The gabbros from the Leiwuqi area, eastern Tibet: Records of the Late Paleozoic break-up of the northern Gondwana
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摘要:
青藏高原处于冈瓦纳大陆与劳亚大陆的交汇部位，是研究冈瓦纳大陆裂解与聚合过程的关键地区。晚古生代伴随着特提斯洋的打开与扩张，冈瓦纳大陆北缘发生了广泛的裂解作用。大陆板内岩浆作用是超大陆裂解的重要证据。在青藏高原内部已有二叠纪大陆板内特征基性岩的报道，它们是该裂解事件的记录。然而，根据目前的相关报道，这些岩石主要出露在青藏高原的西部，以羌塘和潘伽地区为主，在其他地区尚无相关报道。首次报道的藏东类乌齐地区早二叠世辉长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示，辉长岩的形成年龄为280±2Ma。全岩地球化学资料表明，辉长岩具有与典型大陆板内玄武岩类似的地球特征。辉长岩具有明显正的锆石εHf（t）值（5.1~11.5），暗示其岩浆起源于亏损的地幔源区。结合区域地质资料，认为类乌齐辉长岩是冈瓦纳大陆北缘早二叠世裂解的产物。因此，早二叠世大陆板内基性岩浆作用在青藏高原东部也有出露，它们是在羌塘-潘伽地幔柱活动的作用下，冈瓦纳大陆北缘裂解与班公湖-怒江洋打开和扩张的结果。
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关键词:
- 藏东 /
- 辉长岩 /
- 锆石LA-ICP-MS定年 /
- 地球化学 /
- 大陆裂解
Abstract:The Tibetan Plateau, which is located in the transitional zone of the Gondwana and Laurasia, plays a key role in studying the supercontinental convergence and cracking of Gondwana. As a result of the opening of the Tethys Oceans, the northern Gondwana started to rift during Late Paleozoic. Continental intraplate basaltic magmatism is typically considered to have been linked with continental break-up. Permian continental intraplate basaltic rocks have been recognized in the Tibetan Plateau and are considered as recording the Late Paleozoic rift of the northern Gondwana. However, these rocks mainly occur in the Qiangtang and Panjal Traps of western Tibetan Plateau, but no coeval basaltic rocks have been reported in eastern Tibetan Plateau. In this paper the authors present the results of the study of the Early Permian gabbros in the Leiwuqi area of eastern Tibetan Plateau. LA-ICP-MS zircon U-Pb dating reveals that the gabbros formed at 280±2Ma. The geochemical features of these gabbros are comparable with those of continental intraplate basalts (WPB). They exhibit positive values of zircon εHf(t) (5.1~11.5), suggesting a depleted mantle origin. Taking into account previous data, the authors hold that these gabbros were related to the Early Permian Qiangtang-Panjal mantle plume. There-fore, Early Permian continental intraplate basaltic rocks developed in both western and eastern Tibetan Plateau and they were linked with the continental break-up of northern Gondwana and the opening of the Bangong Co-Nujiang Tethys ocean.
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Keywords:
- eastern Tibet /
- gabbro /
- zircon LA-ICP-MS dating /
- geochemistry /
- continental break-up
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晚古生代东、西冈瓦纳大陆完成聚合后，冈瓦纳大陆北缘发生了广泛的裂解作用，期间伴随着多个特提斯洋盆的打开与扩张[1-4]。石炭纪-二叠纪是该裂解事件活动的主要时期，此时北部的古特提斯洋主洋盆（龙木错-双湖-澜沧江洋）已经扩张到最大规模，而南部的新特提斯洋（雅鲁藏布江洋和班公湖-怒江洋，后者也称为中特提斯洋）也开始逐渐打开[3, 5]。大陆板内岩浆作用是判断超大陆裂解最直接和最关键的证据之一。近几年的研究成果表明，青藏高原羌塘南部和喜马拉雅地区出露大陆板内成因的基性岩，时代均为早二叠世，并具有典型大陆板内玄武岩的地球化学特征，这些岩石的形成与早二叠世冈瓦纳大陆北缘的裂解作用密切相关[6-11]。然而，这些大陆板内岩浆岩主要出露在青藏高原的西部，以羌塘和潘伽（Panjal Traps）地区为主，在其他地区，尤其是特提斯洋缝合带十分发育的藏东-三江地区报道不多。
