2013, Vol. 29
2. 中国地质科学院地质力学研究所，北京 100081;
3. 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
, ZHAO ZhiDan1
, LIU Dong1, WANG Qing1, ZHU DiCheng1, JIANG Wan2, HU ZhaoChu3, ZHENG JianPing3
2. Institute of Geomechanics, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100081, China;
3. State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources, and Faculty of Earth Sciences, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China
在青藏高原内部及其周边地区广泛发育的碰撞后岩浆作用形成了大量钾质和超钾质岩浆岩，它们主要分布在高原北部的羌塘、可可西里、西昆仑带、高原东缘以及高原南部的拉萨地块和喜马拉雅带。20世纪80年代以来，尤其是近十多年，在中国地调局部署的区域地质大调查项目实施以后，野外地质调查和室内科研工作取得了一系列研究成果，不仅揭示出更多的碰撞后岩浆岩出露地点，丰富了各类岩石的基础数据，也在岩石成因、高原碰撞后地壳结构等与高原演化的动力学过程密切相关的很多方面取得了新成果(Coulon et al., 1986; Turner et al., 1993, 1996；Miller et al., 1999; 丁林等, 1999, 2006；Williams et al., 2001, 2004; 赵志丹等, 2001, 2006, 2008, 2011； Ding et al., 2003, 2007；Chung et al., 2005; Nomade et al., 2004；陈建林等，2008；Guo et al., 2006; Zhao et al., 2009; Gao et al., 2007, 2008, 2010; Chen et al., 2010, 2011; 孙晨光等, 2007, 2008；Chen et al., 2010, 2011; 刘栋等，2011)。
白榴石是似长石类矿物的一种，主要产出在硅酸不饱和的岩浆体系和矿物组合中，以岩石成分富碱、富钾、硅不饱和，以及矿物成分上出现似长石类与硅不饱和类矿物(白榴石、霞石、橄榄石等)为特征，该类含白榴石岩石作为富钾和超钾质岩石，其产出多是在与伸展构造背景相关的地区，例如典型具有碰撞后构造属性的意大利罗马岩省出露大量含有白榴石的岩浆岩(Conticelli et al., 2013)。在羌塘南部的鱼鳞山、拉萨地块西部的当惹雍错-许如错裂谷带等地区都产出了含有白榴石的岩石。喷发于羌塘南部鱼鳞山地区的是一套典型的含有白榴石的富钾岩石，时代为18~30Ma(丁林等，1999；李才等，2002)，被认为起源于受到地壳物质强烈交代的富集EMII型富集地幔源区(丁林等，1999；Ding et al., 2003)。在拉萨地块出露两处含有白榴石的碰撞后岩石，一是分布在西藏拉萨地块中部当惹雍错和许如错两个湖区，同时也是青藏高原最大的南北向裂谷发育地区的超钾质火山岩(11~13Ma，赵志丹等，2006)和同时期产出的白榴石响岩(廖思平等, 2002)；二是分布在拉萨地块南部羊八井地堑容尼多地区含白榴石巨斑的白榴斑岩，该岩石最早于1980年代的中-英国际合作青藏高原科考中首次发现，在之后2000年开始的青藏高原地质大调查项目-当雄幅地质图中有了更多的研究，获得了~51Ma的Ar-Ar年龄(江万等，待刊资料)，之后高永丰等人进行了详细的元素和同位素地球化学研究(Gao et al., 2010)，由于这套岩石锆石产出稀少，之前仅有Ar-Ar方法获得的结果都是古新世的年龄，因此已有研究中都是把这套浅成侵入岩认作与林子宗火山岩顶部帕那组火山岩同时代产出的富碱岩，但是本文获得的新的锆石U-Pb定年结果，却发现该套岩石形成于中新世(8~15Ma)，属于典型的碰撞后钾质岩浆作用。
