Tectonic attribute of the Shiquanhe-Namco ophiolitic belt: Constraint from geochemistry of the island-arc basalts in the Asa mélange zone, central Tibet
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摘要:
明确狮泉河-纳木错蛇绿岩带的构造属性是重建西藏中部中特提斯演化的关键之一。报道了西藏中部阿索地区蛇绿混杂岩带中岛弧玄武岩的岩石学、地球化学特征，并讨论了该岩石的构造意义。野外和镜下观察结果显示，该样品具有枕状构造并具有细碧岩的岩石特征，表示其形成于海底喷发环境。全岩地球化学分析结果显示，该样品属于亚碱性系列中的钙碱性玄武岩。该岩石富集轻稀土元素，具有平坦的重稀土元素分布特征，轻、重稀土元素分异较强。岩石富集Ba、Th、Pb等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta等高场强元素。地球化学分析结果显示，岩石起源于被俯冲沉积物熔体交代的亏损地幔的部分熔融，形成于洋内岛弧环境之下。结合前人研究，发现狮泉河-纳木错蛇绿岩带并非仅存在洋壳成因的蛇绿岩，还保存了一些岛弧成因的岩浆岩。这些岛弧成因岩浆岩的存在表明，狮泉河-纳木错蛇绿岩带中的岩浆岩并非单一构造背景下形成的蛇绿岩，而是包含了多种构造背景之下的岩浆产物。研究表明，狮泉河-纳木错蛇绿岩带并非仅保留了弧后盆地的遗迹，其包含了洋内俯冲环境中多种成因的岩浆作用产物。
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关键词:
- 青藏高原 /
- 狮泉河-纳木错蛇绿岩带 /
- 岛弧玄武岩 /
- 地球化学 /
- 中特提斯洋
Abstract:The tectonic setting of the Shiquanhe-Namco ophiolitic belt in central Tibet is a key to understanding the Mesozoic tectonic evolution of the Meso-Tethys Ocean.Based on the analysis of major and trace element compositions of island arc basalts in the Asa mélange zone, central Tibet, its tectonic significance was discussed.Field observation and microscopic study indicate that they were formed in submarine eruption environment.Whole-rock geochemical analyses suggest that these rocks belong to calc-alkaline rocks, rich in light rare earth and Ba, Th, Pb large-ion lithophile elements, and depleted in Nb and Ta, with clear differentiation of light and heavy rare earth elements and flat distribution of heavy rare earth elements.Geochemical analysis shows that the rocks were originated from partial melting of depleted mantle metasomatized by melt of subducting sediments and formed under the oceanic island arc environment.Combined with previous work, it is suggested that there are some island arc basalts widely preserved in the Shiquanhe-Namco ophiolitic belt.The existence of the island-arc magmatic rocks within the Shiquanhe-Namco ophiolitic belt reveals that the Shiquanhe-Namco ophiolitic belt cannot be interpreted