Age, Hf isotopes and geochemistry of Early Cretaceous granodiorite-porphyry in the middle segment of Bangong Co-Nujiang suture zone of Tibet
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摘要:
西藏班公湖-怒江结合带中段分布大量早白垩世岩浆岩，其岩浆源区和岩石成因与班公湖-怒江洋的演化密切相关。对班公湖-怒江结合带中段东卡错地体发现的花岗闪长斑岩进行了系统的岩相学、年代学和地球化学研究。锆石U-Pb年龄结果显示，花岗闪长斑岩成岩时代为早白垩世（109.4±1.9 Ma）。样品显示出较高的SiO2（67.40%~69.48%）和Al2O3（15.66%~15.81%）含量及较低的Mg#值（19.03~21.48），具有高钾钙碱性系列岩浆岩特征；稀土元素总量较低（∑REE=196.45×10-6~207.6×10-6），轻稀土元素富集，重稀土元素亏损，轻、重稀土元素分异明显，且具有较明显的负Eu异常（δEu平均值为0.64）；微量元素蛛网图总体呈右倾的锯齿状，富集大离子亲石元素，亏损高场强元素；锆石εHf（t）均为负值且变化范围不大（-4.21~-10.59），对应的Hf模式年龄t2DM在1438~1842 Ma之间，显示古老地壳的特征。综合以上特征并结合区域资料分析，认为东卡错地体发现的花岗闪长斑岩为I型花岗岩，来源于古老下地壳的部分熔融，可能是东卡错地体与北拉萨地体或聂荣地体/南羌塘碰撞过程中板片断离岩浆活动的产物。
Abstract:Early Cretaceous igneous rocks are widely distributed in the middle segment of Bangong Co-Nujiang suture zone, and the nature of magma source and petrogenesis of these rocks are of great significance for the closure of the Bangong Co-Nujiang Ocean. The authors carried out systematic petrographic, geochemical and isotopic studies of the granodiorite-porphyries from Dongkaco microcontinent, middle segment of the Bangong Co-Nujiang suture zone.The results show that the granodiorite-porphyries have the age of 109.4±1.9 Ma by zircon U-Pb dating method, and granodiorite-porphyries are characterized by high K calc-alkaline series, enrichment of SiO2, Al2O3 and depletion of Mg#.The content of ∑REE is relatively low(196.45×10-6~207.6×10-6)and the rocks are relatively enriched in LREEs and depleted in HREEs. In the spider diagram the trace elements are inclined to the right in zigzag form and display enrichment of large-ion lithophile elements and relative depletion of high field strength elements.The granodiorite-porphyries have negative zircon εHf(t) values(-4.21~-10.59), corresponding to crustal Hf model ages of 1438~1842 Ma and showing the characteristics of the ancient crust.Combining the above characteristics with regional information, it is believed that the granodiorite-porphyries were found in the Dongkaco microcontinent and belonged to I-type granite, which may be the product of magmatic activity caused by the oceanic fragmentation during the collision between the Dongkaco micro-continent and the Central Lhasa or Nie Rong terrane.
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埃达克岩由Defant等[1]于1990年在研究Adak岛与显生宙板片熔融相关的岛弧火山岩时首次提出。它不是一类单独的岩石类型，而是一套以中酸性岩为主的岩浆岩组合，且具有特定的地球化学性质：SiO2≥56%、Al2O3≥15%、MgO < 3%(很少>6%)、高Sr(>400×10-6)、低Y(< 18×10-6)和Yb(< 1.9×10-6)、轻稀土元素富集，Eu无异常，87Sr/86Sr < 0.704。随着埃达克岩概念的提出，国内外学者在世界范围内对其进行了大量的研究，研究表明，埃达克岩可以由多种模式形成：俯冲洋壳板片部分熔融[2-5]、底侵玄武质下地壳部分熔融[6]、加厚下地壳部分熔融[7-8]、拆沉下地壳部分熔融[9]、幔源玄武质岩浆结晶分异[10]等。
