西藏班戈地区棒那拉中生代火山岩锆石U-Pb年龄和地质意义

孔维华，刘 洋，姚 媛

(湖北省地质局第六地质大队，湖北孝感 432100)

班怒结合带是指位于冈底斯—念青唐古拉板片与羌塘板片之间的狭长地域，西起班公湖，向东经改则、安多、丁青后沿怒江进入滇西［1］。班怒结合带出露大量的早白垩世火山岩，前人将其归为早白垩世去申拉组［2］，认为与班公湖—怒江特提斯洋壳的南向俯冲作用有关［2-5］，对于班公湖—怒江结合带中晚侏罗世向南俯冲消减缺乏时代依据。本文主要目的是报道1∶25万区域地质调查在班—怒结合带内班戈地区棒那拉圈定的早白垩世去申拉组英安岩的年代学数据，并对岩石地球化学及锆石U-Pb同位素进行了研究，简要讨论岩石成因及构造环境。

1 区域地质概括和样品描述

去申拉组火山岩主要分布在班戈县佳琼镇棒那拉、恰当一带，呈近东西向展布，其岩性主要为浅紫红色安山质晶屑岩屑凝灰岩、浅灰绿色英安质晶屑凝灰熔岩、浅紫红色英安质晶屑凝灰熔岩、灰绿色英安岩、球粒状流纹岩、变玄武岩等。本次采集的英安岩(D4480-TW1)样品位于佳琼镇北西约5 km棒那拉附近，地理坐标:269838，3511951(图1)。露头出露一般，风化较严重，产状北倾。英安岩具斑状结构、基质具交织霏细结构，块状构造。斑晶由角闪石(绿泥石、绿帘石、铁质)3%、斜长石(钠长石、绿帘石、绿泥石、绢云母)7%组成，角闪石为铁质、绿泥石、绿帘石蚀变矿物取代，晶体大小在0．5～1．5 mm。斜长石为半自形板柱状，晶体大小在0．5～1．5 mm，具钠长双晶，晶体内有蚀变矿物绿帘石、绿泥石;基质由石英23%、长石56%、绿帘石8%、绿泥石2%、磷灰石＜1%组成，斜长石晶体大小宽 0．005 ～0．05 mm，长 0．02 ～0．15 mm，呈微角度定向分布，具交织结构。它们分布在呈霏细状的长英质岩石中，表现为基质具交织霏细结构。

图1 西藏班戈地区佳琼镇地质图Fig．1 Geological map of Jiaqiong town

2 分析方法

所采集的英安岩(D4480-TW1)样品锆石挑选在河北省廊坊市诚信地质服务所完成，采用常规方法粉碎至80～100目，按常规发放分选后在双目镜下分类挑选，挑选出晶形和透明度较好的锆石颗粒作为测试对象。将待测的锆石颗粒粘在双面胶上，然后用无色透明的环氧树脂固定，待环氧树脂充分固化后，对其表面进行抛光至锆石内部暴露，然后进行锆石显微(反射光和投射光照相)、阴极发光(CL)显微图像研究，在此基础上选择合适的锆石颗粒进行锆石U-Pb年龄测定。

LA-ICP-MS锆石原位微区U-Pb定年分析在中国地质大学(武汉)国家重点实验室完成。样品主量、微量、稀土元素分析由湖北省地质局第六地质大队实验室完成。

3 分析结果

图2 西藏班戈地区棒那拉D4480-TW1英安岩锆石CL图像Fig．2 Zircons'CL images of D4480-TW1 dacite in Bange district

样品D4480-TW1中锆石为长、短柱状，半自形—自形晶形。通过CL图像看出，多数锆石具有较好晶形，呈现岩浆结晶环带或条带结构、内部无残留老核、外部无变质边，具典型岩浆锆石特征(图2)。通过数据分析，选择18个测点数据进行加权平均年龄计算，获得锆石U-Pb加权平均年龄值为(161．3±1．3)Ma(表1、图3)，代表该英安岩形成时代为中侏罗世晚期—晚侏罗世早期。

4 主量元素和微量元素

本次在2件同位素样品附近火山岩中采取了8套岩石化学样，其主量分析结果见表2。从表2中可知，去申拉组中的火山岩 SiO2含量主要在54．56% ～74．32%，平均为61．81%，属于中性岩范畴;K2O+Na2O含量在3．02% ～7．5%，平均为5．00%。在表3CIPW标准矿物中，大部分岩石标准矿物组合为:Q+An+Ab+Or+C+Hy，表明岩石为SiO2过饱和、铝过饱和岩石，4个样品不具刚玉分子C，出现透辉石Di，显示岩石为正常型SiO2过饱和岩石。里特曼指数δ为0．28～2．29，属于钙碱性岩。分异指数平均值为59．85，固结指数平均值为25．49，表明岩浆分异结晶程度一般。过碱指数A/CNK有4个样品＜1．1，表明岩石为准铝质岩石;4个样品＞1．1，表明岩石为过铝质岩石。在构造环境TiO2-Zr判别图解中(图4)，所有样品投影均位于火山弧玄武岩区。

