南羌塘增生過程的中-晚三疊世巖漿記錄：藏北瑪依崗日-角木日地區基性巖墻*

高曦 李靜超 袁國禮** 王根厚 梁曉 鄭藝龍 王泉

1. 中國地質大學(北京)地球科學與資源學院，北京 1000832. 中國地質科學院地質研究所，北京 1000371.

陸殼增生與俯沖作用密切相關(von Huene and Scholl, 1991)。在俯沖帶，洋殼向陸殼下俯沖時，附著在洋殼上的物質可仰沖至陸殼之上，與陸殼邊緣物質混雜堆積形成增生雜巖(Davisetal., 1983; Moore and Silver, 1987; Xiaoetal., 2004; Furukawa, 2011; Liangetal., 2012; Sangetal., 2018)。增生雜巖的不斷形成使陸殼向大洋方向增生，俯沖帶也隨之向大洋方向遷移(竺國強等, 1997)。

從大陸到大洋方向，增生陸殼的時代越來越新(Bickford, 1988)，該觀點在前人對增生雜巖的相關研究中被證實。通過測定Mino-Tanba俯沖帶內化石的時代和泥巖中白云母的K-Ar年齡，Takami and Itaya(1996)提出了日本西南部的幕式增生模式。李繼亮(2004)認為增生型造山帶的特征之一是增生楔中的復理石基質時代向著海溝后退方向逐漸變新。

增生雜巖中的巖漿巖按其形成時間可分為兩類：第一類為成巖時間早于增生期的洋殼殘余，例如蛇綠巖套殘片和洋島玄武巖(OIB)等(王權等, 2006; 李瑞保等, 2014)，它們在洋殼俯沖時被刮落至增生雜巖內；第二類為形成于增生期的巖漿巖，包括弧巖漿巖、弧前巖漿巖和弧后盆地玄武巖(BABB)等(Hoffman, 1988; Bédard, 1999; 許繼峰等, 2001; 劉文斌等, 2002)；也包括產出于特殊構造環境下的巖漿巖，例如洋脊俯沖背景下的巖漿巖組合(埃達克巖、富鈮玄武巖、高鎂安山巖等)(Rogersetal., 1985; Abratis and W?rner, 2001; Castillo, 2008)。當俯沖帶隨陸殼增生向大洋方向遷移時，增生雜巖中巖漿巖的產出位置也隨之變化，且第二類巖漿巖的形成時代逐漸變新。

如果第二類巖漿巖被保存下來，其中必然記錄了陸殼增生過程中俯沖帶和增生雜巖的時空信息，因此利用第二類巖漿巖來研究增生過程是可行的。前人曾利用增生期巖漿巖研究了增生地體的增生過程(Schubert and Schubert, 1984; Hoffman, 1988)。Reymer and Schubert (1984)指出弧巖漿作用可能是陸殼物質形成最重要的過程。Hoffman (1988)測定了北美勞倫大陸弧巖漿巖中鋯石U-Pb年齡發現，該大陸以大于2.5Ga的古陸為核心，其他微地塊的年齡逐漸減小至1Ga。通過對基底的地球化學分析和鋯石U-Pb測年，Songetal.(2013)認為新疆阿爾泰地區北山造山帶是由新元古代-早古生代的弧巖漿作用逐步增生形成的。

南羌塘增生地體被認為是古特提斯洋北向俯沖增生中形成的增生地體(此處增生地體指南羌塘地體，為南羌塘北部陸塊向南增生的增生楔)，其中廣泛分布增生雜巖(王根厚等, 2009)。目前對于南羌塘增生過程的研究主要集中在沉積巖和構造方面(Liangetal., 2012; 李林貴等, 2018)。研究表明南羌塘地體的增生期為中二疊-晚三疊世(李才, 1987; 李才等, 2007; Zhaietal., 2011a)，且其中廣泛分布有形成于增生期的巖漿巖(Zhangetal., 2011)，但是前人對詳細的增生過程的研究鮮有報道。

本文對出露于南羌塘增生地體內瑪依崗日和角木日地區的兩套基性巖進行了詳細的年代學、地球化學和Nd-Pb同位素研究，限定基性巖的成巖時代、巖石成因及大地構造環境，并探討了基性巖與增生作用的關系及南羌塘地體向南增生的時限。

1 區域地質概況

青藏高原自北向南由巴顏喀拉-甘孜地體、北羌塘地體、南羌塘地體、拉薩地體和喜馬拉雅地體組成，分別由金沙江縫合帶、龍木錯-雙湖縫合帶、班公湖-怒江縫合帶和雅魯藏布江縫合帶分隔(莫宣學和潘桂棠, 2006; 許志琴等, 2011; Panetal., 2012; Metcalfe, 2013)(圖1a)。龍木錯-雙湖縫合帶被認為是古特提斯洋俯沖消減的產物(李才, 1987; 李才等, 2009; Liangetal., 2012; Zhaietal., 2013a; Danetal., 2018; Wuetal., 2018)，記錄了古特提斯洋盆寒武紀至中-晚三疊世的信息(Zhaietal., 2011a; 吳彥旺, 2013; Lietal., 2018)。龍木錯-雙湖縫合帶呈近東西向展布，在羌塘中部沿岡瑪錯-戈木錯-果干加年山-瑪依崗日-角木日-雙湖一線，延伸超過500km、南北寬近100km，發育有羌塘中部變質雜巖帶(Yinetal., 2000; Kappetal., 2003; Liangetal., 2012)。該雜巖帶被認為是古特提斯洋北向俯沖、北羌塘向南增生形成的增生混雜巖帶(王根厚等, 2009; Liangetal., 2012)(圖1b)。

