西藏羌塘中部亞丹高壓變質(zhì)巖年代學(xué)、地球化學(xué)特征及其構(gòu)造意義*

王泉 王根厚** 方子璇 王后 陳賢 鄭藝龍 范正哲 高曦

1. 中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 1000832. 中國地質(zhì)大學(xué)(北京)信息工程學(xué)院，北京 1000833. 中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地球科學(xué)學(xué)院，武漢 4300744. 中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所，貴陽 5500815. 中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所，北京 1000371.

造山帶的時(shí)空演化一直是國際研究的熱點(diǎn)。以往的研究中，一個(gè)比較可行的研究思路是通過大陸裂谷OIB特征的堿性玄武巖(和/或雙峰式火成巖)結(jié)晶年齡來限定古大洋打開的時(shí)間下限；根據(jù)蛇綠巖套基性巖的形成時(shí)代來確定古洋殼存續(xù)的某個(gè)時(shí)間段；通過緊隨其后的區(qū)域低溫、高壓-超高壓變質(zhì)作用時(shí)間(如藍(lán)片巖、榴輝巖和多硅白云母片巖組合的形成時(shí)間)來限定大洋關(guān)閉的上限時(shí)間(Wuetal., 2011; Zhouetal., 2009; Wilde and Zhou, 2015; Zhuetal., 2015)。

眾所周知，古特提斯洋的時(shí)空演化是長期爭論的議題，研究學(xué)者一直致力于研究大洋古地理特征，及其打開、擴(kuò)張、俯沖和碰撞的時(shí)空演化過程和機(jī)制等重要科學(xué)問題，并取得了顯著成果(Allègre and Rousseau, 1984; Yin and Harrison, 2000; St?cklin, 1974, 1989; Kappetal., 2003; Zhuetal., 2011; 王根厚等, 2007, 2009; 朱弟成等, 2012; 許志琴等, 2013)。然而對于古特提斯洋不同分支的構(gòu)造演化研究卻參差不齊。以青藏高原北部的龍木錯(cuò)-雙湖縫合帶為例，其貫穿羌塘盆地的腹地，將羌塘盆地分為南羌塘和北羌塘，記錄著古特提斯洋時(shí)空演化的重要信息，是一條極其重要的構(gòu)造帶；較早的研究，鄧萬明等(1996)、Kappetal. (2003)質(zhì)疑龍木錯(cuò)-雙湖縫合帶的存在，Kappetal. (2003)認(rèn)為構(gòu)造帶上廣泛出露的變質(zhì)巖為變質(zhì)核雜巖，是陸內(nèi)伸展的產(chǎn)物；隨后在該構(gòu)造帶上先后識(shí)別出多處古生代蛇綠巖巖片，如桃形湖蛇綠巖(ca.467～460Ma, 李才等, 2008a; 505～517Ma, 吳彥旺, 2013)，果干加年山蛇綠巖(ca.438～431Ma, Zhaietal., 2007; 李才等, 2008a, b; ～272.9Ma, 吳彥旺等, 2010)，角木日二疊紀(jì)蛇綠巖(翟慶國等, 2004, 2006)；且一些低溫高壓-超高壓變質(zhì)雜巖如榴輝巖、藍(lán)片巖(翟慶國, 2008)也被陸續(xù)發(fā)現(xiàn)，因此，龍木錯(cuò)-雙湖縫合帶的確切存在才被證實(shí)。該縫合帶被眾多研究者認(rèn)為是岡瓦納與歐亞大陸拼合的位置，也是古特提斯洋向北俯沖并最終閉合的位置(李才, 1987, 2008; 李才等, 1995, 2007, 2008a, b, 2009; 翟慶國等, 2004, 2006; Zhaietal., 2013; 董春艷等, 2011)，然而，根據(jù)目前的古洋殼年代學(xué)證據(jù)，龍木錯(cuò)-雙湖縫合帶所代表古特提斯洋也只能追溯到中奧陶世(～467Ma)(李才等, 2008a)或晚寒武世(517Ma, 吳彥旺, 2013)，它的閉合時(shí)間通過藍(lán)片巖多硅白云母Ar-Ar定年目前被限定在晚三疊世～220Ma前后(翟慶國等, 2009a; 朱同興等, 2010)，而古大洋打開的起始時(shí)間一直不清楚，同時(shí)與古大洋演化密切相關(guān)的羌南地塊屬性(如，是否存在前寒武基底)也爭論不休，南、北羌塘陸陸碰撞持續(xù)時(shí)間及其碰撞后的構(gòu)造演化也有待深入研究。

圖1 羌塘中部榮瑪?shù)貐^(qū)地質(zhì)簡圖(據(jù)朱弟成等, 2012; 王寒凍, 2015修改)Fig.1 Simplified geological map of Rongma area, Central Qiangtang (modified after Zhu et al., 2012; Wang, 2015)

龍木錯(cuò)-雙湖縫合帶以南的榮瑪?shù)貐^(qū)廣泛發(fā)育斜長角閃巖、石榴石多硅白云母石英片巖、大理巖、藍(lán)片巖等變質(zhì)雜巖。以往的研究者對本區(qū)藍(lán)片巖做了一些年代學(xué)的研究(翟慶國等, 2009a; 張修政等, 2010)，而對斜長角閃巖和石榴石多硅白云母片巖并未開展實(shí)質(zhì)研究。本次研究發(fā)現(xiàn)，這些斜長角閃巖原巖具有亞堿性-堿性玄武巖特征，而多硅白云母的形成指示高壓環(huán)境，極可能與碰撞造山有關(guān)，因此對這些變質(zhì)雜巖的深入研究可能為解決古特提斯洋構(gòu)造演化問題帶來契機(jī)，故而本文對榮瑪?shù)貐^(qū)斜長角閃巖和石榴石多硅白云母片巖開展了鋯石U-Pb定年、對片巖中多硅白云母進(jìn)行了Ar-Ar定年、對斜長角閃巖開展了巖石地球化學(xué)分析，來探討古特提斯洋的開、合時(shí)限及其關(guān)閉后的構(gòu)造演化特征。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

青藏高原由一系列的塊體構(gòu)造拼貼而成，被幾條著名的縫合帶所分隔(圖1a)(朱弟成等, 2012)。羌塘盆地位于青藏高原北緣，地處歐亞大陸與岡瓦納大陸的結(jié)合部位，被龍木錯(cuò)-雙湖縫合帶分為羌南和羌北地塊。羌南、羌北地區(qū)沉積地層和古生物特征差別較大，羌南可與岡瓦納對比，而羌北的沉積和古生物特征則與歐亞大陸的揚(yáng)子板塊有親緣性(李才等, 2004, 2005)。研究區(qū)位于羌南地塊北部榮瑪鄉(xiāng)亞丹一帶，大地構(gòu)造位置位于龍木錯(cuò)-雙湖縫合帶以南ca.80～100km的地區(qū)(圖1a)。根據(jù)區(qū)域地層分布特點(diǎn)，研究區(qū)可劃分為增生雜巖區(qū)和沉積蓋層區(qū)，增生雜巖變形和變質(zhì)作用均較強(qiáng)，層序混亂，可分為基質(zhì)和巖塊的“二元”結(jié)構(gòu)，為典型碰撞帶俯沖增生雜巖。沉積蓋層區(qū)普遍發(fā)育強(qiáng)變形、弱變質(zhì)作用，基本沉積層序可以識(shí)別。區(qū)域主要出露晚古生代-新生代地層，如泥盆系長蛇山組(D1-3ch)砂巖、粉砂巖，石炭-二疊系雪水河巖群((C-P2)Xph)板巖、千枚巖，下-中二疊統(tǒng)吞龍共巴組(P1-2t)碎屑巖夾灰?guī)r，下二疊統(tǒng)龍格組(P2l)灰?guī)r夾砂巖，上三疊統(tǒng)日干配錯(cuò)組(T3r)灰?guī)r夾砂巖，上白堊統(tǒng)阿布山組(K2a)礫巖、砂巖，古近系康托組(E3k)陸源碎屑巖及第四系陸緣碎屑堆積。區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，主要表現(xiàn)為多期的變質(zhì)變形作用，并發(fā)育一條NE-SW向區(qū)域走滑斷裂。

區(qū)內(nèi)巖漿巖出露較少，時(shí)代主要集中于晚古生代、中生代和新生代；晚古生代巖漿巖主要出露于西北部，中生代和新生代巖漿巖主要分布于中部地區(qū)。區(qū)內(nèi)侵入巖包括基性巖墻、巖脈，以及酸侵入體?；詭r墻、巖脈的巖性主要為輝綠玢巖、輝長巖、輝綠輝長巖等，形成時(shí)代為晚石炭世-早二疊世(李才等, 2005; 翟慶國等, 2009b)，多呈塊體產(chǎn)出于古生代混雜巖中；酸性侵入體主要為花崗閃長巖，多呈巖株、巖枝產(chǎn)出，其侵位時(shí)代為晚侏羅世，與圍巖界線清楚，熱接觸作用明顯。區(qū)內(nèi)火山巖主要發(fā)育古生代雜巖體中的玄武巖塊體和新生代納丁錯(cuò)組玄武巖。區(qū)域變質(zhì)巖廣泛發(fā)育，從NW至SE變質(zhì)相具由高到低的漸變規(guī)律，變質(zhì)巖類型主要包括石榴石多硅白云母片巖、藍(lán)片巖、板巖、千枚巖、斜長角閃巖、大理巖和變質(zhì)石英砂巖等(圖1b, c)。野外剖面顯示，石榴石多硅白云母片巖呈近NW-SE向展布，與基性巖和大理巖呈斷層接觸，巖層受構(gòu)造作用強(qiáng)烈影響，早期經(jīng)中-淺層次的剪切作用而整體片理化，后期受南北向的推覆作用而再次強(qiáng)烈變形。