表1 西藏班戈地区棒那拉D4480-TW1英安岩锆石LA-ICP-MS U-Th-Pb同位素分析结果Table 1 LA-ICP-MS U-Th-Pb isotope analysis results of D4480-TW1 dacite zircons in Bange district

图3 西藏班戈地区棒那拉D4480-TW1英安岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄图Fig．3 U-Pb ages of LA-ICP-MS zircons of D4480-TW1 dacite in Bange district

表2 西藏班戈地区棒那拉火山岩主量元素分析测试结果Table 2 Analysis test results of major elements in Bange district

表3 西藏班戈地区棒那拉火山岩CIPW标准矿物计算结果表Table 3 Analysis results of rare earth elements of volcanic rock in Bange district

图4 玄武岩构造环境TiO2-Zr判别图Fig．4 TiO2-Zr discrimination diagram in tectonic setting of basalt

稀土元素分析结果见表4，可计算出岩石稀土总丰度值 ΣREE 在 84．86 ×10–6～180．93 ×10–6之间，LaN/YbN=9．22 ～17．93，远 ＞1，显示轻稀土富集。在稀土元素分布模式图中(图5)，曲线特征表现为轻稀土富集，分配曲线右倾，且轻稀土分馏较明显，重稀土分馏不明显;δEu为0．69～1．17之间，表明铕不具明显异常，反映火山岩源区岩石部分熔融，富集轻稀土，由于俯冲作用致使含水流体相携带LREE等元素进入地幔楔形区的结果。根据ΣREE的变化情况及轻稀土富集程度，与不同火山岩稀土分布模式相比，可知岩石与大陆边缘火山岩稀土分布模式相似。

图5 稀土元素球粒陨石标准化分配图Fig．5 Chondrite-normalized rare-earth element pattern

微量元素分析结果见表5，岩石经ORG标准化后的分布模式见图6。从蛛网图特征来看，与造山带花岗岩蛛网图类似，与地幔玄武质岩浆形成的火山弧火山岩完全不同，所以本期火山岩应该形成于尚未成熟的活动大陆边缘火山弧环境，表明中晚侏罗世洋壳开始了向南俯冲消减。早白垩世去申拉组中的中酸性火山岩主要是班公湖—怒江洋关闭和羌塘地块拉萨地块碰撞的产物，碰撞过程中下地壳增厚并部分发生熔融［6］。

对所采集的英安岩样品利用Rb-Yb+Ta、Rb+Nb-Rb图解来判别火山岩的构造环境，该图解能较为有效地将火山弧花岗岩和同碰撞花岗岩区分开来。通过图7、图8可以看出，火山岩样品投影点位于火山弧花岗岩区，说明该火山岩具有岛弧型火山岩特点。

表4 西藏班戈地区棒那拉火山岩稀土元素分析结果表Table 4 Analysis results of trace element of volcanic rock in Bange district

表5 西藏班戈地区棒那拉火山岩微量元素分析结果表Table 5 Calculation results of CIPW standard mineral of volcanic rock in Bange district

图6 微量元素ORG标准化蛛网图Fig．6 ORG normalized spider diagram of trace element

图7 西藏班戈地区棒那拉火山岩Rb-Yb+Ta判别图Fig．7 Rb-Yb+Ta discrimination diagrams of volcanic rock in Bange district

图8 西藏班戈地区棒那拉火山岩Rb-Yb+Nb判别图解Fig．8 Rb-Yb+Nb discrimination diagrams of volcanic rock in Bange district

5 地质意义

(1)去申拉组中的火山岩锆石LA-ICP-MSU-Pb定年为(161．3 ±1．3)Ma、(164．7 ±1．5)Ma，属于中晚侏罗世火山岩，不属于早白垩世去申拉组;

(2)火山岩形成于尚未成熟的活动大陆边缘火山弧环境，与班公湖—怒江大洋的俯冲作用有关，代表班公湖—怒江特提斯洋在中晚侏罗世已进入俯冲消减阶段。

［1］ 潘桂棠，李兴振，王立全．青藏高原及邻区大地构造单元初步划分［J］．地质通报，2002，21(11):701-707．

［2］ 陈玉禄，陈国荣，张宽忠，等．1∶25万班戈幅区域地质调查报告［R］．北京:中国地质调查局，2002．

［3］ 耿全如，潘桂棠，王立全，等．班公湖—怒江带和羌塘地块特提斯演化与成矿地质背景初步研究［J］．地质通报，2011，30(8):1261-1274．

［4］ 李奋其，刘伟，耿全如，等．西藏冈底斯带那曲地区中生代火山岩的LA-ICP-MS锆石 U-Pb年龄和地质意义［J］．地球学报，2010(6):781-790．

［5］ 朱弟成，潘桂棠，王立全，等．冈底斯中北部晚侏罗世—早白垩世地球动力学环境火山岩约束［J］．岩石学报，2006，22(3):534-546．

［6］ 彭智敏，耿全如，张璋，等．西藏那曲地区流纹岩锆石U-Pb年龄及地球化学特征［J］．地质通报，2011，30(7):1050-1060．