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西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带中西段萨嘎蛇绿岩及其构造意义*

2018-12-05赵佳楠

关键词:辉长岩雅江辉石

赵佳楠

(广东省核工业地质局二九一大队,广东 广州 510800)

青藏高原一直以来都是国内外地质学者研究的富饶之地,因其复杂的地质背景和宏伟的构造现象获得了国内构造地质学者的重点关注。雅鲁藏布江蛇绿岩带(下文简称为“雅江蛇绿岩带”)地处于西藏南部,近东西向展布,全长约2 000多km,蛇绿岩体沿整个蛇绿岩带不连续分布[1-3],是印度板块和欧亚板块发生陆陆碰撞的标志[4]。从大地构造的角度看,雅鲁藏布江蛇绿岩带北侧为冈底斯岩浆岛弧带,隶属于拉萨地体;南侧为喜马拉雅构造域,喜马拉雅构造域被主前锋冲断裂(MFT)、主边缘冲断裂(MBT)、主中央冲断裂(MCT)和藏南拆离系(STD)分隔成4个地体,从北向南依次为特提斯喜马拉雅、高喜马拉雅、低喜马拉雅和次喜马拉雅。整个雅鲁藏布江蛇绿岩带最为重要的蛇绿岩体如下:西部的东波-普兰-当雄蛇绿岩,中部的萨嘎-桑桑-吉定-日喀则蛇绿岩,东部的泽当-罗布莎蛇绿岩。雅江蛇绿岩带的就位机制成为国际地质学者热议的话题,复杂的构造背景和多元的构造现象造就了瑰丽雄伟的青藏高原,国内外学者对雅江蛇绿岩带的就位机制看法尚未达成共识。XU等[5]对雅江蛇绿岩带上典型的蛇绿岩露头进行了详细岩石学、构造地质学及其就位机制的总结分析,认为整个雅江缝合带中蛇绿岩的年龄为130~120 Ma,形成于弧后盆地环境(图1),是新特提斯洋岩石圈残片,并提出雅江缝合带具有明显的构造分异特征,既具有南北向逆冲作用,又具有与韧脆性变形相关的岩石矿物组构特征。依据地幔橄榄岩中发现超高压矿物金刚石,并以此为据提出早MOR(洋中脊)晚SSZ(洋内超俯冲)成因模式[6-14]。在雅江蛇绿岩带上发现有铬铁矿产出,其主要产出于地幔橄榄岩,常与纯橄岩和方辉橄榄岩伴生,如我国著名的铬铁矿超大型矿产就位于雅江蛇绿岩带泽当罗布莎蛇绿岩中[15-18]。研究雅江蛇绿岩带的层序和构造特征,对寻找富有经济价值的大型-超大型铬铁矿床具有重要意义。

图1 雅鲁藏布江缝合带构造格架与年龄图[19-32]Fig.1 Tectonic map of Yarlung Zangbo ophiolite belt with dating dataSTD-藏南拆离系;MCT-主中央逆冲断层;MBT-主边界逆冲断层;MFT-主前缘逆冲断层;IYSZ-印度雅鲁藏布江缝合带

本文选取雅江蛇绿岩带西部萨嘎蛇绿岩体为研究对象,通过遥感卫星影像并结合地质图,进行了详细的可行性路线规划设计,且绘制路线剖面。通过对萨嘎蛇绿岩中不同位置的地幔橄榄岩和基性岩的岩石学、地球化学和年代学研究,分析萨嘎蛇绿岩体的成因和构造环境,并整合归纳野外剖面数据和实验数据,对萨嘎蛇绿岩体的就位机制进行讨论。

1 地质背景与野外剖面

雅鲁藏布江蛇绿岩绿岩体通常被含有蛇绿岩、深海沉积岩和变质岩块体的混杂岩覆盖。雅江蛇绿岩带下伏为复理石单元,该复理石单元包括晚二叠世灰岩、早三叠世远洋灰岩和晚白垩世钙质片岩和枕状玄武岩[33-34]。雅江蛇绿岩带北部为日喀则前陆盆地和冈底斯岩浆岛弧带,日喀则前陆盆地地处于拉萨地体的南缘,主要由碎屑复理石夹少量泥灰岩组成,冈底斯岩浆岛弧带主要由晚侏罗世至古近纪的钙碱性花岗岩类组成。雅江蛇绿岩带南部为喜马拉雅造山带,由特提斯喜马拉雅地层序列、高喜马拉雅地层序列和低喜马拉雅地层序列组成,且均属于印度板块被动大陆边缘(图2)。雅江蛇绿岩带自桑桑以西分为北亚带和南亚带,萨嘎蛇绿岩南亚带未发现蛇绿岩序列,仅存在上覆侏罗纪至白垩纪被动大陆边缘沉积;萨嘎蛇绿岩北亚带存在蛇绿岩序列,且通过野外剖面对其进行岩性和构造的勘查剖析。

