拉萨地块西北日土花岗岩基锆石U-Pb年代学、地球化学及构造意义

刘　函， 王保弟， 陈　莉， 李小波， 王立全

（中国地质调查局 成都地质调查中心， 四川 成都 610081）

拉萨地块西北日土花岗岩基锆石U-Pb年代学、地球化学及构造意义

刘函， 王保弟， 陈莉， 李小波， 王立全

（中国地质调查局 成都地质调查中心， 四川 成都 610081）

由于斑岩矿床的巨大潜力及在拉萨地块与羌塘地块的碰撞过程中的重大意义， 拉萨地块中北部晚白垩世岩浆作用近年来引起广泛关注。日土岩基位于拉萨地块北带的最西端， 其中琼贡南石英闪长岩、琼贡二长花岗岩和栋晒花岗岩LA-ICP-MS 锆石 U-Pb年龄分别为82.8±0.8 Ma、84.4±0.7 Ma和82.6±0.6 Ma。里特曼指数（δ=1.89～2.81＜3.3）， 在K2O-SiO2图解上显示其属于高钾钙碱性系列； 区域地质年代学资料及地球化学特征表明形成于后碰撞构造环境。琼贡南石英闪长岩高SiO2（65.09%～65.51%）、高Al2O3（15.97%～16.04%）、高Sr （489～497 μg/g）、低Y（12.2～13.6 μg/g）、Sr/Y=37.65～39.93，显示埃达克质岩特征； 高Mg#（51.1～51.5）、高K2O （2.31%～2.60%）， Cr（141～199 μg/g）和Ni（30.5～31.7 μg/g）含量与拆沉基性下地壳部分熔融成因埃达克质岩石类似。琼贡二长花岗岩和栋晒花岗岩来自较琼贡南石英闪长质埃达克质岩更浅的下地壳变沉积物部分熔融， 与拆沉作用导致的软流圈地幔上涌及其引发的玄武质岩浆底侵作用有关。结合区域资料， 拉萨地块中北部中西段地区在晚白垩世早期（＞90 Ma）可能已经存在一个大于50 km的加厚地壳。

晚白垩世； 日土； 埃达克质岩； 锆石U-Pb 定年

卷（Volume）39， 期（Number）6， 总（SUM）149

页（Pages）1141～1155， 2015， 12（December， 2015）

0　引　言

拉萨地块北带发育大量白垩纪（以早白垩世为主）岩浆岩（康志强等， 2009， 2010； Zhu et al.， 2011），一直以来都将其解释为雅江洋盆大洋岩石圈北向俯冲成因（Coulon et al.， 1986； Kapp et al.， 2003； Ding et al.， 2003）； 但随着近年来对该带白垩纪岩浆事件、狮泉河-永珠-嘉黎缝合带、班公湖-怒江缝合带研究的进一步深入， 其形成的具体动力学背景的争论也随之扩大（潘桂棠等， 2006； 朱弟成等， 2008； 康志强等，2009）。近年来多数资料认为拉萨地块北带早白垩世岩浆活动与班公湖-怒江洋盆向南俯冲有关（陈越等，2010； Zhu et al.， 2011）， 但也可能与狮泉河-永珠缝合带闭合过程相关（郑有业等， 2008）， 同时部分学者仍坚持认为该带早白垩世岩浆活动形成于雅江洋盆大洋岩石圈北向俯冲环境（Wen et al.， 2008； 马国林和岳雅惠， 2010）。

拉萨地块北带晚白垩世岩浆活动相对早白垩世较弱， 目前仅在日土、班戈等地发现较少的晚白垩世岩浆记录（Zhao et al.， 2008； 高顺宝等， 2011）， 它们与措勤含铜双峰岩系、拔拉扎含矿斑岩、嘎拉勒中酸性岩体等共同组成拉萨地块中北带晚白垩世岩浆事件群， 但关于其是形成于班公湖-怒江缝合带闭合碰撞过程还是雅江带北向俯冲环境仍存在争论（曲晓明等， 2006； 吕丽娜等， 2011； 余红霞等， 2011），同时拉萨地块中北带～90 Ma斑岩矿床与该期岩浆事件密切相关（王保弟等， 2013）。本文主要报道拉萨地块北带西段日土岩基3个晚白垩世花岗质岩体的岩石学、地球化学及LA-ICP-MS 锆石 U-Pb年代学研究结果， 探讨其形成机制。

