唐淵 秦雅東 王冬兵 李勇 鞏小棟 王保弟 任光明

青藏高原東部的昌都地塊，向西北與北羌塘地塊相連、向南及南東與蘭坪-思茅地塊連接，共同構(gòu)成了青藏高原腹地和藏東南三江-印支地區(qū)特提斯構(gòu)造域重要地塊之一(圖1; 潘桂棠等, 2013; Xuetal., 2015)。作為造山帶內(nèi)部的沉積盆地，昌都地塊內(nèi)發(fā)育有較完整的晚古生界，以三疊系、侏羅系-白堊系廣泛分布為特色(潘桂棠等, 2013)。但其前寒武紀(jì)基底巖系出露較少，主要呈斷塊狀零星分布(何世平等, 2013)；然而基底巖系的認(rèn)知對于青藏高原地質(zhì)構(gòu)造格架的建立和塊體的構(gòu)造歸屬尤為重要。目前已知出露的昌都地塊前寒武基底巖系，前人文獻(xiàn)中常稱為“寧多巖群”、“雄松巖群”和“草曲群”等(姚宗富, 1992; 王國芝和王成善, 2001; 何世平等, 2013; 王保弟等, 2021)。草曲群主要出露于昌都地塊北緣，為一套綠片巖相變質(zhì)巖系，原巖為碎屑巖夾碳酸鹽巖、變基性火山巖，獲得火山巖的鋯石U-Pb年齡為999Ma和876Ma，前人將其時(shí)代歸為晚元古代(Pt3C)(潘桂棠等, 2013; 王立全等, 2013; 王保弟等, 2021)。姚宗富(1992)首次將出露于昌都地塊北緣玉樹縣常青可、寧多一帶的片麻巖、變粒巖、片巖及大理巖等中深變質(zhì)巖系命名為古-中元古代寧多巖群(Pt1-2Nd.)，獲得黑云斜長片麻巖U-Pb同位素年齡1870Ma。寧多巖群呈北西-南東向細(xì)長條帶狀展布，與區(qū)域斷裂走向一致。同年1:20萬白玉縣幅、雄松區(qū)幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作在昌都地塊東南緣貢覺縣雄松牛場一帶的片麻巖中獲Sm-Nd全巖等時(shí)線年齡1540±241Ma，而將其命名為元古界雄松巖群(西藏地礦局, 1992(1)西藏地礦局. 1992. 1:20萬白玉縣幅、雄松區(qū)幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告)?！段髂蠀^(qū)區(qū)域地層》(郝子文, 1999)一書對該套地層層序進(jìn)行了修訂，認(rèn)為雄松巖群一名與寧多巖群屬同物異名，將“雄松巖群”歸為“寧多巖群”，且屬于昌都地塊最古老的基底巖系。然而，主要出露于昌都地塊東北緣的“寧多巖群”和東南緣的“雄松巖群”，周緣均被三疊系火山-沉積巖覆蓋，包括東獨(dú)組(T2d)、公也弄組(T2g)、洞卡組(T2-3dk)及甲丕拉組(T3j)、波里拉組(T3b)、阿堵拉組(T3a)和奪蓋拉組(T3d)等，且遭受了后期晚三疊世和古近紀(jì)花崗質(zhì)巖體的侵入，二者在空間上并沒有連續(xù)性或直接接觸，因此是否同屬于昌都地塊的基底巖系存在爭議。此外對于不同地區(qū)各群的時(shí)代尚存在爭議，以寧多巖群為例，前人曾在不同地區(qū)基于不同測試方法獲得的同位素年齡存在較大的差異(1870Ma、651±152Ma、1594±241Ma、670±24Ma等)，究其原因除了測試方法的局限性和測試精度的不確定性外，主要在于對分布于昌都地塊不同地區(qū)的這套中深變質(zhì)巖系的巖石組合、原巖特征、時(shí)代歸屬和變質(zhì)時(shí)代未能進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究。本文重點(diǎn)選取了昌都地塊東南緣貢覺縣雄松一帶出露的中深變質(zhì)巖系(原稱之為“雄松巖群”，后歸屬為“寧多巖群”)開展了詳細(xì)的野外地質(zhì)調(diào)查、薄片鑒定、LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年、云母Ar-Ar同位素測年等工作，從而探討該套中深變質(zhì)巖的原巖特征及時(shí)代、變質(zhì)時(shí)代及其形成地質(zhì)背景等關(guān)鍵問題。

圖1 青藏高原及東南緣大地構(gòu)造簡圖(據(jù)Xu et al., 2015修改)

