藏南布主地區基性巖成因及其地質意義

土登次仁，次仁頓珠，次仁歐珠

（1.長安大學地球科學與資源學院，陜西 西安 710000；2.西藏大學工學院，西藏 拉薩 850000；3.西藏地勘局西勘集團，西藏 拉薩 850000；4.西藏地質礦產勘查開發局區域地質調查大隊，西藏 拉薩 850000）

1 研究背景

喜馬拉雅造山帶以北部的雅魯藏布江縫合帶（Ⅰndus-Yarlung Zangbo Suture Zone，ⅠYZSZ）和南部的主邊界沖斷層（Main Boundary Thrust，MBT）為界，包括3 個主要單元： 特提斯喜馬拉雅（ Tethyan Himalaya，THS）、高喜馬拉雅（Greater Himalayan Crystalline，GHC）和低喜馬拉雅序列（Lesser Himalayan Sequence，LHS）[1-2]。在岡瓦納大陸東部裂解之前，THS 被認為位于印度板塊的北部邊緣[3]，這3 個單元被2 個結構不連續性地分開，即THS 和GHC 之間的藏南拆離系（South Tibetan Detachment System，STDS）以及GHC 和LHS 之間的主中央沖斷層（Main Central Thrust，MCT）。本文以布主地區為研究區，其構造位置圖如圖1 所示。

圖1 研究區構造位置圖

在地理上，研究區位于西藏自治區日喀則康馬縣境內， 地理坐標為： 89°50′55″E—90°01′55″E ，28°40′00″N—28°43′00″N，面積大約為45 km2[4]。在地質上，研究區屬于印度大陸古被動大陸邊緣內，位于特提斯喜馬拉雅構造帶中段，介于ⅠYZSZ 和STDS 之間的地塊。主體為一套古生代以來的海相沉積序列，其中白堊紀—早新近紀地層出露相對有限。前人通過研究研究區及鄰區地球化STDS 之間的地塊，認為主體為一套古生代以來的海相沉積序列，其中白堊紀—早新近紀地層出露相對有限。前人通過分析研究區及鄰區地球化學元素的特征，并結合研究區鄰區南尼鄉基性巖測得的鋯石U-Pb 年齡（177 Ma）[5]，認為研究區及鄰區基性巖是同一個構造背景下形成，即受前導洋殼物質拖拽下使陸內發生伸展，導致深部地幔物質上涌而形成。但最新資料顯示，研究區基性巖年齡為（144.5±1.6）Ma[6]。因此，其成因及地質意義需重新厘定。

2 地質特征

2.1 巖性特征

研究區廣泛出露脈巖，基性侵入巖以輝綠巖（斑巖）為主，走向為近北西向，規模大小不等。主體為以輝綠巖為主，閃長玢巖常伴生在巖脈內部，少有單獨產出。輝綠巖脈多呈脈狀、透鏡狀侵入到圍巖中，受近北西向褶皺影響隨地層發生明顯變形，總體上脈體寬度較小，規模不一。

2.2 地球化學特征

前人的研究數據顯示，研究區全堿二氧化硅（TAS）圖解中侵入巖落入了堿性-亞堿性玄武巖系列，如圖2 所示。SiO2質量分數介于43%～50%，MgO 質量分數變化范圍較大，為3.9%～13.1%，Mg#介于36.0～68.2。

圖2 研究區及鄰區基性侵入巖中w（Nb）∶w（Y）-w（Zr）∶w（TiO2）圖解[7]和Mg#-FeOT質量分數圖解

3 成因討論

3.1 演化過程討論

由研究區侵入巖分析結果可知，隨Mg#的降低，其FeOT質量分數升高，表明其可能經歷了磁鐵礦或者鈦鐵礦等富鐵礦物的堆晶作用。如圖3 所示，Mg#隨Cr 質量分數、Ni 質量分數的降低而降低，呈正相關關系，表明巖漿在演化過程中經歷了一定程度的分離結晶作用。

圖3 研究區及鄰區基性侵入巖Mg#-Cr 質量分數和Mg#-Ni 質量分數圖解

研究認為，玄武質巖漿往往來自于地幔，而深部地幔的巖漿中w（La）∶w（Ta）的值（8～15）較低，在受到巖石圈地?；烊竞笤摫戎禃杆偕仙╳（La）∶w（Ta）＞25），且w（La）∶w（Sm）幾乎保持不變，只有巖漿受到地殼物質混染之后，其比值會迅速增大到5 以上[8-9]。w（La）∶w（Nb）也被認為是地殼混染指數，當w（La）∶w（Nb）遠小于1 時，地殼的混染作用可以忽略不計。研究區的w（La）∶w（Ta）=6.3～40，變化范圍較大；w（La）∶w（Sm）=1.6～4.2；w（La）∶w（Nb）=0.9～3.5。因此，本文認為研究區經歷了一定程度分離結晶作用，并在形成過程中可能受到了殼源物質混染[10-12]。

3.2 形成環境討論

在稀土配分圖解中顯示，稀土元素特征和稀土配分曲線與典型的OⅠB 曲線相似，富集輕稀土元素，虧損重稀土元素，Eu 負異常不明顯，［w（La）∶w（Yb）N=2.0～19.5，也與OⅠB 相似[13]。在微量元素蛛網圖中，未見Nb、Ta 負異常，類似于OⅠB。OⅠB 型被廣泛認為是源于深部地幔柱作用相關的產物。因此，本區OⅠB型輝綠巖與絨布輝綠巖、桑秀組玄武一樣，均屬于大陸裂谷環境下地幔柱的成因。更重要的是，研究區基性侵入巖稀土配分曲線總體上與Kerguelen 地幔柱成因的眾多OⅠB 型基性侵入巖的稀土配分曲線相似，指示其形成與Kerguelen 地幔柱有關。

大多數典型地幔柱短持續較短（1～5 Ma），Kerguelen 地幔柱與它們有明顯區別，其持續時間可達147 Ma[14]。其長時間持續不斷活動[15-17]的結果是從侏羅紀晚期到現在產生了大量的巖漿巖，由于南極、澳大利亞、印度和特提斯喜馬拉雅構造單元的位置不斷變化，使這些巖漿巖從原來的侵位位置向四周大范圍分布。ZHU 等首次提出特提斯喜馬拉雅構造單元內措美地區大規?；詭r漿活動與澳大利亞西南部的Bunbury 玄武巖為與Kerguelen 地幔柱早期活動有關的同一個大火成巖省，并將其命名為措美大火成巖省。

前人測得輝綠巖鋯石U-Pb 年齡為（144.5±1.6）Ma。在構造上，特提斯喜馬拉雅是緣于岡瓦納大陸的裂解，因此基性脈巖可能與伸展環境有關。布主基性脈巖結晶年齡處于Kerguelen 地幔柱相關的OⅠB型鎂鐵質巖脈最古老年齡（約147 Ma）和最年輕（約125 Ma）年齡之間，因此本文認為布主基性巖脈可能是地幔柱早期活動的產物，并在巖漿上升侵位過程中受到了殼源物質的混染。

4 結束語

全巖地球化學元素特征指示，布主地區基性侵入巖，受到了殼源物質的混染。布主基性巖脈與措美大火成巖省中諸多OⅠB 型基性火成巖具有相同成因?？赡苁巧煺弓h境下Kerguelen 地幔柱早期活動的產物，并在巖漿上升侵位過程中受到了殼源物質的混染。