1　地质背景

日土岩基位于拉萨地块北带西段， 是昂龙岗日白垩纪-始新世复合岩浆岩带的一部分（潘桂棠等，2002）。该岩浆岩带在狮泉河-日土地区主要分布于曲垄电站、波孔、栋晒、日松、赛卓一带， 总体呈NWW向带状展布； 岩体大小不一， 由岩基（如日土岩基）、岩株（如日松岩株）和一些小岩枝组成； 岩性主要有花岗闪长岩、二长花岗岩、花岗岩、石英闪长岩等（郭铁鹰等， 1991； 谢国刚， 2004a， 2004b）。北侧紧邻班公湖蛇绿混杂岩带， 带内蛇绿岩组合发育较全， 洋中脊环境辉长岩和辉绿岩时代为早侏罗世，硅质岩放射虫时代多为中晚侏罗世-早白垩世， 于晚白垩世完成构造侵位（谢国刚， 2004b； 刘庆宏，2004； 史仁灯等， 2005； 曲晓明等， 2010）。南侧与狮泉河蛇绿混杂岩带相邻， 为狮泉河-拉果错-永珠-嘉黎缝合带的西段， 硅质岩放射虫时代为晚侏罗世-早白垩世， 辉绿岩墙时代为早白垩世， 下白垩统郎山组灰岩角度不整合于狮泉河蛇绿混杂岩之上（郑有业等， 2004； 郑有业， 2008）。

图1　研究区地质略图及采样位置（据1∶25万日土幅修编）Fig.1　Regional geological map of the study area and sample locations

2　岩体地质与岩相学

本文沿麻嘎藏布-吉嘎勒河谷东侧自北向南分别对3个岩体进行采样分析， 三者都为日土岩基的一部分， 因岩性及产地不同分为琼贡二长花岗岩、栋晒花岗岩和琼贡南石英闪长岩（图1）。

琼贡二长花岗岩（10RT-08）： 主体位于琼贡、君麦雪外康日一带， 西北以宽约500 m条带延伸至麻嘎藏布河谷， 面积约20 km²。北侧侵入上侏罗统多仁组、日松组； 东、南侧为中细粒斑状黑云角闪石英闪长岩、琼贡南石英闪长岩； 西侧为栋晒花岗岩。采样坐标为79°42′20.1″E， 33°19′54.9″N。岩石呈灰白色， 块状构造， 二长结构， 矿物粒径一般2～5 mm，矿物成分主要有斜长石（30%～45%）、钾长石（25%～45%）、石英（21%～25%）、普通角闪石（2%～5%）、黑云母（5%～6%）。斜长石呈半自形板状， 发育聚片双晶、卡钠复合双晶， 发育环带结构； 钾长石呈它形粒状、板状， 具卡氏双晶和格子双晶， 属微斜长石。

栋晒花岗岩（10RT-11）： 东北侧为琼贡二长花岗岩体， 南侧与中细粒角闪黑云二长花岗岩侵入接触。采样坐标为79°42′7.8″E， 33°19′21″N。岩石呈灰白色， 块状构造， 似斑状结构， 矿物组成为斜长石（30%～46%）、钾长石（24%～45%）、石英（～26%）、普通角闪石（2%～5%）、黑云母（6%～7%）， 斑晶粒径约5～10 cm，以钾长石为主（2%～15%）， 少量斜长石（＜5%）， 基质粒径一般2～5 mm。斜长石为半自形板状， 见环带构造； 钾长石为它形粒状、板状， 具卡氏双晶和格子双晶， 属微斜长石， 少数为正长条纹长石。

琼贡南石英闪长岩（10RT-14）： 位于琼贡南侧，北侧为琼贡二长花岗岩， 东侧侵入于上侏罗统日松组， 面积约5 km2。采样坐标为79°45′30.2″E，33°14′46.9″N。岩石呈灰色、浅灰色， 块状构造， -中细粒结构， 矿物组成为斜长石（64%）、钾长石（3%）、石英（20%）、角闪石（2%）、黑云母（10%）。斜长石双晶发育、具环带构造； 钾长石它形， 具条纹构造， 属条纹长石； 石英呈它形粒状； 黑云母片状。

整体而言， 日土岩基与围岩为明显的侵入接触关系， 接触面多呈外倾的凹凸不平的波状曲面或弧形曲面， 接触带接触变质作用明显； 围岩为上侏罗统多仁组、日松组碳酸盐岩、砂岩、粉砂岩、泥板岩， 与岩体接触带角岩化明显。岩体内原生构造不发育， 以次生节理为主。

图2　样品10RT-08（a）、10RT-11（b）和10RT-14（c）锆石阴极发光照片(测点年龄的单位为Ma)Fig.2　CL images of zircons from sample 10RT-08 （a）， 10RT-11 （b）， and 10RT-14 （c）

3　分析方法

每个岩体各选择一个样品进行锆石U-Pb定年分析， 样品破碎和锆石挑选由河北省廊坊区域地质调查研究院地质实验室完成， 锆石阴极发光照相和LA-ICP-MS定年在西北大学大陆动力学国家重点实验室完成， 使用国际标准锆石91500进行分馏校正，激光束斑直径32 μm， 普通铅根据实测， 详细流程及方法参见Yuan et al. （2004）。主量元素分析在成都地质调查中心采用XRF（Rigaku RIX 2100型）玻璃熔饼法完成， 分析精度优于4%； 微量元素分析在中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源国家重点实验室采用酸溶法利用Agilent 7500a 型ICP-MS完成，分析精度和准确度一般优于5%。

