西藏班戈花崗巖體的年代學、地球化學特征及構造環(huán)境研究

吳 洋，潘志龍，王 強，李 鑫

(河北省區(qū)域地質礦產調查研究所，河北 廊坊 065000)

1 地質概況

研究區(qū)地層以中生界為主，分布有少量古新世火山巖及第四系沉積物。研究區(qū)及周邊的中、新生代受控于北部的班公湖—怒江特提斯洋和南部的雅魯藏布江特提斯洋的俯沖、消減和碰撞造山作用，形成了構造演化歷史較為復雜的巖漿弧。區(qū)內巖漿活動廣泛，變質作用普遍，斷裂及褶皺構造發(fā)育[1]。

班戈花崗巖體的主體巖石侵位時代為早白堊世、晚白堊世。根據(jù)野外關系及同位素資料，早白堊世巖漿分三個期次侵入，早期為石英閃長巖及英云閃長巖，中期為二長花崗巖，晚期為大規(guī)模的花崗閃長巖。早白堊世侵入體侵入中上侏羅統(tǒng)拉貢塘組，其上被晚白堊世競柱山組砂礫巖覆蓋。晚白堊世發(fā)育斑狀二長花崗巖、正長花崗巖及堿長花崗巖，圍巖為早白堊世多尼組碎屑巖及郎山組碳酸鹽巖[2]。

2 班戈花崗巖體的年代學

選取研究區(qū)代表性花崗巖進行SHRIMP鋯石U-Pb測年，P10TW1號樣品采自早白堊世花崗閃長巖。CL圖像上大多數(shù)鋯石為長柱狀，少數(shù)為等軸狀，粒度100～210 μm，環(huán)帶結構清晰。10個測點的Th/U比值在0.10～1.63，多數(shù)值小于0.4，Th含量偏低。10個測點，除去偏差較大的3個年齡值(測點5、7、9)，其余測點的U-Pb年齡在117.2～125.5 Ma之間，加權平均年齡120.9±1.6 Ma(N=7，MSWD=0.91)，代表了該巖體形成的年齡(圖1)。

圖1 P10TW1SHRIMP鋯石U-Pb年齡圖

本次工作在區(qū)分巖體侵位關系的基礎上采集代表性樣品進行鋯石U-Pb測年，獲得了清晰的年齡結構：a 137.6 Ma±的早白堊世早期巖珠或殘留體；b 130.6～133.3 Ma的二長花崗巖；c 117.6～123 Ma大規(guī)模侵位的花崗閃長巖；d 75.6 Ma侵位的斑狀二長花崗巖。綜合前人資料認為，班戈復式巖基的早期巖漿活動年齡在135 Ma以上，規(guī)模相對較小；130 Ma左右出現(xiàn)規(guī)模較大的巖漿活動，產物包括花崗閃長巖、二長花崗巖；120 Ma左右出現(xiàn)了規(guī)模最大的一期巖漿活動，首先是大規(guī)模花崗閃長巖的侵位，后期演化為強過鋁質的二云母二長花崗巖；最后一期的巖漿活動出現(xiàn)在晚白堊世晚期，產物包括斑狀二長花崗巖(75.6 Ma)、正長花崗巖及堿性花崗巖[3]。

3 班戈花崗巖體的地球化學特征

3.1 早白堊世侵入體

3.1.1 早白堊世早期侵入體(137.6 Ma)

該期侵入巖主要包括石英閃長巖、英云閃長巖兩種巖石類型。

石英閃長巖的SiO2含量界于64.9%～66%；全堿(K2O+Na2O)含量5.52%～5.72%；K2O/Na2O比值在0.88～1.08之間。在TAS圖解中，投在Irvine線下方的花崗閃長巖區(qū)，為亞堿性巖系；在K2O-SiO2圖解中，落于高鉀鈣堿性巖系區(qū)；FAM圖解中，投入鈣堿性巖系區(qū)；A/CNK值界于1.11～1.17之間，A/CNK-A/NK圖解中落在過鋁質區(qū)。里特曼指數(shù)變化于1.33～1.47，屬鈣堿性巖系；堿度率在1.77～1.85之間變化，屬鈣堿性巖系；分異指數(shù)界于67.62～68.41；固結指數(shù)變化于13.13～13.61。