as an ophiolite in a single back-arc setting but contains magmatic products under various tectonic settings.The results show that the Shiquanhe-Namco ophiolite belt does not only retain the remains of backarc basin, but also contains the magmatic products of various genesis in the subduction environment.
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中特提斯洋是晚二叠世—早白垩世分隔冈底斯地体和羌塘地体的洋盆[1-3]，该大洋的裂解、俯冲及闭合主导了西藏中部的中生代区域地质演化[2-3]。作为中特提斯洋闭合的残留遗迹，大量的中生代蛇绿岩在西藏中部广泛分布[4-9]。依据蛇绿岩的野外分布，前人将其带归并为班公湖-怒江蛇绿岩带和狮泉河-纳木错蛇绿岩带[5-12]。这2条蛇绿岩带中的蛇绿岩、岛弧岩浆岩及深海相沉积基质全面记录了中特提斯洋从裂解到闭合的历史[5-12]，对研究西藏中部特提斯洋演化具有重要的地质意义。
尽管大部分学者认为，狮泉河-纳木错蛇绿带属于中特提斯洋闭合后缝合带的一部分，但对于狮泉河-纳木错蛇绿混杂带的构造属性还存在一定的争议[4-5]。对于其构造属性，主要存在其属于原位蛇绿岩，还是属于班公湖-怒江蛇绿岩带的异地推覆体2种观点[4-5]。在异地推覆模式中，根据狮泉河和申扎地区的蛇绿岩与上侏罗统—下白垩统之间的不整合接触关系，部分学者认为这些异地岩块就位于中特提斯洋闭合阶段[9]。与之相反，吴珍汉等[13]根据区域逆冲推覆构造的活动时间，推断晚白垩世—古近纪的强烈逆冲推覆构造运动导致了班公湖-怒江缝合带解体及狮泉河-纳木错蛇绿岩带构造侵位[14]。而在原地成因模式中，前人根据狮泉河、拉果错、阿索等地早侏罗世—早白垩世俯冲带型蛇绿岩的地球化学特征，将狮泉河-纳木错蛇绿岩带解释为中特提斯洋南向俯冲形成的弧后盆地[4]。最近，地球化学研究发现，永珠和仁错地区的蛇绿岩具有大洋中脊玄武岩的地球化学特征，且并未表现出受俯冲带影响的特点，故部分学者提出永珠—纳木错地区的蛇绿岩形成于裂解洋盆或大洋中脊等非俯冲带成因之下[15-16]。总之，对狮泉河-纳木错蛇绿岩带的构造背景仍然存有较大的争议，但之前的研究主要集中于蛇绿岩，对于混杂岩带中其他与蛇绿岩相关的岩石研究较少。
最近，在狮泉河、拉果错及阿索地区的混杂岩带中先后报道了非蛇绿岩属性的岛弧岩浆岩[10-12]，表明狮泉河-纳木错混杂岩带中的物质不能简单地归因于弧后盆地扩张形成。前人报道的这些与岛弧相关的岩石以中酸性岩石为主[7-10, 16]，而典型的岛弧玄武岩物质仅在狮泉河以东有报道[10]。本文对阿索地区新发现的岛弧型玄武岩的岩石学和地球化学特征进行了分析，为探讨狮泉河-纳木错蛇绿混杂岩带的构造属性提供了新的地质证据。结合前人的研究，对中特提洋南缘的洋盆演化历史提出了新的认识。
1. 地质背景
狮泉河-纳木错蛇绿岩带又名狮泉河-永珠-嘉黎蛇绿岩带、永珠-阿索蛇绿岩带[7-11]，该蛇绿岩带位于班公湖-怒江蛇绿岩带南侧，中冈底斯板块以北(图 1-a)，部分学者认为其代表了北冈底斯板块与中冈底斯板块的地质边界[18]。该带自西向东由狮泉河地区延申至嘉黎县凯蒙地区，主要有狮泉河、拉果错、阿索、永珠、纳木错等数个蛇绿(混杂)岩带组成，其中以拉果错与永珠2处蛇绿岩发育最为完整[7-15]。前人的研究结果显示，该混杂岩带物质组成较为复杂，主要由晚三叠世—早白垩世的深海相浊积岩沉积基质和蛇绿岩、灰岩、硅质岩等混杂块体所组成，其中蛇绿岩块体的主要形成时代为早侏罗世—早白垩世[18-19]。最近的研究发现，混杂岩带中还保留了一部分非蛇绿岩属性的岛弧岩浆岩块体[12]。
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图 1 藏北尼玛县阿索乡阿索混杂岩带地质简图(据参考文献[17]修改)a—青藏高原区域地质简图；b—研究区区域地质图；①—龙木错-双湖-澜沧江板块缝合带；②—班公湖-怒江板块缝合带；③—狮泉河-纳木错蛇绿岩带；④—沙莫勒-米拉山断裂带；⑤—印度-雅鲁藏布江板块缝合带Figure 1. Geological map of the Asa mélange in Asa Town of Nima County, northern Tibet阿索混杂岩带位于尼玛县以西约120 km处的阿索乡西南侧，作为北冈底斯板块与中冈底斯板块的地质边界存在(图 1-a)。