The Early Jurassic subduction of Neo-Tethyan oceanic slab: Constraints from zircon U-Pb age and Hf isotopic compositions of Sumdo high-Mg diorite
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摘要:
冈底斯岩浆岩带中东部松多地区新发现的高镁闪长岩对于探讨青藏高原新特提斯俯冲演化历史具有重要意义。通过松多高镁闪长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、锆石Hf同位素和全岩地球化学组成的研究，表明松多闪长岩的锆石U-Pb年龄加权平均值为186.8±1.3Ma。该类岩石具有高硅、高镁的特点，SiO2含量为54.17%~58.81%，MgO含量较高，介于6.26%~7.29%之间，Mg#值介于64~67之间，Cr和Ni含量高。该岩石富集轻稀土元素，具有平滑右倾的稀土元素配分曲线及弱负Eu异常。富集Rb、Ba、Pb、K等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素。锆石负εHf（t）值（-5~-14.3）及远大于其侵入年龄的古老Hf模式年龄（1543~2129Ma），揭示松多早侏罗世闪长岩经历了古老地壳物质的部分熔融。Sr/Y-Y和（La/Yb）N-YbN判别图解显示，其形成可能与赞岐岩的岩浆作用过程相似，形成于消减带之上的地幔楔环境。综合研究表明，松多地区在早侏罗世处于雅鲁藏布新特提斯洋板片向欧亚大陆俯冲的活动陆缘构造背景。
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关键词:
- 冈底斯 /
- 松多地区 /
- 早侏罗世 /
- LA-ICP-MS锆石U-Pb定年 /
- Hf同位素
Abstract:The high-Mg diorite newly discovered in Sumdo area in the eastern part of the Gangdise magmatic belt is of importance for investigating the evolution history of the subduction of Neo-Tethyan oceanic slab of Tibet. This paper reports LA-ICP-MS zircon U-Pb ages, zircon Hf isotopic and whole-rock major and trace element compositions of the high-Mg diorite. LA-ICP-MS zircon U-Pb isotopic dating indicates that the diorite was emplaced at 186.8±1.3Ma. It is characterized by high content of SiO2 (54.17%~58.81%), MgO (6.26%~7.29%), Mg# (64~67), Cr (294×10-6~373×10-6) and Ni (42×10-6~50×10-6). It is also characterized by smooth gently right-inclined REE patterns with slight enrichment of LREE and a little negative Eu anomaly. The large ion lithophile elements (LILEs) such as Rb, Ba, Pb, K are enriched, and the high field strength elements (HFSEs) such as Nb, Ta, Ti are depleted. LuHf isotopic study demonstrates that its εHf(t) values vary between -5 and -14.3, and the ancient zircon Hf crustal modal ages vary greatly from 1543Ma to 2129Ma, which indicates that the formation of Sumdo diorites resulted from partial melting of ancient crustal rocks. The discrimination diagrams of Sr/Y-Y and (La/Yb)N-YbN show that the high-Mg diorites were likely formed in a mantle wedge setting similar to the magmatic process of sanukitie. The comprehensive studies show that the Sumdo area was located in an active continental margin setting and affected by the subduction of the Yarlung Zangbo Neo-Tethyan oceanic slab towards Eurasia plate before Early Jurassic.
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Keywords:
- Tibetan Plateau /
- Sumdo /
- Early Jurassic /
- LA-ICP-MS zircon U-Pb dating /
- Hf isotope
