岩石学报  2012, Vol. 28 Issue (5): 1603-1614   PDF    
西藏北部拉萨地块那曲地区约113Ma安山岩岩石成因与意义
黄玉1, 朱弟成1, 赵志丹1, 张亮亮2, Don DEPAOLO3, 胡兆初4, 袁洪林5, 莫宣学1     
1. 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室,中国地质大学地球科学与资源学院,北京 100083;
2. 中国科学院地质与地球物理研究所,北京 100029;
3. 加利福尼亚大学, 伯克利 CA 94720;
4. 地质过程与矿产资源国家重点实验室,中国地质大学地球科学学院,武汉 430074;
5. 西北大学地质系, 大陆动力学国家重点实验室,西安 710069
摘要: 西藏北部拉萨地块广泛分布着早白垩世岩浆岩,由于缺少高质量的年代学和地球化学数据,其岩浆源区和岩石成因迄今未能很好约束。本文报道了北部拉萨地块那曲地区安山岩的锆石U-Pb定年、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素数据。那曲安山岩锆石U-Pb年龄为112.7±0.7Ma。岩石为高钾钙碱性系列,富集大离子亲石元素、Th、U和轻稀土元素[(La/Yb)N=6.62~11.68],亏损Nb、Ta、P和Ti等高场强元素。样品具有较高的 (87Sr/86Sr)i值 (0.7100~0.7126)、负的全岩εNd(t) 值 (-10.5~-7.8) 和负的锆石εHf(t) 值 (-9.9~-4.7),对应于古老的Nd同位素二阶段模式年龄 (1.5~1.8Ga) 和锆石Hf同位素地幔模式年龄 (1.0~1.6Ga)。综合岩石学、地球化学和区域构造背景研究认为,那曲地区安山岩形成于南向俯冲的班公湖-怒江洋壳岩石圈板片断离的背景,很可能是受早期流体/沉积物熔体交代富集的安多微陆块古老岩石圈地幔物质部分熔融的产物,并经历了不同程度的分离结晶。
关键词: 古老岩石圈地幔     早白垩世安山岩     那曲     安多微陆块     北部拉萨地块    
Petrogenesis and implication of the andesites at~113Ma in the Nagqu region in the northern Lhasa subterrane
HUANG Yu1, ZHU DiCheng1, ZHAO ZhiDan1, ZHANG LiangLiang2, Don DEPAOLO3, HU ZhaoChu4, YUAN HongLin5, MO XuanXue1     
1. State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources, School of Earth Science and Mineral Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China;
2. Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China;
3. University of California, Berkeley, CA 94720, USA;
4. State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources, Faculty of Earth Sciences, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China;
5. State Key Laboratory of Continental Dynamics, Department of Geology, Northwest University, Xi'an 710069, China
Abstract: The nature of magma source region and petrogenesis of the Early Cretaceous igneous rocks, which are widely distributed in the northern Lhasa subterrane, are not well constrained so far largely due to the limitation of high quality geochronological and geochemical data. This paper reports the petrological, zircon U-Pb dating, whole-rock geochemical and zircon Hf isotopic data of the andesites from Nagqu area, northern Lhasa subterrane. The andesites have been dated to be 112.7±0.7Ma by zircon U-Pb dating method. These rocks are high-K calc-alkaline, enriched in large-ion lithophile elements (LILEs), Th, U, and light rare earth elements (LREEs), and depleted in high field strength elements (e.g., Nb, Ta, P, and Ti; HFSEs). The andesites show high (87Sr/86Sr)i values (0.7100~0.7126), negative εNd(t) values (-10.5~-7.8), and negative zircon εHf(t) values (-9.9~-4.7), yielding ancient two-stage Nd model ages of 1.5~1.8Ga and zircon Hf isotope mantle model ages of 1.0~1.6Ga. The data reported here, combined with regional geological background of the northern Lhasa subterrane, we propose that the Nagqu andesites can be considered as the products of partial melting of ancient lithospheric mantle of the Amdo microcontinent that was modified by fluids or/and melts of the sediments, and subsequently experienced varying degrees of fractional crystallization. This magma event is most likely resulted from the slab break-off of the southward subduction of the Bangong-Nujiang Ocean seafloor.
Key words: Ancient lithosphere mantle     Early Cretaceous andesites     Nagqu     Amdo microcontinent     Northern Lhasa subterrane    
1 引言