圖2 羌塘中部榮瑪?shù)貐^(qū)亞丹雜巖野外和鏡下特征(a)石榴石多硅白云母石英片巖與灰?guī)r呈斷層接觸；(b)新元古代斜長角閃巖與石榴石多硅白云母石英片巖呈斷層接觸；(c)中侏羅世斜長角閃巖侵入石榴石多硅白云母石英片巖；(d)中侏羅世斜長角閃巖正交偏光顯微鏡下照片；(e)石榴石多硅白云母石英片巖野外手標(biāo)本照片；(f)石榴石多硅白云母石英片巖正交偏光顯微鏡下照片. Ab-鈉長石；Am-角閃石；Ms-白云母；Q-石英；Grt-石榴子石Fig.2 Field and microscopic photographs of the Yadan metamorphic complex from Rongma area, Central Qiangtang(a) Garnet-polysilicon muscovite-quartz Schist is in fault contact with limestone; (b) Neoproterozoic plagioclase amphibolite is in fault contact with garnet Muscovite quartz schist; (c) Middle Jurassic plagioclase amphibolite intrudes Garnet-polysilicon muscovite-quartz schist; (d) microscope photograph of the Middle Jurassic plagioclase amphibolite (crossed polarized light); (e) garnet-polysilicon muscovite-quartz schist; (f) garnet-polysilicon muscovite-quartz schist in the crossed polarized light. Ab-albite; Am-amphibole; Ms-muscovite; Q-quartz; Grt-garnet

2 樣品特征及分析方法

2.1 巖石特征

圖3 羌塘中部榮瑪?shù)貐^(qū)石榴石多硅白云母石英片巖三期變形特征(a、c、e)和面理赤平投影圖下半球(b、d、f)Fig.3 Three stages of deformation (a, c, e) and their planar stereographic projection maps of lower hemisphere (b, d, f) of garnet-polysilicon-muscovite-quartz schist in Rongma area, Central Qiangtang

榮瑪?shù)貐^(qū)變質(zhì)雜巖主要包括斜長角閃巖、石榴石多硅白云母石英片巖、大理巖、藍(lán)片巖等。藍(lán)片巖主要以孤立塊狀、透鏡狀發(fā)育于板巖和片巖中，局部發(fā)育規(guī)模較大的塊體(翟慶國等, 2009a)。石榴石多硅白云母石英片巖與灰?guī)r呈斷層接觸(圖2a)；斜長角閃巖與石榴石多硅白云母石英片巖存在斷層和侵位兩種接觸關(guān)系(圖2b, c)。本次在榮瑪鄉(xiāng)亞丹一帶主要對斜長角閃巖和石榴石多硅白云母石英片巖進(jìn)行了系統(tǒng)的采樣研究。斜長角閃巖均為粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物包括角閃石(60%～65%)和斜長石(35%～40%)(圖2b-d)。石榴石多硅白云母石英片巖具鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，礦物組成主要包括，石英(45%)、白云母(35%)、綠泥石(5%)、鈉長石(10%)、石榴石(5%)，薄片中構(gòu)造裂隙發(fā)育，內(nèi)有硅化石英及少量絹云母、原巖碎粉呈脈狀充填(圖2e, f)。

野外調(diào)研發(fā)現(xiàn)，石榴石多硅白云母石英片巖變形作用發(fā)育(圖3a, c, e)，通過系統(tǒng)的產(chǎn)狀勘測統(tǒng)計(jì)，對面理產(chǎn)狀數(shù)據(jù)進(jìn)行了赤平投影投圖分析，投圖顯示，石榴石多硅白云母石英片巖發(fā)育三期變形作用(圖3a-f)。第一期為韌性平移剪切作用(S1)，同時(shí)具逆沖推覆的特點(diǎn)，剪切方向近NW-SE向，為右行剪切，伴隨強(qiáng)烈的變質(zhì)作用，產(chǎn)生了大量的變質(zhì)礦物，包括了石榴子石+斜長石+角閃石的變質(zhì)礦物組合，并形成腸狀褶皺和強(qiáng)烈的礦物定向(圖3c, e)，巖層同時(shí)形成同斜褶皺，鞘褶皺等構(gòu)造。S1面理軸面平均產(chǎn)狀為～271°∠～47°。第二期變形(S2)主要顯示為東西向的擠壓作用，以南北向形成片理面的各種彎滑褶皺為特點(diǎn)，軸面方向近東西，較為陡立。此期主要為S1后期疊加的一期擠壓，主應(yīng)力方向?yàn)闁|西向，獲得S2的軸面產(chǎn)狀平均為～102°∠～62°。第三期變形(S3)主要形成一系列南北向的寬緩褶皺、局部尖棱褶皺(圖3e)和逆斷層等。此期變形主要為南北向的擠壓，面理軸面平均產(chǎn)狀為～158°∠～43°作用范圍大，使得整個(gè)片巖發(fā)生南北向褶皺，并且影響發(fā)育多組片巖中的復(fù)褶皺，同時(shí)發(fā)育褶皺相關(guān)斷層，表現(xiàn)為逆斷層。與S2期的區(qū)別在于此期的規(guī)模較大，S3的影響還使得大理巖受垂向擠壓，形成石香腸，推斷S1和S2可能與區(qū)域上或周邊較早期構(gòu)造事件有關(guān)，而S3變形可能與羌南、羌北地塊的碰撞造山有關(guān)。

2.2 分析方法

本次共采集2件斜長角閃巖樣品(與片巖呈斷層和侵位接觸關(guān)系的樣品各1件，7-6-YQ8、7-28-3)和2件石榴石多硅白云母石英片巖(7-29-2、7-29-3)用于開展鋯石U-Pb同位素定年；2組共17件石榴石多硅白云母石英片巖用于多硅白云母Ar-Ar定年；8件斜長角閃巖用于開展全巖地球化學(xué)分析。

鋯石單礦物分選在北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司實(shí)驗(yàn)室完成，分選方法和過程詳見王泉(2015)。將選出的鋯石與標(biāo)樣一起黏貼在環(huán)氧樹脂中，拋磨約1/2，露出鋯石礦物的中心面，然后進(jìn)行透射光、反射光和陰極發(fā)光顯微照相，用于判斷鋯石結(jié)構(gòu)和成因類型。選取合適的測試點(diǎn)位，避開裂紋和包裹體，以免影響分析數(shù)據(jù)質(zhì)量。樣品LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年分析在中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)所測試中心完成，測試儀器為Thermo Element Ⅱ質(zhì)譜儀與New Wave UP193激光器，激光波長193nm，剝蝕激光的束斑大小設(shè)定為35μm，脈沖頻率10Hz。工作條件為：冷卻氣(Ar)流量為1.13L/min；激光準(zhǔn)備時(shí)間20s，剝蝕時(shí)間為40s。元素含量以Plesovice為內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)定，鋯石U-Pb年齡測試數(shù)據(jù)采用澳大利亞 Glitter 4.4數(shù)據(jù)處理軟件計(jì)算獲得，用于年齡誤差校正的準(zhǔn)鋯石為GJ-1，單個(gè)測點(diǎn)數(shù)據(jù)點(diǎn)誤差為1σ，加權(quán)平均值誤差為2σ。標(biāo)樣特征和具體分析流程詳見王泉(2015)。普通鉛校正采用Anderson (2002)的方法，年齡計(jì)算采用國際標(biāo)準(zhǔn)程序Isoplot(Ludwingetal., 2003)。測試得到的年齡數(shù)據(jù)<1Ga的點(diǎn)使用206Pb/238U和對應(yīng)的1σ作為年齡，207Pb/235U和206Pb/238U的比值計(jì)算諧和度；>10Ga的點(diǎn)使用207Pb/206Pb和對應(yīng)的1σ作為年齡，207Pb/206Pb和206Pb/238U的比值計(jì)算諧和度。本次諧和度計(jì)算結(jié)果采用0.93～1.0之間的為諧和點(diǎn)。

多硅白云母40Ar/39Ar定年在中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所國土資源部同位素地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。樣品的階段升溫加熱通過電子轟擊爐完成，質(zhì)譜分析在MM-1200B質(zhì)譜計(jì)上完成；所有數(shù)據(jù)都經(jīng)過質(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。實(shí)驗(yàn)分析流程詳見陳文等(2006)、翟慶國等(2009a)。

