西藏雅鲁藏布江缝合带东段泽当地幔橄榄岩特征及其意义*

来盛民 杨经绥＊＊ 熊发挥 刘钊 田亚洲 徐向珍 张岚 高健

LAI ShengMin1，2，YANG JingSui1，2＊＊，XIONG FaHui2，LIU Zhao1，TIAN YaZhou2，XU XiangZhen2，ZHANG Lan1 and GAO Jian3

1. 中国地质大学地球科学与资源学院，北京 100083

2. 大陆构造与动力学国家重点实验室，中国地质科学院地质研究所，北京 100037

3. 昆明理工大学，昆明 650504

1. School of Earth Science and Mineral Resources，China University of Geosciences，Beijing 100083，China

2. State Key Laboratory for Continental Tectonics and Dynamics，Institute of Geology，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing 100037，China

3. Kunming University of Science and Technology，Kunming 650504，China

2015-07-10 收稿，2015-10-20 改回.

1 引言

蛇绿岩是时间和空间上紧密相关的一套超镁铁-长英质的岩石组合，这套岩石组合在特定构造环境下，往往经历了多次部分熔融、岩浆分异等作用。蛇绿岩代表着上地幔和洋壳的残余(Dewey and Bird，1971;Coleman，1977)，在板块汇聚过程中拼接到大陆边缘之上。蛇绿岩的研究可以为反演古大洋的演化提供重要的信息。形成于晚侏罗-白垩纪的雅鲁藏布江缝合带(YZSZ)位于青藏高原南部，代表着新特提斯洋岩石圈的残片，是印度板块向欧亚板块俯冲的产物(Miller et al.，2003;Dubois-Côté et al.，2005)。前人对雅鲁藏布江蛇绿岩带的形成演化有以下几种观点:(1)认为雅鲁藏布江缝合带中蛇绿岩层序可以与现代大洋岩石圈的层序对比，属MORB 蛇绿岩，形成于新特提斯洋中脊，之后部分经俯冲改造就位到现在的位置(Nicolas et al.，1981;Girardeau et al.，1985a，b);(2)认为雅鲁藏布江缝合带蛇绿岩形成于俯冲环境下的岛弧、大陆边缘海盆的洋壳环境(王希斌和鲍佩声，1987;潘桂棠等，1997);(3)认为雅鲁藏布江蛇绿岩属于SSZ 型蛇绿岩，形成于俯冲带之上(Pearce et al.，1984;Wang et al.，2000)。近年来的综合研究表明，整个雅鲁藏布江缝合带蛇绿岩的成因具有多样性(Zhou et al.，2002;Miller et al.，2003;Dupuis et al.，2005;Guilmette et al.，2008;Yamamoto et al.，2009;Bédard et al.，2009;Liu et al.，2010;李强等，2014;Guo et al.，2015;Niu et al.，2015;李源等，2011;连东洋等，2014，2015;吴福元等，2014;周文达等，2014;刘飞等，2015;张旗，2015)。

位于雅鲁藏布江缝合带东段的泽当地幔橄榄岩是泽当蛇绿岩的主体部分，与罗布莎超镁铁岩同为雅江东段出露面积最大的地幔橄榄岩体。前人认为泽当地幔橄榄岩之上的壳层火山熔岩属亚碱性玄武岩，其Sm-Nd 等时线年龄为175±20Ma，平均初始εNd(t)= +7.2，来自强烈亏损的地幔源区，未受到大陆地壳物质的混染，得出泽当蛇绿岩形成于边缘洋盆环境，构造就位到如今的位置(韦栋梁等，2004，2006)。部分学者认为新特提斯洋在中侏罗世时发育一条幔内型推覆韧性剪切带，印度板块与欧亚板块的相向移动引发了洋内的俯冲消减，形成泽当蛇绿岩，并认为泽当蛇绿岩应属SSZ 型(Dupuis et al.，2005;韦栋梁等，2007)。研究表明，晚侏罗世-白垩纪期间，在新特提斯洋的洋内俯冲和岛弧形成过程中，蛇绿岩的部分破碎并进入到岛弧的火山建造序列中，形成野外见到的透镜体(梁凤华等，2011)。

前人主要通过地球化学的方法来反演泽当地幔橄榄岩的形成及演化过程，往往忽略不同岩相的划分以及矿物学的研究。泽当地幔橄榄岩内部岩相变化明显，包括纯橄岩、方辉橄榄岩、二辉橄榄岩和辉石岩等超基性岩以及辉长岩、辉绿岩，玄武岩等基性岩类。不同岩相之间，乃至同一岩相不同地段的矿物都呈现出不同的特征。因此，本文将不同岩相的地球化学与矿物学研究相结合，确定不同岩相之间的联系与区别，为揭示泽当地幔橄榄岩的部分熔融过程以及构造背景提供依据，并通对比过研究泽当蛇绿岩与雅鲁藏布江缝合带其他蛇绿岩的关系，进一步探讨整个雅鲁藏布江缝合带及新特提斯洋的形成和演化过程。

2 地质背景

雅鲁藏布江缝合带呈近东西方向延伸约2000km，代表新特提斯洋的残余，是印度板块与欧亚板块之间年龄最新、位于西藏最南端的一条缝合带(Miller et al.，2003;Dubois-Côté et al.，2005;杨经绥等，2004)。雅鲁藏布江缝合带西起印度河蛇绿岩带，东段与印度-缅甸蛇绿岩带相接(叶培盛等，2006)。雅鲁藏布江缝合带中发育大量地幔橄榄岩体，其中主要岩体西部有东波、普兰与巴尔岩体，中部有日喀则岩体，东部有罗布莎岩体和泽当岩体。前人的研究表明，雅鲁藏布江缝合带表现出复杂的地质特征，蛇绿岩显示出成因上的多变性，并具有多阶段的演化特征(Zhou et al.，2002;Miller et al.，2003;Dupuis et al.，2005;Guilmette et al.，2008;Yamamoto et al.，2009;Bédard et al.，2009;Liu et al.，2010)。

泽当蛇绿岩地处泽当县城以西20km，呈西北-东南方向延伸约20 余km，最宽处可达4km，总出露面积45km2左右(图1)。地势上展现出西北低、东南高的特点。泽当蛇绿岩南侧为姐德秀组(T3J)的上三叠统复理石相粉砂质板岩夹细砂岩，北侧为岛弧火成岩组合，均与蛇绿岩呈断层接触。泽当蛇绿岩主要由地幔橄榄岩，包括方辉橄榄岩、二辉橄榄岩和纯橄岩，以及辉石岩岩脉、辉长岩和辉绿岩脉组成。泽当蛇绿岩变形明显，地幔橄榄岩发生中等程度蛇纹石化，但岩相仍可识别。