圖1 研究區大地構造位置及地質簡圖(a)青藏高原大地構造單元示意圖(據Zhai et al., 2013a)；圖中①金沙江縫合帶；②龍木錯-雙湖縫合帶(LSSZ)；③班公湖-怒江縫合帶；④雅魯藏布江縫合帶；(b)羌塘中部增生雜巖帶地質簡圖(據Wang et al., 2008; Zhang et al., 2011; Zhai et al., 2011a, 2013b; Chen et al., 2016; Wu et al., 2018; 鄧萬明等, 1996; 李曰俊等, 1997; 朱弟成等, 2006; 馬龍等, 2016)；(c)瑪依崗日-角木日地區地質簡圖(據Liang et al., 2015; 李林貴等, 2018)圖例：1-晚三疊世望湖嶺組；2-中-晚三疊世碳酸鹽巖-放射蟲硅質巖巖塊；3-中二疊世龍格組巖塊；4-中二疊世洋島-蛇綠混雜巖巖塊；5-石炭-二疊紀增生雜巖；6-早古生代巖塊；7-晚三疊世岡塘錯花崗巖；8-晚三疊世高壓變質巖；9-石炭-二疊紀基性巖墻；10-中-晚三疊世基性巖墻群；11-韌性斷層；12-走滑斷層；13-正斷層；14-面理；15-前人測得年齡及測試方法；16-采樣位置Fig.1 The tectonic location (a), simplified geological map of the Central Qiangtang accretionary complex (b) and the geological sketch map of Mayigangri and Jiaomuri region (c)

瑪依崗日-角木日地區位于龍木錯-雙湖縫合帶南緣，該地區出露典型的增生雜巖(圖1c)，其基質為石炭-二疊紀被動大陸邊緣半深水-深水相濁積巖，巖塊主要為：(1)中二疊世洋島玄武巖、含蜓灰巖、洋殼殘片(蛇綠巖)；(2)早古生代淺海陸棚沉積；(3)晚石炭-早二疊世基性巖墻；(4)中-晚三疊世高壓變質巖；(5)中-晚三疊世弧前楔頂盆地沉積(翟慶國等, 2006; 王根厚等, 2009; 毛曉長等, 2015; 李林貴等, 2018)。增生雜巖被晚三疊世望湖嶺組(T3w)角度不整合覆蓋，并被晚三疊世岡塘錯巖體(T3γ)侵入，從而限定了增生雜巖時代上限為晚三疊世(李才等, 2007; 李靜超等, 2015)。

圖2 研究區基性巖樣品野外及鏡下照片(a)瑪依崗日出露的近南北向輝長巖巖墻；(b)瑪依崗日輝長巖露頭；(c)瑪依崗日輝長巖鏡下照片；(d)角木日出露的北東向排列的輝長輝綠巖墻；(e)角木日輝長輝綠巖侵入玄武巖圍巖；(f)角木日輝長輝綠巖鏡下照片. Cpx-單斜輝石；Pl-斜長石；Mt-磁鐵礦；Chl-綠泥石Fig.2 Occurrences and petrographic features of Mayigangri and Jiaomuri mafic rocks

2 野外地質及巖石學特征

本研究所采樣品位置如圖1c所示，瑪依崗日基性巖位于瑪依崗日東坡，呈巖墻以近南北向產出，采樣坐標為33°29′12.12″N、86°51′9.05″E；角木日基性巖位于角木日山脊，為北北東向巖墻，采樣坐標為33°14′48.75″N、87°0′12.78″E。為代表整體巖墻特征，于兩地巖墻的不同部位各采集樣品5件，編號為MG6-1、MG6-2、MG6-3、MG6-4、MG6-5和JM5-1、JM5-2、JM5-3、JM5-4、JM5-5。

瑪依崗日基性巖墻與圍巖呈侵入接觸關系，規模較大，出露面積約0.15km2，延伸方向與圍巖的構造面理走向呈大角度相交，部分呈近90°相交，明顯區別于近東西向基性巖墻群(圖1c)，表明未遭受三疊紀俯沖期透入性變形改造。圍巖為石炭-二疊系混雜巖(圖2a)，巖性為粉砂質絹云母千枚巖夾中細粒變質石英砂巖。基性巖墻發生次生蝕變，表面受后期含水流體侵蝕，長石略微綠簾石化，但未發生透入性的變質作用，內部仍十分新鮮(圖2b)。代表性樣品MG6-1的鏡下觀察結果顯示，瑪依崗日基性巖為輝長巖，主要由斜長石(～65%)、單斜輝石(～30%)、角閃石和黑云母假像(～5%)等組成，副礦物有釩鈦磁鐵礦等。斜長石呈半自形板狀或條狀，以架狀分布，局部綠泥石化，有的已全部被交代呈假像產出。單斜輝石呈半自形柱狀-粒狀，填充于斜長石晶體之間，局部可見角閃石反應邊(圖2c)。