本文在报道羊八井地堑容尼多白榴斑岩新的U-Pb定年结果、岩石学与元素地球化学成分的基础上，结合已有研究(Gao et al., 2010)，进一步探讨羊八井地堑的白榴斑岩的岩石成因，与世界范围内裂谷地区广泛发育的含白榴石岩石进行系统的对比，进而讨论其与青藏高原的裂谷构造发育时限的关系。
2 地质背景与样品青藏高原南部发育了多条横贯喜马拉雅带、拉萨地块和羌塘南部近于南北向的裂谷带(也称为正断层系、南北向地堑)，其主体发育于拉萨地块，自西向东，包括亚热地堑、塔克那-隆格尔地堑、当惹雍错-许如错地堑、定结-申扎地堑和亚东-羊八井地堑(图 1)。这些地堑(南北向裂谷、或称东西向伸展构造)被认为是大陆碰撞之后地壳加厚、高原大规模隆升并达到相当高度之后发生重力垮塌，进而出现东西向伸展构造的主要标志(Molnar and Tapponnier, 1978), 或者代表了岩石圈地幔减薄之后高原快速隆升的结果(England and Houseman, 1989)。但是, 也有人认为这些南北向裂谷中发育的正断层未必与高原隆升有关, 如McCaffery and Nabelek (1998) 认为藏南和特提斯喜马拉雅裂谷的形成是由印度岩石圈向北大规模俯冲到藏南的下部时拖拉导致地壳上部产生的；而Yin et al. (1999) 则从更大范围考虑，认为藏北和藏南地区都发育的裂谷与整个东亚地区的大面积的区域性应力状态有关。
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图 1 青藏高原南部钾质-超钾质岩石分布图(a，据赵志丹等，2006；王保弟等，2011改绘)和研究区地质简图(b，据Gao et al., 2010改绘) [1]-狮泉河; [2]-雄巴; [3]-邦巴; [4]-赛利普; [5]-布嘎寺; [6]-贡木淌; [7]-打加错; [8]-Pabbai Zong; [9]-许如错; [10]-查孜; [11]-当惹雍错; [12]-文部; [13]-南木林; [14]-乌郁; [15]-麻江; [16]羊应乡. 5个南北向地堑的名字为：(1) -亚热地堑; (2) -塔克那-隆格尔地堑; (3) -当惹雍错-许如错地堑; (4) -定结-申扎地堑; (5) -亚东-羊八井地堑; 其他缩写为：BNS-班公湖-怒江缝合带; YZS-雅鲁藏布缝合带; KF-喀喇昆仑断裂; STDS-藏南拆离系; MBT-主边界断裂 Fig. 1 Distribution of potassic-ultrapotassic volcanic rocks in Tibet (a, after Zhao et al., 2006; Wang et al., 2011) and simplified geological map of the study area (b, after Gao et al., 2010) |
钾质、超钾质岩石被作为指示岩石圈地幔减薄的标志(England and Houseman, 1989)，因此也成为探讨高原何时开始达到最大高度, 并形成亚洲季风进而影响全球气候变化的一个主要指标(Chung et al., 1998; Miller et al., 1999; Williams et al., 2001)。如果这个标志正确，钾质和超钾质岩石的年龄可以作为推知高原南部隆升达到最大高度的时间，因此，碰撞后岩浆作用与裂谷发育之间存在重要的成因关联。
本文所研究的当雄-羊八井地区就位于上述亚东-羊八井地堑的羊八井北东约30km的拉萨地块中南部(图 1)。研究区白榴斑岩地表露头靠近青藏公路，露头北东方向延长约500m，宽约200m，在当雄幅的1：25万地质图(吴珍汉等，2003①)中，白榴斑岩被认为侵位于始新世林子宗群帕那组火山沉积岩中。
①吴珍汉, 孟宪刚, 胡道功等.2003. 1：25万当雄幅(H46C002001)区域地质调查报告