研究区东北侧主要出露下白垩统郎山组巨厚灰岩沉积和上白垩统竞柱山组陆相磨拉石沉积，郎山组被后期的上白垩统中酸性侵入岩侵入(图 1-b)[20]。研究区西南侧主要展布下二叠统拉嘎组、昂杰组，中—上侏罗统接奴群及下白垩统多尼组等地层，地层之间均为断层接触[21]。研究区中西部主要出露的地质单元为阿索混杂岩带。混杂岩带的混杂基质为下白垩统阿索岩组，主要由深海复理石相砂岩、页岩、砂页岩互层等组成。其中，混杂岩块主要包括侏罗纪—白垩纪蛇绿岩岩块、硅质岩岩块、灰岩岩块及晚古生代变质岩岩块[22]。混杂岩带被早白垩世晚期的花岗质岩浆岩侵入，表明混杂岩带于早白垩世晚期已经就位[23]。本文报道的玄武岩块体与晚古生代变质岩块共同出露于阿索混杂岩带中。
2. 野外及岩石学特征
由于阿索岛弧玄武岩展布面积较小，仅出露在嘎布纳弄松勒地区，南北向长度小于100 m，东西向延申约300 m。为明确玄武岩的具体展布情况，笔者测制了相关剖面(图 2-a)。与阿索蛇绿岩大部分混杂在早白垩世阿索岩组复理石中不同，阿索岛弧玄武岩与中低级变质的变质岩片共同出现，未见与复理石直接接触。玄武岩南侧与大理岩直接以逆断层形式接触(图 2-b)，断层倾向北，二者之间可见破碎带。北侧与片麻岩之间以北倾逆断层形式接触(图 2-a)，与片麻岩接触的边界断裂片麻岩一侧也发育典型的构造片岩。玄武岩两侧的变质岩片包括石英岩、云母石英片岩、片麻岩、大理岩等，这些变质岩与复理石之间以断层直接接触。除接触边界外，玄武岩未见明显的变形，其底部主要为层状构造的玄武岩，上部的玄武岩保存了较完整的枕状构造(图 2-c)。层状玄武岩单层厚0.5~1 m，枕状玄武岩岩枕大小不一，最小直径为0.3 m(图 2-d)。
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图 2 阿索混杂岩带岛弧玄武岩实测剖面(a)和野外(b~d)、镜下照片(e~g)1—复理石砂岩；2—白云母石英片岩；3—大理岩；4—层状玄武岩；5—枕状玄武岩；6—片麻岩；7—石英岩；8—断层；9—采样点；Cpx—单斜辉石；Pl—斜长石；Chl—绿泥石；Pum—绿纤石Figure 2. Geological section(a), field photos(b~d)and micrographs(e~g)of the island arc basalt from Asa mélange阿索岛弧玄武岩为斑状结构，枕状或层状构造，枕状体边部岩石发育气孔杏仁构造(图 2-d)。岩枕核部玄武岩气孔杏仁较小，大多长轴直径小于0.5 mm，其内部主要充填矿物为较低突起且具有浅绿色干涉色的绿纤石(图 2-c)。玄武岩斑晶为钙长石，含量约5%，多为半自形-自形板条状(图 2-f、g)，斑晶中钙长石发育边部较完整，内部多为玻璃质云雾状，构成典型的中空骸晶结构(图 2-g)。基质主要由单斜辉石与斜长石组成，单斜辉石含量约40%，其余为针柱状斜长石。基质中的针柱状斜长石自形程度较差，晶体边缘为不规则锯齿状，斜长石格架中充填的单斜辉石多为团块状(图 2-f)，少量辉石蚀变为绿泥石(图 2-g)。根据野外及镜下特征，笔者认为，阿索岛弧玄武岩喷发于海底环境并遭受了海底热液蚀变，形成于海相火山喷流环境。
3. 分析测试与地球化学特征
3.1 测试方法
玄武岩样品主量、微量和稀土元素的分析与测试工作均在中国地质大学北京地学实验中心完成。烧失量处理步骤为称取100 mg样品，在马弗炉内980℃条件下恒温60 min后，在干燥皿中保存至室温后称量计算获得。样品主量元素含量测定使用仪器为美国利曼公司(LEEMAN LABS.INC)Prodigy型等离子体发射光谱仪(ICP-OES)；对于部分低含量元素，采用酸溶溶液，利用Agilent 7500a型ICP-MS进行K、P、Ti、Mn等元素含量验证性测定，当前述元素含量低于0.01%时，直接选用微量元素分析结果。样品微量样品分析仪器为美国安捷伦公司生产Agilent 7500a型等离子体质谱仪，分析过程中使用美国标准局Equipment实验室制备的标准溶液Std-1、Std-2、Std-4为检测外部标样，定值加入的Rh为检测内部标准进行含量标定。使用美国地质调查局(USGS)标准样品AGV2、中国地质测试中心岩石标样GSR-1和GSR-3、GSR-5进行分析质量监控。样品SiO2的分析精度为1%，其他氧化物的分析精度在4%~10%之间；微量元素分析误差Li、P、K小于15%；Ti、Ni、V、Co、Cr、Sc、Mn小于10%，其他元素小于5%。详细的样品预处理过程及仪器运行条件见参考文献[24]。
3.2 地球化学特征
