發布時間：2019-11-30所屬分類：農業論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要:基于薩嘎蛇綠巖序列中超基性巖和基性巖地球化學、巖石學、年代學、大地構造與地球動力學的數據資料，對西藏雅魯藏布江蛇綠巖帶中西段薩嘎蛇綠巖進行構造意義分析，認為薩嘎蛇綠巖層序中輝長巖屬鈣堿性-低鉀拉斑玄武巖;蛇綠巖層序中的玄武巖為鈣堿性玄武
摘要:基于薩嘎蛇綠巖序列中超基性巖和基性巖地球化學、巖石學、年代學、大地構造與地球動力學的數據資料，對西藏雅魯藏布江蛇綠巖帶中西段薩嘎蛇綠巖進行構造意義分析，認為薩嘎蛇綠巖層序中輝長巖屬鈣堿性-低鉀拉斑玄武巖;蛇綠巖層序中的玄武巖為鈣堿性玄武巖和堿性玄武巖，薩嘎蛇綠巖北亞帶東側熱嘎、松多處玄武巖為鈣堿性-低鉀拉斑玄武巖，中西側薩嘎處玄武巖為堿性-鉀玄系列玄武巖。薩嘎蛇綠巖中基性巖具有大洋中脊、低鉀拉斑玄武巖和堿性玄武巖特征。熱嘎基性巖具有MORB微量元素特征，屬大洋中脊玄武巖型;薩拉基性巖具有MORB和大洋島弧玄武巖特征，屬堿性玄武巖和低鉀拉斑玄武巖型;松多基性巖具有MORB和大洋島弧玄武巖特征，屬地幔柱玄武巖和堿性玄武巖型。綜上所述，位于北亞帶薩嘎蛇綠巖多源，普遍貧Cr、Ti、Mn，微量元素具有地幔地球化學特征。在薩嘎蛇綠巖中發現大面積堿性玄武巖，其為后期混染殼源物質后產生，保留了幔源玄武質巖漿的部分地球化學特征，貧硅富堿，形成富堿礦物。薩嘎蛇綠巖達吉嶺-薩拉剖面中輝長巖的鋯石U-Pb年齡為125.6±2.7Ma，與整個雅魯藏布江蛇綠巖中西段基性巖年齡(130～120Ma)一致。推斷薩嘎蛇綠巖可能形成于洋內超俯沖帶(SSZ)，并經歷了后期弧前盆地洋中脊擴張改造，屬洋內超俯沖帶(SSZ)的弧前-弧-弧后環境。
關鍵詞:雅魯藏布江蛇綠巖帶;薩嘎蛇綠巖;巖石地球化學;年代學;構造意義;洋內超俯沖帶
青藏高原一直以來都是國內外地質學者研究的富饒之地，因其復雜的地質背景和宏偉的構造現象獲得了國內構造地質學者的重點關注。雅魯藏布江蛇綠巖帶(下文簡稱為“雅江蛇綠巖帶”)地處于西藏南部，近東西向展布，全長約2000多km，蛇綠巖體沿整個蛇綠巖帶不連續分布[1-3]，是印度板塊和歐亞板塊發生陸陸碰撞的標志[4]。從大地構造的角度看，雅魯藏布江蛇綠巖帶北側為岡底斯巖漿島弧帶，隸屬于拉薩地體;南側為喜馬拉雅構造域，喜馬拉雅構造域被主前鋒沖斷裂(MFT)、主邊緣沖斷裂(MBT)、主中央沖斷裂(MCT)和藏南拆離系(STD)分隔成4個地體，從北向南依次為特提斯喜馬拉雅、高喜馬拉雅、低喜馬拉雅和次喜馬拉雅。整個雅魯藏布江蛇綠巖帶最為重要的蛇綠巖體如下:西部的東波-普蘭-當雄蛇綠巖，中部的薩嘎-桑桑-吉定-日喀則蛇綠巖，東部的澤當-羅布莎蛇綠巖。雅江蛇綠巖帶的就位機制成為國際地質學者熱議的話題，復雜的構造背景和多元的構造現象造就了瑰麗雄偉的青藏高原，國內外學者對雅江蛇綠巖帶的就位機制看法尚未達成共識。XU等[5]對雅江蛇綠巖帶上典型的蛇綠巖露頭進行了詳細巖石學、構造地質學及其就位機制的總結分析，認為整個雅江縫合帶中蛇綠巖的年齡為130～120Ma，形成于弧后盆地環境(圖1)，是新特提斯洋巖石圈殘片，并提出雅江縫合帶具有明顯的構造分異特征，既具有南北向逆沖作用，又具有與韌脆性變形相關的巖石礦物組構特征。依據地幔橄欖巖中發現超高壓礦物金剛石，并以此為據提出早MOR(洋中脊)晚SSZ(洋內超俯沖)成因模式[6-14]。在雅江蛇綠巖帶上發現有鉻鐵礦產出，其主要產出于地幔橄欖巖，常與純橄巖和方輝橄欖巖伴生，如我國著名的鉻鐵礦超大型礦產就位于雅江蛇綠巖帶澤當羅布莎蛇綠巖中[15-18]。研究雅江蛇綠巖帶的層序和構造特征，對尋找富有經濟價值的大型-超大型鉻鐵礦床具有重要意義。
