拉薩地塊林芝雜巖體石榴角閃巖的地球化學特征和年代學研究

黃　杰, 張　聰, 楊經綏, 李　鵬, 王　舒

1)中國地質科學院地質研究所, 北京 100037;　2)西安外國語大學旅游學院, 人文地理研究所, 陜西西安 710128

拉薩地塊林芝雜巖體石榴角閃巖的地球化學特征和年代學研究

黃杰1,2), 張聰1)*, 楊經綏1), 李鵬1), 王舒2)

1)中國地質科學院地質研究所, 北京 100037;2)西安外國語大學旅游學院, 人文地理研究所, 陜西西安 710128

本文對位于青藏高原拉薩地體東南緣林芝雜巖中的兩類石榴角閃巖進行了詳細的地球化學和鋯石U-Pb年代學研究。這兩類石榴角閃巖分別為硅不飽和的含十字石石榴角閃巖和硅飽和的含石英石榴角閃巖。含十字石石榴角閃巖礦物組合為十字石、石榴子石、角閃石、鈉云母、綠泥石、斜長石。石英石榴角閃巖礦物組合為石榴子石、角閃石、石英、斜長石、黑云母。巖石學及變質相平衡研究表明兩類石榴角閃巖均經歷了高壓角閃巖相變質作用。含十字石石榴角閃巖和石英石榴角閃巖具有MORB的地球化學特征,鋯石U-Pb年代學分析獲得了800～200 Ma的206Pb/238U年齡范圍, 出現了～430 Ma、～268 Ma和～216 Ma年齡峰值?！?30 Ma年齡可能和拉薩地體巖漿活動有關, ～268 Ma變質年齡和～216 Ma變質年齡和拉薩地塊經歷的高壓變質作用有關。其中～268 Ma年齡和拉薩地塊內部松多高壓帶榴輝巖的峰期變質年齡一致, 而～216 Ma年齡和榴輝巖的圍巖含石榴子石片巖年齡一致。對比該區域的年代學研究成果, 這表明林芝雜巖體不僅經歷了中新生代的變質和巖漿再造活動, 還經歷了古特提斯洋閉合, 南北拉薩地塊發生碰撞的晚二疊世的高壓變質作用和三疊紀的中壓變質作用。

石榴角閃巖; 變質作用; 變質年代學; 拉薩地體

拉薩地體夾于班公湖—怒江縫合帶和雅魯藏布江縫合帶之間, 主要由前寒武紀變質基底, 古生代—中生代沉積巖以及中、新生代火山巖組成(Yin and Harrison, 2000)。對拉薩地體的巖石學、構造學及地質年代學研究表明, 其先后經歷了中生代安第斯型造山過程和新生代的碰撞增生造山過程(潘桂棠等, 2002, 2006; Ding et al., 2003; Zhang et al., 2010)。近年來對拉薩地塊中、新生代巖漿活動的研究取得了明顯成果, 為中生代安第斯型造山活動和新生代碰撞增生造山作用提供了重要證據(潘桂棠等, 2006; 莫宣學等, 2007; Zhao et al., 2009; Zhu et al., 2009a, b, 2011; Zhang et al., 2010)。但對于拉薩地塊中變質作用的研究主要集中在拉薩地體最古老的變質基底—念青唐古拉山群(李璞,1955; Xu et al., 1985; 潘桂棠等, 2006)和曾被認為是拉薩地體前寒武紀結晶基底的林芝巖群(Geng et al., 2006)。念青唐古拉群變質巖石原巖年齡被推測為太古代、元古代等, 且經歷了元古代的區域變質作用(胡道功等, 2003, 2005)。那木錯西緣和那曲以北地區念青唐古拉群表殼巖石和變質深成巖鋯石SHRIMP U-Pb定年結果為748～787 Ma(胡道功等, 2005), 在北拉薩地塊那果地區也獲得相當的年齡(張澤明等, 2010a)。林芝雜巖體位于拉薩地體東南部, 即東喜馬拉雅構造結附近, 由于新生代強烈的地殼抬升和剝蝕作用, 致使角閃巖相至麻粒巖相變質巖石出露到地表, 為其巖石學研究提供便利。林芝雜巖中的中高級變質巖石也曾被認為是拉薩地體的前寒武紀結晶基底, 在新生代的碰撞造山過程中, 拉薩地體作為俯沖帶上盤經歷地殼加厚過程發生了綠片巖相至角閃巖相變質作用, 形成了岡底斯—察隅變質帶。最近的研究表明, 拉薩地體東南部的中、高級變質巖系均形成于中、新生代, 表明拉薩地體南部經歷了強烈的中、新生代造山作用(王金麗等, 2008, 2009; 董昕等, 2009; Zhang et al., 2010; Guo et al., 2012), 并沒有古生代的變質記錄。總之, 對拉薩地塊巖漿活動和變質事件的研究主要集中在中、新生代, 這對了解拉薩地塊的形成和演化有很大的局限性。近年來對于拉薩地塊古生代的地質環境研究形成了兩個主要觀點: 1)拉薩地塊在晚二疊甚至晚三疊之前一直和印度板塊相連(Golonka and Ford, 2000; Metcalfe, 2002; Scotese, 2004; Golonka, 2007); 2)拉薩地塊在二疊紀位于古特提斯洋(Enkin et al., 1992; Scotese et al., 1999; Stampfli and Borel, 2002)。但上述兩種觀點均無法解釋拉薩地塊松多二疊紀榴輝巖帶(Yang et al., 2009)以及同時代皮康花崗巖的形成(Zhu et al., 2009b)。根據皮康地區花崗巖的地球化學及同位素年代學研究, 結合松多榴輝巖具有MORB的原巖特征和230～260 Ma峰期變質年齡的特點, Zhu等(2009a)提出了一個關于拉薩地塊演化的新觀點: 認為拉薩地體是早古生代獨立于古特提斯洋中的一個微陸塊, 而在二疊紀和澳大利亞板塊發生碰撞, 碰撞的同時產生一系列的巖漿活動和變質事件。然而, Dong等(2011)通過對拉薩地塊南緣變質巖的研究認為, 林芝雜巖體的變質事件僅發生中、新生代, 沒有古生代變質作用的存在, 從而認為二疊紀的拉薩地塊和澳大利亞的碰撞事件可能不存在。