张旗等[11]在埃达克岩产生机制的基础上，根据埃达克岩的形成环境，将其划分为O型与C型。其中，O型埃达克岩代表由板片熔融形成，主要反映与俯冲有关的构造环境；C型埃达克岩代表由加厚下地壳部分熔融形成，主要反映与地壳增厚有关的构造环境。这与朱弟成等[12]根据Defant等原始定义的埃达克岩划分的Ⅰ、Ⅱ类埃达克岩吻合，Ⅰ类由俯冲的年轻大洋板片发生部分熔融形成，Ⅱ类由底侵的玄武质下地壳熔融形成。
近年的研究显示，泽当蛇绿岩内发育少量大洋斜长花岗岩，且为埃达克质岩，这对研究蛇绿岩的形成和特提斯构造演化，特别是对洋内弧的研究有重要的意义。多数学者在研究泽当一带的蛇绿岩等地质体时，通过不同的研究方式均认为新特提斯洋内发生过洋内俯冲，所以，泽当洋内岛弧是存在的[13-16]。吴福元等[17]在论述大洋岛弧的成因时，认为泽当洋内岛弧实际上是北部冈底斯岩浆弧的一部分，新特提斯洋内没有发生过洋内俯冲。笔者在泽当一带进行地质调查时，填绘出扎嘎当岩体，并以扎嘎当奥长花岗岩为研究对象，开展了岩石地球化学、Sr-Nd-Pb同位素等研究，分析了其形成的岩浆源区及岩石成因，探讨了其地球化学动力，进一步为该区新特提斯洋演化模式提供了依据。
1. 地质背景及岩石学特征
西藏泽当地区的泽当蛇绿混杂岩带是雅鲁藏布江结合带的重要组成部分，位于结合带东段，由泽当蛇绿岩和嘎学岩群、大竹卡组等混杂组成，北部与冈底斯地层、新生代岩基呈断层接触，南部与晚三叠世姐德秀岩组呈断层接触(图 1-a)。泽当蛇绿岩沿雅鲁藏布江南侧扎其乡—泽当镇—绒乡带状分布，东西长逾40 km，西宽东窄，呈不规则楔状体。泽当蛇绿岩主要由地幔橄榄岩、辉长(辉绿)岩、玄武岩、远洋沉积物(泥岩)，以及少量大洋斜长花岗岩等组成。姐德秀岩组为一套细碎屑岩为主的浊流沉积。
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图 1 西藏乃东县一带区域地质简图(a)及扎嘎当地区地质简图(b)Figure 1. Symplified regional geological map of Naidong country(a)and geological map of zhagadang(b), Tibet扎嘎当岩体出露于泽当镇西约10 km处的扎嘎当一带，出露面积约34 m2，侵位于泽当蛇绿岩镁铁质杂岩内，由奥长花岗岩和辉长岩组成，两者呈脉动接触(图 1-b)。奥长花岗岩呈灰白色，细粒结构，块状构造，内部致密坚硬，局部蚀变。岩石主要由斜长石(60%~65%)、石英(20%~25%)及少量黑云母、角闪石等组成。斜长石呈相对自形的板条状、长柱状，大小在2.0 mm以下；石英呈不规则的他形粒状镶嵌于其他矿物的空隙中；黑云母呈细小鳞片状，褐色-淡黄多色，部分绿帘石化；角闪石呈针状、柱状，深绿色(图 2)。
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图 2 扎嘎当奥长花岗岩基岩露头(a)及显微镜下特征(b)(正交偏光，10×2.5)Q—石英；Pl—斜长石; Ep—绿帘石; Hb—角闪石；Bi—黑云母Figure 2. Field outcrop photo(a)and microphotograph(b)of the Zhagadang trondhjemite2. 样品采集与测试
在野外详细调查的基础上，共采集了4件新鲜样品。经加工处理后，进行了主量、微量元素和Sr-Nd-Pb同位素分析，测试工作均由中国科学院地球化学研究所完成。其中，主量和微量元素分别使用X射线荧光光谱法、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定，稀土元素采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)，各数据分析精度小于5%[18]，Sr-Nd同位素采用MC-ICP-MS分析[19]，Pb同位素采用MC-ICP-MS(Neptune Plus)分析[20-21]，分析精度均符合要求。
3. 地球化学特征
3.1 主量元素
从岩石地球化学分析结果(表 1)看，扎嘎当奥长花岗岩主量元素含量整体变化不大，SiO2含量为64.40%~66.87%，Al2O3含量为17.58%~18.74%，MgO含量为0.72%~0.99%，K2O含量为1.72%~2.52%，CaO含量为2.64%~4.11%，Na2O含量为5.80%~6.80%，全碱含量(K2O+Na2O)为8.01%~9.01%。在花岗岩TAS图解(图 3-a)中，样品点落入石英二长岩范围；An-Ab-Or标准矿物判别图解(图 3-b)显示，样品点全部落入奥长花岗岩。岩石铝饱和指数A/CNK＝0.93~0.97，里特曼指数(σ)介于2.59~3.42之间，平均值为3.12，Na2O/K2O=2.53~3.82。在SiO2-K2O图解(图 3-c)上，样品点均落于中钾钙碱性区域；在A/CNK-A/NK图解(图 3-d)上，位于准铝质区域。扎嘎当奥长花岗岩具有低的MgO含量(0.72%~0.99%)和较高的Mg#值(51.26~52.30)。综上认为，扎嘎当奥长花岗岩具有高硅、高铝、富钠(Na2O/K2O>2)、低镁特征，为准铝质钙碱性系列岩石。
