冷秋鋒 李文昌 戴成龍 張向飛 吳松洋 曹華文

1. 中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，成都 610081 2. 成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，成都 610059

花崗巖作為大陸地殼的重要組成部分，是地球巖石圈區(qū)別于其它行星巖石圈、大陸地殼有別于大洋地殼最主要的物質(zhì)標(biāo)志(Lundstrom and Glazner, 2016; 陳國能等, 2017)，詳細(xì)記錄了陸殼形成演化、殼-幔相互作用過程的豐富信息(Hawkesworth and Kemp, 2006; 吳福元等, 2007a; 翟明國, 2017; Zhangetal., 2021)。因此，長期以來花崗巖的成因、形成的構(gòu)造環(huán)境與地球動力學(xué)背景，以及花崗質(zhì)巖漿和礦化之間的關(guān)系等問題都是重要的前沿研究課題，也是大陸形成演化研究的核心內(nèi)容(Chappell and White, 1974; Pearceetal., 1984; Moneckeetal., 2002; Clemens, 2003; Zurevinskietal., 2017; 王孝磊, 2017; 翟明國, 2017; Zhangetal., 2021)。俯沖造山和碰撞造山是大陸地殼生長和花崗巖形成的重要動力學(xué)機(jī)制，造山帶花崗巖是探索大陸地殼形成和演化的重要對象(Zhangetal., 2021)，巖漿作用發(fā)生的時(shí)間和位置以及熔融產(chǎn)物的類型和組成研究，可以再造造山帶的構(gòu)造演化歷史(高永豐等, 2003)。

拉薩地塊位于青藏高原南部，其作為東岡瓦納大陸的重要組成部分，從古生代到新生代經(jīng)歷了復(fù)雜的演化歷史(Zhuetal., 2011a, 2013, 2016)。尤其是中生代以來，拉薩地塊經(jīng)歷了班公湖-怒江特提斯洋俯沖消減、拉薩-羌塘地塊碰撞、新特提斯洋俯沖以及印度-歐亞大陸碰撞等一系列地質(zhì)過程，導(dǎo)致中-新生代巖漿大爆發(fā)，形成的巖漿巖完好地記錄了拉薩地塊構(gòu)造演化與深部作用過程，為研究和探索拉薩地塊中-新生代演化及巖石圈構(gòu)造提供了重要依據(jù)(Yin and Harrison，2000; Kappetal., 2005, 2007; Moetal., 2008; Zhuetal., 2008, 2009a, b, 2011a; 朱弟成等, 2008a; Zhaoetal., 2009; 閆晶晶等, 2017; 崔浩杰等,2019)。前人對于南拉薩地塊的中-新生代巖漿作用已有較好的研究，而對于中拉薩地塊和北拉薩地塊，同樣保存了三疊紀(jì)-白堊紀(jì)的巖漿作用記錄，但目前還缺乏深入系統(tǒng)的研究。近年來在中拉薩地塊和北拉薩地塊相繼發(fā)現(xiàn)了一系列中生代的巖漿活動(Wangetal., 2014; Zhengetal., 2015; Caoetal., 2019)，涉及到洋殼巖石圈俯沖和羌塘地塊-拉薩地塊碰撞等重要地質(zhì)過程。目前對于中拉薩地塊中-西段的晚侏羅世-早白堊世巖漿作用已取得了部分認(rèn)識，這些廣泛發(fā)育的巖漿巖被認(rèn)為與班公湖-怒江洋的南向俯沖、板片回轉(zhuǎn)以及隨后的板片斷離作用密切相關(guān)(Zhuetal., 2009a, 2011a; Caoetal., 2016; Caoetal., 2019)。相比之下，對于中拉薩地塊東段該時(shí)期發(fā)育的巖漿作用的系統(tǒng)研究還相對薄弱，除了有些年代學(xué)及部分鋯石Hf同位素研究成果的報(bào)道之外，尚缺乏高質(zhì)量的巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)來約束中拉薩地塊巖漿作用的性質(zhì)與成因及其深部動力學(xué)機(jī)制。

基于此，本文以西藏中拉薩地塊東段南緣那茶淌地區(qū)花崗巖類為研究對象，在詳細(xì)的野外地質(zhì)調(diào)研和室內(nèi)巖相學(xué)觀察基礎(chǔ)上，對該地區(qū)黑云母二長花崗巖和花崗閃長巖開展了系統(tǒng)的巖石學(xué)、元素地球化學(xué)、鋯石U-Pb年代學(xué)和Hf同位素研究，結(jié)合區(qū)域上已發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，以期揭示中拉薩地塊東段晚侏羅世-早白堊世時(shí)期的巖漿作用過程、源區(qū)性質(zhì)及巖石成因，并為揭示該時(shí)期巖漿作用的深部動力學(xué)機(jī)制提供更加全面的巖石學(xué)和地球化學(xué)新證據(jù)。