3 岩石学特征

野外调查及实测剖面资料显示，蛇绿岩中方辉橄榄岩主体在北侧，此外，在蛇绿岩的最南端出露一条宽约5 ～10m 的方辉橄榄岩，与南侧上三叠统姐德秀组的石英砂岩及粉砂岩呈断层接触。该方辉橄榄岩以北出露上白垩黑色粉砂岩、碳质板岩夹薄层硅质岩，单层厚度约2 ～3cm，产状188°∠74°。碳质板岩以北即为泽当蛇绿岩主体部分(图2)。方辉橄榄岩主体占泽当蛇绿岩总面积的70%以上。二辉橄榄岩位于整个超基性岩体的北部，方辉橄榄岩与二辉橄榄岩之间为构造断层接触关系。辉石岩岩脉、辉绿岩脉呈现明显后期的特点，穿插于方辉橄榄岩之内。纯橄岩风化程度高，岩石破碎，呈透镜体产于方辉橄榄岩中(图3)。

3.1 方辉橄榄岩

泽当蛇绿岩主体以方辉橄榄岩为主。方辉橄榄岩风化面呈褐黄色，新鲜面为墨绿色，主要矿物为橄榄石和斜方辉石，局部发育单斜辉石，但总含量不超过2%，主要副矿物为褐色的尖晶石。岩石为中-细粒结构，块状构造。岩石整体蛇纹石化程度低，保留大量橄榄石等新鲜矿物。

橄榄石含量75% ～80%，呈半自形-他形粒状，粒度0.5～3.5mm。橄榄石呈中粒残斑晶状，显示肯克带、扭折带、破碎带和波状消光等应变特征。

斜方辉石含量20% ～25%，多呈半自形-他形粒状结构，粒度变化较大，最大8mm，最小＜0.5mm，中-粗粒状残斑晶结构。矿物颗粒破碎、出溶叶片弯曲以及波状消光等特征十分明显，常出现单斜辉石的出溶条纹。单斜辉石含量较少(＜1%)，仅局部出现，以细粒产于其他矿物颗粒之间，或在斜方辉石内部成出溶叶片，尖晶石含量约为4%，深棕色或褐色，细粒状结构，常与斜方辉石、单斜辉石形成共生组合(图4d)。

3.2 纯橄岩

纯橄岩呈透镜体产在方辉橄榄岩中，透镜体宽约10m，岩石破碎，呈土黄色。橄榄石几乎全部蚀变为蛇纹石，内部裂隙十分发育，含量＞92%，其余为副矿物，主要为蚀变的斜方辉石和抗风化能力较强的尖晶石，可见自形程度很高的铬尖晶石，黑色，粒度0.5 ～1mm。

3.3 二辉橄榄岩

图3 泽当蛇绿岩野外照片(a)地幔橄榄岩与炭质板岩为断层关系;(b)方辉橄榄岩中透镜状纯橄岩;(c)纯橄岩与方辉橄榄岩接触界线;(d)方辉橄榄岩中辉石岩岩脉;(e、f)辉长岩辉绿岩接触界线;(g)二辉橄榄岩表面突起的辉石;(h)二辉橄榄岩Fig.3 Field occurrence of the Zedang ophiolite(a)boundary of peridotite and carbonaceous slate;(b)dunite lens in the harzburgite;(c)boundary between dunite and harzburgite;(d)pyroxenite dike in the harzburgite;(e，f)boundary between grabbro and diabase;(g)the protuberant pyroxenes on the surface;(h)lherzolite

二辉橄榄岩整体新鲜，蚀变作用只发生在岩石表面。岩石表面为褐黄色，新鲜面为深墨绿色，其表面常可见到辉石颗粒突出。二辉橄榄岩主要矿物为橄榄石、斜方辉石和单斜辉石，其中辉石颗粒粗大，粒径约2 ～4mm，呈定向排列。另外，少量二辉橄榄岩也以透镜状出露于剖面其他位置的方辉橄榄岩之内。

橄榄石含量45% ～50%，多为半自形-他形粒状，粒度0.5 ～3mm。橄榄石为中粒残斑晶结构，部分产在斜方辉石中，矿物光性不均一，受应变作用明显。

斜方辉石含量40% ～45%，粒度变化范围0.2 ～7mm。斜方辉石整体粒度在3 ～4mm，矿物颗粒破碎，变形明显，边部常被橄榄石交代。

图4 泽当蛇绿岩中地幔橄榄岩显微照片(a)二辉橄榄岩中的粗粒单斜辉石(Cpx)，与橄榄石(Ol)和斜方辉石(Opx)呈三连点结构;(b)二辉橄榄岩中铬尖晶石(Cr-Spl)呈蠕虫状结构;(c)纯橄岩中铬尖晶石;(d)方辉橄榄岩中橄榄石部分熔融后呈弯曲边界，边部为细粒他形橄榄石;(e)方辉橄榄岩中的粗粒斜方辉石;(f)方辉橄榄岩中铬尖晶石与单斜辉石联生. (a、d、e)正交偏光下;(b、c)单偏光下;(f)电镜下Fig. 4 Microphotographs of different rock types of the Zedang mantle peridotite and chromitite(a)coarse granular clinopyxene，olivine and orthopyroxene in lherzolite show three-point structure ;(b)chromite spinel show vermiculate in lherzolite;(c)chromite spinel in dunite;(d)olivine melt as cured boundary in harzburgite，fine anhedral olivine distributed in coarse olivine; (e) coarse orthopyroxene in harzburgite;(f)chromite spinel and clinopyroxne associated crystal.(a，d，e)under orthogonal-polarization light;(b，c)under planepolarized light;(f)under electric mirror

单斜辉石含量3% ～5%。单斜辉石为中粒结构，干涉色Ⅱ蓝绿，部分颗粒解理缝十分平直，矿物颗粒边部为细粒橄榄石与斜方辉石(图4a)。

尖晶石3%左右，浅褐色-褐色，粒状结构。常与斜方辉石、单斜辉石形成共生组合，大颗粒尖晶石中常包裹橄榄石或斜方辉石颗粒。

4 测试方法

本研究在野外观测基础上，采集42 件地幔橄榄岩样品。电子探针成分分析在大陆构造与动力学国家重点实验室完成，仪器为日本电子公司JXA-8100、能谱仪Inca Energy 型电子探针，探针束流20nA，加速电压15.0kV，电子束斑2μm。

完成了28 件岩石样品的全岩分析，包括主元素、微量元素和稀土元素。全岩样品的测试分析在国家测试中心完成。主量元素分析用熔片X-射线荧光光谱(XRF)方法测定，仪器型号RIX2100，并采用等离子光谱和化学法测定进行互相检测，微量元素中的V、Cr、Co、Ni、Sr、Zr、Nb、Ta、Hf、Ba、Th、U等元素用熔片XRF 和酸溶等离子质谱(ICP-MS)法测定，稀土元素用ICP-MS 法测定，其中的Nb、Ta、Zr、Hf 是用碱溶法、沉淀酸提取、用等离子质谱法测定，同时分析2 个国家标准样(GSR3 和GSR5)和3 个平行样品，以保证分析质量。

5 矿物化学特征

本文完成了36 件泽当纯橄岩、方辉橄榄岩和二辉橄榄岩样品中的矿物电子探针分析，讨论时包括已发表及已有数据。

5.1 橄榄石

图5 西藏泽当地幔橄榄岩中橄榄石的成分图解Partial melting trends-部分熔融趋势线(据Ozawa，1994);ABP-深海地幔橄榄岩;FAP-弧前地幔橄榄岩(据Pagé et al. ，2008);罗布莎数据来源于徐向珍(2009)Fig.5 Olivine composition in the different lithologies of the Zedang districtABP-abyssal peridotite and FAP-fore-arc peridotite (after Pagé et al. ，2008);Luobusha peridotite data from Xu (2009)