英云閃長巖的SiO2含量界于64.64%～66.98%；全堿(K2O+Na2O)含量變化于5.11%～5.77%；K2O/Na2O比值在0.84～1.41之間。在TAS圖解中，投在Irvine線下方的花崗閃長巖區(qū)，為亞堿性巖系；在K2O-SiO2圖解中，落于鈣堿性—高鉀鈣堿性巖系區(qū)；FAM圖解中，投入鈣堿性巖系區(qū)；A/CNK值界于0.98～1.27之間，A/CNK-A/NK圖解中落在過鋁質區(qū)。里特曼指數(shù)1.11～1.37；堿度率在1.65～1.76之間；分異指數(shù)界于62.74～71.47；固結指數(shù)變化于1.65～1.76。

3.1.2 早白堊世中期侵入體(133.3～130.6 Ma)

該時期侵入體在研究區(qū)僅見有二長花崗巖。其SiO2含量界于70.64%～79.87%；全堿(K2O+Na2O)含量變化于6.62%～8.94%；K2O/Na2O比值在0.67～2.03之間。在TAS圖解中，投在Irvine線下方的花崗巖區(qū)，為亞堿性巖系；在K2O-SiO2圖解中，主體落于高鉀鈣堿性巖系區(qū)；FAM圖解中，投入鈣堿性巖系區(qū)；A/CNK值界于0.98～1.11之間，A/CNK-A/NK圖解中落在過鋁質區(qū)，屬弱過鋁質巖石。里特曼指數(shù)變化于1.47～2.37；堿度率在2.27～4.06之間變化；分異指數(shù)界于78.78～97.43；固結指數(shù)變化于0.35～11.7。

3.1.3 早白堊世晚期侵入體(120.9～117.6 Ma)

該期巖漿活動早期見有規(guī)模較小的斑狀石英二長閃長巖，主體為規(guī)模巨大的花崗閃長巖體，構成班戈花崗巖體的主體。

斑狀石英二長閃長巖的SiO2含量62.24%～66.44%；全堿(K2O+Na2O)含量變化于5.45%～5.95%；K2O/Na2O比值在0.67～1.22之間。在TAS圖解中，投在Irvine線下方的閃長巖和花崗閃長巖界線附近，為亞堿性巖系；在K2O-SiO2圖解中，主體落于高鉀鈣堿性巖系區(qū)；FAM圖解中，投入鈣堿性巖系區(qū)；A/CNK值界于0.97～1.06之間，A/CNK-A/NK圖解中落在偏鋁質—弱過鋁質區(qū)。里特曼指數(shù)變化于1.49～1.8；堿度率在1.57～1.85之間變化；分異指數(shù)界于59.85～68.83；固結指數(shù)變化于14.02～20.4[4]。

花崗閃長巖的SiO2含量界于62.42%～71.86%；全堿(K2O+Na2O)含量變化于5.11%～7.24%；K2O/Na2O比值在0.57～1.55之間。在TAS圖解中，投在Irvine線下方的花崗閃長巖區(qū)，為亞堿性巖系；在K2O-SiO2圖解中，落于鈣堿性—高鉀鈣堿性巖系區(qū)；FAM圖解中，投入鈣堿性巖系區(qū)；A/CNK值界于0.93～1.16之間，A/CNK-A/NK圖解中落在偏鋁質—弱過鋁質區(qū)。里特曼指數(shù)變化于1.15～1.93；堿度率在1.59～2.54之間變化；分異指數(shù)界于59.51～83.26；固結指數(shù)變化于8.27～21.81。

