發(fā)布時(shí)間：2019-11-30所屬分類：農(nóng)業(yè)論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要:基于薩嘎蛇綠巖序列中超基性巖和基性巖地球化學(xué)、巖石學(xué)、年代學(xué)、大地構(gòu)造與地球動(dòng)力學(xué)的數(shù)據(jù)資料，對(duì)西藏雅魯藏布江蛇綠巖帶中西段薩嘎蛇綠巖進(jìn)行構(gòu)造意義分析，認(rèn)為薩嘎蛇綠巖層序中輝長(zhǎng)巖屬鈣堿性-低鉀拉斑玄武巖;蛇綠巖層序中的玄武巖為鈣堿性玄武
摘要:基于薩嘎蛇綠巖序列中超基性巖和基性巖地球化學(xué)、巖石學(xué)、年代學(xué)、大地構(gòu)造與地球動(dòng)力學(xué)的數(shù)據(jù)資料，對(duì)西藏雅魯藏布江蛇綠巖帶中西段薩嘎蛇綠巖進(jìn)行構(gòu)造意義分析，認(rèn)為薩嘎蛇綠巖層序中輝長(zhǎng)巖屬鈣堿性-低鉀拉斑玄武巖;蛇綠巖層序中的玄武巖為鈣堿性玄武巖和堿性玄武巖，薩嘎蛇綠巖北亞帶東側(cè)熱嘎、松多處玄武巖為鈣堿性-低鉀拉斑玄武巖，中西側(cè)薩嘎處玄武巖為堿性-鉀玄系列玄武巖。薩嘎蛇綠巖中基性巖具有大洋中脊、低鉀拉斑玄武巖和堿性玄武巖特征。熱嘎基性巖具有MORB微量元素特征，屬大洋中脊玄武巖型;薩拉基性巖具有MORB和大洋島弧玄武巖特征，屬堿性玄武巖和低鉀拉斑玄武巖型;松多基性巖具有MORB和大洋島弧玄武巖特征，屬地幔柱玄武巖和堿性玄武巖型。綜上所述，位于北亞帶薩嘎蛇綠巖多源，普遍貧Cr、Ti、Mn，微量元素具有地幔地球化學(xué)特征。在薩嘎蛇綠巖中發(fā)現(xiàn)大面積堿性玄武巖，其為后期混染殼源物質(zhì)后產(chǎn)生，保留了幔源玄武質(zhì)巖漿的部分地球化學(xué)特征，貧硅富堿，形成富堿礦物。薩嘎蛇綠巖達(dá)吉嶺-薩拉剖面中輝長(zhǎng)巖的鋯石U-Pb年齡為125.6±2.7Ma，與整個(gè)雅魯藏布江蛇綠巖中西段基性巖年齡(130～120Ma)一致。推斷薩嘎蛇綠巖可能形成于洋內(nèi)超俯沖帶(SSZ)，并經(jīng)歷了后期弧前盆地洋中脊擴(kuò)張改造，屬洋內(nèi)超俯沖帶(SSZ)的弧前-弧-弧后環(huán)境。
關(guān)鍵詞:雅魯藏布江蛇綠巖帶;薩嘎蛇綠巖;巖石地球化學(xué);年代學(xué);構(gòu)造意義;洋內(nèi)超俯沖帶
青藏高原一直以來(lái)都是國(guó)內(nèi)外地質(zhì)學(xué)者研究的富饒之地，因其復(fù)雜的地質(zhì)背景和宏偉的構(gòu)造現(xiàn)象獲得了國(guó)內(nèi)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)者的重點(diǎn)關(guān)注。雅魯藏布江蛇綠巖帶(下文簡(jiǎn)稱為“雅江蛇綠巖帶”)地處于西藏南部，近東西向展布，全長(zhǎng)約2000多km，蛇綠巖體沿整個(gè)蛇綠巖帶不連續(xù)分布[1-3]，是印度板塊和歐亞板塊發(fā)生陸陸碰撞的標(biāo)志[4]。從大地構(gòu)造的角度看，雅魯藏布江蛇綠巖帶北側(cè)為岡底斯巖漿島弧帶，隸屬于拉薩地體;南側(cè)為喜馬拉雅構(gòu)造域，喜馬拉雅構(gòu)造域被主前鋒沖斷裂(MFT)、主邊緣沖斷裂(MBT)、主中央沖斷裂(MCT)和藏南拆離系(STD)分隔成4個(gè)地體，從北向南依次為特提斯喜馬拉雅、高喜馬拉雅、低喜馬拉雅和次喜馬拉雅。整個(gè)雅魯藏布江蛇綠巖帶最為重要的蛇綠巖體如下:西部的東波-普蘭-當(dāng)雄蛇綠巖，中部的薩嘎-桑桑-吉定-日喀則蛇綠巖，東部的澤當(dāng)-羅布莎蛇綠巖。