1 區(qū)域地質(zhì)背景

昌都-蘭坪-思茅地塊呈NNW-SSE走向，在大地構(gòu)造位置上位于西金烏蘭-金沙江-哀牢山結(jié)合帶以西，烏蘭烏拉湖-瀾滄江結(jié)合帶和班公湖-雙湖-昌寧對接帶中南段以東的區(qū)域(圖1；潘桂棠等, 2013)。昌都地塊具有古-中元古代結(jié)晶基底，即前文所述的寧多巖群(Pt1-2Nd.)中深變質(zhì)巖系和草曲群(Pt3C)淺變質(zhì)巖系。其上的早古生代(O1-S)主要為被動邊緣盆地中的一套深水陸棚-斜坡相復(fù)理石濁積巖系夾薄層灰?guī)r沉積。晚古生代昌都地塊進(jìn)入穩(wěn)定的蓋層發(fā)展階段，泥盆系-二疊系發(fā)育齊全，地塊內(nèi)部表現(xiàn)為陸表海盆地中的淺海臺地型-過渡相碳酸鹽巖和碎屑巖沉積，沉積厚度在3000～5000m之間；在地塊東西兩側(cè)邊緣主要為次穩(wěn)定-活動型沉積，并有中基性火山巖夾層的出現(xiàn)。中二疊世-中三疊世時(shí)期，昌都地塊內(nèi)部延續(xù)碳酸鹽巖+碎屑巖巖石組合，而在地塊東西兩側(cè)則形成以基性-中性-酸性序列火山巖為主夾碎屑巖和碳酸鹽巖沉積的陸緣弧巖石組合。該套巖石組合在昌都地塊東緣稱為“江達(dá)-維西陸緣火山弧帶”，前人研究認(rèn)為其屬于金沙江古特提斯洋盆向西俯沖作用的產(chǎn)物(莫宣學(xué)等, 1993; Jianetal., 2009a, b; 王立全等, 2013)；在江達(dá)-貢覺一線自下而上包括：普水橋組、瓦拉寺組、東獨(dú)組、公也弄組、洞卡組，局部可見火山巖噴發(fā)不整合在下二疊統(tǒng)及更老的地層之上。其后，上三疊統(tǒng)甲丕拉組、波里拉組、阿堵拉組和奪蓋拉組不整合在下三疊統(tǒng)及更早地層之上，是海陸交互相-濱淺海相碎屑巖-碳酸鹽巖沉積；并于昌都地塊東緣發(fā)育大量晚三疊世中酸性侵入巖(圖2)。侏羅紀(jì)-白堊紀(jì)時(shí)期主要為紅層沉積；新生代貢覺盆地發(fā)育昌都中生代盆地之上，主要為古近紀(jì)紅、紫紅、雜色礫巖-砂巖-泥巖建造(王立全等, 2013; 王冬兵等, 2021)。

圖2 研究區(qū)地質(zhì)簡圖

位于昌都地塊以東的金沙江構(gòu)造混雜巖帶呈近南北向展布，寬20km左右(圖2)。主要由一系列規(guī)模不等、巖性不一和變形程度不同的構(gòu)造巖塊及強(qiáng)變形的基質(zhì)組成，各巖塊之間由諸多近平行于結(jié)合帶走向的韌性-脆韌性斷層呈網(wǎng)結(jié)狀連接，表現(xiàn)出局部有序、整體無序的構(gòu)造混雜巖特征(Tangetal., 2020; 唐淵等, 2022; 圖2)。構(gòu)造巖塊按巖性組合特征可分為超基性巖-基性巖、大理巖、大理巖+變質(zhì)基性巖、(退變)榴輝巖等巖塊。其中大理巖、大理巖+變質(zhì)基性巖的出露規(guī)模相對較大，寬度約幾千米到幾十千米；超基性巖-基性巖巖塊次之，寬度約幾十米到百余米；而(退變)榴輝巖出露規(guī)模較小，大小約幾米至幾十米不等，主要呈透鏡體產(chǎn)出?；|(zhì)包括含石榴子石片巖和不含石榴子石的片巖或千枚巖兩類，表現(xiàn)為含石榴斜長二云片巖、含石榴二云石英片巖、斜長黑云片巖、二云片巖、含紅柱黑云斜長片巖及少量千枚巖等?；|(zhì)經(jīng)歷了多期構(gòu)造變形作用，廣泛發(fā)育北東-南西向或近南北向的片理化或劈理化。

2 巖石學(xué)特征

本文研究對象——昌都地塊東南緣貢覺地區(qū)的中深變質(zhì)巖，總體呈NNW-SSE向展布于則巴鄉(xiāng)-雄松牛場一帶，其西側(cè)與中上三疊統(tǒng)火山巖及其上的沉積碎屑巖呈斷層或角度不整合接觸，其東側(cè)與金沙江構(gòu)造混雜巖帶呈斷層接觸，并遭受晚三疊世花崗巖體侵入(圖2)。結(jié)合野外露頭尺度和顯微鏡下分析，總結(jié)出研究區(qū)該套變質(zhì)巖的巖性主要為一套片麻巖、變粒巖、斜長角閃巖、大理巖等組成的中深變質(zhì)巖系(圖3、圖4)，主要巖性的巖石學(xué)特征描述如表1所列。片麻巖主要包括：黑云(二云)斜長片麻巖(圖3a, f)、黑云二長片麻巖、二云鈉長片麻巖、角閃斜長片麻巖(圖3b)、黑云母花崗質(zhì)片麻巖(圖3c)等，具有片麻狀(圖3a-c)或條帶狀構(gòu)造(圖3f)；變粒巖主要可見斜長角閃變粒巖、含夕線二云變粒巖、黑云斜長變粒巖等，具有似平行粒狀構(gòu)造或塊狀構(gòu)造等。斜長角閃巖與大理巖呈互層狀產(chǎn)出，或以構(gòu)造透鏡體形式產(chǎn)出(圖3d)。巖石中可見諸多花崗巖脈、閃長玢巖脈等脈體切穿片麻巖的片麻理發(fā)育(圖3e)，巖脈未遭受明顯的變形變質(zhì)作用，屬于變質(zhì)期后巖脈。

表1 貢覺地區(qū)中深變質(zhì)巖的巖石學(xué)及變形特征

圖3 貢覺地區(qū)中深變質(zhì)巖的野外產(chǎn)出特征

圖4 貢覺地區(qū)中深變質(zhì)巖的地質(zhì)剖面圖(剖面A-A′位置如圖2所示)及片麻理產(chǎn)狀赤平投影圖(等角下半球投影)

