成 明,婁元林,唐 僥,廖 駕,陳澍民,李 毅,郭 威,許開宏
(中國地質(zhì)調(diào)查局 長(zhǎng)沙自然資源綜合調(diào)查中心,湖南 長(zhǎng)沙 410600)
基性脈巖不僅是地球深部巖漿活動(dòng)的重要載體,而且是地球深部動(dòng)力背景的指示標(biāo)志,不同類型與時(shí)代的基性脈巖既能反映拉伸擴(kuò)張的構(gòu)造環(huán)境,又能為深部巖漿活動(dòng)提供新的巖石記錄和時(shí)間坐標(biāo),因此,基性脈巖成為近年來地學(xué)領(lǐng)域尤為關(guān)注的研究對(duì)象,其侵位機(jī)制、形成及演化規(guī)律與造山帶活動(dòng)密切相關(guān)(崔玉良等,2017;裴英茹等,2017;Dengetal.,2017;Liangetal.,2018;丁楓等,2020)。此外,放射狀的基性脈巖群還是地幔柱活動(dòng)的重要標(biāo)志(Ernstetal.,1995;李宏博等,2010;Lietal.,2015)。
喜馬拉雅構(gòu)造帶自北向南可分為特提斯喜馬拉雅、高喜馬拉雅、低喜馬拉雅、西瓦里克前陸盆地4個(gè)構(gòu)造單元(圖1a),其中特提斯喜馬拉雅構(gòu)造單元介于雅魯藏布縫合帶(YZSZ)和藏南拆離系(STDS)之間。藏南特提斯喜馬拉雅構(gòu)造帶廣泛出露近東西向展布的晚侏羅世-早白堊世火成巖,眾多學(xué)者對(duì)江孜-康馬、隆子-洛扎、浪卡子-打隆、絨布-措美等一帶的基性脈巖開展了大量研究,研究表明基性脈巖侵位主要集中在136~130 Ma和150~140 Ma兩個(gè)時(shí)期,顯示了OIB型、N-MORB型和過渡型3種類型特征,均形成于被動(dòng)大陸邊緣強(qiáng)烈拉伸、巖石圈減薄的構(gòu)造環(huán)境下(夏瑛等,2012;王亞瑩等,2016;侯晨陽,2017;丁楓等,2020)。但是,該地區(qū)晚侏羅世-早白堊世基性脈巖的巖石成因一直存在爭(zhēng)議,主要包括兩種模式:① 基性脈巖是大陸裂谷構(gòu)造背景下Kergrelen地幔柱與巖石圈地幔相互作用的產(chǎn)物,與Comei-Bunbury大火成巖內(nèi)諸多OIB型基性脈巖的巖石成因相似(朱弟成等,2004;侯晨陽,2017;丁楓等,2020);② 基性脈巖是靠近大陸邊緣的熱點(diǎn)或地幔柱與軟流圈地幔相互作用產(chǎn)生的巖漿,沿深部大斷裂運(yùn)移至大陸邊緣侵位的產(chǎn)物,與N-MORB型基性脈巖的巖石成因相似(裘碧波等,2010;夏瑛等,2012;朱弟成等,2013;侯晨陽,2017;丁楓等,2020)。
武警黃金第十一支隊(duì)在洛扎-措美一帶承擔(dān)1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn),藏南特提斯喜馬拉雅帶中的夏瓦地區(qū)也廣泛發(fā)育大量的早白堊世基性脈巖,為系統(tǒng)研究特提斯喜馬拉雅構(gòu)造帶深部構(gòu)造演化提供了直接的證據(jù)。因此,本文在區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作的基礎(chǔ)上,以藏南夏瓦地區(qū)基性脈巖為研究對(duì)象,通過系統(tǒng)的巖相學(xué)、年代學(xué)和地球化學(xué)研究,探討其成巖時(shí)代、構(gòu)造環(huán)境和巖石成因等問題,為探討特提斯喜馬拉雅帶構(gòu)造-巖漿演化作用和地球動(dòng)力學(xué)背景等問題提供約束。