拉萨地块中北部地区出露大面积的早白垩世岩浆岩 (4.7×104km2),约占整个拉萨地块面积 (约50×104km2) 的10%(朱弟成等, 2009; Zhu et al., 2009a)。相对南部而言,中北部地区的早白垩世岩浆岩的研究程度较低,其岩浆源区和岩石成因未能很好地约束。前人多主张拉萨地块早白垩世岩浆作用主要单纯受控于新特提斯洋壳岩石圈的北向俯冲 (Coulon et al., 1986; Xu et al., 1985; Pearce and Mei, 1988; Ding et al., 2003),但近年越来越多的地质资料和高质量地球化学、年代学数据表明,它们很可能受控于班公湖-怒江洋壳岩石圈早白垩世早中期以前的南向俯冲和晚期的板块断离及白垩世早期开始的新特提斯洋壳岩石圈的北向俯冲等复杂的动力学过程 (潘桂棠等, 2006; 莫宣学等, 2005; 朱弟成等, 2008; Zhu et al., 2009b, 2011, 2012a; 陈越等, 2010; 张晓倩等, 2010; 张亮亮等, 2010, 2011)。最近的研究表明,拉萨地块中北部地区113Ma左右的带状岩浆作用,可能是南向俯冲的班公湖-怒江洋岩石圈板片断离的结果 (Zhu et al., 2011, 2012a)。

本文报道了拉萨地块北部那曲地区原宗给组 (K2z) 安山岩的岩石学、地球化学和年代学数据。结合拉萨地块北部同期岩浆岩资料,讨论了那曲地区安山岩的岩浆源区和岩石成因,探讨了其与区域构造岩浆事件的联系。

2 地质背景与样品

拉萨地块为夹持于班公湖-怒江缝合带与雅鲁藏布缝合带之间的东西向狭长巨型构造岩浆带 (图 1a)(Coulon et al., 1986; Zhu et al., 2011),南北宽150~300km,东西长约2500km,是整个青藏高原岩浆作用最为发育的地区 (潘桂棠等, 2006),仅中生代的岩浆岩面积就达到10.2×104km2,占整个拉萨地块面积 (49.3×104km2) 的20%(朱弟成等, 2009)。根据沉积盖层和基底性质的不同,以狮泉河-永珠-纳木错-嘉黎蛇绿混杂岩带 (SNMZ) 和洛巴堆-米拉山断裂带 (LMF) 为界,又可将拉萨地块分为北 (NL)、中 (CL)、南 (SL) 三部分 (图 1b)(Zhu et al., 2011, 2012a)。北部拉萨地块主要由侏罗系-白垩系火山沉积地层和相关侵入岩组成,以新生地壳为特征,不同于其北侧的具有前寒武纪结晶基底的安多微陆块 (Zhu et al., 2011)。最近的研究表明,安多微陆块可能并非是拉萨地块的一部分 (Zhu et al., 2012a)。构造地质学研究表明,北部拉萨地块在晚白垩世-古新世期间经历了明显的地壳缩短 (缩短量>50%)(Kapp et al., 2003)。

图 1 拉萨地块构造划分图及研究区地质简图 (a、b)-拉萨地块在青藏高原中的位置及其构造单元划分图 (据Zhu et al., 2011);(c)-那曲地区地质简图 (据尼玛次仁等, 2005修改),红色三角形标注出了采样位置 Fig. 1 Tectonic subdivision of the Lhasa Terrane and simplified geological map of the studied area