全巖主、微量和稀土元素分析在河北省中鐵物探勘察有限公司實(shí)驗(yàn)中心完成，主量元素通過ARL Advant XP+XRF儀測定分析，分析精度一般優(yōu)于3%；微量元素用X系列2/SN01831C等離子質(zhì)譜(ICP-MS)進(jìn)行分析，分析精度一般優(yōu)于3%。分析流程見Liuetal. (2016)。

斜長角閃巖Nd同位素分析在南京大學(xué)實(shí)驗(yàn)中心完成。同位素的測試則在該實(shí)驗(yàn)室的多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(MC-ICPMS)上采用靜態(tài)模式(Static mode)進(jìn)行。分析全程采用USGS標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)BHVO-2、BCR-2、AGV-2進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控。儀器測試?yán)?46Nd/144Nd=0.7219依據(jù)指數(shù)法則作內(nèi)部校正。鋯石原位Hf同位素在天津地質(zhì)調(diào)查中心實(shí)驗(yàn)測試室完成，在激光剝蝕多接收器等離子質(zhì)譜儀上完成，儀器由美國ESI公司NEW WAVE 193nm FX激光器和美國賽默飛世爾公司NEPTUNE多接收等離子質(zhì)譜組成。其性能參數(shù)包括：質(zhì)量數(shù)范圍，4～310amu；分辨率，>450(平頂峰，10%峰谷定義)；豐度靈敏度，<5×10-6(無RPQ)、<0.5×10-6(有RPQ)；測定峰穩(wěn)定性包括磁場和電場漂移，<50×10-6/h，激光脈沖頻率為8Hz，剝蝕孔徑為45μm，鋯石GJ-1作為同位素監(jiān)控標(biāo)樣，鋯石91500作為校正標(biāo)樣。

3 測試結(jié)果

3.1 鋯石U-Pb年代學(xué)

本次對2件斜長角閃巖和2件石榴石多硅白云母石英片巖進(jìn)行了鋯石U-Pb定年，分析結(jié)果見表1，鋯石U-Pb諧和年齡圖見圖4。陰極發(fā)光圖(圖5)顯示，斜長角閃巖鋯石呈短柱狀，環(huán)帶發(fā)育，部分鋯石樣品發(fā)育一圈較薄的增生邊；石榴石多硅白云母石英片巖鋯石主要呈橢圓狀和柱狀，有磨圓特征，反映沉積巖特征，鋯石增生邊發(fā)育，本次鋯石圈點(diǎn)都集中于邊部并盡量避開增生邊，斜長角閃巖和多硅白云母石英片巖的Th/U比值主要集中于0.2～1.0之間，主要顯示巖漿鋯石特征，所測年齡可以代表鋯石寄主原巖的結(jié)晶時(shí)間。

樣品7-6-YQ8，斜長角閃巖，與石榴石多硅白云母石英片巖呈斷層接觸(圖2b)，其陰極發(fā)光圖像(圖5a)顯示典型的巖漿振蕩環(huán)帶，鋯石呈短柱狀，部分鋯石邊部發(fā)育一圈較薄的增生邊；鋯石Th/U比值介于0.1～1.2之間，顯示典型的巖漿成因，對225顆鋯石打點(diǎn)，選取其中諧和度介于0.9～1.1之間的點(diǎn)共計(jì)120個(gè)，其余不諧和的數(shù)據(jù)105個(gè)舍棄。其中61個(gè)低年齡群數(shù)據(jù)比較集中，加權(quán)平均年齡為717±7Ma(n=61，MSWD=1.9)，小于700Ma的諧和數(shù)據(jù)加權(quán)平均年齡為680±7Ma(n=15，MSWD=0.38)，其中717Ma可能代表斜長角閃巖原巖的形成年齡(新元古代中期)，680Ma可能與后期變質(zhì)作用有關(guān)，但該值可能代表鋯石幔部與增生邊的混合年齡，所以不代表準(zhǔn)確變質(zhì)時(shí)間，可能意義不大，實(shí)際變質(zhì)作用時(shí)間可能更晚。樣品含豐富繼承鋯石，年齡范圍介于ca.3096～800Ma之間，集中于～900Ma、1400Ma、～1900Ma、～3100Ma幾個(gè)峰值。本文首次在羌南地區(qū)獲得前寒武時(shí)期的巖石，暗示區(qū)內(nèi)存在古老基底。

表1西藏羌塘榮瑪?shù)貐^(qū)變質(zhì)雜巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb分析結(jié)果

Table 1 U-Pb isotope compositions of the zircons from metamorphic complex from Rongma area in Central Qiangtang

測點(diǎn)號(hào)Th/U同位素原子比率年齡(Ma)206Pb238U2σ207Pb235U2σ207Pb206Pb2σ206Pb238U2σ207Pb235U2σ207Pb206Pb2σ諧和度7-19RZ 新元古代斜長角閃巖(對應(yīng)樣品號(hào)為7-6-YQ8)7-19-RZ1_10.70.139440.003761.387830.046360.06950.0016842218842091447957-19-RZ1_110.50.112330.003021.099760.025670.070520.00135686187531294339917-19-RZ1_130.70.107820.002921.039180.03150.069650.00156660177241691845917-19-RZ1_150.70.115690.003141.138830.035760.070170.00159706187721793346917-19-RZ1_180.30.115240.003121.125790.030880.071020.00148703187661595842917-19-RZ1_210.139790.003741.37380.031820.070190.00133844218781493439967-19-RZ1_240.90.121430.00331.15680.033080.066780.00142739197801683144947-19-RZ1_250.50.133570.003681.349550.051710.071980.00181808218672298650937-19-RZ1_270.70.121490.00331.134430.028120.06810.00134739197701387240957-19-RZ1_290.80.11670.003221.159690.043090.070680.00179712197822094851917-19-RZ1_300.40.111120.003031.030110.029540.067040.00145679187191583944947-19-RZ1_310.60.131230.003581.234480.031350.068190.00135795208161487441977-19-RZ1_320.60.124330.003411.187690.037540.06730.00152755207951784746947-19-RZ1_330.70.116030.003191.142170.038960.069990.00167708187741892848917-19-RZ1_350.50.14210.003911.41250.046740.071570.00163857228942097446957-19-RZ1_380.60.123410.003381.156050.030830.066730.00136750197801582942967-19-RZ1_390.70.135440.003751.325490.049710.068010.0017819218572286951957-19-RZ1_40.50.120360.003231.143070.031090.067820.00141733197741586343947-19-RZ1_400.60.120290.003291.180550.028360.070940.00137732197921395639927-19-RZ1_420.60.115770.003181.071060.027820.067980.00138706187391486841957-19-RZ1_430.70.12480.003421.225360.031670.070920.00142758208121495540937-19-RZ1_440.90.118320.003251.086290.02990.065060.00136721197471577643967-19-RZ1_450.40.14820.004121.547910.057320.07580.001828912395023109047937-19-RZ1_4610.125270.003451.226420.03240.069740.00141761208131592141937-19-RZ1_470.70.117080.003211.084670.02610.066650.00129714197461382740957-19-RZ1_480.20.125760.003471.236930.037030.071050.00154764208181795944937-19-RZ1_490.50.11380.003131.061640.027060.066770.00134695187351383141947-19-RZ1_520.90.117630.003251.069860.03070.066430.00142717197391582044977-19-RZ1_60.70.122360.003291.157910.03170.068570.00143744197811588643957-19-RZ1_70.60.109450.0031.049960.042230.071080.00195670177292196055917-19-RZ2_130.90.115850.003291.106810.049130.071050.00208707197572495959937-19-RZ2_2010.126030.003571.217260.044790.069120.00172765208092190250947-19-RZ2_260.80.115690.003081.111990.032170.067880.00147706187591586544937-19-RZ2_320.80.11780.003141.14840.031750.070120.00148718187771593243927-19-RZ2_330.10.117580.003151.124360.036710.068810.00161717187651889347937-19-RZ2_360.50.138520.003711.298310.041060.067690.00152836218451885946987-19-RZ2_400.70.117810.00321.156440.045610.068520.00182718187802188454927-19-RZ2_410.50.111640.002981.076960.026340.068340.00135682177421387940917-19-RZ2_50.20.124370.003481.215330.051320.071260.00197756208082496555937-19-RZ2_80.50.122070.003361.155670.029660.068780.00138743197801489241957-19-RZ4_10.70.111750.0031.085560.053770.069030.00222683177462690065917-19-RZ4_100.60.128170.003351.232960.028970.067650.00131777198161385840957-19-RZ4_120.20.109210.002871.044740.028690.06740.00144668177261485044927-19-RZ4_140.50.116780.003081.139640.035240.067540.00154712187721785447927-19-RZ4_160.60.113160.002991.054070.028330.06610.00139691177311481043947-19-RZ4_20.80.142150.003731.462310.056330.075030.00198572191523106950937-19-RZ4_250.40.112830.003021.097430.032790.069610.00155689177521691745917-19-RZ4_2610.123590.003331.159950.039410.067410.00162751197821985049967-19-RZ4_270.80.14120.003771.372410.034070.068610.0013585121877158874097