圖1 西藏高原構(gòu)造單元(a)及拉薩地塊主要巖漿巖分布圖 (b)(據(jù)Zhu et al., 2011a; Cao, et al., 2019修改)年齡數(shù)據(jù)引自 Chu et al., 2006; Zhu et al., 2009b, c, 2011a; Chen et al., 2014, 2015, 2017a, b; Meng et al., 2014; Hou et al., 2015; Fei et al., 2015; Zhang et al., 2015; Sun et al., 2015a, 2015b; Yang et al., 2015; Zhao et al., 2015; Zhao et al., 2016; Cao et al., 2016; Wang et al., 2015, 2016, 2017; 曲曉明等, 2006; 康志強(qiáng)等, 2008; 周長勇等, 2008; 高一鳴等, 2009; 劉偉等, 2010, 2012; 孟繁一等, 2010; 李奮其等, 2010; 姜昕等, 2010; 費(fèi)光春等, 2010a, b; 杜德道等, 2011; 余紅霞等, 2011; 于玉帥等, 2011; 崔曉亮等, 2011; 李應(yīng)栩等, 2011, 張亮亮等, 2011; 張曉倩等, 2010, 2012; 姚曉峰等, 2012; 黃克賢等, 2012; 王保弟等, 2012, 2013; 李湘玉等, 2013; 張予杰等, 2014; 王力圓等, 2014, 2016; 張志等, 2015; 范淑芳等, 2015; 周華等, 2016; 王立強(qiáng)等, 2016; 高家昊等, 2016; 李躍等, 2017Fig.1 Tectonic subdivision of the Tibetan Plateau (a) and distribution of main magmatic rocks in Lhasa Block (b) (modified after Zhu et al., 2011a; Cao, et al., 2019)

1 地質(zhì)背景與樣品特征

青藏高原是由一系列起源于岡瓦納大陸的地塊從早古生代開始不斷增生到亞洲大陸形成的(Deweyetal., 1988; Yin and Harrison, 2000; Panetal., 2012; 張澤明等, 2019)。其組成單元從北到南依次可分為昆侖地塊、松潘-甘孜地塊、南羌塘、北羌塘、拉薩地塊和喜馬拉雅地塊(圖1a; Allégreetal., 1984; Yin and Harrison, 2000; Yin, 2006; Gehrelsetal., 2011; Zhang and Santosh, 2012; Zhangetal., 2017)，這些地體依次被昆侖(KSZ)、金沙江(JSSZ)、龍木錯-雙湖(LSSZ)、班公湖-怒江(BNSZ)和雅魯藏布江縫合帶(IYZSZ)分隔(Yin and Harrison, 2000; Panetal., 2012)。作為青藏高原的重要組成部分，拉薩地塊是夾持于班公湖-怒江縫合帶以南和雅魯藏布縫合帶以北的巨型構(gòu)造-巖漿巖帶，東西向長約2500km，南北向?qū)?50～300km，面積達(dá)45萬平方千米(朱弟成等, 2006; 閆晶晶等, 2017)，主要由前寒武紀(jì)的結(jié)晶基底、古生代-中生代的沉積巖和古生代-新生代的巖漿巖組成(潘桂棠等, 2006; Zhuetal., 2011a; Zhangetal., 2012; Linetal., 2013; Xuetal., 2013; Huetal., 2018; 張澤明等, 2019)。根據(jù)沉積蓋層和基底性質(zhì)的差異，拉薩地塊可以進(jìn)一步劃分為北拉薩地塊(NL)、中拉薩地塊(CL)和南拉薩地塊(SL)，其間分別以獅泉河-納木錯蛇綠混雜巖帶(SNMZ)和洛巴堆-米拉山斷裂帶(LMZ)為界(圖1, Zhuetal., 2011a, 2013)。已有研究表明，南拉薩地塊和北拉薩地塊以新生地殼為其主要特征(Moetal., 2007, 2008; Zhuetal., 2011b)，目前尚未發(fā)現(xiàn)寒武紀(jì)結(jié)晶基底(Dongetal., 2011; Zhuetal., 2012)，而中拉薩地塊是具有古老結(jié)晶基底的微陸塊(Zhuetal., 2009a, 2011a)。

圖2 那茶淌地區(qū)地質(zhì)圖1-來姑組第三巖性段第一亞層砂巖、板巖；2-來姑組第三巖性段第二亞層灰?guī)r、大理巖；3-矽卡巖；4-黑云母二長花崗巖；5-鉆孔及編號Fig.2 Geological map of the Nachatang area

圖3 那茶淌地區(qū)花崗巖野外及巖相學(xué)照片(a)黑云母二長花崗巖與花崗閃長巖接觸帶；(b)黑云母二長花崗巖野外露頭；(c、d)黑云母二長花崗巖鏡下照片，見斜長石聚片雙晶和卡氏雙晶；(e)花崗閃長巖巖心照片；(f、g)花崗閃長巖鏡下照片，石英晶體見溶蝕結(jié)構(gòu)，斜長石見聚片雙晶. Qtz-石英；Pl-斜長石；Bt-黑云母Fig.3 Photos of handspeciem and microphotographs of the granites in the Nachatang area

本文研究的花崗巖體位于中拉薩地塊東段南緣，地理位置處于拉薩市墨竹工卡縣北東約30km的扎雪鄉(xiāng)那茶淌地區(qū)(30°10′57″～30°12′01″N、91°55′15″～91°56′57″E)。巖性包括黑云母二長花崗巖和花崗閃長巖，其中黑云母二長花崗巖呈近東西向侵位于上石炭統(tǒng)-下二疊統(tǒng)來姑組(C2-P1l)砂巖、板巖中(圖2)，熱接觸變質(zhì)作用較弱，在局部地段發(fā)生輕微角巖化；花崗閃長巖以巖脈形式侵入于黑云母二長花崗巖體中，在鉆孔中二者接觸界線清晰可見(圖3a)，研究樣品采集自不同鉆孔的不同深度。

黑云母二長花崗巖，呈灰白色，中-粗粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物組成為：石英(25%～30%)、斜長石(35%～40%)、鉀長石(30%～35%)、黑云母(5%～8 %)、角閃石(2%～3 %)，副礦物(磁鐵礦、磷灰石、褐簾石、鋯石等)小于1%。石英為他形粒狀，粒度不均，粒徑2～5mm，鏡下見溶蝕和次生加大邊，波狀消光，偶見裂紋；長石多為柱狀、板狀等自形結(jié)構(gòu)，可見聚片雙晶、簡單雙晶和環(huán)帶結(jié)構(gòu)；黑云母多為片狀結(jié)構(gòu)，具有明顯多色性(圖3c, d)。