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冈底斯构造-岩浆岩带是一条东西长约2500km、南北宽约300km的巨型岩浆岩带，其中岩浆岩的分布面积占青藏高原岩浆岩总面积的80%以上[1]，该带岩浆岩是研究古特提斯洋、新特提斯洋、印度板块和欧亚板块碰撞及其后碰撞地球动力学过程的重要部分[2-7]。近年来，对冈底斯带印支期岩浆岩的研究越来越重视，该带岩浆岩的研究对重新认识冈底斯带在印支期的构造-岩浆作用具有重要意义。目前研究局限于冈底斯中带、南带的东部和中部地区[8-13]，从东部的工布江达、尼西地区到中部的南木林、罗扎地区均发现有印支期的岩浆作用，且对印支期岩浆岩形成的构造环境存在不同的见解。例如，王程等[8]认为，冈底斯中带达布拉地区分布有印支期的花岗岩体，为澳大利亚大陆北缘与拉萨地块汇聚碰撞触发的班公湖-怒江洋壳岩石圈南向俯冲背景下，在后碰撞伸展阶段由幔源岩浆底侵引发冈底斯成熟地壳物质部分熔融形成的；李化启等[9]认为，拉萨地体内存在与印支期造山事件相关的同碰撞或后碰撞花岗岩，拉萨地体中印支造山带的初步确定，使青藏高原印支山链的范围从过去认为的羌塘地体南界向南扩大到拉萨地体，对研究古特提斯构造域的形成有重要意义；张宏飞等[10]认为，冈底斯洛扎南部地区存在印支晚期过铝质花岗岩，冈底斯印支期早期存在造山事件，冈底斯经历了多期造山作用的演化；和钟铧等[11]认为，门巴地区晚三叠世花岗岩出露在西藏冈底斯构造带的弧背断隆上，形成于岛弧环境，是新特提斯洋早期俯冲作用的产物，并暗示冈底斯岩浆弧带在晚三叠世就已成雏形；李才等[12]认为，晚三叠世冈底斯大部分地区已上升成陆并遭受剥蚀，有强烈的岩浆活动，成为藏南晚三叠世沉积物源区的一部分。最新研究表明，在冈底斯南带西部打加错地区亦存在印支期的岩浆活动。宋绍玮等[13]认为，打加错地区和南部拉萨地体的晚三叠世岩浆活动形成于与班公湖-怒江洋壳南向俯冲有关的弧后环境，且将南部冈底斯带晚三叠世岩浆活动从东部工布江达向西延伸到打加错一带，东西延伸约800km。然而在冈底斯北带和中带的偏西部地区研究较少，仅在西部邦多岩体获得了晚三叠世锆石U-Pb年龄[14]，但未对该地区晚三叠世岩浆岩的地球化学特征和构造意义进行详细研究。本文对冈底斯中带偏西部错龙错地区的粗粒巨斑二长花岗岩开展LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、地球化学等研究，对冈底斯中带偏西部地区印支期花岗岩的地球化学特征及地球动力学背景进行初步探讨，为冈底斯带在印支期的构造-岩浆演化提供新的证据；并将冈底斯中带晚三叠世岩浆活动的空间分布范围从中部的罗扎地区延伸到偏西部的错龙错地区。
1. 地质背景
冈底斯构造-岩浆带是夹持于班公湖-怒江结合带(BNSZ)与雅鲁藏布江结合带(YZSZ)之间的强烈挤压造山带。莫宣学等[1]认为，冈底斯带从南往北可划分为南带、中带和北带3个亚带。潘桂棠等[15]将冈底斯带从南往北进一步划分为冈底斯-下察隅晚燕山期—喜山期岩浆弧带(Ⅰ-1)、隆格尔-念青唐古拉复合古岛弧带(Ⅰ-2)、革吉-申扎弧后盆地带(Ⅰ-3)和它日错-班戈-那曲前陆盆地(Ⅰ-4)。在革吉-申扎弧后盆地带(Ⅰ-3)偏西部的错龙错地区，分布较广泛的花岗岩，1：25万区域地质研究结果显示(邦多幅)①，该地区花岗岩形成时代为晚侏罗世—始新世。基于正在进行的西藏腊丁地区地质矿产综合调查项目，对该地区花岗岩开展了更详细的研究，通过调查发现，该地区原划为早白垩世的粗粒巨斑二长花岗岩应形成于晚三叠世，与前人认识存在较大的差异。
研究区位于尼玛县来多乡错龙错地区，构造位置上大致位于冈底斯中带的革吉-申扎弧后盆地带(Ⅰ-3)西部(图 1-a)。粗粒巨斑二长花岗岩为一大型岩基的组成部分，出露面积大于133km2，在粗粒巨斑二长花岗岩边部，存在不规则状断续展布的灰白色中细粒(含斑)二长花岗岩(图 1-b)。
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图 1 研究区地质简图a—青藏高原冈底斯带构造单元划分；b—错龙错地区地质简图。Ⅰ-1—冈底斯-下察隅晚燕山-喜山期岩浆弧带；Ⅰ-2—隆格尔-念青唐古拉复合古岛弧带；Ⅰ-3—革吉-申扎弧后盆地带；Ⅰ-4—它日错-班戈-那曲前陆盆地Figure 1. Simplified geological map of the study area南侧中细粒(含斑)二长花岗岩侵位于下二叠统拉嘎组(C2P1l)中，地层主要岩性为深灰色中-中厚层状砾岩、厚层状含砾岩屑粗砂岩、中厚层状细粉砂岩构成的不等厚韵律互层的岩石组合，三者之间的比例在2：7：1左右。围岩多发生接触变质作用，但变质程度较弱，均为角岩化。北侧粗粒巨斑二长花岗岩则与古近纪牛堡组(E2-3n)呈断层接触关系。东、西两侧由于受调查范围限制，接触地层及关系不详。
岩体与围岩侵入接触面呈不规则波状弯曲，波动范围较小，倾角为55°~70°(图 2)，局部可见岩体呈枝状穿插入地层，靠近侵入接触面附近，岩体卷入了较多的围岩捕虏体，捕虏体多呈棱角状，大小不一，分布较杂乱。靠近岩体一侧可见明显的细粒化带，宽1~2m。
2. 岩相学特征
粗粒巨斑二长花岗岩新鲜面呈灰白色-浅肉红色，似斑状结构，基质为粗粒结构，块状构造(图版Ⅰ-a)。斑晶主要为斜长石，灰白色，自形结构，呈宽板状，粒度为1.5~3cm，含量10%~20% (图 3-b)。基质主要成分为石英(30%~35%)、斜长石(26%~35%)、钾长石(32%~36%)、黑云母(3%~5%)(图版Ⅰ-c、d)。其中石英为他形粒状，结晶大小与长石相近，部分交代钾长石，形成孔状；斜长石为更长石，呈半自形板状，晶体有弱的绢云母、粘土蚀变；钾长石为正长石、条纹长石、微斜长石，呈他形粒状，部分晶体包含斜长石、黑云母，形成包含结构，晶体有弱的粘土蚀变；黑云母为褐色片状，多绿泥石蚀变、点状绿帘石蚀变，呈残余状分布，析出铁质。
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图版Ⅰa.粗粒巨斑二长花岗岩野外特征；b.粗粒巨斑二长花岗岩钾长石斑晶；c、d.粗粒巨斑二长花岗岩显微结构特征。Qz—石英；Pl—斜长石；Kfs—钾长石；Bi—黑云母图版Ⅰ.![]()
图 3 粗粒巨斑二长花岗岩锆石阴极发光(CL)图像Figure 3. CL image of zircon from coarse grained porphyaceous monzonitic granite3. 分析方法
同位素年龄测试在中国地质科学院国家地质实验测试中心完成，测试仪器为LA-ICP-MS，其激光剥蚀系统为Newwave UP213，使用213nm的紫外光，束斑直径约30μm，剥蚀载气为氦气。多接收等离子质谱仪型号为Thermo Element Ⅱ。具体的实验测试流程可参见侯可军等[16]。锆石年龄采用标准锆石GJ-1和Plesovice进行校正，实验数据采用glliter进行处理，年龄数据采用Isoplot[17]处理。锆石采用重液分离和磁选的方式挑选。将挑选出的锆石粘于环氧树脂表面，固化抛光后成靶。
粗粒巨斑二长花岗岩的主量、稀土和微量元素分析由湖北省地质实验测试中心完成。挑选的样品新鲜、微弱蚀变。主量元素测试仪器为X荧光光谱仪(型号为XRF-1800编号为27-HY-2009-001)，分析误差小于1%，其中FeO、H2O+和CO2采用湿化学分析法测定。稀土、微量元素分别采用阳离子交换分离-电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)和电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)完成，分析精度优于6%。