本文所采样品白榴斑岩新鲜面呈灰黑色，白榴石呈较大的斑晶，肉眼即可见的斑晶大者直径可达4~6cm。岩石具块状构造，斑状结构。斑晶以白榴石(岩石中含量30%以上)为主，部分为中-更长石、钛普通辉石，少量橄榄石，基质矿物为钾长石、斜长石、辉石、白榴石、云母、角闪石、磷灰石等。其中白榴石斑晶多呈自形-半自形等轴状，棱角多被融蚀，粒径0.5~6cm，肉眼可见白榴石内部呈环状分布的矿物包裹体(图 2f)，主要以钾长石为主，少量为透长石、辉石、云母、磁铁矿、磷灰石；部分白榴石斑晶后期蚀变明显，多数发生沸石化、钠长石化、粘土化。镜下观察表明，未蚀变白榴石矿物一般呈六边形、八边形等多边形，具有较好的晶形，但颗粒大小不一，单偏光镜下呈无色至浅黄色(图 2a)，正交偏光镜下全消光。基质中多为斜长石、钾长石、黑云母，呈间粒结构，长石颗粒普遍较小、卡式双晶发育、解理不明显，但仍有大颗粒的且表面高岭土化长石斑晶(图 2d)，钠长石反应边明显。在图 2c中能见到具有高级干涉色、正高突起并发育裂纹的橄榄石和呈二级黄干涉色的辉石颗粒。
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图 2 羊八井白榴斑岩显微结构照片 (a)-黑云母与晶形完好的白榴石假象，单偏光; (b)-强烈蚀变的白榴石，单偏光; (c)-辉石与橄榄石，正交偏光; (d)-具钠质斜长石交代反应边的钾长石与间粒结构的斜长石基质，单偏光; (e)-含卡式双晶和钠长石反应边的钾长石，单偏光/正交偏光; (f)-蚀变白榴石矿物, 单偏光/正交偏光.Lct-白榴石; Pl-斜长石; Kfs-钾长石; Ab-钠长石; Ilm-钛铁矿; Ol-橄榄石; Opx-斜方辉石; Bi-黑云母; Anl-方沸石 Fig. 2 Microphotographs of the Yangbajain leucite porphyry |
样品无污染碎样和锆石的挑选工作是在河北省廊坊区域地质矿产调查研究所实验室完成。选取新鲜样品去除风化面和表面污物后在低温(50℃)烘干24h, 再手工剔除岩石中的杏仁体, 最后将小块样品研磨至200目。锆石应用常规分选方法获得。
主量和微量元素在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室完成(GPMR(武汉))。其中主量元素采用XRF法分析，微量元素利用ICP-MS(Agilent 7700)测定。测试精度优于5%~10%，详细的流程、仪器分析精密度和准确度等见Gao et al. (2002) 。岩石主、微量元素测试结果见表 1。
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表 1 羊八井白榴斑岩主量(wt%)和微量(×10-6)元素测试结果 Table 1 Whole-rock major (wt%) and trace (×10-6) elements data of the Yangbajain leucite porphyry |
锆石U-Pb同位素原位定年之前，环氧树脂样品靶阴极发光(CL)显微照相在中国科学院地质与地球物理研究所采用扫描电镜完成。锆石U-Pb同位素定年在GPMR(武汉)利用LA-ICP-MS分析，激光剥蚀系统为GeoLas-2005，电感耦合等离子质谱(ICP-MS)为Agilent 7500a，激光斑束直径为32μm，载气为He，气流速度为270mL/min，工作电压为27.1kV，激光能量密度为29J/cm2，详细仪器操作和定年数据处理方法见Liu et al. (2008) 。锆石U-Pb测试结果见表 2。
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表 2 羊八井白榴斑岩锆石U-Pb定年数据 Table 2 U-Pb age data of zircon from the Yangbajing leucite porphyry |