①尼玛次仁, 谢尧武, 沙昭礼, 西洛朗杰, 强巴扎西, 彭道平, 格桑索朗, 洛松占堆. 2005.中华人民共和国1:25万区域地质调查报告那曲县幅

本文研究区位于北部拉萨地块那曲县城东约5km,出露地层为原上白垩统宗给组 (K2z),其与下伏拉贡塘组平行不整合接触,其上被大面积第四纪沉积物覆盖 (图 1c)。宗给组主要岩性为浅灰绿色蚀变辉石安山岩、紫红-紫灰色蚀变火山岩、紫红-紫灰色安山质岩屑火山角砾岩等 (尼玛次仁等, 2005)。本文共采集了12件浅紫色安山岩样品,经纬度坐标为N 31°28.803′,E 92°06.433′。安山岩样品为斑状结构,块状构造,斑晶总含量20%,主要为斜长石 (50%)、角闪石 (25%)、辉石 (20%) 和少量黑云母 (5%)。斜长石为宽板状或柱状 (0.4~1.2mm),聚片双晶纹较宽,可见环带结构,部分泥化或绿帘石化,表面蚀变。辉石为粒状或短柱状 (0.2~0.8mm),裂纹发育,常见聚斑结构,部分绿泥石化和碳酸盐化。角闪石多呈长柱状和粒状,单偏光下呈浅绿-绿色的多色性,部分蚀变。黑云母呈长条状 (0.2~0.7mm),一组极完全解理,平行消光,有的具暗化边结构,部分蚀变。基质为交织结构,主要为半定向排列的斜长石微晶、暗色矿物以及磁铁矿,同样发生蚀变。个别薄片中偶见他形石英 (图 2)。

图 2 那曲地区安山岩显微照片 (a)-样品NQ12-12中普通辉石 (Px)、斜长石 (Pl) 及角闪石 (Am) 斑晶 (单偏光);(b)-样品NQ15-1中黑云母 (Bi) 和斜长石 (Pl) 斑晶 (正交偏光) Fig. 2 Petrographical photos of the andesites in Nagqu area
3 分析方法

锆石是在河北省区域地质调查研究所采用浮选和电磁选方法完成的。锆石阴极发光 (CL) 显微照相在中国地质科学院地质与地球物理研究所电子探针室完成,工作电压为15kV,电流为4nA。锆石U-Pb同位素定年在中国地质大学 (武汉) 地质过程与矿产资源国家重点实验室 (GPMR) 利用LA-ICP-MS分析完成。激光剥蚀系统为GeoLas 2005,ICP-MS为Agilent 7500a。对分析数据的离线处理 (包括对样品和空白信号的选择、仪器灵敏度漂移校正、元素含量及U-Th-Pb同位素比值和年龄计算) 采用软件ICPMSDataCal (Liu et al., 2008, 2010a) 完成。详细的仪器操作条件和数据处理方法同Liu et al.(2008, 2010a, b)。

从野外采集的样片中挑选较新鲜无污染样品碎至200目,分别送至西北大学大陆动力学国家重点实验室测定主量元素、中国地质大学 (武汉) 地质过程与矿产资源国家重点实验室测定微量元素。主量元素采用XRF法在RIX-2100仪器上分析,分析精度优于5%;微量元素采用Agilent 7500a等离子体质谱仪 (ICP-MS) 测定,分析精度优于5%~10%。详细的测试方法和分析流程见Gao et al. (2002)。全岩Sr、Nd同位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MAT-261仪器测试,分析流程见Zhang et al. (2002)

锆石Hf同位素原位分析是在西北大学大陆动力学国家重点实验室Nu Plasma多接收器电感耦合等离子质谱仪 (MC-ICP-MS) 上进行的,详细的分析技术及方法见Yuan et al. (2008)。本次实验所测锆石标样91500的176Hf/177Hf值为0.282308±12(2σ),与用溶液法获得的值0.282302±8 (Goolaerts et al., 2004) 在误差范围内一致。