4. 测试结果
4.1 LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄
样品PM401-16U-Pb1中锆石颜色多为淡黄色，透明，以长柱状为主；大小均匀，长轴长度在70~200μm之间，短轴长度在30~90μm之间；锆石中可见细小的包裹体，裂纹不发育；阴极发光(CL)图像显示明显的振荡环带(图 3)。测试结果见表 1。
表 1 粗粒巨斑二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素分析结果Table 1. LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb data of coarse grained porphyaceous monzonitic granite序号 207Pb*/206Pb* 207Pb*/235U 206Pb*/238U 208Pb/232Th 年龄/Ma Th/U 比值 ±1σ 比值 ±1σ 比值 ±1σ 比值 ±1σ 207Pb/
206Pb±1σ 207Pb/
206Pb±1σ 206Pb/
238U±1σ 208Pb/
232Th±1σ 1 0.05266 0.00115 0.2367 0.0058 0.03352 0.00073 0.01076 0.00021 314 51 216 5 213 5 216 4 0.19 2 0.05140 0.00124 0.2375 0.0064 0.03353 0.00073 0.01107 0.00024 259 57 216 5 213 5 223 5 0.18 3 0.05135 0.00122 0.2397 0.0064 0.03347 0.00073 0.01030 0.00022 257 56 218 5 212 5 207 4 0.19 4 0.05616 0.00121 0.2806 0.0067 0.03857 0.00084 0.0106 0.00021 459 49 251 5 244 5 213 4 0.17 5 0.05222 0.00119 0.2306 0.0058 0.03266 0.00072 0.01092 0.00022 295 53 211 5 207 4 220 4 0.23 6 0.05149 0.00147 0.2522 0.0083 0.03279 0.00073 0.01028 0.00025 263 67 228 7 208 5 207 5 0.21 7 0.06011 0.00146 0.2989 0.0082 0.03557 0.00079 0.01138 0.00022 608 54 266 6 225 5 229 4 0.68 8 0.05206 0.00123 0.2425 0.0064 0.03440 0.00076 0.01094 0.00022 288 55 220 5 218 5 220 4 0.26 9 0.05058 0.00123 0.2356 0.0065 0.03385 0.00075 0.01117 0.00024 222 58 215 5 215 5 225 5 0.19 10 0.05380 0.00112 0.2605 0.0061 0.04132 0.00091 0.00923 0.00018 363 48 235 5 261 6 186 4 0.16 11 0.05205 0.00119 0.2471 0.0064 0.03397 0.00076 0.01157 0.00024 288 53 224 5 215 5 233 5 0.18 12 0.05126 0.00116 0.2447 0.0063 0.03706 0.00083 0.00971 0.00022 253 53 222 5 235 5 195 4 0.12 13 0.05254 0.0011 0.2500 0.0059 0.03918 0.00087 0.01157 0.00022 309 49 227 5 248 5 233 4 0.16 14 0.05181 0.00122 0.2384 0.0064 0.03344 0.00075 0.01061 0.00022 277 55 217 5 212 5 213 4 0.22 15 0.05446 0.00117 0.2656 0.0064 0.03785 0.00084 0.01083 0.00021 390 49 239 5 239 5 218 4 0.15 16 0.05144 0.00124 0.2405 0.0066 0.03345 0.00075 0.00593 0.00012 261 57 219 5 212 5 120 2 0.41 17 0.05333 0.00157 0.2419 0.0082 0.03311 0.00076 0.01042 0.00024 343 68 220 7 210 5 210 5 0.31 18 0.05096 0.00116 0.2322 0.0060 0.03372 0.00076 0.01093 0.00022 239 54 212 5 214 5 220 4 0.18 19 0.05150 0.00185 0.2407 0.0099 0.03447 0.00081 0.01023 0.00033 263 84 219 8 218 5 206 7 0.18 注：Pb*代表放射成因铅 PM401-16U-Pb1测试的点数为19点，排除6个不谐和的测点(可能为混合年龄值)，13个测点的Th/U值介于0.18~0.41之间，高于变质成因锆石(通常小于0.1)，与岩浆成因锆石特征(大于0.1[18])较一致。13个测点的206Pb/238U年龄范围为207~218Ma，206Pb/238U年龄加权平均值为212.6±2.7Ma (MSWD=0.5)(图 4)，时代属晚三叠世。
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图 4 粗粒巨斑二长花岗岩锆石U-Pb年龄谐和图Figure 4. Zircon U-Pb concordia diagram of coarse grained porphyaceous monzonitic granite4.2 主量元素