如角-察让剖面位于萨嘎蛇绿岩体的西部,贯穿二叠系、蛇绿岩地层单元和白垩系,剖面全长约10.31 km,此剖面中地幔橄榄岩强蛇纹石化,主要由二辉橄榄岩和斜辉橄榄岩组成,在剖面露头中无法找到新鲜的地幔橄榄岩;地幔橄榄岩北部为白垩纪昂仁组的一套弧前盆地复理石沉积,主要岩性为砾岩、含砾砂岩、砂岩和粉砂岩,察让村西侧可见砂岩与粉砂岩互层,向南出现炭质板岩;蛇绿岩地层单元中出露蛇纹石化地幔橄榄岩,向南依次出露辉长岩、辉绿岩、玄武岩和硅质岩;蛇绿岩地层单元南侧为二叠系,二叠系发生轻微变质作用,变质程度为低绿片岩相,主要岩性为变质砂岩、板岩、千枚岩、绢云母石英片岩,褶皱发育(图3)。

图2 雅鲁藏布江缝合带与蛇绿岩分布地质简图Fig.2 Geological map of Yarlung Zangbo ophiolite belt with ophiolitic distributionNP-南迦帕尔巴特构造结; NB-南迦巴瓦构造结;KKF-喀喇昆仑断裂;GT-冈底斯逆冲断层;GCT-大型反向逆冲断层;STD-藏南拆离系;MCT-主中央逆冲断层;MBT-主边界逆冲断层;MFT-主前缘逆冲断层蛇绿岩体代号: DB-东波蛇绿岩;DQ-当雄蛇绿岩;JD-吉定蛇绿岩;KJL-康金拉蛇绿岩;LBS-罗布莎蛇绿岩;LH-洛西特蛇绿岩;PR-普兰蛇绿岩;SG-萨嘎蛇绿岩;SS-桑桑蛇绿岩;XGGB-休古嘎布蛇绿岩;XGZ-日喀则蛇绿岩;ZB-仲巴蛇绿岩;ZD-泽当蛇绿岩

萨嘎松多剖面位于萨嘎蛇绿岩体的东侧,剖面全长约7.8 km,该剖面出露白垩系昂仁组紫红色砾岩、强蛇纹石化地幔橄榄岩、基性岩脉、硅质岩和二叠系碎屑岩,各地层单元均以断层为界。在萨嘎松多剖面中,与地幔橄榄岩相邻的是白垩系昂仁组紫红色砾岩,砾石大小不一,可见长轴约为50 cm的砾石,砾石发生剪切,为左行(Top to S),说明白垩系昂仁组逆冲于蛇绿岩之上,在野外实地观察,地幔橄榄岩与白垩系昂仁组紫红色砾岩界线清晰。地幔橄榄岩发生强烈的蛇纹石化,发现少数新鲜橄榄岩的岩性为二辉橄榄岩或斜辉橄榄岩(图4)。