本文的研究區位于拉薩地體東南部, 即喜馬拉雅東構造結附近的林芝雜巖體中。筆者在對林芝雜巖體的巖石學研究過程中發現, 林芝雜巖體中含十字石石榴角閃巖峰期溫壓為610～630oC, 12～13 kPa,經歷了順時針的P-T演化軌跡(黃杰等, 2015), 在含十字石石榴角閃巖中獲得了寒武紀、二疊紀和三疊紀的鋯石年齡, 其中～436 Ma左右的鋯石具有明顯巖漿鋯石特征, 而～268 Ma和～216 Ma的鋯石具有明顯的變質鋯石特征。前人在距離采樣點東邊300 km的松多得到了260 Ma榴輝巖的峰期變質年齡(Yang et al., 2009), 以及210 Ma的榴輝巖圍巖白云母片巖變質年齡, 同時在研究區獲得了石榴角閃巖210 Ma的變質年齡(Dong et al., 2011)。～268 Ma和～216 Ma左右變質年齡為拉薩地塊的碰撞事件提供了另一證據, 填補了林芝雜巖體中至今沒有古生代變質事件的空白, 對理解林芝雜巖體以及南拉薩地塊的構造演化史提供了新的證據。

1　區域地質概況

研究區位于拉薩地體東南部, 拉薩地體主要由角閃巖相-麻粒巖相的變質巖系, 古生代到中生代的沉積地層以及中、新生代巖漿巖構成。變質巖系北部與古生代地層呈漸變接觸關系, 但它們之間的界線多被新生代侵入巖所占據。主要的變質巖類型包括片麻巖、片巖、石英巖、斜長角閃巖類、大理巖、麻粒巖和混合巖等。片麻巖、片巖多呈互層狀產出, 斜長角閃巖多呈透鏡體產出于片麻巖中?？拷鹏敳夭冀p合帶, 發育混合巖, 且巖石變形強烈。區內侵入巖為岡底斯巖基的重要組成部分, 其中以白堊紀黑云二長花崗巖和花崗閃長巖分布最為廣泛, 構成岡底斯巖漿巖的主體, 沉積巖在研究區主要為石炭系—二疊系地層, 集中分布于林芝縣北部更張等地—尼洋河及其沿岸, 東西向帶狀分布, 1:25萬地質圖林芝縣幅表示其為一套缺底無頂, 層間緊閉褶皺和走向斷裂發育的變質砂巖、板巖組成的淺變質巖。采樣區巖性主要為含石榴子石片巖和片麻巖, 巖石普遍發生糜棱巖化, 眼球狀構造明顯,此外也有基性變火山巖出現, 采樣點位置如圖1b所示。