表 1 扎嘎当奥长花岗岩主量、微量和稀土元素组成及其特征参数Table 1. Compositions and characteristic parameters of major, trace element and REE of Zhagadang trondhjemite样品编号 D5958 -3-3 D5958 -4-5 D5959 -1-1 D5959-2-3 样品编号 D5958 -3-3 D5958 -4-5 D5959 -1-1 D5959-2-3 SiO2 66.87 65.65 64.4 66.73 Sc 4.92 4.13 4.42 3.78 TiO2 0.17 0.16 0.2 0.15 Li 3.05 6.29 4.94 10.68 Al2O3 17.58 18.39 18.74 17.83 Cs 0.75 0.73 0.74 1.6 TFe2O3 1.62 1.47 1.87 1.36 Be 2.39 2.46 3.03 1.65 MnO 0.06 0.05 0.06 0.07 Ga 17.66 16.95 19.43 17.76 MgO 0.87 0.81 0.99 0.72 Tl 0.29 0.28 0.27 0.32 CaO 2.64 3.25 4.11 3.67 Pb 29.86 29.28 20.54 31.4 Na2O 6.37 6.8 6.58 5.8 As 0.68 0.72 0.44 1.82 K2O 2.52 2.05 1.72 2.09 Bi 0.01 0.01 0.03 0.06 P2O5 0.11 0.1 0.14 0.09 Ge 0.79 0.81 0.71 0.9 烧失量 1.17 1.24 1.29 1.21 W 0.09 0.16 0.09 0.12 总计 99.98 99.97 100.1 99.7 La 18.03 22.35 18.24 24.26 An 12.06 13.76 16.74 16.72 Ce 27.65 34.86 29.02 35.54 Ab 54.6 58.32 56.39 49.83 Pr 2.54 2.96 2.68 3.36 Or 15.1 12.29 10.31 12.53 Nd 8.23 9.83 8.6 10.12 A/NK 1.33 1.371 1.477 1.511 Sm 1.37 1.5 1.44 1.63 A/CNK 0.976 0.952 0.93 0.966 Eu 0.43 0.46 0.45 0.46 Mg# 51.82 52.3 51.29 51.26 Gd 1.28 1.26 1.18 1.17 Na2O/K2O 2.53 3.31 3.82 2.78 Tb 0.17 0.17 0.17 0.16 Rb 56.89 47.7 47.76 58.06 Dy 0.93 0.87 0.84 0.98 Sr 688.1 842.16 853.44 1058.21 Ho 0.19 0.19 0.16 0.2 Ba 1796.65 908.89 700.86 1457.97 Er 0.49 0.53 0.45 0.54 Th 6.89 9.02 6.29 10.44 Tm 0.09 0.08 0.09 0.09 U 1.2 1.96 1.48 2.18 Yb 0.58 0.63 0.61 0.7 Nb 6.09 5.89 5.34 6.05 Lu 0.11 0.12 0.11 0.12 Ta 0.4 0.34 0.36 0.33 Y 6.29 6.55 5.78 6.64 Zr 82.39 102.4 97.51 103.91 ΣREE 62.08 75.82 64.04 79.34 Hf 2.25 2.45 2.54 2.7 LREE/HREE 15.24 18.63 16.75 18.99 Co 2.57 1.52 1.52 1.26 (La/Yb)N 20.7 23.28 19.82 22.83 Ni 6.6 5.06 6.02 3.63 (La/Sm)N 8 9.1 7.73 9.09 Cr 10.09 8.78 13.17 7.16 δEu 1.01 1.04 1.08 1.03 V 39.21 30.62 47.84 27.12 δCe 0.96 1 0.97 0.92 注：Mg#=100(Mg/Mg+Fe2+)；主量元素含量单位为%，微量和稀土元素含量单位为10-6 ![]()
3.2 微量元素
岩石地球化学数据(表 1)显示，扎嘎当奥长花岗岩微量元素含量整体变化不大，个别元素(Ba等)含量变化较大，具高Sr(688.10×10-6~1058.21×10-6)>400.10×10-6、Ba(700.86×10-6~1796.65×10-6)、Pb(29.28×10-6~31.40×10-6)和Sr/Y值(109.32~159.38)，低Y(5.78×10-6~6.64×10-6) < 18×10-6，Yb(0.58×10-6~0.70×10-6) < 1.9×10-6、Ni(3.63×10-6~6.60×10-6)。从原始地幔微量元素蛛网图(图 4-a)可以看出，扎嘎当奥长花岗岩富集大离子亲石元素Rb、K、Ba等，亏损高场强元素Nb、Ti、P等，元素中Sr、Zr、Th、U相对富集，这与俯冲洋壳熔融埃达克岩特征非常相似[2-5]。对扎嘎当奥长花岗岩采用Y-Sr/Y和YbN-(La/Yb)N判别图解(图 5)，样品点全部落入石榴子石-角闪岩相埃达克岩区域，进一步印证了扎嘎当奥长花岗岩为O型埃达克岩，同时反映了扎嘎当奥长花岗岩的源区矿物相与石榴子石、角闪石密切相关。
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3.3 稀土元素
稀土元素地球化学分析结果见表 1。扎嘎当奥长花岗岩的稀土元素总量偏低，变化于62.08×10-6~79.34×10-6之间，(La/Yb)N=19.82~23.28，(La/Sm)N=7.73~9.10，(Gd/Yb)N=1.34~1.79, LREE/HREE=15.24~18.99。稀土元素配分模式图(图 4-b)显示，扎嘎当奥长花岗岩稀土元素分馏明显右倾，轻稀土元素富集且斜率较大，重稀土元素斜率相对平缓，各曲线基本平行，反映同源岩浆演化的特点。δEu=1.01~1.08，平均值为1.04，显示微弱的正Eu异常，反映岩石未经历较强或多阶段的结晶分异过程。
3.4 Sr-Nd-Pb同位素组成