藏南夏瓦地區(qū)位于特提斯喜馬拉雅構(gòu)造帶中東部,屬喜馬拉雅地塊,地層分區(qū)屬岡底斯-喜馬拉雅地層大區(qū)中的康馬-隆子地層分區(qū)和北喜馬拉雅分區(qū)。區(qū)內(nèi)出露地層有古生界、侏羅系、白堊系和第四系(圖1b),以侏羅系、白堊系為主,走向明顯受區(qū)域斷裂、褶皺控制,大致呈北西-東南向展布,由早到晚分別為:古生界洛扎巖組(Pzl),為一套變質(zhì)巖,以灰色、深灰色變質(zhì)砂巖、變質(zhì)粉砂巖、板巖、千枚巖、頁巖、灰?guī)r為主;下中侏羅統(tǒng)日當(dāng)組(J1r),以灰、深灰色、灰黑色泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、頁巖為主;下中侏羅統(tǒng)陸熱組(J1-2l),為一套灰色泥質(zhì)粉砂巖、泥巖與灰?guī)r、泥灰?guī)r互層的巖性組合,局部發(fā)育基性火山巖;中侏羅統(tǒng)遮拉組(J2z),以細(xì)砂巖、石英砂巖、長(zhǎng)石石英雜砂巖為主,發(fā)育以玄武巖為主的基性火山巖;上侏羅統(tǒng)維美組(J3w),為一套灰白色、灰色、褐灰色石英砂巖夾少量泥巖為主的巖性組合;上侏羅統(tǒng)-下白堊統(tǒng)桑秀組(J3-K1s),發(fā)育大量火山巖(以玄武巖、英安巖為主)及泥巖、粉砂巖,為一套火山-沉積地層。區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要以洛扎斷裂和措美斷裂為界,劃分為覺拉-玉美褶皺沖斷帶、吉日-乃西褶皺帶和得嘎勒-下藏拆離帶3個(gè)構(gòu)造帶,構(gòu)造帶內(nèi)發(fā)育大量近東西、北西-南東向逆沖推覆斷裂和近南北向張性斷裂。變質(zhì)程度普遍較低,主要為低綠片巖相。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈,火山巖主要產(chǎn)出于侏羅系和白堊系中,巖性以玄武巖、粗玄巖、英安巖為主,侵入巖以脈巖的形式侵入于侏羅系中,巖性以輝長(zhǎng)玢巖、輝綠巖為主。
圖1 藏南夏瓦地區(qū)大地構(gòu)造略圖(a,據(jù)張進(jìn)江等,2007)和區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖(b)Fig.1 Sketch map showing tectonic units(a,modified from Zhang Jinjiang et al.,2007)and simplified regional geological map(b)of the Chaiwa area,Southern Tibet
藏南夏瓦地區(qū)基性脈巖廣泛分布于措美-瓊結(jié)縣及措美-洛扎縣公路兩側(cè),呈近東西向帶狀展布,受地層與斷裂控制明顯,局部見碎裂巖發(fā)育。巖石類型以輝綠巖、輝長(zhǎng)玢巖為主(圖2),脈巖一般寬0.5~20 m,延伸長(zhǎng)度不等,最長(zhǎng)可達(dá)10 km。侵入于下侏羅統(tǒng)日當(dāng)組(J1r)、下中侏羅統(tǒng)陸熱組(J1-2l)和中侏羅統(tǒng)遮拉組(J2z)中,圍巖以泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、黑色頁巖、細(xì)砂巖、泥灰?guī)r、長(zhǎng)石石英雜砂巖為主?;詭r脈與圍巖多數(shù)呈順層侵入接觸關(guān)系,在接觸部位發(fā)育強(qiáng)烈的碳酸鹽化、綠泥石化、高嶺土化、黃鐵礦化等。受后期構(gòu)造影響,發(fā)育多組節(jié)理,以剪節(jié)理為主,方解石、石英沿節(jié)理面充填。
圖2 藏南夏瓦地區(qū)仁溫勒-宗瓦基性脈巖實(shí)測(cè)剖面(PM2)圖Fig.2 Profile map of mafic dykes in Renwenle-Zongwa in the Chaiwa area,Southern Tibet
輝綠巖:新鮮面為灰綠色,風(fēng)化面為紅褐色,主要由斜長(zhǎng)石組成的三角形格架和分布格架中的輝石以及少量不透明鈦鐵氧化物等組成,構(gòu)成輝綠結(jié)構(gòu)。斜長(zhǎng)石約60%,粒徑0.2~0.9 mm,自形-半自形板柱狀,粘土化強(qiáng)烈,絹云母化微弱。單斜輝石約30%,他形板狀、他形粒狀,正高突起,可見兩組解理,偶見簡(jiǎn)單雙晶,分布在斜長(zhǎng)石的三角形格架中。不透明鈦鐵氧化物約5%,呈線紋狀、針狀,雜亂分布。巖石發(fā)育微裂隙,裂隙中充填晶粒石英、碳酸鹽微脈(圖3a、3b)。
