发布时间：2019-11-30所属分类：农业论文浏览：1次
摘 要： 摘要:基于萨嘎蛇绿岩序列中超基性岩和基性岩地球化学、岩石学、年代学、大地构造与地球动力学的数据资料，对西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带中西段萨嘎蛇绿岩进行构造意义分析，认为萨嘎蛇绿岩层序中辉长岩属钙碱性-低钾拉斑玄武岩;蛇绿岩层序中的玄武岩为钙碱性玄武
摘要:基于萨嘎蛇绿岩序列中超基性岩和基性岩地球化学、岩石学、年代学、大地构造与地球动力学的数据资料，对西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带中西段萨嘎蛇绿岩进行构造意义分析，认为萨嘎蛇绿岩层序中辉长岩属钙碱性-低钾拉斑玄武岩;蛇绿岩层序中的玄武岩为钙碱性玄武岩和碱性玄武岩，萨嘎蛇绿岩北亚带东侧热嘎、松多处玄武岩为钙碱性-低钾拉斑玄武岩，中西侧萨嘎处玄武岩为碱性-钾玄系列玄武岩。萨嘎蛇绿岩中基性岩具有大洋中脊、低钾拉斑玄武岩和碱性玄武岩特征。热嘎基性岩具有MORB微量元素特征，属大洋中脊玄武岩型;萨拉基性岩具有MORB和大洋岛弧玄武岩特征，属碱性玄武岩和低钾拉斑玄武岩型;松多基性岩具有MORB和大洋岛弧玄武岩特征，属地幔柱玄武岩和碱性玄武岩型。综上所述，位于北亚带萨嘎蛇绿岩多源，普遍贫Cr、Ti、Mn，微量元素具有地幔地球化学特征。在萨嘎蛇绿岩中发现大面积碱性玄武岩，其为后期混染壳源物质后产生，保留了幔源玄武质岩浆的部分地球化学特征，贫硅富碱，形成富碱矿物。萨嘎蛇绿岩达吉岭-萨拉剖面中辉长岩的锆石U-Pb年龄为125.6±2.7Ma，与整个雅鲁藏布江蛇绿岩中西段基性岩年龄(130～120Ma)一致。推断萨嘎蛇绿岩可能形成于洋内超俯冲带(SSZ)，并经历了后期弧前盆地洋中脊扩张改造，属洋内超俯冲带(SSZ)的弧前-弧-弧后环境。
关键词:雅鲁藏布江蛇绿岩带;萨嘎蛇绿岩;岩石地球化学;年代学;构造意义;洋内超俯冲带
青藏高原一直以来都是国内外地质学者研究的富饶之地，因其复杂的地质背景和宏伟的构造现象获得了国内构造地质学者的重点关注。雅鲁藏布江蛇绿岩带(下文简称为“雅江蛇绿岩带”)地处于西藏南部，近东西向展布，全长约2000多km，蛇绿岩体沿整个蛇绿岩带不连续分布[1-3]，是印度板块和欧亚板块发生陆陆碰撞的标志[4]。从大地构造的角度看，雅鲁藏布江蛇绿岩带北侧为冈底斯岩浆岛弧带，隶属于拉萨地体;南侧为喜马拉雅构造域，喜马拉雅构造域被主前锋冲断裂(MFT)、主边缘冲断裂(MBT)、主中央冲断裂(MCT)和藏南拆离系(STD)分隔成4个地体，从北向南依次为特提斯喜马拉雅、高喜马拉雅、低喜马拉雅和次喜马拉雅。整个雅鲁藏布江蛇绿岩带最为重要的蛇绿岩体如下:西部的东波-普兰-当雄蛇绿岩，中部的萨嘎-桑桑-吉定-日喀则蛇绿岩，东部的泽当-罗布莎蛇绿岩。雅江蛇绿岩带的就位机制成为国际地质学者热议的话题，复杂的构造背景和多元的构造现象造就了瑰丽雄伟的青藏高原，国内外学者对雅江蛇绿岩带的就位机制看法尚未达成共识。XU等[5]对雅江蛇绿岩带上典型的蛇绿岩露头进行了详细岩石学、构造地质学及其就位机制的总结分析，认为整个雅江缝合带中蛇绿岩的年龄为130～120Ma，形成于弧后盆地环境(图1)，是新特提斯洋岩石圈残片，并提出雅江缝合带具有明显的构造分异特征，既具有南北向逆冲作用，又具有与韧脆性变形相关的岩石矿物组构特征。依据地幔橄榄岩中发现超高压矿物金刚石，并以此为据提出早MOR(洋中脊)晚SSZ(洋内超俯冲)成因模式[6-14]。在雅江蛇绿岩带上发现有铬铁矿产出，其主要产出于地幔橄榄岩，常与纯橄岩和方辉橄榄岩伴生，如我国著名的铬铁矿超大型矿产就位于雅江蛇绿岩带泽当罗布莎蛇绿岩中[15-18]。研究雅江蛇绿岩带的层序和构造特征，对寻找富有经济价值的大型-超大型铬铁矿床具有重要意义。
