西藏拉萨岩体黑云母二长花岗岩:锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义
发布时间：2021-01-21 04:33
拉萨岩体位于冈底斯铜、铁、铅锌多金属成矿带东段,是一个典型的复式岩体。通过对拉萨岩体开展详细的野外地质调查和岩相学观察,结合锆石LA-ICP-MS U-Pb定年、岩石地球化学分析等研究,认为拉萨岩体中代表性的黑云母二长花岗岩具有高SiO2（含量为69.94%～76.62%,平均为72.18%）、高碱（Na2O+K2O=6.95%～8.44%,平均为7.44%）、较高CaO（含量为0.68%～2.53%,平均2.00%）的特点,相对富集Ba、Rb、Th,亏损Nb、Ta、P、Ti,LREE富集、HREE亏损,轻、重稀土元素分馏强烈,Eu负异常明显,是典型的钙碱性I型花岗岩。3件黑云母二长花岗岩成岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为57±0.5Ma、58±1Ma、59±1Ma,表明其为古新世岩浆活动产物。综合研究认为,拉萨岩体黑云母二长花岗岩形成于印度与亚洲大陆主碰撞阶段（65～45Ma）,为底侵作用产生的大量壳源熔体与少量幔源熔体混合并发生一定程度分离结晶后的产物。陆内碰撞环境下的岩浆活动及元素的迁移和富集,为冈底斯成...
【文章来源】：沉积与特提斯地质. 2020,40(04)
【文章页数】：15 页
【部分图文】：
拉萨岩体大地构造位置(据文献[11])及地质简图
花岗质岩石的成因和大地构造之间具有密切的关系[34]。冈底斯南部花岗岩具有I型花岗岩特征,被莫宣学等[35]认为是安第斯型汇聚边缘产物。研究表明,晚白垩—古新世时期,新特提斯洋壳俯冲基本趋于尾声,并逐渐向陆陆碰撞作用转换[36-39]。前人资料将青藏高原中—新生代构造-岩浆活动划分为3个阶段并分别对应相应的大地构造环境:(1)碰撞前新特提斯洋板块俯冲阶段(～70/65Ma);(2)同碰撞阶段(70/65Ma～40Ma);(3)后碰撞阶段(40Ma～至今)[40]。最近研究成果将冈底斯岩浆弧的形成划分为5个期,即新特提斯洋的早期俯冲期、新特斯洋中脊俯冲期、新特斯洋晚期俯冲期、印度-亚洲大陆碰撞期和后碰撞期[26]。本文拉萨岩体黑云母二长花岗岩年龄显示其形成于同碰撞期。黄玉等[41]认为冈底斯岩基发育时间为65～45Ma,从成分上都属于俯冲有关的岛弧型花岗岩,但是从时间上此时的冈底斯南部已经进入同碰撞时期。对比冈底斯岩浆带周围地区研究,李胜荣等[42]在曲水获得花岗闪长岩年龄为44～56Ma;黄玉等[41]在拉萨东北部的花岗岩岩基获得年龄为51Ma;李洪梁等[43]在达若地区获得花岗斑岩年龄为61.1～61.9Ma。本次分析获得同位素年龄与前人研究获得的年龄一致,表明拉萨岩体形成于古新世岩。因此拉萨岩体黑云母二长花岗岩属冈底斯岩基的一部分,侵位结晶时间为冈底斯岩浆作用爆发期。
徐克勤等[56]认为I型花岗岩为上地幔派生岩浆上升,与地壳同熔及混染所形成的岩浆产物,从物源上看,它应相当于幔壳混源型(MC型)。Richards等[57]认为I型花岗岩由幔源分异岩浆的底侵使地壳物质部分熔融形成。拉萨岩体的黑云母二长花岗岩是冈底斯南部岩浆岩的典型代表,新特提斯洋岩石圈向北的俯冲消减及印亚大陆碰撞过程中的岩浆底侵和壳幔混合作用是冈底斯南部中新生代岩浆作用的主要成因[58-62]。莫宣学等[35]认为南冈底斯带同碰撞花岗岩中有着丰富的岩浆底侵、岩浆混合的证据。冈底斯岩基锆石Hf同位素和Nd同位素都是正值,且模式年龄较年轻,说明岩浆作用过程中有亏损地幔物质不同程度的加入。本文倾向于拉萨岩体经幔源岩浆底侵和壳幔混合作用形成。岩石地球化学成分显示出高硅、高钾、低Th/U和Nb/Ta比值以及负Eu异常、右倾的稀土元素配分曲线,显现出与幔源岩浆底侵致使地壳物质重熔形成的岩浆岩相似的特征[63]。在哈克图解(图7a、b、c)中,TiO2、Al2O3、MgO、K2O、NaO、CaO含量与SiO2含量呈现有规律的变化,氧化物含量随着岩石酸性增强而降低。