圖1　青藏高原林芝地區地質簡圖Fig. 1　Sketch geological map of the Nyingchi area in the Tibetan Plateaua-青藏高原構造單元劃分簡圖; b-研究區地質圖(據張澤明等, 2010修改)和本文采樣位置a-simplified map of tectonic subdivision of the Tibetan Plateau and the study area; b-sketch geological map of the study area (modified after ZHANG et al., 2010) and the sampling locations

2　分析方法

全巖主微量地球化學成分分析在中國地質科學院國家地質實驗測試中心完成, 主量元素采用XRF(X-ray fluorescence)方法進行測定, 精度優于5％, Fe2O3和FeO采用化學法獲得, 微量元素采用ICP-MS(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)方法進行測定, 精度優于10％。

樣品的無污染粉碎和鋯石的挑選通過重力和磁選方法分選, 并在雙目鏡下挑純。分選出來的鋯石經過挑選、制靶和拋光, 然后對其進行陰極發光(CL)成像觀察, 以了解被測鋯石的內部結構, 作為鋯石年齡測定選取分析點位的依據。陰極發光顯微照相在中國地質科學院大陸構造與動力學重點實驗室完成, 儀器型號為MonoCL4, 加速電壓為15.0 kv。

LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素和微量元素原位分析在中國科學技術大學殼幔物質與環境重點實驗室完成, 所使用的ICP-MS儀器型號為Elan6100DRC, 激光剝蝕系統為德國Lamda Physik公司的Geolas200M深紫外(DUV)193 nm ArF準分子(excimer)激光剝蝕系統。激光束斑直徑約32 μm。實驗中采用He作為剝蝕物質的載氣, 哈佛大學標準鋯石91500作為外標,29Si作為內標, 微量元素以610為標樣。采用LaTEcalc(Ver1.5)對同位素數據進行處理, 本文不考慮諧和度小于10％的測點,同時對小于1 000 Ma的鋯石, 采用206Pb/238U年齡。用ISOPLOT程序(Ludwig, 2003)進行鋯石諧和圖繪制和加權平均年齡計算。

3　巖相學和巖石地球化學

含十字石石榴角閃巖樣品手標本呈近黑色, 但可見紫紅色粒狀自形石榴石, 具粒狀變晶結構, 塊狀構造。主要礦物組成為角閃石(55 vol.％～60 vol.％)、石榴石(10 vol.％～15 vol.％)、十字石(10 vol.％～15 vol.％)、白云母(2 vol.％～5 vol.％)、鈉云母(5 vol.％～10 vol.％)、斜長石(2 vol.％～ 5 vol.％)、綠泥石(1 vol.％～3 vol.％)、綠簾石(1 vol.％～3 vol.％)以及鈦鐵礦(2 vol.％～4 vol.％)。石榴石, 呈紫紅色, 顆粒大小在1～3 mm之間, 都以變斑晶形式存在, 石榴子石保留了較為完整的晶型, 少數含有少量的包體(如圖2a, b)。角閃石是巖石中含量最高的一類礦物, 主要賦存于基質中, 具有明顯的淺綠-深綠的多色性, 呈片狀和粒狀分布, 粒度不均(0.1～2 mm)(圖2c), 鈉云母有沿著流體通道分布的特征,此外, 磷灰石等副礦物以包體的形式存在于石榴子石和其他礦物晶體內。

圖2　林芝雜巖體石榴角閃巖的顯微結構Fig. 2　Photos showing the microstructure of the garnet amphibolites from the Nyingchi complex in the Tibetan Plateaua, b, c-含十字石石榴角閃巖; d, e, f-石英石榴角閃巖; a-EBSD照片; b, c, d, e, f-正交偏光; Gt-石榴子石; Amph-角閃石; Pg-鈉云母; Ep-綠簾石; St-十字石; Bi-黑云母; Q-石英a, b, c-staurolite-bearing garnet amphibolites; d, e, f-quartz-bearing garnet amphibolites; a-EBSD; b, c, d, e, f-crossed nicols; Gt-garnet; Amph-amphibolite; Pg-paragonite; Ep-epidote; St-staurolite; Bi-biotite; Q-quartz