羊八井白榴斑岩具有中性近于基性岩石的Si含量(SiO2=52%~54%)和强烈富碱的特征(K2O+Na2O=9.8%~12.3%)，其化学成分TAS定名为碱玄质响岩(图 3a)。分别进行岩石的K2O-SiO2关系和K2O-Na2O关系判别，岩石属于钾玄岩系列(K2O=5%~11%，图 3b)和钾质系列岩石(除了1个样品K2O/Na2O为8.2外，其余介于1.1~1.6，图 3c)。从岩石的铝质特征看(图 3d)，白榴斑岩介于准铝质到过铝质之间，主体为弱过铝质岩石。
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图 3 羊八井白榴斑岩分类图解 (a)-全碱-硅TAS分类图(底图据Le Maitre et al., 1989)，其中碱性与亚碱性系列的岩石区域界线是根据Irvine and Baragar (1971) ; (b)-K2O-SiO2系列划分图 (底图据Rickwood, 1989); (c)-K2O-Na2O系列划分图(底图据Le Maitre et al., 1989); (d)-A/NK- A/CNK分类图(底图据Maniar and Piccoli, 1989).图中数据包括本文数据、羊八井斜长白榴岩数据(与本文采自于相同的地点，Gao et al. (2010) )、全球各区白榴岩数据、钾质超钾质岩石数据. 其中拉萨地块钾质-超钾质火山岩数据：Zhao et al. (2009) , Chen et al. (2010) , Williams et al. (2004) , Turner et al.(1993, 1996), Gao et al. (2010) , Nomade et al. (2004) , Ding et al.(2003, 2007), 孙晨光等(2007) , 王保弟等(2008) , 刘栋等(2011) ; 拉萨地块林子宗群火山岩数据：Mo et al.(2007, 2008), 岳雅慧和丁林(2006) ; 羌塘地块钾质-超钾质火山岩数据：Ding et al.(2003, 2007); 世界典型地区的白榴岩数据根据高新国等(1987) ，产地包括我国辽宁凤城、五大连池，以及澳大利亚、美国、非州、欧洲以及其他亚洲地区的样品，具体不再赘述 Fig. 3 Major elements diagram of the Yangbajain leucite porphyry (a)-TAS diagram (after Le Maitre, 1989); (b)-K2O-SiO2 diagram(after Rickwood, 1989); (c)-K2O-Na2O diagram (after Le Maitre et al., 1989); (d)-A/NK-A/CNK diagram (after Maniar and Piccoli, 1989) |
羊八井白榴斑岩具有轻稀土元素(LREE)富集、重稀土元素(HREE)相对亏损的特点(图 4a)，分异程度按照(La/Yb)N比值(19~20)来看，比拉萨地块的钾质和超钾质岩石都弱，其重稀土曲线较平坦，没有显示重稀土内部的分馏，存在弱的铕负异常(δEu=0.68~0.77)。在稀土元素总体特征上，与拉萨地块的钾质超钾质岩石和埃达克质岩石都不同，表现为轻稀土富集程度不强、重稀土亏损程度不强。
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图 4 羊八井白榴斑岩稀土元素球粒陨石标准化配分图(a, 据Boynton, 1984)和微量元素原始地幔标准化配分图(b, 据Sun and McDonough, 1989) 拉萨地块钾质、超钾质火山岩微量元素数据来自Zhao et al. (2009) , 王保弟等(2011) , Gao et al. (2010) ;拉萨地块埃达克质岩石微量元素数据来自Xu et al. (2010) . 图例同图 3 Fig. 4 Chondrite-normalized REE (a, after Boynton, 1984) and primitive mantle normalized multi-elements diagrams (b, after Sun and McDonough, 1989) for the Yangbajain leucite porphyry |