續(xù)表1Continued Table 1測點(diǎn)號(hào)Th/U同位素原子比率年齡(Ma)206Pb238U2σ207Pb235U2σ207Pb206Pb2σ206Pb238U2σ207Pb235U2σ207Pb206Pb2σ諧和度7-19-RZ4_281.30.119870.003281.129620.048610.067470.00195730197682385359957-19-RZ4_290.20.144130.003881.394570.043210.067770.0015868228871886145977-19-RZ4_310.60.125690.00341.236030.04080.069540.00162763198171991547937-19-RZ4_320.30.124810.003391.186130.042130.068250.00169758197942087651957-19-RZ4_330.40.121710.003281.184880.030180.070670.00142740197941494841937-19-RZ4_340.30.121940.00331.183050.03670.06930.00156742197931790846937-19-RZ4_350.80.12230.003381.164020.053470.066590.002744197842582561947-19-RZ4_380.50.12260.003341.148250.033520.068260.00148746197761687744967-19-RZ4_4110.124010.003391.232550.035580.070480.00151754198161694343927-19-RZ4_71.10.116820.003041.100570.027230.067190.00135712187541384441947-19-RZ4_80.80.124320.003251.18570.032450.067410.00142755197941585143957-19-RZ7_120.40.113650.002831.086810.03180.069510.00155694167471591445927-19-RZ7_150.70.125620.003131.218090.03180.0690.00143763188091589942947-19-RZ7_190.60.123040.003081.158360.030780.068230.00143748187811487643957-19-RZ7_201.10.13090.00331.204120.040540.065940.00158793198031980549987-19-RZ7_220.90.114440.002961.121090.050010.068940.00204699177642489760917-19-RZ7_240.40.121040.003051.214620.031870.071960.00149737188071598542917-19-RZ7_250.80.12640.003221.269150.044330.073350.001787671883220102448927-19-RZ7_260.70.128060.003231.252110.032350.069410.00142777188241591142947-19-RZ7_270.10.124890.003141.221170.027780.068450.00133759188101388240937-19-RZ7_300.70.135520.003461.313360.043030.070950.00165819208521995647967-19-RZ7_320.90.1240.003191.234940.042220.070410.0017754188171994049927-19-RZ7_350.40.148150.003771.437910.035450.069630.00138891219051591840987-19-RZ7_370.60.132290.00341.256890.037860.069640.00155801198271791845967-19-RZ7_380.50.130920.003361.305320.036660.069830.00149793198481692343937-19-RZ7_400.60.130160.003371.269640.043310.068510.00163789198321988449947-19-RZ7_411.10.128410.00331.318710.034280.071760.00146779198541597941917-19-RZ7_442.20.123230.003181.211260.032460.069820.00145749188061592342927-19-RZ7_70.70.118860.002961.118520.03680.067380.00161724177621885049957-19-RZ7_90.40.119970.002971.171110.031860.069410.00148730177871591143928-15-4-RZ1_100.90.143720.004011.339020.04510.067920.00157866238632086647998-15-4-RZ1_110.80.132330.003681.225370.033070.066430.00135801218121582042988-15-4-RZ1_120.90.114150.003171.096360.028260.068980.00138697187521489841928-15-4-RZ1_130.90.115840.003231.062950.029470.0680.00142707197351586943968-15-4-RZ1_140.10.12820.003561.196310.028210.067630.00128778207991385739978-15-4-RZ1_170.70.116840.003241.095730.024230.067840.00125712197511286438948-15-4-RZ1_180.90.13080.003661.275680.039790.068450.00151792218351888245948-15-4-RZ1_190.20.129790.003611.210770.027830.068180.00128787218061387438978-15-4-RZ1_20.40.143220.003951.335450.034610.06890.00136863228611589640998-15-4-RZ1_200.50.109750.003091.046760.035330.069970.00168671187271892748928-15-4-RZ1_210.70.129750.003651.232370.041760.067170.00157787218151984348968-15-4-RZ1_220.30.110060.003071.04810.023730.069110.00129673187281290238928-15-4-RZ1_230.20.125880.003511.186350.028460.06770.00129764207941385939968-15-4-RZ1_271.10.125580.003511.161640.026070.06730.00124763207831284738978-15-4-RZ1_280.60.123990.003481.213950.03210.070440.00141754208071594141938-15-4-RZ1_290.50.126670.003561.215620.03580.068380.00146769208081688044958-15-4-RZ1_31.50.135190.003751.298650.039560.068870.0015817218451789544968-15-4-RZ1_300.90.113210.003181.074890.030510.070070.00148691187411593143938-15-4-RZ1_310.60.117840.003371.096430.046080.066280.00185718197522281557958-15-4-RZ1_390.50.120270.003391.120790.030090.067170.0013773220763148434295

圖4 羌南地塊榮瑪?shù)貐^(qū)雜巖鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig.4 U-Pb concordia diagrams of zircon data from metamorphic complex from Rongma area in Central Qiangtang

圖5 羌塘中部榮瑪?shù)貐^(qū)雜巖鋯石陰極發(fā)光(CL)圖(a)樣品7-6-YQ8；(b)樣品7-28-3；(c)樣品7-29-2；(d)樣品7-29-3Fig.5 Representative cathodoluminescence (CL) images of zircons from metamorphic complex from Rongma area in Central Qiangtang(a) Sample 7-6-YQ8; (b) Sample 7-28-3; (c) Sample 7-29-2; (d) Sample 7-29-3

樣品7-28-3，斜長角閃巖，侵位于石榴石多硅白云母石英片巖中(圖2c)，其陰極發(fā)光圖像(圖5b)顯示典型的巖漿振蕩環(huán)帶，鋯石呈短柱狀，部分鋯石邊部發(fā)育一圈較薄的增生邊；鋯石Th/U比值介于0.1～1.2之間，顯示典型的巖漿成因，對26顆鋯石打點(diǎn)26個(gè)，獲得25個(gè)諧和度大于95%的數(shù)據(jù)，1個(gè)低于90%的數(shù)據(jù)，被摒棄。14個(gè)數(shù)據(jù)加權(quán)平均年齡為163±2Ma(n=14，MSWD=1.9)，可近似代表該期斜長角閃巖原巖形成的時(shí)間。樣品也含豐富繼承鋯石，年齡范圍介于ca.400～200Ma之間，主要集中于～200Ma、～254Ma、～400Ma三個(gè)年齡峰。

樣品7-29-2和7-29-3，均為石榴石多硅白云母石英片巖，陰極發(fā)光圖像(圖5c, d)顯示鋯石形態(tài)復(fù)雜，長柱狀、短柱狀和橢圓狀均等發(fā)育，部分鋯石磨圓明顯，顯示復(fù)雜的鋯石來源，鋯石Th/U比值變化較大，主要介于0.02～1.0之間，暗示原巖具有沉積巖特征。樣品7-29-2共對24顆鋯石進(jìn)行了24 個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)分析，其中諧和度大于91的有20個(gè)，其余4個(gè)數(shù)據(jù)諧和度低于90%，樣品整體鉛丟失不明顯，諧和數(shù)據(jù)都靠近諧和曲線分布。諧和年齡變化范圍集中于214～2050Ma，主要包括～214Ma、～294Ma、～850Ma、～1200Ma、～1500Ma、～1800Ma和～2000Ma峰值，表明此件樣品同期的沉積作用發(fā)生于214Ma之后。樣品7-29-3共進(jìn)行28顆鋯石的28個(gè)測點(diǎn)分析，其中20個(gè)數(shù)據(jù)諧和度大于91可用，其余8個(gè)數(shù)據(jù)諧和度低于90%，摒棄。樣品有弱的鉛丟失，但大部分?jǐn)?shù)據(jù)均靠近諧和曲線，表明諧和數(shù)據(jù)可用。該件樣品年齡范圍變化于393～2102Ma，但也可能存在更年輕的鋯石，只是未被分析到，已有年齡峰值主要集中于～393Ma、～460Ma、～700Ma、～1000Ma、～1400Ma、～1800Ma和2100Ma，表明沉積作用發(fā)生于393Ma之后。其中前寒武時(shí)期的年齡數(shù)據(jù)與全球哥倫比亞超大陸和羅迪尼亞超大陸拼合、裂解相對應(yīng)，可能暗示羌南地塊存在古老基底，或者其源于具有古老基底的超大陸。

表2羌塘中部榮瑪?shù)貐^(qū)石榴石多硅白云母石英片巖中多硅白云母39Ar/40Ar定年結(jié)果

Table 2 Result of39Ar/40Ar stepwise heating dating for phengite of garnet-polysilicon-muscovite-quartz schist from Rongma area in central Qiangtang