4 分析结果 4.1 锆石U-Pb年龄

本文对样品NQ12-1中的18颗锆石进行了锆石U-Pb年龄测试 (表 1)。锆石为自形-半自形,长50~150μm,多具岩浆震荡环带,锆石232Th含量与235U含量变化较大 (分别为165.88×10-6~994.58×10-6,176.12×10-6~455.19×10-6),对应的Th/U比值介于0.89~1.49,显示典型的岩浆锆石特征 (Hoskin and Black, 2000)。除不协和的4个测点 (NQ12-1 03, 07, 09, 18) 外,其余14个点均落入一致曲线上或者附近 (图 3),它们的206Pb/238U年龄变化于112~115Ma,加权平均年龄为112.7±0.7Ma (MSWD=0.3),代表了安山岩岩浆活动的时代。

表 1 那曲地区安山岩锆石U-Pb定年数据 Table 1 Zircon U-Pb analytical data of the andesites in Nagqu area

图 3 那曲地区安山岩阴极发光 (CL) 图像 (a) 和U-Pb年龄谐和图 (b) Fig. 3 Cathodoluminescence (CL) image (a) and concordia diagram (b) for zircons from the andesites in Nagqu area
4.2 全岩地球化学

12件安山岩样品均发生不同程度的蚀变,烧失量较大 (2.81%~5.55%),故不宜采用活动性元素 (如Ba、K、Na、Rb、Sr、U等) 来进行相关解释与判别。一般认为在蚀变过程中,高场强元素 (如Zr、Hf、Nb、Ta和Ti等)、相容元素 (Cr、Ni) 和稀土元素 (REE) 等受到蚀变作用的影响较小,可用来讨论蚀变岩石的类型和成因 (Winchester and Floyd, 1977; Hastie et al., 2007; Zhu et al., 2007, 2012b)。

扣除烧失量计算到100%后,12件安山岩样品的SiO2含量为57.18%~64.25%,MgO含量为1.04%~3.84%,Mg#为23~53。TiO2含量为0.63%~1.05%,平均为0.85%。在Zr/TiO2-Nb/Y图解 (图 4a) 中, 除样品NQ13-1投入安山岩/玄武岩区域、NQ14-1投入流纹英安岩/英安岩区域外,其他样品均投入安山岩区域。在Th-Co图解 (图 4b) 中,样品投入高钾钙碱性系列和橄榄粗玄岩系列。在Harker图解 (图 5) 中,样品的SiO2与其他氧化物未显示线性关系。

图 4 那曲地区安山岩石类型和系列划分图解 (a)-Zr/TiO2-Nb/Y图解 (据Winchester and Floyd, 1977);(b)-Th-Co图解 (据Hastie et al., 2007) Fig. 4 Diagrams of classification and rock series of the andesites in Nagqu area

图 5 那曲地区安山岩选择性地球化学图解 (图 5fZorpi et al., 1991) Fig. 5 Selected geochemical plots of the andesites in Nagqu area (Fig. 5f after Zorpi et al., 1991)

那曲地区安山岩富集轻稀土元素[(La/Yb)N=6.62~11.68],显示出弱Eu负异常 (δEu=0.63~0.81)(图 6a)。原始地幔标准化微量元素蜘蛛图 (图 6b) 中,样品明显富集Th、U,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素。在稀土配分模式图和蜘蛛图中,那曲地区安山岩均与北部拉萨地块其他地区同时代中性岩浆岩保持了很好的一致性。

图 6 那曲安山岩球粒陨石标准化配分曲线 (a) 和微量元素原始地幔标准化配分曲线 (b) 数据来源:球粒陨石 (Boynton, 1984); 原始地幔 (Sun and McDonough, 1989); 北部拉萨地块约113Ma中性岩浆作用 (康志强等, 2009; 张亮亮等, 2010; Zhu et al., 2011); SCLM (sub-continental lithosphere mantle) (McDonough, 1990) Fig. 6 Chondrite-normalized REE patterns (a) and Primitive-mantle-normalized trace element patterns (b) for the andesites in Nagqu area