2 岩石学

萨嘎蛇绿岩序列发育地幔橄榄岩、辉长岩、玄武岩、硅质岩。萨嘎蛇绿岩体中地幔橄榄岩普遍发生蛇纹石化,显微镜下特征明显,橄榄石表面呈显著龟裂纹,正高突起,部分橄榄石为完全蛇纹石化,局部仍保留橄榄石II-III级干涉色,蛇纹石化橄榄石正交偏光下呈I级灰白干涉色,蛇纹石化橄榄岩主要分布在萨嘎蛇绿岩体的中西部,如角-萨拉-松多一带,海拔约至4 850 m以上可发现橄榄岩。萨嘎蛇绿岩体东部橄榄岩较为新鲜,蛇纹石化较弱,海拔约至5 000 m以上可发现橄榄岩,东侧地幔橄榄岩中橄榄石在透射光下具有正高突起,裂理明显,正交偏光下具有II蓝紫至III级黄绿干涉色,除橄榄石外,地幔橄榄岩中含有少量辉石,主要为斜方辉石,干涉色为I级灰白;少为单斜辉石,干涉色为I级橙黄,含量约为10%,辉石可见出熔细的页理。萨嘎蛇绿岩体中堆晶辉长岩在萨嘎东部热嘎村剖面发现,位于约5 100 m海拔处,上覆为地幔橄榄岩,下伏为玄武岩,堆晶辉长岩镜下具有明显成层性,主要为斜方辉石,辉石在透射光下呈深绿色,多色性明显,正交偏光下呈I级灰白或黄白干涉色,部分辉长岩镜下可见受构造运动影响而导致辉石剪切变形的现象。萨嘎蛇绿岩体中玄武岩镜下特征明显,具有多气孔,呈杏仁构造,气孔内主要为后期充填的石英和方解石,呈斑状结构,斑晶主要为辉石和斜长石,少见橄榄石,基质主要呈间粒结构或间粒间隐结构。

图3 萨嘎如角-察让剖面图Fig.3 Cross-section of Rujiao-Charang profile within Saga ophiolite

图4 萨嘎松多剖面图Fig.4 Cross-section of Songduo profile within Saga ophiolite

3 分析方法

本文样品全岩分析是由中国地质科学院国家地质实验测试中心测试完成,其中氧化物含量采用X荧光光谱仪3080E测试,执行GB/T14506.28-1993标准;H2O+标准执行GB/T14506.2-1993,CO2标准执行GB9835-1988;稀土元素和部分微量元素采用等离子质谱Excell测试,执行标准T0223-2001;少数微量元素采用X荧光光谱仪2100测试,并执行JY/T016-1996标准。

锆石测年所用锆石采用重砂方法进行分选,并挑选大颗粒锆石进行制靶。CL图像分析由中国地质科学院地质研究所大陆构造与动力学重点实验室高分辨热场发射能谱阴极发光室(SEM-EDS-CL)完成,所用仪器由热场发射扫描电镜(Nano SEM450)、阴极荧光谱仪(Gatan Mono CL4)和牛津电制冷能谱仪(INCA XMax50 EDS) 组成,可提取高清晰度和高精度全光和单光阴极发光图像。 锆石LA-ICP-MS U-Pb测年数据由天津地质矿产研究所测试完成,所用仪器为Neptune多接收等离子质谱和Newwave UP193紫外激光剥蚀系统(LA-MC-ICP-MS),U-Pb同位素测试方法及流程见李怀坤等[35]。部分锆石测年数据来源于中国地质科学院地质研究所大陆构造与动力学重点实验室激光剥蚀多道等离子体质谱系统(LA-MC-ICP-MS)完成。

4 分析结果

4.1 地球化学

4.1.1 萨嘎热嘎基性岩 萨嘎热嘎剖面中的基性岩主要为山顶处出露薄层堆晶辉长岩和辉长岩脉。因样品采样海拔与地质环境限制,所取样品表明存在轻微或较强的蛇纹石化,体现在地球化学分析中烧失量局部样品会偏高。堆晶辉长岩的SiO2含量(wB/%)为51.40%~53.97%,平均52.27%;Al2O3为14.77%~15.55%,平均15.29%;K2O为3.35%~3.41%,平均3.39%,反映该堆晶辉长岩属钾玄岩系列,且Cr、Fe、Mg含量低;其碱度率AR平均值为1.31,属钙碱性系列。辉长岩脉的SiO2含量为45.01%~48.93%,均小于50%,高Al、Mg、Fe,低Cr、Mn、K,表明该剖面出露的辉长岩脉属钙碱性-低钾拉斑玄武岩系列。