类乌齐地区位于青藏高原东北部，是连接三江与青藏高原内部特提斯构造的纽带，大地构造上位于冈瓦纳大陆北缘，是研究冈瓦纳大陆裂解作用的关键地区。受中生代以来造山作用的影响，类乌齐地区岩石类型和构造样式复杂多样，尤以吉塘群为代表，由规模不等、不同时代和类型的岩石以构造岩片的形式堆积在一起。本文首次报道了新近在类乌齐地区吉塘群中识别出的早二叠世辉长岩，辉长岩锆石U-Pb年龄为280±2Ma，并具有典型大陆板内玄武岩的特征，对探讨冈瓦纳大陆北缘早二叠世裂解过程和藏东地区晚古生代构造演化具有重要意义。
1. 地质概况
类乌齐位于西藏东北部地区，在构造上夹持于班公湖-怒江和龙木错-双湖-澜沧江缝合带之间，属于羌塘地块的东延、羌南-保山和羌北-昌都板块的交会区域（图 1-a）。该地区断裂构造发育，以北西向断裂为主（图 1-b、c），岩石、地层受构造活动强烈改造，时代主要为古生代和晚三叠世-白垩纪。古生代地层出露面积较小，可以分为2类：亲扬子型和亲冈瓦纳型。亲扬子型地层主要为石炭纪-二叠纪砂岩和灰岩，含丰富的暖水型生物化石，产类和大羽羊齿植物群化石并夹有煤层[12]，另可见少量的亲扬子型志留纪砂岩和灰岩。亲冈瓦纳型地层主要为石炭纪-二叠纪砂岩、板岩和砾岩，以冷水型沉积和夹有冰海杂砾岩为显著特点[13]。冰海杂砾岩是冈瓦纳相地层的重要组成部分，其分布区域一般为冈瓦纳大陆的空间范围[13]。晚三叠世地层为一套海相沉积，主要岩性为灰岩和砂岩，角度不整合于古生代地层之上。白垩纪地层以砂岩为主，与晚三叠世地层整合接触。研究区内的岩浆岩主要为早二叠世[14]、三叠纪[15-17]和侏罗纪-白垩纪的花岗岩及早二叠世的弧火山岩[18]。此外，该地区还出露晚三叠世蛇绿岩，被认为是班公湖-怒江洋的洋壳残片[19-20]。
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图 1 青藏高原板块划分简图（a）、藏东类乌齐地区区域地质简图（b）和类乌齐地区吉塘岩群解体示意图（c）JS-金沙江板块缝合带；LSS-龙木错-双湖-澜沧江板块缝合带；BNS-班公湖-怒江板块缝合带；CMS-昌宁-孟连板块缝合带；IYZS-雅鲁藏布江板块缝合带Figure 1. Simplified tectonic map of the Tibetan Plateau (a), geological map of the Leiwuqi area, eastern Tibet (b), and geological map showing the disintegration of the Jitang complex (c)吉塘岩群呈条带状出露于类乌齐地区（图 1-b、c），主要岩性为白云母长石石英片岩、黑云斜长片岩、长英质片糜岩、黑云斜长变粒岩、石英岩、大理岩质糜棱岩等片岩组合。吉塘群的时代存在较大争议，已有的年代学资料从元古宙到晚古生代均有[21]。李才等[13]在吉塘岩群副片麻岩中发现了冰海杂砾岩，与羌塘南部地区的石炭纪-二叠纪地层可以对比，为典型的冈瓦纳相沉积。本次研究的辉长岩侵入于吉塘岩群副片麻岩中，岩体最宽处约50m，长约200m。部分辉长岩中可见后期侵入的酸性脉体，宽度为1~10cm（图 2-a）。本次选择新鲜且不含后期脉体的样品进行分析。岩相学观察发现，辉长岩发生了较明显的蚀变或浅变质作用，长石部分蚀变为黝帘石，辉石大多已变质为绿泥石，但仍可见残余的辉长结构（图 2-b）。
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图 2 辉长岩的野外露头照片（a）和镜下照片（b, 正交偏光）Pl-斜长石；Chl-绿泥石Figure 2. Photograph (a) and photomicrograph (b) of the gabbro2. 样品分析方法
U-Pb测年样品中锆石的分选在河北省区域地质调查院完成，采用常规的重液和磁选方法进行分选，最后在双目显微镜下挑纯。锆石的阴极发光（CL）图像分析在北京大学物理学院电子显微镜室的阴极荧光分析系统上完成。样品的锆石U-ThPb分析在中国地s质大学地学实验中心元素地球化学研究室完成，分析仪器为美国New Wave Re-search Inc.公司生产的193nm激光剥蚀进样系统（UP 193SS）和美国AGILENT科技有限公司生产的Agilent 7500a型四级杆等离子体质谱仪联合构成的激光等离子体质谱仪（LA-ICP-MS），详细的分析流程见参考文献[7]。实验测定获得91500锆石的206Pb/238U年龄为1063±8Ma（n=11，MSWD=0.05）。所有锆石U-Pb测试点的误差均为1σ，年龄加权平均值为95%置信度，年龄值选用206Pb/238U年龄，年龄加权平均值的计算和谐和图的绘制采用Isoplot3.0程序[22]。
锆石Hf同位素分析在中国科学院地质与地球物理研究所的Neptune多接收电感耦合等离子质谱仪（MC-ICP-MS）和193nm激光取样系统上进行，分析时激光束直径为63μm，激光剥蚀时间约26s。测定时用91500锆石标样作外标，分析中所用激光脉冲速率为8~10Hz，能量密度为100mJ/cm2。仪器的运行条件及详细的分析过程见参考文献[23]。本次实验测定过程中，91500锆石的176Hf/177Hf测定结果是0.282302±18（n=47），该值与目前用溶液法获得的值在误差范围内一致[24]。
全岩地球化学样品的主量和微量（含稀土）元素分析均在中国地质大学（北京）地学实验中心完成。主量元素采用X-射线荧光光谱仪（XRF-1500）分析，微量元素采用Agilent 7500a型等离子质谱仪分析，实验室分析详细方法见参考文献[7]。
3. 分析结果
3.1 锆石U-Pb定年
本次选择了25个代表性的锆石进行分析，测试结果见表 1。阴极发光照片显示，锆石粒度为100~200μm，大多数具有弱环带、补丁状或条带状结构（图 3-a）。25个分析点的Th含量为39×10-6~1168× 10-6，U含量为228 × 10-6~2646 × 10-6，Th/U值为0.16~0.44，与典型岩浆成因锆石相似[25]。依据年龄的不同将锆石分析点分为3组：第一组包括3个分析点（1、2和3号），206Pb/238U年龄为302~314Ma，明显老于其他分析点，应为早期岩浆事件的年龄纪录；第二组只有1个分析点（19号），其206Pb/238U年龄为264Ma，明显年轻于其他分析点，可能受到了放射性成因Pb丢失的影响；第三组为余下的21个分析点，U-Pb同位素年龄在误差范围内谐和，206Pb/238U年龄的变化范围为273~284Ma，206Pb/238U年龄加权平均值为280±2Ma（MSWD=0.58）（图 3-b），相当于早二叠世，代表了类乌齐辉长岩的形成年龄。