同位素数据(表 2)显示，扎嘎当奥长花岗岩具有较高的Sr、Sm、Nd、Pb含量，且组分变化不大。Rb/Sr=0.05~0.08，Sm/Nd=0.152~0.167，初始87Sr/86Sr值为0.704610~0.704859，初始143Nd/144Nd值为0.512682~0.512745，ISr=0.704251~0.704329，平均值为0.704300，INd=0.512776~0.512807，平均值为0.512795，显示了较低的变化范围和低Sr、高Nd特点，εNd(t)=6.61~7.22。在(87Sr/86Sr)i-εNd(t)判别图解(图 6)中，样品点全部集中于新特提斯洋蛇绿岩内(200~100 Ma)。岩石铅同位素组成较均一，富含放射成因铅，206Pb/204Pb=18.378~18.495，207Pb/204Pb=15.542~15.554和208Pb/204Pb=38.336~38.406。岩体全岩含有微量的U和Th，U为1.20433×10-6~2.17569×10-6，Th为6.28764×10-6~10.44127×10-6，总体显示奥长花岗岩以富放射成因铅同位素为特征[30]。
表 2 扎嘎当奥长花岗岩Sr-Nd-Pb同位素组成Table 2. Sr、Nd and Pb isotope data of Zhagadang trondhjemite同位素组成 D5958-3-3 D5958-4-5 D5959-1-1 D5959-2-3 同位素组成 D5958-3-3 D5958-4-5 D5959-1-1 D5959-2-3 Rb 56.89 47.70 47.76 58.06 T2DM/Ma 6291 6876 6240 6538 Sr 688.10 842.12 853.44 1058.21 87Rb/86Sr 0.23915 0.16385 0.16189 0.15871 Sm 8.23 9.83 8.60 10.12 87Sr/86Sr 0.70486 0.70468 0.70461 0.70466 Nd 1.37 1.50 1.44 1.63 Isr 0.704329 0.704329 0.704251 0.704303 U 1.20 1.96 1.48 2.18 INd 0.512799 0.512776 0.512807 0.512779 Th 6.89 9.02 6.29 10.44 εSr(t) 0.2 0.1 -1 -0.2 Pb 29.86 29.28 20.54 31.40 206Pb/204Pb 18.413 18.378 18.495 18.382 147Sm/144Nd 3.64769 3.99721 3.63911 3.78579 207Pb/204Pb 15.542 15.554 15.549 15.547 143Nd/144Nd 0.512694 0.512682 0.512745 0.512708 208Pb/204Pb 38.336 38.406 38.358 38.374 εNd(t) 7.06377 6.61278 7.22183 6.67386 206Pb/207Pb 1.1847 1.1816 1.1895 1.1824 注：Sm、Rb、Sr、Nd、U、Th和Pb单位为10-6 ![]()
图 6 扎嘎当奥长花岗岩(87Sr/86Sr)i-εNd(t)判别图解[29]Figure 6. Disriminant diamgram of εNd(t)vs(87Sr/86Sr)i of Zhagadang trondhjemite4. 讨论
4.1 花岗岩源区性质及岩石成因
张旗等[11]根据埃达克岩的形成环境，将埃达克划分为O型与C型，其中O型埃达克岩除具有Defant定义的埃达克岩地球化学特征外，还具有贫K，高Na/K值，Sr同位素初始值低和正的Nd同位素比值等特征。
扎嘎当奥长花岗岩具有高的SiO2(>64.40%)、Al3O2(>17.58%)、Sr(>688×10-6)含量和Na2O/K2O值(2.53~3.82)，低的K2O(< 2.52)、Y(< 6.64×10-6)、Yb含量(< 0.70×10-6)。Sr/Y=109.32~159.38，平均值为136.22，La/Yb=30.01~35.25，平均值为32.80，Sr/Yb=1196.45~1508.63，平均值为1359.51。同位素方面，有较低的ISr(0.704250~0.704329)、较高的INd(0.512776~0.512807)和正的εNd(t)值(6.61278~7.22183)。以上特征表明，扎嘎当奥长花岗岩属于O型埃达克岩范畴[31]。另外，在SiO2-Al2O3图解(图 7)中，样品点全部落入O型埃达克岩内。
近年的研究成果表明，O型埃达克岩主要有2种成因：一是洋壳在俯冲作用初期与消减板片MORB的熔融有关，主要表现为弧-弧碰撞作用下被加热的年轻地壳或板片发生部分熔融；二是岛弧或活动陆缘环境与下地壳玄武岩浆底侵作用有关，主要表现为底侵玄武岩的熔融[11-12]。根据扎嘎当奥长花岗岩的岩石地球化学及同位素特征，结合地质特征，笔者做了以下分析。
(1) 前人在研究O型埃达克岩时，指出Mg#值是判断O型埃达克岩构造环境的重要标志之一，Mg#值大于50可能是消减板片初始熔融的产物，Mg#值小于50则可能是底侵的下地壳底部贫钾的玄武岩部分熔融形成的[11-12]。扎嘎当奥长花岗岩的Mg#值(51.26~52.30)大于50，表明其可能是由消减板片熔融形成的埃达克岩，不可能是底侵的下地壳底部的玄武岩部分熔融形成的。另外，从埃达克岩判别图SiO2-Yb图解(图 8)看，样品点全部落入俯冲洋壳熔融形成的埃达克岩区，3个样品点位于玄武岩下地壳熔融形成的埃达克岩外边缘，进一步支持了俯冲洋壳板片熔融的模式。
(2) 扎嘎当奥长花岗岩铅同位素组成较均一，且富含放射成因铅，在207Pb/204Pb-206Pb/204Pb和208Pb/204Pb-206Pb/204Pb图解(图 9)中，样品点均落入印度洋MORB(洋中脊玄武岩)端元，都分布在北半球参考线(NHRL)之上，表明扎嘎当奥长花岗岩的铅来源于具有地幔特征的洋脊[32]。