这些规律性的变化,说明岩浆演化过程中发生了分离结晶作用。微量元素也是岩浆混合作用和成岩过程的记录,壳、幔两类岩浆混合及成岩过程中,有显著的元素迁移和成分交换,并形成独特的扩散作用[52]。样品分析结果显示,黑云母二长花岗岩相对亏损Nb,Ta、Ti、Sr、P元素亏损。Nb的亏损反映其源岩具大陆壳的特征,是花岗岩增生在大陆边缘的新的地壳[21,64],同时说明了钛铁矿、金红石、斜长石和以角闪石为主的铁镁矿物发生了分离结晶作用。黑云母二长花岗岩样品D0066-GS1、PM09-GS109的Th元素丰度大于20×10-6,也指示岩石的源岩存在与地壳物质良好的继承性[65]。熔融实验研究表明,陆壳熔融通常富Na,不能形成具高钾钙型特征的花岗质岩浆[66-68]。另有,来源于地壳组分的岩石具有较低的Sm/Nd比值(0.15～0.20)[69],而经历过地幔混染作用或来源于岩石圈地幔的岩浆,其La/Sm比值较稳定,变化不大,La/Ta则多大于25[70]。 Rb为强不相容元素,Ti为高场强元素,来自不同源区的岩浆成岩后,Rb/Ti值变化较大[71]。通过图解分析,不同源区的岩石具有不同的δEu值和Sr丰度范围(图8a)。在MgO-TFeO图解中显示岩石具有岩浆混合成因的规律(图8b)。本文拉萨岩体黑云母二长花岗岩样品Sm/Nd比值为0.14～0.19,La/Sm比值为5.55～15.18,La/Ta比值为12.60～48.94,大多数样品都大于25,显示其具有地壳岩石和地幔岩浆的特征;Rb/Ti值为0.01～0.3,说明幔源基性岩浆和壳源酸性岩浆已经发生混合岩浆作用[52]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]西藏冈底斯带查隆花岗岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及其成矿意义[J]. 秦臻,杨志军,唐力,王明志,佘朋涛,韩奎,张黛. 地质通报. 2019(Z1)
[2]拉萨地体西段达若地区古新世花岗斑岩成因:锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和Sr-Nd-Pb-Hf同位素的约束[J]. 李洪梁,李光明,刘洪,黄瀚霄,曹华文,代作文. 地球科学. 2019(07)
[3]冈底斯岩浆弧的形成与演化[J]. 张泽明,丁慧霞,董昕,田作林. 岩石学报. 2019(02)
[4]西藏冈底斯带始新世曲水岩基的岩浆混合作用:来自斜长石阴极发光特征和成分变化的证据[J]. 阮冰,骆必继,张宏飞,郭亮,徐旺春,赵新福,张文,郭京梁. 地球科学. 2019(06)
[5]西藏冈底斯成矿带西段矿床类型、成矿作用和找矿方向[J]. 黄瀚霄,张林奎,刘洪,李光明,黄勇,兰双双,吕梦鸿. 地球科学. 2019(06)
[6]茫崖二长花岗岩锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素特征及岩石成因[J]. 徐楠,吴才来,雷敏,张昕,陈红杰,郭文峰,郑坤,高栋,刘俊壮. 地球科学. 2018(S2)
[7]Petrogenesis of Late Cretaceous Jiangla’angzong I-Type Granite in Central Lhasa Terrane, Tibet, China: Constraints from Whole-Rock Geochemistry, Zircon U-Pb Geochronology, and Sr-Nd-Pb-Hf Isotopes[J]. LIU Hong,LI Guangming,HUANG Hanxiao,CAO Huawen,YUAN Qian,LI Yingxu,OUYANG Yuan,LAN Shuangshuang,Lü Menghong,YAN Guoqiang. Acta Geologica Sinica（English Edition）. 2018(04)