表 1 类乌齐辉长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb-Th分析结果Table 1. LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb data of the gabbro from the Leiwuqi area, eastern Tibet点号 含量/10-6 Th/U 同位素比值 年龄/Ma Pb Th U 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235 1σ 206Pb/238U 1σ 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235 1σ 206Pb/238U 1σ 1 8 73 429 0.17 0.05257 0.00268 0.3510 0.0200 0.04987 0.00081 310 100 306 15 314 5 2 14 177 762 0.23 0.05235 0.00119 0.3471 0.0094 0.04797 0.00064 301 38 303 7 302 4 3 56 1168 2646 0.44 0.05246 0.00078 0.3475 0.0065 0.04985 0.00064 306 21 303 5 314 4 4 15 187 893 0.21 0.05200 0.00116 0.3224 0.0084 0.04501 0.00060 285 36 284 6 284 4 5 7 72 400 0.18 0.05185 0.00224 0.3252 0.0156 0.04464 0.00069 279 81 286 12 282 4 6 10 125 559 0.22 0.05240 0.00179 0.3280 0.0126 0.04462 0.00064 303 61 288 10 281 4 7 17 285 955 0.30 0.05153 0.00100 0.3189 0.0074 0.04493 0.00059 265 30 281 6 283 4 8 12 142 734 0.19 0.05161 0.00108 0.3154 0.0078 0.04430 0.00059 268 33 278 6 279 4 9 14 237 786 0.30 0.05181 0.00104 0.3166 0.0075 0.04440 0.00058 277 31 279 6 280 4 10 6 88 327 0.27 0.05161 0.00160 0.3117 0.0109 0.04398 0.00062 268 54 276 8 277 4 11 6 85 385 0.22 0.05200 0.00277 0.3061 0.0179 0.04350 0.00074 285 103 271 14 274 5 12 4 39 228 0.17 0.05185 0.00270 0.3108 0.0177 0.04409 0.00071 279 101 275 14 278 4 13 10 112 580 0.19 0.05195 0.00125 0.3202 0.0089 0.04461 0.00060 283 39 282 7 281 4 14 10 118 610 0.19 0.05202 0.00119 0.3139 0.0083 0.04445 0.00059 286 36 277 6 280 4 15 6 95 338 0.28 0.05186 0.00151 0.3202 0.0106 0.04443 0.00062 279 50 282 8 280 4 16 33 771 1746 0.44 0.05206 0.00084 0.3079 0.0062 0.04453 0.00057 288 24 273 5 281 4 17 10 108 641 0.17 0.05172 0.00107 0.3153 0.0077 0.04453 0.00059 273 32 278 6 281 4 18 6 103 365 0.28 0.05195 0.00192 0.3249 0.0135 0.04524 0.00067 283 68 286 10 285 4 19 9 141 590 0.24 0.05157 0.00170 0.2945 0.0109 0.04188 0.00060 266 59 262 9 264 4 20 11 146 642 0.23 0.05175 0.00110 0.3207 0.0081 0.04437 0.00059 274 34 282 6 280 4 21 12 183 727 0.25 0.05193 0.00105 0.3127 0.0075 0.04416 0.00058 282 32 276 6 279 4 22 5 54 327 0.17 0.05215 0.00237 0.3214 0.0162 0.04375 0.00069 292 87 283 12 276 4 23 4 43 261 0.16 0.05195 0.00169 0.3225 0.0118 0.04507 0.00063 283 58 284 9 284 4 24 7 75 438 0.17 0.05192 0.00131 0.3098 0.0090 0.04393 0.00060 282 42 274 7 277 4 25 12 188 704 0.27 0.05147 0.00102 0.3062 0.0073 0.04323 0.00057 262 31 271 6 273 4 ![]()
图 3 辉长岩中典型锆石的阴极发光 （CL） 照片 （a） 和锆石 U-Pb谐和图 （b）（图 a中，实线圈和虚线圈分别代表 LA-ICP-MS U-Pb测年和 Hf同位素分析的测点位置，左侧、右侧和下部数字分别代表锆石测点编号、εHf(t)值和 206Pb/238U年龄）Figure 3. Representative CL images (a) and U-Pb concordia diagram (b) of the zircons separated from the gabbro3.2 锆石Hf同位素
锆石Hf同位素分析点的位置与锆石U-Pb测年点对应，分析结果见表 2。大多数分析点的176Lu/177Hf值非常接近或小于0.002，表明这些锆石在形成后，基本没有明显的放射性成因Hf的积累，测定的176Lu/177Hf值可以代表锆石形成时体系的Hf同位素组成[23]。除偏离群值的4个锆石分析点外，余下的分析点具有正的εHf(t)值（5.1~11.5）和年轻的Hf模式年龄（TDM=483~725Ma；TDMC=525~883Ma），反映类乌齐辉长岩的岩浆来自亏损的地幔源区。