本文選取雅江蛇綠巖帶西部薩嘎蛇綠巖體為研究對象，通過遙感衛星影像并結合地質圖，進行了詳細的可行性路線規劃設計，且繪制路線剖面。通過對薩嘎蛇綠巖中不同位置的地幔橄欖巖和基性巖的巖石學、地球化學和年代學研究，分析薩嘎蛇綠巖體的成因和構造環境，并整合歸納野外剖面數據和實驗數據，對薩嘎蛇綠巖體的就位機制進行討論。
1地質背景與野外剖面
雅魯藏布江蛇綠巖綠巖體通常被含有蛇綠巖、深海沉積巖和變質巖塊體的混雜巖覆蓋。雅江蛇綠巖帶下伏為復理石單元，該復理石單元包括晚二疊世灰巖、早三疊世遠洋灰巖和晚白堊世鈣質片巖和枕狀玄武巖[33-34]。雅江蛇綠巖帶北部為日喀則前陸盆地和岡底斯巖漿島弧帶，日喀則前陸盆地地處于拉薩地體的南緣，主要由碎屑復理石夾少量泥灰巖組成，岡底斯巖漿島弧帶主要由晚侏羅世至古近紀的鈣堿性花崗巖類組成。雅江蛇綠巖帶南部為喜馬拉雅造山帶，由特提斯喜馬拉雅地層序列、高喜馬拉雅地層序列和低喜馬拉雅地層序列組成，且均屬于印度板塊被動大陸邊緣(圖2)。雅江蛇綠巖帶自桑桑以西分為北亞帶和南亞帶，薩嘎蛇綠巖南亞帶未發現蛇綠巖序列，僅存在上覆侏羅紀至白堊紀被動大陸邊緣沉積;薩嘎蛇綠巖北亞帶存在蛇綠巖序列，且通過野外剖面對其進行巖性和構造的勘查剖析。
如角-察讓剖面位于薩嘎蛇綠巖體的西部，貫穿二疊系、蛇綠巖地層單元和白堊系，剖面全長約10.31km，此剖面中地幔橄欖巖強蛇紋石化，主要由二輝橄欖巖和斜輝橄欖巖組成，在剖面露頭中無法找到新鮮的地幔橄欖巖;地幔橄欖巖北部為白堊紀昂仁組的一套弧前盆地復理石沉積，主要巖性為礫巖、含礫砂巖、砂巖和粉砂巖，察讓村西側可見砂巖與粉砂巖互層，向南出現炭質板巖;蛇綠巖地層單元中出露蛇紋石化地幔橄欖巖，向南依次出露輝長巖、輝綠巖、玄武巖和硅質巖;蛇綠巖地層單元南側為二疊系，二疊系發生輕微變質作用，變質程度為低綠片巖相，主要巖性為變質砂巖、板巖、千枚巖、絹云母石英片巖，褶皺發育(圖3)。
薩嘎松多剖面位于薩嘎蛇綠巖體的東側，剖面全長約7.8km，該剖面出露白堊系昂仁組紫紅色礫巖、強蛇紋石化地幔橄欖巖、基性巖脈、硅質巖和二疊系碎屑巖，各地層單元均以斷層為界。在薩嘎松多剖面中，與地幔橄欖巖相鄰的是白堊系昂仁組紫紅色礫巖，礫石大小不一，可見長軸約為50cm的礫石，礫石發生剪切，為左行(ToptoS)，說明白堊系昂仁組逆沖于蛇綠巖之上，在野外實地觀察，地幔橄欖巖與白堊系昂仁組紫紅色礫巖界線清晰。地幔橄欖巖發生強烈的蛇紋石化，發現少數新鮮橄欖巖的巖性為二輝橄欖巖或斜輝橄欖巖(圖4)。
2巖石學
薩嘎蛇綠巖序列發育地幔橄欖巖、輝長巖、玄武巖、硅質巖。薩嘎蛇綠巖體中地幔橄欖巖普遍發生蛇紋石化，顯微鏡下特征明顯，橄欖石表面呈顯著龜裂紋，正高突起，部分橄欖石為完全蛇紋石化，局部仍保留橄欖石II-III級干涉色，蛇紋石化橄欖石正交偏光下呈I級灰白干涉色，蛇紋石化橄欖巖主要分布在薩嘎蛇綠巖體的中西部，如角-薩拉-松多一帶，海拔約至4850m以上可發現橄欖巖。薩嘎蛇綠巖體東部橄欖巖較為新鮮，蛇紋石化較弱，海拔約至5000m以上可發現橄欖巖，東側地幔橄欖巖中橄欖石在透射光下具有正高突起，裂理明顯，正交偏光下具有II藍紫至III級黃綠干涉色，除橄欖石外，地幔橄欖巖中含有少量輝石，主要為斜方輝石，干涉色為I級灰白;少為單斜輝石，干涉色為I級橙黃，含量約為10%，輝石可見出熔細的頁理。