雅江蛇綠巖帶的就位機(jī)制成為國(guó)際地質(zhì)學(xué)者熱議的話題，復(fù)雜的構(gòu)造背景和多元的構(gòu)造現(xiàn)象造就了瑰麗雄偉的青藏高原，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)雅江蛇綠巖帶的就位機(jī)制看法尚未達(dá)成共識(shí)。XU等[5]對(duì)雅江蛇綠巖帶上典型的蛇綠巖露頭進(jìn)行了詳細(xì)巖石學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)及其就位機(jī)制的總結(jié)分析，認(rèn)為整個(gè)雅江縫合帶中蛇綠巖的年齡為130～120Ma，形成于弧后盆地環(huán)境(圖1)，是新特提斯洋巖石圈殘片，并提出雅江縫合帶具有明顯的構(gòu)造分異特征，既具有南北向逆沖作用，又具有與韌脆性變形相關(guān)的巖石礦物組構(gòu)特征。依據(jù)地幔橄欖巖中發(fā)現(xiàn)超高壓礦物金剛石，并以此為據(jù)提出早MOR(洋中脊)晚SSZ(洋內(nèi)超俯沖)成因模式[6-14]。在雅江蛇綠巖帶上發(fā)現(xiàn)有鉻鐵礦產(chǎn)出，其主要產(chǎn)出于地幔橄欖巖，常與純橄巖和方輝橄欖巖伴生，如我國(guó)著名的鉻鐵礦超大型礦產(chǎn)就位于雅江蛇綠巖帶澤當(dāng)羅布莎蛇綠巖中[15-18]。研究雅江蛇綠巖帶的層序和構(gòu)造特征，對(duì)尋找富有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的大型-超大型鉻鐵礦床具有重要意義。
本文選取雅江蛇綠巖帶西部薩嘎蛇綠巖體為研究對(duì)象，通過(guò)遙感衛(wèi)星影像并結(jié)合地質(zhì)圖，進(jìn)行了詳細(xì)的可行性路線規(guī)劃設(shè)計(jì)，且繪制路線剖面。通過(guò)對(duì)薩嘎蛇綠巖中不同位置的地幔橄欖巖和基性巖的巖石學(xué)、地球化學(xué)和年代學(xué)研究，分析薩嘎蛇綠巖體的成因和構(gòu)造環(huán)境，并整合歸納野外剖面數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)薩嘎蛇綠巖體的就位機(jī)制進(jìn)行討論。
1地質(zhì)背景與野外剖面
雅魯藏布江蛇綠巖綠巖體通常被含有蛇綠巖、深海沉積巖和變質(zhì)巖塊體的混雜巖覆蓋。雅江蛇綠巖帶下伏為復(fù)理石單元，該復(fù)理石單元包括晚二疊世灰?guī)r、早三疊世遠(yuǎn)洋灰?guī)r和晚白堊世鈣質(zhì)片巖和枕狀玄武巖[33-34]。雅江蛇綠巖帶北部為日喀則前陸盆地和岡底斯巖漿島弧帶，日喀則前陸盆地地處于拉薩地體的南緣，主要由碎屑復(fù)理石夾少量泥灰?guī)r組成，岡底斯巖漿島弧帶主要由晚侏羅世至古近紀(jì)的鈣堿性花崗巖類組成。雅江蛇綠巖帶南部為喜馬拉雅造山帶，由特提斯喜馬拉雅地層序列、高喜馬拉雅地層序列和低喜馬拉雅地層序列組成，且均屬于印度板塊被動(dòng)大陸邊緣(圖2)。雅江蛇綠巖帶自桑桑以西分為北亞帶和南亞帶，薩嘎蛇綠巖南亞帶未發(fā)現(xiàn)蛇綠巖序列，僅存在上覆侏羅紀(jì)至白堊紀(jì)被動(dòng)大陸邊緣沉積;薩嘎蛇綠巖北亞帶存在蛇綠巖序列，且通過(guò)野外剖面對(duì)其進(jìn)行巖性和構(gòu)造的勘查剖析。
如角-察讓剖面位于薩嘎蛇綠巖體的西部，貫穿二疊系、蛇綠巖地層單元和白堊系，剖面全長(zhǎng)約10.31km，此剖面中地幔橄欖巖強(qiáng)蛇紋石化，主要由二輝橄欖巖和斜輝橄欖巖組成，在剖面露頭中無(wú)法找到新鮮的地幔橄欖巖;地幔橄欖巖北部為白堊紀(jì)昂仁組的一套弧前盆地復(fù)理石沉積，主要巖性為礫巖、含礫砂巖、砂巖和粉砂巖，察讓村西側(cè)可見(jiàn)砂巖與粉砂巖互層，向南出現(xiàn)炭質(zhì)板巖;蛇綠巖地層單元中出露蛇紋石化地幔橄欖巖，向南依次出露輝長(zhǎng)巖、輝綠巖、玄武巖和硅質(zhì)巖;蛇綠巖地層單元南側(cè)為二疊系，二疊系發(fā)生輕微變質(zhì)作用，變質(zhì)程度為低綠片巖相，主要巖性為變質(zhì)砂巖、板巖、千枚巖、絹云母石英片巖，褶皺發(fā)育(圖3)。