T(℃)(40Ar/39Ar)m(36Ar/39Ar)m(37Ar0/39Ar)m(38Ar/39Ar)mF39Ar (×10-14mol)年齡(Ma)±1σ (Ma)7-19-DF1多硅白云母700448.70631.38743.22270.300139.04190.041461775072.32820.04340.15370.021259.50440.332182.679070.4810.02970.20840.018361.7320.42225.72.582068.76820.02480.20150.018761.46980.94224.82.285065.84870.01490.16020.01661.4670.81224.82.288065.24480.01380.08360.01661.15751.35223.72.191063.68520.00830.10910.014661.22622.012242.194064.26230.00930.00840.014861.50561.5224.92.298065.570.013800.015361.49861.53224.92.1104064.12670.00990.00810.014661.19742.43223.92.1113063.41630.010.13520.015160.48070.73221.42.21400448.74571.197915.0110.265197.0090.0043433128-15-7DF1多硅白云母700128.66190.257600.061252.53510.13197.22.9800105.34810.15160.0120.041660.53551.37225.52.284073.13210.04330.00890.020860.32531.43224.72.188065.87250.02040.06070.016959.84141.842232.192064.10610.0140.00180.015159.97181.71223.52.196065.90620.01990.04750.015760.0341.21223.72.1100064.46020.014400.015460.2011.58224.32.1104062.3930.0080.01760.014460.03472.17223.72.1108085.02790.08620.11080.029659.5780.5222.12.4114077.68140.05860.03350.025160.35320.21224.82.71240224.66810.547500.112162.88810.09233.71.914001901.4086.233901.156459.29630.0122143

注：表中下標(biāo)m代表樣品中測定的同位素比值；F=40Ar*/39Ar，指放射性成因40Ar與K生成的39Ar的比值

圖6 羌塘中部榮瑪?shù)貐^(qū)石榴石多硅白云母石英片巖中多硅白云母39Ar/40Ar等時(shí)線圖(a、c)和年齡譜圖(b、d)Fig.6 The isochronic age (a, c) and 40Ar/39Ar plateau age (b, d) diagrams of phengite of garnet-polysilicon muscovite-quartz schist from Rongma area in central Qiangtang

3.2 多硅白云母40Ar/39Ar年代學(xué)

考慮到本次獲得的石榴石多硅白云母片巖年齡數(shù)據(jù)中有1件樣品存在～214Ma的諧和巖漿鋯石年齡，表明區(qū)域上可能存在214Ma以后的變質(zhì)作用。因此我們先后兩次到研究區(qū)不同位置進(jìn)行采樣分析，并先后2次對對石榴石多硅白云母石英片巖中的多硅白云母進(jìn)行了40Ar/39Ar定年，多硅白云母階段升溫定年分析結(jié)果見表2。2次分析的樣品等時(shí)線圖(圖6a, c)和年齡譜圖(圖6b, d)顯示，所有樣品均獲得一致年齡譜，總氣體年齡為～224Ma，其中790～1400℃和800～1140℃的11個(gè)階段都分別構(gòu)成了一個(gè)很好的年齡坪，tp1=224.2±1.5Ma，tp2=223.9±1.5Ma，分別對應(yīng)了96.9%和98.2%的39Ar釋放量，對應(yīng)的36Ar/40Ar-39Ar/40Ar等時(shí)線年齡分別為ti1=222.9±2.7Ma，ti1=223.3±2.2Ma；40Ar/36Ar 初始化值分別為327±40(MSWD=4.7)，300±4.6(MSWD=5.6)。因此～224Ma可以代表多硅白云母的形成年齡，反映一期顯著的區(qū)域變質(zhì)事件。目前在榮瑪?shù)貐^(qū)并未獲得低于214Ma的變質(zhì)年齡，但前人在鄰區(qū)紅脊山地區(qū)發(fā)現(xiàn)了～213Ma的區(qū)域變質(zhì)年齡(藍(lán)片巖中藍(lán)閃石40Ar/39Ar年齡，白艷萍等, 2010)。

3.3 巖石主微量元素

本次分別對新元古代和中侏羅世斜長角閃巖進(jìn)行了元素地球化學(xué)特征分析(表3)。3件新元古代斜長角閃巖樣品SiO2含量介于46.65%～48.42%，Al2O3含量為12.43%～15.55%，TiO2含量較高(1.34%～4.44%)，MgO含量較高(5.10%～9.57%)，F(xiàn)e2O3T含量介于10.47%～15.94%之間，燒失量LOI變化于2.67%～3.28%。在全巖SiO2-Nb/Y和Zr/TiO2-Nb/Y圖解中(圖7a, b, Winchester and Floyd, 1977; Zhouetal., 2009)，2件樣品落于堿性玄武巖區(qū)，1件落于亞堿性玄武巖區(qū)域。在稀土和微量元素標(biāo)準(zhǔn)化圖解中(圖8a, b)，3件樣品稀土元素都呈現(xiàn)明顯右傾趨勢，幾乎沒有Eu的異常，2件堿性玄武巖區(qū)樣品具有高的LREE含量(147×10-6～151×10-6)，投點(diǎn)落于亞堿性玄武巖區(qū)的那1件斜長角閃巖具有相對低的LREE量(47×10-6)，堿性玄武巖區(qū)的樣品比亞堿性玄武巖區(qū)樣品顯示更高的LREE/HREE和(La/Yb)N比值；3件樣品均富集高場強(qiáng)元素(如Nb、Ta、Th)和大離子親石元素(如K、Rb、Ba)， 但堿性玄武巖區(qū)樣品Nb、Ta值比亞堿性玄武巖區(qū)樣品更高，前者整體類似OIB特征，后者則類似E-MORB。此外前者具有低MgO(5.10%～5.18%)，后者高M(jìn)gO(9.57%)，因此，亞堿性玄武巖更接近于新元古代斜長角閃巖原巖的特征，而它的OIB特征可能是由于陸殼的強(qiáng)烈混染所致，這與該期斜長角閃巖中發(fā)育豐富古老繼承鋯石(3.0～1.8Ga)的事實(shí)相一致。

表3羌塘中部榮瑪?shù)貐^(qū)斜長角閃巖全巖地球化學(xué)組成(主量：wt%；微量：×10-6)

Table 3 Major elements (wt%) and trace elements (×10-6) concentrations of plagioclase amphibolites from Rongma area in the central Qiangtang

樣品號(hào)7-28-37-28-4-a7-28-4-b7-29-1-2-a7-29-1-2-b7-6-YQ8-17-6-YQ88-13-YQ4時(shí)代中侏羅世新元古代SiO247.5047.3147.2747.5747.6546.65 48.42 46.73 Al2O312.1511.9911.9412.3712.4012.88 12.43 15.55 Fe2O3T16.4015.8715.8716.6616.6415.94 14.31 10.47 MgO4.724.894.875.225.245.18 5.10 9.57 CaO8.749.189.196.836.838.52 8.66 10.51 Na2O3.093.113.121.751.752.65 2.84 2.05 K2O0.420.610.610.300.230.66 0.37 0.49 MnO0.200.190.190.2630.260.24 0.23 0.12 TiO24.283.994.024.304.344.44 4.19 1.34 P2O50.410.400.400.470.470.47 0.43 0.13 FeO11.7612.0111.579.2711.3811.94 11.42 7.23 LOI1.962.352.391.852.073.28 2.67 3.11 Sr420 436 438 224 221 225 250 390 Rb16 15 18 20 19 20 11 16 Ba292 297 322 269 271 244 135 259 Th3.513.223.163.683.685.005.002.19Ta2.422.162.192.582.593.443.020.50Nb35.3932.0532.0737.3437.3147.3043.108.45Ce75.0568.6870.5677.6877.0462.3060.5020.50Zr295 275 278 305 304 311 272 82 Hf6.786.246.257.016.926.146.672.12Sm9.828.939.0010.1710.139.078.962.74Y39.0335.8235.8043.3643.0836.8036.0017.80Yb3.283.022.933.713.752.932.771.60La34.9832.3632.5136.1136.0230.6029.309.06Ce75.05 68.68 70.56 77.68 77.04 62.30 60.50 20.50 Pr10.25 9.35 9.40 10.47 10.40 9.09 9.02 2.64 Nd43.6740.0039.9944.5044.5137.2036.8010.90Sm9.828.939.0010.1710.139.078.962.74Eu3.042.802.803.163.152.892.721.12Gd10.319.319.2010.8410.748.628.433.06Tb1.671.491.481.831.811.421.350.53Dy8.597.777.749.629.677.627.243.23Ho1.551.431.431.751.751.491.410.69Er3.663.673.414.194.163.603.441.84Tm0.530.480.480.600.600.550.520.29Yb3.283.022.933.713.752.932.771.60Lu0.440.410.410.510.510.400.400.23Y39.03 35.82 35.80 43.36 43.08 36.80 36.00 17.80 ∑REE207 190 191 215 214 178 173 58 LREE177 162 164 182 181 151 147 47 HREE30 28 27 33 33 27 26 11 LREE/HREE5.895.886.075.515.495.685.764.09(La/Yb)N7.65 7.70 7.96 6.98 6.89 7.49 7.59 4.06 δEu0.920.930.930.910.920.980.941.18