主量元素分析结果见表 2。粗粒巨斑二长花岗岩的SiO2含量为69.63%~72.11%，平均70.69%；Al2O3为13.18% ~16.26%，平均14.40%；MgO为0.47%~0.86%，平均0.69%；CaO为0.45%~2.34%，平均1.34%；Na2O为2.55%~3.29%，平均2.81%；K2O为4.97%~6.57%，平均5.53%；TFeO为1.43%~2.79%，平均2.33%。分异指数DI为83.52~90.40，平均值为84.56，表明经历了不同程度的结晶分异作用。在岩石分类Q-A-P图解中，除1个样品点落入碱长花岗岩区外，其余均落入花岗岩区(图 5-a)，与实际情况较符合。在花岗岩SiO2-(Na2O+K2O)图解中，样品点均落入亚碱性系列(图 5-b)。在SiO2-K2O图解中，样品点落入高钾钙碱性系列-钾玄岩系列(图 5-c)。岩石的A/CNK值为0.96~1.33(平均值为1.11)，在A/CNK-A/NK图解中，样品点落入准铝质-过铝质之间(图 5-d)。综上，错龙错地区粗粒巨斑二长花岗岩应属高钾钙碱性-钾玄岩系列的准铝质-过铝质花岗岩[22]。
表 2 粗粒巨斑二长花岗岩主量、微量和稀土元素分析结果Table 2. Major, trace and rare earth element analyses of coarse grained porphyaceous monzonitic granite样品号 pm401-18H1 pm401-34H1 pm401-45H1 pm402-91H1 pm402-99H1 pm402-142H1 SiO2 70.35 69.9 71.33 69.63 70.84 72.11 TiO2 0.42 0.43 0.5 0.48 0.25 0.37 Al2O3 13.72 14.93 13.93 14.42 16.26 13.18 Fe2O3 0.74 0.59 0.64 0.8 0.5 0.56 FeO 1.7 1.85 2.15 2.07 0.98 1.8 MnO 0.05 0.04 0.05 0.04 0.02 0.03 MgO 0.67 0.73 0.86 0.79 0.47 0.61 CaO 2.34 1.4 1.18 1.75 0.45 0.9 Na2O 2.55 2.67 2.6 3.29 2.59 3.12 K2O 5.35 5.74 4.97 5.03 6.57 5.54 P2O5 0.15 0.17 0.15 0.17 0.09 0.16 H2O+ 1.04 1.26 1.36 1.09 0.72 1.16 CO2 0.73 0.08 0.08 0.11 0.04 0.11 烧失量 1.61 1.15 1.23 1.05 0.67 1.2 总量 101.41 100.94 101.03 100.73 100.45 100.84 La 64.54 68.05 76.31 76.31 64.54 68.05 Ce 123.26 130.43 143.92 143.92 123.26 130.43 Pr 13.52 14.14 15.46 15.46 13.52 14.14 Nd 47.81 50.18 54.85 54.85 47.81 50.18 Sm 8.68 8.87 9.2 9.2 8.68 8.87 Eu 1.04 1.23 1.11 1.11 1.04 1.23 Gd 7.51 7.57 8.15 8.15 7.51 7.57 Tb 1.24 1.13 1.22 1.22 1.24 1.13 Dy 6.53 5.39 6.16 6.16 6.53 5.39 Ho 1.24 0.92 1.12 1.12 1.24 0.92 Er 3.41 2.37 3.1 3.1 3.41 2.37 Tm 0.53 0.36 0.48 0.48 0.53 0.36 Yb 3.25 2.24 2.87 2.87 3.25 2.24 Lu 0.47 0.33 0.39 0.39 0.47 0.33 Y 37.6 26.69 33.63 33.63 37.6 26.69 ΣREE 283.04 293.21 324.34 324.34 283.04 293.21 (La/Yb)N 14.22 21.76 19.05 19.05 14.22 21.76 δEu 0.38 0.45 0.38 0.38 0.38 0.45 δCe 0.97 0.98 0.97 0.97 0.97 0.98 Co 5.15 5.6 5.77 5.76 2.52 4.62 Cu 2.17 3.21 12.07 6.91 5.58 4.43 Zn 56.45 32.96 54.83 55.02 33.31 46.62 Rb 305.1 312.9 271.1 295.2 335.4 317.5 Zr 223.99 231.01 261.14 265.3 90.39 223.9 Nb 19.73 20.5 20.7 14.38 8.52 12.53 Hf 5.83 6.05 7.02 6.1 2 5.2 Ta 2.15 2.49 2.37 1.37 1.2 1.5 Mo 0.39 0.38 0.29 0.59 0.35 0.41 W 2.56 1.29 1.84 1.58 1.22 1.55 Pb 65.41 66.89 57.56 55.38 80.77 68.85 Th 50.35 50.66 51.59 66.58 35.98 55.18 U 3.85 2.54 2.59 3.67 2.86 3.75 Cr 12.67 15.25 15.18 21.26 14.45 14.18 BaO 548 730 604.8 417.8 258.1 400.5 Ni 5.73 5.27 6.51 5.41 3.25 3.93 Sr 140.1 159.2 148.8 111.2 85.96 97.89 V 33.14 36.48 40.66 37.98 13.59 27.91 As 2.46 1.55 1.42 1.47 1.01 0.86 Sb 0.21 0.29 0.23 0.21 0.14 0.16 Sn 8.28 6.76 10.26 4.79 3.66 6.26 Ag 0.052 0.041 0.039 0.045 0.028 0.102 Au 0.3 0.3 0.3 0.2 0.5 0.3 注：主量元素含量单位为%，稀土和微量元素单位为10-6；分析测试单位为湖北省地质实验测试中心 ![]()
4.3 稀土元素
稀土元素分析结果见表 2。粗粒巨斑二长花岗岩稀土元素总量ΣREE变化于182.99×10-6~324.34×10-6之间，平均272.24×10-6。ΣLREE/ΣHREE值为9.69~14.42，轻、重稀土分异程度较高，具有轻稀土元素明显富集，重稀土元素相对亏损的特征。δEu值变化于0.38~0.57之间，平均0.43，表现出明显的负Eu异常，暗示源区可能存在斜长石残留。球粒陨石比值标准化稀土元素配分模式图显示较一致的右倾，且曲线较协调(图 6-a)。
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图 6 粗粒巨斑二长花岗岩稀土元素配分图(a)和微量元素蛛网图(b)[23]Figure 6. Chondrite-normalized REE patterns(a) and primitive mantle-normalized trace element spidergram(b) of coarse grained porphyaceous monzonitic granite4.4 微量元素