共选取5件玄武岩样品进行地球化学分析，为确保样品具有代表性，沿玄武岩块体底部至顶部采样，其中H1和H2两件样品来自层状玄武岩，其余3件来自枕状玄武岩的核部，所得数据见表 1。样品烧失量(LOI)为2.16%~4.09%，整体较高。阿索岛弧玄武岩的SiO2含量为49.95%~54.85%，TFe2O3含量为6.68%~7.36%，Al2O3含量在14.77%~17.41%之间；MgO含量为4.92%~5.85%；Mg#值分布在62.0~66.1之间；TiO2含量为0.92%~1.00%，平均值为0.95%；岩石富钠，Na2O含量为4.77%~7.12%，K2O含量介于0.07%~0.44%之间，相对贫钾。考虑到玄武岩遭受一定的蚀变作用，可能导致活动元素的迁移，因此采用不活动性元素分类图解进行分类。在Nb/Y-Zr/TiO2岩性分类图解[25](图 3-a)中，样品点均位于亚碱性玄武岩/安山岩系列中；在Co-Th岩性分类图解[26](图 3-b)中，所有样品点均落入钙碱性玄武安山岩/安山岩区域，与前人报道的狮泉河混杂岩带中隆巴俄桑地区的岛弧玄武岩相似[10]。
表 1 阿索岛弧玄武岩主量、微量和稀土元素测试结果Table 1. Whole-rock major, trace elements and REE data of the Asa island arc basalt样品号 NT38H1 NT38H2 NT38H3 NT38H4 NT38H5 样品号 NT38H1 NT38H2 NT38H3 NT38H4 NT38H5 SiO2 54.18 52.37 49.95 54.29 54.85 Nb 3.81 4.30 5.98 3.89 4.02 TiO2 0.92 1.00 0.96 0.92 0.97 Ta 0.24 0.27 0.32 0.23 0.23 Al2O3 16.35 17.41 14.76 17.27 16.67 La 12.02 12.89 30.33 13.02 13.69 TFe2O3 6.99 7.36 6.98 6.68 6.79 Ce 22.66 25.29 54.94 24.59 24.95 MnO 0.12 0.13 0.13 0.13 0.13 Pb 5.74 4.22 5.67 6.20 3.58 MgO 5.85 5.15 5.50 4.92 5.14 Pr 2.72 3.04 6.10 2.92 3.03 CaO 5.69 7.02 12.19 5.45 5.66 Sr 257.2 438.2 455.7 447.2 339.4 Na2O 6.73 6.25 4.77 6.84 7.12 Nd 10.35 11.33 20.35 10.98 11.33 K2O 0.08 0.07 0.44 0.07 0.07 Zr 88.72 98.57 84.86 92.34 93.33 P2O5 0.13 0.14 0.21 0.13 0.14 Hf 2.22 2.46 1.98 2.26 2.25 烧失量 2.68 2.95 4.09 3.02 2.16 Sm 2.51 2.82 3.77 2.67 2.76 总计 99.71 99.84 99.98 99.72 99.69 Eu 0.78 0.92 1.06 0.85 0.82 Mg# 66.11 61.98 64.75 63.18 63.86 Gd 2.71 3.06 3.47 2.88 2.95 Sc 29.24 31.54 32.87 29.32 30.40 Tb 0.48 0.52 0.53 0.49 0.50 V 211.0 225.4 244.67 209.8 220.2 Dy 3.24 3.50 3.39 3.25 3.32 Cr 90.66 74.12 229.59 73.40 92.70 Y 21.58 23.04 22.90 22.08 23.54 Co 26.58 27.56 28.65 27.28 25.64 Ho 0.69 0.74 0.71 0.69 0.71 Ni 50.22 48.12 81.40 53.16 49.96 Er 2.03 2.12 2.04 2.00 2.07 Mn 880.6 1027.4 1004.6 968.4 990.8 Tm 0.29 0.31 0.29 0.28 0.29 Cu 53.36 50.58 34.46 54.98 64.64 Yb 1.82 1.94 1.84 1.83 1.87 Zn 59.60 67.24 68.32 68.68 66.68 Lu 0.28 0.29 0.27 0.27 0.28 Ga 19.87 22.04 18.35 19.13 16.31 ∑REE 62.59 68.76 129.09 66.72 68.57 Cs 1.77 1.39 0.77 2.47 0.79 Eu/Eu* 0.91 0.96 0.90 0.94 0.88 Rb 2.37 2.26 10.18 1.99 2.27 (La/Yb)N 4.73 4.77 11.85 5.10 5.25 Ba 63.62 82.44 178.41 80.64 63.92 (La/Sm)N 3.09 2.96 5.19 3.15 3.20 Th 4.83 5.24 6.97 4.72 4.73 (Dy/Yb)N 1.19 1.21 1.24 1.19 1.19 U 0.74 0.68 1.18 0.65 0.76 注：主量元素含量单位为%，微量和稀土元素含量单位为10-6 ![]()