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图 9 扎嘎当奥长花岗岩207Pb/204Pb-206Pb/204Pb(a)和208Pb/204Pb-206Pb/204Pb(b)同位素判别图解[32]EMⅠ—第Ⅰ类富集地幔组分；EMⅡ—第Ⅱ类富集地幔组分；NHRL—北半球参考线；Heard熔岩—赫德岛屿熔岩；MORB—洋中脊玄武岩Figure 9. Plots of 207Pb/204Pb-206Pb/204Pb(a)and 208Pb/204Pb-206Pb/204Pb(b)of Zhagadang trondhjemite(3) 玄武岩浆底侵作用产生的O型埃达克岩，是底侵作用呈横向二维伸展作用侵入于下地壳底部，使其发生部分熔融产生的垂向增生的产物，其同位素应具有明显的壳源特征，即高Sr(ISr=0.706~0.710)、低Nd(INd < 0.5126)。扎嘎当奥长花岗岩Sr-Nd同位素体系显示，ISr(0.704250~0.704329) < 壳源ISr(0.706~0.710)，INd(0.512776~0.512807)>壳源INd(< 0.5126)[33]，以及正的εNd(t)值(6.61278~7.22183)，因此，其源区与下地壳玄武岩浆底侵作用无关。同时，结合扎嘎当奥长花岗岩地质背景，泽当蛇绿混杂岩代表板块俯冲汇聚的残余，明显不同于大陆板块内部的构造环境，可进一步排除扎嘎当奥长花岗岩与下地壳玄武岩浆底侵作用有关。
(4) 张旗等[33]的研究显示，富Na的埃达克岩主要有3种情况：①消减板片MORB的部分熔融；②由洋壳组成的地体；③底侵的贫K玄武岩。前述扎嘎当奥长花岗岩地球化学特征(Na2O/K2O>2、Mg#>50)和Sr-Nd-Pb同位素体系特征，均指向其富Na的特征是由消减板片MORB(印度洋MORB)部分熔融形成的，从侧面印证了扎嘎当奥长花岗岩在洋壳俯冲作用初期与消减板片MORB的熔融有关。
(5) 实验研究表明，O型埃达克岩的形成需要较高的压力。Rapp等[34]通过不同的压力段实验研究玄武岩熔融，其中在0.8~3.2 GPa下产生的熔浆为英云闪长岩-奥长花岗岩。在产生熔浆的过程中，随着压力的递升，残留相呈有规律的变化，压力由0.8 GPa→1.6 GPa→2.2~3.2 GPa变化时，残留相由角闪石+斜长石±斜方辉石±Fe-Ti氧化物→石榴子石+单斜辉石±角闪石±斜长石±斜方辉石±Fe-Ti氧化物→石榴子石+单斜辉石变化[34]。Peacock等[35]在研究埃达克岩形成的压力时认为，埃达克岩只能形成在很狭窄的压力范围(1.8~2.3 GPa，相当于60~70 km深度)，通过实验得出该压力范围内的残留相为石榴子石+单斜辉石+角闪石。模拟实验表明，在俯冲早期，由于被快速加热，热的板块和流体的作用易使俯冲洋壳熔融形成埃达克岩浆[1, 36]，与地幔正常的脱水熔融作用相比，形成于俯冲板片熔融作用的埃达克岩浆一般发生在更浅部位。
(6) 地球化学数据显示，扎嘎当奥长花岗岩富集Sr和A1，且具有微弱的正Eu异常，通过Y/Yb、(Ho/Yb)N值及HREE曲线形态可以判别残留相的主要成分[37]。扎嘎当奥长花岗岩Y/Yb=9.47~10.94，(Ho/Yb)N=0.78~0.94，HREE曲线呈左倾，表明残留相中石榴子石与角闪石含量大致相当，这与Y-Sr/Y判别图解(图 5-a)中样品点在角闪石榴子石岩部分熔融曲线上呈规律排列吻合。在YbN-(La/Yb)N判别图解(图 5-b)中，样品点也分布在10%~25%石榴子石角闪岩部分熔融演化线过渡带。以上表明，扎嘎当奥长花岗岩岩源区的残留相中主要为石榴子石和角闪石，且两者含量相当，推测其残留相可能由角闪石+石榴子石组成。
综合以上分析，笔者认为，扎嘎当奥长花岗岩O型埃达克岩是洋壳在俯冲作用初期，由消减板片MORB(印度洋MORB)在一定深度(60~70 km深处，残留相为石榴子石+单斜辉石+角闪石)部分熔融形成的[1, 35]。
4.2 地质意义
研究显示，特提斯洋内部演化可能极复杂。Allegre等[13]通过研究提出，在新特提斯洋内部可能存在一个岛弧，但该岛弧已经消失。McDermid等[14]在研究泽当蛇绿岩时认为，雅鲁藏布江缝合带泽当段存在晚侏罗世洋内岩浆弧；Aithison等[15]在对泽当蛇绿岩进行考察和研究后，认为该区在中生代存在一个新特提斯洋内俯冲系统；韦栋梁等[16]指出，雅鲁藏布江缝合带泽当段洋内岛弧(泽当岛弧)是早期特提斯大洋岩石圈向北俯冲的产物，同时指出泽当英云闪长岩是新特提斯洋内俯冲的证据之一。那么在泽当地区，洋内弧是否存在，什么时候俯冲的呢？
泽当地区发育要素较齐全的蛇绿岩，研究显示该蛇绿岩为SZZ型蛇绿岩[38]。扎嘎当奥长花岗岩出露于泽当蛇绿混杂岩带内的最北端，与泽当蛇绿岩中的岛弧玄武岩共生，而俯冲洋壳成因的埃达克岩通常与SSZ型蛇绿岩共生。张旗等[31]根据O埃达克岩的特征，将其又细分为2类，其中的一类是西湾型埃达克岩，特点是多产于蛇绿岩中，规模小、分布少，多具有斜长花岗岩的特征[31]，这与扎嘎当奥长花岗岩地质特征一致。另外，Shervais等[39]在研究北美板块洋内弧俯冲作用时，也认为洋内弧俯冲作用与SSZ蛇绿岩形成演化有关，在其俯冲进入成熟稳定时，英云闪长岩、奥长花岗岩等深成岩较发育。扎嘎当奥长花岗岩作为泽当蛇绿混杂岩带内的一个端元，与SSZ型蛇绿岩共生，说明扎嘎当奥长花岗岩应为洋壳俯冲的产物。同时，与奥长花岗岩产出构造相配套的岛弧产物的是否存在可以进一步印证扎嘎当奥长花岗岩是否是洋内俯冲的产物，那么这套岛弧产物是否存在呢？
肖庆辉等[40]在研究洋陆转换的岩石学特征时，分析了洋内弧与初始俯冲的关系与识别，根据洋内弧的构造分区，认为位于海沟和火山-岩浆弧之间的前弧保存了洋盆俯冲作用初期形成的初生地壳具有与俯冲作用有关的标志性的、独特的地球化学特点，即富集硅和大离子K、U、Sr、Pb等亲石元素，亏损Nb、Ta、Ti等高场强不相容元素[41]。扎嘎当O埃达克岩在洋壳俯冲作用初期形成，它的出现代表了大洋板片的俯冲方向和俯冲消减的开始。与扎嘎当奥长花岗岩共生的泽当蛇绿岩中发育一套大洋岛弧钙碱性系列火山岩，其地球化学特点是高硅(SiO2>48%)、富铝(Al2O3>16%)、低钛(TiO2 < 1.2)，富集K、Rb、Sr、Pb等大离子亲石元素及LREE，亏损Nb、Ti、Hf、Zr、Th等高场强元素及HREE。上述表明，泽当蛇绿岩应为前弧构造的产物，印证了与洋内弧配套的岛弧，特别是前弧的存在。