微量元素分析结果见表 2。粗粒巨斑二长花岗岩相对于维氏[24]微量元素平均值(酸性岩类)，具有总体贫Sr、Zr、Cr、Ni、Co、V、Cu、Zn、Mo，相对富Rb、Ta、Hf、W、Pb、Th、U，其他元素如Nb、Sb、As、Ba等变化不大的特征。
特征值Rb/Sr值为1.82~3.90，平均2.63；Th/U值为12.60~19.92，平均16.39；K/Rb值为143.61~164.09，平均152.1。
在原始地幔标准化微量元素蛛网图(图 6-b)上，表现出K、Rb、Th元素的富集，Ba、Nb、Sr、P、Ti元素亏损，Sr和Ti强烈亏损暗示，花岗岩源区可能存在斜长石或富钛物质的残留；曲线相似性较好，整体向右缓倾，分布范围集中，反映同源岩浆演化的特点，具有类似造山后花岗岩的微量元素特征。
5. 讨论
5.1 构造环境
花岗岩的岩石地球化学成分可大致反演其形成的构造环境[25]，利用微量和稀土元素特征值进行构造环境判别投图。
在Batchelor等[26]的R1-R2构造环境判别图解(图 7-a)中，粗粒巨斑二长花岗岩的成分投点落入同碰撞区内，表现出同碰撞花岗岩的特征。
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在Pearce等[27]的构造环境判别图的Y-Nb图解(图 7-b)中，样品点投入岛弧和同碰撞花岗岩附近，具岛弧和碰撞花岗岩双重特点；在(Y+Nb)-Rb图解(图 7-c)中，样品点投入同碰撞花岗岩与岛弧花岗岩附近，显示岛弧和碰撞花岗岩双重特点；在Rb/10-Hf-3Ta图解(图 7-d)中，样品点投入碰撞大地构造背景环境。
Liegeoiset[28]认为，花岗岩的同碰撞环境与板内环境之间的界线并不是截然的，它们之间存在连续的、发展的谱系，也就是后碰撞构造环境。总体来说，后碰撞表示了一种构造松弛的伸展环境。
粗粒巨斑二长花岗岩的微量元素特征亦显示其具造山后花岗岩的特点，因此，该类岩石应形成于同碰撞向后碰撞过渡的构造环境。
5.2 岩石成因
从主量元素特征看，标准矿物中可见刚玉分子，所有样品A/CNK值为0.96~1.33(平均值为1.11)，表现出准铝质-过铝质的特点。
在Rb/Sr-Rb/Ba图解[29]中，粗粒巨斑二长花岗岩的成分投影点大部分落在富粘土的砂屑岩和泥质岩交界部位(图 8)，指示其源区主要为富粘土的砂屑岩和泥质岩类。粗粒巨斑二长花岗岩母岩浆应为来自成熟地壳中富铝质的砂屑岩和粘土岩的部分熔融。
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图 8 粗粒巨斑二长花岗岩的Rb/Sr-Rb/Ba关系[29]Figure 8. Relation of Rb/Sr-Rb/Ba of coarse grained porphyaceous monzonitic granite稀土和微量元素地球化学特征显示，相对富集K、Rb、Th元素，明显亏损Ba、Nb、Sr、P、Ti元素，稀土和微量元素曲线相似性较好，分布范围集中，反映具同源岩浆演化的特点。Eu、Sr亏损与斜长石和钾长石的分离结晶有关，证明其母岩浆经历了分离结晶作用；Nb和Ti的亏损与角闪石等富Ti矿物的残余有关。
5.3 地球动力学背景
李才等[12]确定冈底斯地区存在印支期岩浆活动。之后对冈底斯印支期构造-岩浆活动进行了陆续的报道，并对其形成的地球动力学背景进行了不同层面的讨论，主流观点认为，冈底斯晚古生代—早中生代的构造-岩浆活动与其北部的古特提斯大洋洋壳向南俯冲的动力学系统密切相关，而与南部的雅鲁藏布江缝合带代表的新特提斯洋洋壳向北俯冲关联较少[30-33]。朱弟成等[33]认为，中二叠世末期(约263Ma)，发生于拉萨微陆块南缘的冈底斯带二叠纪碰撞造山事件可能触发新的俯冲，即在拉萨微陆块北部，由于古特提斯洋脊的持续扩展，触发古特提斯洋壳岩石圈在大约263Ma时开始向南俯冲于拉萨微陆块之下，形成新的俯冲带，随着俯冲作用持续进行，很可能在拉萨微陆块南部早期碰撞带位置形成弧后盆地，该弧后盆地继续发育，将导致拉萨微陆块从澳大利亚北缘分离出来形成新特提斯。在此过程中，与班公湖-怒江洋壳岩石圈南向俯冲有关的地幔源岩浆可能底侵到拉萨微陆块南缘，提供热量促使地壳物质部分熔融，形成晚三叠世粗粒巨斑二长花岗岩、二云母花岗岩、花岗闪长岩[8-11, 13, 34-36]，此时期拉萨微陆块南缘仍为被动大陆边缘。通过对比，笔者初步认为，粗粒巨斑二长花岗岩类的地球动力学背景应为与班公湖-怒江洋壳南向俯冲有关的同碰撞向后碰撞过渡的伸展环境。
6. 结论
(1) 西藏错龙错地区粗粒巨斑二长花岗岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为212.6±2.7Ma，形成于晚三叠世。
(2) 首次对冈底斯中带偏西部地区印支期花岗岩的地球化学特征及地球动力学背景进行了探讨，为冈底斯带在印支期的构造-岩浆演化提供新的证据；并将冈底斯中带晚三叠世岩浆活动的空间分布范围从中部的罗扎地区延伸到偏西部的错龙错地区。
(3) 粗粒巨斑二长花岗岩整体属于亚碱性系列中的高钾钙碱性-钾玄岩系列、准铝质-过铝质岩石系列(A/CNK=0.96~1.18)；稀土元素配分模式为轻稀土元素明显富集、重稀土元素相对亏损的右倾型，且较一致，具有明显的负Eu异常；微量元素富集K、Rb、Th，相对亏损Th、Ta、Zr、Nb、Ta、Ti元素，具有类似于造山后花岗岩的微量元素特征。
(4) 错龙错地区粗粒巨斑二长花岗岩形成于班公湖-怒江洋壳南向俯冲有关的由挤压向伸展转变的同碰撞向后碰撞的过渡阶段。
致谢: 锆石LA-ICP-MS原位微区U-Pb同位素测定得到中国地质大学（北京）苏犁教授的帮助，在此致以诚挚谢意。 -
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图 1 冈底斯东段构造简图及其早侏罗世岩浆岩分布[3]
Figure 1. Sketch map of eastern Gangdise belt, showing the distribution of Early Jurassic magmatic rocks
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图 2 西藏松多地区地质图及松多闪长岩出露位置
Figure 2. Geological map of the Sumdo area, Tibet, showing the localities of Sumdo diorite