圖3 藏南夏瓦地區(qū)輝綠巖(a、b)與輝長(zhǎng)玢巖(c、d)野外和正交偏光照片F(xiàn)ig.3 Field and orthogonal polarized photographs of diabase(a,b)and gabbro porphyrite(c,d)in the Chaiwa area,Southern TibetPl—斜長(zhǎng)石;Px—輝石Pl—plagioclase;Px—pyroxene
輝長(zhǎng)玢巖:新鮮面為灰黑色,風(fēng)化面為褐黃色,主要由斜長(zhǎng)石、輝石和少量石英、綠泥石、不透明鈦鐵氧化物等組成,細(xì)中粒自形-半自形結(jié)構(gòu)。斜長(zhǎng)石約57%,粒徑0.9~4.0 mm,自形-半自形板柱狀,組成三角形格架,聚片雙晶明顯,絹云母化強(qiáng)烈,粘土化,與長(zhǎng)石接觸處多見交代蠕蟲結(jié)構(gòu)。輝石約30%,他形板狀、他形粒狀,分布在斜長(zhǎng)石的三角形格架中,部分晶體綠泥石化強(qiáng)烈。綠泥石約8%,葉片狀、葉片集合體狀、不規(guī)則狀,淡綠色,異常干涉色,正低突起,交代輝石多呈輝石假像。石英約3%,他形粒狀,分散分布,屬于次生礦物。不透明鈦鐵氧化物約4%,他形粒狀,分散分布(圖3c、3d)。
采集仁溫勒-宗瓦一帶剖面PM2(圖1)上7件基性脈巖樣品進(jìn)行全巖主微量元素分析,其中有5件樣品為輝綠巖(樣品編號(hào)為2-Q1、13-Q1、15-Q1、20-Q2、20-Q3),2件樣品為輝長(zhǎng)玢巖(樣品編號(hào)為22-Q1、24-Q3),另選取剖面PM2上2件典型輝長(zhǎng)玢巖(樣品編號(hào)為PM2-22、PM2-24)進(jìn)行鋯石U-Pb測(cè)年(圖2)。
輝長(zhǎng)玢巖中鋯石的碎樣、淘洗和挑選等工作由河北地勘局廊坊實(shí)驗(yàn)室完成,在雙目鏡下挑出無熔蝕、熔圓現(xiàn)象的鋯石,且在測(cè)定時(shí)選擇晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)完整和無裂紋、無包裹體的鋯石顆粒。鋯石挑選后經(jīng)樹膠固定制靶、拋光,選擇同位素稀釋-熱電離質(zhì)譜法(ID-TIMS),在天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所同位素實(shí)驗(yàn)室完成。采用206Pb-235U混合稀釋劑(Krogh,1973),質(zhì)譜測(cè)定在VG354熱離子發(fā)射質(zhì)譜計(jì)上采用單接收器動(dòng)態(tài)測(cè)定模式和Daly 檢測(cè)器完成,數(shù)據(jù)處理采用PBDAT和Isoplot軟件(Ludwig,1998,2000)處理。
全分析樣品均由湖南省有色地質(zhì)勘查研究院完成,硅酸鹽全分析采用重量法、容量法和原子吸收法等(依據(jù)GB/T 14506-1993),有色金屬、稀土、稀有稀散元素采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS),Sn采用ICP直讀光譜法(依據(jù)YD1.1.22-91)。室內(nèi)溫度為20℃,相對(duì)濕度為61%。
鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像顯示,鋯石自形程度較好,以自形-半自形長(zhǎng)柱狀為主,長(zhǎng)一般在110~180 μm之間,長(zhǎng)寬比多為1∶1~3∶1,發(fā)育巖漿鋯石典型的振蕩環(huán)帶(圖4)。從表1可知,樣品鋯石Th、U含量較高,其中PM2-22樣品的Th、U含量分別為125×10-6~8 019×10-6和417×10-6~3 172×10-6,PM2-24樣品的Th、U含量分別為1 091×10-6~5 537×10-6和559×10-6~1 460×10-6,2個(gè)樣品鋯石的Th/U值分別為0.06~5.31和1.87~3.79,除PM2-22樣品的11.1測(cè)點(diǎn)比值小于0.5外,其余比值均大于0.5,與巖漿成因鋯石特征一致(Hoskin and Black,2000)。2件輝長(zhǎng)玢巖的諧和年齡分別為146.12±0.72 Ma(MSDW=1.3,圖5a)和145.99±0.98 Ma(MSWD=1.7,圖5b)。
