西藏神公地区典中组火成岩锆石U-Pb年龄及地球化学特征

陈兰朴; 黄泽森; 江巴多吉; 达瓦次仁; 塔尔杰

西藏神公地区典中组火成岩锆石U-Pb年龄及地球化学特征

1.
中国地质大学(武汉)资源学院, 湖北武汉 430074
2.
四川省地质矿产勘查开发局二零七地质队, 四川乐山 614200
3.
西藏工程勘查施工集团有限责任公司, 西藏拉萨 850000

基金项目:

中国地质调查局项目《冈底斯-喜马拉雅铜矿资源基金项目》 121201010000150014-10

详细信息

作者简介:
陈兰朴(1990-), 男, 在读博士生, 矿产普查与勘探专业。E-mail:649268215@qq.com

通讯作者:
黄泽森(1988-), 男, 硕士, 工程师, 矿物学、岩石学、矿床学专业。E-mail:289700742@qq.com

中图分类号: P588.12;P597⁺.3
计量
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出版历程
- 收稿日期: 2018-08-19
- 修回日期: 2018-11-28
- 网络出版日期: 2023-08-15
- 刊出日期: 2019-07-14

Zircon U-Pb age and geochemical characteristics of igneous rocks from the Dianzhong Formation in the Shengong area of Tibet

1.
Faculty of Earth Resources, China University of Geosciences(Wuhan), Wuhan 430074, Hubei, China
2.
No. 207 Geological Party, Sichuan Bureau of Geology and Mineral Resources Exploration and Development, Leshan 614200, Sichuan, China
3.
Tibet Engineering Survey Construction Group Co., Ltd., Lhasa 850000, Tibet, China

摘要

摘要:
新特提斯洋俯冲消减、印度-亚洲板块碰撞导致西藏冈底斯构造带分布大量火成岩，其形成年龄尚存在一定争议，形成时代及构造意义对揭示板块运动信息具有重要意义。对神公地区典中组火成岩样品分别进行了锆石U-Pb同位素测年和元素地球化学分析，结果表明，典中组底顶部火成岩锆石U-Pb年龄值分别为65.37±0.58Ma和57.42±0.20Ma；该套火成岩主要为钙碱性系列岩石，稀土元素配分曲线表现为轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的右倾形态，且负Eu异常明显，K₂O/Na₂O值平均为1.57，微量元素Rb/Sr值平均为1.78，Nb/Ta值平均为13.28，Rb、Th、U、Pb等大离子亲石元素富集，Nb、Ta、Ti亏损。由此认为，典中组火成岩是在俯冲碰撞背景下，来自地幔和地壳的岩浆以不同比例混合形成的，可能指示了新特提斯洋关闭引起的洋壳俯冲作用。
- 典中组 /
- 神公地区 /
- 火成岩 /
- 锆石U-Pb年龄 /
- 地球化学
Abstract:
The subduction of the Neo-Tethyan Ocean and the collision of the India-Asia plate resulted in the distribution of large amounts of igneous rocks in the Gangdise tectonic belt in Tibet, whose age remains in dispute, and the exact age and tectonic significance are important for revealing the information of plate movement. In this study, the U-Pb isotopic age of zircon samples from the Dianzhong Formation in Shongong area was determined, and the geochemical analysis of major elements, trace elements and REE was carried out. The result indicates that the age of igneous rocks at the bottom and top of the Dianzhong Formation is 65.37±0.58Ma and 57.42±0.20Ma, respectively. The distribution curve of REE shows the rightward form of LREE concentration and HREE loss, with obvious negative Eu anomalies. The average ratio of K₂O/Na₂O, Rb/Sr and Nb/T is 1.57, 1.78 and 13.28, respectively. The Dianzhong Formation igneous rocks in Shongong area are enriched in Rb, Th, U and Pb and depleted in Nb, Ta and Ti. The authors hold that the igneous rocks of the Dianzhong Formation were formed by magmatic mixing of the mantle and the crust in different proportions in the background of subduction collision, which may indicate the subduction of oceanic crust caused by the closure of the Neo-Tethyan Ocean.
- Dianzhong Formation /
- Shongong area /
- igneous rocks /
- zircon U-Pb age /
- geochemistry

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致谢: 感谢审稿专家的宝贵意见和编辑的精心审阅，感谢参加野外考察及取样工作的所有专家、同志，感谢西南冶金地质测试中心等单位对实验测试的精心指导和帮助。