石英石榴角閃巖顏色呈黑色, 粒狀變晶結構,塊狀構造, 主要礦物組合為角閃石(60 vol.％～70 vol.％)、石英(10 vol.％～15 vol.％)、石榴子石(5 vol.％～8 vol.％)、斜長石(2 vol.％～5 vol.％)、綠泥石(1 vol.％～3 vol.％)、綠簾石(1～3 vol.％)以及鈦鐵礦(2 vol.％～4 vol.％)。角閃石按照其晶形完整程度和粒徑大小可以分為兩類, 在薄片中可以明顯看到大小和晶形不同的兩類角閃石。其中一類角閃石粒徑在1～2 mm之間, 晶形較為完整, 一類角閃石粒徑在0.1～0.3 mm之間, 基本呈他形, 是大顆粒角閃石破碎的結果, 在薄片中兩類角閃石有明顯的分界線(圖2d, e)。石英呈他形分布在角閃石顆粒之間。石榴子石普遍晶形不好, 大的石榴子石裂理發育, 無明顯的核邊結構, 邊部反應生成角閃石, 小顆粒石榴子石僅保留石榴子石晶形。簾石以綠簾石為主,沿石榴子石裂隙和破碎角閃石之間分布(圖2f), 此外還有鈦鐵礦等副礦物。

主微量地球化學分析結果見表1, 2中。含十字石石榴角閃巖全巖成分以貧硅富鋁為主要特征, 燒失量在0.6％左右, SiO2含量在37％～38％之間, Al2O3含量在18％～20％之間, MgO含量變化不大, 在8％～9％之間, FeO含量在12％～14％之間, CaO含量在9％左右。含石英石榴角閃巖全巖成分主要特征為: 燒失量為0.3％～0.7％, SiO2含量在45％左右, 只有樣品14SD162為52％, 屬于玄武巖系列。Al2O3含量在13％～16％之間, MgO含量變化不大, 在5％～7％之間, FeO含量在12％～14％之間, CaO含量變化較大, 為9％～13％。

所有樣品K2O＜Na2O, 全堿Alk為2.78％～5.36％; Mg#=100×Mg2+/(Mg2++Fe2+)為48.86～56.63,對比原始玄武巖漿顯示發生了輕微的結晶分異作用,根據A F M圖解判斷巖石主體為拉斑玄武系列(圖3a), 含十字石石榴角閃巖具有一定鉀質系列傾向, 而石英石榴角閃巖表現部分鉀質系列傾向和部分鈉質系列傾向(圖3b), 這暗示含十字石石榴角閃巖的原巖的形成可能與大洋環境有關, 而石英石榴角閃巖形成可能與島弧有關, 其物源可能有洋殼成分參與。

表1　全巖主量元素成分分析結果(wt％)Table 1　Whole rock major element composition (wt％)

表2　全巖微量元素成分分析結果(×10-6)Table 2　Whole rock trace element composition (×10-6)

在哈克圖解中, 石英石榴角閃巖TFe2O3和TiO2與MgO的相關關系趨勢十分相似, 均呈現為折線型正相關(圖4), 說明在巖漿演化的早期階段,以TFe2O3和TiO2為主要載體礦物的鈦鐵氧化物可能是最主要的分離相之一。SiO2與MgO與呈明顯負相關, 這可能以MgO主要載體礦物分離結晶所致, K2O和Na2O與MgO的負相關象征著巖漿的堿性在增強。含十字石石榴角閃巖TFe2O3與MgO呈弱的負線性相關, TiO2與MgO呈弱的正線性相關, SiO2與MgO相關性不明顯, K2O和Na2O與MgO的正相關象征著巖漿的堿性在減弱。

圖3　石榴角閃巖AFM圖解(a; Irvine and Baragar, 1971)和石榴角閃巖和鉀鈉類型判別圖解(b; Middlemost, 1994)Fig. 3　The AFM diagram (a; after Irvine and Baragar, 1971) and the discrimination diagram of the garnet amphibolites from the Nyingchi Complex (b; after Middlemost, 1994)

圖4　林芝雜巖體中石榴角閃巖哈克圖解Fig. 4　Harker diagrams of the garnet amphibolites from the Nyingchi Complex

圖5　石榴角閃巖的稀土元素球粒隕石標準化(a; 據Boynton, 1984)和微量元素原始地幔標準化(b; 據Sun and McDonough, 1989)圖解Fig. 5　Chondrite-normalized REE patterns (a; after Boynton, 1984) and primitive-mantle normalized trace elements patterns (b; after Sun and McDonough, 1989) of garnet amphibolites