[8]花岗岩与大地构造[J]. 王涛,王晓霞,郭磊,张磊,童英,李舢,黄河,张建军. 岩石学报. 2017(05)
[9]福建龙岩大洋-莒舟花岗岩地球化学、年代学、铪同位素特征及其地质意义[J]. 王森,张达,Absai Vatuva,闫鹏程,马帅,冯海滨,宇腾达,白昱,狄永军. 地球化学. 2015(05)
[10]西藏山南努日矽卡岩型铜钼钨矿床黑云母花岗岩锆石U-Pb定年及其成矿意义[J]. 王欣欣,丁俊,闫国强,黄勇,戴婕,李光明,钟康惠,白景国,李秋平,张凯. 地质学报. 2015(03)
博士论文
[1]冈底斯西段林子宗群火山岩区多金属矿床成因及找矿潜力[D]. 姜军胜.中国地质大学 2018
本文编号：2990466
【文章来源】：沉积与特提斯地质. 2020,40(04)
【文章页数】：15 页
【部分图文】：
拉萨岩体大地构造位置(据文献[11])及地质简图
花岗质岩石的成因和大地构造之间具有密切的关系[34]。冈底斯南部花岗岩具有I型花岗岩特征,被莫宣学等[35]认为是安第斯型汇聚边缘产物。研究表明,晚白垩—古新世时期,新特提斯洋壳俯冲基本趋于尾声,并逐渐向陆陆碰撞作用转换[36-39]。前人资料将青藏高原中—新生代构造-岩浆活动划分为3个阶段并分别对应相应的大地构造环境:(1)碰撞前新特提斯洋板块俯冲阶段(～70/65Ma);(2)同碰撞阶段(70/65Ma～40Ma);(3)后碰撞阶段(40Ma～至今)[40]。最近研究成果将冈底斯岩浆弧的形成划分为5个期,即新特提斯洋的早期俯冲期、新特斯洋中脊俯冲期、新特斯洋晚期俯冲期、印度-亚洲大陆碰撞期和后碰撞期[26]。本文拉萨岩体黑云母二长花岗岩年龄显示其形成于同碰撞期。黄玉等[41]认为冈底斯岩基发育时间为65～45Ma,从成分上都属于俯冲有关的岛弧型花岗岩,但是从时间上此时的冈底斯南部已经进入同碰撞时期。对比冈底斯岩浆带周围地区研究,李胜荣等[42]在曲水获得花岗闪长岩年龄为44～56Ma;黄玉等[41]在拉萨东北部的花岗岩岩基获得年龄为51Ma;李洪梁等[43]在达若地区获得花岗斑岩年龄为61.1～61.9Ma。本次分析获得同位素年龄与前人研究获得的年龄一致,表明拉萨岩体形成于古新世岩。因此拉萨岩体黑云母二长花岗岩属冈底斯岩基的一部分,侵位结晶时间为冈底斯岩浆作用爆发期。
徐克勤等[56]认为I型花岗岩为上地幔派生岩浆上升,与地壳同熔及混染所形成的岩浆产物,从物源上看,它应相当于幔壳混源型(MC型)。Richards等[57]认为I型花岗岩由幔源分异岩浆的底侵使地壳物质部分熔融形成。拉萨岩体的黑云母二长花岗岩是冈底斯南部岩浆岩的典型代表,新特提斯洋岩石圈向北的俯冲消减及印亚大陆碰撞过程中的岩浆底侵和壳幔混合作用是冈底斯南部中新生代岩浆作用的主要成因[58-62]。莫宣学等[35]认为南冈底斯带同碰撞花岗岩中有着丰富的岩浆底侵、岩浆混合的证据。冈底斯岩基锆石Hf同位素和Nd同位素都是正值,且模式年龄较年轻,说明岩浆作用过程中有亏损地幔物质不同程度的加入。本文倾向于拉萨岩体经幔源岩浆底侵和壳幔混合作用形成。岩石地球化学成分显示出高硅、高钾、低Th/U和Nb/Ta比值以及负Eu异常、右倾的稀土元素配分曲线,显现出与幔源岩浆底侵致使地壳物质重熔形成的岩浆岩相似的特征[63]。在哈克图解(图7a、b、c)中,TiO2、Al2O3、MgO、K2O、NaO、CaO含量与SiO2含量呈现有规律的变化,氧化物含量随着岩石酸性增强而降低。这些规律性的变化,说明岩浆演化过程中发生了分离结晶作用。微量元素也是岩浆混合作用和成岩过程的记录,壳、幔两类岩浆混合及成岩过程中,有显著的元素迁移和成分交换,并形成独特的扩散作用[52]。样品分析结果显示,黑云母二长花岗岩相对亏损Nb,Ta、Ti、Sr、P元素亏损。Nb的亏损反映其源岩具大陆壳的特征,是花岗岩增生在大陆边缘的新的地壳[21,64],同时说明了钛铁矿、金红石、斜长石和以角闪石为主的铁镁矿物发生了分离结晶作用。黑云母二长花岗岩样品D0066-GS1、PM09-GS109的Th元素丰度大于20×10-6,也指示岩石的源岩存在与地壳物质良好的继承性[65]。