圖4 藏南夏瓦地區(qū)基性脈巖鋯石陰極發(fā)光圖像Fig.4 Zircon cathodoluminescence images of mafic dykes in the Chaiwa area,Southern Tibet
圖5 藏南夏瓦地區(qū)基性脈巖鋯石諧和年齡圖Fig.5 Zircon U-Pb concordia diagrams of mafic dykes in the Chaiwa area,Southern Tibet
3.2.1 主量元素特征
從表2可見,夏瓦地區(qū)基性脈巖的SiO2含量為47.20%~50.54%,均值為49.13%,在Zr/TiO2-Nb/Y圖解中落入堿性玄武巖區(qū)域(圖6),Al2O3含量為11.96%~14.13%,均值為13.40%,TiO2含量為3.46%~4.23%,均值為3.83%,P2O5含量為0.42%~0.52%,均值為0.48%,F(xiàn)eOT含量為10.03%~12.60%,均值為10.87%,接近OIB型玄武巖值(10.86%)。A/CNK值為0.92~1.21,顯示弱過鋁質(zhì)特征。里特指數(shù)σ為1.57~2.40,均值為1.84,堿度率(AR)為1.33~1.55,均值為1.41,全堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)(ALK)為3.39~4.75,均值為3.89,TiO2含量較高均值為3.83%,與夏威夷堿性玄武巖TiO2含量(平均為3.22%)相似,顯示堿性特征。鎂鐵指數(shù)(Mg#)為39.78~53.79,均值為46.95,遠(yuǎn)低于原生玄武巖巖漿Mg#值(68~78),固結(jié)指數(shù)(SI)為22.25~32.42,均值為26.71。從夏瓦地區(qū)基性脈巖的主量元素特征來看,顯示高P2O5、FeOT、TiO2含量特征,表現(xiàn)為弱過鋁質(zhì)、堿性,且Mg#、SI指示了較低的巖漿結(jié)晶分異(Rittmann,1957;Thornton and Tuttle,1960;Wright,1969;朱弟成等,2005a,2006)。
表2 藏南夏瓦地區(qū)基性脈巖主量(wB/%)、微量和稀土元素(wB/10-6)組成及相關(guān)參數(shù)Table 2 Major(wB/%),trace and REE(wB/10-6)elements of mafic dykes in the Chaiwa area,Southern Tibet
圖6 藏南夏瓦地區(qū)基性脈巖Zr/TiO2-Nb/Y圖(據(jù)Middlemost,1994)Fig.6 The Zr/TiO2-Nb/Y diagram of mafic dykes in the Chaiwa area,Southern Tibet(after Middlemost,1994)
3.2.2 微量元素特征
夏瓦地區(qū)基性脈巖的ΣREE含量為250.65×10-6~316.70×10-6,均值278.92×10-6,LREE/HREE值為2.70~3.40,均值為3.11,其輕稀土元素(LREE)較為富集,δEu值為0.30~0.37,均值為0.32,顯示負(fù)Eu異常,稀土元素配分曲線為右傾型,其配分曲線與OIB相似(圖7a)(Sun and McDonough,1989)?;悦}巖大離子親石元素相對(duì)富集Ba,虧損K、Pb、Sr元素;高場(chǎng)強(qiáng)元素相對(duì)富集Nb、Ta、Zr、Hf、Th元素,虧損U、Ti元素(圖7b)。Sr元素相對(duì)虧損,可能與斜長(zhǎng)石在低壓條件下分離結(jié)晶有關(guān)。Th/Yb值、Ce/Zr值分別為1.08~1.93、0.09~0.28,均值分別為1.28、0.16,與OIB玄武巖(分別為1.9、0.3)(Pearce,1982;王一偉,2015)相似。以上特征均指示它們的巖漿來源和巖石成因可能相似。