圖7 羌塘中部榮瑪?shù)貐^(qū)斜長角閃巖SiO2-Nb/Y(a,據(jù)Le Bas, 2000)和Zr/TiO2-Nb/Y(b,據(jù)Winchester and Floyd, 1977)Fig.7 SiO2 vs. Nb/Y diagram (a, after Le Bas, 2000) and Zr/TiO2 vs. Nb/Y diagram (b, after Winchester and Floyd, 1977) for plagioclase amphibolites from Rongma area in the Central Qiangtang

圖8 羌塘中部榮瑪?shù)貐^(qū)斜長角閃巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖(a)和N-MORB標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(b)(OIB、N-MORB和E-MORB數(shù)據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough, 1989)Fig.8 Chondrite-normalized REE diagram (a) and N-MORB-normalized trace element diagram (b) for plagioclase amphibolite from Rongma area in the Central Qiangtang (data of OIB, N-MORB, E-MORB and normalization values are from Sun and McDonough, 1989)

5件中侏羅世斜長角閃巖樣品SiO2含量介于47.27%～47.65%，Al2O3含量較低為11.94%～12.40%，TiO2含量介于3.99%～4.34%之間，MgO含量較高(4.72%～5.22%)，全鐵含量較高介于15.87%～16.66%之間，燒失量LOI變化于1.85%～2.39%。在全巖SiO2-Nb/Y和Zr/TiO2-Nb/Y圖解中(圖7a, b, Winchester and Floyd, 1977; Zhouetal., 2009)，所有樣品點(diǎn)都落于堿性玄武巖區(qū)。在稀土和微量元素標(biāo)準(zhǔn)化圖解中(圖8a, b)，5件樣品稀土元素都無Eu異常，具高LREE含量(162×10-6～182×10-6)，稀土配分圖解呈明顯的右傾趨勢，LREE/HREE=5.49～6.07，(La/Yb)N=6.89～7.96；5件樣品都高度富集高場強(qiáng)元素(如Nb、Ta、Th)和大離子親石元素(如K、Rb、Ba)，類似于OIB特征。這與全巖Zr/Yb-Zr、Nb/Yb-Th/Yb投圖結(jié)果(圖9a, b)一致。

3.4 巖石-鋯石Nd-Hf同位素

對中侏羅世斜長角閃巖進(jìn)行了全巖Nd同位素和鋯石Hf同位素分析，分析結(jié)果見表4和表5。巖石143Nd/144Nd比值介于0.512277～0.512777之間，εNd(t) 值為-5.8～3.8，tDM為834～1727Ma。鋯石176Hf/177Hf比值變化較大介于0.281900～0.283021之間，εHf(t)值為-27.4～14.0，tDM介于343～1910Ma之間。

表4中侏羅世斜長角閃巖全巖Nd同位素組成

Table 4 Whole rock Nd isotopic compositions of the Middle Jurassic plagioclase amphibolite from Rongma area in the Central Qiangtang

樣品號(hào)Age (Ma)143Nd/144Nd (2σ)147Sm/144Nd (2σ)(143Nd/144Nd)i (2σ)2σ (6SE)εNd(t)tDM (Ma)7-28-37-28-4-a7-28-4-b7-29-1-2-a7-29-1-2-b7-29-1-1-a7-29-1-1-b1630.5127640.1456410.51260933.58670.5127730.1445930.51261933.78340.5127760.1457630.51262143.88420.5127770.1480180.51261933.78690.5127490.1474030.51259293.29250.5126610.1449560.51250631.510870.5122770.1366440.5121316-5.81727

表5中侏羅世斜長角閃巖鋯石Hf同位素組成

Table 5 Zircon Hf isotopic compositions of the Middle Jurassic plagioclase amphibolite from Rongma area in the Central Qiangtang

測點(diǎn)號(hào)Age (Ma)176Yb/177Hf2σ176Lu/177Hf2σ176Hf/177Hf2σ176Hf/177HfiεHf(t)tDM (Ma)fLu/Hf7-29-8.11690.01460.00010.00060.00000.2820640.0000250.282062-21.41655-0.987-29-8.21610.03250.00020.00120.00000.28190.0000260.281897-27.41910-0.967-29-8.31650.00490.00030.00020.00000.2820570.0000230.282056-21.71648-0.997-29-8.51630.02230.00040.00090.00000.2819510.0000270.281948-25.61824-0.977-29-8.61631.63950.11690.04020.00290.3113860.0071550.3112641011.51494040.217-29-8.71610.01350.00040.00050.00000.2821390.0000430.282138-18.91551-0.987-29-8.81460.04010.00110.00150.00000.2826430.0000280.282638-1.5876-0.957-29-8.113900.0180.00060.00070.00000.2819550.0000290.28195-20.51810-0.987-29-8.121490.02530.00070.00080.00000.289030.0012200.289028224.6-8953-0.987-29-8.141520.03390.00140.00130.00010.2820310.0000250.282027-231734-0.967-29-8.154820.04510.00210.00170.00010.2828120.0000270.28279611.5637-0.957-29-8.162560.06830.00310.00270.00010.2830210.0000430.28300814343-0.927-29-8.192400.02430.00020.00090.00000.2825750.0000240.282571-1.8957-0.977-29-8.202540.03920.00030.00140.00000.2827440.0000270.2827374.3728-0.967-29-8.211580.02720.00030.00080.00000.2820050.0000190.282002-23.81748-0.987-29-8.221620.01180.00030.00050.00000.2819550.0000230.281953-25.41800-0.997-29-8.241680.0280.00050.00090.00000.2819850.0000180.281983-24.21779-0.977-29-8.252470.01290.00040.00060.00000.2822490.0000180.282246-13.21400-0.987-29-8.262040.01730.00100.00060.00000.2821680.0000240.282165-171515-0.987-29-8.291640.03340.00070.00170.00000.2823340.0000380.282329-12.11322-0.957-29-8.301610.00530.00010.00020.00000.2819190.0000180.281919-26.71836-0.99

注：點(diǎn)8.6和點(diǎn)8.12由于誤差值較大，不予采用

圖9 羌塘中部榮瑪?shù)貐^(qū)斜長角閃巖的玄武質(zhì)原巖構(gòu)造環(huán)境判別圖(a) Zr/Yb-Zr判別圖(Pearce and Cann, 1973)；(b)Nb/Yb-Th/Yb判別圖(Pearce and Peate, 1995)Fig.9 Basalt discrimination diagrams showing composition of plagioclase amphibolite from Rongma area in the Central Qiangtang(a) Zr/Yb vs. Zr (after Pearce and Cann, 1973); and (b) Nb/Yb vs. Th/Yb (after Pearce and Peate, 1995)

4 討論

4.1 巖石成因

如前所述，3件新元古代斜長角閃巖樣品顯示低SiO2、高Al2O3、TiO2、MgO、FeOT，在全巖SiO2-Nb/Y和Zr/TiO2-Nb/Y圖解中(圖7a, b, Winchester and Floyd, 1977; Zhouetal., 2009)，2件樣品投到堿性玄武巖區(qū)，1件位于亞堿性玄武巖區(qū)。在稀土和微量元素標(biāo)準(zhǔn)化圖解中(圖8a, b)，2件堿性玄武巖區(qū)樣品整體類似OIB特征，而投點(diǎn)落于亞堿性玄武巖區(qū)的那一件樣品則具有E-MORB特征，與全巖Zr/Yb-Zr、Nb/Yb-Th/Yb圖解投圖結(jié)果(圖9a, b)一致，然而前者具有低MgO(5.10%～5.18%)，后者高M(jìn)gO(9.57%)，因此，我們認(rèn)為具E-MORB特征的亞堿性玄武巖更接近于新元古代斜長角閃巖原巖的特征，而它的OIB特征可能是由于陸殼的強(qiáng)烈混染所致，這與該期斜長角閃巖中發(fā)育豐富古老繼承鋯石(3.0～1.8Ga)的事實(shí)相一致。對于E-MORB的成因，一般認(rèn)為形成于海山環(huán)境，或者形成于同時(shí)具有富集和虧損源區(qū)的地幔柱擴(kuò)張中心附近(Thompsonetal., 1989; Zhouetal., 2009)。基于發(fā)育大量古老繼承鋯石的證據(jù)可推知，新元古代斜長角閃巖原巖應(yīng)形成于大陸環(huán)境，而不可能是海山環(huán)境，因此，我們認(rèn)為本次獲得的新元古代斜長角閃巖原巖更大可能形成于陸內(nèi)伸展環(huán)境，并可能與地幔柱有關(guān)，并響應(yīng)新元古代時(shí)期Rodinia超大陸的裂解。此外，綜觀整個(gè)青藏高原區(qū)域，其他微陸塊中也見有新元古代斜長角閃巖的報(bào)道，如，辜平陽等(2012)在羌塘以東的聶榮微地塊中發(fā)現(xiàn)了863±10Ma的斜長角閃巖；胡道功等(2005)在拉薩地塊納木錯(cuò)西緣地區(qū)識(shí)別出了782±11Ma的斜長角閃巖。這些新元古代斜長角閃巖原巖成因都被認(rèn)為與Rodinia超大陸裂解有關(guān)。