那曲地区安山岩样品的 (87Sr/86Sr)i为0.7117~0.7139,(143Nd/144Nd)i为0.5120~0.5122, εNd(t) 值为-10.5~-7.8(表 2图 7),Nd同位素二阶段模式年龄tDM2为1.5~1.8Ga。

表 2 那曲地区安山岩全岩主量元素 (wt%)、微量元素 (×10-6) 和Sr-Nd同位素数据 Table 2 Bulk-rock major element (wt%), trace element (×10-6) and Sr-Nd isotopic data of the andesites in Nagqu area

图 7 那曲地区安山岩εNd(t)-(87Sr/86Sr)i图解 Fig. 7 εNd(t)-(86Sr/87Sr)i diagram of the andesites in Nagqu area
4.3 锆石Hf同位素

测点NQ12-1 12因锆石打穿给出低的εHf(t) 值 (-20.4) 和老的模式年龄。其他13颗锆石测点的 (176Hf/177Hf)i为0.282858~0.282966,Hf同位素地幔模式年龄tDM为1.0~1.2Ga (表 3)。εHf(t) 值变化范围较小,除测点NQ12-1 15较高 (-4.7) 外,集中于-9.9~-7.7。

表 3 那曲地区安山岩锆石Hf同位素数据 Table 3 Zircons Hf isotopic data of the andesites in Nagqu area
5 讨论 5.1 构造环境

现今的安多微陆块位于那曲县以北,呈透镜状夹持于羌塘地块和拉萨地块之间 (图 1b),南北两侧均有蛇绿岩残留 (潘桂棠等, 2006; 刘敏等, 2011; Zhu et al., 2012a),以具有元古代片麻岩基底为特征 (Xu et al., 1985; Kapp et al., 2005; Guynn et al., 2006; Zhu et al., 2011),可能在早侏罗世晚期向北拼贴在羌塘地块南缘 (Guynn et al., 2006; 张晓冉等, 2010; Zhu et al., 2011, 2012a, b)。最近研究表明,班公湖-怒江洋壳可能于~263Ma开始南向俯冲,在早白垩世早期,拉萨地块与羌塘地块发生碰撞,在早白垩世晚期 (~113Ma) 班公湖-怒江洋板片发生断离,北部拉萨地块从活动大陆边缘背景转为陆内背景 (Zhu et al., 2011, 2012a)。这意味着在早白垩世晚期安多微陆块和北部拉萨地块已经焊接在一起。

前人在中北部拉萨地块积累的大量年代学资料表明,中北部拉萨地块在113Ma左右发生了以高钾钙碱性为主的大规模岩浆爆发事件 (Zhu et al., 2009a, 2011; 康志强等, 2009; 张亮亮等, 2010; 于枫, 2010; 刘伟等, 2011; 彭智敏等, 2011),这可能是南向俯冲的班公湖-怒江洋岩石圈断离 (break-off) 的产物 (Zhu et al., 2009a, 2011, 2012a)。本文研究的那曲地区安山岩浆活动 (约113Ma) 很可能就是这次板块断离事件的产物。

5.2 岩浆源区和岩石成因

本文研究的那曲地区安山岩富集Th和U,亏损Nb、Ta、P和Ti等高场强元素,具有高的 (87Sr/86Sr)i值 (0.7100~0.7126)、负的εNd(t) 值 (-10.5~-7.8) 和负的εHf(t) 值 (-9.9~-4.7)、古老的Hf同位素地幔模式年龄 (1.0~1.6Ga) 和Nd同位素二阶段模式年龄 (1.5~1.8Ga)。这些地球化学特征有4种可能的解释:(1) 来源于亏损地幔的岩浆在上升过程中 (或岩浆房内) 受到强烈的陆壳物质混染 (过程控制);(2) 中上地壳来源的熔体与幔源物质混合的产物 (源区控制);(3) 源区为古老下地壳;(4) 源区为古老岩石圈地幔。