图 1 研究区构造位置地质简图

Figure 1. Simplified geological map of the tectonic location of the study area

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图 2 研究区中组主要火成岩类型

a—灰绿色英安岩；b—浅灰绿色玄武安山岩；c—安山岩，具斑状结构，基质显微嵌晶结构；d—英安岩，具斑状结构，基质显微嵌晶结构。Pl—斜长石；Bt—基性斜长石

Figure 2. The main igneous rock types of Dianzhong Formation in the study area

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图 3 典中组火成岩锆石阴极发光图像

Figure 3. Cathodoluminescence images of zircons from Dianzhong Formation igneous rocks

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图 4 典中组火成岩锆石U-Pb谐和图

a—典中组底部玄武安山岩样品DPM013TW25；b—典中组顶部英安岩样品DPM013TW19

Figure 4. Zircon U-Pb concordia diagrams of Dianzhong Formation igneous rocks

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图 5 典中组火成岩TAS图解（a）及K₂O-Na₂O图解（b）

（a底图据参考文献[11], b底图据参考文献[12]）
Pc—苦橄玄武岩；B—玄武岩；O1—玄武安山岩；O2—安山岩；O3—英安岩；R—流纹岩；S1—粗面玄武岩；S2—玄武质粗面安山岩；S3—粗面安山岩；T—粗面岩、粗面英安岩；F—副长石岩；U1—碱玄岩、碧玄岩；U2—响岩质碱玄岩；U3—碱玄质响岩；Ph—响岩；Ir—碱性（上方）和亚碱性（下方）分界线

Figure 5. TAS (a) and K₂O-Na₂O (b) diagrams of Dianzhong Formation igneous rocks

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图 6 典中组火成岩稀土元素配分模式（a）和微量元素蛛网图（b）（原始地幔数据据参考文献[16]）

Figure 6. REE patterns (a) and primitive mantle-normalized trace element patterns (b) of Dianzhong Formation igneous rocks

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表 1 典中组火成岩LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb测试分析结果

Table 1 LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb data of Dianzhong Formation igneous rocks

测点号	Pb	Th	U	Th/U	同位素比值				锆石年龄/Ma
测点号	含量/10^-6			Th/U	²⁰⁷Pb/²³⁵U	1σ	²⁰⁶Pb/²³⁸U	1σ	²⁰⁷Pb/²³⁵U	1σ	²⁰⁶Pb/²³⁸U	1σ
DMP013TW25玄武安山岩
1	2.44	186	183	1.01	0.0726	0.0064	0.0101	0.0002	71.2	6.1	64.7	1.4
2	3.15	252	252	1.00	0.0693	0.0033	0.0097	0.0001	68.0	3.1	62.2	0.9
3	2.01	166	161	1.03	0.0687	0.0035	0.0098	0.0001	67.5	3.3	62.9	0.8
4	2.75	240	201	1.20	0.0687	0.0042	0.0101	0.0002	67.4	4.0	64.8	1.1
5	2.59	245	195	1.26	0.0667	0.0036	0.0100	0.0001	65.5	3.4	64.3	0.8
6	3.61	327	265	1.23	0.0698	0.0038	0.0104	0.0001	68.5	3.6	66.7	0.9
7	2.60	223	192	1.16	0.0677	0.0035	0.0106	0.0001	66.5	3.4	67.7	0.9
8	2.35	216	171	1.26	0.0703	0.0043	0.0105	0.0002	69.0	4.1	67.3	1.0
9	2.37	229	178	1.29	0.0639	0.0029	0.0100	0.0001	62.9	2.7	64.2	0.7
10	2.44	208	185	1.12	0.0679	0.0030	0.0102	0.0001	66.7	2.9	65.6	0.7
11	4.89	326	395	0.83	0.0666	0.0019	0.0102	0.0001	65.5	1.8	65.5	0.5
12	2.60	213	198	1.08	0.0656	0.0026	0.0103	0.0001	64.5	2.5	66.2	0.7
13	2.21	177	169	1.05	0.0697	0.0032	0.0104	0.0001	68.4	3.1	66.4	0.8
14	2.55	205	199	1.03	0.0673	0.0029	0.0102	0.0001	66.1	2.8	65.7	0.7
15	1.82	140	143	0.98	0.0671	0.0034	0.0102	0.0001	66.0	3.2	65.6	0.8
DMP013TW19英安岩
1	11.63	856	1074	0.80	0.0591	0.0015	0.0092	0.0001	58.3	1.5	59.0	0.5
2	18.64	1742	1726	1.01	0.0591	0.0012	0.0088	0.0001	58.3	1.2	56.3	0.4
3	15.45	1287	1420	0.91	0.0605	0.0013	0.0088	0.0001	59.6	1.3	56.2	0.4
4	19.06	2034	1686	1.21	0.0586	0.0012	0.0089	0.0001	57.9	1.2	57.2	0.4
5	19.15	1776	1739	1.02	0.0596	0.0012	0.0089	0.0001	58.7	1.1	57.4	0.4
6	13.55	1345	1203	1.12	0.0609	0.0015	0.0092	0.0001	60.1	1.5	58.9	0.5
7	17.80	1486	1674	0.89	0.0576	0.0011	0.0089	0.0001	56.9	1.1	56.9	0.4
10	20.10	1553	1863	0.83	0.0623	0.0012	0.0090	0.0001	61.4	1.2	57.9	0.4
11	29.39	3774	2441	1.55	0.0594	0.0010	0.0088	0.0001	58.6	1.0	56.7	0.4
12	19.98	1744	1832	0.95	0.0600	0.0012	0.0089	0.0001	59.1	1.1	57.2	0.4
13	20.97	2026	1922	1.05	0.0574	0.0011	0.0088	0.0001	56.6	1.1	56.4	0.4
14	13.62	975	1251	0.78	0.0614	0.0015	0.0092	0.0001	60.5	1.4	59.0	0.5
16	18.79	1730	1679	1.03	0.0609	0.0013	0.0090	0.0001	60.0	1.2	57.6	0.4
18	14.83	830	1419	0.59	0.0604	0.0014	0.0092	0.0001	59.5	1.3	59.2	0.5
19	21.17	2025	1863	1.09	0.0572	0.0012	0.0091	0.0001	56.5	1.1	58.2	0.4
20	23.78	1976	2136	0.93	0.0597	0.0011	0.0090	0.0001	58.9	1.0	57.6	0.4

