西藏改则地区侏罗纪火山岩特征及构造意义

杨 立

(1.成都理工大学地球科学学院，四川 成都 610059；2.四川省地质矿产勘查开发局一〇八地质队，四川 成都 611230)

研究区地处西藏改则地区，大地构造位于羌塘地体和拉萨地体的接合部位，跨接南羌塘地体和班公湖-怒江缝合带两大构造单元，由于经历班怒洋长期复杂的构造演化历史，并遭受后碰撞期火山岩断陷盆地叠加以及印-亚大陆碰撞高原隆升期强烈的构造改造，展现出区块分隔、南北分带、东西分段和垂向分层的构造格局。

1 区域地质概况

本文研究的色哇组(J1-2s)位于改则县北东侧的查卡-齐树拉-机布道一带(图1)，出露面积约91km2，地层走向近东西向，北部被康托组角度不整合超覆，西侧被去申拉组(K1q)角度不整合覆盖。色哇组(J1-2s)火山岩夹层呈透镜状产出，最厚部位厚度为10cm～40cm。岩石表面普遍风化蚀变，安山岩呈紫红色或灰绿色，玄武岩呈浅灰绿色，两者具斑状结构。

图1 研究区地质构造位简图(据西藏1∶5万改则东地区区域地质调查报告修改)

2 火山岩岩石学特征

研究区色哇组(J1-2s)主要为一套碎屑岩夹生物灰岩夹少量火山岩，局部变形-变质作用较强，但总体上具有局部无序、整体有序的特点，垂向上总体上显示粒度变粗、水体向上变浅的序列，未见顶底界线。自下而上分为三段，段与段之间为整合接触。

(1)色哇组一段(J1-2s1)：以灰黑色泥板岩夹薄层粉砂-细砂岩为主，局部夹浅灰色中层生物灰岩和基性火山岩；

(2)色哇组二段(J1-2s2)：以中厚层中粗粒砂岩出现为底界，岩石组合主要为一套砂岩夹泥岩、页岩，含砾砂岩中发育底冲刷面和槽状交错层理；

(3)色哇组三段(J1-2s3)：主要为灰色-灰褐色中层中粗粒石英砂岩夹少量泥岩。

色哇组一段(J1-2s1)的基性火山岩岩性主要为玄武岩和安山岩类，厚度约为几十厘米。安山岩呈紫红色、灰绿色，块状构造，斑状结构，基质为玻基交织结构，偶见玻璃质结构。斑晶(±25%)主要为斜长石、角闪石，基质(±75%)为细小的微晶斜长石和玻璃质等组成，褐铁矿2%左右；金属矿物3%，中性火山岩角砾8%左右；后期石英，玉髓12%左右。玄武岩呈浅灰绿色，气孔构造，斑状结构，基质为残余间粒结构。斑晶主要由拉长石和少量辉石组成，基质中拉长石占～35%，褐铁矿占～5%，蚀变暗色矿物(橄榄石、辉石)占～15%，气孔占10%左右。

3 火山岩地球化学特征

3.1 主量元素特征

色哇组一段(J1-2s1)火山岩的SiO2含量变化在48.74%～54.38%之间(表1)，Na2O+K2O含量为4.54%～5.17%，总体属于玄武岩或玄武安山岩范畴。在蚀变火山岩岩性判别图解(图2a)上，样品落入亚碱性玄武岩或玄武岩/安山岩区域；在FeOT/MgO-TiO2图解(图2b)上，样品呈现出钙碱性系列趋势。色哇组火山岩的TiO2含量为0.53%～0.89%，与Changguo岛弧玄武岩(0.5%～1.0%，Wang et al.，2016)相似。MgO含量低且变化较大，介于3.85～8.56之间；Mg#变化范围为46.3～66.5，低于原生岩浆的68～75(Wilson，1989)。MgO含量和Mg#指示色哇组火山岩发生过镁铁质矿物(如橄榄石或单斜辉石)的分离结晶作用。