与典型的拉斑系列岛弧玄武岩不同，阿索岛弧玄武岩表现出与钙碱性系列玄武岩相似的微量元素地球化学特征。在球粒陨石标准化稀土元素配分图(图 4-a)中，玄武岩样品的稀土元素表现出右倾分布的形式，并且样品具有较高的(La/Yb)N值(4.73~11.9，使用球粒陨石进行标准化)，表明轻稀土元素相对于重稀土元素强烈富集。同时，样品具有较高的(La/Sm)N值(2.96~5.19)，指示样品轻稀土元素内部具有明显的分异现象。与轻稀土元素特征不同，玄武岩样品具有较低的(Dy/Yb)N值(1.19~1.24)，表明重稀土元素内部并未发生强烈分异。另外，样品的Eu/Eu*值为0.88~0.96，Eu异常并不明显。在N-MORB标准化微量元素配分图(图 4-b)中，样品表现出Th、U等大离子亲石元素和La、Ce等轻稀土元素的强烈富集，以及Nb、Ta等高场强元素的亏损。
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图 4 阿索岛弧玄武岩球粒陨石标准化稀土元素配分模式图(a)及N-MORB标准化微量元素蛛网图(b) (原始地幔和N-MORB, E-MORB, OIB的标准值据参考文献[27])N-MORB—正常型大洋中脊玄武岩；E-MORB—富集型大洋中脊玄武岩；OIB—洋岛玄武岩Figure 4. Chondrite-normalized rare earth element patterns(a)and N-MORB-normalized trace element diagram(b)of the Asa island arc basalt4. 讨论
4.1 岩石成因
根据野外观察到的气孔构造及镜下观察到的杏仁构造充填的绿纤石等含水矿物和绿泥石化蚀变现象，推测蚀变和杏仁构造是造成烧失量较高的主要原因。地球化学特征表明，阿索混杂带中的岛弧玄武岩属于亚碱性系列钙碱性玄武岩，并且有向安山岩过渡演化的趋势。阿索岛弧玄武岩Cr(73×10-6~229×10-6)、Ni(49×10-6~81×10-6)变化范围较大，Mg#值(61~66)变化轻微，也表明岩浆经历了有限程度地橄榄石和辉石的分离结晶。样品轻微的负Eu异常表明斜长石的分离结晶作用并不明显。在N-MORB标准化微量元素蛛网图(图 4-b)中，玄武岩样品表现出高场强元素的负异常，以及大离子亲石元素和轻稀土元素的高程度富集，表明岩石具有典型的岛弧玄武岩的地球化学特征[28-29]。在Nb/Yb-Th/Yb图解(图 5-a)中，样品点远离MORB系列岩石，表明岩石并非起源于正常的软流圈地幔，而与俯冲物质改造的地幔源区或与大陆地壳物质的混染相关[28]。尽管大陆地壳物质的混染也能导致Nb和Ta的亏损，但样品并未表现出Zr和Hf的正异常，以上特征排除了大陆地壳物质混染的可能性[30]。另外，阿索岛弧玄武岩具有较稳定的U/Nb值，且不随着SiO2的增加而变高(图 5-b)，表明大陆地壳物质混染并未导致阿索岛弧玄武岩的成分变化。因此，阿索玄武岩中Nb、Ta的亏损和Th、U等的富集指示阿索岛弧玄武岩的源区特征[31]。δNb值(1.74+log(Nb/Y)-1.92*log(Zr/Y))值可用于限定地幔源区的富集或贫化程度，正的δNb值一般显示富集地幔源区的特征，而所有N-MORB均显示δNb<0的特征[32]。阿索岛弧玄武岩的δNb值介于-0.20~0.06之间，表明岩石总体以亏损地幔为源区，但具有少量俯冲板片衍生物质的加入。在N-MORB标准化微量元素蛛网图(图 4-b)上，玄武岩平坦的重稀土元素配分模式也表明岩浆来源较浅且不含石榴子石。俯冲板片衍生的物质包括俯冲沉积物和蚀变洋壳脱水产生的流体，以及俯冲沉积物和蚀变洋壳熔融产生的熔体[33]。与典型的N-MORB玄武岩相比，样品具有较低的U/Th值和较高的Th含量，在Th-U/Th图解(图 5-c)中表现出俯冲沉积物加入的趋势[33-34]。考虑到样品具有较高的轻稀土元素含量，而轻稀土元素在俯冲沉积物中较富集，因此，笔者认为源区加入的俯冲物质以俯冲沉积物的熔体为主[35]。综合以上分析，阿索岛弧玄武岩起源于被俯冲沉积物交代的软流圈地幔。
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4.2 构造背景