圖7 藏南夏瓦地區(qū)基性脈巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式圖與原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蜘蛛圖(標(biāo)準(zhǔn)化值和標(biāo)準(zhǔn)OIB、MORB數(shù)據(jù)據(jù)Sun and McDonough,1989)Fig.7 Chondrite-normalized REE patterns and primitive mantle-normalized trace element spider diagrams of mafic dykes in the Chaiwa area,Southern Tibet (standardized values and standard OIB、MORB data after Sun and McDonough,1989)
藏南特提斯喜馬拉雅構(gòu)造帶江孜-康馬、隆子-洛扎、浪卡子-打隆、絨布-措美等地出露的基性脈巖或巖墻有較多年齡數(shù)據(jù)報(bào)道,如洛扎地區(qū)基性巖墻群結(jié)晶年齡為138±11 Ma(童勁松等,2007);浪卡子地區(qū)基性脈巖結(jié)晶年齡分別為134.9±1.8 Ma和135.5±2.1 Ma(Jiangetal.,2006);古堆、哲古地區(qū)基性脈巖結(jié)晶年齡為138~133 Ma、131.71±2.7 Ma和135.0±2.4 Ma(任沖等,2014;任沖,2015);扎西康輝綠巖結(jié)晶年齡為132.9±2.4 Ma(楊超等,2014);絨布地區(qū)基性巖脈結(jié)晶年齡分別為137.3±1.6 Ma、147.3±3.6 Ma(丁楓等,2020)。可見,藏南特提斯喜馬拉雅帶基性巖漿活動(dòng)主要集中在136~130 Ma和150~140 Ma兩個(gè)時(shí)段(唐菊興等,2010,2016;丁楓等,2020)。本次研究獲得2個(gè)輝長(zhǎng)玢巖的結(jié)晶年齡分別為145.99±0.98 Ma和146.12±0.72 Ma,表明它們也為特提斯喜馬拉雅帶基性巖漿活動(dòng)主要集中時(shí)期所形成。
夏瓦地區(qū)基性脈巖在La/Nb-La(圖8a)與Nb/Th-Nb圖解(圖8b)中主要落入洋島玄武巖與靠近洋島玄武巖的區(qū)域,在Y/Nb-Zr/Nb(圖8c)與Th/Yb-Ta/Yb(圖8d)圖解中落入靠近富集地幔的區(qū)域。另外,從表3可知,夏瓦地區(qū)基性脈巖Zr/Nb、La/Nb、Ba/Nb、Ba/Th、K/Nb、Rb/Nb、Th/La等多數(shù)參數(shù)值與EMⅠ OIB型富集地幔接近,與Kerguelen地幔柱有關(guān)的火成巖同樣屬于Ⅰ型富集地幔,Th/Nb、Ba/La等少數(shù)參數(shù)值與EMⅡ OIB型富集地幔接近(Weaver,1991)。上述研究表明,夏瓦地區(qū)基性脈巖的巖漿來自深部地幔,與藏南特提斯喜馬拉雅構(gòu)造帶諸多處的OIB型基性巖墻群的巖漿源區(qū)特征相似(江思宏等,2007;裘碧波,2011;任沖等,2014)。
圖8 藏南夏瓦地區(qū)基性脈巖La/Nb-La、Nb/Th-Nb和Y/Nb-Zr/Nb、Th/Yb-Ta/Yb圖解(a、b據(jù)李曙光,1993;c、d據(jù)Wilson,1989)Fig.8 La/Nb-La,Nb/Th-Nb and Y/Nb-Zr/Nb,Th/Yb-Ta/Yb diagrams of mafic dykes in the Chaiwa area,Southern Tibet (a,b after Li Shuguang,1993;c,d after Wilson,1989)
表3 藏南夏瓦地區(qū)基性脈巖和OIB型火成巖中微量元素比值(OIB數(shù)據(jù)據(jù)Weaver,1991)Table 3 Ratios of trace elements in mafic dikes and OIB igneous rocks in the Chaiwa area,Southern Tibet(OIB data after Weaver,1991)