区域上，在西藏扎囊—贡嘎一带多吉扎地区以东昌果乡南侧出露的刘琼组，整体为具埃达克岩性质、发育高镁安山岩等前弧玄武岩系列的一套深海-浅海火山沉积岩组合，岩性为玄武岩、玄武安山岩、安山岩、凝灰岩及灰岩，夹凝灰质砂岩、火山角砾岩，具典型洋内弧岩石组合特征，形成于181 Ma，属早侏罗世①。泽当英云闪长岩、扎嘎当奥长花岗岩均形成于158~152 Ma，为晚侏罗世，具有埃达克岩性质，代表了俯冲环境下洋壳部分熔融的产物[16, 42]。而泽当蛇绿岩形成于162~130 Ma，蛇绿岩中LREE亏损的火山岩及岩墙具有MORB属性，表明该区经历了初始洋盆扩张阶段[38]。综上所述，泽当地区的洋内弧俯冲可能始于160 Ma左右。
综合扎嘎当奥长花岗岩的岩石地球化学、同位素地球化学、地质学等特征，在前人研究基础上，笔者认为，扎嘎当奥长花岗岩的出现可作为泽当地区洋内弧存在的证据之一，这与其本身的特性有关，也与其所处的地质背景相关，同时可进一步反映泽当地区于160 Ma左右开始发生初期的洋内俯冲。
5. 结论
(1) 扎嘎当奥长花岗岩具高硅、高铝、富钠(Na2O/K2O>2)、低镁，属准铝质钙碱性系列岩石。具高Sr和Sr/Y值，低Y、Yb，属O型埃达克岩。稀土元素总量偏低，轻稀土元素富集，大离子亲石元素Rb、K、Ba富集，高场强元素Nb、Ti、P亏损，Eu具微弱的正异常。
(2) 岩石具有较高的Sr、Sm、Nd、Pb含量，ISr=0.704251~0.704329，INd=0.512776~0.512807, εNd(t)=6.61~7.22。岩石铅同位素组成较均一， 206Pb/204Pb=18.378~18.495，207Pb/204Pb=15.542~15.554和208Pb/204Pb=38.336~38.406。
(3) 地球化学和地质特征表明，扎嘎当奥长花岗岩是洋壳在俯冲作用初期，由消减板片MORB(印度洋MORB)在一定深度部分熔融形成的，可作为新特提斯洋内俯冲的证据之一，进一步表明泽当洋内弧的存在，并可能于160 Ma左右开始发生初期的洋内俯冲。
致谢: 野外工作中得到西藏自治区地质矿产勘查开发局第六地质大队的大力支持，广州市拓岩检测技术有限公司在锆石挑选、制靶、拍照工作中给予支持，锆石U-Pb和Lu-Hf同位素分析得到国家地质实验测试中心李超副研究员的大力支持和耐心指导，审稿专家对本文提出了诸多宝贵意见和建议，在此一并深表衷心的感谢 -
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图 2 构造-地层剖面(a)及花岗闪长斑岩特征(b~f)(剖面据参考文献[13]修改)
b—花岗闪长斑岩野外照片；c—花岗闪长斑岩手标本；d~f—花岗闪长斑岩镜下照片。1—第四系残坡积物；2—砾岩；3—构造角砾岩；4—灰岩；5—砂屑灰岩；6—硅质灰岩；7—砂岩；8—粉砂岩；9—花岗闪长斑岩；10—流纹英安岩；11—流纹岩；12—含角砾的流纹质晶屑凝灰熔岩；13—流纹斑岩；14—板岩；15—高岭土化；16—蛇纹石化；17—孔雀石化；18—构造透镜体；19—地层界线；20—产状；21—逆断层；22—推测断层；23—采样位置；Qtz—石英；Pl—斜长石；Chl—绿泥石；Amp—角闪石
Figure 2. Tectonic stratigraphic section(a)and granodiorite-porphyry characteristics(b~f)
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图 3 东卡错花岗闪长斑岩锆石阴极发光(CL)图像(a)及U-Pb年龄谐和图(b) (椭圆和负值代表Hf同位素测点及εHf(t)值，圆和正值代表U-Pb同位素测点及206Pb/238U年龄值)
Figure 3. CL images of zircons(a)and U-Pb age concordia diagrams(b)of the Dongkaco granodiorite-porphyry
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图 5 东卡错花岗闪长斑岩球粒陨石标准化稀土元素配分模式图解(a)和微量元素原始地幔标准化图解(b)(球粒陨石值和原始地幔值据参考文献[31])
Figure 5. Chondrite-normalized REE patterns(a)and primitive mantle normalized trace element diagrams(b)of the Dongkaco granodiorite-porphyry
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图 6 东卡错花岗闪长斑岩锆石εHf(t)直方图(a)和U-Pb年龄- εHf(t)图解(b)
Figure 6. Histograms of zircon εHf(t)(a)and U-Pb ages -εHf(t)diagram(b)of the Dongkaco granodiorite-porphyry
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图 7 东卡错花岗闪长斑岩判别图解(底图据参考文献[35])
Figure 7. Discriminatioin diagrams for the Dongkaco granodiorite-porphyry
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图 8 东卡错花岗闪长斑岩Zr-Zr/Nb图解(a)和SiO2-La/Yb图解(b)
Figure 8. Diagrams of Zr-Zr/Nb(a)and SiO2 -La/Yb(b)for the Dongkaco granodiorite-porphyry
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图 9 东卡错花岗闪长斑岩构造判别图解(底图据参考文献[55])
Figure 9. Discrimination diagrams illustrating tectonic setting of the Dongkaco granodiorite-porphyry