堆晶辉长岩的总稀土元素含量(wB/(μg·g-1))为162.07~166.58 μg/g,平均164.21 μg/g;LREE为149.14~151.01 μg/g,平均151.24 μg/g;HREE为12.92~13.02 μg/g,平均12.97 μg/g;LREE/HREE高达11.66,稀土元素球粒陨石标准化配分曲线呈现右倾曲线(图5a),稀土元素分馏程度高,相对富集轻稀土元素;富集大离子亲石元素Rb、Sr,富集高场强元素Th、Ta、Hf,说明存在壳源物质混染,导致亲稀土元素富集。辉长岩脉的稀土元素球粒陨石标准化配分曲线出现2种类型,一种为近平行于横坐标的平滑曲线,另一种为低于球粒陨石标准值的无规律曲线,说明两种辉长岩脉的来源不同,一种为幔源辉长岩脉,其稀土元素含量整体比球粒陨石低,基本上大离子亲石元素和高场强元素均较原始地幔亏损(图5b);一种为岩浆混合源辉长岩,其稀土元素含量整体比球粒陨石高,且没有稀土元素分馏现象,大离子亲石元Rb、Sr较原始地幔略富集,高场强元素Ta、Nb、Zr、Hf较原始地幔略富集。

4.1.2 萨嘎松多基性-超基性岩 萨嘎松多剖面中出露的辉石岩主量元素含量(wB/%):SiO2为43.20%~43.63%,平均为43.38%;Al2O32.11%,贫Na、K;CaO平均为2.24%,属橄榄辉石岩类,低钾拉斑玄武岩系列,Fe、Mg含量较高,贫Mn、Cr,贫碱,高Fe、Mg。辉长岩脉SiO2为48.32%~49.70%,平均48.87%;贫K富Na、Ca;Al2O3为15.10%~16.07%,平均15.67%,属亚碱性辉长岩为低钾拉斑玄武岩系列,Fe、Mg含量适中,贫Mn、Cr。该剖面中蛇绿岩序列玄武岩的SiO2为46.09%~49.29%,平均为47.68%;Al2O3为10.24%~10.37%,平均10.29%;CaO为13.50%~14.01%,平均13.72%;Na2O为2.24%~2.33%,平均2.27%;K2O为1.02%~1.07%,平均1.05%;贫Cr、Mn、Fe、Mg,属钙碱性玄武岩,与岛弧拉板玄武岩地球化学特征相似。从分析数据发现,样品烧失量较高,说明样品存在局部蚀变或后生作用影响。

萨嘎松多剖面中辉长岩脉∑REE(wB/(μg·g-1))为41.82~43.51 μg/g,平均42.58 μg/g;LREE为23.70~24.74 μg/g,平均24.16 μg/g;HREE为18.11~18.78 μg/g,平均18.41 μg/g;LREE/HREE平均为1.31,稀土元素配分曲线呈左侧略右倾右侧平滑的曲线(图6a);δEu和δCe的平均值分别为0.95和1.01,可视为无Eu和Ce异常;其稀土元素含量与洋壳相似,说明该辉长岩脉为正常大洋玄武质岩浆所形成,无壳源物质混染。微量元素与原始地幔含量相近,较原始地幔富集Ta、Nb、Zr、Hf、Y等高场强元素,易于壳源富集的大离子亲石元素Sr、Rb等与原始地幔含量近似(图6b)。蛇绿岩序列中的玄武岩∑REE为131.12~139.63 μg/g,平均135.72 μg/g;LREE为112.15~119.85 μg/g,平均116.30 μg/g;HREE为18.97~19.78 μg/g,平均19.43 μg/g;LREE/HREE为5.99,(La /Yb)N为6.95;δEu和δC平均值分别为0.91和0.94,可视为无异常;富集大离子亲石元素Rb、Sr和高场强元素Th、Ta、Nb、Zr、Hf等,其稀土元素含量与大陆地壳相似,推测重熔基性岩浆混染壳源物质后形成。蛇绿岩序列中方辉橄榄岩∑REE为2.04 μg/g;其中LREE平均1.31 μg/g;HREE平均0.73 μg/g;LREE/HREE为1.79,(La /Yb)N的比值为2.14,其稀土元素曲线大致位于y=1附近,与球粒陨石稀土元素含量近似,与MORB和陆壳稀土元素相比,均呈现亏损,表明其来源于亏损地幔;大离子亲石元素Rb、Sr与原始地幔相近,高场强元素Hf、Zr、Th、Ta与原始地幔相近,仅稀土元素呈现亏损,说明该超基性岩来源于亏损地幔。

图5 萨嘎热嘎基性岩稀土元素标准化配分曲线和微量元素原始地幔标准化蛛网图[36]Fig.5 Chondrite-normalized REE patterns and primitive mantle-normalized trace element patterns for Rega basic rocks[36]

