聂荣微陆块呈透镜体状夹持于班公湖-怒江缝合带的中段，其上发育的最古老岩石单元为前寒武系的结晶基底聂荣岩群，主要分布于错那错、拉赛、拉陇多、扎玛区一带，主要由斜长角闪岩类、片麻岩类、变粒岩类、浅粒岩类、石英岩类和大理岩类组成(白志达等，2010)。除此之外，微陆块上发育有古生代的地层以及大面积中生代的花岗质岩浆活动。近几年，学者们针对微陆块上岩浆作用以及变质作用的研究取得了很多重要的进展(Xu et al., 1985；朱弟成等，2008；张修政等，2010；张晓冉等，2010；刘敏等，2010)，但是有关聂荣微陆块基底岩石的确切时代、构造属性等却仍然没有定论。

本文报道的花岗片麻岩产出于聂荣岩群中(尼玛次仁等, 2010)，花岗片麻岩的围岩主要包括片岩，大理岩，石英岩，斜长角闪岩及变余糜棱岩等。采样地点位于安多县以北的扎仁地区，为一路边的人工采石场，黑云母花岗片麻岩受后期二长花岗岩侵入，上部为聂荣岩群的黑云母花岗片麻岩，下部为后期侵入的二长花岗片麻岩(图 2a)，有关该后期侵入的二长花岗岩，已经有学者进行了年代学等方面的工作(解超明等，2010)。本次定年样品为黑云母花岗片麻岩(样品编号：AD05b2)，岩石为青灰色(图 2b)，浅色矿物与暗色矿物成层性好，岩石褶皱变形强烈，揉褶皱发育(图 2c)。在黑云母花岗片麻岩的显微镜下照片(图 2d) 中能够看到，岩石中矿物定向强烈，黑云母定向不连续排列，岩石为中-细粒粒状鳞片变晶结构，片麻状构造，主要矿物成分：石英40%~45%，黑云母35%~45%，斜长石15%~20%。

图 2

Fig. 2

图 2 花岗片麻岩野外露头及显微照片 (a)-黑云母花岗片麻岩野外产状照片；(b)-黑云母花岗片麻岩野外露头；(c)-黑云母花岗片麻岩野外照片(揉皱构造)；(d)-黑云母花岗片麻岩显微照片.Q-石英；Pl-斜长石；Bi-黑云母 Fig. 2 The out crop and photomicrographs of granitic gneiss

花岗片麻岩样品全岩的氧化物含量：SiO₂为67.29%，TiO₂为0.47%，Al₂O₃为14.41%，Fe₂O₃^T为4.50%，MnO为0.12%，MgO为1.89%，CaO为1.53%，Na₂O为2.12%, K₂O为5.56%, P₂O₅为0.11%，烧失量为1.49%(测试单位：中国地质大学(北京) 地学实验中心)。花岗片麻岩样品的稀土元素从La至Lu之间呈现出十分明显的递减趋势，轻稀土元素富集，重稀土元素相对亏损，轻、重稀土元素强烈的分馏，(La/Yb)_N=44.5，较弱的Eu负异常，δEu=0.30。利用变异化学指数(CIA=100*Al₂O₃/(Al₂O₃+CaO+Na₂O+K₂O)) 对花岗片麻岩的原岩进行判别，花岗片麻岩的CIA为61，指示它们的原岩为长英质的火成岩(Nesbitt and Young, 1982)。

锆石单矿物分选按照常规方法在廊坊市的河北省区域地质调查院进行。样品靶的制备在中国地质科学院地质研究所完成，样品靶直径为25mm。锆石的CL图像分析在北京大学物理学院电镜室的阴极荧光分析系统(FEI公司生产的Quatan 200F型场发射环境扫描电镜+Gatan公司Mono CL3阴极荧光谱仪) 上完成，分析方法和条件见参考文献(陈莉等，2005)。透射光和反射光显微照相及锆石LA-ICP-MS原位分析在中国地质大学(北京) 地学实验中心进行。

锆石U-Th-Pb年龄分析在中国地质大学地学实验中心元素地球化学研究室完成，分析仪器为由美国New Wave Research Inc.公司生产的193nm激光剥蚀进样系统(UP 193SS) 和美国AGILENT科技有限公司生产的Agilent 7500a型四级杆等离子体质谱仪联合构成的激光等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)。本次分析193nm激光器工作频率为10Hz，剥蚀物质载气为高纯度He气，流量为0.8L/min；Angilent等离子质谱仪工作条件：冷却气(Ar) 流量1.13L/min；功率为1350W，测试点束斑直径为36μm，预剥蚀时间为5s，剥蚀时间为45s。元素含量以国际标样NIST612为外部标准，²⁹Si为内部标准计算，NIST612和NIST614做监控盲样。锆石U-Pb年龄用澳大利亚Glitter4.4数据处理软件计算获得，分析及计算选用的外部标准锆石为国际标准锆石91500进行同位素比值校正，单个数据点误差均为1σ，加权平均值误差为2σ，平均年龄值选用²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄进行计算。