本文报道的阿索地区的玄武岩表现出大离子亲石元素的富集和高场强元素的亏损，指示其形成于与俯冲带相关的地球化学环境[28-30]。同样，岩石成因分析结果也表明，玄武岩起源于经过俯冲沉积物熔体交代的地幔楔[32-34]。尽管本文中玄武岩在岩相学上属于海底环境喷发形成且发育枕状构造，但玄武岩样品属于钙碱性系列岩石且富集轻稀土元素，而前人报道的狮泉河、拉果错及阿索地区的蛇绿岩均具有轻稀土元素亏损至微弱富集的地球化学特征[3-5]，表明该岛弧玄武岩可能并非蛇绿岩的组成部分。考虑到海底蚀变作用对活动元素的影响，选取在海底热液活动和蚀变过程中保持稳定的不活动元素，如Nb、Ta、Hf、Y等[35-36]对玄武岩的构造环境进行判别。在Hf-Th-Ta构造环境图解[37](图 6-a)中，岩石落入岛弧玄武岩区域，表明岩石形成于岛弧环境。同样，在Y-La-Nb构造环境图解[38](图 6-b)中，岩石也落入钙碱性岛弧岩浆岩区域，与前人在狮泉河混杂岩带隆巴俄桑地区报道的岛弧玄武岩的特征一致[10]。因此，笔者认为，该玄武岩并非阿索蛇绿岩的组成成分，而是形成于岛弧环境中的玄武岩。需要指出的是，尽管阿索玄武岩属于钙碱性岛弧岩石，但这种岩石在洋陆俯冲带和洋内俯冲带均有分布，而并非只存在于洋陆俯冲带中[39]。例如，在马里亚纳洋内岛弧中就存在这种钙碱性岛弧岩浆岩的报道，其形成时代比俯冲启动晚15~20 Ma[40]。但是考虑到阿索玄武岩未遭受明显的地壳混染，且形成于洋底环境中，混杂岩带中的蛇绿岩也大多形成于洋内弧相关环境[5-8]，笔者更倾向于阿索玄武岩形成于洋内岛弧环境。洋内岛弧玄武岩具有较低的Ce/Yb值(小于15)，阿索和隆巴俄桑地区的玄武岩大多均具有较低的Ce/Yb值(11~14)，且具有大洋岛弧成分演化的趋势(图 6-c)，进一步支持了阿索玄武岩的洋内弧成因。因此，笔者认为，阿索岛弧玄武岩形成于洋内俯冲岛弧背景[41]。
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图 6 阿索岛弧玄武岩Hf/3-Th-Nb(a)、Y /15-La/10-Nb/8 (b)和Ce-Yb(c)构造环境判别图解图a:A-洋岛/板内玄武岩;B-富集型洋中脊玄武岩; C-亏损型洋中脊玄武岩;D-岛弧玄武岩 图b:1A-钙碱性玄武岩;1B-过渡区域;1C- 火山弧 拉斑玄武岩;2A-大陆玄武岩;2B-弧后盆地玄武岩;3A-碱性玄武岩;3B、3C-富集型洋中脊玄武岩; 3D-亏损型洋中脊玄武岩Figure 6. Hf/3-Th-Nb(a)，Y/15—La/10-Nb/8(b) and Ce-Yb(c) tectonic setting discrimination diagrams of Asa island arc basalt4.3 大地构造意义
长期以来，对于狮泉河-纳木错蛇绿岩带的构造属性及其中蛇绿岩形成的构造背景，存在很大争论。对于其构造属性，主要包含异地逆冲推覆岩片[9, 13-14]和原地蛇绿岩带[4-6]2种观点；而对于其中蛇绿岩形成的构造环境，主要包括弧后洋盆[4, 6]、裂解盆地[15]、大洋中脊型蛇绿岩[16]、弧前盆地[5]等多种解释。本文在阿索地区发现的岛弧玄武岩岩片的存在，表明狮泉河-纳木错蛇绿岩带中的物质并非仅有蛇绿岩，至少还包含一些其他的非蛇绿岩属性的岛弧岩浆岩。同样，前人在狮泉河和阿索地区发现的160 Ma高镁岩浆岩，在拉果错地区报道的170 Ma玻安岩和阿索160 Ma的高镁闪长岩等的存在[10-12]，也表明狮泉河-纳木错蛇绿岩带混杂的岛弧物质并非单一分布的零星块体，其具有一定的空间延伸。这些岛弧型岩浆岩的存在，表明狮泉河-纳木错蛇绿岩带保存了中特提洋俯冲期间的岛弧物质记录，而并非是单一的洋盆物质记录。然而，无论是弧后盆地还是初始裂解洋盆的模式，都不能解释这些岛弧型岩浆岩的存在。因此，将狮泉河-纳木错蛇绿岩带中的物质统一解释为单一构造背景下的蛇绿岩的观点不够全面。考虑到弧前玻安岩、岛弧系列的玄武岩和高镁安山岩及广泛报道的弧后型蛇绿岩的存在[4-15]，狮泉河-纳木错蛇绿岩保存了洋内俯冲体系弧前、岛弧及弧后地区较完整的物质记录，应形成于洋内俯冲背景下的多种构造环境。
蛇绿岩的地球化学特征也证明了该蛇绿岩带中物质的多样性。蛇绿岩带东段的永珠—纳木错地区的蛇绿岩大多具有较完整的彭罗斯序列，且具有典型的N-MORB型蛇绿岩的地球化学特征，因此部分学者认为其形成于大洋中脊背景下[16]；而与之相反，狮泉河-拉果错蛇绿岩带中的蛇绿岩大多缺失典型的基性岩墙群组分，且具有高场强元素亏损的俯冲带型蛇绿岩的地球化学特征，大多学者认为其形成于俯冲带构造背景下[42-43]。总的看，狮泉河-纳木错蛇绿混杂岩带中包含了大洋中脊型蛇绿岩、岛弧岩浆岩、俯冲带型蛇绿岩等较完整的大洋演化记录。与之不同的是，该带北侧的班公湖-怒江蛇绿岩带中的蛇绿岩主体均为俯冲带型蛇绿岩，并且缺乏典型的大洋中脊型蛇绿岩的记录[44-46]，表明2条蛇绿岩带的物质组成存在一定的差异性，故狮泉河-纳木错蛇绿岩带属于班公湖-怒江蛇绿岩带的推覆体的可能性较小，而更可能是一条独立的蛇绿岩带。但关于这2条蛇绿岩带之间具有何种构造联系，还需要进一步研究。考虑到夹持于二者之间的北冈底斯地体中发育的岛弧岩浆岩和沉积地层的最老时代不超过晚侏罗世[47]，并且这2条蛇绿岩带中的蛇绿岩和岛弧物质时代均以侏罗纪为主，不能排除二者属于同一条蛇绿岩带的可能。