图6 萨嘎松多基性-超基性岩稀土元素标准化配分曲线和微量元素原始地幔标准化蛛网图[36] Fig.6 Chondrite-normalized REE patterns and primitive mantle-normalized trace element patterns for Songdou basic and ultrabasic rocks[36]

4.1.3萨嘎萨拉基性-超基性岩 萨嘎萨拉剖面中辉长岩脉主量元素含量(wB/%),SiO2为48.78%~49.91%,平均含49.26%;Al2O3为12.64~13.18%,平均12.89%;CaO为9.20~9.53%,平均9.35%;富Na贫K,Na2O平均为2.62%;富含Fe、Mg,FeO+MgO平均为20.64%;该辉长岩属亚碱性辉长岩,为低钾拉斑玄武岩系列(图7)。该剖面玄武岩贫Si富碱,SiO2为39.28%~40.80%,平均40.06%;Al2O3为17.81%~18.76%,平均18.31%;CaO平均为4.48%,K2O平均1.73,Na2O平均含量为2.58%,总FeO+MgO平均20.45%;该玄武岩为碱性玄武岩,属钾玄岩系列(图7),因其富碱贫硅,使得SiO2小于45%。

图7 萨嘎萨拉基性岩岩石分类图解Fig.7 The classification diagrams of Sala basic rocks1-苦橄玄武岩;2a-碱性玄武岩;2b-亚碱性玄武岩;3-玄武安山岩;4-安山岩;8-粗面玄武岩;9-玄武粗安岩;10-粗安岩;13-碱玄岩/碧玄岩;14-响岩质碱玄岩;17-副长岩

萨嘎萨拉剖面中辉长岩脉的∑REE (wB/(μg·g-1))为78.14~80.26 μg/g,平均79.0 μg/g;LREE为56.26~57.76 μg/g,平均56.90μg/g;HREE为21.89~22.05 μg/g,平均22.19 μg/g;LREE/HREE平均为2.56,(La/Yb)N平均值为1.93,稀土元素配分曲线呈左侧略右倾右侧平缓的曲线(图8a),稀土元素特征与MORB、下地壳近似(图8(b,d));δEu平均值为0.97,δCe平均值为0.88,Eu可视为无异常,Ce略有负异常,反映该岩石形成环境中氧逸度较低,且没有混染壳源岩浆;高场强元素Hf、Zr、Ti、Y等含量与正常洋中脊玄武岩近似,大离子亲石元素Rb、Sr略高于正常洋中脊玄武岩含量,反映该辉长岩脉源于MORB(图8b)。碱性玄武岩的∑REE为317.45~327.38 μg/g,平均322.12 μg/g;LREE为296.27~305.70 μg/g,平均300.71 μg/g;HREE为21.18~21.69 μg/g,平均21.42 μg/g;LREE/HREE平均值为14.04,(La/Yb)N平均值为23.23,稀土元素配分曲线呈明显右倾曲线(图8a),轻重稀土元素明显分馏,相对富集轻稀土元素,其稀土元素含量与上地壳近似,反映其在上侵过程中混染上地壳部分熔融岩浆;富集大离子亲石元素Rb、Sr,富集高场强元素Th、Ta、Nb等,说明存在壳源岩浆混染,其稀土元素混入上地壳REE的特征(图8c)。

4.2 年代学

萨嘎蛇绿岩达吉岭-萨拉剖面中辉长岩样品较为新鲜,锆石阴极发光(CL)图像存在具有宽环带锆石。Th/U比值在0.286~0.351之间,平均Th/U比值为0.322,具有岩浆锆石Th/U比值特征。优先选择具有宽环带锆石进行年龄测试(图9),测试所得数据的谐和性较好(表1),辉长岩样品锆石U-Pb年龄为125.6±2.7Ma(MSWD=0.070,95%置信度),概率拟合系数为1.000(图10)。

5 讨 论

5.1 岩石成因

萨嘎热嘎剖面中辉长岩脉属低钾拉斑玄武岩-钙碱性玄武岩系列;岩石内长石类型为更长石;辉石类型主要为斜方辉石,次为单斜辉石,基性程度较堆晶辉长岩更大,贫Cr、Zr、Ti;理论湿粘度为0.82~2.46,平均湿粘度为1.78,与地幔粘度(0.7~2.0)相似(该数据运用Geokit软件计算,算法详见Geokit说明),而更接近下地幔粘度;理论液相线温度较高,为1 167~1 240 ℃,平均液相线为1 212 ℃,属地幔温度范围;表示在地幔橄榄岩形成过程中被辉长岩脉侵入,其地球化学特征偏向地幔特征。