本次共对花岗片麻岩中的20颗锆石进行了LA-ICP-MS方法的定年研究，有效分析点20个(图 3)。锆石全部为自形-半自形柱状或半截锥状，部分锆石可见较明显的核部，外部可见具有明显不协调的锆石增长边，多数锆石在双目镜下无色透明。锆石的LA-ICP-MS U-Pb分析结果和原位微量元素分析结果见表 1、表 2。所有数据点和年龄值的误差均为1σ，采用t(²⁰⁶Pb/²³⁸U) 年龄，其加权平均值具有95%的置信度。

图 3

Fig. 3

图 3 花岗片麻岩(样品AD05b2) 锆石CL图像 图上标注年龄为206Pb/238U年龄 Fig. 3 CL images of zircons from granitic gneiss (sample AD05b2)

表 1

Table 1

表 1(Table 1)

表 1 花岗片麻岩锆石LA-ICP-MS U-Th-Pb同位素分析结果 Table 1 Zircon isotopic LA-ICP-MS U-Th-Pb analyses for granitic gneiss 测点号 元素含量(×10-6) Th/U 同位素比值(±1σ) 年龄(Ma±1σ) Th U Pb AD05b2-1.1 180.42 264.05 45.94912 0.68328 0.06621 1.31989 0.14459 813 854 871 AD05b2-2.1 338.89 829.4 75.82617 0.408597 0.05753 0.65046 0.08201 512 509 508 AD05b2-3.1 221.04 318.27 52.32756 0.694505 0.06746 1.2632 0.13583 852 829 821 AD05b2-4.1 370.18 807.82 74.53411 0.458246 0.05767 0.65219 0.08202 517 510 508 AD05b2-5.1 131.03 227.75 36.61792 0.575324 0.06687 1.26373 0.13708 834 830 828 AD05b2-6.1 140.66 167.51 28.4095 0.839711 0.06676 1.25539 0.13638 830 826 824 AD05b2-7.1 86.65 122.32 20.02957 0.708388 0.06711 1.25104 0.13522 841 824 818 AD05b2-8.1 170.2 210.9 35.48059 0.807018 0.06802 1.27743 0.13622 869 836 823 AD05b2-9.1 160.21 249.32 40.26824 0.642588 0.06567 1.23724 0.13665 796 818 826 AD05b2-10.1 163.56 237.9 39.6837 0.687516 0.07049 1.32827 0.13667 943 858 826 AD05b2-11.1 263.81 387.62 63.03135 0.680589 0.06683 1.25394 0.13609 832 825 823 AD05b2-12.1 228.23 284.37 47.62711 0.802581 0.06553 1.22113 0.13515 791 810 817 AD05b2-13.1 342.89 277.39 50.1795 1.23613 0.06715 1.24351 0.13431 842 820 812 AD05b2-14.1 123.04 191.74 30.94538 0.641702 0.06684 1.25427 0.13611 833 825 823 AD05b2-15.1 132.84 145.99 24.85225 0.909925 0.06558 1.21412 0.13428 793 807 812 AD05b2-16.1 293.71 375.91 61.00147 0.781331 0.06682 1.22076 0.1325 832 810 802 AD05b2-17.1 137.52 409.58 36.48084 0.335759 0.05717 0.64417 0.08173 498 505 506 AD05b2-18.1 172.11 205.62 34.3561 0.837029 0.06817 1.2697 0.13509 874 832 817 AD05b2-19.1 211.45 231.37 39.90736 0.913904 0.06667 1.24625 0.13557 827 822 820 AD05b2-20.1 120.28 148.4 24.77564 0.810512 0.0674 1.26602 0.13624 850 831 823

表 1 花岗片麻岩锆石LA-ICP-MS U-Th-Pb同位素分析结果 Table 1 Zircon isotopic LA-ICP-MS U-Th-Pb analyses for granitic gneiss

表 2

Table 2

表 2(Table 2)