表1 泽当地幔橄榄岩中橄榄石的电子探针分析结果(wt%)Table 1 Representative microprobe analyses of olivine from the Zedang mantle peridotite and chromitite (wt%)

代表性样品的橄榄石电子探针分析结果列于表1。所有橄榄石的Fo 值变化于89.6 ～91.8 之间，属镁橄榄石，其中二辉橄榄岩中的橄榄石Fo 值为89.7 ～91.1，NiO 含量为0.18% ～0.43%，MnO 为0.10% ～0.14%;方辉橄榄岩中橄榄石Fo 值变化于89.6 ～91.0 之间，NiO 含量为0.34% ～0.48%，MnO 为0.09% ～0.17%。两类岩石中的橄榄石成分区间重叠。纯橄岩中未见橄榄石保留。

从表1 及图5 可以看出，不同产出关系下的橄榄石Fo值呈连续变化的特征。一般认为橄榄石的Fo 值越大，说明其形成深度和熔融程度越高(Dick and Natland，1996)，泽当地幔橄榄岩中橄榄石Fo 值连续变化特征表明其形成环境和条件也呈持续改变过程。另外，橄榄石的NiO、MnO 等组分对确定橄榄石的演化过程具有重要意义。泽当地幔橄榄岩中橄榄石MnO 的含量变化范围比较大，Fo 值与NiO 呈正相关性。方辉橄榄岩、二辉橄榄岩中自形橄榄石NiO 含量比较接近，平均值为0.40%。

5.2 斜方辉石

斜方辉石的电子探针分析结果见表2，斜方辉石的En 端员组分变化于87.8 ～90.3，主要为顽火辉石。二辉橄榄岩中斜方辉石的Mg#值为89.5 ～90.8，Al2O3含量在2.69% ～3.55% 之间，Cr2O3为0.40% ～0.70%，NiO 为0.06% ～0.11%，CaO 为0.56% ～1.25%;在方辉橄榄岩中斜方辉石的Mg#为89.7 ～91.0，稍高于二辉橄榄岩，Al2O3为2.04% ～5.08%，Cr2O3为0.35% ～0.99%，NiO 为0.05% ～0.13%，CaO 为0.28% ～1.70%。

泽当地幔橄榄岩中斜方辉石Mg#值变化不大，在89 ～91之间(图6)，与Al2O3呈现不明显的负相关线性变化规律(图6a)。从二辉橄榄岩→方辉橄榄岩→纯橄岩，Cr2O3和Al2O3呈递减的趋势(图6b)。

5.3 单斜辉石

单斜辉石在三种地幔橄榄岩岩相中含量较少，但其变化规律比较明显，分析数据见表3，En 组分变化于44.1 ～50.0，主要为顽透辉石和透辉石，在不同岩相中具有不同特征:二辉橄榄岩中单斜辉石含量最高，呈粗粒状(0.5 ～3mm)产出，Mg#值为91.3 ～93.8，Al2O3含量在2.90% ～4.10%之间，Cr2O3为0.05% ～1.25%，NiO 为0.01% ～0.08%，CaO 为23.11% ～24.85%;方辉橄榄岩中单斜石的Mg#为91.1 ～93.5，Al2O3为1.85% ～5.30%，Cr2O3为0.25% ～1.44%，NiO 为0.00% ～0.12%，CaO 为22.82% ～25.07%。两者成分区间重叠。

表2 泽当地幔橄榄岩中斜方辉石的电子探针分析结果(wt%)Table 2 Representative microprobe analyses of orthopyroxene from the Zedang mantle peridotite and chromitite (wt%)

图6 西藏泽当地幔橄榄岩斜方辉石的成分图解Partial melting trends-部分熔融趋势线(据Ozawa，1994);fractionation trends-结晶变化趋势线(据Ozawa，1994;Nakamura，1995);ABP-深海地幔橄榄岩;FAP-弧前地幔橄榄岩(Pagé et al. ，2008);罗布莎数据来源于徐向珍(2009)Fig.6 Orthopyroxene composition in the different lithologies of the Zedang district ABP-abyssal peridotite and FAP-fore-arc peridotite (after Pagé et al. ，2008);Luobusha peridotite data from Xu (2009)

表3 泽当地幔橄榄岩中单斜辉石的电子探针分析结果(wt%)Table 3 Representative microprobe analyses of clinopyroxene from the Zedang mantle peridotite and chromitite (wt%)

与斜方辉石不同，单斜辉石在泽当两种地幔橄榄岩中Mg#值变化较大在88.4 ～93.8 之间(图7)，并且从二辉橄榄岩→方辉橄榄岩具有增加的趋势(图7a，c)。随Mg#的增加，Cr2O3和Al2O3呈递减的趋势(图7b)，CaO 含量呈递增的趋势(图7d)。

5.4 铬尖晶石

在地幔橄榄岩中，铬尖晶石都是以副矿物的形式存在，含量很低，一般都小于5%。尖晶石的Mg#大小是岩石部分熔融程度的指示标志。由于存在着Cr 和Al 的互相替换(Irvine，1967)，蛇绿岩中地幔橄榄岩(或阿尔卑斯型橄榄岩)的铬尖晶石可分为富铬型尖晶石和富铝型尖晶石两类。随着地幔岩部分熔融程度的增高，尖晶石的Cr#增大，且地幔橄榄岩中尖晶石的Cr#大小可作为推测地幔岩熔融程度、源区亏损程度和结晶压力的指示标志(Dick and Bullen，1984)。

泽当地幔橄榄岩中铬尖晶石多为棕色至棕黄色，不均匀零星分布，本文上述研究表明铬尖晶石的晶形和产出在不同的岩相中具有明显的变化规律。由于三种岩相中铬尖晶石的成分差别较大，铬尖晶石探针数据见表4。

图7 西藏泽当地幔橄榄岩单斜辉石的成分图解Partial melting trends-部分熔融趋势线(据Ozawa，1994);ABP-深海地幔橄榄岩;FAP-弧前地幔橄榄岩(据Pagé et al. ，2008). 罗布莎数据来源于徐向珍(2009)Fig.7 Clinopyroxene composition in the different lithologies of the Zedang districtABP-abyssal peridotite and FAP-fore-arc peridotite (after Pagé et al. ，2008). Luobusha peridotite data from Xu (2009)

图8 西藏泽当地幔橄榄岩中铬尖晶石的成分图解Partial melting trends-部分熔融趋势线(据Ozawa，1994);BON-玻安岩;MORB-洋中脊玄武岩;罗布莎数据来源于徐向珍(2009)Fig.8 Spinel composition in the different lithologies of the Zedang districtBON-Boninite;MORB-Mid Ocean Ridge Basalt;Luobusha peridotite data from Xu (2009)

表4 泽当地幔橄榄岩及铬铁矿矿体中铬尖晶石的电子探针分析结果(wt%)Table 4 Representative microprobe analyses of spinel from the Zedang mantle peridotite and chromitite (wt%)