在原始地幔标准化图解(图 4b)中，样品富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素(富集的程度没有拉萨地块钾质和超钾质岩石强烈)，相对亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素。总体来说，羊八井白榴斑岩与拉萨地块钾质岩石的微量元素分布模式较为吻合，但是区别是Nb-Ta的亏损不强烈、K富集强烈。因此，总体看，羊八井的白榴斑岩与碰撞后钾质-超钾质岩石以及埃达克质岩石的成分均有一定的差别。
4.3 锆石U-Pb定年本文对白榴斑岩两个样品中获得的锆石进行了LA-ICPMS U-Pb年龄分析(表 2)。两个样品均含有继承锆石，所有锆石的206Pb/238U年龄除了一个最大为389Ma继承锆石外，其余锆石介于8.2Ma到68Ma之间(表 2)。两个样品的锆石在剔除不谐和的年龄之后，获得了 21个分析点的206Pb/238U年龄值来表征样品的年龄特征(图 5)。锆石特征和年龄分布如下。
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图 5 羊八井白榴斑岩锆石CL图像与U-Pb谐和年龄图(a)和年龄直方图(b) 锆石阴极发光图中线段比例尺为100μm, 圆圈代表U-Pb激光束斑位置(直径=32μm) Fig. 5 CL images and U-Pb ages of zircons (a) and histogram of zircons ages (b) of the Yangbajain leucite porphyry |
(1) 6个年轻分析点206Pb/238U年龄为8.2~15.4Ma，加权平均年龄为10.9±1.6Ma, MSWD为65.6(图 5)。这6个锆石颗粒具有极高的U (722×10-6~15193×10-6，平均为5548×10-6)和Th (645×10-6~8473×10-6，平均为3472×10-6)含量，Th/U比值为0.1~1.7，在CL图像上显示典型的岩浆锆石的生长环带或者扇形纹，因此这些最年轻的锆石具有典型岩浆锆石特征 (Hoskin and Schaltegger, 2003)。获得的年龄应是白榴斑岩的结晶年龄。
(2) 7个分析点206Pb/238U年龄介于47~55Ma，加权平均年龄为53.8±0.7Ma，MSWD为2.08(图 5)。这7个锆石颗粒的Th/U比值为0.5~1.5，也处于典型岩浆锆石的Th/U比值范围内，但是它们的U (306×10-6~5227×10-6，平均为1364×10-6)和Th (193×10-6~3058×10-6，平均为1081×10-6)含量，则远低于上述的最年轻的锆石的U-Th含量。因此，这一年龄为47~55Ma的岩浆作用记录应是代表了捕获锆石的年龄，它们记录了拉萨地块南缘与曲水-拉萨岩体所代表的“岩浆大爆发”同时代的岩浆作用(赵志丹等，2011)，同时与林子宗群帕那组年龄一致。
(3) 此外，还有两组年龄(皆为4个分析点)，它们的206Pb/238U加权平均年龄分别为37.5±1.0Ma(MSWD为0.75)和62.8±7.3Ma(MSWD为17.31)，可能分别对应了拉萨地块南缘的林子宗火山岩的最晚年龄和林子宗火山岩底部典中组年龄，也是属于捕获的锆石记录。
上述锆石U-Pb定年结果，不仅获得了白榴斑岩的形成时代(10.9±1.64Ma)，也通过捕获锆石，揭示了拉萨地块南缘复杂的岩浆作用记录。