角木日基性巖墻規模較小(圖1b)，長約10m、寬約2m，圍巖為中二疊世洋島-蛇綠混雜巖(圖2d)，基性巖墻侵入玄武巖圍巖，分別發育冷凝邊和烘烤邊，巖石發生次生蝕變，但未發生透入性的變質作用，內部新鮮(圖2e)。代表性樣品JM5-3的鏡下觀察結果表明，角木日基性巖為輝長輝綠巖，主要由斜長石(～60%)、單斜輝石(～30%)、少量角閃石(～5%)等組成，副礦物有磁鐵礦等。斜長石為半自形板狀-條狀，呈架狀分布，牌號為An=30～35，屬更長石-中長石，局部綠泥石化。單斜輝石呈半自形柱狀-粒狀，填隙狀分布于斜長石粒間，粒徑較大的輝石晶體內包嵌少量半自形板狀斜長石(圖2f)。

3 分析方法

鋯石單礦物分選在河北省區域地質礦產調查研究所實驗室完成，樣品經人工破碎至80目后，用常規重液和磁選方法分選出鋯石，在雙目鏡下挑選裂紋較少、透明度較好、干凈的鋯石與標樣TEM一起黏貼在環氧樹脂中，磨至約一半，使內部暴露，進行鋯石陰極發光、反射光及透射光顯微照相。

鋯石的U-Pb同位素分析在中國地質科學院地質研究所北京離子探針中心通過SHRIMP Ⅱ測定。在分析過程中，應用標準鋯石TEM(417Ma)進行元素間的分餾校正；鋯石U、Th和Pb含量的標定采用澳大利亞國立大學地學院標準鋯石SCL13(572Ma，U=238×10-6)完成。為了減少誤差，每分析3個樣品即插入1個標樣校正值，詳細的SHRIMP分析測試方法和實驗過程參考宋彪(2015)。一次離子束斑約為4.5nA，10kV的O2-，靶徑約25～30μm，質量分辨率約5000。單點分析的同位素比值及年齡誤差均為1σ，數據處理及U-Pb諧和圖采用Squid程序和Isoplot程序(Ludwig, 2003)完成。普通鉛校正根據實測的204Pb進行。

樣品全巖主量元素、微量元素和稀土元素測試在河北區域地質礦產調查研究所實驗室完成，主量元素采用堿熔法將樣品制備，使用X射線熒光光譜儀(XRF)(Axios max X)完成分析測試；微量元素和稀土元素的分析采用酸溶法將樣品制備好后，使用等離子體質譜儀(ICP-MS)(Thermo X2)完成。主量元素分析精度優于3%，微量元素和稀土元素分析精度優于5%。

樣品的全巖Sm-Nd和Pb同位素分離和測試在中國科學技術大學中科院殼幔物質與環境重點實驗室完成，詳細分析方法和流程參考Chenetal. (2000)和Chenetal. (2007)。對全巖粉末樣品采用陽離子交換樹脂(BioRad AG50x8)分離純化REE，采用HDEHP萃淋樹脂分離純化Sm和Nd，采用陰離子交換樹脂(BioRad AG1x8)分離純化Pb。Sm、Nd和Pb同位素比值測定在Finnigan MAT262固體質譜計上用靜態多接收方式進行。測試過程中，Nd同位素使用LaJolla作為標樣，測得143Nd/144Nd為0.511869±0.000006，Pb同位素沒有內標進行標準化，盡量保持樣品測試溫度恒定。初始Nd、Pb同位素比值計算采用相應樣品的鋯石U-Pb年齡，扣除放射性成因Nd、Pb同位素的貢獻。

表1瑪依崗日(MG6-1)和角木日(JM5-3)巖墻鋯石SHRIMP U-Pb年齡分析結果

Table 1 Zircon SHRIMP U-Pb data of Mayigangri (MG6-1) and Jiaomuri (JM5-3) mafic dykes

測點號206PbcUTh206Pb?(%)(×10-6)Th/U207Pb?206Pb?±%207Pb?235U±%206Pb?238U±%誤差206Pb?/238U年齡(Ma)±%不諧和度(%)MG6-1輝長巖1—17542574561.520.05391.60.276530.037212.783235.5±4.63620.201810321658.41.840.05012.90.259140.03752.569237.3±4.7-183—1058155833.91.520.054051.60.279230.037462.1.786237.1±4.83640.131440247444.61.780.05082.50.252130.036022.628228.1±4.515—10381518331.510.053151.70.270830.036962.1.779233.9±4.83060.021985285064.11.480.053241.60.27650.03764.7.946238±113070.301194181137.71.570.05192.10.262230.036672.696232.2±4.6178—1167164637.81.460.052861.60.274930.037722.1.788238.7±4.92690.131827275360.51.560.049591.70.26330.038472.755243.3±4.8-38100.311125145736.51.340.04882.20.252930.03762.3.732238±5.4-73110.23893140929.41.630.04862.20.256230.038191.2.487241.6±3.0-8512—18712488611.370.0519410.271620.037931.2.785240±2.815130.541403219244.81.610.05153.90.26240.036931.2.305233.7±2.912JM5-3輝長輝綠巖11.2666791036.91.360.05143.00.25452.90.03581.30.441226.5±2.8-1320.71750104441.91.390.04952.50.24692.70.03591.20.440227.1±2.63630.9363992736.71.450.05302.80.26982.60.03681.30.494233.2±3.0-294—49965027.71.300.05192.90.26082.80.03631.30.481229.8±3.0-1851.0160787235.31.440.04912.40.25342.40.03711.10.472234.9±2.65660.4258880533.11.370.05322.70.26642.50.03631.30.528230.1±2.9-3271.2149065426.81.340.05563.20.28193.70.03621.50.403229.5±3.3-478—665120845.01.820.05415.90.27087.10.03542.20.313224.3±4.9-3991.5155578735.01.420.05184.40.26614.60.03672.00.431232.6±4.5-1510—74794348.81.260.05094.70.26034.90.03652.30.461231.1±5.1-1111.9660535635.00.590.05405.30.28415.50.03732.20.393236.3±5.0-36121.3538150525.81.330.05055.40.25815.10.03652.10.412231.0±4.78131.6854198438.31.820.05214.90.26275.10.03581.80.352226.7±4.0-20143.2863290041.71.430.05495.60.27715.40.03622.40.441229.2±5.4-44153.93791146654.71.850.05024.40.25184.60.03572.40.525226.2±5.413