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表 2 典中组火成岩主量、微量、稀土元素测试分析结果

Table 2 Analytical results of major elements, trace elements and REE in Dianzhong Formation igneous rocks

样品号	XT-01	XT-02	XT-03	XT-04	XT-05	XT-06	XT-07	XT-08	XT-09	XT-10
岩性	安山岩	流纹岩	安山岩	安山岩	安山岩	英安岩	英安岩	流纹岩	流纹岩	粗面岩
SiO₂	60.58	73.97	59.57	60.72	61.36	69.08	68.45	74.13	70.28	66.57
TiO₂	0.65	0.12	0.99	0.85	0.92	0.63	0.53	0.27	0.27	0.31
Al₂O₃	15.12	13.88	16.34	16.00	15.49	15.02	14.42	13.17	14.73	15.79
CaO	4.52	0.42	3.71	4.29	4.38	0.77	2.17	0.32	1.56	1.90
Fe₂O₃	2.16	0.22	5.03	3.54	3.94	2.59	0.80	1.69	1.28	1.34
FeO	3.14	1.39	2.04	2.64	2.48	1.20	3.88	0.85	1.10	2.54
Na₂O	3.03	2.53	4.12	3.41	3.32	2.83	3.11	2.60	3.67	3.30
K₂O	2.30	5.43	2.12	3.15	2.21	4.89	4.18	5.67	5.77	5.56
P₂O₅	0.43	0.20	0.25	0.25	0.25	0.19	0.14	0.11	0.08	0.11
H₂O⁺	1.95	1.09	0.01	1.79	0.01	2.22	1.34	0.78	0.59	0.98
CO₂	0.26	0.13	0.21	0.62	0.10	0.18	0.04	0.09	0.26	0.13
总量	94.16	99.37	94.39	97.25	94.47	99.59	99.06	99.68	99.58	98.52
Na₂O+K₂O	5.34	7.95	6.23	6.56	5.53	7.73	7.29	8.26	9.44	8.87
K₂O/Na₂O	0.76	2.15	0.51	0.92	0.67	1.73	1.34	2.18	1.57	1.68
La	89.63	19.36	37.91	49.87	35.13	88.71	94.02	120.23	81.92	107.53
Ce	122.40	33.55	75.87	80.52	67.37	130.86	132.86	152.44	101.00	141.84
Pr	16.70	4.28	8.22	10.77	7.83	13.60	17.14	17.58	12.75	18.05
Nd	61.67	15.06	30.74	40.02	32.18	43.93	61.43	53.50	42.44	62.21
Sm	10.60	3.13	6.06	6.85	5.86	6.52	10.30	7.83	6.63	9.83
Eu	2.11	0.63	1.54	1.56	1.46	1.31	2.10	0.94	1.10	1.73
Gd	7.87	2.78	5.76	6.17	4.95	5.79	8.95	6.68	4.97	7.23
Tb	1.19	0.55	0.92	1.06	0.86	0.95	1.55	1.12	0.76	1.06
Dy	5.30	2.45	5.22	5.22	4.97	4.50	7.72	5.57	3.41	4.62
Ho	0.96	0.45	0.98	1.06	0.99	0.86	1.49	1.11	0.65	0.85
Er	2.62	1.10	3.06	2.91	2.94	2.52	4.21	3.19	1.86	2.47
Tm	0.42	0.21	0.49	0.49	0.46	0.42	0.69	0.54	0.31	0.41
Yb	2.56	1.08	3.33	3.13	3.07	2.61	4.12	3.41	1.94	2.74
Lu	0.38	0.16	0.48	0.43	0.44	0.37	0.56	0.48	0.27	0.38
ƩREE	324.44	84.78	180.57	210.07	168.52	302.95	347.13	374.62	260.01	360.97
LREE/HREE	14.23	8.67	7.92	9.26	8.02	15.81	10.86	15.95	17.35	17.25