表 2 锆石LA-ICP-MS原位稀土元素分析结果(×10-6) Table 2 REE elements for zircon LA-ICP-MS in-situ spots analysis results (×10-6) 测点号 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu ∑REE AD05b2-1.1 0.092 15.84 0.0745 1.17 3.49 0.649 18.88 6.95 83.1 30.44 132.21 32.28 359.14 45.07 729.3 AD05b2-2.1 < 0.0193 18.32 0.0631 1.4 4.96 0.413 31.08 14.3 193.4 76.4 340.29 85.65 977.61 116.06 1860 AD05b2-3.1 0.122 22.08 0.119 2.21 4.98 1.048 24.96 9.55 120.77 46.72 209.56 52.47 613.48 78.9 1187 AD05b2-4.1 < 0.0197 26.46 0.095 1.48 5.16 0.608 35.75 16.26 213.99 85.72 383.11 97.03 1106.7 136.46 2109 AD05b2-5.1 < 0.0243 13.71 0.0575 0.856 3.24 0.765 16.77 6.41 83.32 32.01 148.15 38.47 444.94 58.27 847.0 AD05b2-6.1 0.0186 15.66 0.1 1.95 5.15 0.905 26.5 9.51 113.03 40.68 165.28 39.36 430.18 52.31 900.6 AD05b2-7.1 0.616 13.33 0.216 2.25 2.72 0.593 13.65 5.36 66.49 24.85 107.31 26.03 297.33 37.22 597.4 AD05b2-8.1 < 0.0206 17.6 0.0358 1.34 3.48 0.692 16.98 6.49 78.26 29.06 127.51 30.71 339.77 41.58 693.5 AD05b2-9.1 0.23 18.36 0.148 1.45 3.84 0.817 20.47 7.83 95.08 36.46 164.22 41.07 479.52 61.84 931.1 AD05b2-10.1 2.63 23.36 0.869 5.89 4.52 0.875 19.01 7.46 91.72 35.82 158.84 39.21 464.14 59.34 911.1 AD05b2-11.1 < 0.026 14.67 0.129 3.01 8.5 1.57 50.11 19.83 245.16 91.14 380.06 87.81 960.54 115.87 1978 AD05b2-12.1 2.81 24.43 1.097 7.02 5.31 0.888 21.06 7.74 88.58 32.07 139.09 34.76 387.74 47.84 797.6 AD05b2-13.1 0.537 27.46 0.388 5.42 10.4 1.82 47.72 16.96 192.19 67.93 267.55 59.75 624.54 75.48 1398 AD05b2-14.1 0.667 15.08 0.228 2.21 2.65 0.643 13.93 5.25 66.33 25.02 111.64 28.02 328.03 43.47 642.5 AD05b2-15.1 0.025 13.44 0.105 2.57 5.56 1.03 27.08 9.17 109.18 38.39 166.07 37.67 401.82 51.52 863.6 AD05b2-16.1 0.132 18.58 0.136 1.97 4.96 0.98 22.02 8.43 102.75 38.56 174.14 42.13 494.47 63.45 972.6 AD05b2-17.1 < 0.0185 10.72 0.0312 0.692 2.55 0.292 17 8.01 112.48 45.56 215.17 56.4 657.51 85.68 1212 AD05b2-18.1 0.365 17.75 0.168 1.72 3.22 0.733 17.19 6.43 78.22 28.65 124.55 30.32 335.63 42.39 687.0 AD05b2-19.1 < 0.0210 17.36 0.0597 1.53 4.03 0.913 22.36 8.08 96.72 35.16 150.47 35.98 401.89 50.06 824.6 AD05b2-20.1 1.404 17.14 0.442 3.38 4.01 0.709 17.9 6.46 77.4 27.97 115.66 27.86 305.77 38.07 642.8

表 2 锆石LA-ICP-MS原位稀土元素分析结果(×10-6) Table 2 REE elements for zircon LA-ICP-MS in-situ spots analysis results (×10-6)

所测得的20个分析点的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄值在506~871Ma之间分布(图 4)，依据年龄点分布特征，可以将本次定年结果分为以下两组。

图 4

Fig. 4

图 4 花岗片麻岩(样品AD05b2) 锆石U-Pb谐和图 (a)-锆石U-Pb年龄系谱图；(b)-锆石U-Pb年龄权重图 Fig. 4 U-Pb concordia diagram of zircons from granitic gneiss (sample AD05b2)