花崗閃長巖，呈灰綠色-灰白色，中-粗粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)和似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物組成為：石英(20%～25%)、斜長石(40%～45%)、鉀長石(15%～20%)、角閃石(8%～10%)、黑云母(3%～5%)，副礦物(磁鐵礦、榍石、磷灰石、鋯石等)小于1%；石英顆粒見貝殼斷口，油脂光澤，鏡下波狀消光，溶蝕孔明顯，偶見次生加大邊；斜長石多為半自形長板狀，鏡下有明顯的聚片雙晶和環(huán)帶結(jié)構(gòu)；角閃石主要為黑色，長柱狀，兩組解理明顯；黑云母主要呈片狀，鏡下有棕綠色-棕黃色多色性(圖3f, g)。

2 分析方法

2.1 巖石地球化學(xué)分析

本次研究采集8件花崗巖樣品用于全巖主、微量元素分析，相關(guān)測試在西南冶金地質(zhì)測試所完成。采集新鮮巖石樣品利用蒸餾水進(jìn)行清洗，經(jīng)過破碎、縮分、稱重產(chǎn)生的粉末用于元素地球化學(xué)測試。主量元素測試方法為XRF法，儀器為Axios X熒光儀(PANalytical Company, Netherlands)。微量元素檢測方法為等離子體質(zhì)譜法，儀器為NexLON 300x ICP-MS。主、微量元素分析精度優(yōu)于5%。

2.2 鋯石U-Pb測年

本次研究采集2件測年樣品，黑云母二長花崗巖(NCTYT-1)和花崗閃長巖(NCTYT-2)。巖石碎樣、鋯石挑選、樣品制靶和陰極發(fā)光(CL)顯微照相由中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所實(shí)驗(yàn)室完成。鋯石U-Pb同位素定年在中國地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心實(shí)驗(yàn)室分析完成，所采用的測試設(shè)備為激光燒蝕多接收器電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(LA-MC-ICP-MS)系統(tǒng)，其中多接收器電感耦合等離子體質(zhì)譜儀為Thermo Fisher公司制造的Neptune，激光器為美國ESI公司生產(chǎn)的UP193-FX ArF準(zhǔn)分子激光器，激光波長193nm，脈沖寬度5ns。詳細(xì)的儀器操作條件和實(shí)驗(yàn)流程方法見李懷坤等(2009)。采用208Pb校正法對普通鉛進(jìn)行校正。元素含量及U-Th-Pb同位素比值和年齡計(jì)算均采用軟件ICPMSDataCal 9.0進(jìn)行處理。鋯石U-Pb年齡諧和圖的繪制和MSWD的計(jì)算則采用Isoplot /Ex_ver3。

2.3 鋯石Hf同位素分析

鋯石原位Hf同位素的分析測試在中國地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心同位素實(shí)驗(yàn)室利用Neptune公司LA-MC-ICP MS完成，分析測試點(diǎn)位于鋯石U-Pb同位素測試點(diǎn)附近，激光剝蝕束斑直徑約35μm，具體實(shí)驗(yàn)條件和流程詳見耿建珍等(2011)。使用GJ-1作為標(biāo)準(zhǔn)鋯石檢測實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，本次分析過程中GJ-1的Hf同位素含量為0.282020±0.000016 (2σ，N=11)，與文獻(xiàn)報(bào)道值在誤差范圍內(nèi)一致。εHf(t)值根據(jù)測點(diǎn)的鋯石U-Pb年齡計(jì)算，采用176Lu衰變常數(shù)為1.876×10-11y-1(S?derlundetal., 2004)，球粒隕石176Hf/177Hf比值為0.282785，176Lu/177Hf比值為0.0336 (Bouvieretal., 2008)。虧損地幔模式年齡(tDM)的計(jì)算參考現(xiàn)今虧損地幔176Lu/177Hf比值0.28325，176Lu/177Hf比值為0.0384 (Griffinetal., 2000)。假設(shè)每顆鋯石的母巖漿來自平均大陸地殼，采用176Lu/177Hf比值為0.015 (Griffinetal., 2002)計(jì)算鋯石Hf同位素的地殼模式年齡(tDMC)。選擇不同衰變常數(shù)不會影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3 分析結(jié)果

3.1 巖石地球化學(xué)

3.1.1 主量元素

黑云母二長花崗巖的SiO2含量為71.02%～71.81%，平均71.47%；Al2O3含量為13.45%～13.57%，平均13.51%；Na2O含量為2.26%～2.59%，平均2.45%；K2O含量為4.53%～4.89%，平均4.77%；MgO含量為0.32%～0.38%，平均0.35%；全堿(Na2O+K2O)含量為6.79%～7.47%，K2O/Na2O值為1.89～2.00(表1)。

花崗閃長巖的SiO2含量為65.17%～66.73%，平均66.21%；Al2O3含量為14.43%～15.20%，平均14.63%；Na2O含量為2.85～3.09%，平均3.01%；K2O含量為3.70%～4.28%，平均4%；MgO含量為1.11%～1.20%，平均1.15%；全堿(Na2O+K2O)含量為6.55%～7.37%，K2O/Na2O值為1.29～1.38(表1)。

表1 那茶淌地區(qū)花崗巖主量元素(wt%)和微量元素(×10-6)地球化學(xué)數(shù)據(jù)