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图 10 东卡错地体构造演化图(据参考文献[13]修改)
Figure 10. Schematic illustration of the tectonic evolution of the Dongkaco microcontinent
表 1 东卡错花岗闪长斑岩LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素分析结果
Table 1 LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb isotope dating results of the Dongkaco granodiorite-porphyry
测试点 含量/10-6 Th/U 同位素比值 年龄/Ma Pb Th U 207Pb/206Pb ±1σ 207Pb/235U ±1σ 206Pb/238U ±1σ 206Pb/238U ±1σ 17D012-2 16 372 788 0.47 0.04861 0.00621 0.11480 0.00772 0.01713 0.00087 109.5 4.4 17D012-3 19 507 768 0.66 0.05082 0.00639 0.12069 0.00799 0.01721 0.00086 110.0 4.4 17D012-4 23 646 935 0.69 0.04862 0.00601 0.11261 0.00733 0.01679 0.00083 107.4 4.2 17D012-5 17 406 778 0.52 0.04841 0.00589 0.11394 0.00730 0.01707 0.00083 109.1 4.2 17D012-6 29 781 1158 0.67 0.05029 0.00602 0.11798 0.00743 0.01701 0.00081 108.8 4.1 17D012-7 17 386 803 0.48 0.04889 0.00575 0.11677 0.00723 0.01732 0.00081 110.7 4.1 17D012-8 16 449 560 0.80 0.05064 0.00586 0.12050 0.00733 0.01723 0.00079 110.2 4.0 17D012-9 16 396 711 0.56 0.05040 0.00544 0.11892 0.00673 0.01711 0.00073 109.4 3.7 17D012-10 16 396 721 0.55 0.04894 0.00515 0.11591 0.00643 0.01717 0.00072 109.8 3.6 17D012-11 10 257 458 0.56 0.04979 0.00515 0.11615 0.00632 0.01691 0.00069 108.1 3.5 17D012-12 28 724 1133 0.64 0.04872 0.00493 0.11576 0.00617 0.01723 0.00069 110.2 3.5 17D012-13 17 524 418 1.25 0.04824 0.00478 0.11597 0.00605 0.01744 0.00069 111.4 3.5 17D012-14 19 502 789 0.64 0.04844 0.00470 0.11454 0.00586 0.01715 0.00066 109.6 3.4 17D012-15 20 522 862 0.60 0.04831 0.00459 0.11309 0.00566 0.01698 0.00064 108.6 3.3 17D012-16 24 592 1014 0.58 0.04848 0.00451 0.11398 0.00558 0.01705 0.00063 109.0 3.2 
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表 2 东卡错花岗岩全岩主量、微量和稀土元素分析结果
Table 2 Whole-rock major elements, trace elements and REE data of the Dongkaco granodiorite-porphyry
样品号 17D012-2 17D012-3 17D012-4 17D012-5 17D012-6 SiO2 66.01 65.99 65.56 65.07 67.62 TiO2 0.45 0.45 0.47 0.49 0.46 Al2O3 15.06 14.74 14.91 15.26 15.25 TFe2O3 4.27 4.09 4.12 4.22 3.48 MnO 0.11 0.10 0.10 0.14 0.08 MgO 0.50 0.50 0.56 0.50 0.48 CaO 4.43 4.61 4.53 4.43 3.36 Na2O 2.18 2.06 3.45 3.23 3.67 K2O 3.55 3.49 2.89 3.04 2.79 P2O5 0.13 0.13 0.13 0.15 0.14 烧失量 3.10 3.21 3.01 2.97 2.43 总计 99.80 99.37 99.72 99.52 99.75 Mg# 19.03 19.72 21.48 19.22 21.61 DI 70.75 70.56 73.18 72.38 77.06 A/CNK 0.97 0.95 0.87 0.91 1.00 A/NK 2.03 2.05 1.69 1.77 1.68 K2O+Na2O 5.92 5.77 6.55 6.50 6.64 K2O/Na2O 0.62 0.59 1.20 1.06 1.31 La 46.70 46.80 46.40 48.70 46.10 Ce 89.40 88.10 87.50 93.40 88.00 Pr 8.87 8.76 8.76 9.26 8.75 Nd 31.20 31.10 30.80 32.70 30.60 Sm 5.42 5.30 5.53 5.72 5.32 Eu 