含石榴子石石榴角閃巖在稀土元素配分圖(圖5a)上表現出輕稀土元素(LREE)相對虧損, 重稀土元素(HREE)相對富集且平坦的特點, 具有中等的Eu正異常, Eu的正異常可能與巖石中含有較多的角閃石和石榴子石有關, δEu的變化范圍為1.33～1.89, 稀土元素總量較高, ΣREE的范圍為381.27×10-6～430.62×10-6(見表2), 其配分模式類似于N-MORB。另在原始地幔標準化的多元素圖解(圖5a)上表現出大離子親石元素(Sr和Rb)虧損和高場強元素(Nb和Ti)富集的特征, 這表現出了洋中脊玄武巖的特征。

圖6　鋯石的陰極發光圖像和年齡分析點位及年齡值Fig. 6　Cathodoluminescence images of the zircons, showing the analytical spots and their ages

表3　鋯石LA-ICP-MS U-Pb分析結果Table 3　LA-ICP-MS U-Pb analytical results

石英石榴角閃巖在稀土元素配分圖(圖5a)上表現出輕稀土元素(LREE)相對虧損, 重稀土元素(HREE)相對富集且平坦的特點, 沒有Eu、Sr的異常, 稀土元素配分模式和含十字石石榴角閃巖類似, 類似于N-MORB。另在原始地幔標準化的多元素圖解(圖5b)上樣品表現出Th、U、Pr、Zr的富集和Sr的虧損, 出現Nb、Ta的強分異。Nb/Ta比值較低, 在7～14之間, Nb、Ta分異可能和俯沖有關。

4　年代學特征

樣品15SD154含十字石石榴角閃巖的鋯石多為無色, 呈自形半自形的短柱狀, 個別呈長柱狀近橢圓形, 長約80～150 μm, 陰極發光(CL)圖像顯示,部分鋯石具有核-邊結構, 即由一個巖漿核和一個變質邊組成, 巖漿核多為橢圓形, 具有不明顯的震蕩環帶, 鋯石變質邊較窄, 多不具有環邊結構。分析的20個樣品點(表3)206Pb/238U年齡較為分散, 800～208 Ma都有, 但是主要集中在430 Ma, 268 Ma以及216 Ma這三個年齡峰值, 其中268 Ma以及216 Ma有較好的諧和年齡。這些分析點具有變化較大的Th(78.22×10-6～932.82×10-6)和U(224×10-6～747×10-6),它們具有變化較大的稀土元素含量(334×10-6～913×10-6, 表4), 并表現出LREE虧損、HREE富集,以及明顯的Pr、Eu正異常、Sm負異常。小于300 Ma和大于400 Ma的鋯石分析點的稀土元素明顯表現不同特征: 小于300 Ma分析點表現為不明顯的Pr和Eu負異常, 而大于400 Ma的鋯石分析點表現明顯的Pr和Eu負異常, 結合鋯石(CL)圖像和微量元素特征, 并結合區域上的巖漿事件和變質事件, 筆者認為430 Ma代表了一次巖漿事件, 而268 Ma和216 Ma分別代表了兩期變質作用。

圖7　鋯石U-Pb或Pb-Pb年齡頻率圖和鋯石U-Pb年齡諧和圖(a)和林芝雜巖石榴角閃巖中鋯石的稀土元素球粒隕石標準化配分模式(b)(標準化值據Boynton, 1984)Fig. 7　Frequency diagrams of zircon U-Pb (or Pb-Pb) ages and zircon U-Pb concordia diagram (a) and chondrite-normalized REE patterns for the zircons of garnet amphibolites from the Nyingchi Complex (b) (normalization values after Boynton, 1984)

圖8　林芝雜巖體石榴角閃巖原巖構造環境判別圖(據Pearce and Peate, 1995; Wood et al., 1980)Fig. 8　The tectonic setting discrimination diagrams of the garnet amphibolite from the Nyingchi Complex (after Pearce and Peate, 1995; Wood et al., 1980)WPB-板內玄武巖; MORB-大洋中脊玄武巖; A-虧損性洋中脊玄武巖; B-富集型洋中脊玄武巖和板內玄武巖; C-板內玄武巖; D-火山弧玄武巖WPB-intraplate basalt; MORB-mid-ocean ridge basalt; A-depletion type mid-ocean ridge basalt; B-enrichment type mid-ocean ridge basalt and intraplate basalt; C-intraplate basalt; D-volcanic arc basalt