本文分析了泽当地幔橄榄岩的41 个铬尖晶石数据。铬尖晶石的Cr2O3含量为15.55% ～60.66%，平均值为29.72%，Al2O3含量为2.79% ～50.91%，平均值为36.30%。铬尖晶石的Cr#在17.0 ～93.6 之间，其中二辉橄榄岩中Cr#变化于18.8 ～34.1，平均值25.3，为富铝型尖晶石;方辉橄榄岩中的铬尖晶石，Cr#变化在17.0 ～26.6，平均值22.2，同样为富铝型尖晶石，两者成分区间重叠。纯橄岩中的铬尖晶石的Cr#变化于73.2 ～93.6，平均值81.7，属于富铬型尖晶石。铬尖晶石中Mg#值在不同岩相也呈明显不同的特征，其中二辉橄榄岩的Mg#为64.6 ～69.6，平均67.3;方辉橄榄岩Mg#为66.7 ～72.3，平均69.2;纯橄岩的Mg#值最低，为21.4 ～52.5，平均41.4。

从地幔橄榄岩中尖晶石的成分图解可以看出(图8a)，与世界上大多数阿尔卑斯型超镁铁岩相似，随着部分熔融程度的增加，尖晶石的Cr#值逐渐增加，而Mg#值逐渐减少，即Cr#值与Mg#值呈负相关关系(Leblanc，1980)。成分图解表明泽当二辉橄榄岩的形成环境与深海橄榄岩相似，而方辉橄榄岩和纯橄岩的形成环境与岛弧玄武岩环境较接近。不同岩相间TiO2的含量基本一致，具相同的变化范围(图8b)。二辉橄榄岩中尖晶石的NiO 含量略高于方辉橄榄与纯橄岩中的，但变化趋势不明显(图8c)。由于Cr 与Al 之间可以发生类质同像替代，尖晶石的Cr、Al 呈明显的负相关线性关系(图8d)。尖晶石的形成受地幔橄榄岩熔融程度、环境压力的控制(Dick and Bullen，1984)，因此尖晶石的化学组成可以指示其寄主岩石—地幔橄榄岩的成因特点，利用尖晶石的Cr#和橄榄石的Mg#的关系可以推测其寄主岩石的部分熔融程度、形成压力及构造环境(Pearce et al.，2000)。

6 地球化学特征

6.1 主量元素

-6）：×10素元量微和素元土；稀：wt%素元量（主据数析分学化球地岩全岩榄橄幔地岩绿蛇当泽5 表 -6）； traceelement： ×10 theZedangophiolite（majorelements： wt%Chemicalcomposition ofthemantleperidotitefrom Table5 19-4 17-2-2 11 10-4 54-2-2 54-2-1 12-3 12-2 12-1 19-2 19-1 18-2 14-2 9-2 8-3 6-5 6-2 6-14 6-13 6-11 6-9 6-7号品样岩榄橄辉二岩榄橄辉方岩橄纯性岩44.48 45.13 45.52 44.85 44.32 44.17 45.40 45.42 45.42 43.72 45.43 45.17 47.15 46.75 45.95 44.32 44.77 46.48 47.05 46.75 46.91 46.95 SiO2 1.47 1.61 1.68 1.80 1.58 1.66 1.90 1.70 1.89 0.54 0.78 0.90 0.76 0.73 1.09 0.94 0.94 0.16 0.15 0.15 0.21 0.16 O3 Al2 1.64 1.78 1.46 1.78 1.83 1.86 2.02 1.88 1.89 0.63 0.84 0.99 0.78 0.77 1.09 1.05 1.24 0.20 0.12 0.54 0.36 0.10 CaO 1.48 1.22 1.37 0.59 1.28 0.92 0.43 0.27 0.37 0.91 0.39 0.64 0.28 0.67 2.12 2.17 1.59 7.99 7.10 6.93 6.47 7.20 O3 Fe2 6.89 6.90 6.89 7.47 6.98 7.34 7.57 7.65 7.65 7.36 7.62 7.44 6.65 7.64 5.69 5.76 6.40 0.82 0.77 0.92 1.34 0.95 FeO 0.05 0.05 0.05 0.05 0.01 0.01 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 O K2 43.80 43.48 43.67 43.25 43.75 43.76 42.41 42.83 42.51 46.60 44.69 44.60 44.14 46.55 43.79 45.51 44.81 44.09 44.55 44.45 44.44 44.35 MgO 0.12 0.12 0.14 0.13 0.13 0.13 0.12 0.12 0.13 0.12 0.12 0.13 0.11 0.13 0.12 0.13 0.13 0.13 0.13 0.12 0.13 0.13 MnO 0.05 0.05 0.05 0.05 0.09 0.10 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.06 0.05 0.08 0.05 0.05 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 O Na2 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.02 O5 P2 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.03 0.03 0.02 0.03 0.01 0.02 0.02 0.01 0.01 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 TiO2 97.58 96.68 95.68 99.36 97.61 98.03 98.79 98.96 99.57 99.06 97.68 99.65 99.62 94.68 91.19 93.73 92.68 86.91 86.02 86.27 86.34 85.96 Total 8.21 8.00 8.12 8.00 8.13 8.17 7.95 7.89 7.99 8.18 7.97 8.01 6.90 8.23 7.59 7.71 7.82 7.99 7.15 7.14 7.16 7.42 T FeO 0.03 0.02 0.01 0.01 0.01 0.02 0.01 0.03 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03 0.01 0.02 0.01 0.01 0.01 La 0.12 0.04 0.04 0.03 0.04 0.06 0.04 0.06 0.03 0.05 0.05 0.05 0.06 0.05 0.06 0.11 0.10 0.05 0.08 0.04 0.04 0.05 Ce 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.00 0.00 0.01 0.01 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 Pr 0.02 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 0.01 0.02 0.01 0.02 0.01 0.01 0.03 0.01 0.01 0.04 0.06 0.01 0.02 0.01 0.01 0.01 Nd 0.01 0.02 0.02 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 0.01 0.01 0.00 0.01 0.01 0.00 0.00 0.02 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Sm 0.00 0.01 0.01 0.01 0.00 0.00 0.01 0.01 0.01 0.00 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Eu 0.04 0.03 0.01 0.03 0.04 0.05 0.06 0.04 0.04 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.02 0.01 0.02 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 Gd 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Tb 0.06 0.09 0.07 0.10 0.10 0.11 0.14 0.11 0.11 0.02 0.01 0.04 0.02 0.02 0.03 0.02 0.01 0.00 0.01 0.01 0.00 0.00 Dy 0.02 0.02 0.02 0.03 0.03 0.02 0.03 0.02 0.03 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Ho 0.08 0.08 0.06 0.08 0.08 0.09 0.09 0.10 0.10 0.02 0.02 0.03 0.03 0.02 0.03 0.01 0.02 0.00 0.01 0.01 0.00 0.00 Er