4　年代学特征

3个样品的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分析结果见表1。

琼贡二长花岗岩体（10RT-08）： 锆石颗粒自形良好， 多呈长柱状， 阴极发光照片显示良好的岩浆振荡环带（图2a）。共测定21颗锆石21个测点， 除3号测点外， 20个测点的年龄非常集中， 位于谐和线上及其附近，206Pb/238U年龄变化于79.8～84.9 Ma之间， 加权平均年龄为82.6±0.6 Ma （MSWD=2.3） （图3a）。相应测点的Th/U比值变化于0.54～1.23之间，Th、U之间的相关性良好， 与典型岩浆锆石一致。

栋晒花岗岩体（10RT-11）： 锆石颗粒自形柱状，岩浆振荡环带清晰（图2b）。共测定21颗锆石21个测点， 除偏离谐和线的3个测点（7， 11， 17）外，其余18个测点的206Pb/238U年龄集中于79.9～85.7 Ma之间， 位于谐和线上及其附近， 加权平均年龄为82.8±0.8 Ma （MSWD=4.1） （图3b）。所选测点的Th、U相关性较好， Th/U比值在0.48～1.09之间变化， 显示典型岩浆锆石特征。

表1　日土花岗质岩石LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果Table 1　LA-ICP-MS U-Pb zircon isotopic results of the granitic rocks at Rutog

琼贡南石英闪长岩体（10RT-14）： 锆石颗粒为自形柱状， 阴极发光照片显示锆石内部具有明显的岩浆振荡环带（图2c）。共测定21颗锆石21个测点， 21个测点的年龄都非常谐和， 位于谐和线上及其附近，206Pb/238U的年龄变化于82.2～86.7 Ma之间， 加权平均年龄为84.4±0.7 Ma （MSWD=3.6） （图3c）。相应测点的Th、U线性相关性良好， 除1号和12号测点的Th/U＜0.4外， Th/U比值主体在0.52～1.36之间， 是典型的岩浆锆石。

综上， 琼贡二长花岗岩、栋晒花岗岩与琼贡南石英闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年显示其结晶时代分别为82.6±0.6 Ma、82.8±0.8 Ma和84.4±0.7 Ma，侵位时代均为晚白垩世。琼贡南石英闪长岩年龄与郭铁鹰等（1991）所测的年龄（75.0 Ma， K-Ar法）相近；而栋晒花岗岩年龄与1∶25万日土县幅所划分的侵入期（渐新世）不一致。

续表1：

5　地球化学特征

本文对3个岩体10个岩石样品做了地球化学分析， 结果见表2。琼贡二长花岗岩和栋晒花岗岩显示出与琼贡南石英闪长岩不同的地球化学特征， 下文分别陈述。

5.1主量元素

琼贡二长花岗岩和栋晒花岗岩有相似的主量元素组成， SiO2含量为68.63%～72.44%， TiO2为0.27%～0.56%， MgO为0.51%～1.29%（Mg#=38.9～47.4）， Al2O3为13.84%～15.46%； 全碱（K2O+Na2O）含量为7.43%～8.58%， K2O/Na2O为0.91～1.42。琼贡南石英闪长岩SiO2含量（65.09%～65.51%）和（K2O+Na2O）含量（6.29%～6.50%）偏低， 同时显示较琼贡二长花岗岩和栋晒花岗岩低的K2O/Na2O比值（0.58～0.67）； 其他主量元素含量都较后者高， 如TiO2（0.70%～0.75%），MgO （2.04%～2.14%， Mg#=51.1～51.5）， Al2O3（15.97%～16.04%）等。栋晒花岗岩体和琼贡南石英闪长岩各自主量元素组分几乎没有变化， 而琼贡二长花岗岩体物质组成显示较大变化范围（表2）。

图3　样品10RT-08（a）、10RT-11（b）和10RT-14（c）的锆石U-Pb年龄谐和图Fig.3　U-Pb concordia diagrams of zircons from samples 10RT-08 （a）， 10RT-11 （b） and 10RT-14 （c）

在SiO2-（Na2O+K2O）图解（图略）中， 琼贡二长花岗岩和栋晒花岗岩投点于花岗岩区； 琼贡南石英闪长岩落入石英闪长岩区， 三者都属于亚碱性系列；里特曼指数δ=1.89～2.81＜3.3， 属钙碱性岩类。K2O-SiO2图解（图4a）显示三个岩体都位于高钾钙碱性系列区域， 只是琼贡南石英闪长岩K2O含量稍低。在A/NK-A/CNK关系图（图4b）中， A/CNK值均＜1 （0.95～0.99）， A/NK值均＞1 （1.24～1.77）， 显示准铝质特征。

5.2微量元素

三个岩体的微量元素分配形式相似， 均富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素； 亏损Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素， 只是琼贡二长花岗岩蛛网图相对分散（图5a）。

