒尖A型花岗岩在R1-R2图解中落入同碰撞花岗岩与造山期后A型花岗岩结合区域(图6-a)，在Rb/30-Hf-3Ta图解中落入同碰撞和碰撞后交合区(图6-b)，在Rb-Y+Nb图解中落入同碰撞与火山弧花岗岩交结区域(图6-c)。由于扎嘎尔勒尖岩体规模较小，且周边没有同时期大规模基性岩浆活动的显示，结合区域背景，认为扎嘎尔勒尖A型花岗岩并非产出于后碰撞地壳伸展环境，而是发育于碰撞高峰之后的短暂应力松驰阶段，岩体形成于该区段的造山带岩石圈地幔刚刚发生拆离之时。

图6 扎嘎尔勒尖A型花岗岩R1-R2图解(a)、Rb/30-Hf-3Ta图解(b)和Rb-Y+Nb图解(c)Fig.6 R1-R2(a)、Rb/30-Hf-3Ta(b)and Rb-Y+Nb(c)diagrams of the Zagaerleijian A-type granites

A型花岗岩的成因模式主要有下地壳岩石的部分熔融和再熔融、幔源岩浆的分离结晶或部分熔融、壳幔物质的混合作用、幔源拉斑质岩浆高度分异或玄武质岩石部分熔融、上地壳钙碱性岩石低压熔融和残留体再熔融等[14，59]，可见A型花岗岩很可能是多源多成因的[60]，任何一种单一的成因模式都不能解决所有问题，而多种因素、多种过程的综合作用更具可能性[2]。Nb，Ta在侵蚀和变质作用过程中较稳定，有示踪原始岩浆源区的特征[61-62]，区内A型花岗岩Nb/Ta=6.38～9.36(平均7.75)，明显低于幔源岩浆值(17±1)[63]；岩石 Ti/Zr(5.78～15.34，平均10.90)及 Ti/Y(25.89～106.09，平均 57.60)，在陆壳岩石(Ti/Zr＜30，Ti/Y＜200)[64]范围。结合扎嘎尔勒尖岩体内可见较多闪长质包体，初步认为随着新特提斯洋板片发生断离、拆沉，软流圈物质透过板片断离窗上涌，诱发地幔楔、上覆加厚的镁铁质下地壳熔融、侵位，在扎嘎尔勒尖形成了A型花岗岩体((53.60±0.38)Ma)。

6 结论

(1)扎嘎尔勒尖正长花岗岩具富SiO2，K2O，贫Al2O3，MgO，TiO2，P2O5，高 Al2O3，Na2O 和低 TiO2，MgO，MnO特征，属准铝质-弱过铝质碱性系列；REE分布曲线呈右倾海鸥型；富集Rb，Th，Zr，Hf和Y等高场强元素，亏损Nb，Ta，Sr，Ba，Ti和P等元素，属A1型花岗岩。

(2)通过进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年，获得岩石结晶年龄为(53.60±0.38)Ma(MSWD=0.97)，形成时代为早始新世。

(3)扎嘎尔勒尖A1型花岗岩是发育于碰撞高峰之后的短暂应力松驰阶段，形成于该区段的造山带岩石圈地幔刚刚发生拆离之时。岩体是新特提斯洋板片发生断离、拆沉，软流圈物质透过板片断离窗上涌，诱发地幔楔、上覆加厚的镁铁质下地壳熔融、侵位而形成的。

致谢：本文为《西藏改则别若则错1∶5万(I44E022020、I44E022021、I44E023020、I44E023021)4幅地质矿产调查》项目成果之一，参加工作的主要成员还有曾伟、邵志伟、余旭辉、唐广成、朱国宝等，定稿过程中匿名审稿人对稿件提出了宝贵的修改意见，在此表示诚挚的感谢!

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