5表续C ontinued Table5 19-4 17-2 2 11-10-4 54-2-2 54-2-1 12-3 12-2 12-1 19-2 19-1 18-2 14-2 9-2 8-3 6-5 6-2 6-14 6-13 6-11 6-9 6-7号品样岩榄橄辉二岩榄橄辉方岩橄纯性岩0.01 0.01 0.01 0.02 0.01 0.02 0.02 0.02 0.02 0.00 0.00 0.01 0.00 0.01 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Tm 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.13 0.15 0.12 0.12 0.03 0.04 0.05 0.04 0.04 0.07 0.02 0.03 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 Yb 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.03 0.02 0.02 0.00 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 Lu 0.52 0.43 0.39 0.45 0.48 0.57 0.62 0.57 0.53 0.18 0.17 0.24 0.23 0.18 0.27 0.27 0.30 0.12 0.17 0.08 0.09 0.09 REE!0.18 0.09 0.09 0.07 0.09 0.12 0.09 0.14 0.07 0.09 0.07 0.09 0.12 0.08 0.10 0.20 0.21 0.09 0.14 0.06 0.06 0.07 LREE 0.33 0.34 0.30 0.38 0.38 0.46 0.53 0.44 0.46 0.08 0.10 0.15 0.11 0.10 0.17 0.07 0.09 0.03 0.04 0.02 0.03 0.02 HREE 0.56 0.25 0.30 0.18 0.25 0.25 0.17 0.32 0.15 1.14 0.74 0.63 1.13 0.83 0.60 3.05 2.33 2.70 3.53 2.75 2.39 4.30 L/H 0.15 0.24 0.50 0.33 0.10 0.15 0.28 0.25 0.32 0.80 0.48 0.77 0.47 2.67 0.32 0.24 0.24 0.39 0.81 1.81 2.56 1.23 Eu δ 0.32 0.15 0.14 0.09 0.11 0.13 0.06 0.22 0.07 0.36 0.25 0.27 0.33 0.44 0.32 1.14 1.03 1.14 1.70 1.80 0.75 1.84（La/Yb）N 2.90 1.00 0.82 1.13 0.71 1.33 0.50 1.25 0.80 1.38 5.00 1.18 1.08 8.50 5.25 1.26 2.31 3.25 5.25 6.00 5.25 7.00（La/Sm）N 0.19 0.14 0.19 0.12 0.02 0.04 0.08 0.15 0.16 0.10 0.09 0.11 0.19 0.17 0.26 0.09 0.10 0.02 0.08 0.01 0.13 0.08 Rb 0.76 0.79 1.43 0.38 0.44 0.42 0.63 1.07 0.52 0.59 0.45 0.65 0.87 0.52 0.75 3.10 0.85 1.55 1.34 1.38 1.61 1.21 Ba 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.00 0.01 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 0.01 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 Th 0.00 0.02 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.00 0.02 0.00 0.00 0.01 0.02 U 0.12 0.09 0.13 0.12 0.12 0.09 0.17 0.13 0.09 0.13 0.11 0.08 0.09 0.10 0.10 0.09 0.16 0.07 0.11 0.06 0.09 0.08 Nb 0.13 0.13 0.11 0.13 0.15 0.14 0.13 0.17 0.14 0.16 0.15 0.12 0.12 0.13 0.08 0.11 0.12 0.08 0.08 0.06 0.08 0.06 Ta 0.27 0.22 0.19 0.21 0.30 0.36 0.21 0.30 0.20 0.51 0.23 0.19 0.22 0.23 0.24 0.26 0.22 0.18 0.23 0.21 0.23 0.19 Pb 0.34 0.70 0.83 0.21 0.76 0.66 0.24 0.50 0.19 0.32 0.23 0.39 0.61 0.37 0.61 1.36 6.98 2.23 1.73 11.75 8.97 2.14 Sr 0.17 0.14 0.10 0.12 0.17 0.21 0.12 0.28 0.17 0.21 0.21 0.16 0.46 0.16 0.16 0.26 0.27 0.09 0.08 0.08 0.06 0.08 Zr 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.00 0.00 0.00 Hf 0.69 0.63 0.60 0.79 0.69 0.78 0.97 0.82 0.88 0.21 0.22 0.26 0.34 0.22 0.23 0.11 0.11 0.06 0.05 0.03 0.04 0.05 Y 57.11 59.86 58.87 61.85 61.81 60.92 67.76 67.29 64.35 35.00 49.94 43.66 34.78 44.95 48.61 38.61 38.16 16.27 16.24 15.54 17.93 16.23 V 2539 2661 2504 2935 2947 2957 3063 2925 2881 2375 3375 2816 3090 3552 2928 2731 2700 3475 3688 3776 4334 3594 Cr 2548 2345 2347 6 231 2353 2384 2320 2338 2243 2299 2342 2339 2174 2554 2317 2342 2315 2539 2740 2603 2615 2612 Ni

图9 泽当地幔橄榄的MgO-Al2O3 和Al2O3/SiO2-MgO/SiO2 图解(a)除纯橄岩外，泽当地幔橄榄岩样品都位于熔体演化趋势线上，代表18% ～30%的原始地幔的部分熔融残余. 熔融趋势线计算基于Niu et al. (1997)的模型;(b)地幔趋势线基于模型(据Hart and Zindler，1986;Jagoutz et al. ，1979)，地幔源区等压熔融变化和结晶演化过程线(据Marchesi et al. ，2006;Niu et al. ，1997);罗布莎数据来源于徐向珍(2009)Fig.9 Plots of MgO vs. Al2O3(a)and Al2O3/SiO2 vs. MgO/SiO2(b)for Zedang mantle peridotite(a)purang peridotite are in the melt evolution trend line that based on the model of Niu et al. (1997)，represented 19% to 28% partial melting;(b)the mantle trend line based on the model (after Hart and Zindler，1986;Jagoutz et al. ，1979)and the mantle source region changes in pressure melting and crystallization evolution line (after Marchesi et al. ，2006;Niu et al. ，1997);Luobusha peridotite data from Xu (2009)

图10 泽当地幔橄榄岩中MgO-主量元素氧化物图解所有的样品都是标准化以后的结果，深海地幔橄榄岩和俯冲型橄榄岩数据分别来自Niu et al. (1997)和Parkinson and Pearce (1998)，原始地幔也显示了溶化后的残余成分(在10 和20kb)(据Palme and O’Neil，2004)，使用pMELTS 程序原始地幔计算最高40%的熔融程度(据Ghiorso et al. ，2002)Fig.10 Variation diagrams of MgO vs. selected major oxides in peridotite of the Zedang ophioliteCompositions are recalculated on a volatile free basis. Abyssal and SSZ peridotite fields are from Niu et al. (1997)and Parkinson and Pearce(1998)，respectively. Also shown are residual compositions after from melting (at 10 and 20kb)of Primitive Mantle(after Palme and O’Neil，2004)calculated using PMelTS program for maxium 40% melting degree (after Ghiorso et al. ，2002)