本文选取雅江蛇绿岩带西部萨嘎蛇绿岩体为研究对象，通过遥感卫星影像并结合地质图，进行了详细的可行性路线规划设计，且绘制路线剖面。通过对萨嘎蛇绿岩中不同位置的地幔橄榄岩和基性岩的岩石学、地球化学和年代学研究，分析萨嘎蛇绿岩体的成因和构造环境，并整合归纳野外剖面数据和实验数据，对萨嘎蛇绿岩体的就位机制进行讨论。
1地质背景与野外剖面
雅鲁藏布江蛇绿岩绿岩体通常被含有蛇绿岩、深海沉积岩和变质岩块体的混杂岩覆盖。雅江蛇绿岩带下伏为复理石单元，该复理石单元包括晚二叠世灰岩、早三叠世远洋灰岩和晚白垩世钙质片岩和枕状玄武岩[33-34]。雅江蛇绿岩带北部为日喀则前陆盆地和冈底斯岩浆岛弧带，日喀则前陆盆地地处于拉萨地体的南缘，主要由碎屑复理石夹少量泥灰岩组成，冈底斯岩浆岛弧带主要由晚侏罗世至古近纪的钙碱性花岗岩类组成。雅江蛇绿岩带南部为喜马拉雅造山带，由特提斯喜马拉雅地层序列、高喜马拉雅地层序列和低喜马拉雅地层序列组成，且均属于印度板块被动大陆边缘(图2)。雅江蛇绿岩带自桑桑以西分为北亚带和南亚带，萨嘎蛇绿岩南亚带未发现蛇绿岩序列，仅存在上覆侏罗纪至白垩纪被动大陆边缘沉积;萨嘎蛇绿岩北亚带存在蛇绿岩序列，且通过野外剖面对其进行岩性和构造的勘查剖析。
如角-察让剖面位于萨嘎蛇绿岩体的西部，贯穿二叠系、蛇绿岩地层单元和白垩系，剖面全长约10.31km，此剖面中地幔橄榄岩强蛇纹石化，主要由二辉橄榄岩和斜辉橄榄岩组成，在剖面露头中无法找到新鲜的地幔橄榄岩;地幔橄榄岩北部为白垩纪昂仁组的一套弧前盆地复理石沉积，主要岩性为砾岩、含砾砂岩、砂岩和粉砂岩，察让村西侧可见砂岩与粉砂岩互层，向南出现炭质板岩;蛇绿岩地层单元中出露蛇纹石化地幔橄榄岩，向南依次出露辉长岩、辉绿岩、玄武岩和硅质岩;蛇绿岩地层单元南侧为二叠系，二叠系发生轻微变质作用，变质程度为低绿片岩相，主要岩性为变质砂岩、板岩、千枚岩、绢云母石英片岩，褶皱发育(图3)。
萨嘎松多剖面位于萨嘎蛇绿岩体的东侧，剖面全长约7.8km，该剖面出露白垩系昂仁组紫红色砾岩、强蛇纹石化地幔橄榄岩、基性岩脉、硅质岩和二叠系碎屑岩，各地层单元均以断层为界。在萨嘎松多剖面中，与地幔橄榄岩相邻的是白垩系昂仁组紫红色砾岩，砾石大小不一，可见长轴约为50cm的砾石，砾石发生剪切，为左行(ToptoS)，说明白垩系昂仁组逆冲于蛇绿岩之上，在野外实地观察，地幔橄榄岩与白垩系昂仁组紫红色砾岩界线清晰。地幔橄榄岩发生强烈的蛇纹石化，发现少数新鲜橄榄岩的岩性为二辉橄榄岩或斜辉橄榄岩(图4)。
2岩石学
萨嘎蛇绿岩序列发育地幔橄榄岩、辉长岩、玄武岩、硅质岩。萨嘎蛇绿岩体中地幔橄榄岩普遍发生蛇纹石化，显微镜下特征明显，橄榄石表面呈显著龟裂纹，正高突起，部分橄榄石为完全蛇纹石化，局部仍保留橄榄石II-III级干涉色，蛇纹石化橄榄石正交偏光下呈I级灰白干涉色，蛇纹石化橄榄岩主要分布在萨嘎蛇绿岩体的中西部，如角-萨拉-松多一带，海拔约至4850m以上可发现橄榄岩。萨嘎蛇绿岩体东部橄榄岩较为新鲜，蛇纹石化较弱，海拔约至5000m以上可发现橄榄岩，东侧地幔橄榄岩中橄榄石在透射光下具有正高突起，裂理明显，正交偏光下具有II蓝紫至III级黄绿干涉色，除橄榄石外，地幔橄榄岩中含有少量辉石，主要为斜方辉石，干涉色为I级灰白;少为单斜辉石，干涉色为I级橙黄，含量约为10%，辉石可见出熔细的页理。