琼贡二长花岗岩ΣREE为140.7～222.5 μg/g， 变化较大； 栋晒花岗岩ΣREE为135.8～184.0 μg/g； 琼贡南石英闪长岩的ΣREE最低， 为105.7～136.0 μg/g。三个岩体的REE球粒陨石标准化曲线（图5b）呈右倾型，富集LREE， 轻重稀土分异强烈， （La/Yb）N=8.98～31.62； 其中重稀土的Ho到Lu有变平趋势， （Ho/Lu）N= 1.19～1.35。琼贡二长花岗岩显示明显的Eu负异常（δEu=0.39～0.65）， 反映岩浆经历了斜长石的结晶分异； 琼贡南石英闪长岩仅显示轻微Eu负异常（δEu= 0.86～0.93）， 表明岩浆源区斜长石的分离结晶作用不明显， 而栋晒花岗岩显示中等Eu负异常（δEu=0.71～0.82）。

6　讨　论

6.1构造环境

高钾钙碱性花岗质岩出现在各种构造环境中，往往指示一种构造体制的转换而不是特定的构造环境， 比如主碰撞期后的张弛阶段（Barbarin， 1999），而后碰撞岩浆活动往往以大规模的高钾钙碱性岩浆侵位开始（肖庆辉， 2002）。日土岩基挤入式侵入围岩（上侏罗统多仁组、日松组）， 岩体原生构造不发育，表明岩浆上侵过程中遭受的挤压作用较小， 暗示形成于伸展环境， 显示晚造山花岗质岩特征。日土岩基规模巨大， 而挤压背景下形成的花岗岩非常有限（吴福元等， 2007）， 因此后碰撞的伸展垮塌可能是日土岩基晚白垩世花岗质岩侵位的重要机制， 这与Rb-（Y+Nb）判别图解（图6）一致， 二者投点均落入后碰撞区。

另外， 后碰撞期往往比同碰撞期稍晚， 如阿尔卑斯山脉后碰撞期（33～25 Ma）花岗质岩形成于主碰撞期有关的高压变质作用（45～35 Ma）之后（Sylvester，1998）。班公湖-怒江缝合带西段在早白垩世已经进入主碰撞期， 约113 Ma向南俯冲的班公湖-怒江洋壳岩石圈断离（朱弟成等， 2009； Zhu et al.， 2011）， 区域上以上白垩统竞柱山组磨拉石角度不整合于班公湖蛇绿混杂岩之上为标志； 而琼贡二长花岗岩、栋晒花岗岩、琼贡南石英闪长岩形成于85～82 Ma之间，与主碰撞期年龄间隔符合后碰撞期特征。侵入于日土岩基围岩（侏罗系砂板岩）中的酸性岩脉（80～75 Ma）则反映该区在班公湖-怒江缝合带闭合后（晚白垩世）存在地壳伸展事件（江军华等， 2011）， 其同样形成于同碰撞挤压峰期后的区域伸展环境。

表2　日土花岗质岩石的主量元素（%）、微量元素（μg/g）地球化学组成分析结果Table 2　Major （%） and trace element （μg/g） compositions of the granitic rocks at Rutog

图4　日土岩基花岗质岩K2O-SiO2图解（a， 据Peccerillo and Taylor， 1976）与A/NK-A/CNK图解（b， 据Rickwood， 1989 ）Fig.4　Diagram of K2O vs. SiO2（a）， and A/NK vs. A/CNK （b） for the granitiods from Rutog

图5　日土岩基花岗质岩微量元素蛛网图（a）与稀土元素分配形式图（b）（球粒陨石、原始地幔数据引自Sun and McDonough， 1989）Fig.5　Primitive mantle normalized trace element spider diagrams （a） and chondrite normalized rare earth element patterns （b） for the granitoids from Rutog

图6　日土岩基花岗质岩Rb-（Y+Nb）图解（底图据Pearce et al.， 1984）Fig.6　Rb vs. Y+Nb diagram for the granitic rocks fromRutog

6.2岩石成因与岩浆源区

6.2.1琼贡南石英闪长岩

琼贡南石英闪长岩高SiO2（65.09%～65.51%）、高Al2O3（15.97%～16.04%）、高Sr（489～497 μg/g）， 低Y（12.2～13.6 μg/g）、低Yb（1.10～1.23 μg/g）含量、低Sr/Y比值（37.65～39.93）， La/Yb＞20（21.81～28.12）， 显示岩石具有埃达克质岩特征； 在Sr/Y-Y图解（图7）上投点位于埃达克质岩区域。相对高的MgO （2.04%～2.14%，Mg#=51.1～51.5）、Cr（141～199 μg/g）和Ni（30.5～31.7 μg/g）含量， 表明琼贡南石英闪长岩属于高Mg#的埃达克质岩。

图7　日土岩基花岗质岩Sr/Y-Y图解（底图据Defant and Drummond， 1990）Fig.7　Sr/Y vs. Y diagram for the granitic rocks from Rutog