續(xù)表1

圖4 那茶淌地區(qū)花崗巖地球化學(xué)圖解(a,據(jù)Rickwood, 1989; b,據(jù)Peccerillo and Taylor, 1976)Fig.4 Geochemical plots of granitiods in the Nachatang area (a, after Rickwood, 1989; b, after Peccerillo and Taylor, 1976)

在A/NK-A/CNK圖(圖4a)上，兩種巖石投點(diǎn)主要落在準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì)區(qū)域， 其中， 黑云母二長花崗巖A/CNK值為1.03～1.14(>1)、平均1.01，A/NK值為1.41～1.57(>1)，Al2O3>CaO+Na2O+K2O，屬于弱過鋁質(zhì)巖石特征；花崗閃長巖A/CNK值為0.98～1.02，平均值為0.99(<1)，A/NK值為1.50～1.66(>1)，顯示準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì)的特征。在SiO2-K2O圖解上，黑云母二長花崗巖樣品成分的投點(diǎn)落在花崗巖區(qū)，花崗閃長巖成分投點(diǎn)落入花崗閃長巖區(qū)域，二者同屬于高鉀鈣堿性系列巖石(圖4b)。

圖5 那茶淌地區(qū)花崗巖原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(a,標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough, 1989)和球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖(b,標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Boynton, 1984)Fig.5 Primitive-mantle normalized trace element spider diagrams (a, normalization values after Sun and McDonough, 1989) and chondrite-normalized rare earth element patterns (b, normalization values after Boynton, 1984) for the granites in the Nachatang area

3.1.2 微量元素

那茶淌地區(qū)兩類花崗巖具有相似的微量元素地球化學(xué)特征。黑云母二長花崗巖的大離子親石元素(LILE)Rb、Ba、K含量分別為：212.6×10-6～216.5×10-6、727.0×10-6～2001×10-6和37585×10-6～40552×10-6；花崗閃長巖的大離子親石元素(LILE)Rb、Ba、K含量分別為：147.4×10-6～185.0×10-6、646.9×10-6～1283×10-6和30718×10-6～35537×10-6；黑云母二長花崗巖的高場強(qiáng)元素(HFSE)Nb、P、Ta、Ti含量分別為：10.50×10-6～15.77×10-6、201.6×10-6～231.8×10-6、0.74×10-6～1.56×10-6和869.9×10-6～1233×10-6，花崗閃長巖的高場強(qiáng)元素(HFSE)Nb、P、Ta、Ti含量分別為：17.13×10-6～20.11×10-6、640.7×10-6～767.3×10-6、1.24×10-6～1.71×10-6和3692×10-6～4117×10-6(表1)。由原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(圖5a)可以看出，該地區(qū)黑云母二長花崗巖和花崗閃長巖均表現(xiàn)出大離子親石元素(LILE)Rb、Ba、K富集，高場強(qiáng)元素(HFSE)Nb、P、Ta、Ti虧損，Nd、La等元素富集的特征，說明花崗巖成巖過程中經(jīng)歷了斜長石、磷灰石和鈦鐵礦等礦物的分離結(jié)晶作用。

稀土元素組成方面，花崗閃長巖稀土元素總量(ΣREE=263.9×10-6～313.8×10-6，平均289.8×10-6)高于黑云母二長花崗巖的(ΣREE=116.3×10-6～168.8×10-6，平均145.2×10-6)，(表1)?？傮w上黑云母二長花崗巖和花崗閃長巖具有相似的稀土元素配分型式(圖5b)，黑云母二長花崗巖LREE/HREE的比值范圍為9.84～12.49，花崗閃長巖LREE/HREE的比值范圍為10.1～11.6，均表現(xiàn)為輕稀土元素相對富集，重稀土元素虧損的特征。黑云母二長花崗巖δEu值范圍為0.69～0.94，花崗閃長巖δEu值范圍為0.59～0.76，呈現(xiàn)銪虧損的特征；黑云母二長花崗巖δCe值范圍為0.91～0.92，花崗閃長巖δCe值范圍為0.88～0.93，呈現(xiàn)輕微虧損的特征。黑云母二長花崗巖(La/Yb)N比值范圍為16.5～25.0，花崗閃長巖(La/Yb)N比值范圍為14.8～18.0，說明該地區(qū)花崗巖類在成巖過程中輕重稀土元素發(fā)生了強(qiáng)烈的分餾作用。

3.2 鋯石U-Pb定年

那茶淌地區(qū)花崗巖的鋯石CL圖像(圖6)顯示，鋯石的主要特征為灰白色-灰黑色，半自形-自形結(jié)構(gòu)，外形主要為長柱狀或菱柱形，長約30～300μm，寬約20～110μm，長寬比值為1.5～2.7，發(fā)育明顯的振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)，Th/U值為0.68～2.16，具有典型的巖漿鋯石特征(吳元保, 2004)。黑云母二長花崗巖(樣品NCTYT-1)21個鋯石測點(diǎn)的U含量為140×10-6～860×10-6，Th含量為490×10-6～1826×10-6，Th/U比值為1.38～2.16(表2)?；◢忛W長巖(樣品NCTYT-2)20個鋯石測點(diǎn)的U含量為140×10-6～750×10-6，Th含量為234×10-6～1120×10-6，Th/U比值為0.68～2.08(表2)。207Pb/235U-206Pb/238U協(xié)和圖(圖7)，所有測試點(diǎn)均落在諧和線上或者附近，說明鋯石沒有發(fā)生明顯的Pb流失，得到的年齡真實(shí)可靠，對測點(diǎn)獲得年齡進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算，得到黑云母二長花崗巖結(jié)晶年齡為147±1.4Ma (MSWD=1.50, n=21)，花崗閃長巖結(jié)晶年齡為140.6±1.3Ma (MSWD=0.89, n=20)，顯示那茶淌地區(qū)花崗巖的成巖時(shí)代為晚侏羅世-早白堊世。