5　討論

5.1石榴角閃巖的形成環境

眾所周知, 多種微量(稀土)元素組合特征要比單一元素穩定得多, 即使發生了變質作用, 其稀土配分模式不會發生改變(Hanson, 1980; Ganzeyev et al., 1984), 而不同構造環境中形成的玄武巖具有不同的微量元素特征, 這主要是由源區成分控制的(Wilson, 1989; Forster et al., 1997), 故可根據其特點來判斷巖漿起源和構造環境。在Hf/3-Th-Ta圖解中(圖8b), 石英石榴角閃巖主要分布在火山弧區域,具有典型的大洋弧特征; 含十字石石榴角閃巖主要分布在虧損性洋中脊玄武巖區域。這說明含十字石石榴角閃巖原巖可能形成于與俯沖有關的構造環境中, 但并不是典型的島弧或者陸緣弧火山巖, 同時具有MORB的特征。

表4　鋯石LA-ICP-MS 稀土元素分析結果（×10-6）Table4　Rare earth element compositions of zircon（×10-6）

5.2拉薩地體東南緣的巖漿事件特點

拉薩地體東南緣晚白堊紀—早新生代巖漿作用現有研究普遍認為, 岡底斯巖漿帶新生代存在65～45 Ma和26～10 Ma的兩期巖漿活動, 前者形成于同碰撞擠壓環境, 后者形成于后碰撞伸展環境,而40～26 Ma 則是巖漿活動間歇期(Chung et al., 2003, 2005; Wen et al., 2008)。岡底斯新生代早期的侵入巖和火山巖規模巨大, 總體顯示出鈣堿性島弧巖漿特征(Debon et al., 1986; Wen et al., 2008)。而對于該地區的正片麻巖分別給出了～67 Ma和～58 Ma的原巖結晶年齡, 其原巖具有鈣堿性島弧巖漿巖的特征(林彥蒿等, 2013)。綜合該區域的研究成果來看,拉薩地東南緣的林芝地區的巖漿活動時間在新生代,而在本文研究的含十字石石榴角閃巖給出了～430 Ma巖漿結晶年齡, 原巖具有MORB的特征,這表明拉薩地塊東南緣存在古生代巖漿活動, 這可能和區域的泛非巖漿活動有關。

5.3拉薩地體東南緣的變質作用特征

盡管前人研究普遍認為拉薩地體存在前寒武紀結晶基底(Dewey et al., 1988; Geng et al., 2006),但是確切的變質年齡證據僅在北部的那果地區變質巖的研究中獲得(張澤明, 2010)。而同樣被認為前寒武基底的分布在拉薩地體東南部的林芝巖群, 實際上是中、新生代變質形成的角閃巖相至麻粒巖相變質巖(王金麗等, 2009; 董昕等, 2009, 2012; 張澤明等, 2010; Zhang et al., 2012; 張里和吳耀, 2012; Guo et al., 2012)。因此, 林芝巖群是中、新生代復合變質形成的變質雜巖。如董昕等(2009)和Zhang等(2010b)在林芝雜巖中獲得了～35 Ma的角閃巖相變質年齡。王金麗等(2009)和Zhang等(2010b)證明米林地區的林芝雜巖經歷了麻粒巖相峰期和角閃巖相退變質作用, 變質年齡在90～80 Ma之間。Guo等(2012)、董昕等(2012)、張里和吳耀(2012)在林芝雜巖中獲得了約55～45 Ma的變質年齡。而Guo等(2012)和董昕等(2012)認為這期角閃巖相變質作用發生在俯沖的新特提斯洋板片折返深俯沖的新特提斯洋板片斷離構造環境下。本文研究的石榴角閃巖出現了古生代和中生代的變質年齡, 表明林芝雜巖體經歷了和松多榴輝巖同時代的變質作用, 結合石榴角閃巖的順時針P-T演化軌跡來看(黃杰等, 2015),它經歷了進變質的高壓變質作用, 所以拉薩地塊內部二疊紀的高壓-超高壓作用范圍不僅僅是松多榴輝巖帶, 而林芝巖群可能也經歷了這一期次變質作用。