注：206Pbc為普通鉛，其單位為206Pbc占總206Pb的百分含量；206Pb*為放射性成因鉛

4 分析結果

4.1 鋯石U-Pb測年

鋯石U-Pb測年及計算的相關參數列于表1。本次鋯石SHRIMP U-Pb測年對瑪依崗日輝長巖MG6-1樣品中的13顆鋯石和角木日輝長輝綠巖樣品JM5-3中的15顆鋯石進行測定。2件巖石樣品的鋯石顆粒多為淺黃色，呈透明-半透明的寬板狀晶型，CL圖像顯示弱環帶暗灰色自形結構，為典型的基性巖漿條件下形成的鋯石(圖3)。樣品中鋯石Th/U比值為0.59～1.86，具典型的巖漿鋯石成分特征(Th/U>0.4; 吳元保和鄭永飛, 2004)，其年齡可以代表巖石的成巖年齡。鋯石206Pb/238U加權平均年齡分別為237.1±2.3Ma(MSWD=1.02)、230.7±1.8Ma(MSWD=0.86)(圖4)。

圖3 瑪依崗日輝長巖(a)和角木日輝長輝綠巖(b)鋯石陰極發光(CL)圖像Fig.3 CL images and dating spots of zircons from the Mayigangri (a) and Jiaomuri (b) mafic rocks

圖4 瑪依崗日(MG6-1)和角木日(JM5-3)基性巖鋯石U-Pb 年齡諧和曲線和加權平均年齡Fig.4 U-Pb concordia diagrams of zircons for samples MG6-1 and JM5-3

4.2 全巖地球化學

瑪依崗日輝長巖(MG)和角木日輝長輝綠巖(JM)溝10件樣品全巖主量元素、微量元素和稀土元素的含量列于表2。其中，兩者燒失量(LOI)分別為2.88%～3.02%和3.4%～4.64%，表明兩地樣品均有不同程度的蝕變，因此巖石化學分類時采用不活動元素圖解，并將主量元素氧化物換算至100%。

瑪依崗日和角木日基性巖SiO2含量分別為49.63%～51.25%和48.7%～51.24%，均屬于基性巖類。在Zr/TiO2-Nb/Y圖解(Winchester and Floyd, 1977)中，有1件角木日輝長輝綠巖樣品投在堿性玄武巖區域，其余9件樣品均落入亞堿性玄武巖區域(圖5a)，對此9件亞堿性玄武巖利用FeOT/MgO-SiO2圖解(Miyashiro, 1974)進一步分類至拉斑系列(圖5b)。

由表2可知，瑪依崗日和角木日基性巖TiO2含量分別為2.44%～2.77%和2.17%～2.93%，Al2O3含量分別為15.44%～16.02%和12.34%～13.86%，對比大洋中脊玄武巖(MORB)(Workman and Hart, 2005)和島弧拉斑玄武巖(IAT)(Elliott, 2003)，兩者均明顯富Ti，且與IAT相比兩者Al均偏低，表明兩者均非典型的MORB和IAT。另外，瑪依崗日和角木日基性巖Mg#[Mg#=100×Mg2+/(Mg2++Fe2+)(原子數比值)]分別為38～41和49～67，對比原始玄武質巖漿的Mg#參考值(65, Wendletal., 2006)，表明瑪依崗日輝長巖巖漿經歷了一定程度的分異，而角木日輝長輝綠巖巖漿接近原始巖漿，未發生明顯分異。

表2瑪依崗日和角木日巖墻樣品全巖主量(wt%)和微量(×10-6)元素含量

Table 2 Whole rock major (wt%) and trace (×10-6) element data of Mayigangri and Jiaomuri dykes