δEu	0.74	0.70	0.86	0.79	0.89	0.70	0.72	0.42	0.61	0.65
(La/Yb)_N	20.75	10.64	6.77	9.46	6.80	20.21	13.56	20.96	25.13	23.30
(La/Sm)_N	5.28	3.87	3.91	4.55	3.75	8.50	5.70	9.60	7.72	6.84
(Gd/Yb)_N	1.88	1.58	1.06	1.21	0.99	1.36	1.33	1.20	1.58	1.62
Rb	258.23	347.34	87.21	129.19	53.23	284.46	166.71	381.11	389.52	340.45
Th	40.58	17.22	14.53	14.82	12.60	45.05	23.16	79.09	65.02	55.65
U	9.01	5.68	3.61	2.73	3.52	4.77	2.58	2.81	14.78	13.62
Hf	7.10	2.83	5.02	5.78	5.60	7.89	12.66	6.89	6.73	8.37
Zr	179.44	61.98	153.13	210.97	126.79	266.02	484.43	188.95	202.28	186.32
Sr	1091.50	54.44	356.04	397.59	441.04	220.30	203.97	87.84	422.45	723.20
V	106.22	8.84	113.52	89.26	124.10	51.02	28.05	18.57	25.30	52.23
Pb	35.38	76.15	25.29	32.58	20.35	64.26	44.50	51.07	60.49	51.39
Co	19.04	0.85	15.13	8.92	17.64	6.61	4.47	2.77	2.43	4.36
Y	30.87	12.32	28.41	29.67	28.76	24.52	49.16	33.31	20.14	28.22
Nb	13.95	12.95	11.03	10.38	11.25	8.14	13.81	17.79	7.26	24.65
Tb	0.49	0.55	1.13	1.06	0.93	0.95	1.55	1.12	0.76	0.73
Zn	58.63	24.50	96.54	82.98	60.73	73.77	95.64	30.56	45.30	71.43
Sb	0.84	1.36	0.53	0.47	0.64	1.15	0.32	0.50	0.75	1.35
Ta	0.92	0.67	0.76	0.73	0.71	0.65	1.01	1.24	0.58	1.43
Rb/Sr	0.24	6.38	0.24	0.32	0.12	1.29	0.82	4.34	0.92	0.47
Nb/Ta	15.16	19.33	14.51	14.21	15.84	12.52	13.67	14.35	12.51	17.23
注：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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参考文献(20)

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西藏神公地区典中组火成岩锆石U-Pb年龄及地球化学特征

作者简介: 陈兰朴(1990-), 男, 在读博士生, 矿产普查与勘探专业。E-mail:649268215@qq.com

通讯作者: 黄泽森(1988-), 男, 硕士, 工程师, 矿物学、岩石学、矿床学专业。E-mail:289700742@qq.com

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出版历程

Zircon U-Pb age and geochemical characteristics of igneous rocks from the Dianzhong Formation in the Shengong area of Tibet

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作者简介:
陈兰朴(1990-), 男, 在读博士生, 矿产普查与勘探专业。E-mail:649268215@qq.com

通讯作者:
黄泽森(1988-), 男, 硕士, 工程师, 矿物学、岩石学、矿床学专业。E-mail:289700742@qq.com