前人研究表明埃达克质岩主要有5种成因： ①俯冲玄武质洋壳熔融（Defant and Drummond， 1990）；②幔源玄武质岩浆高压结晶分异（Castillo et al.， 1999；Macpherson et al.， 2006）； ③增厚下地壳部分熔融（Atherton and Petford， 1993）； ④拆沉下地壳熔融（Xu et al.， 2002； Gao et al.， 2004）； ⑤岩浆混合作用（张宏福和邵济安， 2008）。琼贡南石英闪长岩显示高K2O（2.31%～2.60%）和K2O/Na2O比值（0.58～0.67， 相对于埃达克岩～0.4）、Eu弱负异常特征， 与典型洋壳熔融埃达克岩不一致（Defant and Drummond， 1990；Moyen， 2009）， 表明琼贡南石英闪长岩不是俯冲板片部分熔融成因。幔源玄武质岩浆高压结晶分异形成的埃达克质岩石常常与一系列有成因联系的中基性岩石密切共生（Xu et al.， 2002）， 但该区并未见与琼贡南石英闪长岩同期的基性岩浆事件， 因此排除玄武质岩浆结晶分异成因。同时， 岩浆混合作用埃达克质岩石以中基性为主（张宏福和邵济安， 2008）， 而目前北拉萨地块已经报道的晚白垩世埃达克质岩石都是中偏酸性（余红霞等， 2011； 李华亮等， 2014； 张向飞等， 2014； 张硕等， 2014）， 因此琼贡南石英闪长岩也不是岩浆混合成因。

琼贡南石英闪长岩高SiO2含量（65.09%～65.51%）和Th/U比值（5.05～6.66）， Sr/Y相对较低（＜40）、较高K2O含量与下地壳熔融成因埃达克质岩特征相似（Moyen， 2009； 余红霞等， 2011）。加厚下地壳部分熔融形成的熔体往往具有低Mg#、Cr、Ni含量， 而琼贡南石英闪长岩高Mg#、Cr、Ni含量反映熔体与地幔橄榄岩的平衡（Atherton and Petford， 1993； Rapp and Watson， 1995）， TiO2不饱和则是地幔组分加入导致熔体基性程度增加所致（熊小林等， 2011）， 因此，在已经排除4种可能成因的情况下， 琼贡南石英闪长岩最有可能来自拆沉下地壳熔融成因（Xu et al.，2002； Gao et al.， 2004）。

花岗岩与地壳厚度关系密切（张旗等， 2011），La/Yb比值可用来指示地壳厚度并反映岩浆源区深度（Kay and Mpodozis， 2001； Chung et al.， 2009）， 但是如果有地幔端元物质的加入， La/Yb比值将有所降低（熊小林等， 2011）。拉萨地块中北带中西段已经有多处晚白垩世埃达克质岩石报道， 与地壳熔融有关的埃达克质岩石分布时代从91～82 Ma之间， 这些埃达克质岩石总体表现出随Mg#升高La/Yb比值降低的演化趋势（图8）。91 Ma埃达克质岩显示低Mg#特征， 其拥有较高的La/Yb 比值（张硕等， 2014）； 而88～82 Ma之间的埃达克质岩显示高Mg#特征， 同时表现相对低的La/Yb比值（余红霞等， 2011； 李华亮等， 2014； 张硕等， 2014）， 显然与地幔物质的交代作用有关。这些高Mg#埃达克质岩石可以用①拆沉下地壳熔融以及熔体与地幔反应或②下地壳熔融及其与地幔岩浆的混合（张宏福和邵济安， 2008）来解释，但这些高Mg#埃达克质岩石显示中偏酸性特征， 不可能是第二种成因。这些高Mg#埃达克质岩石成因最合理的解释可能是拆沉下地壳熔融以及熔体与地幔反应； 琼贡南石英闪长岩就属于此类高Mg#埃达克质岩石。在90 Ma以前， 拉萨地块中北带已经有＞50 km的加厚地壳存在（图8）， 也为之后（＜90 Ma）的拆沉作用提供了更多的可能性。

琼贡南石英闪长岩SiO2含量小于70%， K2O含量为2.31%～2.60%， 指示其可能来自变质中-高钾玄武岩部分熔融（熊小林等， 2011）。HREE分配形式较平缓， Y/Yb比值接近10（10.85～11.64）， 表明角闪石为残留相重要矿物之一， 但如果残留相仅为角闪石，不能产生稀土元素强烈分异的熔体（谢克家等， 2010），因此稀土分配模式反映角闪石和石榴石同时作为主要残留相。琼贡南石英闪长岩Eu轻微负异常， Sr正异常不明显， 可能与下地壳H2O含量低或脱水熔融有关（熊小林等， 2011）， 因为在此条件下斜长石可以稳定到较高压力（＞1.8 GPa）。变玄武岩体系相平衡和部分熔融实验揭示金红石（金红石稳定的最小压力为1.5 GPa）是导致埃达克质熔体Nb、Ta亏损的必要残留矿物（Xiong et al.， 2006； Nair and Chacko， 2008），并且由于金红石具低的Nb/Ta比值， 会有效地使Nb和Ta发生分异（Zack et al.， 2002）， 因此与含金红石榴辉岩平衡的熔体具低Nb、Ta含量、高Nb/Ta值特征； 琼贡南石英闪长岩Nb、Ta亏损， Nb/Ta值在15.48～17.61之间， 比地壳平均比值（11.43）高（Rudnick and Gao， 2003）， 反映其母岩浆的残留相中存在金红石。因此， 琼贡南石英闪长岩的拆沉基性下地壳部分熔融源区可能为含金红石石榴角闪岩相。