本研究用于全岩地球化学分析的地幔橄榄岩20 件样品总体较为新鲜，其中二辉橄榄岩9 件，方辉橄榄岩6 件，纯橄岩5 件(表5)。样品中纯橄岩的蛇纹石化程度最高，为了消除蚀变作用对分析结果的影响，在讨论主元素特征之前，将挥发组分扣除，并进行标准化。图9 表明，泽当地幔橄榄岩的部分熔融残余范围为18% ～30%，整体的变化范围较大，其中纯橄岩明显偏离部分熔融趋势线，方辉橄榄岩的部分熔融程度则要明显高于二辉橄榄岩，全部样品的趋势为MgO增加，Al2O3减少。另外大部分的泽当地幔橄榄岩样品位于地幔趋势线模型之下(Hart and Zindler，1986;Jagoutz et al.，1979)，全部样品的MgO/SiO2值普遍偏低，表明岩体发生了部分MgO 的丢失，说明整个样品可能经历了海水改造作用(Niu，2004;Snow and Dick，1995)。因此，与实验模拟的部分熔融曲线相比，样品中部分主量元素和稀土元素可能相对较低(Marchesi et al.，2006;Niu et al.，1997)。

纯橄岩5 个样品的烧失量(LOI)很高，在10% ～14%之间，属于高等程度蚀变。因此在主量元素的讨论中，纯橄岩的数据将不作为重点来进行讨论。

方辉橄榄岩6 个样品的LOI 为0.35% ～5.32%，属于弱-中等程度的蛇纹石化。SiO2含量为43.63% ～47.15%，MgO 含量为44.14% ～46.60%。Al2O3含量为0.47% ～0.90%，CaO 含量0.63% ～0.99%。方辉橄榄岩中的Fe2O3T含量为6.90% ～8.36%，MnO 含量为0.11% ～0.13%。方辉橄榄岩TiO2含量均很低，为0.01% ～0.02%。

二辉橄榄岩9 个样品的烧失量(LOI)在0.43% ～4.32%之间，岩石蛇纹石化为轻度-中等。二辉橄榄岩的成分相对稳定，SiO2含量为44.17% ～45.52%，MgO 含量为所有样品中最低，为42.41% ～43.76%，表明其亏损程度为最弱。Al2O3含量为所有样品中最高，为1.47% ～1.80%，CaO 为1.46% ～2.02%，与方辉橄榄岩相比有所增高，这与辉石矿物含量的增加有关。岩石中的FeOT含量7.89% ～8.21%，MnO 含量基本不变为0.12% ～0.14%。TiO2含量为0.02%～0.03%。

MgO 可作为地幔橄榄岩的“亏损指标”(Frey et al.，1985)，随着岩石中橄榄石含量的增高，MgO 值随之增加，岩石的部分熔融程度则越高。将各个元素分别对MgO 进行投影可以直观的反应地幔橄榄岩成分的变化。以MgO 含量作为X 轴，将泽当地幔橄榄岩中各岩相的主量元素含量进行投影，并与原始地幔(McDonough and Sun，1995)进行比较，结果表明泽当地幔橄榄岩MgO 含量要明显高于原始地幔(图9)，CaO、Al2O3的含量与MgO 呈现负相关性，与原始地幔相比，其值要小于原始地幔，二辉橄榄岩中的CaO、Al2O3的含量要高于方辉橄榄岩(图10a，b)，通过与MOR 型地幔橄榄岩(或者深海型地幔橄榄岩)和SSZ 型地幔橄榄岩(或者俯冲型地幔橄榄岩)对比，泽当地幔橄榄岩中二辉橄榄岩与深海地幔橄榄岩类似，方辉橄榄岩和纯橄岩落在了俯冲型地幔橄榄岩范围内。由于受到蚀变作用的影响，纯橄岩的SiO2含量落在了判别图解之外，泽当地幔橄榄岩其他岩相的SiO2含量与MgO 值存在负相关关系(图10c)。各岩相中FeOT与MgO 含量呈现正相关关系，其中二辉橄榄岩的FeOT要低于方辉橄榄岩和纯橄岩(图10c)。与阿尔卑斯地区典型蛇绿岩进行比较，泽当地幔橄榄岩同样含有较低含量的TiO2(均＜0.1%)(Lugovic' et al.，1991;Parlak and Delaloye，1999;Melcher et al.，2002)。地幔亏损程度或部分熔融程度通过地幔橄榄岩中MgO 含量的高低表现出来，MgO 含量越高，说明其局部熔融程度越高，CaO、Al2O3、SiO2等作为组分就越容易进入熔体，从而在地幔残余中的含量越低(Nicolas and Prinzhofer，1983;Hartmann and Wedepohl，1993)。泽当地幔橄榄岩各岩性的熔融程度略有差别，但都高于原始地幔，这表明泽当地幔橄榄岩经历了一定程度的部分熔融过程，这和班公湖、狮泉河以及雅鲁藏布江缝合带西段蛇绿岩的特征一致(邱瑞照等，2005)。

图11 泽当地幔橄榄岩体的全岩REE 模式图(标准化值据McDonough and Sun，1995)(a)纯橄岩;(b)方辉橄榄岩;(c)二辉橄榄岩;区域代表罗布莎岩体数据，数据基于徐向珍(2009)Fig.11 Primitive mantle-normalized REE pattern diagram of the Zedang mantle peridotite (normalization values after McDonough and Sun，1995)(a)dunite;(b)harzburgite;(c)lherzolite;the field represents the data of Luobusha，the data based on Xu (2009)

图12 泽当地幔橄榄岩中MgO-微量元素图深海地幔橄榄岩和俯冲型橄榄岩数据分别来自Niu et al. (1997)和Parkinson and Pearce (1998);Abyssal peridotites:深海地幔橄榄岩;SSZ peridotite:俯冲型地幔橄榄岩Fig.12 Variation diagrams of MgO vs. selected trace and rare earth elements in peridotites of the Zedang ophioliteAbyssal and SSZ peridotite fields are from Niu et al. (1997)and Parkinson and Pearce (1998)，respectively

6.2 稀土元素

泽当地幔橄榄岩的稀土元素和微量元素的丰度较低，部分样品位于检测限附近，符合超基性岩石的特点。对数据进行无下限处理，得到的稀土元素配分特征，微量元素蜘网图特点与主量元素、矿物化学特征相吻合，可作为矿物化学与主量元素的补充，做总体的概括以及辅助说明。

泽当地幔橄榄岩的稀土总量变化在0.15 ×10-6～0.61×10-6之间，样品的LREE/HREE 为0.14 ～4.30。(La/Yb)N值均在0.09 ～1.84 间，(La/Sm)N除13YZ-13-3 样品较高外(10.0)，其余样品的值均在0.5 ～8.0 之间。泽当地幔橄榄岩各个岩相的REE 含量有一定的变化，经原始地幔(McDonough and Sun，1995)标准化之后，稀土元素配分模式显示为比较一致的“V”或“U”型(图11)，其中纯橄岩为LREE 富集型，二辉橄榄岩为HREE 富集型，方辉橄榄岩的轻重稀土比例呈现过渡性，总体LREE/HREE 的变化范围在0.62 ～1.14 之间。从图11 可知，泽当二辉橄榄岩重稀土元素丰度最高，纯橄岩的重稀土元素丰度最低，方辉橄榄岩具有相对富集的轻稀土元素，最低仍为纯橄岩，表明二辉橄榄岩的熔融程度最低，依次为方辉橄榄岩以及纯橄岩。不同岩相橄榄岩的熔融程度和亏损程度存在差异(王希斌和鲍佩声，1996)，这导致REE 丰度的变化范围较大。泽当地幔橄榄岩具有与阿尔卑斯型橄榄岩明显不同的稀土分布模式，因此泽当地幔橄榄岩可能不只是受早期的地幔交代作用控制，可能还经历了后期俯冲洋壳流体的改造。