3.2 晚白堊世侵入體

研究區(qū)出露的晚白堊世侵入體主要有斑狀二長花崗巖和正長花崗巖。

斑狀二長花崗巖的SiO2含量界于66.52%～74.54%；全堿(K2O+Na2O)含量變化于7.36～8.31%；K2O/Na2O比值在1.4～1.28之間。在TAS圖解中，投在Irvine線下方的石英二長巖和花崗巖區(qū)，為亞堿性巖系；在K2O-SiO2圖解中，落于高鉀鈣堿性巖系區(qū)；FAM圖解中，投入鈣堿性巖系區(qū)；A/CNK值界于0.86～1.03之間，A/CNK-A/NK圖解中落在偏鋁質—弱過鋁質區(qū)。里特曼指數(shù)變化于1.71～2.66；堿度率在2.32～2.7之間變化；分異指數(shù)界于77.49～88.6；固結指數(shù)變化于5.7～11.99。

正長花崗巖僅獲得1個巖石化學數(shù)據(jù)。其SiO2含量為71.24%；全堿(K2O+Na2O)含量9.76%；K2O/Na2O比值1.04。在TAS圖解中，投在Irvine線上方的花崗巖區(qū)，為堿性巖系；在K2O-SiO2圖解中，落于鉀玄巖系區(qū)；A/CNK值0.97，A/CNK-A/NK圖解中落在偏鋁質區(qū)。里特曼指數(shù)為3.35；堿度率為4.82；分異指數(shù)為93.93；固結指數(shù)為0.59[5]。

4 構造環(huán)境

將區(qū)內白堊紀中酸性侵入微量元素數(shù)據(jù)投在Peare的一組微量元素構造環(huán)境判別圖解中，得到基本一致的結論：早白堊紀的中酸性侵入巖絕大多數(shù)位于火山弧花崗巖區(qū)，晚白堊紀斑狀二長花崗巖落在同碰撞花崗巖區(qū)，晚白堊紀的正長花崗巖則總是在板內花崗巖區(qū)。根據(jù)Maniar和Piccoli利用巖石學、主量元素化學和礦物學特征判斷花崗巖構造環(huán)境的方法及原則，區(qū)內花崗巖在判別圖解中給出了較為一致的結果(圖2)。早白堊世花崗巖及晚白堊世斑狀二長花崗巖總是位于IAG+CAG+CCG組花崗巖的區(qū)域，晚白堊世正長花崗巖總是位于RRG+CEUG組花崗巖的區(qū)域。

IAG 島弧花崗巖；CAG 大陸弧花崗巖；CCG 大陸碰撞花崗巖；POG 后造山花崗巖；RRG 與裂谷有關的花崗巖類；CEUG 與大陸造陸抬升有關的花崗巖類；OP 大洋斜長花崗巖

圖2區(qū)內花崗巖主量元素構造環(huán)境判別

根據(jù)A/CNK值對IAG+CAG+CCG組花崗巖進行區(qū)分：早白堊世花崗閃長巖、斑狀石英二長閃長巖及晚白堊世斑狀二長花崗巖A/CNK值均<1.05，其為火山弧花崗巖；早白堊世石英閃長玢巖和英云閃長巖的A/CNK值界于1.05～1.15之間，該指標不能區(qū)分大陸碰撞花崗巖和火山弧花崗巖，而該類巖石一般認為是火山弧背景的產物。

在圖解中，早白堊世侵入體主體落在消減花崗巖區(qū)，晚白堊世斑狀二長花崗巖主體投在同碰撞花崗巖區(qū)，晚白堊世正長花崗巖投在造山期后花崗巖區(qū)。

5 結 論

鋯石U-Pb年代學結果可以將班戈花崗巖劃分為兩個大的階段，早白堊世和晚白堊世。地球化學特征顯示，早白堊世侵入體總體具I型花崗巖特征，有向S型花崗巖演化的趨勢；晚白堊世侵入體具I型花崗巖特征，后期出現(xiàn)含鈉鐵閃石的堿長花崗巖。班戈花崗巖的早白堊世侵入體是火山弧環(huán)境的產物，晚白堊世斑狀二長花崗巖是在碰撞背景下形成的，而之后的正長花崗巖及堿長花崗巖則是在后碰撞環(huán)境形成的。總之，班戈花崗巖體的空間位置、侵位時限及地球化學特征顯示其形成與班公湖—怒江洋的向南俯沖碰撞作用關系密切。