萨嘎蛇绿岩体中堆晶辉长岩在萨嘎东部热嘎村剖面发现，位于约5100m海拔处，上覆为地幔橄榄岩，下伏为玄武岩，堆晶辉长岩镜下具有明显成层性，主要为斜方辉石，辉石在透射光下呈深绿色，多色性明显，正交偏光下呈I级灰白或黄白干涉色，部分辉长岩镜下可见受构造运动影响而导致辉石剪切变形的现象。萨嘎蛇绿岩体中玄武岩镜下特征明显，具有多气孔，呈杏仁构造，气孔内主要为后期充填的石英和方解石，呈斑状结构，斑晶主要为辉石和斜长石，少见橄榄石，基质主要呈间粒结构或间粒间隐结构。
3分析方法
本文样品全岩分析是由中国地质科学院国家地质实验测试中心测试完成，其中氧化物含量采用X荧光光谱仪3080E测试，执行GB/T14506.28-1993标准;H2O+标准执行GB/T14506.2-1993，CO2标准执行GB9835-1988;稀土元素和部分微量元素采用等离子质谱Excell测试，执行标准T0223-2001;少数微量元素采用X荧光光谱仪2100测试，并执行JY/T016-1996标准。
锆石测年所用锆石采用重砂方法进行分选，并挑选大颗粒锆石进行制靶。CL图像分析由中国地质科学院地质研究所大陆构造与动力学重点实验室高分辨热场发射能谱阴极发光室(SEM-EDS-CL)完成，所用仪器由热场发射扫描电镜(NanoSEM450)、阴极荧光谱仪(GatanMonoCL4)和牛津电制冷能谱仪(INCAXMax50EDS)组成，可提取高清晰度和高精度全光和单光阴极发光图像。锆石LA-ICP-MSU-Pb测年数据由天津地质矿产研究所测试完成，所用仪器为Neptune多接收等离子质谱和NewwaveUP193紫外激光剥蚀系统(LA-MCICP-MS)，U-Pb同位素测试方法及流程见李怀坤等[35]。部分锆石测年数据来源于中国地质科学院地质研究所大陆构造与动力学重点实验室激光剥蚀多道等离子体质谱系统(LA-MC-ICP-MS)完成。
4分析结果
4.1地球化学
4.1.1萨嘎热嘎基性岩萨嘎热嘎剖面中的基性岩主要为山顶处出露薄层堆晶辉长岩和辉长岩脉。因样品采样海拔与地质环境限制，所取样品表明存在轻微或较强的蛇纹石化，体现在地球化学分析中烧失量局部样品会偏高。堆晶辉长岩的SiO2含量(wB/%)为51.40%～53.97%，平均52.27%;Al2O3为14.77%～15.55%，平均15.29%;K2O为3.35%～3.41%，平均3.39%，反映该堆晶辉长岩属钾玄岩系列，且Cr、Fe、Mg含量低;其碱度率AR平均值为1.31，属钙碱性系列。辉长岩脉的SiO2含量为45.01%～48.93%，均小于50%，高Al、Mg、Fe，低Cr、Mn、K，表明该剖面出露的辉长岩脉属钙碱性-低钾拉斑玄武岩系列。
堆晶辉长岩的总稀土元素含量(wB/(μg·g-1))为162.07～166.58μg/g，平均164.21μg/g;LREE为149.14～151.01μg/g，平均151.24μg/g;HREE为12.92～13.02μg/g，平均12.97μg/g;LREE/HREE高达11.66，稀土元素球粒陨石标准化配分曲线呈现右倾曲线(图5a)，稀土元素分馏程度高，相对富集轻稀土元素;富集大离子亲石元素Rb、Sr，富集高场强元素Th、Ta、Hf，说明存在壳源物质混染，导致亲稀土元素富集。辉长岩脉的稀土元素球粒陨石标准化配分曲线出现2种类型，一种为近平行于横坐标的平滑曲线，另一种为低于球粒陨石标准值的无规律曲线，说明两种辉长岩脉的来源不同，一种为幔源辉长岩脉，其稀土元素含量整体比球粒陨石低，基本上大离子亲石元素和高场强元素均较原始地幔亏损(图5b);一种为岩浆混合源辉长岩，其稀土元素含量整体比球粒陨石高，且没有稀土元素分馏现象，大离子亲石元Rb、Sr较原始地幔略富集，高场强元素Ta、Nb、Zr、Hf较原始地幔略富集。