5 讨论 5.1 岩石成因按照超钾质岩石的成分分类定义(MgO>3%, K2O>3%, K2O/Na2O>2, Foley, 1987)，本文的白榴斑岩具有高钾K2O(5%~11%)、高K2O/Na2O比值(1.1~1.6)的特征，但是其K2O/Na2O比值不符合超钾质岩石定义，因此属于钾质岩石。尤其值得强调是，尽管岩石具有接近基性岩石的SiO2含量，但是羊八井白榴斑岩显著低Mg(MgO=1.3%~2.3%)和Mg#(仅为0.2~0.3)，贫相容元素Cr (1×10-6~5×10-6)、Ni(2×10-6~5×10-6)、Co(10×10-6~14×10-6)，表明岩石不是直接起源于地幔的原始岩浆。
从Si、K、Na等主量元素特征上与高原腹地已发现的碰撞后钾质和超钾质岩石(Williams et al., 2001, 2004; Zhao et al., 2009; 孙晨光等, 2007, 2008; 王保弟等, 2008, 2011; Gao et al., 2010) 进行比较，本文白榴斑岩与羌塘地块的钾质-超钾质岩石特征较为相似，而与拉萨地块的超钾质岩石相比则主要是显示富Na和高Al的特征；若与拉萨地块的钾质岩石进行对比，则除了铝质特征相似外，其他的特征具有较大的差别；若与其具有产出亲缘关系的林子宗火山岩进行对比，则仅仅是铝质特征类似，其余特征大不相同。因此，羊八井的钾质富碱白榴斑岩，具有比较独特的成分，难于与研究区其他岩石类比。
从世界范围看，含有白榴石的岩石组合种类很多，例如橄榄霞石白榴岩、白榴碧玄岩、白橄碱玄岩、白榴金云煌斑岩、金云白榴斑岩等，它们绝大多数都是幔源岩石。将本文主量元素数据与高新国(1987) 搜集的62组来自中国凤城、五大连池、东非大裂谷、澳大利亚西部、新南威尔士、美国、意大利、印度尼西亚等地区的不同时代的典型白榴岩或者白榴斑岩等含白榴石的岩石进行对比(图 3)，可以发现羊八井样品与全球各区的白榴石岩在总体特征上是一致的，其中在TAS投图中都集中于碱玄岩到响岩的过碱性岩石系列内(图 3a)，都是属于钾玄岩系列(图 3b)或者超钾质岩石(图 3c)；而较大的区别是，羊八井白榴斑岩更富Na和富Al，属于类似于土耳其东北部地区产出的斜长白榴岩(Altherr et al., 2008)。总体看，羊八井白榴斑岩并非典型的直接来源于地幔的岩浆作用形成的。
羊八井白榴斑岩属于高钾、高钠、低镁的碱玄质响岩，具有接近基性岩石的SiO2成分、钾质和准铝质-弱过铝的特征，未显示强烈的Eu负异常(δEu约为0.7)。岩石在矿物组合上，其斑晶组成以白榴石为主，也含少量中-更长石、辉石和橄榄石；基质主要是钾长石、斜长石、云母、磷灰石等，属于一个硅不饱和的矿物组合特征。岩石的MgO、Fe2O3T、CaO与SiO2之间存在明显负相关关系，表明岩浆的演化过程中可能存在强烈的橄榄石、辉石和钛铁矿等矿物的结晶分异作用，之后才演化成为到一个十分贫Mg和其他相容元素的岩浆，由于分离结晶的不是斜长石，因此岩石没有出现明显大规模的Eu的负异常。本文经过电子探针分析(数据未列出)，确定白榴斑岩基质中含有少量橄榄石和辉石，说明早期存在橄榄石和辉石这些富Fe、Mg矿物的分离结晶作用过程，这表明岩浆早期应是超基性-基性的成分(初步确定其为地幔来源)，之后存在一个强烈的分离结晶作用过程，在La/Yb与La 投图中(图 6)可以支持分离结晶作用的存在，其中林子宗亚碱性岩石与白榴斑岩各自沿着部分熔融和分异结晶趋势线分布。同时也指示了白榴斑岩与其邻近的林子宗火山岩之间不存在岩浆作用的亲缘关系和岩浆的演化关系，它们来自于不同的岩浆源区。
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图 6 林子宗火山岩与羊八井白榴斑岩La/Yb-La图解 林子宗火山岩、斜长白榴石数据来自Gao et al., 2010 Fig. 6 La/Yb vs. La diagram for Linzizong volcanic rocks and the Yangbajain leucite porphyry Data of Linzizong volcanic rocks and plagiocalse leucite are from Gao et al. (2010) |