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图 3 西藏松多地区闪长岩野外露头及显微特征
a—闪长岩与变质石英砂岩侵入接触界线露头；b—闪长岩片理化现象露头及其片理化现象照片；c—闪长岩单偏光下显微照片；d—闪长岩正交偏光下显微照片；Hbl—角闪石；Pl—斜长石；Q—石英
Figure 3. Outcrops and microphotographs of diorite in the Sumdo area, northern Tibet
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图 4 松多闪长岩锆石阴极发光（CL）照片(实线圈为U-Pb测点，虚线圈为Lu-Hf同位素测点)
Figure 4. CL images and the weighted mean of 206Pb/238U ages in zircons of Sumdo diorite
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图 5 松多闪长岩锆石稀土元素球粒陨石标准化配分模式（a）锆石U-Pb谐和图（b）和年龄直方图（c）
Figure 5. Zircon chondrite-normalized REE patterns (a), U-Pb concordia diagram(b) and age histogram(c) of Sumdo diorite
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图 8 松多闪长岩锆石t-εHf（t）分布图
Figure 8. The εHf(t) distribution diagram of zircon from Sumdo diorite
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图 10 松多闪长岩Y-Nb(a)和（Y+Nb）-Rb（b）构造环境判别图
Figure 10. Sumdo diorite Y-Nb(a) and(Y+Nb) -Rb(b) discrimination diagrams for tectonic setting
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图 11 松多闪长岩Nb-Zr(a)和Ta/Yb-Th/Yb(b)构造环境判别图
Figure 11. Sumdo diorite Nb-Zr(a) and Ta/Yb-Th/Yb(b) discrimination diagrams for tectonic setting
表 1 松多闪长岩（ST76）LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb分析结果
Table 1 LA-ICP-MS U-Th-Pb analyses of zircons from the diorite (ST76) in Sumdo area
点号 含量/10-6 Th/U 207Pb/206Pb 207Pb/235U 206Pb/238U 207Pb/206Pb 207Pb/235U 206Pb/238U Th U 比值 1σ 比值 1σ 比值 1σ 年龄/Ma 1σ 年龄/Ma 1σ 年龄/Ma 1σ 1 206 580 0.36 0.0498 0.0012 0.2006 0.0048 0.0292 0.0003 186 34 186 4 186 2 2 349 930 0.38 0.0498 0.0011 0.2010 0.0043 0.0293 0.0003 185 29 186 4 186 2 3 238 650 0.37 0.0498 0.0012 0.2011 0.0049 0.0293 0.0003 187 36 186 4 186 2 4 193 303 0.64 0.0491 0.0017 0.1974 0.0067 0.0291 0.0004 154 56 183 6 185 2 5 220 495 0.44 0.0522 0.0013 0.2138 0.0051 0.0297 0.0004 294 34 197 4 189 2 6 303 776 0.39 0.0508 0.0012 0.2047 0.0046 0.0292 0.0003 233 31 189 4 186 2 7 216 580 0.37 0.0499 0.0013 0.2002 0.0051 0.0291 0.0003 191 38 185 4 185 2 8 320 657 0.49 0.0526 0.0020 0.2091 0.0077 0.0288 0.0004 313 90 193 6 183 2 9 218 547 0.40 0.0493 0.0012 0.1994 0.0049 0.0293 0.0004 163 35 185 4 186 2 10 352 700 0.50 0.0524 0.0012 0.2121 0.0050 0.0293 0.0003 304 33 195 4 186 2 11 619 916 0.68 0.0526 0.0011 0.2114 0.0046 0.0291 0.0003 312 28 195 4 185 2 12 192 339 0.57 0.0504 0.0016 0.2112 0.0067 0.0304 0.0004 212 50 195 6 193 2 13 285 659 0.43 0.0514 0.0013 0.2072 0.0051 0.0293 0.0003 257 35 191 4 186 2 14 558 722 0.77 0.0512 0.0024 0.2102 0.0096 0.0298 0.0004 251 111 194 8 189 2 15 542 777 0.70 0.0512 0.0013 0.2102 0.0051 0.0298 0.0004 249 34 194 4 189 2 16 498 830 0.60 0.0511 0.0013 0.2081 0.0051 0.0296 0.0004 244 35 192 4 188 2 
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表 2 松多闪长岩(ST76)锆石LA-ICP-MS原位稀土元素分析结果
Table 2 The trace element compositions of the zircons in the diorite (ST76) in Sumdo area by LA-ICP-MS