另外，5件中侏羅世斜長角閃巖樣品顯示較低的SiO2、高M(jìn)gO、TiO2、FeOT，低燒失量LOI特征，在全巖SiO2-Nb/Y和Zr/TiO2-Nb/Y圖解中(圖7a, b, Winchester and Floyd, 1977; Zhouetal., 2009)，所有投點(diǎn)都落于堿性玄武巖區(qū)。然而該樣品的Al2O3含量(11.99%～12.40%)比普通玄武巖低(13%～19%)，可能暗示巖石原巖形成或者變質(zhì)過程中鋁質(zhì)的流失，如低溫高壓變質(zhì)作用過程中富鋁礦物斜長石和暗色造巖礦物的變質(zhì)反應(yīng)可形成熔體，并可能導(dǎo)致部分鋁質(zhì)進(jìn)入熔體中而分離(魏春景等, 2017)。藍(lán)片巖中也發(fā)育這種低Al2O3特征，如我國東北地區(qū)牡丹江縫合帶中超高壓變質(zhì)作用形成的拉斑玄武質(zhì)藍(lán)片巖Al2O3極低為8%～12.56%(Zhuetal., 2015)；此外，在全球數(shù)據(jù)庫中，低Al2O3玄武巖也較發(fā)育(GEOROC)。因此，該斜長角閃巖原巖應(yīng)具有玄武質(zhì)巖石特征。在稀土和微量元素標(biāo)準(zhǔn)化圖解中(圖8a, b)，5件樣品稀土元素都無Eu異常，具高LREE、LREE/HREE和(La/Yb)N，高度富集高場強(qiáng)元素(如Nb、Ta、Th)和大離子親石元素(如K、Rb、Ba)，類似于OIB特征，在全巖Zr/Yb-Zr、Nb/Yb-Th/Yb圖解中，它們也都落到OIB區(qū)域(圖9a, b)。OIB一般認(rèn)為與大陸裂谷或大洋板內(nèi)的地幔柱有關(guān)(Doubledayetal., 1994)。鋯石εHf(t)值(-27.4～14.0)和巖石εNd(t)值(-5.8～3.8)變化較大(圖10a, b)，巖石Nb/U比值較大，Ba/Th比值較低，遠(yuǎn)離陸殼端元(圖10c)，且?guī)r石εNd(t)值與Nb/U沒有負(fù)相關(guān)關(guān)系(圖10d)，暗示斜長角閃巖原巖可能不存在顯著的地殼混染(Gaoetal., 2004; Chengetal., 2018)，盡管發(fā)育一些繼承鋯石。這些表明中侏羅世斜長角閃巖可能主要源于富集地幔源區(qū)，因此我們傾向于認(rèn)為中侏羅世斜長角閃巖的原巖(堿性玄武巖)形成于大陸裂谷環(huán)境。

圖10 中侏羅世斜長角閃巖地球化學(xué)圖解(a)鋯石U-Pb年齡-εHf(t)協(xié)變圖；(b)巖石結(jié)晶年齡-εNd(t)協(xié)變圖；(c)巖石Nb/U-Ba/Th圖；(d)巖石Nb/U-εNd(t)協(xié)變圖Fig.10 Geochemical diagrams of the Middle Jurassic plagioclase amphibolite(a) diagram of zircon crystallization age vs. εHf(t); (b) whole rock crystallization age vs. εNd(t); (c) Nb/U vs. Ba/Th diagram; (d) Nb/U vs. εNd(t) diagram

圖11 羌塘中部高壓變質(zhì)帶俯沖-碰撞地質(zhì)記錄和鄰區(qū)前寒武基底分布(據(jù)楊耀等, 2014修改)年齡數(shù)據(jù)源于胡道功等(2005)、Zhai et al.(2007, 2011)、王立全等(2008)、張修政等(2010)、辜平陽等(2012)、何世平等(2013)、彭智敏等(2014)、楊桂花等(2017). LST-拉薩地塊；SQT-羌南地塊；NQT-羌北地塊體；HM-喜馬拉雅造山帶；IYS-雅魯藏布江縫合帶；BNS-班公湖-怒江縫合帶；LSS-龍木錯(cuò)-雙湖縫合帶；XJS-西金烏蘭-金沙江縫合帶Fig.11 The records of subduction-collision in the high pressure metamorphic belt, Central Qiangtang and the distribution of Precambrian basement in its adjacent areas (modified after Yang et al., 2014)Age data after Hu et al. (2005), Zhai et al. (2007, 2011), Wang et al. (2008), Zhang et al. (2010), Gu et al. (2012), He et al. (2013), Peng et al. (2014), Yang et al. (2017). LST-Lhasa Massif; AQT-Qiangnan Massif; NQT-Qiangbei Massif; HM-Himalaya orogenic belt; IYS-Yarlung Zangbo River Suture Zone; BNS-Bangong Lake-Nujiang Suture Zone; LSS-LongmuTso-Shuanghu Suture Zone; XJS-Xijinwulan-Jinshajiang Suture Zone

4.2 變質(zhì)雜巖形成和變質(zhì)時(shí)間

一般認(rèn)為，樣品中最年輕的碎屑鋯石諧和年齡代表著沉積和變質(zhì)作用的下限(最大年齡)(Fedoetal., 2003; Nelson, 2001; Williams, 2001)。本次LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年顯示，2件石榴石多硅白云母石英片巖鋯石邊部諧和年齡范圍分別為267～1349Ma和214～2050Ma。因此暗示石榴石多硅白云母石英片巖原巖沉積和變質(zhì)時(shí)間發(fā)生于267Ma之后某個(gè)時(shí)間點(diǎn)，且持續(xù)到214Ma之后。石榴石多硅白云母石英片巖中2組多硅白云母40Ar/39Ar定年，均獲得一致的～224Ma坪年齡，代表多硅白云母的形成時(shí)間。由于多硅白云母的封閉溫度為～350℃，是低溫高壓變質(zhì)作用的產(chǎn)物，常形成于碰撞造山帶(J?ger, 1979)。結(jié)合區(qū)域動(dòng)力學(xué)演化的資料(詳見4.3節(jié))，本次獲得的～224Ma多硅白云母40Ar/39Ar坪年齡最可能代表因羌南、羌北發(fā)生碰撞而導(dǎo)致的區(qū)域變質(zhì)作用時(shí)間。但本次在榮瑪?shù)貐^(qū)石榴石多硅白云母石英片巖中還發(fā)現(xiàn)214Ma的最年輕諧和鋯石年齡，暗示羌南、羌北的碰撞作用和區(qū)域變質(zhì)作用持續(xù)到214Ma之后。此外，本文首次報(bào)道了1件新元古代斜長角閃巖，其與石榴石多硅白云母石英片巖呈斷層接觸，加權(quán)平均年齡為717±7Ma，并含豐富的繼承鋯石(n=59，年齡值介于800～3096Ma之間)，表明原巖形成于新元古代中期。此外，還獲得1件侵位于石榴石多硅白云母石英片巖中的斜長角閃巖鋯石加權(quán)平均年齡為163±2Ma，含200～400Ma的繼承鋯石，表明其原巖形成于中侏羅世，且其變質(zhì)時(shí)間應(yīng)該發(fā)生于中侏羅世之后，可能與羌南以南的大洋俯沖事件有關(guān)。

4.3 羌南地塊基底屬性

對于羌塘盆地是否存在前寒武基底，在過去幾十年的研究中一直存在爭議，部分學(xué)者依據(jù)地層中發(fā)育豐富古老繼承鋯石的地質(zhì)證據(jù)，推斷羌南、羌北都可能存在前寒武基底，且可能存在太古宙陸核(紀(jì)云龍, 2000; Wang and Wang, 2001; 譚富文等, 2009)，另一種觀點(diǎn)則相反，由于早期研究過程中并未在羌塘盆地中發(fā)現(xiàn)前寒武時(shí)期的古老巖石，因此認(rèn)為羌塘盆地中不存在前寒武基底(李才等, 2005)。近年來，在羌北地區(qū)已發(fā)現(xiàn)多處中-新元古代片麻巖，證實(shí)羌北存在前寒武結(jié)晶基底(何世平等, 2013)。然而羌南地區(qū)雖然廣泛發(fā)現(xiàn)古老的碎屑鋯石年齡記錄，但以往發(fā)現(xiàn)的最老巖石時(shí)代為早古生代，一直未發(fā)現(xiàn)前寒武時(shí)期的巖石，因此，羌南地區(qū)是否發(fā)育前寒武時(shí)期的結(jié)晶基底一直不清楚。如前所述，本次研究中，我們首次在羌南榮瑪?shù)貐^(qū)發(fā)現(xiàn)了新元古代中期的斜長角閃巖(～717Ma)，同時(shí)研究區(qū)的石榴石多硅白云母石英片巖和斜長角閃巖中均發(fā)育豐富的繼承老鋯石，反映羌南地區(qū)可能存在前寒武基底，且本次發(fā)現(xiàn)的新元古代斜長角閃巖顯示E-MORB特征，指示新元古代中期羌南地塊北緣處于板內(nèi)伸展環(huán)境，這為研究羌南地塊和特提斯域前寒武時(shí)期構(gòu)造演化提供了關(guān)鍵證據(jù)。此外，如前所述，新元古代變質(zhì)巖記錄也存于青藏高原其他微陸塊中(圖11)，如，羌塘以東的聶榮微地塊中863±10Ma的斜長角閃巖(辜平陽等, 2012)；拉薩地塊納木錯(cuò)西緣地區(qū)782±11Ma的斜長角閃巖(胡道功等, 2005)；馬攸木地區(qū)1.1～0.8Ga的石英片巖(多吉等, 2007)。這些發(fā)現(xiàn)也暗示前寒武基底可能普遍存在于西藏地區(qū)各微陸塊中。