本文报道的岛弧玄武岩以断层形式与冈底斯地体之上的古老变质岩接触，表明玄武岩代表的岛弧岩石可能在形成后拼贴至冈底斯地体之上，前人在阿索混杂岩中报道的混杂岩边界之上的构造片岩的白云母Ar-Ar年龄为120 Ma[22]，也可能与该期弧-陆碰撞事件有关。另外，前人在拉果错蛇绿岩与拉嘎组接触断裂中的白云母片岩中也获得了150~137 Ma的白云母Ar-Ar坪年龄，指示拉果错蛇绿岩于晚侏罗世—早白垩世就位至冈底斯地体边缘[43]。同样，前人在狮泉河地区的区域地质调查工作中发现，狮泉河蛇绿岩被物源来自冈底斯地体的阿普特-阿尔必期滨浅海相地层覆盖，也表明侏罗纪蛇绿岩在阿尔必阶之前已经就位至冈底斯地体边缘[9, 48]。综合以上这些证据，笔者推测，狮泉河-纳木错蛇绿岩带中的洋内弧于晚侏罗世—早白垩世以弧陆碰撞的方式就位至冈底斯板块北缘。
5. 结论
(1) 阿索岛弧玄武岩富集轻稀土元素和大离子亲石元素，亏损高场强元素，属于钙碱性系列玄武岩，源区为俯冲沉积物熔体交代的亏损地幔。
(2) 阿索岛弧玄武岩形成于洋内俯冲背景下的岛弧环境中。
(3) 狮泉河-纳木错蛇绿岩岩带中的物质不能简单解释为洋壳物质残留的蛇绿岩，而是包含了多种与洋内俯冲的构造背景相关的岩浆岩。
致谢: 野外工作得到了吉林大学西藏科研队的队员们和后勤工作人员的帮助，全岩地球化学测试分析由中国地质大学(北京)科学研究院帮助完成，在此一并致以真挚的谢意，并感谢审稿专家的建议和意见。 -
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图 1 藏北尼玛县阿索乡阿索混杂岩带地质简图(据参考文献[17]修改)
a—青藏高原区域地质简图；b—研究区区域地质图；①—龙木错-双湖-澜沧江板块缝合带；②—班公湖-怒江板块缝合带；③—狮泉河-纳木错蛇绿岩带；④—沙莫勒-米拉山断裂带；⑤—印度-雅鲁藏布江板块缝合带
Figure 1. Geological map of the Asa mélange in Asa Town of Nima County, northern Tibet
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图 2 阿索混杂岩带岛弧玄武岩实测剖面(a)和野外(b~d)、镜下照片(e~g)
1—复理石砂岩；2—白云母石英片岩；3—大理岩；4—层状玄武岩；5—枕状玄武岩；6—片麻岩；7—石英岩；8—断层；9—采样点；Cpx—单斜辉石；Pl—斜长石；Chl—绿泥石；Pum—绿纤石
Figure 2. Geological section(a), field photos(b~d)and micrographs(e~g)of the island arc basalt from Asa mélange
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图 4 阿索岛弧玄武岩球粒陨石标准化稀土元素配分模式图(a)及N-MORB标准化微量元素蛛网图(b) (原始地幔和N-MORB, E-MORB, OIB的标准值据参考文献[27])
N-MORB—正常型大洋中脊玄武岩；E-MORB—富集型大洋中脊玄武岩；OIB—洋岛玄武岩
Figure 4. Chondrite-normalized rare earth element patterns(a)and N-MORB-normalized trace element diagram(b)of the Asa island arc basalt
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图 6 阿索岛弧玄武岩Hf/3-Th-Nb(a)、Y /15-La/10-Nb/8 (b)和Ce-Yb(c)构造环境判别图解
图a:A-洋岛/板内玄武岩;B-富集型洋中脊玄武岩; C-亏损型洋中脊玄武岩;D-岛弧玄武岩 图b:1A-钙碱性玄武岩;1B-过渡区域;1C- 火山弧 拉斑玄武岩;2A-大陆玄武岩;2B-弧后盆地玄武岩;3A-碱性玄武岩;3B、3C-富集型洋中脊玄武岩; 3D-亏损型洋中脊玄武岩