图8　青藏高原拉萨地块中北部晚白垩世岩浆岩La/Yb-Mg#图解（据Chung et al.， 2009修改， 低Mg#埃达克质岩引自张硕等， 2014； 高Mg#埃达克质岩引自余红霞等， 2011； 李华亮等， 2014； 张硕等， 2014）Fig.8　La/Yb vs. Mg#diagram for the Late Cretaceous lavas in the mid-northern Lhasa terrane

6.2.2琼贡二长花岗岩和栋晒花岗岩

琼贡二长花岗岩和栋晒花岗岩高Na2O（3.50%～3.91%）、低P2O5（0.05%～0.13%）、低A/CNK （0.95～0.99），CIPW标准矿物计算中仅一个样品含极少的刚玉分子（0.02%）， 与I型花岗岩相似； 薄片中含黑云母和角闪石， 不含白云母， 从岩相学上支持其为I型花岗岩。

一般认为， I型花岗岩来自变中-基性火成岩的部分熔融， 但受幔源岩浆改造的沉积物重熔同样可以形成I型花岗岩， 熔融过程中沉积物减少也将引起岩浆成分从S型向I型转变（Kemp et al.， 2007；Collins and Richards， 2008）。琼贡二长花岗岩和栋晒花岗岩SiO2含量较高（68.63%～72.44%）， 指示其可能为变质中酸性岩部分熔融产生（熊小林等， 2011）；并且较琼贡南石英闪长岩有更高的Rb/Sr、Rb/Ba比值（表2）， 也指示它们并非变玄武岩部分熔融成因（Sylvester， 1998）。变沉积岩部分熔融产生的熔体比变玄武岩产生的熔体有更高的Al2O3/（MgO+FeOT）值（Wang et al.， 2003）， 琼贡二长花岗岩和栋晒花岗岩的Al2O3/（MgO+FeOT）值为2.19～4.15， 比琼贡南石英闪长岩（1.51～1.58）更高， 因此琼贡二长花岗岩和栋晒花岗岩可能来自变沉积岩源区。但是琼贡二长花岗岩和栋晒花岗岩同样具有高Mg#（38.9～47.4）特征， 也指示岩浆源区有幔源物质的参与， Cr（144～184 μg/g）、Ni（9.63～19.4 μg/g）含量也明显高于地壳熔融形成的花岗岩值； 其表现出I型花岗岩的特征可能与幔源岩浆的参与有关； 但是Mg#、Cr、Ni含量都较琼贡南石英闪长岩低， 反映地幔物质参与较后者少。

琼贡二长花岗岩和栋晒花岗岩都具有平坦的HREE分配模式， 并且Y/Yb值（9.26～11.47）接近10，共同表明角闪石为主要的残留相矿物， 但是Eu负异常较琼贡南石英闪长岩明显， 反映其源区较后者有更多的斜长石残留， 表明其部分熔融源区较后者更浅。在没有金红石为残留相的情况下， Nb、Ta有相似的地球化学行为， 这决定部分熔融或结晶分异过程中二者没有大的分异， 可以指示岩浆源区特征。琼贡二长花岗岩和栋晒花岗岩的Nb/Ta值分别在8.02～9.75和12.80～12.95之间变化， 较下地壳比值（8.33）略高（Rudnick and Gao， 2003）， 反映幔源岩浆（Nb/Ta值为17.5±2）的参与（Green， 1995）。因此， 琼贡二长花岗岩和栋晒花岗岩可能是地壳拆沉后软流圈地幔物质上涌过程中诱发下地壳变沉积物部分熔融并与之混合， 而后经历强烈结晶分异成因。

琼贡二长花岗岩和栋晒花岗岩表现出相似的微量元素蛛网图和稀土元素分配特征， 但是前者显示更为分散（图5）， 并且Ba、Sr、P、Ti、Eu表现出更为亏损的特征， 同时FeOT/MgO比值也更高， 指示琼贡二长花岗岩经历了较栋晒花岗岩更强烈的分离结晶作用（邱检生等， 2008； 朱弟成等， 2009a）。Ti亏损指示了富钛矿物的分离； P的强烈亏损与磷灰石的分离结晶有关； Sr、Eu亏损则反映斜长石的结晶分异作用， Ba、Eu亏损与钾长石分异有关； 另外， 琼贡二长花岗岩的Y与MgO含量呈正相关特征应是角闪石的分离结晶所致（Zhao et al.， 2008）。