野外露頭中，巖石表現(xiàn)為面理發(fā)育，總體走向?yàn)榻麼-S向、NE-SW向或NW-SE向；傾向W或者SW，部分傾向E。面理產(chǎn)狀赤平投影圖如圖4所示。巖石遭受了強(qiáng)烈的擠壓變形，表現(xiàn)為片內(nèi)緊閉褶皺、無根勾狀褶皺、石香腸構(gòu)造等(圖3g-i)，褶皺的軸面平行于片麻巖的片麻理。顯微鏡下，黑云(二云)斜長(二長)片麻巖中的長石、石英、云母類等礦物均呈定向排列，長石呈他形粒狀，石英或以單晶的形式發(fā)育且邊緣呈鑲嵌狀(圖5a, b)，或以集合體發(fā)育呈多晶條帶狀(圖5c)，云母類礦物集合體呈條紋狀，部分發(fā)生綠泥石化(圖5a)?；◢徺|(zhì)片麻巖或具有片狀粒狀變晶結(jié)構(gòu)(圖5e)或部分呈變余花崗結(jié)構(gòu)(圖5f)，黑云母集合體斷續(xù)定向排列形成片麻狀構(gòu)造(圖5f)；部分長石呈殘斑狀且發(fā)生邊緣膨凸重結(jié)晶現(xiàn)象，石英呈多晶絲帶狀繞長石殘斑發(fā)育(圖5e)。角閃斜長片麻巖中的角閃石呈透鏡狀或魚狀變質(zhì)殘斑(圖5g)。斜長角閃巖具有粒柱狀變晶結(jié)構(gòu)，礦物定向排列，角閃石部分呈透鏡狀變質(zhì)殘斑，部分呈條紋狀集合體(圖5h, i)。各類變粒巖具有明顯的似平行粒狀構(gòu)造(圖5j-l)。

圖5 貢覺地區(qū)中深變質(zhì)巖的顯微構(gòu)造特征

綜合野外露頭尺度和顯微鏡下特征，得出昌都地塊東南緣貢覺地區(qū)出露的該套中深變質(zhì)巖系按照原巖物質(zhì)可分為正、副變質(zhì)巖兩類。正變質(zhì)巖以具有變余花崗結(jié)構(gòu)的花崗質(zhì)片麻巖、斜長角閃巖等為代表，其原巖可能分別為花崗巖類和中基性巖漿巖類；副變質(zhì)巖以大理巖、黑云斜長片麻巖、二云鈉長片麻巖、黑云斜長變粒巖、含夕線二云變粒巖等，其原巖可能為一套碳酸鹽巖、砂泥質(zhì)碎屑巖等。為獲取該套變質(zhì)巖系的原巖物質(zhì)時(shí)代，本文分別從具有正、副變質(zhì)巖特征的巖石中選取了代表性樣品進(jìn)行鋯石U-Pb測年；還從切穿片麻理產(chǎn)出、未發(fā)生變形變質(zhì)的閃長玢巖脈中選取了樣品進(jìn)行鋯石U-Pb測年，以限定變質(zhì)作用的結(jié)束時(shí)代。此外，本文還從二云斜長片麻巖(D0016)和二云鈉長片麻巖(19SD02)樣品中挑選了單礦物(黑云母和白云母)進(jìn)行40Ar/39Ar定年。采樣位置標(biāo)注于圖2和圖4中。

3 分析方法

3.1 鋯石U-Pb測年方法

鋯石分選在河北區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室完成，原巖樣品經(jīng)人工粉碎后，經(jīng)人工淘洗后去除輕礦物部分，將得到的重砂部分經(jīng)電磁選后得到含有少量雜質(zhì)的鋯石樣品，最后在雙目鏡下挑選出鋯石晶體。選擇晶型較好，無裂隙的鋯石顆粒粘貼在環(huán)氧樹脂表面制成鋯石樣品靶，打磨樣品靶，使鋯石的中心部位暴露出來，然后進(jìn)行拋光。對鋯石進(jìn)行反射光、透射光顯微照相和陰極發(fā)光(CL)圖像分析。鋯石陰極發(fā)光圖像拍攝在武漢上譜分析科技有限責(zé)任公司完成，儀器為高真空掃描電子顯微鏡(JSM-IT100)，配備有GATAN MINICL系統(tǒng)，工作電場電壓為10.0～13.0kV，鎢燈絲電流為80～85μA。最后根據(jù)反射光、透射光及鋯石CL圖像選擇代表性的鋯石顆粒和區(qū)域進(jìn)行U-Pb測年。

副變質(zhì)巖的碎屑鋯石樣品(D2505-1、D2505-3、20DQ01、D1518和19SD02)的U-Pb同位素定年在自然資源部西南礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心完成，激光剝蝕系統(tǒng)為GeoLasPro 193nm激光系統(tǒng)，質(zhì)譜為高分辨電感耦合等離子體質(zhì)譜儀ELEMENT2，實(shí)驗(yàn)采用高純He作為剝蝕物質(zhì)的載氣，激光波長193nm、束斑32μm、脈沖頻率5Hz、激光能量為70mJ，測試前先采用NIST610標(biāo)準(zhǔn)調(diào)諧儀器至最佳狀態(tài)，使得139La、232Th信號達(dá)到最強(qiáng)，并使氧化物產(chǎn)率232Th16O/232Th<0.3%。實(shí)驗(yàn)采用鋯石標(biāo)樣GJ-1作為外標(biāo)進(jìn)行U-Pb同位素分餾效應(yīng)和質(zhì)量歧視的校正計(jì)算，Plěsovice鋯石標(biāo)樣作為監(jiān)控盲樣來監(jiān)視測試過程的穩(wěn)定性；測試時(shí)每5個樣品點(diǎn)插一組標(biāo)樣(Yangetal., 2019)。數(shù)據(jù)處理采用軟件ICPMSDataCal(Liuetal., 2008, 2010)。