图2 色哇组蚀变火山岩Nb/Y-Zr/TiO2×10-6图解和FeOT/MgO-TiO2图解

3.2 稀土和微量元素特征

稀土元素和微量元素分析结果见表2。色哇组火山岩稀土元素总量为207.82×10-6～459.52×10-6，安山岩(D5275-B6)轻重稀土分异程度较低(LaN/YbN=1.81)，具弱的负Eu异常(δEu=0.81)，暗指少量的斜长石分离结晶。而玄武岩具有明显的轻重稀土分异，其LaN/YbN为12.67～16.65，负Eu异常微弱(图3a)，δEu为0.82～0.93，表明斜长石的分离结晶有限。

3.3 微量元素特征

在微量元素原始地幔标准化图解(图3b)上，色哇组安山岩富集Th、U、Ta，亏损Nb、Sr、P、Ti(图3b)。与安山岩相比，色哇组玄武岩的Th、U富集程度更大，Nb含量更高，暗指玄武岩具有明显的壳源组分。玄武岩的Ta含量比安山岩低，但Sr呈正异常，与其无明显富Eu异常的特征吻合。总体上，玄武岩和安山岩呈现出与俯冲相关的弧岩浆的特征。

图3色哇组中基性火山岩稀土元素球粒陨石标准化图解(a)和微量元素原始地幔标准化图解(b)，标准化值引自SunandMcDonough，1989

Fig3.DiagramofChondrite-NormalizedREEofIntermediate-BasicVolcanicRockinSewaFormation(a)andNormalizedOriginalMantle(b)

表1 西藏改则色哇组火山岩主量元素(%)和微量元素(10-6)分析结果

表2 西藏改则色哇组火山岩稀土元素和微量元素(10-6)分析结果

续上表

4 岩石成因与构造环境

考虑到色哇组(J1-2s)火山岩普遍具有蚀变，因此，本文主要利用不活动元素进行讨论。从图3中可以看出，色哇组玄武岩总体具有一致的稀土元素和高场强元素分布特征，表明这些元素基本没有遭受蚀变或者变质作用的影响。

δNb[=log(Nb/Y)+1.74-1.92×log(Zr/Y)]值能提供玄武岩源岩的有用信息(Fitton et al.，1997)。通常，负的δNb指示相对浅的洋中脊源岩；而正的δNb反映深部地幔源区。色哇组玄武岩的δNb比值为负值(-0.20～-0.11)，表明其源岩来自浅部的洋中脊源岩(如地幔锲源岩)。此外，色哇组玄武岩具有相对高的Th/Zr和低的Nb/Zr，表明其受到俯冲板片流体的影响。根据Zhu等(2016)的研究结果，班公湖怒江洋在晚三叠世已经开始向北俯冲于南羌塘地体之下。本文色哇组(J1-2s)玄武岩亏损Nb、Ta和Ti，呈现了弧火山岩的特征。其Zr/Y值大于3，与大陆边缘弧玄武岩(Pearce，1983)一致。在Hf/3-Th-Nb/16图解(图4a)上，样品全部落入钙碱性区域，同样，在Pearce和Cann(1973)等提出的Ti/100-Zr-3*Y图解(图4b)上，色哇组火山岩全部落入钙碱性玄武岩区。因此，色哇组火山岩应为大陆弧火山岩，其形成与班公湖怒江洋向北俯冲有关。

综上所述，色哇组火山岩的形成可以表述为：在早中侏罗世期间，班公湖怒江洋向北俯冲于南羌塘地体之下，俯冲板片脱水诱发上覆地幔锲部分熔融，进而形成色哇组火山岩，随后，在熔体上升过程中，岩浆发生了镁铁质矿物等的分离结晶作用。

图4 西藏改则色哇组火山岩构造环境判别图解

5 结论

本文在野外调查的基础上，对改则地区的色哇组(J1-2s)火山岩进行了岩石学和地球化学分析，取得了如下结果与认识。

西藏改则地区色哇组(J1-2s)火山岩呈透镜状形式产出，岩性主要为玄武岩和少量安山岩。火山岩为亚碱性钙碱性系列，以富集大离子亲石元素(Ba、Th、U)和亏损高场强元素(Nb、Ti和P)为特征，在构造环境判别图解上，这些火山岩落入大陆岛弧钙碱性火山岩区域。岩石为遭受了俯冲板片流体改造的地幔锲橄榄岩部分熔融的产物，岩浆在上升期间经历了镁铁质矿物的分离结晶。结合区域地质资料，本文认为班公湖怒江洋在早-中侏罗世期间已经向北俯冲于南羌塘地体之下。