第一组数据点在约819Ma附近有一个非常集中的年龄点分布区，共有16个分析点的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄在802~828Ma之间呈正态分布(图 4a)，谐和性很好，在误差范围内基本一致，给出的加权平均年龄为819.6±5.2Ma (图 4b)。在图 3中可以看到这16个分析点的锆石CL图像均为晶体的棱角清晰，内部结构均匀，较少见锆石内部包裹体，可见较窄且细密的岩浆结晶环带，长宽比为2:1~3:1左右，呈长柱状或半截锥状。在微量元素方面，该组锆石从La至Lu之间呈现递增趋势，而且锆石的Th、U含量较高，Th和U的平均含量分别为185.1×10^-6和236.4×10^-6，Th/U值介于0.58~1.24之间，平均值为0.79，大于0.4，具有岩浆结晶锆石的特点(Hoskin and Ireland, 2000)，此外，该组锆石具有较高的REE含量和陡立的HREE富集模式，正Ce异常，弱的Eu负异常(图 5)，与典型的酸性岩浆结晶锆石具有相似的特点(Hoskin and Ireland, 2000; Hoskin and Schaltegger, 2003；孙金凤等，2009；李长民，2009)。据此，作者等初步将819.6±5.2Ma解释为花岗片麻岩的原岩结晶年龄。

图 5

Fig. 5

图 5 锆石稀土元素球粒陨石标准化配分模式(球粒陨石值据Sun and McDonough, 1989) I型花岗岩背景区域来自Wang et al., 2012 Fig. 5 Chondrite-normalized REE patterns for the zircons (after Sun and McDonough, 1989)

第二组共有三个分析点(2号、4号、17号分析点)，获得的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄的平均值为507Ma，Th/U值(约为0.4) 明显低于第一组锆石的Th/U值，锆石均具有核幔结构，幔部由一不协调的锆石增长边构成，而测点位置均位于锆石的幔部，获得的年龄很可能反映了构造-热事件对花岗岩原岩扰动的时间。此外，锆石年龄中具有871Ma的年代学信息应为继承锆石的年龄。

通过年代学测试，本次获得819.6±5.2Ma的锆石具有典型酸性岩浆锆石的特点，而具有507Ma左右年龄的锆石多具有明显的继承核，且测试点位于锆石的幔部(增生部位)，说明该年龄代表的是锆石再生长的年代。此外，在该花岗片麻岩的下部见有二长花岗岩的后期侵入体，侵入界限明确(图 2a)，通过对其定年研究，其时代为505Ma (解超明等，2010)，与本次定年样品中507Ma的三个点的年龄一致，这进一步证实了本文花岗片麻岩的原岩形成时代为819Ma，而507Ma的年龄信息是后期热事件扰动的结果。

最新的研究表明，不同类型花岗岩的锆石在形态以及微量元素上具有显著差异，可以根据锆石的特点对花岗岩的类型进行判别(Wang et al., 2012)。我们对本次定年锆石样品中具有819Ma左右年龄的锆石进行了研究，该组锆石均为晶棱清晰的长柱状，发育岩浆震荡环带，长宽比多为2:1~3:1左右，Th和U的平均含量分别为185.1×10^-6和236.4×10^-6，具有陡立的HREE富集模式，(图 5)，Pb的含量介于20~75之间，(Th/Pb)_N介于3.7~6.8之间，平均值为4.6；δEu介于0.08~0.24之间，平均值为0.21；稀土元素球粒陨石配分模式与典型的I型花岗岩十分相似(图 5)，这些特点反应出本次定年的花岗岩锆石与I型花岗岩的锆石特点相近(Wang et al., 2012)，但是有关该花岗片麻岩原岩形成的构造背景尚需要地球化学等方面的深入研究给出合理的解释。