3.3 鋯石Hf同位素

本次研究在鋯石U-Pb年代學(xué)測試基礎(chǔ)上，對黑云母二長花崗巖(NCTYT-1)和花崗閃長巖(NCTYT-2)樣品的年代學(xué)測點(diǎn)開展了Lu-Hf同位素測試，數(shù)據(jù)見表3。黑云母二長花崗巖鋯石原位21個測點(diǎn)進(jìn)行Hf同位素測試，176Hf/177Hf值為0.282073～0.282467，平均為0.282397；176Lu/177Hf值為0. 000721～0.001822，平均為0.001389；兩種花崗巖鋯石176Lu/177Hf值均小于0.002，說明鋯石在形成過程中具有很低的放射性成因Hf的積累，可以判定鋯石的176Hf/177Hf比值和鋯石形成時(shí)的比值一致(Amelinetal., 1999)。黑云母二長花崗巖鋯石εHf(0)值為-24.73～-13.25，εHf(t)值為-21.64～-7.66， Hf同位素地殼模式年齡(tDMC)介于1.69～2.56Ga之間，平均為1.84Ga?；◢忛W長巖鋯石原位20個測點(diǎn)進(jìn)行Hf同位素進(jìn)行分析測試，176Hf/177Hf值為0.282349～0.282456，平均為0.282404；176Lu/177Hf值為0.000699～0.001762，平均為0.001126；εHf(0)值-14.96～-11.18，平均為-13.02；εHf(t)值為-11.95～-8.15，平均為-10.04；Hf同位素地殼模式年齡(tDMC)介于1.71～1.95Ga之間，平均為1.83Ga。

表2 那茶淌地區(qū)花崗巖LA-MC-ICPMS鋯石U-Pb定年結(jié)果

表3 那茶淌地區(qū)花崗巖的鋯石Hf同位素組成

圖6 那茶淌地區(qū)黑云母二長花崗巖(NCTYT-1)和花崗閃長巖(NCTYT-2)的鋯石陰極發(fā)光CL圖像Fig.6 Cathodoluminescence images of selected zircon grains from the biotite granite(NCTYT-1)and granodiorite(NCTYT-2)

圖7 那茶淌地區(qū)黑云母二長花崗巖(NCTYT-1)和花崗閃長巖(NCTYT-2)鋯石U-Pb定年諧和圖及加權(quán)平均年齡圖Fig.7 Zircon U-Pb dating concordances and weighted mean ages of the biotite monzogranite (NCTYT-1) and granodiorite (NCTYT-2) in the Nachatang area

圖8 那茶淌地區(qū)花崗巖體巖石成因判別圖解(a)SiO2-P2O5圖解；(b)(Zr+Nb+Ce+Y)-(Na2O+K2O)/CaO圖解Fig.8 Discrimination diagrams of petrogenetic types for granitoids in the Nachatang area

4 討論

4.1 中拉薩地塊晚侏羅世-早白堊世巖漿活動

區(qū)域上，中拉薩地塊晚侏羅世巖漿巖主要分布于措勤、雄巴、鹽湖、許如錯、亞熱、門巴等地區(qū)(黃俊平等, 2006; 姜昕等, 2010; Zhuetal., 2011a; 閆晶晶等, 2017)。許如錯巖體，巖性主要為黑云母二長花崗巖和閃長巖，成巖時(shí)代為155～161Ma(黃俊平等, 2006; 閆晶晶等, 2017)；夏定勒巖體，巖性為二長花崗巖，成巖時(shí)代為153Ma(閆晶晶等, 2017)；雄巴巖體，巖性主要為花崗閃長巖，成巖時(shí)代為149Ma(姜昕等, 2010)；則弄群火山巖，成巖時(shí)代為129～131Ma(朱弟成等，2008b)；措勤花崗巖體，成巖時(shí)代為152Ma(Zhuetal.，2011a)；鹽湖地區(qū)的流紋巖，成巖時(shí)代為146Ma(Zhuetal.，2011a)。1/25萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告在文部、科波熊、夏定勒地區(qū)也報(bào)道了該時(shí)期的巖漿活動(閆晶晶等, 2017)，在文部復(fù)式巖體中獲得了154±8.4Ma的鋯石U-Pb年齡(閆晶晶等, 2017)，在央雄勒復(fù)式巖體中分別獲得了142Ma的白云母K-Ar年齡(盧書煒等, 2006)。此外，Zhuetal.(2011a)在門巴(154Ma)、梅朵(153Ma)和亞熱(146Ma，160Ma)地區(qū)也發(fā)現(xiàn)了晚侏羅世中酸性巖漿作用的記錄。本文鋯石U-Pb年代學(xué)研究顯示，那茶淌地區(qū)黑云母二長花崗巖侵位時(shí)代為147±1.4Ma，為晚侏羅世中酸性巖漿活動的產(chǎn)物，與上述年齡值較為一致。