樣品號MG6-1MG6-2MG6-3MG6-4MG6-5JM5-1JM5-2JM5-3JM5-4JM5-5巖性輝長巖輝綠巖SiO248.7848.0449.4249.1648.7648.3849.6547.6649.4246.32TiO22.412.442.672.512.382.862.652.322.822.06Al2O315.5915.0314.8915.2115.6013.0313.6613.1313.3711.73Fe2O33.973.452.733.853.395.214.222.492.592.67FeO8.699.809.539.019.248.688.478.539.558.75MnO0.180.200.190.160.190.1720.1650.170.190.18MgO4.204.674.604.404.465.935.309.246.3612.58CaO9.078.718.358.799.118.248.288.306.858.07Na2O2.583.032.652.512.613.444.053.724.962.39K2O1.611.241.181.491.450.410.170.280.100.18P2O50.250.190.230.200.230.2450.2380.200.240.17LOI2.883.023.002.943.013.253.003.723.404.64Total100.2099.8399.43100.22100.4499.8499.8599.7599.8799.75Sc16.518.519.018.617.928.1425.9037.033.835.7V431.7723.7706.9689.8474.1289.7273.9278419225Cr8.27.98.49.19.536.535.760669.4608Co26.631.831.130.829.842.641.748.239.652.9Ni6.77.47.88.48.429.327.421274.9320Cu28.030.632.135.033.530.445.9134150116Zn96.2108.2106.1105.2100.4128.3123.011016295.5Ga17.2419.2619.3719.8118.8720.1720.4317.724.815.8Rb41.032.435.245.941.213.55.311.28.503.84Sr225.6356.6298.8322.5305.9180.6235.6313125319Y28.2830.2634.9335.0126.6930.2634.2421.132.320.4Zr204.1215.9233.8230.6218.8181.5196.5136191117Nb12.813.914.214.413.724.3923.1418.216.616.32Cs5.223.094.065.184.474.634.522.662.572.68Ba208.2276.7190.4242.9225281.3156.4193432111La22.8024.0327.9628.5122.3320.1423.1513.818.512.8Ce49.7552.4760.8062.4647.4945.1252.1528.044.926.3Pr6.266.737.817.936.005.956.963.906.153.73Nd26.0127.7732.2432.3524.7425.3229.5518.826.317.5Sm6.206.447.597.665.886.217.134.716.194.32Eu1.922.112.272.291.791.862.211.552.251.49Gd5.696.107.036.925.455.756.544.356.484.11Tb1.001.101.251.240.961.111.250.811.070.76Dy5.756.087.067.125.496.147.144.736.274.43Ho1.101.201.371.371.031.141.290.861.160.81Er2.923.223.613.662.793.123.512.283.422.15Tm0.460.500.550.570.430.430.480.320.430.31Yb2.863.033.513.442.732.592.822.022.701.88Lu0.440.470.530.550.410.410.420.300.370.29Hf4.845.325.675.495.285.326.124.075.463.85Ta0.911.091.061.091.071.711.461.001.000.86Pb6.85.85.86.65.74.638.331.0418.03.19Th4.514.755.545.385.063.914.011.972.641.77U0.941.001.111.131.050.860.870.620.750.46

圖5 瑪依崗日和角木日巖墻的Zr/TiO2×0.0001-Nb/Y(a,據Winchester and Floyd, 1977)和FeOT/MgO-SiO2 (b,據Miyashiro, 1974)分類圖解Fig.5 Zr/TiO2×0.0001 vs. Nb/Y (a, after Winchester and Floyd, 1977) and FeOT/MgO vs. SiO2 (b, after Miyashiro, 1974) discriminant diagrams of Mayigangri and Jiaomuri dykes

圖6 瑪依崗日和角木日巖墻的球粒隕石標準化稀土元素配分圖(a)和原始地幔標準化微量元素蛛網圖(b)(標準化值、OIB和E-MORB數據引自Sun and McDonough, 1989)Fig.6 Chondrite-normalized rare earth element patterns (a) and primitive mantle-normalized trace element patterns (b) of Mayigangri and Jiaomuri dykes (data of normalization values, OIB and E-MORB after Sun and McDonough, 1989)

在球粒隕石標準化稀土元素配分模式圖和原始地幔標準化微量元素蛛網圖中，瑪依崗日輝長巖和角木日輝長輝綠巖均相對富集輕稀土元素(LREE)和大離子親石元素(LILE)，且介于富集型大洋中脊玄武巖(E-MORB)和洋島型玄武巖(OIB)之間(圖6)。同時，與典型的E-MORB和OIB相比，兩者均具有Nb、Ta的負異常(Sun and McDonough, 1989)(圖6b)。此外，由于后者蝕變程度相對前者較高，致使其中的Rb、Ba、Sr、Pb等易遷移元素顯示較大范圍波動(圖6b)，這與主量元素中后者燒失量比前者高的結果一致(表2)。與地幔巖平衡的玄武質巖漿Ni含量為295×10-6～500×10-6，Cr含量為300×10-6～400×10-6(Freyetal., 1978)，兩者與之對比可見，瑪依崗日輝長巖巖漿經歷了一定程度的分異(Ni=6.69×10-6～8.38×10-6, Cr=7.87×10-6～9.46×10-6)，而角木日輝長輝綠巖巖漿則接近地幔巖原生巖漿，分異程度低(Ni=211×10-6～320×10-6, Cr=605.7×10-6～607.9×10-6)，這與主量元素根據Mg#判斷的結果一致。兩者Nb含量分別為12.84×10-6～14.37×10-6和10.9×10-6～18.17×10-6，與富鈮玄武巖(NEBs)接近(Castillo, 2008)。

瑪依崗日輝長巖和角木日輝長輝綠巖全巖Nd-Pb同位素及相關參數列于表3，根據兩地樣品中鋯石U-Pb年齡(圖4)計算的εNd(t)分別為-3.99～-3.03和1.66～2.19。研究表明，蝕變和變質作用不會對Nd同位素組成造成明顯的影響(White, 1993)。全巖Pb同位素組成易受后期蝕變的影響，LOI與206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb的協變圖解(圖7)顯示，LOI對JM基性巖的207Pb/204Pb有一定影響，但與206Pb/204Pb和208Pb/204Pb無明顯相關性，且JM基性巖樣品數量較少。同時，MG基性巖的Pb同位素組成與LOI亦無明顯相關性，表明兩者受后期蝕變影響不強。