其余樣品(19XS07、PM008-21和19XS09)的鋯石U-Pb同位素定年和微量元素含量在武漢上譜分析科技有限責(zé)任公司利用LA-ICP-MS同時(shí)分析完成。詳細(xì)的儀器參數(shù)和分析流程見Zongetal. (2017)。GeolasPro激光剝蝕系統(tǒng)由COMPexPro 102 ArF 193nm準(zhǔn)分子激光器和MicroLas光學(xué)系統(tǒng)組成，ICP-MS型號為Agilent 7700e。激光剝蝕過程中采用氦氣作載氣、氬氣為補(bǔ)償氣以調(diào)節(jié)靈敏度，二者在進(jìn)入ICP之前通過一個T型接頭混合，激光剝蝕系統(tǒng)配置有信號平滑裝置(Huetal., 2015)。本次分析的激光束斑和頻率分別為32μm和5Hz。U-Pb同位素定年和微量元素含量處理中采用鋯石標(biāo)準(zhǔn)91500和玻璃標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)NIST610作外標(biāo)分別進(jìn)行同位素和微量元素分餾校正。每個時(shí)間分辨分析數(shù)據(jù)包括大約20～30s空白信號和50s樣品信號。對分析數(shù)據(jù)的離線處理(包括對樣品和空白信號的選擇、儀器靈敏度漂移校正、元素含量及U-Pb同位素比值和年齡計(jì)算)采用軟件ICPMSDataCal(Liuetal., 2008, 2010)完成。鋯石樣品的U-Pb年齡諧和圖繪制和年齡加權(quán)平均計(jì)算采用Isoplot/Ex_ver3(Ludwig, 2003)完成。

3.2 云母Ar-Ar測年

云母類單礦物挑選在河北區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室完成，40Ar/39Ar定年分析在中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所同位素?zé)崮甏鷮W(xué)實(shí)驗(yàn)室完成。選純的礦物(純度>99%)用超聲波清洗。清洗后的樣品被封進(jìn)石英瓶中送核反應(yīng)堆中接受中子照射。照射工作是在中國原子能科學(xué)研究院的“游泳池堆”中進(jìn)行的，使用B4孔道，中子流密度約為2.65×1013n·cm-2·s-1。照射總時(shí)間為1440min，積分中子通量為2.29×1018n·cm-2；同期接受中子照射的還有用做監(jiān)控樣的標(biāo)準(zhǔn)樣：ZBH-25黑云母標(biāo)樣，其標(biāo)準(zhǔn)年齡為132.7±1.2Ma，K含量為7.6%。

樣品的階段升溫加熱使用石墨爐，每一個階段加熱10min，凈化20min。質(zhì)譜分析是在多接收稀有氣體質(zhì)譜儀GV Helix MC上進(jìn)行的，每個峰值均采集20組數(shù)據(jù)。所有的數(shù)據(jù)在回歸到時(shí)間零點(diǎn)值后再進(jìn)行質(zhì)量歧視校正、大氣氬校正、空白校正和干擾元素同位素校正。中子照射過程中所產(chǎn)生的干擾同位素校正系數(shù)通過分析照射過的K2SO4和CaF2來獲得，其值為：(36Ar/37Aro)Ca=0.0002398，(40Ar/39Ar)K=0.004782，(39Ar/37Aro)Ca=0.000806。37Ar經(jīng)過放射性衰變校正；40K衰變常數(shù)λ=5.543×10-10y-1；用ArArCALC程序計(jì)算坪年齡及正、反等時(shí)線。坪年齡誤差以2(給出。詳細(xì)實(shí)驗(yàn)流程見有關(guān)文章(陳文等, 2006; 張彥等, 2006)。

4 測試結(jié)果

4.1 碎屑鋯石U-Pb年齡

樣品D2505-1(E98°39′30.00″、N30°48′20.00″)、D2505-3(E98°40′07.00″、N30°48′31.00″)、20DQ01(E98°40′13.96″、N30°49′19.23″)、D1518(E98°41′57.68″、N30°45′16.76″)和19SD02(E98°53′42.65″、N30°36′22.45″)的巖石學(xué)特征描述列于表1，均為副變質(zhì)巖，原巖可能為沉積碎屑巖。樣品中的碎屑鋯石自形程度較好，長柱狀或短柱狀，長短軸比約1:1～2:1。陰極發(fā)光(CL)圖像(圖6)顯示鋯石受變質(zhì)變形作用的影響極微弱，表現(xiàn)為個別鋯石邊部受到影響而模糊不清，但其內(nèi)部仍顯示巖漿振蕩環(huán)帶或面狀分帶，無變質(zhì)增生邊。打點(diǎn)位置選擇在鋯石內(nèi)部無裂縫、無明顯包體處。5個樣品分別獲取了82、112、117、110和108個有效分析點(diǎn)(總計(jì)529個)，絕大多數(shù)分析點(diǎn)的年齡諧和度較高(圖7a-d)，Th/U比值大于0.1，表明為巖漿成因的碎屑鋯石(Wu and Zheng, 2004)。各樣品的鋯石有效分析點(diǎn)U-Pb測年數(shù)據(jù)列于電子版附表1。對碎屑鋯石的測年數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)時(shí)，年齡結(jié)果大于1000Ma時(shí)采用207Pb/206Pb年齡，其余采用206Pb/238U年齡。年齡結(jié)果分布在3196～459 Ma較寬的范圍內(nèi)(圖7e)，且主要集中分布在3個組，分別為620～480Ma、800～710Ma和1150～880Ma，大于1200Ma的年齡數(shù)據(jù)則較為分散；它們代表原巖沉積時(shí)碎屑鋯石年齡特征。