图8 萨嘎萨拉基性岩对球粒陨石、MORB、上地壳和下地壳的标准化配分曲线[36-38]Fig.8 Chondrite-,MORB-,upper crust-and lower crust-normalized REE pattems for Sala basic rocks[36-38]

项目Th/U校正比值207Pb/206Pbσ/%207Pb/235Uσ/%206Pb/238Uσ/%年龄/Ma206Pb/238U1σXZSG1-010.2860.050 033.120.136 284.130.019 32.33125.42.4XZSG1-020.3510.046 693.460.126 234.320.019 82.14125.22.7XZSG1-030.2920.049 073.760.132 454.380.019 72.19125.12.1XZSG1-040.3210.047 063.510.136 144.320.019 32.29125.62.9XZSG1-050.3460.047 833.300.133 004.250.019 12.15125.63.2XZSG1-060.2960.048 443.290.133 024.210.019 62.32125.82.2XZSG1-070.3260.047 053.130.135 604.230.019 32.22125.43.1XZSG1-080.3370.047 533.220.133 184.160.019 02.18125.62.0XZSG1-090.3430.046 853.410.133 854.150.019 42.17125.62.5XZSG1-100.3480.046 823.370.133 154.190.019 42.33125.23.0XZSG1-110.3390.049 503.430.133 004.240.019 72.18125.82.3XZSG1-120.3020.048 983.500.135 404.290.019 42.17125.32.4XZSG1-130.3040.048 183.440.134 264.140.019 22.29125.22.4XZSG1-140.3040.047 693.730.135 234.290.019 32.31125.23.0XZSG1-150.3330.047 993.380.133 114.250.019 52.26125.93.2XZSG1-160.3220.047 113.230.135 644.170.019 42.18125.53.2XZSG1-170.3060.049 833.500.135 694.170.019 72.14124.72.5XZSG1-180.3430.049 683.680.134 164.190.019 72.29125.32.5

图9 萨嘎达吉岭-萨拉剖面辉长岩锆石阴极发光图像及年龄Fig.9 The cathodoluminescence image of zircons in gabbros from Dajiling-Sala profile in Saga ophiolite and their U-Pb dating ages

图10 萨嘎达吉岭-萨拉剖面辉长岩锆石U-Pb定年谐和图Fig.10 The concordia diagram of zircon U-Pb dating for Sala gabbro

萨嘎松多剖面的地幔橄榄岩中的橄榄辉石岩的标准矿物计算较为准确,样品较为新鲜,标准矿物模拟主要含有橄榄岩石和斜方辉石,次含单斜辉石;理论液相线温度为1 303 ℃,为地幔来源;辉长岩脉样品较为新鲜,标准矿物模拟主要含有斜方辉石和长石,次含单斜辉石,与实际组合相似,理论液相线温度为1 176 ℃;蛇绿岩序列中的玄武岩主要由单斜辉石和长石组成,与实际矿物组合一致,略不新鲜,理论液相线温度为1 140 ℃,主要为幔源玄武岩。

萨嘎萨拉剖面中辉长岩主要由斜方辉石、含量略低的单斜辉石和中长石,Ti、Cr、Mn含量极少,固结指数和分异指数均低,其固结指数平均为25.67,分异指数平均为23.49;该岩石偏基性,且固结指数低,反映可能在岩浆侵位过程中没有混染壳源物质。碱性玄武岩中含有少量的橄榄岩石,长石主要为更长石,Cr、Mn含量极少,理论液相线温度为1 337.6 ℃,分异指数平均为34.51,固结指数平均为24.73,分异指数与固结指数均较低,反映存在混染壳源岩浆使得固结指数降低。

综上所述,位于北亚带萨嘎蛇绿岩源于地幔,岩浆上升侵位过程中壳源物质混染不显著,普遍贫Cr、Ti、Mn,微量元素具有地幔地球化学特征。在萨嘎蛇绿岩中发现大面积碱性玄武岩,其为后期混染壳源物质后产生,保留了幔源玄武质岩浆的部分地球化学特征,贫硅富碱,形成富碱矿物。