6.3形成机制探讨

本文获得的日土岩基三个花岗质岩体于晚白垩世（85～82 Ma）侵位， 近年来在拉萨地块中北部发现多处晚白垩世岩浆岩， 活动时限为96～75 Ma（Zhaoet al.， 2008； 马国林和岳雅慧， 2010； 余红霞等， 2011；高顺宝等， 2011； 吕丽娜等， 2011； 王保弟等， 2013；李华亮等， 2014； 张向飞等， 2014； 张硕等， 2014； 关俊雷等， 2014； Wang et al， 2014）， 可能代表拉萨地块中北部存在一期重要的晚白垩世岩浆活动。该岩浆活动西起日土， 东达班戈， 呈带状分布。Zhao et al.（2008）依据Sr-Nd同位素特征与林子宗火山岩类似认为日土一带～80 Ma的地壳部分熔融诱因为来自雅江新特提斯洋平板俯冲带之上的基性岩浆底侵作用， 此种解释来自Coulon et al. （1986）的雅江洋壳白垩纪北向低角度（平板）俯冲假说。然而， 此假说是基于当初在拉萨地块南缘未发现白垩纪火山岩而提出的， 但近年研究表明在拉萨地块南缘存在白垩纪岛弧成因岩浆活动（Zhu et al.， 2009a； Ji et al.， 2009）， 已经使白垩纪雅江洋壳北向低角度平板俯冲假说面对诸多质疑， 因为平板俯冲往往形成隔热层， 一般不产生岩浆作用（Gutscher et al.， 2000）。冈底斯南缘玛门桑日群下部埃达克质火山岩（137 Ma）及克鲁～90 Ma埃达克岩表明雅江新特提斯洋盆白垩纪为向北高角度俯冲性质（Zhu et al.， 2009b； Jiang et al.， 2012）。研究结果显示拉萨地块白垩纪岩浆岩由南向北Hf 同位素结果并不连续（ Zhu et al.， 2009a， 2011）， 表明南北的白垩纪岩浆活动有不同的地球动力学背景， 北拉萨地块白垩纪岩浆活动与雅江新特提斯北向俯冲可能并无关系。

日土岩基北侧紧邻班公湖-怒江缝合带、南侧为狮泉河-永珠缝合带， 其与二者关系又如何呢？狮泉河-永珠缝合带的消减和闭合可能在拉萨地块中北带岩浆成因中并未起到主导作用（朱弟成等， 2008），更多的证据表明班公湖-怒江洋盆存在向南俯冲（莫宣学等， 2005； 潘桂棠等， 2006）， 如中拉萨岩浆带锆石Hf同位素向南呈负梯度变化表明拉萨地块北侧必然发生向南的俯冲才能造成班公湖-怒江洋盆的最终闭合（朱弟成等， 2009； Zhu et al.， 2009a）； 拉萨地块北缘广泛分布的早白垩世火山岩正是班公湖-怒江洋盆向南俯冲的直接证据（康志强等， 2009，2010）。班公湖-怒江洋壳向南俯冲过程中在约113 Ma发生板片断离， 导致拉萨地块中北带岩浆活动大爆发， 指示拉萨地块与羌塘地块在113 Ma左右开始进入陆-陆碰撞阶段（朱弟成等， 2009； Zhu et al.，2011）； 在晚白垩世初期拉萨地块中北部发生区域性伸展， 进入后碰撞阶段并爆发大规模的岩浆活动（曲晓明等， 2006； 吕立娜等， 2011； 余红霞等， 2011； 高顺宝等， 2011）。

岩石圈拆沉是后碰撞阶段的重要动力学机制之一。受班公湖-怒江洋盆逐步闭合及雅江新特提斯洋盆开始北向俯冲影响， 拉萨地块在早白垩世（140～130 Ma）发生地壳缩短加厚， 南北向缩短达60%（Murphy et al.， 1997； 丁林和来庆州， 2003）， 早白垩世晚期班公湖-怒江洋闭合后， 拉萨地块中北带卷入陆-陆碰撞环境， 地壳进一步缩短、叠置， 并且在90 Ma以前拉萨地块中北部局部地区的地壳厚度已经大于50 km（图8）， 为稍晚时期发生岩石圈拆沉作用提供了可能性（Wang et al.， 2014）。因此， 日土一带在晚白垩世进入后碰撞构造演化阶段， 伴随地壳进一步加厚， 榴辉岩相下地壳密度增加而发生拆沉作用， 拆沉下地壳上部与相对热的地幔接触， 引发下地壳熔融而形成埃达克质熔体， 埃达克质熔体与地幔反应形成琼贡南高Mg#埃达克质石英闪长岩； 同时软流圈物质上涌诱发下地壳物质部分熔融并与之混合形成琼贡二长花岗岩和栋晒花岗岩。

6.4构造意义

据上所述， 日土岩基琼贡南石英闪长岩具有埃达克质岩的地球化学特征， 平缓的HREE分配形式和Nb、Ta亏损指示其起源于一个残留相为含金红石石榴角闪岩的下地壳源区， 这个深度可能约为50 km， 这就意味着在晚白垩世日土一带的地壳厚度可能大于50 km（张硕等， 2014）。除日土地区外， 尼玛县拔拉扎（北侧紧邻狮泉河-嘉黎结合带南）也出露晚白垩世（～90 Ma）拆沉下地壳熔融成因的埃达克质成矿斑岩（余红霞等， 2011）， 表明在拉萨地块中北部存在一个更大范围的埃达克质岩分布区。因此， 至少在拉萨地块中北部中西段地区在晚白垩世早期（＞90 Ma）已经存在一个大于50 km的加厚地壳（图8）， 加厚下地壳拆沉诱发的一系列岩浆事件与拉萨地块中北部～90 Ma的斑岩型矿床密切相关（王保弟等， 2013；李华亮等， 2014）。