表3瑪依崗日和角木日巖墻全巖Nd-Pb同位素及參數

Table 3 Bulk-rock Nd-Pb isotopic data from Mayigangri and Jiaomuri mafic dykes

樣品號MG6-1MG6-2MG6-3MG6-4MG6-5JM5-3JM5-4JM5-5Age (Ma)237237237237237230230230147Sm/144Nd0.13520.13750.13570.13660.13510.15150.14220.1493143Nd/144Nd0.51230.51230.51240.51240.51240.51270.51260.51272σm (6SE)1579810101311εNd(t)-3.8-3.99-3.66-3.2-3.031.661.682.19tDM (Ga)1.561.621.551.521.481.211.081.12t2DM (Ga)1.321.331.311.271.260.870.870.83fSm/Nd-0.31-0.3-0.31-0.31-0.31-0.23-0.2772-0.241206Pb/204Pb19.0919.37719.46219.33619.3319.544618.941819.01582σm0.00400.00500.00800.00800.00700.01050.00050.0003207Pb/204Pb15.72715.74215.75215.74315.74815.824615.761915.72122σm0.00200.00200.00300.00300.00300.01290.00050.0003208Pb/204Pb39.57439.97240.13739.9239.93140.159039.356539.30562σm0.00200.00200.00300.00400.00400.04280.00140.0009206Pb/204Pb(t)18.752618.951018.988918.915518.875618.127718.844818.6808207Pb/204Pb(t)15.7115.7215.7315.7215.7315.7515.7615.70208Pb/204Pb(t)39.0439.3139.3639.2639.2138.6739.2438.88

注：εNd(t)=[(143Nd/144Nd)sample/(143Nd/144Nd)CHUR-1]×104, (143Nd/144Nd)CHUR(i)=0.512638-0.1967×(eλt-1);tDM=1/λ×ln{1+[((143Nd/144Nd)sample-0.51315)/((147Sm/144Nd)sample-0.21317)]}, λSm-Nd=6.54×10-12a-1;fSm/Nd=[(147Sm/144Sm)sample/(147Sm/144Nd)CHUR]-1;t2DM為二階段模式年齡，參數見Keto and Jacobsen (1987)

圖7 瑪依崗日和角木日巖墻燒失量(LOI)與Pb同位素協變圖解Fig.7 Pb isotope variation as a fuction of losson-ignition (LOI) for Mayigangri and Jiaomuri mafic dykes

5 討論

5.1 成巖時代意義

鋯石U-Pb測年結果表明，瑪依崗日輝長巖和角木日輝長輝綠巖成巖時間分別為237.1±2.3Ma和230.7±1.8Ma(圖4)，為中-晚三疊世。前述已表明兩地基性巖與圍巖均呈侵入接觸關系(圖2e)，瑪依崗日巖墻侵位于強面理化的增生雜巖的基質中(原巖為石炭紀-二疊紀變質沉積巖)，角木日巖墻侵位于中二疊世洋島玄武巖-蛇綠混雜巖中，根據地質接觸關系所判斷的形成時代與其實際年齡并不矛盾。

圖8 龍木錯-雙湖縫合帶古特提斯洋沉積-巖漿-變質-構造演化序列圖沉積作用數據據吳彥旺(2013)、李林貴等(2018)；巖漿作用數據據Zhang et al. (2011)、Zhai et al. (2013b)、吳彥旺(2013)、李靜超等(2015)；變質作用數據據Zhai et al. (2011b)、Liang et al. (2017)Fig.8 Summary of sedimentary, magmatic, metamorphic and tectonic evolution of Paleo-Tethys Ocean along Longmuco-Shuanghu suture belt

石炭-二疊紀，龍木錯-雙湖縫合帶出露基性巖墻群和蛇綠巖，并有中二疊世洋島海山沉積，代表大陸裂解和洋盆擴張(Zhaietal., 2013b; 吳彥旺, 2013)。晚三疊世發育S型花崗巖、雙峰式火山巖表明此時發生了陸殼的擠壓、伸展活動，表明此時洋盆已經閉合，發生陸陸碰撞(Zhangetal., 2011; 李靜超等, 2015; 李林貴等, 2018)。沿著縫合帶在岡瑪錯-戈木-榮瑪等地出露高壓變質巖，在戈木地區，前人獲得榴輝巖中石榴石Lu-Hf年齡為244～233Ma，變質鋯石SHRIMP年齡為237～230Ma，且鋯石中含有榴輝巖相變質礦物包裹體，被認為代表了峰期變質作用時代(Pullenetal., 2008; Zhaietal., 2011a)，其地球化學特征與OIB類似，是洋殼深俯沖的產物(Zhaietal., 2011b)；而Danetal. (2018)在戈木相同榴輝巖樣品中獲得了～238Ma的巖漿成因鋯石年齡，據此認為大洋玄武質巖石在～238Ma形成，在很短的時間里俯沖并經歷～233Ma的榴輝巖相變質作用；前人獲得了榴輝巖、藍片巖中多硅白云母Ar-Ar年齡為209～227Ma，代表了高壓變質巖折返退變質年齡，而高壓變質巖的折返被認為與洋殼閉合、陸陸碰撞有關(Zhaietal., 2013a, b; Liangetal., 2017)。另外，有學者在藍嶺地區增生雜巖中解體出中-上三疊統碳酸鹽巖-硅質巖沉積，硅質巖中放射蟲時代限制了本區增生雜巖的形成時代上限，為晚三疊世卡尼階-諾利階(李林貴等, 2018)，表明南羌塘地體在237～230Ma期間處于俯沖增生階段。通過對比區域上出露的沉積記錄、巖漿巖和、變質巖，兩處基性巖墻均形成于古特提斯洋的俯沖期，亦即南羌塘地體的增生期(圖8)。此外，前述已闡明，增生雜巖中形成于增生期的巖漿巖具有向大洋方向年齡逐漸變新的規律，研究顯示古特提斯洋的俯沖極性為近北向(Zhaietal., 2011b; Liangetal., 2012; Lietal., 2018)，由北向南(圖1c)，瑪依崗日輝長巖與角木日輝長輝綠巖的年齡由237Ma減小至230Ma的現象與之相符。