10-6 点号 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu ∑REE 01 1.06 13.52 0.65 2.43 2.93 0.82 14.58 5.99 84.12 35.28 176.75 50.02 653.12 173.49 1215 02 0.04 19.89 0.03 0.69 2.60 1.12 16.78 7.60 106.02 46.08 228.32 63.78 826.25 216.30 1215 03 0.03 15.42 0.03 0.49 1.58 0.86 10.71 4.76 68.08 31.25 162.83 47.74 640.72 181.13 1169 04 0.03 11.07 0.03 0.67 1.36 0.68 7.30 2.67 35.69 14.80 73.49 21.68 299.68 86.18 559 05 0.03 12.04 0.02 0.29 0.98 0.51 6.28 2.42 34.33 15.12 77.90 23.49 325.66 93.27 597 06 9.93 37.44 2.87 14.47 5.09 1.32 17.55 7.02 95.91 40.46 202.72 56.38 731.30 195.07 1424 07 0.05 13.19 0.03 0.39 1.45 0.71 8.26 3.58 50.99 22.82 121.19 36.10 502.57 145.96 914 08 0.04 19.79 0.05 0.69 2.05 1.10 12.39 5.08 71.78 31.91 167.15 50.52 675.85 188.40 1235 09 0.04 15.96 0.03 0.54 1.42 0.79 9.14 3.76 54.75 24.74 130.63 38.96 543.96 162.47 996 10 0.05 18.40 0.04 1.41 3.51 1.23 19.64 7.75 104.23 42.02 203.29 55.23 692.35 178.56 1338 11 2.73 25.86 0.81 4.94 3.28 1.19 14.93 5.51 73.71 29.84 146.62 40.51 524.2 140.75 1026 12 0.16 9.13 0.08 1.81 4.33 1.22 20.39 7.44 91.56 34.18 156.2 40.25 478.05 120.97 978 13 16.65 50.20 4.87 25.11 7.22 1.59 16.45 5.73 75.11 30.49 150.33 42.01 550.88 145.16 1135 14 0.20 21.11 0.12 2.40 4.81 1.57 22.51 8.24 104.69 41.36 196.11 52.39 661.73 163.38 1295 15 0.03 14.71 0.04 0.73 2.18 0.89 12.93 4.98 66.21 26.29 122.53 32.55 413.27 106.38 819 16 4.21 27.21 1.47 7.51 3.62 1.03 10.93 3.97 50.45 21.12 108.11 30.39 402.18 115.79 804
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表 3 松多闪长岩(ST76)LA-ICP-MS锆石Lu-Hf同位素组成
Table 3 The Lu-Hf isotope compositions of the zircons in the diorite (ST76) in Sumdo area as measured by LA-ICP-MS
点号 年龄/Ma 176Yb/177Hf 2σ 176Lu/177Hf 2σ 176Hf/177Hf 2σ εHf(0) εHf(t) TDM1 TDM2 fLu/Hf 01 186 0.034757 0.000514 0.001385 0.000030 0.282468 0.000028 -10.8 -6.9 1121 1662 -0.96 02 186 0.020124 0.000198 0.000731 0.000008 0.282470 0.000018 -10.7 -6.7 1099 1652 -0.98 03 186 0.069570 0.000895 0.002615 0.000053 0.282446 0.000026 -11.5 -7.8 1191 1719 -0.92 04 185 0.039694 0.000791 0.001311 0.000024 0.282307 0.000021 -16.5 -12.6 1347 2021 -0.96 05 189 0.040310 0.000422 0.001442 0.000009 0.282420 0.000021 -12.5 -8.5 1191 1768 -0.96 06 186 0.021209 0.000292 0.000783 0.000011 0.282519 0.000018 -9.0 -5.0 1032 1543 -0.98 07 185 0.042573 0.001080 0.001651 0.000054 0.282373 0.000023 -14.1 -10.3 1265 1877 -0.95 08 183 0.026939 0.000259 0.000966 0.000007 0.282308 0.000018 -16.4 -12.5 1333 2018 -0.97 09 186 0.025039 0.000459 0.000925 0.000016 0.282489 0.000020 -10.0 -6.1 1078 1611 -0.97 10 186 0.026789 0.000106 0.000917 0.000007 0.282257 0.000019 -18.2 -14.3 1402 2129 -0.97
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表 4 松多闪长岩全岩主量、微量和稀土元素测定结果
Table 4 Major, trace element and REE compositions of the diorite in Sumdo area