4.1.2萨嘎松多基性-超基性岩萨嘎松多剖面中出露的辉石岩主量元素含量(wB/%):SiO2为43.20%～43.63%，平均为43.38%;Al2O32.11%，贫Na、K;CaO平均为2.24%，属橄榄辉石岩类，低钾拉斑玄武岩系列，Fe、Mg含量较高，贫Mn、Cr，贫碱，高Fe、Mg。辉长岩脉SiO2为48.32%～49.70%，平均48.87%;贫K富Na、Ca;Al2O3为15.10%～16.07%，平均15.67%，属亚碱性辉长岩为低钾拉斑玄武岩系列，Fe、Mg含量适中，贫Mn、Cr。该剖面中蛇绿岩序列玄武岩的SiO2为46.09%～49.29%，平均为47.68%;Al2O3为10.24%～10.37%，平均10.29%;CaO为13.50%～14.01%，平均13.72%;Na2O为2.24%～2.33%，平均2.27%;K2O为1.02%～1.07%，平均1.05%;贫Cr、Mn、Fe、Mg，属钙碱性玄武岩，与岛弧拉板玄武岩地球化学特征相似。从分析数据发现，样品烧失量较高，说明样品存在局部蚀变或后生作用影响。
萨嘎松多剖面中辉长岩脉∑REE(wB/(μg·g-1))为41.82～43.51μg/g，平均42.58μg/g;LREE为23.70～24.74μg/g，平均24.16μg/g;HREE为18.11～18.78μg/g，平均18.41μg/g;LREE/HREE平均为1.31，稀土元素配分曲线呈左侧略右倾右侧平滑的曲线(图6a);δEu和δCe的平均值分别为0.95和1.01，可视为无Eu和Ce异常;其稀土元素含量与洋壳相似，说明该辉长岩脉为正常大洋玄武质岩浆所形成，无壳源物质混染。微量元素与原始地幔含量相近，较原始地幔富集Ta、Nb、Zr、Hf、Y等高场强元素，易于壳源富集的大离子亲石元素Sr、Rb等与原始地幔含量近似图6b)。蛇绿岩序列中的玄武岩∑REE为131.12～139.63μg/g，平均135.72μg/g;LREE为112.15～119.85μg/g，平均116.30μg/g;HREE为18.97～19.78μg/g，平均19.43μg/g;LREE/HREE为5.99，(La/Yb)N为6.95;δEu和δC平均值分别为0.91和0.94，可视为无异常;富集大离子亲石元素Rb、Sr和高场强元素Th、Ta、Nb、Zr、Hf等，其稀土元素含量与大陆地壳相似，推测重熔基性岩浆混染壳源物质后形成。蛇绿岩序列中方辉橄榄岩∑REE为2.04μg/g;其中LREE平均1.31μg/g;HREE平均0.73μg/g;LREE/HREE为1.79，(La/Yb)N的比值为2.14，其稀土元素曲线大致位于y=1附近，与球粒陨石稀土元素含量近似，与MORB和陆壳稀土元素相比，均呈现亏损，表明其来源于亏损地幔;大离子亲石元素Rb、Sr与原始地幔相近，高场强元素Hf、Zr、Th、Ta与原始地幔相近，仅稀土元素呈现亏损，说明该超基性岩来源于亏损地幔。
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