5.2 构造意义

萨嘎蛇绿岩中的基性岩具有大洋中脊、低钾拉斑玄武岩和碱性玄武岩特征。热嘎基性岩具有MORB特征,属大洋中脊玄武岩和碱性玄武岩型;萨拉基性岩具有MORB和大洋岛弧玄武岩特征,属碱性玄武岩和低钾拉斑玄武岩型;松多基性岩具有MORB和大洋岛弧玄武岩特征,属地幔柱玄武岩和碱性玄武岩型。碱性玄武岩的产生说明地幔物质上涌,地壳减薄(图11)。

萨嘎蛇绿岩中玄武岩主要源于大洋中脊玄武岩和大洋岛弧玄武岩,与拉板玄武岩的地球化学特征相似,亏损大离子亲石元素,主要发育亏损二辉橄榄岩和方辉橄榄岩,同时具有正常大洋中脊玄武岩和大洋岛弧玄武的地球化学特征(图12),说明萨嘎蛇绿岩中玄武岩多源,主要源于较为富集的地幔柱或俯冲带,但其较MORB富含轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素(LIL)贫高场强元素(HFS),具有岩浆部分熔融特征和岛弧岩浆特征,判断萨嘎蛇绿岩中玄武岩为俯冲带型玄武岩,且与印度板块向欧亚板块俯冲相关。萨嘎蛇绿岩中方辉橄榄岩全岩地球化学特征为贫Al、Ca高Mg,且REE含量较原始地幔低,表明方辉橄榄岩经历了较高程度的部分熔融。萨嘎蛇绿岩中发现碱性玄武岩,说明碱性玄武岩形成过程中处于拉张环境,且碱性玄武岩形成时间较晚。综上所述,推测萨嘎蛇绿岩可能形成于洋内超俯冲带(SSZ),并经历了后期弧前盆地扩张改造,且将蛇绿岩形成的范围限定在俯冲带至弧前盆地的范围间。从年代学角度看,萨嘎蛇绿岩中基性岩的年龄(125 Ma)与整个雅江蛇绿岩西段基性岩年龄(130~120 Ma)一致。

图11 萨嘎蛇绿岩F1-F2-F3构造判别图解Fig.11 F1-F2-F3 tectonic discrimination diagrams for Saga ophiolitesWPB-板内玄武岩,LKT-低钾拉斑玄武岩(岛弧拉斑玄武岩),CAB-钙碱性(高铝)玄武岩,SHO-钾玄岩,OFB-洋底(洋中脊)玄武岩

图12 萨嘎蛇绿岩构造判别图解Fig.12 Tectonic discrimination diagrams for Saga ophiolites(a) Th/Hf-Ta/Hf图,I-板块发散边缘N-MORB区,II-板块汇聚边缘,II1-大洋岛弧玄武岩区,II2-陆缘岛弧及陆缘火山弧玄武岩区,III-大洋板内洋岛、海山玄武岩区及T-MORB、E-MORB区,IV-大陆板内,IV1-陆内裂谷及陆缘裂谷拉斑玄武岩区,IV2-陆内裂谷碱性玄武岩区,IV3-大陆拉张带(或初始裂谷)玄武岩区,V-地幔热柱玄武岩区;(b) FeOT/MgO-TiO2图,IAT-岛弧拉斑玄武岩,MORB-洋中脊玄武岩,OIB-大洋岛弧玄武岩

6 结 论

通过对西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带中西段萨嘎蛇绿岩的岩石成因与构造意义分析,认为萨嘎蛇绿岩形成年龄与西藏雅鲁藏布江蛇绿带西段年龄(130~120 Ma)一致,推断萨嘎蛇绿岩与雅鲁藏布江蛇绿岩西段蛇绿岩具有同时同成因性;萨嘎蛇绿岩可能形成于洋内超俯冲带(SSZ),并经历了后期弧前盆地洋中脊扩张改造,属洋内超俯冲带(SSZ)的弧前-弧-弧后环境。

致谢:感谢导师许志琴院士的指导与建议,感谢刘飞博士、熊发挥博士对本文撰写过程中给予的帮助,感谢审稿专家对本文提出了宝贵的意见与建议。

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