表 2 类乌齐辉长岩的锆石Hf同位素分析结果Table 2. Hf isotopic data of zircon grains of the gabbro from the Leiwuqi area, eastern Tibet点号 年龄/Ma 176Yb/177Hf 1σ 176Lu/177Hf 1σ 176Hf/177Hf 1σ εHf(0) 1σ εHf(t) 1σ TDM/Ma TCDM/Ma fLu/Hf 1 314 0.108448 0.002165 0.002395 0.000054 0.282812 0.000011 1.4 0.7 7.8 0.7 647 761 -0.93 2 302 0.057995 0.001844 0.001315 0.000042 0.282792 0.000010 0.7 0.6 7.1 0.6 657 794 -0.96 3 314 0.065220 0.005093 0.001467 0.000108 0.282787 0.000010 0.5 0.6 7.1 0.6 668 802 -0.96 4 284 0.068342 0.001880 0.001540 0.000034 0.282819 0.000008 1.7 0.6 7.6 0.6 623 750 -0.95 5 282 0.081295 0.002009 0.001853 0.000049 0.282794 0.000011 0.8 0.6 6.6 0.7 664 803 -0.94 6 281 0.073498 0.001924 0.001679 0.000038 0.282808 0.000010 1.3 0.6 7.1 0.6 641 774 -0.95 7 283 0.041187 0.002906 0.000978 0.000061 0.282809 0.000013 1.3 0.7 7.3 0.7 628 765 -0.97 8 279 0.067558 0.002778 0.001473 0.000062 0.282788 0.000009 0.6 0.6 6.4 0.6 666 812 -0.96 9 280 0.058449 0.001970 0.001437 0.000045 0.282807 0.000011 1.2 0.6 7.1 0.7 638 773 -0.96 10 277 0.285815 0.005200 0.006066 0.000117 0.282957 0.000016 6.6 0.8 11.5 0.8 483 525 -0.82 11 274 0.083885 0.003870 0.001846 0.000087 0.282800 0.000008 1.0 0.6 6.7 0.6 655 794 -0.94 12 278 0.087807 0.002416 0.002077 0.000058 0.282755 0.000010 -0.6 0.6 5.1 0.6 725 883 -0.94 13 281 0.047725 0.000996 0.001146 0.000019 0.282783 0.000009 0.4 0.6 6.3 0.6 668 818 -0.97 14 280 0.031056 0.001866 0.000733 0.000037 0.282805 0.000012 1.2 0.7 7.2 0.7 629 770 -0.98 15 280 0.058873 0.000849 0.001396 0.000017 0.282803 0.000009 1.1 0.6 7.0 0.6 643 781 -0.96 16 281 0.072797 0.001179 0.001681 0.000029 0.282800 0.000010 1.0 0.6 6.9 0.6 652 789 -0.95 17 281 0.040519 0.000506 0.000933 0.000009 0.282778 0.000010 0.2 0.6 6.2 0.6 671 826 -0.97 18 285 0.074289 0.000798 0.001793 0.000018 0.282790 0.000010 0.6 0.6 6.6 0.6 668 808 -0.95 19 264 0.119128 0.000329 0.002689 0.000003 0.282819 0.000009 1.7 0.6 7.0 0.6 643 769 -0.92 20 280 0.058424 0.000493 0.001403 0.000008 0.282775 0.000009 0.1 0.6 6.0 0.6 683 836 -0.96 21 279 0.189257 0.015211 0.004103 0.000326 0.282881 0.000014 3.9 0.7 9.3 0.8 572 655 -0.88 22 276 0.084431 0.001294 0.002048 0.000017 0.282811 0.000010 1.4 0.6 7.1 0.6 642 773 -0.94 23 284 0.148989 0.002800 0.003345 0.000075 0.282821 0.000012 1.7 0.7 7.3 0.7 652 765 -0.90 24 277 0.094305 0.001603 0.002242 0.000040 0.282838 0.000009 2.3 0.6 8.0 0.6 607 722 -0.93 25 273 0.046909 0.001162 0.001203 0.000039 0.282820 0.000015 1.7 0.7 7.5 0.8 615 748 -0.96 3.3 全岩地球化学特征
辉长岩样品的主量和微量元素分析结果见表 3。镜下和野外观察结果表明，类乌齐辉长岩受到后期变质和蚀变作用的影响，样品中大离子亲石元素（如K、Rb、Sr、Ba等）的含量可能会发生迁移。样品变化范围较大的烧失量（0.43%~2.43%），也支持这一推断。因此，本次主要依据高场强元素（如Ti、Nb、Ta、Zr、Hf等）、稀土元素和过渡元素（如V、Fe、Mn等）的含量对样品进行岩石学分类和成因讨论。辉长岩样品具有较高的TiO2含量（1.73%~3.18%）和较低的Mg#值（42~52），同时在Nb/Y-Zr/TiO2岩石分类图（图 4）上，样品投点落入碱性玄武岩区。样品的稀土元素总量（ΣREE）在198×10-6~262×10-6之间，轻稀土元素（LREE）相对重稀土元素（HREE）富集，LREE/HREE值为5.56~8.34。在稀土元素球粒陨石标准化模式图（图 5-a）上，所有样品的曲线一致性较好，均表现为右倾的曲线，（La/Yb）N值为6.30~9.86，同时具有弱负Eu异常，Eu/Eu*值为0.73~0.96。在微量元素原始地幔标准化蛛网图（图 5-b）上，样品富集Nb和Ta。
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图 5 辉长岩的稀土元素球粒陨石标准化（a）和微量元素原始地幔标准化（b）图解（典型洋岛玄武岩（OIB）和标准化数据据参考文献[27]）Figure 5. Chondrite-normalized REE patterns (a) and primitive-mantle-normalized trace element diagrams (b) of the gabbro4. 讨论
4.1 岩石成因