关于岩浆源区鉴别方面，在已有的羊八井白榴斑岩同位素研究中(Gao et al., 2010)，获得了比较均一的Sr-Nd同位素结果，其中143Nd/144Nd为0.5128~0.5129，对应的εNd值为3.6~5.3，87Sr/86Sr为0.706~0.707，同位素结果表明岩石继承了一个亏损地幔源区的属性，与林子宗火山岩总体的Nd同位素组成具有很大的差异(林子宗火山岩多为弱富集，帕那组岩石的εNd为-1到-3, Mo et al., 2008)，因此，本文新的年代学结果说明白榴斑岩(8~15Ma)不仅时代与帕那组(40~54Ma，Mo et al., 2007)不同，而且其地球化学特征也完全不同，同时，白榴斑岩的Sr-Nd同位素特征与近于同时代的中生代埃达克质斑岩(Chung et al., 2003; Hou et al., 2004)也不同。羊八井白榴斑岩是一个继承了亏损地幔的同位素特征，但又发生了强烈演化的岩石。
5.2 年龄特征本文对2个白榴斑岩样品的锆石定年获得了最小的1组年龄和其他3组捕获(或者继承)锆石年龄。就现有数据看，最小的锆石年龄组8.2~15.4Ma(加权平均年龄10.9±1.6Ma)可以代表白榴斑岩的形成年龄。羊八井白榴斑岩作为碰撞后钾质岩石，与邻区南木林乌郁盆地(11~15Ma, Zhou et al., 2010)、麻江(10~16Ma, Coulon et al., 1986)、羊应乡(10~12Ma, Nomade et al., 2004; Zhou et al., 2010)等地区已有的钾质岩石的时代是吻合的，佐证了该岩石获得约11Ma的年龄是合理的。该结果与区域上已有研究结果也吻合，即在拉萨地块钾质超钾质岩石从阿里狮泉河和冈仁波齐峰北部的雄巴和邦巴地区的18~25Ma, 到扎布耶茶卡盐湖与当惹雍错地区的12~16Ma, 再到日喀则-拉萨地区麻江、乌郁和羊应地热田的10~16Ma, 岩浆作用的时代显示从西向东逐渐变年轻的特点；另外超钾质岩石分布在大致东经87度线以西的区域，而钾质岩石则广泛分布在东起拉萨、西到狮泉河的更大的区域内(赵志丹等，2006)。
岩石中获得的3组捕获(或者继承)锆石年龄(37.5Ma、53.8Ma和62.8Ma)也具有重要的意义，揭示了白榴斑岩岩浆形成和上升的过程中，裹挟了其他先期形成的锆石，带来了地壳深部的岩浆作用的锆石记录，这些记录与地表出露的同时代岩石的时代是吻合的。其中约63Ma的捕获锆石年龄可能代表了林子宗火山岩早期的典中组岩石的年龄，也是属于捕获的锆石记录；约54Ma的捕获锆石年龄与研究区北部非常临近的当雄县南部约25km的茶苍卡辉长岩-浦迁花岗岩杂岩体的时代(54Ma，赵志丹等，2011)以及广泛分布在拉萨地块南部的岩浆大爆发的时代(~52Ma，董国臣等, 2006, 2008; Chung et al., 2005; Mo et al., 2005, 2007, 2008, 2009; Dong et al., 2005; Chu et al., 2006; Wen et al., 2008; Ji et al., 2009；Lee et al., 2009; Zhu et al., 2011)是吻合的。此外，约为38Ma的一组锆石年龄，则可能代表了帕那组晚期的时代，或者与拉萨地块南缘卧龙地区的埃达克质岩石(~38Ma)为同时代的岩浆作用记录。
这种大量出现捕获锆石的特征，与最近拉萨地块中西部地区的赛利普幔源超钾质岩石、雄巴钾质和超钾质岩石、学那地区超钾质脉岩等的研究结果(孙晨光等, 2008; 刘栋等，2011；Liu et al., 2013)是比较相似的，即拉萨地块的钾质和超钾质岩浆岩中存在大量不同年龄的锆石捕掳晶，不仅为岩石成因与演化过程提供了重要信息，也为揭示拉萨地块先存的岩浆作用记录、以及地壳结构等提供了重要的信息。