通常認(rèn)為來自地幔柱的巖漿具有低的La/Ta值(一般為8~15),受到巖石圈地幔混染后該比值會(huì)迅速增加(一般大于25),而La/Sm值變化不大;如果巖漿受到地殼混染后,該比值會(huì)迅速增加(一般大于5)(Lassiter and DePaolo,1997;張招崇,2004)。夏瓦地區(qū)基性脈巖La/Ta值為15.42~21.58,均值為18.95,La/Sm值為3.43~4.29,均值為3.87,其巖漿在上升過程中未遭受明顯的巖石圈地?;虻貧の镔|(zhì)的混染;Th/Ta值為1.15~3.27,均值為1.86,Zr/Hf值為32.11~51.23,均值為41.77,均遠(yuǎn)離地殼值(Sun and McDonough,1989;Weaver,1991),指示未遭受地殼混染。在La/Nb-La/Sm圖解(圖9a)中,夏瓦地區(qū)基性脈巖明顯遠(yuǎn)離地殼物質(zhì)混染的趨勢(shì)線,且未表現(xiàn)出正相關(guān)性,在(La/Nb)PM-(Th/Ta)PM圖解(圖9b)中,除2個(gè)樣品外,大部分樣品落入與Kerguelen地幔柱有關(guān)的OIB型火成巖區(qū)域,同樣顯示未遭受地殼混染。
圖9 藏南夏瓦地區(qū)基性脈巖La/Nb-La/Sm和(La/Nb)PM-(Th/Ta)PM判別圖解(據(jù)Zhu et al.,2007)Fig.9 La/Nb-La/Sm and (La/Nb)PM-(Th/Ta)PM discrmination diagrams for mafic dykes in the Chaiwa area,Southern Tibet(after Zhu et al.,2007)數(shù)據(jù)來源:上地殼、中部地殼、下地殼據(jù)Rudnick and Gao (2003);原始地幔據(jù)Taylor and McLennan(1985);巖石圈地幔據(jù)McDonough(1990);與Kerguelen有關(guān)的OIB火成巖據(jù)Zhu et al.(2007)data sources:upper crust,middle crust and lower crust according to Rudnick and Gao (2003);primitive mantle data according to Taylor and McLen-nan (1985);lithospheric mantle according to McDonough (1990);OIB igneous rocks associated with Kerguelen according to Zhu et al.(2007)
古生代以來,特提斯喜馬拉雅帶以海相沉積巖為主,在晚三疊—早白堊世處于被動(dòng)大陸邊緣環(huán)境(余光明等,1990;王根厚等,2000;朱弟成等,2005a)。新特提斯洋在晚侏羅世—早白堊世時(shí)發(fā)生大規(guī)模的擴(kuò)張,導(dǎo)致雅魯藏布縫合帶南側(cè)喜馬拉雅地區(qū)被動(dòng)大陸邊緣處于拉張的構(gòu)造環(huán)境和巖石圈減薄、軟流圈持續(xù)上涌的動(dòng)力學(xué)背景,誘發(fā)強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng),使特提斯喜馬拉雅帶發(fā)育大量的中基性火成巖(朱弟成等,2005a;童勁松等,2007)。眾多學(xué)者研究表明,特提斯喜馬拉雅帶隆子—洛扎一帶中基性脈巖和桑秀組玄武巖均形成于被動(dòng)大陸邊緣拉張的構(gòu)造環(huán)境(鐘華明等,2005;朱弟成等,2005b;任沖等,2014;任沖,2015)。夏瓦地區(qū)基性脈巖在Th/Hf-Ta/Hf圖解中落入初始裂谷玄武巖和陸內(nèi)裂谷堿性玄武巖區(qū)域(圖10a),在微量元素Zr/Y-Zr和Ti-Zr圖解中主要落在板內(nèi)玄武巖區(qū)域(圖10b、10c)。與前人在區(qū)域上的研究結(jié)果對(duì)比來看,夏瓦地區(qū)基性脈巖與特提斯喜馬拉雅帶隆子—洛扎一帶基性脈巖、桑秀組玄武巖的地球化學(xué)特征相似,反映其構(gòu)造環(huán)境和巖漿源區(qū)特征應(yīng)相同。以上研究證實(shí)了夏瓦地區(qū)基性脈巖形成于大陸邊緣裂谷環(huán)境。