圖6 碎屑鋯石測年樣品的代表性鋯石陰極發(fā)光圖像

圖7 碎屑鋯石U-Pb年齡諧和圖(a-d)和年齡頻譜圖(e)

4.2 巖漿鋯石U-Pb年齡

樣品19XS07(E98°48′26.17″、N30°31′04.07″)巖性為斜長角閃巖，主要礦物為斜長石(45%)、角閃石(45%～50%)及少量石英(5%～10%)，礦物定向排列(圖5i)；顯微鏡下可見斜長石、石英呈他形粒狀，粒間似鑲嵌狀分布；角閃石表現(xiàn)出兩種特征，一部分呈透鏡狀、魚狀等變質(zhì)殘斑(圖5i中的“Hb1”)，一部分呈條紋狀集合體定向分布(圖5i中的“Hb2”)；推測其原巖可能為中基性巖漿巖。該樣品的鋯石自形程度一般，總體表現(xiàn)為長柱狀、短柱狀，長軸直徑約80～120μm左右。陰極發(fā)光(CL)圖像中(圖8a)，部分鋯石不具有核邊結(jié)構(gòu)，整體表現(xiàn)為面形分帶或無分帶；部分鋯石具有核-邊結(jié)構(gòu)，邊部與核部呈凹凸不平的港灣狀、鋸齒狀接觸，核部發(fā)光性不強(qiáng)，表現(xiàn)為云霧狀或海綿狀特征，邊部具有震蕩環(huán)帶。打點(diǎn)位置選擇在鋯石邊部無裂縫、無明顯包體處。樣品的21個鋯石分析點(diǎn)Th和U含量分別為6.6×10-6～93.0×10-6和17.1×10-6～137.7×10-6， Th/U比值平均為0.51(表2)，具有巖漿鋯石的特征(Wu and Zheng, 2004)。樣品的21個分析點(diǎn)多位于U-Pb諧和線上及其附近(圖8b)，其206Pb/238U加權(quán)平均年齡值為272±3Ma(MSWD=1，n=21)，該年齡代表斜長角閃巖的原巖結(jié)晶時(shí)代。

表2 斜長角閃巖、花崗質(zhì)片麻巖和閃長玢巖脈測年樣品的鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡

續(xù)表2

圖8 巖漿鋯石測年樣品的代表性鋯石陰極發(fā)光圖像(a、c、e)及對應(yīng)的鋯石U-Pb年齡諧和圖(b、d、f)

樣品PM008-21(E98°45′57.78″、N30°31′29.05″)采自黑云母花崗質(zhì)片麻巖，巖石具有變余花崗結(jié)構(gòu)，弱片麻狀構(gòu)造，主要礦物為斜長石(50%±)、石英(25%～30%)和黑云母(20%～25%)；野外露頭尺度下(圖3c, g)，礦物定向排列，面理發(fā)育，局部還可見長英質(zhì)礦物含量相對較高而形成能干性較強(qiáng)的“石香腸”透鏡體。顯微鏡下可見斜長石雜亂分布，部分粒間彎曲鑲嵌狀分布；石英填隙狀分布于斜長石粒間或粒間彎曲鑲嵌狀分布；黑云母主要呈鱗片狀、葉片狀，集合體相對富集呈線痕狀繞長石分布(圖5f)；推測其原巖可能為花崗巖。其鋯石自形程度較好，總體表現(xiàn)為長柱狀，長軸直徑約100～160μm左右。陰極發(fā)光(CL)圖像中(圖8c)，鋯石整體發(fā)光性較強(qiáng)，具有典型的震蕩環(huán)帶，少量鋯石保留有發(fā)光性不強(qiáng)的殘留核。打點(diǎn)位置選擇在鋯石邊部無裂縫、無明顯包體處。樣品的29個鋯石分析點(diǎn)Th和U含量分別為318×10-6～1021×10-6和723×10-6～1677×10-6，Th/U比值平均為0.51(表2)，具有巖漿鋯石的特征(Wu and Zheng, 2004)。樣品的29個分析點(diǎn)多位于U-Pb諧和線上及其附近(圖8d)，其206Pb/238U加權(quán)平均年齡值為244±2Ma(MSWD=0.2，n=29)，該年齡代表黑云母花崗質(zhì)片麻巖的原巖結(jié)晶時(shí)代。

樣品19XS09(E98°46′56.04″、N30°31′20.43″)采自切穿黑云斜長片麻巖的片麻理的灰黑色閃長玢巖脈(圖3e、圖4)，脈體平直且延伸較遠(yuǎn)，與圍巖接觸處可見明顯的烘烤邊與冷凝邊，屬于侵入接觸關(guān)系；巖石未遭受變形變質(zhì)作用，為圍巖片麻巖發(fā)生變質(zhì)作用之后侵入的巖脈。其鋯石自形程度較好，多為長柱狀或短柱狀，長軸直徑約為80～150μm。陰極發(fā)光(CL)圖像中(圖8e)，鋯石整體發(fā)光性一般，具有典型的震蕩環(huán)帶，少量鋯石保留有發(fā)光性不強(qiáng)的殘留核。打點(diǎn)位置選擇在鋯石邊部無裂縫、無明顯包體處。樣品的22個鋯石分析點(diǎn)Th和U含量分別為307×10-6～2620×10-6和515×10-6～2586×10-6，Th/U比值平均為0.78(表2)，具有巖漿鋯石的特征(Wu and Zheng, 2004)。樣品的22個分析點(diǎn)多位于U-Pb諧和線上及其附近(圖8f)，其206Pb/238U加權(quán)平均年齡值為226±2Ma(MSWD=2.3，n=22)，該年齡代表閃長玢巖的結(jié)晶時(shí)代。