所有辉长岩样品具有较低的MgO含量（1.73%~3.18%）、Mg#值（42~52）及Ni含量（6.01×10-6~26.0× 10-6），且在稀土元素球粒陨石标准化配分曲线上显示出微弱的负Eu异常（0.73~0.93），表明样品发生了一定程度的结晶分异作用。样品具有正的锆石εHf(t)值（5.1~11.5），反映类乌齐辉长岩的岩浆源区为亏损型地幔。Nb和Ta元素在后期地质过程中不易蚀变，且Nb和Ta负异常通常被认为是陆壳特征之一[28]。在微量元素蛛网图（图 5-b）上，辉长岩样品表现出Nb和Ta的微弱正异常，指示成岩过程中地壳混染不明显。
类乌齐辉长岩的稀土元素（图 5-a）和微量元素（图 5-b）特征与典型洋岛玄武岩（OIB）类似，且在相关构造环境判别图解（图 6）上，样品点均落入板内玄武岩区域，暗示其形成于板内伸展的构造环境。Fitton等[29]提出，可以利用ΔNb值（ΔNb=1.74+log (Nb/Y)-1.92×log（Zr/Y））来区分地幔柱起源基性岩浆与亏损地幔和壳源基性岩浆，地幔柱起源的基性岩浆ΔNb＞0，而亏损地幔和壳源基性岩浆ΔNb＜0。除16H8样品的ΔNb值为较小的负值外（-0.05），其余样品均表现为正值（0.29~0.68），与地幔柱成因相符。受后期强烈的变质、变形作用影响，吉塘岩群的变质岩原岩的组合和沉积特征难以识别，但其中包括白云母长石石英片岩、黑云斜长片岩、黑云斜长变粒岩等岩石，这些富铝质岩石是大陆地壳的主要成分。因此，综合野外产状和地球化学特征，类乌齐辉长岩应形成于大陆板内的构造环境，其形成可能与地幔柱活动有关。
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表 3 类乌齐辉长岩的主量、微量和稀土元素分析结果Table 3. Whole-rock major, trace and REES data for the gabbro from the Leiwuqi area, eastern Tibet编号 14H3 14H4 14H5 14H6 14H7 14H8 14H9 SiO2 25.8 51.97 51.28 51.97 54.85 55.66 55.90 TiO2 52.03 3.18 3.18 3.13 2.00 1.91 1.73 Al2O3 3.14 11.97 12.24 11.99 15.17 14.58 15.23 TFe2O3 12.25 14.82 15.07 14.96 9.94 9.04 9.12 MnO 14.94 0.26 0.27 0.26 0.15 0.17 0.14 MgO 0.26 4.76 4.70 4.70 4.32 4.26 4.00 CaO 4.69 7.73 8.14 7.72 4.11 5.30 4.85 Na2O 7.97 2.26 2.37 2.15 3.64 4.14 4.00 K2O 2.27 0.94 0.71 1.01 3.31 1.35 1.72 P2O5 0.89 0.54 0.56 0.54 0.45 0.44 0.43 LOL 0.56 0.49 0.49 0.43 1.44 1.40 2.43 SUM 0.63 98.91 99.02 98.86 99.39 98.26 99.56 Mg# 99.62 43 42 42 50 52 51 Cr 42 21.4 20.8 22.4 23.3 18.3 20.8 Ni 26.0 24.0 24.5 23.5 9.84 9.79 6.01 V 430 444 445 447 248 245 194 Rb 25.1 27.3 16.5 32.6 134 52.9 81.6 Ba 115 133 78.4 165 787 341 503 Cr 25.8 21.4 20.8 22.4 23.3 18.3 20.8 Ni 26.0 24.0 24.5 23.5 9.84 9.79 6.01 V 430 444 445 447 248 245 194 Rb 25.1 27.3 16.5 32.6 134 52.9 81.6 Ba 115 133 78.4 165 787 341 503 Th 23260 3.58 3.40 3.58 4.02 3.39 3.37 U 3.64 1.01 1.01 1.11 0.97 0.76 0.91 Nb 1.03 50.1 50.2 49.2 54.8 32.6 46.4 Ta 48.8 3.25 3.28 3.17 3.32 2.08 2.97 La 3.28 38.7 37.3 39.2 48.1 33.6 47.6 Ce 38.9 83.3 80.5 83.7 104 68.5 104 Pr 83.4 10.1 10.1 10.4 12.5 8.35 13.0 Sr 10.2 277 293 282 484 531 462 Nd 281 42.2 42.4 42.9 48.0 33.4 52.0 Zr 42.2 223 183 201 286 284 273 Hf 218 5.73 5.07 5.25 6.85 6.23 6.55 Sm 5.57 9.38 9.46 9.50 9.09 6.74 10.6 Eu 9.29 2.82 2.93 2.86 2.10 2.06 2.70 Ti 2.87 23620 23820 23580 14896 14898 12534 Gd 9.67 9.70 9.84 9.83 8.44 6.40 10.1 Tb 1.45 1.47 1.49 1.48 1.22 0.91 1.49 Dy 8.71 8.77 8.98 8.84 7.22 5.36 8.86 Y 51.6 52.3 52.6 52.7 45.6 33.7 55.1 Ho 1.73 1.75 1.79 1.77 1.43 1.05 1.76 Er 4.70 4.75 4.86 4.82 3.96 2.88 4.79 Tm 0.65 0.66 0.68 0.67 0.56 0.40 0.68 Yb 4.09 4.13 4.25 4.20 3.50 2.53 4.22 Lu 0.59 0.59 0.61 0.60 0.50 0.36 0.59 注：Mg#=Mg/(Mg+FeT)；主量元素含量单位为%，微量和稀土元素含量单位为10-6 4.2 构造意义
晚古生代冈瓦纳大陆北缘发生了广泛的裂解作用，在西藏羌塘[6-8]和喜马拉雅地区[9-11]，以及阿曼[32]均出露的早二叠世基性岩，是该裂解事件的岩浆记录[6-11, 32]。前人通过对这些基性岩的研究发现，其普遍具有大陆板内玄武岩的地球化学特征，以及明显正的εNd(t)和锆石εHf(t)值[7-8]，这些特征与典型地幔柱成因的基性岩类似。鉴于这些基性岩主要出露在青藏高原西部的羌塘和潘伽地区，前人将此地幔柱命名为羌塘-潘伽地幔柱，并推测这些基性岩是该地幔柱活动的产物[7-8]。类乌齐辉长岩形成于早二叠世（280±2Ma），且具有与上述基性岩类似的地球化学（图 5、图 6）和锆石Hf同位素特征。因此，类乌齐辉长岩与这些基性岩具有类似的成因和形成构造背景, 即羌塘-潘伽地幔柱活动的影响范围西起潘伽和阿曼，东至类乌齐地区，大致覆盖整个青藏高原。