圖10 藏南夏瓦地區(qū)基性脈巖Th/Hf-Ta/Hf、Zr/Y-Zr和Ti-Zr圖解(a 據(jù)汪云亮等,2001;b 據(jù)Pearce and Norry,1979;c 據(jù)Pearce,1982)Fig.10 Th/Hf-Ta/Hf、Zr/Y-Zr and Ti-Zr diagrams of mafic dykes from the Chaiwa area,Southern Tibet(a after Wang Yunliang et al.,2001;b after Pearce and Norry,1979;c after Pearce,1982)
普遍認(rèn)為Comei-Bunbury大火成巖省主要分布于澳大利亞西部和中國西藏東南部,與Kerguelen地幔柱頭部玄武巖具有相似的地球化學(xué)特征和相近的成巖時(shí)代,指示它們均與Kergulen 地幔柱巖漿的活動(dòng)密切相關(guān)(朱弟成等,2004,2005a,2005b,2009;夏瑛等,2012;王亞瑩等,2016)。從結(jié)晶年齡和研究區(qū)大地構(gòu)造位置對(duì)比,夏瓦地區(qū)基性脈巖與特提斯喜馬拉雅帶多處基性巖脈屬于同期巖漿活動(dòng),指示其巖石成因可能與Kergulen地幔柱密切相關(guān)。夏瓦地區(qū)基性脈巖的結(jié)晶年齡約為146 Ma,與Comei-Bunbury大火成巖省桑秀組玄武巖、絨布地區(qū)基性脈巖的結(jié)晶年齡(147 Ma左右)非常接近(丁楓等,2020);與OIB的地球化學(xué)特征相似,暗示它們應(yīng)為同源異相的產(chǎn)物。一般認(rèn)為,該區(qū)OIB是與Kerguelen地幔柱作用相關(guān)的產(chǎn)物(朱弟成等,2005a),因此,夏瓦地區(qū)基性脈巖應(yīng)該是大陸邊緣裂谷背景下Kerguelen地幔柱作用的產(chǎn)物。
早期研究發(fā)現(xiàn),在Comei-Bunbury大火成巖省南部谷覺-錯(cuò)那和西部江孜-康馬地區(qū)出露大量的OIB型基性侵入巖和噴出巖(拉康組),結(jié)晶年齡為144~140 Ma,明顯早于特提斯喜馬拉雅帶北部地區(qū)結(jié)晶年齡為135~131 Ma的桑秀組玄武巖。從獲取的年齡數(shù)據(jù)來看,夏瓦地區(qū)基性脈巖與Comei-Bunbury南部和西部OIB型火成巖的結(jié)晶年齡接近,明顯早于Kerguelen地幔柱峰期(132 Ma)(Zhuetal.,2009;侯晨陽,2017;丁楓等,2020),可能代表了地幔柱峰期之前的小規(guī)模巖漿活動(dòng),類似的情況也發(fā)生于塔里木大火成巖省(Zhangetal.,2013)。
(1)夏瓦地區(qū)發(fā)育大量呈近東西向、以輝綠巖和輝長(zhǎng)玢巖為主的基性脈巖,具有低SiO2(47.20%~50.54%)和高M(jìn)g#值(39.78~53.79)特征,屬堿性系列,富集輕稀土元素(LREE),高場(chǎng)強(qiáng)元素(Nb、Ta、Zr、Hf、Th)相對(duì)富集,顯示出似OIB的地球化學(xué)特征;
(2)基性脈巖的結(jié)晶年齡為146~145 Ma,其年齡明顯早于Kerguelen地幔柱活動(dòng)的峰期(132 Ma),可能代表了地幔柱峰期之前的小規(guī)模巖漿活動(dòng);
(3)夏瓦基性脈巖來源于軟流圈地幔的部分熔融,形成于大陸邊緣裂谷背景下,結(jié)合區(qū)域大火成巖省基性巖的發(fā)育,夏瓦地區(qū)基性脈巖應(yīng)是大陸邊緣裂谷背景下Kerguelen地幔柱作用的產(chǎn)物。
致謝本文是在1∶5萬區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查的基礎(chǔ)上完成的,參加工作的還有楊斌、任沖、邱楊、邱海、周春華等,在此表示感謝!