6.3 微量元素

对于地幔橄榄岩的微量元素说来，不相容元素Nb、Ta、Th、Hf 的低含量会影响分析的精度，而Rb、Sr、Ba 和U 的含量容易受到蛇纹石化作用的影响(杨经绥等，2008)，因此，选择含量相对较高的相容元素Ni、V、Yb 和Y 进行讨论。从图12 可以看出Ni 与MgO 呈正相关性，而V、Yb、Y 与MgO呈负相关性，这可能与岩石中尖晶石及橄榄石含量的变化有关(Dick and Bullen，1984)。

泽当地幔橄榄岩的V、Y、Yb 要低于原始地幔值，而Ni含量要远高于原始地幔值(图12)。这可能是由于部分熔融过程中，Cr、Ni、Co 等相容元素进入残余固相，而Al、Ti、Ca、V、Y、Yb 等不相容元素进入流体相的结果。与MOR 型地幔橄榄岩(或者深海型地幔橄榄岩)和SSZ 型地幔橄榄岩(或者俯冲型地幔橄榄岩)进行对比，泽当地幔橄榄岩中二辉橄榄岩位于深海地幔橄榄岩区，部分熔融程度更高的方辉橄榄岩和纯橄岩更接近俯冲型地幔橄榄岩，这与主量元素特征反应的结果相同。

图13 泽当地幔橄榄岩体的全岩微量元素模式图(标准化值据McDonough and Sun，1995)(a)纯橄岩;(b)方辉橄榄岩;(c)二辉橄榄岩;灰色区域代表罗布莎数据，数据基于徐向珍(2009)Fig.13 Primitive mantle-normalized trace elements spider diagram of the Zedang mantle peridotite (normalization values after McDonough and Sun，1995)(a)dunite;(b)harzburgite;(c)lherzolite;the field represents the data of Luobusha，the data based on Xu (2009)

在微量元素原始地幔标准化图中(图13)，泽当地幔橄榄岩大离子亲石元素(LILE)相对富集，显示为一个总体左高右低的斜坡特征，这也指示了俯冲带壳源的流体作用的存在;此外Nb、HREE、Th 等一些高场强元素亏损，而Ta 相对富集，如此显著的差异性表明泽当地幔橄榄岩既受到亏损地幔源区特征的影响，也受到不同程度的俯冲带流体的改造和交代。

7 讨论

7.1 地幔橄榄岩的部分熔融过程

部分熔融是地幔亏损的原因之一。实验数据表明，当部分熔融程度达到20%，相对富集的二辉橄榄岩会转变成残余的方辉橄榄岩，当部分熔融程度达到50% ～60%，富集的二辉橄榄岩将形成纯橄岩(Jaques and Green，1980;Bonatti and Michael，1989;Kostopoulos，1991)。在部分熔融过程中，地幔橄榄岩中的单斜辉石易在无水条件下首先熔融进入熔体，所以可作为部分熔融的指示矿物，单斜辉石的比例越低，指示此岩石发生部分熔融的程度越高(Dick and Bullen，1984;Kostopoulos，1991)。

泽当地幔橄榄岩中的透镜状纯橄岩表明地幔条件下发生的熔体-岩石的相互作用导致了辉石的熔融。辉石岩脉切穿了泽当地幔橄榄岩内部的方辉橄榄岩和二辉橄榄岩，表明辉石岩岩脉形成于泽当地幔橄榄岩的主体之后，是熔体/流体和橄榄岩相互作用的结果(Kelemen et al.，1992;Garrido and Bodinier，1999)。

泽当地幔橄榄岩的岩相学研究表示，橄榄石具有光滑和弯曲的边界以及“三联点”结构(图4a)，同时方辉橄榄岩中存在少量的辉石斑晶的塑性变形(图4e)，这表明岩石经历了部分熔融过程(图5d，h)(Mercier and Nicolas，1975)，在软流圈下的早期高温阶段，塑性流动和韧性变形作用产生了这种结构的橄榄岩(Dijkstra et al.，2003)。不规则状、未发生变形的橄榄石出现在泽当地幔橄榄岩的斜方辉石斑晶内，这可能是原位的斜方辉石在洋中脊之下发生减压熔融导致的。在大西洋中脊深海橄榄岩中报道过斜方辉石的熔融和橄榄石的交代作用(Seyler et al.，2007)，裂隙状微粒铬尖晶石(图4b)分布于橄榄石-橄榄石之间或者是橄榄石-单斜辉石之间。部分铬尖晶石呈蠕虫状或合晶状结构，这可能是在熔融阶段从斜方辉石中出溶的结果(Mercier and Nicolas，1975)，或者是亚固相出溶的结果。在泽当地幔橄榄岩中可见斜方辉石斑晶的边缘有大量的单斜辉石+尖晶石合成晶，同样的结构也出现于在大西洋中脊的地幔橄榄岩中(Seyler et al.，2007)，这可能是由于斜方辉石与熔体间的渗透作用或者反应而致使单斜辉石和铬尖晶石结晶。此外，可见细粒状的尖晶石分布于橄榄石、斜方辉石及单斜辉石之间，这可能是由于熔体-岩石反应的结果，并在后期结晶橄榄石和斜方辉石。而在一些样品中，斜方辉石的不一致熔融或者岩石熔体反应的存在，致使尖晶石呈粗粒叶片状结构分布于斜方辉石内或橄榄石内(Pagé et al.，2008)。

7.2 泽当蛇绿岩的构造意义

图14 泽当地幔橄榄岩形成环境判别图解(底图据Pearce et al.，2000)(a)泽当地幔橄榄岩中铬尖晶石的Cr# vs. 单斜辉石的Al2O3(wt%)图;(b)泽当地幔橄榄岩及铬铁矿中橄榄石的Fo 值vs. 铬尖晶石的Cr#的成分图. Abyssal peridotites:深海地幔橄榄岩;Forearc (SSZ)peridotite:俯冲型地幔橄榄岩;OSMA-橄榄石尖晶石地幔演化趋势;Passive margin Peridotites-被动大陆边缘地幔橄榄岩;Partial melting-部分熔融趋势;Fractionation trend-结晶演化趋势. Partial melting trends-部分熔融趋势线(据Ozawa，1994). 罗布莎数据来源于徐向珍(2009)Fig.14 Discrimination diagrams of Zedang mantle peridotite (base map after Pearce et al.，2000)(a)viariation diagram of Al2O3(wt%)of clinopyroxene vs. Cr# of coexisting spinel for Zedang peridotites;(b)compositional relationship between Cr# of spinel and Fo content of coexisting olivine for Zedang peridotites and chromitites. Luobusha peridotite data from Xu (2009)