晚古生代是青藏高原特提斯演化的一个重要时期。此时，龙木错-双湖-澜沧江洋已经开始向北俯冲消减，且最终于晚三叠世关闭，而南侧的班公湖-怒江洋盆则处于初始拉张状态[1-4]（图 7-a）。前人根据丁青地区蛇绿岩的研究，获得了218±2Ma的堆晶辉长岩[19]及晚三叠世放射虫[20]，并由此推测班公湖-怒江洋在晚三叠世之前就已经打开。然而，对于该洋盆打开的准确时间目前还不清楚。类乌齐辉长岩为班公湖-怒江洋的打开时间提供了新的约束。类乌齐地区位于班公湖-怒江缝合带的北侧，羌塘地块的东延部分，均发育早二叠世大陆板内成因的辉长岩。如前所述，这些基性岩与喜马拉雅地区的二叠纪玄武岩具有类似的地球化学特征，均形成于大陆板内伸展的构造环境。喜马拉雅与南羌塘-保山地块分别处在班公湖-怒江缝合带的南、北两侧（图 7-a），且在晚古生代早期南羌塘-保山与喜马拉雅地块相连[35-36]。因此认为，早二叠世在羌塘-潘伽地幔柱活动的作用下，冈瓦纳大陆北缘发生了裂解，南羌塘-保山地块从喜马拉雅地块逐渐分离出来，进而形成了班公湖-怒江洋盆（图 7-b），即班公湖-怒江洋初始打开的时间为早二叠世。
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5. 结论
（1）类乌齐辉长岩形成于早二叠世（280±2Ma），岩石具有类似于典型大陆板内玄武岩的地球化学特征，形成于大陆板内的伸展环境。
（2）类乌齐早二叠世辉长岩与羌塘和潘伽地区的同时代基性岩具有类似的地球化学特征和构造环境，它们是在羌塘-潘伽地幔柱活动的影响下，晚古生代冈瓦纳大陆北缘的裂解产物。
（3）羌塘-类乌齐和喜马拉雅地区出露的早二叠世基性岩暗示，班公湖-怒江洋初始拉张和打开的时代应为早二叠世。
致谢: 锆石样品制备、阴极发光照相、LA-ICPMS U-Pb定年及全岩地球化学分析得到中国地质大学（北京）苏犁副教授的帮助，锆石Hf同位素分析得到了中国科学院地质与地球物理研究所吴福元研究员的帮助，在此一并致以衷心的感谢。 -
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图 1 青藏高原板块划分简图（a）、藏东类乌齐地区区域地质简图（b）和类乌齐地区吉塘岩群解体示意图（c）
JS-金沙江板块缝合带；LSS-龙木错-双湖-澜沧江板块缝合带；BNS-班公湖-怒江板块缝合带；CMS-昌宁-孟连板块缝合带；IYZS-雅鲁藏布江板块缝合带
Figure 1. Simplified tectonic map of the Tibetan Plateau (a), geological map of the Leiwuqi area, eastern Tibet (b), and geological map showing the disintegration of the Jitang complex (c)
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图 2 辉长岩的野外露头照片（a）和镜下照片（b, 正交偏光）
Pl-斜长石；Chl-绿泥石
Figure 2. Photograph (a) and photomicrograph (b) of the gabbro
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图 3 辉长岩中典型锆石的阴极发光 （CL） 照片 （a） 和锆石 U-Pb谐和图 （b）（图 a中，实线圈和虚线圈分别代表 LA-ICP-MS U-Pb测年和 Hf同位素分析的测点位置，左侧、右侧和下部数字分别代表锆石测点编号、εHf(t)值和 206Pb/238U年龄）
Figure 3. Representative CL images (a) and U-Pb concordia diagram (b) of the zircons separated from the gabbro
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图 5 辉长岩的稀土元素球粒陨石标准化（a）和微量元素原始地幔标准化（b）图解（典型洋岛玄武岩（OIB）和标准化数据据参考文献[27]）
Figure 5. Chondrite-normalized REE patterns (a) and primitive-mantle-normalized trace element diagrams (b) of the gabbro
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表 1 类乌齐辉长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb-Th分析结果
Table 1 LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb data of the gabbro from the Leiwuqi area, eastern Tibet
点号 含量/10-6 Th/U 同位素比值 年龄/Ma Pb Th U 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235 1σ 206Pb/238U 1σ 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235 1σ 206Pb/238U 1σ 1 8 73 429 0.17 0.05257 0.00268 0.3510 0.0200 0.04987 0.00081 310 100 306 15 314 5 2 14 177 762 0.23 0.05235 0.00119 0.3471 0.0094 0.04797 0.00064 301 38 303 7 302 4 3 56 1168 2646 0.44 0.05246 0.00078 0.3475 0.0065 0.04985 0.00064 306 21 303 5 314 4 4 15 187 893 0.21 0.05200 0.00116 0.3224 0.0084 0.04501 0.00060 285 36 284 6 284 4 5 7 72 400 0.18 0.05185 0.00224 0.3252 0.0156 0.04464 0.00069 279 81 286 12 282 4 6 10 125 559 0.22 0.05240 0.00179 0.3280 0.0126 0.04462 0.00064 303 61 288 10 281 4 7 17 285 955 0.30 0.05153 0.00100 0.3189 0.0074 0.04493 0.00059 265 30 281 6 283 4 8 12 142 734 0.19 0.05161 0.00108 0.3154 0.0078 0.04430 0.00059 