样号 ST76-1 ST76-2 ST76-3 ST76-4 ST76-5 ST76-6 样号 ST76-1 ST76-2 ST76-3 ST76-4 ST76-5 ST76-6 SiO2 58.81 58.10 57.71 54.85 54.17 55.32 Li 87.20 72.26 60.30 31.12 31.46 24.72 TiO2 0.62 0.65 0.69 0.71 0.67 0.65 P 870.4 794.6 799.4 626.55 565.80 635.40 Al2O3 11.20 11.05 11.26 11.90 12.09 11.72 K 29360 24620 28740 16187 15728 17942 TFe2O3 7.48 7.82 8.18 8.70 8.58 8.41 Sc 51.98 47.56 51.84 36.98 37.56 39.84 MnO 0.12 0.13 0.13 0.14 0.14 0.13 Ti 5220 4766 5140 4038 4090 4286 MgO 6.26 6.54 7.10 7.29 6.97 6.41 V 275.8 249.2 272.6 238.7 244.1 254.0 CaO 6.98 7.36 6.93 7.45 8.04 7.43 Cr 326.8 294.2 339.8 318.8 329.0 373.4 Na2O 1.84 1.84 1.62 1.71 1.97 1.91 Mn 1060.8 981.4 1036.8 1157.4 1185.0 1214.0 K2O 2.06 2.05 2.34 2.49 2.18 2.19 Co 37.80 36.44 39.76 37.60 38.66 42.26 P2O5 0.13 0.13 0.13 0.12 0.11 0.12 Ni 43.78 42.66 45.82 42.74 43.60 51.32 烧失量 4.07 3.91 3.48 4.02 4.46 5.10 Cu 62.48 46.38 34.44 56.76 45.56 34.78 总量 99.57 99.58 99.57 99.38 99.38 99.39 Zn 57.86 59.12 54.62 66.37 70.42 61.22 Na2O+K2 3.90 3.89 3.96 4.20 4.14 4.10 Ga 17.38 15.47 15.53 14.07 14.00 13.83 A/CNK 0.62 0.59 0.63 0.63 0.60 0.62 Rb 29.74 63.58 59.12 76.92 74.72 97.10 A/NK 2.13 2.11 2.16 2.16 2.16 2.13 Sr 441.6 510.0 510.8 440.0 440.0 338.4 La 19.91 17.09 17.85 17.47 16.92 16.85 Y 19.86 17.26 19.53 16.20 15.96 17.54 Ce 43.14 37.72 39.32 37.78 36.74 36.96 Zr 121.46 108.64 107.82 103.66 103.88 99.44 Pr 5.17 4.52 4.77 4.62 4.47 4.62 Nb 7.49 6.73 6.82 6.47 6.39 6.33 Nd 19.94 17.40 18.88 17.28 16.71 17.64 Cs 2.94 2.41 3.29 2.52 2.33 3.06 Sm 4.20 3.67 4.05 3.62 3.49 3.76 Ba 448.0 435.8 374.6 425.2 454.8 383.4 Eu 1.06 0.93 0.99 0.92 0.90 0.95 Hf 2.86 2.61 2.64 2.62 2.60 2.34 Gd 3.73 3.28 3.64 3.40 3.33 3.63 Ta 0.45 0.41 0.42 0.43 0.42 0.41 Tb 0.54 0.48 0.54 0.49 0.48 0.52 Pb 7.79 8.56 7.12 9.07 10.71 8.80 Dy 3.24 2.86 3.21 3.01 2.96 3.22 Th 6.85 6.32 5.79 7.41 7.56 6.80 Ho 0.63 0.57 0.63 0.62 0.61 0.65 U 1.27 1.17 1.12 1.58 1.59 1.50 Er 1.83 1.63 1.83 1.73 1.70 1.84 Ta/Yb 0.27 0.28 0.26 0.27 0.27 0.24 Tm 0.26 0.23 0.25 0.26 0.25 0.27 Th/Yb 4.07 4.24 3.57 4.59 4.74 4.02 Yb 1.68 1.49 1.62 1.62 1.60 1.69 Nb+Y 27.35 23.99 26.35 22.66 22.35 23.87 Lu 0.24 0.21 0.24 0.25 0.25 0.26 注：主量元素含量单位为%，微量和稀土元素为10-6
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表 5 冈底斯南缘早侏罗世岩浆岩年龄信息统计
Table 5 Age information of Early Jurassic magmatic rocks in southern margin of Gangdese
序号 样品编号 样品岩性 测试方法 年龄结果 采样位置 数据来源 1 S16T76 闪长岩 LA-ICP-MS锆石U-Pb 186.4±1.3Ma 松多乡北 本文 2 X-20 辉长岩 LA-ICP-MS锆石U-Pb 185.9±0.3Ma 墨脱南背崩 [2] 3 TB-1-6 英云闪长岩 LA-ICP-MS锆石U-Pb 179.7±1.7Ma 东嘎乡 [13] 4 TB-1-4 闪长岩（包体） LA-ICP-MS锆石U-Pb 177.4±1.7Ma 东嘎乡 [13] 5 13GB-10 安山岩 LA-ICP-MS锆石U-Pb 188.8±1.8Ma 得明顶 [50] 6 X03 流纹岩 LA-ICP-MS锆石U-Pb 174.4±1.7Ma 甲马沟叶巴组 [18] 7 Dy1425-2 黑云二长花岗岩 锆石U-Pb 187±10Ma 嘉黎县布久岩体 [19] 8 B553-1 花岗闪长岩 40Ar/30Ar 198.2±0.3Ma 金达地区 [20] 9 DZ05-1 英安岩 SHRIMP锆石U-Pb 174.2±3.6Ma 达孜 [10] 10 T384 变形花岗岩 LA-ICP-MS锆石U-Pb 178±1Ma 尼木大桥 [9] 11 b9041 白云母二长花岗岩 SHRIMP锆石U-Pb 190±8Ma 宁中 [16] 12 b7 白云母二长花岗岩 SHRIMP锆石U-Pb 193±7Ma 宁中 [16] 13 b50-2 白云母二长花岗岩 SHRIMP锆石U-Pb 191±10Ma 宁中 [16] 14 ST134A 花岗岩 SHRIMP锆石U-Pb 188.1±1.4Ma 南木林东 [7] 15 DZ-7 英安岩 锆石U-Pb 181±5Ma 达孜 [46]
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