4.3 云母Ar-Ar年齡

二云斜長片麻巖樣品D0016(E98°41′00.97″、N30°45′32.92″)的白云母、黑云母和二云鈉長片麻巖19SD02的白云母Ar-Ar階段升溫測年數(shù)據(jù)見表3，年齡譜圖見圖9。

表3 貢覺地區(qū)片麻巖樣品的白云母和黑云母40Ar/39Ar同位素階段升溫測年數(shù)據(jù)

圖9 測年樣品黑云母或白云母的40Ar/39Ar坪年齡圖和40Ar/36Ar-39Ar/36Ar等時(shí)線年齡圖

樣品D0016的白云母Ar-Ar階段升溫總氣體年齡為250Ma，其中800～1260℃的11個階段構(gòu)成一個很好的年齡坪，坪年齡為250±2Ma(圖9a)，對應(yīng)了97.7%的39Ar釋放量。相應(yīng)的40Ar/36Ar-39Ar/36Ar等時(shí)線年齡為250±2Ma(圖9b)，40Ar/36Ar初始化值為302.3(MSWD=2.2)，高于尼爾值，顯示有過剩氬的存在。樣品D0016的黑云母Ar-Ar階段升溫總氣體年齡為256Ma，其中800～160℃的10個階段構(gòu)成一個良好的年齡坪，坪年齡為260±3Ma(圖9c)，對應(yīng)了88.8%的39Ar釋放量。相應(yīng)的40Ar/36Ar-39Ar/36Ar等時(shí)線年齡為256±5Ma(圖9d)，40Ar/36Ar初始化值為408.7(MSWD=27.3)，高于尼爾值，顯示有過剩氬的存在。顯微鏡下顯示，白云母呈鱗片狀或葉片狀，集合體相對富集似斷續(xù)線痕狀或條痕狀分布，且與片麻理和長石等礦物拉伸線理方向一致；黑云母呈殘留片狀零散分布于白云母、長石或石英晶體內(nèi)部(圖5b)，表明黑云母為早期變質(zhì)過程中形成，白云母形成時(shí)間相對較晚，與二者的Ar-Ar年齡結(jié)果特征基本一致。

樣品19SD02的白云母Ar-Ar階段升溫總氣體年齡為250Ma，其中880～1210℃的8個階段構(gòu)成一個良好的年齡坪，坪年齡為252±3Ma(圖9e)，對應(yīng)了84.3%的39Ar釋放量。相應(yīng)的40Ar/36Ar-39Ar/36Ar等時(shí)線年齡為251±8Ma(圖9f)，40Ar/36Ar初始化值為286.2(MSWD=29.7)，與尼爾值相當(dāng)，顯示沒有過剩氬的存在。顯微鏡下，白云母呈葉片狀，直徑一般<1mm，集合體呈條紋狀、線紋狀等聚集定向排列且與片麻理方向一致，有的云母表現(xiàn)為似魚狀或彎曲狀(圖5d)；表明白云母為片麻巖的變質(zhì)過程中形成，其Ar-Ar年齡結(jié)果可以反映樣品所經(jīng)歷的變質(zhì)過程。

5 討論

5.1 昌都地塊東南緣中深變質(zhì)巖的巖石組成及原巖時(shí)代

前人針對昌都地塊寧多巖群中曾獲較多同位素年齡資料，但是差異較大。在昌都地塊北緣青海省玉樹縣小蘇莽鄉(xiāng)寧多村-寧吉達(dá)村一帶黑云斜長片麻巖中獲鋯石U-Pb一致曲線年齡1870Ma(姚宗富, 1992)，鈉長陽起片巖鋯石U-Pb年齡1111Ma和斜長片麻巖年齡為2200Ma(王國芝和王成善, 2001)。在昌都地塊東南緣的貢覺縣雄松鄉(xiāng)扎東弄剖面黑云斜長片麻巖中獲Rb-Sr全巖等時(shí)線同位素年齡651±152Ma和石榴白云母斜長片麻巖中獲Sm-Nd全巖等時(shí)線同位素年齡1594±241Ma；在貢覺縣木協(xié)鄉(xiāng)得村牛場雪曲上游斜長角閃片麻巖獲Rb-Sr全巖等時(shí)線同位素年齡670±24Ma(郝太平, 1993, 1994)。上述同位素年齡由于測試方法有很大的局限性，如精度不高、同位素體系易受后期影響、被分析樣品要求嚴(yán)格等，因此獲得的年齡數(shù)據(jù)存在不確定性。近年來，何世平等(2013)利用LA-ICP-MS鋯石微區(qū)原位U-Pb同位素測年， 獲得小蘇莽一帶寧多巖群的黑云斜長片麻巖 (副變質(zhì)巖)最新蝕源區(qū)年齡為1044±30Ma，侵入其中的片麻狀黑云母花崗巖的形成年齡為991±4Ma，因此將小蘇莽一帶寧多巖群的形成時(shí)代限定為中元古代末至新元古代初。值得注意的是，何世平等(2013)在寧多巖群黑云斜長片麻巖的鋯石中還獲得了530Ma的次峰值年齡，并解釋其為泛非運(yùn)動在該地區(qū)的年齡信息。