薩嘎松多剖面位于薩嘎蛇綠巖體的東側(cè)，剖面全長(zhǎng)約7.8km，該剖面出露白堊系昂仁組紫紅色礫巖、強(qiáng)蛇紋石化地幔橄欖巖、基性巖脈、硅質(zhì)巖和二疊系碎屑巖，各地層單元均以斷層為界。在薩嘎松多剖面中，與地幔橄欖巖相鄰的是白堊系昂仁組紫紅色礫巖，礫石大小不一，可見(jiàn)長(zhǎng)軸約為50cm的礫石，礫石發(fā)生剪切，為左行(ToptoS)，說(shuō)明白堊系昂仁組逆沖于蛇綠巖之上，在野外實(shí)地觀察，地幔橄欖巖與白堊系昂仁組紫紅色礫巖界線清晰。地幔橄欖巖發(fā)生強(qiáng)烈的蛇紋石化，發(fā)現(xiàn)少數(shù)新鮮橄欖巖的巖性為二輝橄欖巖或斜輝橄欖巖(圖4)。
2巖石學(xué)
薩嘎蛇綠巖序列發(fā)育地幔橄欖巖、輝長(zhǎng)巖、玄武巖、硅質(zhì)巖。薩嘎蛇綠巖體中地幔橄欖巖普遍發(fā)生蛇紋石化，顯微鏡下特征明顯，橄欖石表面呈顯著龜裂紋，正高突起，部分橄欖石為完全蛇紋石化，局部仍保留橄欖石II-III級(jí)干涉色，蛇紋石化橄欖石正交偏光下呈I級(jí)灰白干涉色，蛇紋石化橄欖巖主要分布在薩嘎蛇綠巖體的中西部，如角-薩拉-松多一帶，海拔約至4850m以上可發(fā)現(xiàn)橄欖巖。薩嘎蛇綠巖體東部橄欖巖較為新鮮，蛇紋石化較弱，海拔約至5000m以上可發(fā)現(xiàn)橄欖巖，東側(cè)地幔橄欖巖中橄欖石在透射光下具有正高突起，裂理明顯，正交偏光下具有II藍(lán)紫至III級(jí)黃綠干涉色，除橄欖石外，地幔橄欖巖中含有少量輝石，主要為斜方輝石，干涉色為I級(jí)灰白;少為單斜輝石，干涉色為I級(jí)橙黃，含量約為10%，輝石可見(jiàn)出熔細(xì)的頁(yè)理。薩嘎蛇綠巖體中堆晶輝長(zhǎng)巖在薩嘎東部熱嘎村剖面發(fā)現(xiàn)，位于約5100m海拔處，上覆為地幔橄欖巖，下伏為玄武巖，堆晶輝長(zhǎng)巖鏡下具有明顯成層性，主要為斜方輝石，輝石在透射光下呈深綠色，多色性明顯，正交偏光下呈I級(jí)灰白或黃白干涉色，部分輝長(zhǎng)巖鏡下可見(jiàn)受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響而導(dǎo)致輝石剪切變形的現(xiàn)象。薩嘎蛇綠巖體中玄武巖鏡下特征明顯，具有多氣孔，呈杏仁構(gòu)造，氣孔內(nèi)主要為后期充填的石英和方解石，呈斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶主要為輝石和斜長(zhǎng)石，少見(jiàn)橄欖石，基質(zhì)主要呈間粒結(jié)構(gòu)或間粒間隱結(jié)構(gòu)。
3分析方法
本文樣品全巖分析是由中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心測(cè)試完成，其中氧化物含量采用X熒光光譜儀3080E測(cè)試，執(zhí)行GB/T14506.28-1993標(biāo)準(zhǔn);H2O+標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行GB/T14506.2-1993，CO2標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行GB9835-1988;稀土元素和部分微量元素采用等離子質(zhì)譜Excell測(cè)試，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)T0223-2001;少數(shù)微量元素采用X熒光光譜儀2100測(cè)試，并執(zhí)行JY/T016-1996標(biāo)準(zhǔn)。