中拉薩地塊的早白堊世巖漿巖整體上呈東西向帶狀展布，主要分布于措勤、申扎、門巴、波密、八宿、察隅等地區(qū)。措勤地區(qū)的早白堊世花崗質(zhì)巖石主要分布于江讓-尼雄一帶，巖體主要侵位于石炭系-二疊系、侏羅系和白堊系地層中，巖石類型豐富，主要包括花崗閃長(斑)巖、黑云母二長花崗巖、石英閃長巖和正長花崗巖等，富含大量同期閃長質(zhì)包體(張曉倩等, 2012)，這些巖體成巖時(shí)代為107～122Ma，大多數(shù)據(jù)集中于110Ma左右(周長勇等, 2008; Zhuetal., 2009a; 張曉倩等, 2012)。申扎地區(qū)的早白堊世花崗巖類分布于娘熱藏布、甲崗山、陽定、扁前浦南一帶，包括閃長巖、花崗閃長巖、二云母花崗巖、黑云母花崗巖和花崗斑巖等，同期閃長巖多以包體形態(tài)產(chǎn)出，侵位于石炭系-二疊系沉積地層中，侵位時(shí)代為113～134Ma(Zhuetal., 2009a; 張亮亮等, 2011; 孟繁一, 2014)。門巴地區(qū)的早白堊世花崗質(zhì)巖石主要分布于巴嘎-色日榮一帶，巖石類型主要為黑云母二長花崗巖、斑狀花崗閃長巖和二長花崗巖等，侵入于石炭系-二疊系來姑組地層中，成巖時(shí)代為117～128Ma(孟繁一, 2014)。此外，前人對中拉薩地塊念青唐古拉成礦帶部分礦區(qū)的早白堊世巖漿作用也進(jìn)行了報(bào)道，如亞貴拉鉛鋅礦區(qū)石英斑巖(126.7～130.6Ma，高一鳴等, 2009)，洞中拉鉛鋅礦區(qū)花崗斑巖(124±1.9Ma，費(fèi)光春等, 2010a)和輝綠玢巖(117±1Ma，費(fèi)光春等，2010b)。波密-八宿-察隅地區(qū)的早白堊世花崗巖類巖性主要為閃長巖、花崗閃長巖、和二長花崗巖，成巖時(shí)代為110～133Ma(Boothetal., 2004; Chiuetal., 2009; Zhuetal., 2009b)，有學(xué)者將其解釋為后碰撞背景下增厚地殼重熔形成的S型花崗巖，并受到了新特提斯洋殼巖石圈北向俯沖的影響(Chiuetal., 2009)。Zhuetal.(2009b)發(fā)現(xiàn)了同期的察隅I型花崗巖，認(rèn)為該巖體很可能是在班公湖-怒江海洋巖石圈南向俯沖作用下，由俯沖帶之上的幔源巖漿既提供熱量誘發(fā)古老地殼物質(zhì)重熔，又與該殼源熔體發(fā)生混合而形成。本文獲得的那茶淌地區(qū)花崗閃長巖鋯石U-Pb年齡為140.6±1.3Ma，為早白堊世中酸性巖漿活動的產(chǎn)物，這一年齡結(jié)果與前人研究相比有些偏老。

4.2 巖石成因及巖漿源區(qū)

每種源巖和巖石形成作用都與特定的構(gòu)造環(huán)境密切相關(guān)(Pitcher, 1983)，因此準(zhǔn)確鑒別花崗巖的成因類型是解譯巖石成因和構(gòu)造背景的基礎(chǔ)。根據(jù)實(shí)際礦物含量、全巖地球化學(xué)成分和微量元素豐度的不同，可以將花崗巖類分為I型、S型、A型和M型4類(Chappell and White, 1974; 馬鴻文, 1992; Chappell, 1999)。Chappell and White(1974)根據(jù)源巖的性質(zhì)提出I型和S型花崗巖的分類標(biāo)準(zhǔn)；Collinsetal.(1982)提出A型花崗巖的概念，具有相對不含水(Anhydrous)、富堿(Alkali)和非造山環(huán)境(Anorogenic)的特征；隨后Pitcher(1983)識別出M型花崗巖，認(rèn)為這種類型花崗巖主要是產(chǎn)于大洋盆地之中，常與蛇綠巖套共生產(chǎn)出，巖漿源區(qū)來自于地幔(Mantle)。不同成因類型的花崗巖代表了不同構(gòu)造活動帶、不同源巖和巖石形成作用過程的最終產(chǎn)物，每一種成因類型都具有代表其物質(zhì)來源和形成條件的特殊標(biāo)志。

不同成因類型的花崗巖在礦物組成和元素地球化學(xué)成分上通常存在較大差異(馬鴻文, 1992)。巖石礦物成分在確定了巖石的鋁飽和指數(shù)(A/CNK)基礎(chǔ)上，根據(jù)源巖是否經(jīng)歷地表化學(xué)沉積作用，劃分出了I型和S型花崗巖。如，堇青石、角閃石和堿性暗色礦物是識別I型、S型和A型花崗巖最重要的標(biāo)志性礦物。堇青石、白云母、石榴子石等富鋁礦物的出現(xiàn)則可以說明巖石達(dá)到鋁飽和狀態(tài)，同時(shí)這些礦物也是鑒別S型花崗巖的特征礦物，尤其是巖石中若出現(xiàn)堇青石則可以確定為S型花崗巖；而角閃石則是I型花崗巖的特征判別礦物(謝富偉, 2019)。

圖9 中拉薩地塊晚侏羅世-早白堊世巖漿活動的鋯石εHf(t)與U-Pb年齡圖解中拉薩地塊其它巖漿巖鋯石Hf同位素?cái)?shù)據(jù)引自Zhu et al., 2009b, 2011aFig.9 Plot of zircon εHf(t) vs. ages of the Late Jurassic-Early Cretaceous igneous rocks in the Central Lhasa Terrane