本文注意到,那曲地区安山岩的La/Nb比值变化范围小 (2.59~3.54),在La/Nb-La/Sm图解中 (图 8a) 未显示正相关关系,暗示安山质岩浆受到陆壳物质混染的可能性较小 (Wang et al., 2010)。同时,这些安山岩样品的Sr-Nd同位素均未与SiO2含量表现出明显的相关性 (图 8bc),更进一步证实壳源物质在那曲安山岩成因中发挥的作用很小。

图 8 那曲地区安山岩地壳混染判别图解 Fig. 8 Discrimination diagrams of crustal contamination for the andesites in Nagqu area

来自北部拉萨地块盐湖、尼玛和班戈等地酸性岩浆岩的具有正的锆石εHf(t) 值,表明北部拉萨地块为新生地壳 (Zhu et al., 2011)。彭智敏等 (2011)在本文研究区南东约30km (N 31°16′16″,E 92°30′36″) 的过铝质流纹岩中,发现其锆石εHf(t) 值也为正值 (0~2.3),这进一步证实北部拉萨地块的东部地区也是新生地壳。如果那曲安山岩来源于中上地壳物质与幔源物质的混合,那么其锆石εHf(t) 值也应该为正,而不是本文观察到的很大的负值 (-9.9~-4.7)。由此看来,那曲安山岩很难用不同端员的岩浆混合来解释。实际上,由于锆石Hf同位素体系具有很高的封闭温度 (Patchett, 1983; Cherniak and Watson, 2003),其比值不会随部分熔融或分离结晶而变化。在岩浆混合作用发生时,安山质岩浆体系中锆石较早结晶,从而可以使得岩浆混合端员的Hf同位素特征得以保留 (吴福元等, 2007)。本文研究的安山岩具有较均一的锆石εHf(t) 值 (除一个测点为-4.7外,其它变化于-9.9~-7.7)(图 9),这暗示那曲安山岩的岩浆源区并未发生明显的岩浆混合作用。

图 9 那曲地区安山岩εHf(t)-Age图解 数据来源:文献那曲安山岩 (Zhu et al., 2011),聂荣岩体 (Zhu et al., 2011; 刘敏等, 2011) Fig. 9 εHf(t)-Age diagram of the andesites in Nagqu area

本文那曲安山岩具有较高的Mg#,除3件样品 (NQ13-1、NQ14-1、NQ15-1) 外,其它9件样品的Mg#变化于43~53之间 (平均48),表明它们来源于下地壳镁铁质岩石部分熔融的可能性很小,这是因为与下地壳有关的岩浆产物Mg#一般小于40 (Atherton and Petford, 1993)。因此,本文认为,很难用古老下地壳的部分熔融来解释那曲安山岩的成因。

通过以上分析,那曲地区安山岩可能并不是下地壳部分熔融或壳幔物质混合的产物。在这种情况下,那曲安山岩来源于古老岩石圈地幔的部分熔融就成为另外一种可能的解释。已有研究 (Wang et al., 2010; Zhang et al., 2011; Lan et al., 2012) 表明,具有富集大离子亲石元素和轻稀土元素、亏损高场强元素、富集Sr-Nd-Hf同位素特征的富钾中基性岩浆岩可能起源于在早期俯冲过程中受到流体/沉积物熔体改造的古老岩石圈地幔。实际上,以下证据显示,本文研究的那曲地区安山岩很可能是安多微陆块下部古老岩石圈地幔部分熔融的产物:

(1) 样品以高钾钙碱性为特征 (图 4b),并富集大离子亲石元素、Th、U和轻稀土元素[(La/Yb)N=6.62~11.68],亏损Nb、Ta、P和Ti等高场强元素,暗示源区曾受到俯冲流体或熔体的改造。