1.06 1.07 1.06 1.10 1.04 Gd 4.34 4.54 4.52 4.72 4.42 Tb 0.69 0.68 0.67 0.70 0.66 Dy 4.23 4.00 4.31 4.36 4.03 Ho 0.88 0.83 0.89 0.87 0.82 Er 2.50 2.51 2.56 2.60 2.39 Tm 0.37 0.38 0.39 0.38 0.38 Yb 2.60 2.54 2.63 2.67 2.34 Lu 0.40 0.42 0.43 0.42 0.38 Y 25.00 24.70 25.50 25.70 23.40 Rb 216.00 212.00 189.00 189.50 177.00 Ba 94.00 139.50 96.10 165.50 77.50 Th 30.10 31.00 30.00 30.30 30.80 U 4.81 4.69 4.30 3.78 3.73 Nb 12.10 11.90 12.00 12.50 12.00 Ta 1.20 1.10 1.10 1.20 1.30 Pb 7.70 7.60 8.00 8.20 6.60 Sr 68.50 66.40 109.00 86.20 93.50 P 0.14 0.14 0.14 0.16 0.15 Zr 199.00 209.00 218.00 209.00 205.00 Hf 5.20 5.60 5.80 5.40 5.60 Ti 0.47 0.47 0.49 0.51 0.47 Nb/Ta 10.08 10.82 10.91 10.42 9.23 ΣREE 198.66 197.03 196.45 207.6 195.23 ΣLREE 182.65 181.13 180.05 190.88 179.81 ΣHREE 16.01 15.90 16.40 16.72 15.42 LREEs/HREEs 11.41 11.39 10.98 11.42 11.66 (La/Yb)N 12.88 13.22 12.66 13.08 14.13 δEu 0.65 0.65 0.63 0.63 0.64 δCe 1.01 0.99 0.99 1.01 1.00 锆石饱和温度/℃ 791 796 800 796 794 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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表 3 东卡错花岗闪长斑岩锆石Lu-Hf同位素组成
Table 3 Zircon Lu-Hf isotopic compositions of the Dongkacou granodiorite-porphyry
测点号 年龄/Ma 176Yb/177Hf 176Lu/177Hf 176Hf/177Hf 2σ (176Hf/177Hf)i εHf(0) εHf(t) tDM/Ma t2DM/Ma f(Lu/Hf) 17D012-2 109 0.062422 0.001457 0.282530 0.000020 0.282527 -8.56 -6.23 1034 1568 -0.96 17D012-3 110 0.051082 0.001177 0.282532 0.000016 0.282530 -8.48 -6.16 1023 1563 -0.96 17D012-4 107 0.029285 0.000768 0.282516 0.000015 0.282515 -9.04 -6.69 1034 1596 -0.98 17D012-5 109 0.092001 0.002043 0.282531 0.000020 0.282527 -8.52 -6.3 1049 1570 -0.94 17D012-6 109 0.061370 0.001474 0.282588 0.000018 0.282585 -6.49 -4.21 951 1438 -0.96 17D012-7 111 0.086110 0.001987 0.282535 0.000022 0.282531 -8.38 -6.09 1041 1559 -0.94 17D012-8 110 0.039732 0.000956 0.282514 0.000020 0.282512 -9.11 -6.76 1042 1601 -0.97 17D012-9 109 0.035763 0.000931 0.282575 0.000016 0.282573 -6.98 -4.65 957 1466 -0.97 17D012-10 110 0.043552 0.001012 0.282577 0.000016 0.282575 -6.90 -4.57 956 1461 -0.97 17D012-11 108 0.040781 0.001135 0.282408 0.000022 0.282406 -12.88 -10.59 1197 1842 -0.97 17D012-12 110 0.048515 0.001110 0.282530 0.000015 0.282528 -8.54 -6.21 1024 1566 -0.97 17D012-13 111 0.046360 0.001044 0.282526 0.000016 0.282524 -8.69 -6.32 1028 1574 -0.97 17D012-14 110 0.041123 0.001056 0.282565 0.000015 0.282563 -7.31 -4.99 973 1488 -0.97 17D012-15 109 0.057474 0.001407 0.282547 0.000016 0.282545 -7.94 -5.66 1008 1530 -0.96 17D012-16 109 0.038540 0.001029 0.282504 0.000016 0.282502 -9.47 -7.16 1058 1625 -0.97
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