鋯石測(cè)年所用鋯石采用重砂方法進(jìn)行分選，并挑選大顆粒鋯石進(jìn)行制靶。CL圖像分析由中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所大陸構(gòu)造與動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室高分辨熱場(chǎng)發(fā)射能譜陰極發(fā)光室(SEM-EDS-CL)完成，所用儀器由熱場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(NanoSEM450)、陰極熒光譜儀(GatanMonoCL4)和牛津電制冷能譜儀(INCAXMax50EDS)組成，可提取高清晰度和高精度全光和單光陰極發(fā)光圖像。鋯石LA-ICP-MSU-Pb測(cè)年數(shù)據(jù)由天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所測(cè)試完成，所用儀器為Neptune多接收等離子質(zhì)譜和NewwaveUP193紫外激光剝蝕系統(tǒng)(LA-MCICP-MS)，U-Pb同位素測(cè)試方法及流程見(jiàn)李懷坤等[35]。部分鋯石測(cè)年數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所大陸構(gòu)造與動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室激光剝蝕多道等離子體質(zhì)譜系統(tǒng)(LA-MC-ICP-MS)完成。
4分析結(jié)果
4.1地球化學(xué)
4.1.1薩嘎熱嘎基性巖薩嘎熱嘎剖面中的基性巖主要為山頂處出露薄層堆晶輝長(zhǎng)巖和輝長(zhǎng)巖脈。因樣品采樣海拔與地質(zhì)環(huán)境限制，所取樣品表明存在輕微或較強(qiáng)的蛇紋石化，體現(xiàn)在地球化學(xué)分析中燒失量局部樣品會(huì)偏高。堆晶輝長(zhǎng)巖的SiO2含量(wB/%)為51.40%～53.97%，平均52.27%;Al2O3為14.77%～15.55%，平均15.29%;K2O為3.35%～3.41%，平均3.39%，反映該堆晶輝長(zhǎng)巖屬鉀玄巖系列，且Cr、Fe、Mg含量低;其堿度率AR平均值為1.31，屬鈣堿性系列。輝長(zhǎng)巖脈的SiO2含量為45.01%～48.93%，均小于50%，高Al、Mg、Fe，低Cr、Mn、K，表明該剖面出露的輝長(zhǎng)巖脈屬鈣堿性-低鉀拉斑玄武巖系列。
堆晶輝長(zhǎng)巖的總稀土元素含量(wB/(μg·g-1))為162.07～166.58μg/g，平均164.21μg/g;LREE為149.14～151.01μg/g，平均151.24μg/g;HREE為12.92～13.02μg/g，平均12.97μg/g;LREE/HREE高達(dá)11.66，稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線呈現(xiàn)右傾曲線(圖5a)，稀土元素分餾程度高，相對(duì)富集輕稀土元素;富集大離子親石元素Rb、Sr，富集高場(chǎng)強(qiáng)元素Th、Ta、Hf，說(shuō)明存在殼源物質(zhì)混染，導(dǎo)致親稀土元素富集。輝長(zhǎng)巖脈的稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線出現(xiàn)2種類型，一種為近平行于橫坐標(biāo)的平滑曲線，另一種為低于球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)值的無(wú)規(guī)律曲線，說(shuō)明兩種輝長(zhǎng)巖脈的來(lái)源不同，一種為幔源輝長(zhǎng)巖脈，其稀土元素含量整體比球粒隕石低，基本上大離子親石元素和高場(chǎng)強(qiáng)元素均較原始地幔虧損(圖5b);一種為巖漿混合源輝長(zhǎng)巖，其稀土元素含量整體比球粒隕石高，且沒(méi)有稀土元素分餾現(xiàn)象，大離子親石元Rb、Sr較原始地幔略富集，高場(chǎng)強(qiáng)元素Ta、Nb、Zr、Hf較原始地幔略富集。