5.2 巖漿源區及巖石成因

基性巖中REE、Nb、Zr、Y等高場強元素(HFSE)一般不受熱液蝕變和低于角閃巖相變質作用的影響，是示蹤巖漿源區、判別構造環境有效的判別因子(Dilek and Furnes, 2011, 2014; Pearce, 2014)。根據Nd-Pb同位素源區判別圖解可知，瑪依崗日輝長巖巖漿起源于II型富集地幔(EMⅡ)，而角木日輝長輝綠巖巖漿源區亦靠近EMⅡ，但相對虧損(圖9a)。另外，207Pb/204Pb-206Pb/204Pb和208Pb/204Pb-206Pb/204Pb同位素比值(表3)顯示，兩者均沒有傾向于HIMU端元(206Pb/204Pb=21～22, Zindler and Hart, 1986)的趨勢。表2顯示，瑪依崗日輝長巖和角木日輝長輝綠巖Th/Ta分別為4.36～5.21和1.98～3.08，對比原始地幔(Th/Ta=2.3; Condie, 1993)表明，前者經歷了一定程度的地殼混染，而后者無明顯的地殼混染痕跡。同時，Th/Nb-La/Nb圖解(圖9b)顯示，相對角木日輝長輝綠巖，瑪依崗日輝長巖呈現硅鋁質中-下大陸地殼混染的趨勢而偏離洋殼玄武巖區域。此外，在Th/Yb-Ta/Yb圖解(圖9c)中，兩者均介于E-MORB與OIB之間，但相對角木日輝長輝綠巖，瑪依崗日輝長巖偏離地幔演化序列，有偏向全球俯沖沉積物的趨勢。上述均表明相對角木日輝長輝綠巖，瑪依崗日輝長巖遭受到了一定程度的地殼混染。因此，瑪依崗日輝長巖起源于富集地幔源區(EMⅡ)并受到地殼混染，這可能是前述其具有較低εNd(t)值(-3.99～-3.03，表3)的原因；而角木日輝長輝綠巖地幔源區相對虧損，且地殼混染痕跡不明顯，其εNd(t)值(1.66～2.19，表3)偏高。

由表2可知，瑪依崗日輝長巖和角木日輝長輝綠巖(Gd/Yb)N分別為12.7～13.4和14.0～14.3，重稀土元素分餾顯著，表明兩者源區礦物相組合含石榴石，且部分熔融程度較低(朱弟成等, 2005)。進一步利用Sm/Yb-La/Yb圖解(Zhao and Zhou, 2009)可發現，兩者均投影于石榴石-尖晶石二輝橄欖巖區，并經歷了約5%的部分熔融(圖9d)，且瑪依崗日輝長巖巖漿部分熔融程度(>5%)比角木日輝長輝綠巖巖漿(<5%)相對較高。

5.3 大地構造環境判別

Pearce and Cann (1971, 1973)認為Ti、Zr、Y等元素是判別不同大地構造環境玄武巖最有效的因子，其中Ti/100-Zr-3Y圖解可以應用于12%

圖9 瑪依崗日和角木日巖墻的Nd-Pb同位素和不相容元素協變圖解(a) 143Nd/144Nd-206Pb/204Pb(t)圖解, DM、MORB、FOZO、HIMU、EMⅠ、EMⅡ數據引自Zindler and Hart (1986)、Hoffman (1997)；(b) (Th/Nb)PM-(La/Nb)PM圖解(Xu et al., 2017)；(c) Th/Yb-Ta/Yb圖解解(Pearce, 1983)；(d) Sm/Yb-La/Yb圖(Zhao and Zhou, 2009)Fig.9 Plots of Nd vs. Pb isotopic data and variation diagrams of some incompatible elements for the Mayigangri and Jiaomuri mafic dykes

圖10 瑪依崗日和角木日巖墻的構造環境判別圖解(a) V-Ti/1000圖解(Shervais, 1982)；(b) Ti/1000-Y×3-Zr圖解(Pearce and Norry, 1979)；(c) Zr/Y-Zr圖解(Pearce and Norry, 1979).WPB-板內玄武巖；CAB-陸緣弧玄武巖；IAT-島弧拉斑玄武巖；MORB-洋中脊玄武巖；OIB-洋島玄武巖；CFB-大陸溢流玄武巖Fig.10 Discrimination diagrams of tectonic setting for the Mayigangri and Jiaomuri mafic dykes