熔融实验研究表明,陆壳熔融通常富Na,不能形成具高钾钙型特征的花岗质岩浆[66-68]。另有,来源于地壳组分的岩石具有较低的Sm/Nd比值(0.15～0.20)[69],而经历过地幔混染作用或来源于岩石圈地幔的岩浆,其La/Sm比值较稳定,变化不大,La/Ta则多大于25[70]。 Rb为强不相容元素,Ti为高场强元素,来自不同源区的岩浆成岩后,Rb/Ti值变化较大[71]。通过图解分析,不同源区的岩石具有不同的δEu值和Sr丰度范围(图8a)。在MgO-TFeO图解中显示岩石具有岩浆混合成因的规律(图8b)。本文拉萨岩体黑云母二长花岗岩样品Sm/Nd比值为0.14～0.19,La/Sm比值为5.55～15.18,La/Ta比值为12.60～48.94,大多数样品都大于25,显示其具有地壳岩石和地幔岩浆的特征;Rb/Ti值为0.01～0.3,说明幔源基性岩浆和壳源酸性岩浆已经发生混合岩浆作用[52]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]西藏冈底斯带查隆花岗岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及其成矿意义[J]. 秦臻,杨志军,唐力,王明志,佘朋涛,韩奎,张黛. 地质通报. 2019(Z1)
[2]拉萨地体西段达若地区古新世花岗斑岩成因:锆石U-Pb年代学、岩石地球化学和Sr-Nd-Pb-Hf同位素的约束[J]. 李洪梁,李光明,刘洪,黄瀚霄,曹华文,代作文. 地球科学. 2019(07)
[3]冈底斯岩浆弧的形成与演化[J]. 张泽明,丁慧霞,董昕,田作林. 岩石学报. 2019(02)
[4]西藏冈底斯带始新世曲水岩基的岩浆混合作用:来自斜长石阴极发光特征和成分变化的证据[J]. 阮冰,骆必继,张宏飞,郭亮,徐旺春,赵新福,张文,郭京梁. 地球科学. 2019(06)
[5]西藏冈底斯成矿带西段矿床类型、成矿作用和找矿方向[J]. 黄瀚霄,张林奎,刘洪,李光明,黄勇,兰双双,吕梦鸿. 地球科学. 2019(06)
[6]茫崖二长花岗岩锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素特征及岩石成因[J]. 徐楠,吴才来,雷敏,张昕,陈红杰,郭文峰,郑坤,高栋,刘俊壮. 地球科学. 2018(S2)
[7]Petrogenesis of Late Cretaceous Jiangla’angzong I-Type Granite in Central Lhasa Terrane, Tibet, China: Constraints from Whole-Rock Geochemistry, Zircon U-Pb Geochronology, and Sr-Nd-Pb-Hf Isotopes[J]. LIU Hong,LI Guangming,HUANG Hanxiao,CAO Huawen,YUAN Qian,LI Yingxu,OUYANG Yuan,LAN Shuangshuang,Lü Menghong,YAN Guoqiang. Acta Geologica Sinica（English Edition）. 2018(04)
[8]花岗岩与大地构造[J]. 王涛,王晓霞,郭磊,张磊,童英,李舢,黄河,张建军. 岩石学报. 2017(05)
[9]福建龙岩大洋-莒舟花岗岩地球化学、年代学、铪同位素特征及其地质意义[J]. 王森,张达,Absai Vatuva,闫鹏程,马帅,冯海滨,宇腾达,白昱,狄永军. 地球化学. 2015(05)
[10]西藏山南努日矽卡岩型铜钼钨矿床黑云母花岗岩锆石U-Pb定年及其成矿意义[J]. 王欣欣,丁俊,闫国强,黄勇,戴婕,李光明,钟康惠,白景国,李秋平,张凯. 地质学报. 2015(03)
博士论文
[1]冈底斯西段林子宗群火山岩区多金属矿床成因及找矿潜力[D]. 姜军胜.中国地质大学 2018
本文编号：2990466
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