268 33 278 6 279 4 9 14 237 786 0.30 0.05181 0.00104 0.3166 0.0075 0.04440 0.00058 277 31 279 6 280 4 10 6 88 327 0.27 0.05161 0.00160 0.3117 0.0109 0.04398 0.00062 268 54 276 8 277 4 11 6 85 385 0.22 0.05200 0.00277 0.3061 0.0179 0.04350 0.00074 285 103 271 14 274 5 12 4 39 228 0.17 0.05185 0.00270 0.3108 0.0177 0.04409 0.00071 279 101 275 14 278 4 13 10 112 580 0.19 0.05195 0.00125 0.3202 0.0089 0.04461 0.00060 283 39 282 7 281 4 14 10 118 610 0.19 0.05202 0.00119 0.3139 0.0083 0.04445 0.00059 286 36 277 6 280 4 15 6 95 338 0.28 0.05186 0.00151 0.3202 0.0106 0.04443 0.00062 279 50 282 8 280 4 16 33 771 1746 0.44 0.05206 0.00084 0.3079 0.0062 0.04453 0.00057 288 24 273 5 281 4 17 10 108 641 0.17 0.05172 0.00107 0.3153 0.0077 0.04453 0.00059 273 32 278 6 281 4 18 6 103 365 0.28 0.05195 0.00192 0.3249 0.0135 0.04524 0.00067 283 68 286 10 285 4 19 9 141 590 0.24 0.05157 0.00170 0.2945 0.0109 0.04188 0.00060 266 59 262 9 264 4 20 11 146 642 0.23 0.05175 0.00110 0.3207 0.0081 0.04437 0.00059 274 34 282 6 280 4 21 12 183 727 0.25 0.05193 0.00105 0.3127 0.0075 0.04416 0.00058 282 32 276 6 279 4 22 5 54 327 0.17 0.05215 0.00237 0.3214 0.0162 0.04375 0.00069 292 87 283 12 276 4 23 4 43 261 0.16 0.05195 0.00169 0.3225 0.0118 0.04507 0.00063 283 58 284 9 284 4 24 7 75 438 0.17 0.05192 0.00131 0.3098 0.0090 0.04393 0.00060 282 42 274 7 277 4 25 12 188 704 0.27 0.05147 0.00102 0.3062 0.0073 0.04323 0.00057 262 31 271 6 273 4 
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表 2 类乌齐辉长岩的锆石Hf同位素分析结果
Table 2 Hf isotopic data of zircon grains of the gabbro from the Leiwuqi area, eastern Tibet
点号 年龄/Ma 176Yb/177Hf 1σ 176Lu/177Hf 1σ 176Hf/177Hf 1σ εHf(0) 1σ εHf(t) 1σ TDM/Ma TCDM/Ma fLu/Hf 1 314 0.108448 0.002165 0.002395 0.000054 0.282812 0.000011 1.4 0.7 7.8 0.7 647 761 -0.93 2 302 0.057995 0.001844 0.001315 0.000042 0.282792 0.000010 0.7 0.6 7.1 0.6 657 794 -0.96 3 314 0.065220 0.005093 0.001467 0.000108 0.282787 0.000010 0.5 0.6 7.1 0.6 668 802 -0.96 4 284 0.068342 0.001880 0.001540 0.000034 0.282819 0.000008 1.7 0.6 7.6 0.6 623 750 -0.95 5 282 0.081295 0.002009 0.001853 0.000049 0.282794 0.000011 0.8 0.6 6.6 0.7 664 803 -0.94 6 281 0.073498 0.001924 0.001679 0.000038 0.282808 0.000010 1.3 0.6 7.1 0.6 641 774 -0.95 7 283 0.041187 0.002906 0.000978 0.000061 0.282809 0.000013 1.3 0.7 7.3 0.7 628 765 -0.97 8 279 0.067558 0.002778 0.001473 0.000062 0.282788 0.000009 0.6 0.6 6.4 0.6 666 812 -0.96 9 280 0.058449 0.001970 0.001437 0.000045 0.282807 0.000011 1.2 0.6 7.1 0.7 638 773 -0.96 10 277 0.285815 0.005200 0.006066 0.000117 0.282957 0.000016 6.6 0.8 11.5 0.8 483 525 -0.82 11 274 0.083885 0.003870 0.001846 0.000087 0.282800 0.000008 1.0 0.6 6.7 0.6 655 794 -0.94 12 278 0.087807 0.002416 0.002077 0.000058 0.282755 0.000010 -0.6 0.6 5.1 0.6 725 883 -0.94 13 281 0.047725 0.000996 0.001146 0.000019 0.282783 0.000009 0.4 0.6 6.3 0.6 668 818 -0.97 14 280 0.031056 0.001866 0.000733 0.000037 0.282805 0.000012 1.2 0.7 7.2 0.7 629 770 -0.98 15 280 0.058873 0.000849 0.001396 0.000017 