5.3 白榴斑岩与当雄-羊八井地堑形成的关系青藏高原碰撞后伸展构造的初始发育被认为代表了高原隆升到最大高度、应力状态从挤压变为伸展、进而高原开始垮塌的标志(Molnar et al., 1993; Blisniuk et al., 2001)。现有研究认为南北向(N-S)伸展构造启动时间为23~12Ma (Guillot, 1994; Coleman and Hodges, 1995; Murphy and Harrison, 1999; 丁林等, 2006)；而东西向(E-W)伸展断层的启动时间为17~7Ma (Blisniuk et al., 2001; Cottle et al., 2009; Lee et al., 2011)，尽管它们发育的动力学机制不同，但发育时间可能是同时的，最近Mitsuishi et al.(2012) 在喜马拉雅带控错地区的研究认为N-S向裂谷和E-W向伸展是同时从大约19Ma开始的，这是目前获得较早的时代，该文还进一步总结了高原南部的新构造分布，其中南北向的伸展主要集中在喜马拉雅带(以藏南拆离系STDS为代表)，而东西向的伸展构造(以N-S向的裂谷为代表)则在喜马拉雅、拉萨地块、羌塘都有发育。
拉萨地块是N-S向裂谷(地堑)最为发育的地区，已经识别出来的5条裂谷带呈大致等间距自西向东依次排列在拉萨地块(图 1a)，它们在空间上与碰撞后钾质和超钾质岩石的产出关系非常密切，因此这些裂谷作用开启的时限多是依靠伴生的岩浆作用的发生年龄确定的，例如Williams et al. (2001) 获得的17.5Ma的南北向延伸的基性岩脉, 丁林等(2006) 应用超钾质岩石揭示N-S向裂谷发育时间和切割深度。除了拉萨地块的研究，王强等人在藏北羌塘地区对于南北向伸展构造伴生的岩浆作用的研究，获得高原中部N-S伸展构造发育、进而预示高原隆升到最大高度的时间为47~34Ma(Wang et al., 2008, 2010)。
有关羊八井裂谷形成时代有多种研究结果，这个北起谷露、南到亚东的裂谷带长达600余千米，被认为是跨越喜马拉雅带和拉萨地块及其雅鲁藏布缝合带和多条断层带的最大N-S裂谷系(贺日政和高锐，2003)。已有研究通过裂谷西侧的念青唐古拉剪切带活动时间(11~5Ma)推知裂谷活动时间(Pan and Kidd, 1992)；Harrison et al.(1995) 从同位素热年代学角度认为断层活动约为8Ma之前，并伴随了高原的大规模隆升；吴珍汉等(2002, 2005)通过对羊八井-当雄盆地西侧的念青唐古拉花岗岩、东侧的羊八井花岗岩的热演化过程采用热年代学方法，获得羊八井花岗岩的快速隆升开始于8~6.8Ma，6.8Ma以来的岩体快速冷却则是对应了盆地东西两侧山地快速隆升和羊八井-当雄盆地的快速裂陷过程；而念青唐古拉花岗岩的快速冷却(隆升)最早开始时间是11.1Ma、韧性剪切作用时间为8.6~8.3Ma，因而获得了11~6.8Ma的快速隆升时间，这可能代表了羊八井地堑的初始形成时间。
本文获得的羊八井白榴斑岩的锆石U-Pb定年结果(8.2~15.4Ma，加权平均10.9±1.6Ma)与上述的其他研究结果是吻合的，作为产出在地堑内部、且与地堑具有较好成因关联的这一钾质岩石，其形成时代可以作为羊八井地堑初始形成时间的有力证据。
6 结论(1) 产出于羊八井地堑的白榴斑岩为近于基性成分的钾质响岩，具有高钾、低Mg、贫相容元素Cr、Ni、Co，以及亏损Sr-Nd同位素成分的特征，岩石可能是继承了地幔岩浆的属性，并经历了强烈的分离结晶作用。
(2) 锆石U-Pb定年结果表明白榴斑岩形成于8.2~15.4Ma(加权平均年龄为10.9±1.6Ma)，该时代为当雄-羊八井地堑初始形成时间提供了更为有力的证据。
致谢 野外工作及实验测试得到了丁小稀、王鼎霖的大力支持与帮助，在此表示感谢。| [] | Altherr R, Topuz G, Siebel W, Şen C, Meyer HP, Satir M, Lahaye Y. 2008. Geochemical and Sr-Nd-Pb isotopic characteristics of Paleocene plagioleucitites from the Eastern Pontides (NE Turkey). Lithos, 105(1-2): 149–161. DOI:10.1016/j.lithos.2008.03.001 |
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