Figure 6. Hf/3-Th-Nb(a)，Y/15—La/10-Nb/8(b) and Ce-Yb(c) tectonic setting discrimination diagrams of Asa island arc basalt
表 1 阿索岛弧玄武岩主量、微量和稀土元素测试结果
Table 1 Whole-rock major, trace elements and REE data of the Asa island arc basalt
样品号 NT38H1 NT38H2 NT38H3 NT38H4 NT38H5 样品号 NT38H1 NT38H2 NT38H3 NT38H4 NT38H5 SiO2 54.18 52.37 49.95 54.29 54.85 Nb 3.81 4.30 5.98 3.89 4.02 TiO2 0.92 1.00 0.96 0.92 0.97 Ta 0.24 0.27 0.32 0.23 0.23 Al2O3 16.35 17.41 14.76 17.27 16.67 La 12.02 12.89 30.33 13.02 13.69 TFe2O3 6.99 7.36 6.98 6.68 6.79 Ce 22.66 25.29 54.94 24.59 24.95 MnO 0.12 0.13 0.13 0.13 0.13 Pb 5.74 4.22 5.67 6.20 3.58 MgO 5.85 5.15 5.50 4.92 5.14 Pr 2.72 3.04 6.10 2.92 3.03 CaO 5.69 7.02 12.19 5.45 5.66 Sr 257.2 438.2 455.7 447.2 339.4 Na2O 6.73 6.25 4.77 6.84 7.12 Nd 10.35 11.33 20.35 10.98 11.33 K2O 0.08 0.07 0.44 0.07 0.07 Zr 88.72 98.57 84.86 92.34 93.33 P2O5 0.13 0.14 0.21 0.13 0.14 Hf 2.22 2.46 1.98 2.26 2.25 烧失量 2.68 2.95 4.09 3.02 2.16 Sm 2.51 2.82 3.77 2.67 2.76 总计 99.71 99.84 99.98 99.72 99.69 Eu 0.78 0.92 1.06 0.85 0.82 Mg# 66.11 61.98 64.75 63.18 63.86 Gd 2.71 3.06 3.47 2.88 2.95 Sc 29.24 31.54 32.87 29.32 30.40 Tb 0.48 0.52 0.53 0.49 0.50 V 211.0 225.4 244.67 209.8 220.2 Dy 3.24 3.50 3.39 3.25 3.32 Cr 90.66 74.12 229.59 73.40 92.70 Y 21.58 23.04 22.90 22.08 23.54 Co 26.58 27.56 28.65 27.28 25.64 Ho 0.69 0.74 0.71 0.69 0.71 Ni 50.22 48.12 81.40 53.16 49.96 Er 2.03 2.12 2.04 2.00 2.07 Mn 880.6 1027.4 1004.6 968.4 990.8 Tm 0.29 0.31 0.29 0.28 0.29 Cu 53.36 50.58 34.46 54.98 64.64 Yb 1.82 1.94 1.84 1.83 1.87 Zn 59.60 67.24 68.32 68.68 66.68 Lu 0.28 0.29 0.27 0.27 0.28 Ga 19.87 22.04 18.35 19.13 16.31 ∑REE 62.59 68.76 129.09 66.72 68.57 Cs 1.77 1.39 0.77 2.47 0.79 Eu/Eu* 0.91 0.96 0.90 0.94 0.88 Rb 2.37 2.26 10.18 1.99 2.27 (La/Yb)N 4.73 4.77 11.85 5.10 5.25 Ba 63.62 82.44 178.41 80.64 63.92 (La/Sm)N 3.09 2.96 5.19 3.15 3.20 Th 4.83 5.24 6.97 4.72 4.73 (Dy/Yb)N 1.19 1.21 1.24 1.19 1.19 U 0.74 0.68 1.18 0.65 0.76 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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