圖12 古特提斯洋構(gòu)造域構(gòu)造演化模型圖Fig.12 Tectonic model of the Paleo-Tethys Ocean in Central Qiangtang

4.4 構(gòu)造意義

充分的碎屑鋯石年齡證據(jù)表明，羌南地塊源于印度岡瓦納，且其大致于晚古生代早-中期從印度大陸裂解出來(Zhuetal., 2011; 朱弟成等, 2012)，因此晚古生代之前，羌南地塊很可能與印度岡瓦納連接。如前文分析，本次報(bào)道的新元古代中期斜長角閃巖顯示E-MORB特征，且其加權(quán)平均年齡為717±7Ma，形成于陸內(nèi)伸展環(huán)境(圖12a)，獲得小于700Ma的諧和數(shù)據(jù)加權(quán)平均年齡為680±7Ma，此年齡很可能是鋯石幔部與變質(zhì)增生邊的混合年齡，變質(zhì)作用應(yīng)當(dāng)發(fā)生于680Ma之后。本次羌南地塊北緣新元古代E-MORB特征斜長角閃巖的發(fā)現(xiàn)，暗示新元古代中期可能有一個(gè)未知陸塊從羌南-印度聯(lián)合陸塊逐漸離裂，并導(dǎo)致“古特提斯洋”的最終打開。同時(shí)研究區(qū)寒武系與奧陶系角度不整合的發(fā)現(xiàn)(楊耀等，2014)及泛非基底的存在(董春艷等，2011)，認(rèn)為“古特提斯洋”可能經(jīng)歷了短暫的洋盆裂開與閉合，其后，古特提斯洋盆(517～471Ma)開始持續(xù)裂開。以往研究中，代表古特提斯洋殼殘余的蛇綠巖也只能追溯到中奧陶世(～467Ma)(李才等, 2008a)或晚寒武世(517Ma, 吳彥旺, 2013)，因此，古特提斯洋的打開時(shí)間可能比之前認(rèn)為的更早，它很有可能在680～517Ma的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)就已打開(圖12b)，如果這個(gè)認(rèn)識(shí)正確，那么古特提斯洋就可能可以與古亞洲洋類比，正如我國東北地區(qū)古亞洲洋分支就是在中-晚三疊世沿西拉沐淪河-延吉縫合帶拼合的(Zhouetal., 2009; 周建波等, 2012; 徐東卓等, 2014)，而其打開則追溯到新元古代(Rojas-Agramonteetal., 2011)。

基于晚石炭-早二疊世埃達(dá)克質(zhì)巖石和島弧安山巖的發(fā)現(xiàn)暗示古大洋在晚古生代已經(jīng)發(fā)生了俯沖作用(圖12c, 張修政等, 2010)。根據(jù)區(qū)域榴輝巖藍(lán)閃石、藍(lán)片巖多硅白云母Ar-Ar定年結(jié)果(表6、圖11)和本次報(bào)道的石榴石多硅白云母石英片巖中多硅白云母Ar-Ar年齡數(shù)據(jù)(～224Ma)，表明，古特提斯洋在晚三疊世(～224Ma)才最終閉合。李靜超等(2015)在榮瑪鄉(xiāng)岡塘發(fā)現(xiàn)了同期的S型花崗巖(222～214Ma)，也指示羌南、羌北地塊在晚三疊世發(fā)生了拼合。而本次報(bào)道的榮瑪?shù)貐^(qū)石榴石多硅白云母石英片巖中發(fā)現(xiàn)214Ma最年輕諧和鋯石年齡，暗示南、北羌塘的碰撞作用和區(qū)域變質(zhì)作用持續(xù)到214Ma之后(圖12d)，且該期巖漿事件(～214Ma) 可能發(fā)生于陸陸碰撞過程中。由于藍(lán)閃石的坪年齡代表了大洋板塊快速俯沖消減、以及藍(lán)片巖形成的時(shí)代，而多硅白云母的封閉溫度在350℃左右(J?ger, 1979)，低于藍(lán)閃石，因此本文獲得的222.9～223.3Ma的多硅白云母年齡代表了板塊俯沖作用的結(jié)束，含石榴石白云母片巖開始折返抬升，并持續(xù)到214Ma之后，在南北向伸展背景下，出露地表(Liangetal., 2017)。

表6羌塘中部高壓變質(zhì)帶部分變質(zhì)雜巖年齡數(shù)據(jù)

Table 6 The chronological data for the metamorphic complexes in the high pressure metamorphic belt, Central Qiangtang

采樣位置巖石名稱定年礦物年齡(Ma)來源羌塘片石山石榴石白云母片巖多硅白云母Ar-Ar 217.2±1.8李才等, 2006羌塘片石山石榴石白云母片巖多硅白云母Ar-Ar 217.2～223.2翟慶國等, 2009a羌塘片石山石榴石白云母片巖白云母Ar-Ar 213.2±1.3張修政等, 2010羌塘果干加年山石榴石白云母片巖白云母Ar-Ar 242.3±1.5張修政等, 2010羌塘岡瑪錯(cuò)藍(lán)片巖藍(lán)閃石Ar-Ar 275.0～282.4鄧希光等, 2000羌塘藍(lán)嶺東石榴石白云母片巖多硅白云母Ar-Ar 215～222李才等, 2006羌塘藍(lán)嶺藍(lán)片巖多硅白云母Ar-Ar 219.1～211.9Liang et al., 2012羌塘中部才多茶卡藍(lán)片巖藍(lán)閃石Ar-Ar 209±4朱同興等, 2010羌塘榮瑪石榴石白云母片巖多硅白云母Ar-Ar 222.9～223.3本文片石山榴輝巖多硅白云母Ar-Ar ～214張修政等, 2010桃形湖蛇綠巖鋯石U-Pb 467～460,李才等, 2008a桃形湖蛇綠巖鋯石U-Pb 505～517吳彥旺, 2013果干加年山蛇綠巖鋯石U-Pb 438～431Zhai et al., 2007

此外，本次發(fā)現(xiàn)的中侏羅世斜長角閃巖(～163Ma)原巖顯示OIB特征，如前所述，其形成于陸內(nèi)裂谷環(huán)境。羌南地塊發(fā)育同期花崗巖和堿性玄武巖(劉函等, 2015; 胡培遠(yuǎn)等, 2013)，與該期斜長角閃巖原巖構(gòu)成雙峰模式，表明在晚三疊世羌南、羌北碰撞造山后，進(jìn)入中侏羅世后區(qū)域轉(zhuǎn)為板內(nèi)伸展背景(圖12e)。

5 結(jié)論

(1)LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年獲得榮瑪?shù)貐^(qū)兩件不同產(chǎn)狀斜長角閃巖的原巖結(jié)晶年齡分別為717±7Ma和163±2Ma，近似代表兩期斜長角閃巖原巖的形成時(shí)間，暗示羌南地區(qū)存在前寒武基底；2件石榴石多硅白云母石英片巖鋯石邊部諧和年齡范圍分別為267～1349Ma和214～2050Ma；2組石榴石多硅白云母石英片巖中多硅白云母40Ar/39Ar定年，分別獲得分別獲得224.2±1.5Ma和223.9±1.5Ma的坪年齡。

(2)榮瑪?shù)貐^(qū)新元古代斜長角閃巖原巖具有E-MORB特征，而中侏羅世斜長角閃巖則顯示OIB特征，前者可能形成于陸內(nèi)伸展環(huán)境，響應(yīng)Rodinia超大陸裂解事件，后者可能形成于大陸裂谷環(huán)境環(huán)境。

(3)新元古代中期(～717Ma)某未知陸塊可能就已逐漸開始從羌南-印度聯(lián)合大陸裂解，“古特提斯洋”可能在ca. 717～517Ma之間的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)就已打開，可能比以往認(rèn)為的要早，甚至可與古亞洲洋類比；大洋可能在晚三疊世早期(～224Ma)才關(guān)閉，羌南、羌北的陸陸碰撞作用可能持續(xù)到214Ma以后，隨后中侏羅世區(qū)域可能發(fā)生陸內(nèi)伸展，發(fā)育堿性玄武巖和雙峰式火成巖。

致謝樣品采集過程得到榮瑪鄉(xiāng)項(xiàng)目組成員王寒凍、楊波、孫喜輝、焦鵬偉等的大力協(xié)助，在此表示感謝。