4.1.2薩嘎松多基性-超基性巖薩嘎松多剖面中出露的輝石巖主量元素含量(wB/%):SiO2為43.20%～43.63%，平均為43.38%;Al2O32.11%，貧Na、K;CaO平均為2.24%，屬橄欖輝石巖類，低鉀拉斑玄武巖系列，F(xiàn)e、Mg含量較高，貧Mn、Cr，貧堿，高Fe、Mg。輝長(zhǎng)巖脈SiO2為48.32%～49.70%，平均48.87%;貧K富Na、Ca;Al2O3為15.10%～16.07%，平均15.67%，屬亞堿性輝長(zhǎng)巖為低鉀拉斑玄武巖系列，F(xiàn)e、Mg含量適中，貧Mn、Cr。該剖面中蛇綠巖序列玄武巖的SiO2為46.09%～49.29%，平均為47.68%;Al2O3為10.24%～10.37%，平均10.29%;CaO為13.50%～14.01%，平均13.72%;Na2O為2.24%～2.33%，平均2.27%;K2O為1.02%～1.07%，平均1.05%;貧Cr、Mn、Fe、Mg，屬鈣堿性玄武巖，與島弧拉板玄武巖地球化學(xué)特征相似。從分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，樣品燒失量較高，說(shuō)明樣品存在局部蝕變或后生作用影響。
薩嘎松多剖面中輝長(zhǎng)巖脈∑REE(wB/(μg·g-1))為41.82～43.51μg/g，平均42.58μg/g;LREE為23.70～24.74μg/g，平均24.16μg/g;HREE為18.11～18.78μg/g，平均18.41μg/g;LREE/HREE平均為1.31，稀土元素配分曲線呈左側(cè)略右傾右側(cè)平滑的曲線(圖6a);δEu和δCe的平均值分別為0.95和1.01，可視為無(wú)Eu和Ce異常;其稀土元素含量與洋殼相似，說(shuō)明該輝長(zhǎng)巖脈為正常大洋玄武質(zhì)巖漿所形成，無(wú)殼源物質(zhì)混染。微量元素與原始地幔含量相近，較原始地幔富集Ta、Nb、Zr、Hf、Y等高場(chǎng)強(qiáng)元素，易于殼源富集的大離子親石元素Sr、Rb等與原始地幔含量近似圖6b)。蛇綠巖序列中的玄武巖∑REE為131.12～139.63μg/g，平均135.72μg/g;LREE為112.15～119.85μg/g，平均116.30μg/g;HREE為18.97～19.78μg/g，平均19.43μg/g;LREE/HREE為5.99，(La/Yb)N為6.95;δEu和δC平均值分別為0.91和0.94，可視為無(wú)異常;富集大離子親石元素Rb、Sr和高場(chǎng)強(qiáng)元素Th、Ta、Nb、Zr、Hf等，其稀土元素含量與大陸地殼相似，推測(cè)重熔基性巖漿混染殼源物質(zhì)后形成。蛇綠巖序列中方輝橄欖巖∑REE為2.04μg/g;其中LREE平均1.31μg/g;HREE平均0.73μg/g;LREE/HREE為1.79，(La/Yb)N的比值為2.14，其稀土元素曲線大致位于y=1附近，與球粒隕石稀土元素含量近似，與MORB和陸殼稀土元素相比，均呈現(xiàn)虧損，表明其來(lái)源于虧損地幔;大離子親石元素Rb、Sr與原始地幔相近，高場(chǎng)強(qiáng)元素Hf、Zr、Th、Ta與原始地幔相近，僅稀土元素呈現(xiàn)虧損，說(shuō)明該超基性巖來(lái)源于虧損地幔。
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