薩嘎蛇綠巖體中堆晶輝長巖在薩嘎東部熱嘎村剖面發現，位于約5100m海拔處，上覆為地幔橄欖巖，下伏為玄武巖，堆晶輝長巖鏡下具有明顯成層性，主要為斜方輝石，輝石在透射光下呈深綠色，多色性明顯，正交偏光下呈I級灰白或黃白干涉色，部分輝長巖鏡下可見受構造運動影響而導致輝石剪切變形的現象。薩嘎蛇綠巖體中玄武巖鏡下特征明顯，具有多氣孔，呈杏仁構造，氣孔內主要為后期充填的石英和方解石，呈斑狀結構，斑晶主要為輝石和斜長石，少見橄欖石，基質主要呈間粒結構或間粒間隱結構。
3分析方法
本文樣品全巖分析是由中國地質科學院國家地質實驗測試中心測試完成，其中氧化物含量采用X熒光光譜儀3080E測試，執行GB/T14506.28-1993標準;H2O+標準執行GB/T14506.2-1993，CO2標準執行GB9835-1988;稀土元素和部分微量元素采用等離子質譜Excell測試，執行標準T0223-2001;少數微量元素采用X熒光光譜儀2100測試，并執行JY/T016-1996標準。
鋯石測年所用鋯石采用重砂方法進行分選，并挑選大顆粒鋯石進行制靶。CL圖像分析由中國地質科學院地質研究所大陸構造與動力學重點實驗室高分辨熱場發射能譜陰極發光室(SEM-EDS-CL)完成，所用儀器由熱場發射掃描電鏡(NanoSEM450)、陰極熒光譜儀(GatanMonoCL4)和牛津電制冷能譜儀(INCAXMax50EDS)組成，可提取高清晰度和高精度全光和單光陰極發光圖像。鋯石LA-ICP-MSU-Pb測年數據由天津地質礦產研究所測試完成，所用儀器為Neptune多接收等離子質譜和NewwaveUP193紫外激光剝蝕系統(LA-MCICP-MS)，U-Pb同位素測試方法及流程見李懷坤等[35]。部分鋯石測年數據來源于中國地質科學院地質研究所大陸構造與動力學重點實驗室激光剝蝕多道等離子體質譜系統(LA-MC-ICP-MS)完成。
4分析結果
4.1地球化學
4.1.1薩嘎熱嘎基性巖薩嘎熱嘎剖面中的基性巖主要為山頂處出露薄層堆晶輝長巖和輝長巖脈。因樣品采樣海拔與地質環境限制，所取樣品表明存在輕微或較強的蛇紋石化，體現在地球化學分析中燒失量局部樣品會偏高。堆晶輝長巖的SiO2含量(wB/%)為51.40%～53.97%，平均52.27%;Al2O3為14.77%～15.55%，平均15.29%;K2O為3.35%～3.41%，平均3.39%，反映該堆晶輝長巖屬鉀玄巖系列，且Cr、Fe、Mg含量低;其堿度率AR平均值為1.31，屬鈣堿性系列。輝長巖脈的SiO2含量為45.01%～48.93%，均小于50%，高Al、Mg、Fe，低Cr、Mn、K，表明該剖面出露的輝長巖脈屬鈣堿性-低鉀拉斑玄武巖系列。
堆晶輝長巖的總稀土元素含量(wB/(μg·g-1))為162.07～166.58μg/g，平均164.21μg/g;LREE為149.14～151.01μg/g，平均151.24μg/g;HREE為12.92～13.02μg/g，平均12.97μg/g;LREE/HREE高達11.66，稀土元素球粒隕石標準化配分曲線呈現右傾曲線(圖5a)，稀土元素分餾程度高，相對富集輕稀土元素;富集大離子親石元素Rb、Sr，富集高場強元素Th、Ta、Hf，說明存在殼源物質混染，導致親稀土元素富集。輝長巖脈的稀土元素球粒隕石標準化配分曲線出現2種類型，一種為近平行于橫坐標的平滑曲線，另一種為低于球粒隕石標準值的無規律曲線，說明兩種輝長巖脈的來源不同，一種為幔源輝長巖脈，其稀土元素含量整體比球粒隕石低，基本上大離子親石元素和高場強元素均較原始地幔虧損(圖5b);一種為巖漿混合源輝長巖，其稀土元素含量整體比球粒隕石高，且沒有稀土元素分餾現象，大離子親石元Rb、Sr較原始地幔略富集，高場強元素Ta、Nb、Zr、Hf較原始地幔略富集。