6　結論

林芝雜巖體的石榴角閃巖原巖具有MORB特征, 經歷430 Ma的巖漿事件, 以及古生代268 Ma和中生代216 Ma的變質作用, 其中古生代的變質年齡對應了拉薩地塊松多榴輝巖的峰期變質年齡,而中生代的變質年齡和榴輝巖的圍巖綠簾角閃巖以及含石榴子石白云母片巖一致。結合皮康古生代花崗巖研究, 認為拉薩地塊內部可能存在一個古生代的縫合帶, 是古特提斯洋向北俯沖的結果。在晚古生代發生了俯沖事件, 產生了一系列的巖漿活動和變質事件, 松多榴輝巖和皮康花崗巖就是這個時代的產物, 同時林芝雜巖體的石榴角閃巖經歷的晚古生代變質事件, 擴大了拉薩地塊內部二疊紀高壓變質作用的范圍。

致謝: 本文樣品采集過程中得到中國地質大學(北京)董天賜和盧雨瀟師弟的幫助, 文章寫作過程中北京大學申婷婷博士后和張璐博士的大力幫助, 在這里表示誠摯的感謝。

Acknowledgements:

This study was supported by National Natural Science Foundation of China (Nos. 41202034 and 41572051), China Geological Survey (No. 12120115026801) and Central Public-interest Scientific Institution Basal Research Fund (No. J1518).

董昕, 張澤明, 王金麗, 趙國春, 劉峰, 王偉, 于飛. 2009. 青藏高原拉薩地體南部林芝巖群的物質來源與形成年代: 巖石學與鋯石U-Pb年代學[J]. 巖石學報, 25(7): 1678-1694.

董昕, 張澤明, 劉峰, 王偉, 于飛, 林彥蒿, 姜洪穎, 賀振宇. 2012. 拉薩地體東南部變質巖的成因與中-新生代造山作用[J]. 巖石學報, 28(6): 1765-1784.

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A Study of Geochemistry and Chronology of Garnet Amphibolite from the Nyingchi Complex in the Lhasa Terrane

HUANG Jie1,2), ZHANG Cong1)*, YANG Jing-sui1), LI Peng1), WANG Shu2)
1) Institute of Geology, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037; 2) School of Tourism & Research Institute of Human Geography, Xi'an International Studies University, Xi'an, Shaanxi 710128

In this paper, the authros studied the geochemistry and chronology of garnet amphibolites distributed in the Nyingchi region within the southeastern segment of Lhasa terrane. The studied samples consist of staurolite-bearing garnet amphibolites and quartz-bearing garnet amphibolites, which experienced the high-pressure amphibolite facies metamorphism. The staurolite-bearing garnet amphibolite has a mineral association of garnet, amphibole, staurolite, chlorite, plagioclase, mica and minor ilmenite and apatite. The quartz-bearing garnet amphibolites has a mineral assemblage of quartz, garnet, and amphbolite. Petrological and geochemistry studies show that the protoliths of the garnet amphibolites are characterized by MORB affinity. Detrital zircons from the paragneiss yielded a206Pb/238U age range of 800～202 Ma. With main populations at～430 Ma, ～268 Ma, and ～216 Ma. ～268 Ma and ～216 Ma metamorphic ages are related to the HP metamorphism of the Lhasa Block. ～268 Ma age is similar to the age of peak metamorphic eclogite in Sumdo, and ～216 Ma is similar to the age of the garnet-bearing schist, i.e., the host rock of eclogite. In combination with regional chronology of Lhasa Block, the authors hold that the Nyingchi Complex not only experienced the metamorphism and magmatic activities in Cenozoic but also experienced the UHP metamorphism in Permian and the HP metamorphism in Triassic following the closure of the Paleo-Tethyan Ocean and the collision between the south Lhasa terrane and the north terrane.

garnet amphibolite; metamorphism; chronology; Lhasa Block

P588.34; P597.1

A

10.3975/cagsb.2016.06.06

本文由國家自然科學基金青年基金(編號: 41202034)、面上項目(編號: 41572051)、中國地質調查工作項目(編號: 12120115026801)和中國地質科學院地質研究所基本科研業務費項目(編號: J1518)聯合資助。

2016-08-20; 改回日期: 2016-11-03。責任編輯: 閆立娟。

黃杰, 男, 1990年生。助教。主要從事變質巖巖石學研究工作。E-mail: 2001130126@cugb.edu.cn。

張聰, 男, 1983年生。副研究員。主要從事變質地質學及超高壓巖石學研究工作。E-mail: congzhang@pku.edu.cn。