前述已表明，瑪依崗日輝長巖和角木日輝長輝綠巖均富Ti、Nb，富集LREE，該特點與前人在現代南美Patagonia地區發現的一套玄武巖類似，研究顯示該玄武巖的成因與智利洋脊俯沖至智利海溝背景下的軟流圈板片窗過程相關(Gorring and Kay, 2001)。兩者的成巖時間為古特提斯洋的俯沖期，且均侵位于弧前增生楔之中。綜上所述，兩地基性巖的構造成因模式如圖11所示，古特提斯洋中脊俯沖至北羌塘地塊南緣的海溝時，軟流圈通過板片窗上涌使弧前增生楔處于高溫伸展環境，導致俯沖洋殼板片邊緣和上覆地幔楔發生部分熔融，經殼幔間物質交換，形成瑪依崗日輝長巖和角木日輝長輝綠巖，侵位于弧前增生雜巖中(圖11)(趙振華, 2016)。此外，兩地基性巖墻為近南北向、北北東向侵入圍巖，與區域近東西向構造線方向截然相交，不同于近東西向的二疊紀基性巖墻，也暗示了古洋殼的俯沖極性。

圖11 研究區基性巖墻構造成因模式圖(據Xu et al., 2017略有修改)MG-瑪依崗日基性巖墻；JM-角木日基性巖墻Fig.11 A sketch map showing the formation mechanism of studied dykes in southern Qiangtang accretionary complex, northern Tibet (modified after Xu et al., 2017)

5.4 南羌塘增生模式

前人對龍木錯-雙湖縫合帶相關研究表明，古特提斯洋在帶內不同區域的構造演化時限存在差異性(李朋武等, 2005; 2009; Zhangetal., 2018)。Zhaietal. (2013b)在Baohu和Juhuashan地區發現的埃達克質巖漿巖表明，在223～219Ma期間，該地區的古特提斯洋殼正處于俯沖階段(圖2b)。而本研究區內，前人在岡塘錯對侵入增生雜巖中的S型花崗巖體的研究表明，在220～210Ma期間，南北羌塘地體已處于碰撞-同碰撞階段(Kappetal., 2003; 李才等, 2009; 李靜超等, 2015)(圖2c)。Wuetal.(2018)通過對日灣茶卡地區236～230Ma的花崗閃長斑巖的研究認為此時南北羌塘開始碰撞(圖2b)，而本文前述已表明研究區在237～230Ma期間仍處于古特提斯洋的俯沖階段。由此可見，如果排除南羌塘地體的增生過程存在區域上的差異性，237～230Ma至少代表了俯沖增生和碰撞的轉換。因此，本次研究發現的中晚三疊世基性巖墻限定了古特提斯洋俯沖增生的上限，對南羌塘增生地體內局部區域增生過程的刻畫具有重要意義。

研究區兩地基性巖均產出于南羌塘地體的增生雜巖中，其成巖時代處于古特提斯洋的俯沖期，為南羌塘地體增生過程中兩次弧前巖漿記錄。王根厚等(2009)認為增生雜巖在整體上不能完全按史密斯地層考慮，但局部沉積有序，符合史密斯地層分布。同時，潘桂棠等(2006)也指出增生雜巖在巖性上整體無序，局部有序。本研究中，研究區增生雜巖雖然經歷了后期構造運動的改造，但依據沉積地層空間分布特征，可以推斷本文中兩基性侵入巖的出露地點可以反映生成時的相對南北位置關系(圖11)。同時，區域構造研究顯示，在兩地之間發育一條新生代NNE向左行走滑斷層(圖1c)，如果將該斷層構造恢復后，瑪依崗日和角木日的南北相對位置并未發生改變。由此可以推知，自237Ma到230Ma，研究區增生雜巖的生長方向大致為自北向南，根據陸殼增生理論中增生雜巖向大洋方向生長的規律可進一步推知，古特提斯洋在研究區內的俯沖極性為近北向。這與前人對區域構造演化史的相關研究結果相吻合(Zhaietal., 2011a; Liangetal., 2012; Lietal., 2018)。

6 結論

(1)鋯石SHRIMP U-Pb測年表明，北部瑪依崗日輝長巖成巖時代為237.1±2.3Ma，南部角木日輝長輝綠巖成巖時代為230.7±1.8Ma。

(2)瑪依崗日輝長巖和角木日輝長輝綠巖均富Ti、Nb，富集LREE和LILE，表現出介于OIB和E-MORB的特征，具有Nb、Ta負異常。兩者εNd(t)值分別為-3.99～-3.03和1.66～2.19。以上特征表明前者起源于EMⅡ的尖晶石-石榴石二輝橄欖巖源區，經歷約5%(<5%)的部分熔融后，在上升侵位時發生了一定程度的分異和地殼混染；后者亦起源于相對前者較虧損的EMⅡ源區，由其中的尖晶石-石榴石二輝橄欖巖發生了約5%(>5%)的部分熔融形成。綜合研究表明，兩者均形成于板內構造環境，為古特提斯洋脊俯沖過程中軟流圈與俯沖洋殼和地幔楔的相互作用的產物。

(3)在研究區內，兩地基性巖均成巖于古特提斯洋的俯沖期，即南羌塘地體的增生期。兩者均為古特提斯洋北向俯沖，南羌塘地體南向增生過程中的巖漿巖記錄。

致謝樣品采集過程得到榮瑪鄉項目組成員孫喜輝、焦鵬偉、張建等的大力協助，在此表示感謝。