本文研究的那茶淌地區(qū)黑云母二長花崗巖和花崗閃長巖都含有角閃石，未見堇青石和堿性暗色礦物，從礦物學(xué)特征上表明該區(qū)花崗巖具有I型花崗巖的特征。在元素地球化學(xué)成分上，黑云母二長花崗巖和花崗閃長巖具有高度相似的稀土配分型式和微量元素蛛網(wǎng)曲線，表明二者具有強(qiáng)烈的親緣關(guān)系，且經(jīng)歷了相似的演化過程。

在(Zr+Nb+Ce+Y)-(Na2O+K2O)/CaO圖解中(Whalenetal., 1987)，本文的研究樣品均落入未分異的花崗巖區(qū)域(圖8b)，而未經(jīng)強(qiáng)烈分異的花崗巖可用A/CNK=1.1作為劃分I和S型花崗巖的分界，前已述及本文花崗巖樣品多數(shù)為A/CNK<1.1(圖3)，符合I型花崗巖的地球化學(xué)特征。

圖10 那茶淌地區(qū)花崗巖Yb-Ta(a)、(Nb+Y)-Rb(b)、Y-Sr/Y(c)和YbN-(La/Yb)N(d)圖解(a, b,底圖據(jù)Pearce et al., 1984；c, d,底圖據(jù)Defant and Drummond, 1990)Fig.10 Diagrams of Yb vs. Ta (a), (Nb+Y) vs. Rb (b), Y vs. Sr/Y (c) and YbN vs. (La/Yb)N (d) for the granites in the Nachatang area (a, b, after Pearce et al., 1984; c, d, after Defant and Drummond, 1990)

圖11 拉薩地塊晚侏羅世-早白堊世巖漿活動的動力學(xué)模型(據(jù)Cao et al., 2019修改)Fig.11 Schematic illustration of the tectono-magmatic evolution of the Lhasa subterrane during Late Jurassic- Early Cretaceous time (modified after Cao et al., 2019)

實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)研究表明，磷灰石在準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì)巖漿中的溶解度較低(P2O5含量約為0.1%)，并會隨著巖漿溫度的降低和SiO2的增加而降低，所以準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì)的花崗巖中磷灰石總是會優(yōu)先結(jié)晶，殘余巖漿的P2O5含量也會逐漸降低(Watson, 1979; Watson and Capobianco, 1981)。然而，磷灰石在過鋁質(zhì)花崗巖中(A/CNK=1.1～1.3)的溶解度表現(xiàn)出不同的變化趨勢，會隨著A/CNK的增加而增加(A/CNK=1.3時(shí)，P2O5含量可達(dá)到0.63%)，過鋁質(zhì)巖漿中由于磷灰石的溶解度較高，不會優(yōu)先結(jié)晶，所以過鋁質(zhì)花崗巖中隨著SiO2的增加，P2O5含量會增高或保持不變(Watson, 1979; Watson and Capobianco, 1981; 謝富偉, 2019)。因此，磷灰石的這種地球化學(xué)行為被用于區(qū)分I型和S型花崗巖(Chappell，1999; Wuetal.，2003; 閆晶晶等，2017; 謝富偉, 2019)。在SiO2-P2O5圖解中(圖8a)，本文花崗巖類巖石樣品SiO2與P2O5呈現(xiàn)出一定負(fù)相關(guān)關(guān)系，與中拉薩地塊同期巖漿巖樣品的P2O5含量主體顯示出隨SiO2含量的增加而降低的趨勢(閆晶晶等，2017)，與I型花崗巖的演化趨勢較一致。綜上所述，那茶淌地區(qū)的晚侏羅世-早白堊世花崗質(zhì)巖石為準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì)鈣堿性I型花崗巖。

在判別巖漿源區(qū)方面，鋯石原位Lu-Hf同位素是可以詳細(xì)記錄巖漿混合和分異過程中同位素的組成變化，以及有效識別地幔巖漿端元的一種重要同位素示蹤方法(Lietal., 2007; 吳福元等, 2007b)。一般而言，具有較高的εHf(t)值和相應(yīng)較年輕的模式年齡，表明花崗巖可能來源于大陸地殼中地幔物質(zhì)的混入或新生地殼的再循環(huán)；而具有較低的εHf(t)值和相應(yīng)老的模式年齡，則表明花崗巖可能來源于古老地殼的深融或重融(Ben-Bassatetal., 1980; Moetal., 2007)。I型花崗巖可由地殼重熔過程中幔源物質(zhì)的加入而形成(Kempetal., 2007; Collins and Richards, 2008; Zhuetal., 2009b, c)或是殼內(nèi)中基性火成巖或變質(zhì)巖部分熔融形成(Chappell and Stephens, 1988)。本文黑云母二長花崗巖和花崗閃長巖均以較負(fù)的、變化范圍較大的鋯石εHf(t)值為特征(表3、圖9)。其中，黑云母二長花崗巖鋯石εHf(t)值為-21.64～-7.66，Hf同位素地殼模式年齡(tDMC)為1.68～2.56Ga；花崗閃長巖鋯石εHf(t)值為-11.95～-8.15，Hf同位素地殼模式年齡(tDMC)為1.71～1.95Ga。這種變化范圍大的鋯石Hf同位素組成可能是由于長英質(zhì)巖漿和鎂鐵質(zhì)巖漿發(fā)生巖漿混合的產(chǎn)物或是表明巖石的源區(qū)物質(zhì)組成的不均一性。大量的中拉薩地塊樣品顯示出非常負(fù)的εHf(t)值特征(圖9)，結(jié)合中拉薩地塊具有古老地殼基底的特征，認(rèn)為那茶淌地區(qū)準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì)I型花崗巖可能來源于中拉薩地塊古老下地殼物質(zhì)的重熔。