(2) 样品具有高的 (87Sr/86Sr)i值 (0.7100~0.7126)、低的εNd(t) 值 (-10.5~-7.8) 和低的锆石εHf(t) 值 (-9.9~-4.7)、古老的Hf同位素地幔模式年龄 (1.0~1.6Ga) 和Nd同位素二阶段模式年龄 (1.5~1.8Ga)。因此,那曲地区安山岩不可能是俯冲流体交代地幔楔成因,而更可能是在早期俯冲作用过程中被板片来源的流体/沉积物熔体改造的古老岩石圈地幔部分熔融的产物 (Wang et al., 2010)。

(3) 现今那曲地区距具有前寒武纪结晶基底的中部拉萨地块约100km,考虑到北部拉萨地块在晚白垩世-古新世期间经历了明显的地壳缩短 (缩短量>50%)(Kapp et al., 2003),在~113Ma时那曲地区和中部拉萨地块的距离应该显著大于100km。那曲南东约30km的过铝质流纹岩正的锆石εHf(t) 值 (0~+2.3; 彭智敏等, 2011) 和桑巴地区二长花岗岩从负到正的锆石εHf(t) 值 (-6.0~+5.7; Zhu et al., 2011),指示那曲地区和中部拉萨地块之间的北部拉萨地块应为新生地壳。因此,中部拉萨地块下伏的古老岩石圈地幔就不太可能成为那曲安山岩的岩浆源区。另一方面,最近研究表明,具有前寒武纪结晶基底的安多微陆块约110Ma时已经与北部拉萨地块北缘焊接在一起 (Zhu et al., 2011)。地理位置上,本文报道的那曲安山岩非常靠近安多微陆块 (图 1b)。在这种情况下,班公湖-怒江洋壳在约110Ma发生的板片断离事件,很可能使焊接在北部拉萨地块北缘的安多微陆块下部的古老岩石圈地幔发生部分熔融,形成安山质岩浆。本文报道的那曲安山岩的全岩εNd(t) 值 (-10.5~-7.8) 可比于安多微陆块古老岩石圈地幔来源的基性超钾质岩石 (-12.8和-14.4;刘敏未刊数据),支持这种解释。

本文注意到,除2件样品 (NQ14-1和NQ15-1) 外,多数那曲安山岩样品均表现出部分熔融趋势 (图 10)。样品NQ14-1和NQ15-1具有较高的SiO2(分别为64.25%和59.98%)、低MgO含量 (分别为1.11%和1.04%)、低Mg#(分别为23和30) 和低的相容元素丰度 (表 2),这暗示其母岩浆经历了明显的镁铁质矿物 (如角闪石) 的分离结晶作用,而角闪石的明显分离结晶,将会导致残余熔体更富集轻稀土元素 (如La),从而使其表现出分离结晶作用的趋势 (图 10)。

图 10 那曲地区安山岩部分熔融与分离结晶作用判别图解 Fig. 10 Discrimination diagram of fractional crystallization and partial melting for the andesites in Nagqu area

综上所述,那曲安山岩很可能来源于安多微陆块古老岩石圈地幔物质的部分熔融,其熔融产物经历了不同程度的分离结晶作用。

6 结论

(1) 北部拉萨地块那曲地区安山岩浆活动侵位于112.7±0.7Ma;

(2) 那曲安山岩是北部拉萨地块~113Ma岩浆大爆发事件的产物之一;

(3) 那曲安山岩富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,具有富集的Sr-Nd-Hf同位素组成,很可能来源于受早期流体/沉积物熔体交代富集的安多微陆块古老岩石圈地幔的部分熔融,并经历了不同程度的分离结晶。

致谢 西北大学大陆动力学国家重点实验室王建其在主量元素测试、袁洪林和戴梦宁在锆石Hf同位素测试过程中提供帮助;中国地质大学 (武汉) 地质过程与矿产资源国家重点实验室陈海红在微量元素测试、周炼在Sr-Nd同位素分析、刘勇胜在锆石U-Pb定年实验测试和分析过程中提供帮助;于枫、李小伟、刘敏、管琪在野外工作提供了帮助;李小伟在成文过程中给出了宝贵意见;一并表示感谢。
参考文献
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