地壳加厚如何产生目前仍不清楚， 中拉萨地块60%的剪切缩短可能发生在早白垩世（Murphy et al.，1997）， 与羌塘地块和拉萨地块的碰撞有关， 丁林和来庆州（2003）证实在早白垩世（140～130 Ma）拉萨地块就发生地壳缩短加厚， 而110 Ma以后进入“硬碰撞”期更是加剧了拉萨地块中北带进一步收缩加厚。另外， 拉萨地块中北带在早白垩世存在持续的岩浆作用， 并在113 Ma左右发生与幔源岩浆活动有关的岩浆大爆发（Zhu et al.， 2011）。因此， 大规模的幔源岩浆底侵作用也可能是其增厚模式之一。

7　结　论

（1） 日土岩基琼贡二长花岗岩、栋晒花岗岩与琼贡南石英闪长岩锆石U-Pb年龄分别为82.6±0.6 Ma、82.8±0.8 Ma和84.4±0.7 Ma， 形成于后碰撞构造环境。

（2） 琼贡南石英闪长岩具埃达克质岩特征， 其高Mg#及高K2O、Cr、Ni含量指示拆沉基性下地壳熔融成因。

（3） 琼贡二长花岗岩和栋晒花岗岩来自较琼贡南石英闪长岩更浅的下地壳变沉积物部分熔融， 与拆沉作用导致的软流圈地幔上涌及其引发的玄武质岩浆底侵作用有关； 前者更高的Ba、Sr、P、Ti、Eu亏损反映比后者经历更高程度的结晶分异作用。

（4） 拉萨地块中北带中西段地区在晚白垩世早期（＞90 Ma）可能已经存在一个大于50 km的加厚地壳。

致谢： 感谢中国地质大学（北京）郑有业教授对论文提出的建设性意见， 感谢中国科学院广州地球化学研究所黄丰、曾云川博士的帮助！

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Zircon U-Pb Geochronology， Geochemistry and its Tectonic Significance of the Rutog Granitic Batholith in the Northwest Lhasa Terrane

LIU Han， WANG Baodi， CHEN Li， LI Xiaobo and WANG Liquan
（Chengdu Center， China Geological Survey， Chengdu 610081， Sichuan， China）

The Late Cretaceous magmatism in the central and northern Lhasa terrane have attracted widespread attention in recent years， because of their giant potential for porphyry deposits and their great implication for the collision between the Lhasa and Qiangtang terranes. Here， we report zircon geochronological and geochemical data of the Late Cretaceous plutons from the Rutog batholith in the westernmost part of the Northern Lhasa terrane，and then discuss the tectonic significance of these plutons. LA-ICP-MS zircon U-Pb ages of the Qionggongnan quartz diorite， Qionggong monzogranite， and Dongshai granite are 82.8±0.8 Ma， 84.4±0.7 Ma， and 82.6±0.6 Ma，respectively. Both Rittman index （δ=1.89- 2.81＜3.3） and K2O-SiO2contents of these rocks suggest that they all belong to high-K calc-alkaline series. Based on previous chronological and geochemical results， these Late Cretaceous granitoids of Rutog Batholith were formed in a post-collisional setting. The Qionggongnan quartz diorite shows typical adakitic affinities， with high SiO2（65.09%-65.51%）， Al2O3（15.97%-16.04%）， and Sr（489-497 μg/g） contents， and low Y （12.2- 13.6 μg/g） concentrations， and high Sr/Y ratios （37.65- 39.93）. Moreover， they have high Mg#values （51.1-51.5）， K2O contents （2.31%-2.60%）， and compatible elements （e.g.，Cr=141-199 μg/g， Ni=15.4- 31.7 μg/g）， suggestive of an origin ofpartial melting of a delaminated lower continental crust. Furthermore， both the Qionggong monzogranite and Dongshai granite were probably resulted from partial melting of crustal materials， which was triggered by the underplating of basaltic magmas related to the upwelling asthenospheric mantle. Combined with regional geological data， we suggest that there had been a thickened crust （＞50 km） on the western and middle part of the central and northern Lhasa terranes in the early Late Cretaceous （＞90 Ma）.

Late Cretaceous； Rutog； adakitic rocks； zircon U-Pb dating

P597； P595

A

1001-1552（2015）06-1141-015

10.16539/j.ddgzyckx.2015.06.014

2013-12-05； 改回日期： 2014-11-21

项目资助： 国家自然科学基金（41303028）、四川省基金（2014JQ0025）和中国地质调查局项目（12120114020601、1212011121262）联合资助。

刘函（1986-）， 男， 工程师， 主要从事造山带地质及青藏高原研究工作。Email： liuhan_cdcgs@163.com