4.3 地球動力學(xué)意義

花崗巖類的形成和大地構(gòu)造環(huán)境具有密切的關(guān)系(Barbarin, 1999)，巖石的地球化學(xué)特征在判別構(gòu)造環(huán)境和地球動力學(xué)演化方面提供有用的信息。那茶淌地區(qū)黑云母二長花崗巖和花崗閃長巖的主量元素地球化學(xué)特征分析顯示Al2O3含量較高，分別為13.45%～13.57%(平均13.51%)和14.43%～15.20%(平均14.63%)，TiO2含量較低，分別為0.15%～0.21%(平均0.17%)和(0.62%～0.69%，平均0.64%)，與弧背景下的巖漿巖地球化學(xué)特征相似(Crawfordetal., 1987)。微量元素以富集K、Rb、Ba、Th等大離子親石元素，虧損Ta、Nb、P、Ti等高場強(qiáng)元素為特征；稀土元素均表現(xiàn)為輕稀土元素富集，重稀土元素相對虧損，具弱的負(fù)Eu異常，同樣顯示出弧巖漿巖的地球化學(xué)特征(Pearce, 1983)。在構(gòu)造環(huán)境判別Yb-Ta圖(圖10a)和(Yb+Ta)-Rb圖(圖10b)中，兩種巖石樣品均落入火山弧花崗巖區(qū)域內(nèi)；在Y-Sr/Y圖解(圖10c)和YbN-(La/Yb)N圖解(圖10d)中，樣品均落入經(jīng)典島弧巖石區(qū)域，顯示出那茶淌地區(qū)花崗巖具有弧型巖漿巖的地球化學(xué)特征(Sun and McDonough, 1989; Tayloretal., 1985; Kangetal.,2014)，表明那茶淌地區(qū)花崗巖類形成于與板片俯沖有關(guān)的火山弧環(huán)境中。

目前對于中拉薩地塊中生代巖漿巖的成因和地球動力學(xué)背景還存在較大爭論，主要集中在新特提斯洋殼北向的低角度或平板俯沖(Coulonetal., 1986; Kappetal., 2007)和班公湖-怒江洋殼南向俯沖及斷離(潘桂棠等, 2006; 朱弟成等, 2006, 2008a, b; Zhuetal., 2009a, b)兩大觀點(diǎn)的爭論。研究表明，洋殼板片俯沖作用形成的弧型巖漿作用，將產(chǎn)生從縫合帶到內(nèi)部的逐漸年輕的趨勢(Gutscheretal., 2000; Caoetal., 2019)，然而這種趨勢從南拉薩地塊到中拉薩地塊的巖漿活動尚未得到證實(shí)(Chenetal., 2017a；Caoetal., 2019)。通過對中部和北部拉薩地塊已發(fā)表年代學(xué)和地球化學(xué)數(shù)據(jù)的綜合歸納，結(jié)合本文數(shù)據(jù)，表明在中侏羅世-早白堊世期間，中部和北部拉薩地塊有連續(xù)的巖漿作用記錄，巖石類型從偏鋁質(zhì)到過鋁質(zhì)均有出現(xiàn)，主要為I型花崗巖(大部分A/CNK<1.1)(Caoetal., 2016; 閆晶晶等, 2017)。此外，有學(xué)者研究了中拉薩地塊早白堊世花崗巖的K2O含量與班公湖-怒江縫合帶的距離呈正相關(guān)關(guān)系，認(rèn)為是班公湖-怒江大洋板塊南向俯沖導(dǎo)致了這些巖漿巖的形成(Wuetal., 2016; Caoetal., 2019)。因此，根據(jù)本文研究結(jié)果，結(jié)合拉薩地塊同時(shí)代巖漿作用成果(Zhuetal., 2011a; 閆晶晶等, 2017; Caoetal., 2019)，本文認(rèn)為中拉薩地塊東段晚侏羅世-早白堊世巖漿活動，是在班公湖-怒江洋殼南向俯沖的地球動力學(xué)背景之下(圖11)，由俯沖帶之上的幔源巖漿提供熱量誘發(fā)中拉薩地塊古老地殼物質(zhì)重熔所形成的。

5 結(jié)論

(1)鋯石LA-MC-ICP-MS U-Pb定年結(jié)果顯示中拉薩地塊東段南緣那茶淌地區(qū)黑云母二長花崗巖成巖年齡為147.1±1.4Ma，花崗閃長巖成巖年齡為140.6±1.3Ma，表明該區(qū)花崗巖類為晚侏羅世-早白堊世巖漿活動的產(chǎn)物。

(2)那茶淌地區(qū)黑云母二長花崗巖和花崗閃長巖具有相似的地球化學(xué)特征，表現(xiàn)為：富SiO2、Al2O3和(Na2O+K2O)，低TiO2；微量元素富集大離子親石元素K、Rb、Ba和輕稀土元素，虧損高場強(qiáng)元素Ta、Nb、P、Ti和重稀土元素，有弱的負(fù)Eu異常；顯示I型準(zhǔn)鋁-弱過鋁質(zhì)的高鉀鈣堿性系列特征。

(3)那茶淌地區(qū)花崗巖類鋯石εHf(t)為較大的負(fù)值和古老的地殼模式年齡，指示巖漿可能來源于古老下地殼物質(zhì)的重熔，其形成的構(gòu)造背景與班公湖-怒江洋南向俯沖有關(guān)。

致謝西藏鑫茂礦業(yè)有限公司為本研究的野外工作提供了大量幫助；四川省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院李盛俊、史子豪、李文祥參與了野外地質(zhì)調(diào)查；審稿專家提出了大量富有建設(shè)性的修改意見和建議；在此一并致以誠摯的謝意！