4.1.2薩嘎松多基性-超基性巖薩嘎松多剖面中出露的輝石巖主量元素含量(wB/%):SiO2為43.20%～43.63%，平均為43.38%;Al2O32.11%，貧Na、K;CaO平均為2.24%，屬橄欖輝石巖類，低鉀拉斑玄武巖系列，Fe、Mg含量較高，貧Mn、Cr，貧堿，高Fe、Mg。輝長巖脈SiO2為48.32%～49.70%，平均48.87%;貧K富Na、Ca;Al2O3為15.10%～16.07%，平均15.67%，屬亞堿性輝長巖為低鉀拉斑玄武巖系列，Fe、Mg含量適中，貧Mn、Cr。該剖面中蛇綠巖序列玄武巖的SiO2為46.09%～49.29%，平均為47.68%;Al2O3為10.24%～10.37%，平均10.29%;CaO為13.50%～14.01%，平均13.72%;Na2O為2.24%～2.33%，平均2.27%;K2O為1.02%～1.07%，平均1.05%;貧Cr、Mn、Fe、Mg，屬鈣堿性玄武巖，與島弧拉板玄武巖地球化學特征相似。從分析數據發現，樣品燒失量較高，說明樣品存在局部蝕變或后生作用影響。
薩嘎松多剖面中輝長巖脈∑REE(wB/(μg·g-1))為41.82～43.51μg/g，平均42.58μg/g;LREE為23.70～24.74μg/g，平均24.16μg/g;HREE為18.11～18.78μg/g，平均18.41μg/g;LREE/HREE平均為1.31，稀土元素配分曲線呈左側略右傾右側平滑的曲線(圖6a);δEu和δCe的平均值分別為0.95和1.01，可視為無Eu和Ce異常;其稀土元素含量與洋殼相似，說明該輝長巖脈為正常大洋玄武質巖漿所形成，無殼源物質混染。微量元素與原始地幔含量相近，較原始地幔富集Ta、Nb、Zr、Hf、Y等高場強元素，易于殼源富集的大離子親石元素Sr、Rb等與原始地幔含量近似圖6b)。蛇綠巖序列中的玄武巖∑REE為131.12～139.63μg/g，平均135.72μg/g;LREE為112.15～119.85μg/g，平均116.30μg/g;HREE為18.97～19.78μg/g，平均19.43μg/g;LREE/HREE為5.99，(La/Yb)N為6.95;δEu和δC平均值分別為0.91和0.94，可視為無異常;富集大離子親石元素Rb、Sr和高場強元素Th、Ta、Nb、Zr、Hf等，其稀土元素含量與大陸地殼相似，推測重熔基性巖漿混染殼源物質后形成。蛇綠巖序列中方輝橄欖巖∑REE為2.04μg/g;其中LREE平均1.31μg/g;HREE平均0.73μg/g;LREE/HREE為1.79，(La/Yb)N的比值為2.14，其稀土元素曲線大致位于y=1附近，與球粒隕石稀土元素含量近似，與MORB和陸殼稀土元素相比，均呈現虧損，表明其來源于虧損地幔;大離子親石元素Rb、Sr與原始地幔相近，高場強元素Hf、Zr、Th、Ta與原始地幔相近，僅稀土元素呈現虧損，說明該超基性巖來源于虧損地幔。
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