泽当地幔橄榄岩的矿物化学具有深海地幔橄榄岩和弧前地幔橄榄岩的特征(图5-图8)，这一特征表明在泽当地幔橄榄岩的形成过程中存在部分熔融和地幔交代过程。随部分熔融程度的增高，单斜辉石表现为Mg#和CaO 的增加，以及Al2O3和Cr2O3的减少(图7)，与含水熔融实验一致(Gaetani and Grove，1998)。泽当地幔橄榄岩斜方辉石同样显示了明显的部分熔融趋势，随Mg#的增高，Al2O3、Cr2O3含量逐渐减少(图6)。方辉橄榄岩和二辉橄榄岩中有些橄榄石的Fo 值为89.5 ～92.3，这与残余地幔橄榄岩中橄榄石相似(Takahashi，1986)，但是比正常的地幔橄榄岩中的橄榄石有更高的NiO 含量(图5)，Ishimaru and Arai(2008)提出这种高NiO 的含量可能是由于岩石-熔体反应的结果。Kelemen et al.(1998)观察到一些地幔橄榄岩中橄榄石Ni 的含量和斜方辉石的含量有正相关性。富NiO 的橄榄石可能是在SSZ环境中熔体或者富H2O-SiO2的流体渗透作用所导致(Nakamura and Kushiro，1974)。从表3 中看出，单斜辉石相对富集TiO2和Na2O 含量，可能是由于与熔体的渗透作用或者是斜方辉石的直接结晶有关。在部分熔融过程中，Cr 虽然为相容元素，但也可以从斜方辉石中萃取。为此，Pagé et al.(2008)认为单斜辉石的变化过程并不能准确地记录熔体亏损的过程。铬尖晶石矿物化学成分表明，泽当地幔橄榄岩中具有典型阿尔卑斯型橄榄岩的特征，铬尖晶石TiO2含量随着Cr#的增加而增加，一种解释为高温熔体地幔交代成因(Batanova et al.，1998)，另一种认为是玻安质熔体与方辉橄榄岩反应的结果(Zhou et al.，1996)。

在俯冲环境下，俯冲板片中的H2O 可能导致减压熔融(Gill， 1981; Pawley and Holloway， 1993; Ulmer and Trommsdorff，1995;Tatsumi and Eggins，1995;Sisson and Bronto，1998)，原因如下:1)H2O 降低了橄榄岩的固相线或在恒定的温度下增加了地幔橄榄岩的部分熔融程度(Kushiro et al.，1968;Green，1973;Mysen and Boettcher，1975;Hirose and Kawamoto，1995;Green and Falloon，1998);2)增加了斜方辉石熔融的比例，降低了橄榄石和单斜辉石进入熔体的比例，使单斜辉石能够残留在高度部分熔融的熔体中(Kushiro，1969;Gaetani and Grove，1998);3)H2O 可以导致斜方辉石的不一致熔融，从而形成铬铁矿和橄榄石(Bowen and Anderson，1914)。熔体中斜方辉石占的比例增加致使岩浆中更富硅，产生类似于板块边界的特征(Green and Ringwood，1968;Nicholls and Ringwood，1973a，b)。

泽当岩石地球化学的特征支持了与矿物化学得出的结论，从图14 可知泽当二辉橄榄岩位于深海地幔橄榄岩区，由于地幔橄榄岩发生部分熔融，CaO，Al2O3，FeOT这些相容元素被抽走，因此与原始地幔相比泽当地幔橄榄岩具有更低上述元素的含量。同时，泽当地幔橄榄岩的方辉橄榄岩和纯橄岩具有岛弧橄榄岩的特征，与其对应的是方辉橄榄岩和纯橄岩轻稀土元素富集和一些不相容元素V、Y、Yb 亏损的特征，表明泽当地幔橄榄岩经历了MOR 至SSZ 环境的改造过程。从图14 中还可以得出泽当地幔橄榄岩中二辉橄榄岩多位于深海地幔橄榄岩的位置，部分熔融程度较低约10%。泽当岩体中纯橄岩的铬尖晶石Cr#，单斜辉石的Al2O3含量及橄榄石的Fo 值，给出纯橄岩的部分熔融程度达～30%，呈现俯冲型地幔橄榄岩的特征。

7.3 泽当地幔橄榄岩与罗布莎地幔橄榄岩的对比

罗布莎地幔橄榄岩位于泽当岩体东部约120km 处，是雅鲁藏布江缝合带东段另一重要的超基性岩体。前人研究表明，罗布莎岩体同样经历了MOR 至SSZ 环境的改造过程，说明泽当岩体与罗布莎岩体具有一定成因上的联系与可对比性(杨经绥等，2004;熊发挥等，2013)。岩石学特征表明，罗布莎二辉橄榄岩比方辉橄榄岩的单斜辉石含量明显低。矿物化学数据表明，罗布莎地幔橄榄岩橄榄石、单斜辉石、斜方辉石与尖晶石普遍具有更高的Mg#(图5-图8)。罗布莎二辉橄榄岩部分熔融程度为15%，方辉橄榄岩部分熔融程度为17% ～22%，纯橄岩部分熔融程度达到40%(图14)。上述结果表明，相同岩性比较，罗布莎地幔橄榄岩部分熔融程度整体高于泽当地幔橄榄岩，这与罗布莎地区二辉橄榄岩含量少的情况相符。但岩石地球化学表明，罗布莎二辉橄榄岩具有与泽当二辉橄榄岩相似的稀土、微量特征(图11、图13);同时罗布莎方辉橄榄岩和纯橄岩具有更加富集的稀土、微量元素特征(图11、图13)，因此泽当地幔橄榄岩与罗布莎地幔橄榄岩的源区相比亏损程度可能更低，另外两个岩体形成过程中的熔体-岩石反应、俯冲流体改造以及构造就位过程的不同也可能造成两者岩石学、矿物化学和地球化学上的差异。

8 结论

(1)泽当岩体中二辉橄榄岩铬尖晶石的Cr#变化在19 ～34，其部分熔融程度为17% ～22%。方辉橄榄岩铬尖晶石的Cr#变化在17 ～27，部分熔融程度为23% ～30%。纯橄岩中的铬尖晶石的Cr#变化在73 ～94，Cr#的不同表明泽当地幔橄榄岩经历了多阶段的部分熔融过程。

(2)泽当地幔橄榄岩岩相学特征显示岩体经历了部分熔融作用以及岩体和熔体之间的反应，矿物组合、矿物化学成分及地幔橄榄岩的地球化学结果表明，泽当地幔橄榄岩岩体经历了两个阶段，即早期的MOR 构造背景，以及后期就位过程中SSZ 环境的改造。

(3)泽当地幔橄榄岩与罗布莎地幔橄榄岩相比具有相似的形成过程，但岩相学以及地球化学特征存在差异，分析结果表明源区特点、部分熔融程度、熔体-岩石反应、俯冲流体改造以及构造就位过程的差异可能是产生上述差别的原因。

致谢 感谢西藏矿业公司教授级高工巴登珠等野外协助。论文撰写过程中与田亚洲、周文达等进行了有益的讨论，电子探针分析在大陆构造与动力学国家重点实验室戎合高级工程师的帮助下完成，在此，一并致以诚挚的谢意!

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