本文針對昌都地塊東南緣貢覺地區(qū)出露的片麻巖、變粒巖等副變質(zhì)巖選取了5個代表性樣品進(jìn)行了碎屑鋯石LA-ICP-MS U-Pb測年，得到的529個有效分析點(diǎn)的同位素年齡數(shù)據(jù)主要集中分布在3個組：620～480Ma、800～710Ma和1150～880Ma；相應(yīng)的鋯石Th/U比值大于0.1，表明為巖漿成因的碎屑鋯石，因此可以得出該套副變質(zhì)巖的原巖沉積時(shí)代晚于480Ma(奧陶紀(jì))，不屬于前寒武紀(jì)沉積地層。此外，對該套深變質(zhì)巖中的斜長角閃巖和花崗質(zhì)片麻巖的2個代表性樣品開展了鋯石U-Pb測年，獲得的年齡分別為272±3Ma和244±2Ma。巖相學(xué)特征表明，斜長角閃巖的礦物組合主要為斜長石+角閃石+石英(±石榴石±綠簾石)，(夕線)黑云斜長(二長)片麻巖的礦物組合為(夕線石)+鉀長石+斜長石+石英+黑云母，揭示出該套變質(zhì)巖系發(fā)生的峰期變質(zhì)作用為角閃巖相，主體屬于中等溫度條件(600℃左右)，未達(dá)到鋯石的Pb元素?cái)U(kuò)散封閉溫度(～900℃, Leeetal., 1997; Cherniak and Watson, 2001)。因此后期的變質(zhì)作用并未破壞鋯石的U-Pb同位素體系，可以充分說明斜長角閃巖和花崗質(zhì)片麻巖樣品的鋯石U-Pb年齡代表了其原巖的巖漿結(jié)晶年齡。

綜上所述，本文認(rèn)為昌都地塊東南緣貢覺地區(qū)出露的中深變質(zhì)巖(原稱之為“雄松巖群”,后歸屬為“寧多巖群”)屬于一套變質(zhì)雜巖，其巖石組合既包括了原巖沉積時(shí)代不早于奧陶紀(jì)的片麻巖、變粒巖和大理巖等副變質(zhì)巖，又包含了原巖時(shí)代分別為中二疊世的斜長角閃巖和中三疊世花崗質(zhì)片麻巖等正變質(zhì)巖；原巖時(shí)代特征與昌都地塊北緣的寧多巖群有較大差別，不應(yīng)當(dāng)歸屬為昌都地塊的前寒武紀(jì)結(jié)晶基底。結(jié)合區(qū)域資料，昌都地塊在基底巖系之上沉積了一套早古生代(O1-S)被動邊緣盆地中的深水陸棚-斜坡相復(fù)理石濁積巖系夾薄層灰?guī)r(潘桂棠等, 2013)，因此推斷貢覺地區(qū)出露的中深變質(zhì)巖系的主體原巖與該套早古生代(O1-S)石英砂巖、細(xì)砂巖、鈣質(zhì)砂巖、灰?guī)r等具有相似的沉積特征和構(gòu)造背景，加上后期噴發(fā)或侵入其中的中二疊世中基性巖漿巖和中三疊世花崗巖，經(jīng)歷了變質(zhì)作用后形成現(xiàn)今的巖石面貌。

5.2 變質(zhì)時(shí)代及其大地構(gòu)造背景

針對昌都地塊東南緣貢覺地區(qū)出露的該套中深變質(zhì)巖的變質(zhì)時(shí)代，本文從二云斜長片麻巖(D0016)和二云鈉長片麻巖(19SD02)的樣品中挑選了單礦物(黑云母和白云母)進(jìn)行40Ar/39Ar定年。顯微鏡下顯示二云斜長片麻巖樣品(D0016)早期變質(zhì)過程中形成黑云母的Ar-Ar坪年齡為260±3Ma；相對晚期變質(zhì)作用新生成的白云母Ar-Ar坪年齡為250±2Ma。二云鈉長片麻巖的樣品(19SD02)還開展了碎屑鋯石U-Pb測年，其最年輕的一組碎屑鋯石年齡數(shù)據(jù)集中在654～488Ma(n=23)，表明其原巖沉積時(shí)代不早于早奧陶世；該樣品在變質(zhì)過程中新生成的白云母Ar-Ar坪年齡為252±3Ma。由于白云母和黑云母Ar-Ar體系的封閉溫度分別為450±50℃和320±40℃(Dodson, 1973; Harrisonetal., 1985; Hames and Bowring, 1994)，低于巖石的主體峰期變質(zhì)作用溫度(角閃巖相，600℃左右)，其Ar-Ar年齡代表了巖石發(fā)生峰期變質(zhì)作用之后的時(shí)代；據(jù)此，本文認(rèn)為貢覺地區(qū)出露的該套中深變質(zhì)巖的變質(zhì)作用在260Ma已經(jīng)發(fā)生。再結(jié)合前文所述的原巖結(jié)晶時(shí)代為中三疊世(244±2Ma)的花崗質(zhì)片麻巖樣品(PM008-21)，具有變余花崗結(jié)構(gòu)、弱片麻理構(gòu)造(圖3c、圖5f)，且野外露頭可見其平行于黑云斜長片麻巖或斜長角閃巖的面理(片麻理或片理)發(fā)育；顯微鏡下長石、石英和黑云母等礦物定向排列，但未見明顯的變晶結(jié)構(gòu)或動態(tài)重結(jié)晶現(xiàn)象；因此推測花崗質(zhì)片麻巖可能為變質(zhì)(或變形)作用晚期(不是峰期變質(zhì)作用)侵入，從而揭示變質(zhì)作用晚期可以持續(xù)到244Ma。本文選取了切穿片麻巖面理侵入的未變質(zhì)閃長玢巖脈的鋯石U-Pb年齡限定了該期變質(zhì)作用在晚三疊世(226±2Ma)已經(jīng)結(jié)束。