0.282803 0.000009 1.1 0.6 7.0 0.6 643 781 -0.96 16 281 0.072797 0.001179 0.001681 0.000029 0.282800 0.000010 1.0 0.6 6.9 0.6 652 789 -0.95 17 281 0.040519 0.000506 0.000933 0.000009 0.282778 0.000010 0.2 0.6 6.2 0.6 671 826 -0.97 18 285 0.074289 0.000798 0.001793 0.000018 0.282790 0.000010 0.6 0.6 6.6 0.6 668 808 -0.95 19 264 0.119128 0.000329 0.002689 0.000003 0.282819 0.000009 1.7 0.6 7.0 0.6 643 769 -0.92 20 280 0.058424 0.000493 0.001403 0.000008 0.282775 0.000009 0.1 0.6 6.0 0.6 683 836 -0.96 21 279 0.189257 0.015211 0.004103 0.000326 0.282881 0.000014 3.9 0.7 9.3 0.8 572 655 -0.88 22 276 0.084431 0.001294 0.002048 0.000017 0.282811 0.000010 1.4 0.6 7.1 0.6 642 773 -0.94 23 284 0.148989 0.002800 0.003345 0.000075 0.282821 0.000012 1.7 0.7 7.3 0.7 652 765 -0.90 24 277 0.094305 0.001603 0.002242 0.000040 0.282838 0.000009 2.3 0.6 8.0 0.6 607 722 -0.93 25 273 0.046909 0.001162 0.001203 0.000039 0.282820 0.000015 1.7 0.7 7.5 0.8 615 748 -0.96
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表 3 类乌齐辉长岩的主量、微量和稀土元素分析结果
Table 3 Whole-rock major, trace and REES data for the gabbro from the Leiwuqi area, eastern Tibet
编号 14H3 14H4 14H5 14H6 14H7 14H8 14H9 SiO2 25.8 51.97 51.28 51.97 54.85 55.66 55.90 TiO2 52.03 3.18 3.18 3.13 2.00 1.91 1.73 Al2O3 3.14 11.97 12.24 11.99 15.17 14.58 15.23 TFe2O3 12.25 14.82 15.07 14.96 9.94 9.04 9.12 MnO 14.94 0.26 0.27 0.26 0.15 0.17 0.14 MgO 0.26 4.76 4.70 4.70 4.32 4.26 4.00 CaO 4.69 7.73 8.14 7.72 4.11 5.30 4.85 Na2O 7.97 2.26 2.37 2.15 3.64 4.14 4.00 K2O 2.27 0.94 0.71 1.01 3.31 1.35 1.72 P2O5 0.89 0.54 0.56 0.54 0.45 0.44 0.43 LOL 0.56 0.49 0.49 0.43 1.44 1.40 2.43 SUM 0.63 98.91 99.02 98.86 99.39 98.26 99.56 Mg# 99.62 43 42 42 50 52 51 Cr 42 21.4 20.8 22.4 23.3 18.3 20.8 Ni 26.0 24.0 24.5 23.5 9.84 9.79 6.01 V 430 444 445 447 248 245 194 Rb 25.1 27.3 16.5 32.6 134 52.9 81.6 Ba 115 133 78.4 165 787 341 503 Cr 25.8 21.4 20.8 22.4 23.3 18.3 20.8 Ni 26.0 24.0 24.5 23.5 9.84 9.79 6.01 V 430 444 445 447 248 245 194 Rb 25.1 27.3 16.5 32.6 134 52.9 81.6 Ba 115 133 78.4 165 787 341 503 Th 23260 3.58 3.40 3.58 4.02 3.39 3.37 U 3.64 1.01 1.01 1.11 0.97 0.76 0.91 Nb 1.03 50.1 50.2 49.2 54.8 32.6 46.4 Ta 48.8 3.25 3.28 3.17 3.32 2.08 2.97 La 3.28 38.7 37.3 39.2 48.1 33.6 47.6 Ce 38.9 83.3 80.5 83.7 104 68.5 104 Pr 83.4 10.1 10.1 10.4 12.5 8.35 13.0 Sr 10.2 277 293 282 484 531 462 Nd 281 42.2 42.4 42.9 48.0 33.4 52.0 Zr 42.2 223 183 201 286 284 273 Hf 218 5.73 5.07 5.25 6.85 6.23 6.55 Sm 5.57 9.38 9.46 9.50 9.09 6.74 10.6 Eu 9.29 2.82 2.93 2.86 2.10 2.06 2.70 Ti 2.87 23620 23820 23580 14896 14898 12534 Gd 9.67 9.70 9.84 9.83 8.44 6.40 10.1 Tb 1.45 1.47 1.49 1.48 1.22 0.91 1.49 Dy 8.71 8.77 8.98 8.84 7.22 5.36 8.86 Y 51.6 52.3 52.6 52.7 45.6 33.7 55.1 Ho 1.73 1.75 1.79 1.77 1.43 1.05 1.76 Er 4.70 4.75 4.86 4.82 3.96 2.88 4.79 Tm 0.65 0.66 0.68 0.67 0.56 0.40 0.68 Yb 4.09 4.13 4.25 4.20 3.50 2.53 4.22 Lu 0.59 0.59 0.61 0.60 0.50 0.36 0.59 注：Mg#=Mg/(Mg+FeT)；主量元素含量单位为%，微量和稀土元素含量单位为10-6
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