聂荣岩群基性火山岩获得了Sm-Nd等时线年龄为604±45Ma，英云闪长片麻岩SHRIMP年龄492±11Ma，片麻状二长花岗岩SHRIMP年龄814±18Ma和515±14Ma等(白志达等, 2010)。最近有学者报道了在该区存在泛非事件的年代学信息(解超明等，2010)。这些数据和资料反映出聂荣岩群具有复杂的组成及漫长的演化历史。本次选择聂荣岩群中的花岗片麻岩进行定年，获得的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄819.6±5.2Ma代表了花岗片麻岩的原岩结晶年龄，确定了聂荣微陆块上新元古代古老基底岩石的具体时代，为聂荣岩群的时代提供了约束。Rodinia超大陆的存在时间为晚中元古-新元古代1050~700Ma (Hoffman，1991; Powell et al., 1993)，裂解发生于新元古代(Hoffman, 1991)。Rodinia超大陆的裂解导致了古太平洋的形成，同时为冈瓦纳大陆的形成奠定了基础。近年来，针对中国各主要陆块(华南、华北、塔里木) 的新元古代构造演化历史及在Rodinia超大陆中的位置等方面的研究取得了重要的进展(Wang and Li, 2003；Li et al., 1995, 2003；Li and McCulloch et al., 1996; Li, 1999)。一些修改后的罗迪尼亚复原图被提出，在Condie (2001)提出的复原图(图 6) 中，不仅考虑了中国各主要陆块在超大陆中的位置，而且西藏板块被单独放在了澳大利亚的西北部，但是这显然需要年代学等方面更多证据的支持。辜平阳等(2012)报道了聂荣岩群中斜长角闪岩的时代为863Ma，这与本文报道的年龄具有较大的差距。本文报道的花岗片麻岩产出于聂荣岩群中，大地构造位置位于冈底斯和羌南板块的接合部位，笔者等用同样的定年方法对羌塘南部地区展金组浅变质岩系进行了定年研究，结果在碎屑岩的锆石中也发现了Rodinia超大陆裂解时期的年代学信息。定年样品岩性为变质石英砂岩，采样地点位于藏北果干加年山以南地区，大地构造位置位于羌南板块的北部边缘地带，有关该样品的详细数据另见报道。我们共对变质石英砂岩中的110颗锆石进行了LA-ICP-MS定年研究，在年龄系谱图中，超过30个数据点在约811Ma附近反映出一个非常明显的峰值，在锆石U-Pb谐和图中，有32个锆石测点的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄值在误差范围内基本一致，给出的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄加权平均值为809.7±4.2Ma，与本文花岗片麻岩给出的年龄值在误差范围内基本一致。此外，有学者在龙木错-双湖-澜沧江板块缝合带以南的戎马乡温泉石英岩中获得了大量0.8~1.2Ga的碎屑锆石年龄(董春艳等，2011)。这些研究成果表明在羌南以及聂荣微陆块上均存在罗迪尼亚超大陆裂解的年代学信息。青藏高原具有极其复杂的演化历史及板块组成，探讨青藏高原在Rodinia超大陆复原图中的拼合位置需充分考虑青藏高原的地质演化历史，恢复现今青藏高原的各个块体在Rodinia超大陆中的拼合位置是一项十分复杂的工作，新元古代的年代学资料对于限定Rodinia超大陆的时空演化必将具有十分重要的意义。

图 6

Fig. 6

图 6 新元古代罗迪尼亚超大陆复原图(据Condie, 2001简化) Fig. 6 The reconstruction map of paleogeographic Rodinia (modified after Condie, 2001)

聂荣微陆块紧邻班公湖-怒江缝合带的北主干边界断裂，其上已经识别出泛非期的中酸性岩浆活动(解超明等，2010；Gehrels et al., 2011；Guynn et al., 2012)，在羌塘南部地区温泉碎屑岩的锆石中，不仅获得了新元古代的年龄数据，同时也获得了大量泛非期的年代学信息(董春艳等，2011)，反映了泛非构造-热事件在羌塘南部地区影响的存在。此外，羌塘南部蜈蚣山地区花岗片麻岩的定年结果明确给出了泛非运动在羌塘南部地区的影响时间，是羌塘地区首次发现的确切的泛非运动年龄记录(胡培远等，2010)。而在拉萨地块(Zhu et al., 2012)、高喜马拉雅地区(王晓先等，2011) 也有关于泛非事件的研究报道。最近，有学者在申扎地区发现了较为完整的寒武纪地层和奥陶系与寒武系之间的“泛非运动”角度不整合(李才等，2010)，是迄今为止我国青藏高原南部唯一确切的寒武纪地层，也是青藏高原及周边唯一下奥陶统与寒武系“泛非运动”角度不整合的界面。而印度克拉通(Cenki et al., 2004；Collins et al., 2007) 及喜马拉雅-拉萨地块(Miller et al., 2001；许志琴等, 2005；Burg and Chen, 1984；董春艳等, 2011) 也被认为具有泛非期基底，应同属于冈瓦纳大陆的组成部分。综合以上笔者等以及其他研究者们所获得的泛非期年龄数据，早古生代泛非事件在龙木错-双湖-澜沧江板块缝合带以南的地区具有广泛的响应，为龙木错-双湖-澜沧江板块缝合带作为冈瓦纳大陆的北部边界提供了佐证。泛非事件的结束时间为510Ma (Meert，2003)，然而最近的研究表明，在喜马拉雅地区，早古生代不仅存在泛非事件的影响，在泛非事件之后(510Ma) 还叠加有另外一期的构造岩浆事件。王晓先等(2011)总结了喜马拉雅地区构造热事件的时间后，认为喜马拉雅地区明显存在一次泛非事件之后的构造热事件叠加，其时代略晚于泛非事件的时间。本次获得的早古生代的年代学信息(507Ma) 很可能是这次构造热事件影响的结果。