貢覺地區(qū)出露的該套中深變質(zhì)巖大地構(gòu)造位置上屬于昌都地塊的東南緣，其東側(cè)緊鄰金沙江構(gòu)造混雜巖帶。金沙江構(gòu)造混雜巖帶是青藏高原重要的古特提斯結(jié)合帶(圖1)，保存了大量與古特提斯洋的形成與擴(kuò)張、洋-陸俯沖、洋盆閉合和陸-陸碰撞等地質(zhì)過程相關(guān)的變形、變質(zhì)和巖漿作用的重要信息(張旗等, 1996; 王立全等, 1999; 孫曉猛和簡平, 2004; 吳福元等, 2020; 王保弟等, 2021)。普遍認(rèn)為金沙江古特提斯構(gòu)造帶經(jīng)歷了裂(陷)谷盆地(D)、洋盆擴(kuò)張(C1-P1)、洋殼俯沖消減(P2-P3)和弧陸碰撞造山(T1-T2)、上疊火山裂谷盆地階段(T22-T31)等5個主要演化階段(沈上越等, 1995; 王立全等, 1999; 潘桂棠等, 2003; 孫曉猛與簡平, 2004; 范蔚茗等, 2009; Jianetal., 2009a; Zietal., 2012; Tangetal., 2020; 唐淵等, 2022)。昌都地塊東緣自中二疊世以來，其發(fā)展演化受控于東側(cè)的金沙江古特提斯洋向西的俯沖消減、碰撞造山等演化過程的影響(王立全等, 2013; Zietal., 2013; 王保弟等, 2021; 吳喆等, 2021)。本文從昌都地塊東南緣貢覺地區(qū)中深變質(zhì)巖系獲得的變質(zhì)作用時(shí)代為中二疊世-中三疊世(P2-T2)，與金沙江古特提斯洋陸俯沖-碰撞過程在時(shí)間上耦合。本文研究團(tuán)隊(duì)近年來在羅麥鄉(xiāng)-雄松鄉(xiāng)一帶發(fā)現(xiàn)了榴輝巖(圖2)，根據(jù)Grt-Omp-Phe壓力計(jì)和Grt-Omp溫度計(jì)初步計(jì)算出榴輝巖形成的溫度壓力條件約為P≈2.2～2.34GPa，T≈622～688℃，并獲得榴輝巖相變質(zhì)時(shí)代為245Ma左右(Tangetal., 2020)，這些高壓變質(zhì)巖石是金沙江古特提斯大洋巖石圈板塊發(fā)生俯沖作用的產(chǎn)物。而昌都地塊東緣作為金沙江古特提斯洋向西俯沖過程中的上覆(馱)巖石圈板塊(overriding lithosphere plate)，在俯沖巖石圈板塊發(fā)生低溫、高壓榴輝巖相變質(zhì)作用的同時(shí)，主要發(fā)生了高溫中壓角閃巖相變質(zhì)作用，表現(xiàn)為昌都地塊下地殼巖石及侵入或噴發(fā)其中的巖漿巖經(jīng)變質(zhì)形成各類片麻巖、變粒巖、大理巖和斜長角閃巖等。俯沖帶不同板塊間發(fā)育的兩個同時(shí)代、不同類型變質(zhì)帶構(gòu)成了金沙江古特提洋俯沖帶的雙變質(zhì)帶(圖10；張澤明等, 2021)。在此過程中，昌都地塊東緣還伴隨著強(qiáng)烈火山或巖漿作用，表現(xiàn)為晚二疊世-早中三疊世的基性-中性-酸性序列火山巖夾碎屑巖的火山-沉積巖(普水橋組、馬拉松多組)角度不整合在之前的地層上(圖10；王保弟等, 2021, 吳喆等, 2021)；其中晚二疊世火山巖主要分布于德欽-維西一帶，以玄武巖-玄武安山巖-安山巖-英安巖-流紋巖組合為主，代表了俯沖型火山巖(莫宣學(xué)等, 1993; Jianetal., 2009a, b; 王立全等, 2013)。而早中三疊世火山巖在江達(dá)-貢覺一帶分布更加廣泛，表現(xiàn)為玄武巖-安山巖-英安巖-流紋巖巖石組合，如普水橋組、馬拉松多組等，形成時(shí)代為245Ma左右，具有同碰撞火山巖的性質(zhì)(Zietal., 2013, 王保弟等, 2021, 吳喆等, 2021)。因此，中二疊世-中三疊世期間(P2-T2)發(fā)生在昌都地區(qū)東緣的角閃巖相變質(zhì)作用和火山-沉積作用均是金沙江古特提洋向西俯沖碰撞的構(gòu)造響應(yīng)。

圖10 金沙江古特提斯洋-陸俯沖帶變質(zhì)作用特征示意圖(據(jù)張澤明等, 2021修改)

6 結(jié)論

(1)昌都地塊東南緣貢覺地區(qū)出露的中深變質(zhì)巖屬于一套變質(zhì)雜巖，其巖石組合既包括了原巖沉積時(shí)代不早于奧陶紀(jì)的片麻巖、變粒巖和大理巖等副變質(zhì)巖，又包含了原巖時(shí)代分別為中二疊世的斜長角閃巖和中三疊世花崗質(zhì)片麻巖等正變質(zhì)巖；原巖時(shí)代特征與昌都地塊北緣的寧多巖群有較大差別，不應(yīng)當(dāng)歸屬為昌都地塊的前寒武紀(jì)結(jié)晶基底。

(2)貢覺地區(qū)出露的該套中深變質(zhì)巖的變質(zhì)作用在260Ma已經(jīng)發(fā)生，并持續(xù)到244Ma之后，在226Ma已經(jīng)結(jié)束。因此該期角閃巖相變質(zhì)作用時(shí)代為中二疊世-中三疊世(P2-T2)，是金沙江古特提斯洋向西的俯沖-碰撞在昌都地塊東緣的構(gòu)造響應(yīng)。