地球科学  2018, Vol. 43 Issue (4): 1110-1124.   PDF    
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西藏聂荣微陆块奥陶纪和侏罗纪岩浆事件的年龄证据
陆露1,2, 钱程3, 赵珍4, 吴珍汉4, 刘玉双1,2, 周亮5, 王岩1     
1. 沈阳师范大学古生物学院, 辽宁沈阳 110034;
2. 国土资源部东北亚古生物演化重点实验室, 辽宁沈阳 110034;
3. 沈阳地质矿产研究所, 辽宁沈阳 110000;
4. 中国地质科学院, 北京 100081;
5. 山东科技大学地球科学与工程学院, 山东青岛 266590
摘要:为了加深对班公湖-怒江缝合带构造演化过程的认识,选择聂荣微陆块内的花岗质片麻岩和花岗闪长质片麻岩中的锆石进行LA-ICP-MS U-Pb定年,结果主要显示两组206Pb/238U的加权平均年龄:一组为453.7±2.5 Ma; 另一组为176.6±1.1 Ma和178.04±0.8 Ma.花岗质片麻岩中黑云母和花岗闪长质片麻岩中白云母的40Ar-39Ar定年结果显示,坪年龄分别为161.8±1.1 Ma和178.9±1.2 Ma.上述年龄结果表明,聂荣微陆块主要经历了晚奥陶世和早侏罗世两期岩浆事件,这两期岩浆事件分别与冈瓦纳大陆北缘早古生代的造山作用和班公湖-怒江洋壳的俯冲闭合存在密切的动力学关系.
关键词青藏高原    聂荣微陆块    锆石U-Pb年龄    40Ar-39Ar年龄    班公湖-怒江缝合带    地质年代学    
Geochronological Evidence of Ordovician and Jurassic Magmatic Events in Nyainrong Microcontinent, Tibet
Lu Lu1,2 , Qian Cheng3 , Zhao Zhen4 , Wu Zhenhan4 , Liu Yushuang1,2 , Zhou Liang5 , Wang Yan1     
1. Paleontological College, Shenyang Normal University, Shenyang 110034, China;
2. Key Laboratory of Evolution of Past Life in Northeast Asia, Ministry of Land and Resources, Shenyang 110034, China;
3. Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources, Shenyang 110000, China;
4. Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100081, China;
5. College of Earth Science and Engineering, Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266590, China
Abstract: In order to deepen our knowledge and understanding about the tectonic evolution of the Bangonghu-Nujiang suture zone(BNS), zircon U-Pb dating was conducted for granitic gneiss and granodioritic gneiss of Nyainrong microcontinent by LA-ICP-MS in this study. Results show two groups of average zircon U-Pb ages, with one of 453.7±2.5 Ma, and the other of 176.6±1.1 Ma and 178.04±0.8 Ma. 40Ar-39Ar dating was conducted for biotite from granitic gneiss and muscovite from granodioritic gneiss in Nyainrong microcontinent.The 40Ar-39Ar plateau ages yield 161.8±1.1 Ma and 178.9±1.2 Ma, respectively, showing that the study area experienced the Late Ordovician and the Early Jurassic magmatic events. Combined with field condition and study results, it is suggested that the Ordovician magmatic event was related to the Early Paleozoic orogeny which could be caused by proto-Tethyan oceanic subduction along Gondwana continental margin, and the Jurassic magmatic event was related to the subduction and closure of the Bangong-Nujiang oceanic crust.
Key Words: Tibetan plateau    Nyainrong microcontinent    zircon U-Pb age    40Ar-39Ar age    Bangonghu-Nujiang suture zone    geochronology    

0 引言

班公湖-怒江缝合带位于青藏高原的中部,是青藏高原在特提斯演化过程中形成的一条巨型缝合带,记录了其演化过程中的主要岩浆-变质事件,一直以来是国内外地质学家研究青藏高原隆升和特提斯洋演化的热点地区之一.班公湖-怒江缝合带近东西向展布,从东向西绵延长约2 000多千米(常承法和郑锡澜,1973),缝合带内除了发育复理石、蛇绿岩套以及混杂岩之外(Yin and Harrison, 2000),在其中段存在一特殊地质体——聂荣微陆块.前人对班公湖-怒江缝合带内出露的蛇绿岩、混杂岩及岩浆岩等都做了大量研究工作(叶培盛等,2004; 夏斌等,2008; Wang et al., 2008; Shi et al., 2008, 2012).但是,由于班公湖-怒江缝合带复杂的构造演化过程以及中部聂荣微陆块这一特殊地质体的存在,关于缝合带的闭合时限、俯冲方向、演化过程等许多重要地质问题仍存在许多争议(Kapp et al., 2003; 潘桂棠等,2004; 陈国荣等,2004; 朱弟成等, 2006, 2008a, 2008b; 曲晓明等,2009; Zhu et al., 2009, 2011, 2016; 杜德道等,2011; Qu et al., 2012; Sui et al., 2013; Chen et al., 2014; Liu et al., 2014, 2017; 胡隽等,2014; Wei et al., 2017; 丁帅等,2017; 密文天等,2017).尤其是对聂荣微陆块的研究较为薄弱,这严重制约了对班公湖-怒江缝合带构造地质演化历史的深入认识.

由于聂荣微陆块特殊的构造位置,近年来其越来越受到国内外地质学家的关注,虽然部分学者通过对研究区出露的大规模中生代岩浆岩的年代学、岩相学、地球化学等方面的研究,对其成因及动力学背景提出了一些重要的认识和模式(Guynn et al., 2006; 朱弟成等,2008a; 刘敏等, 2010, 2011),但由于构造岩浆事件方面年代学研究的不足,对该区的构造演化过程问题仍存在许多争议.如:Guynn et al.(2006)以聂荣微陆块内中生代花岗质岩石为主要研究对象,根据其年代学和地球化学研究结果提出中生代聂荣微陆块经历了“先与羌塘地块碰撞,后又与拉萨地块碰撞”两次碰撞作用.朱弟成等(2008b)通过对研究区聂荣岩体的年代学与地球化学的研究指出,聂荣岩体的形成与中生代班公湖-怒江洋壳南向俯冲于聂荣微陆块之下有关; 刘敏等(2010)通过对侏罗纪花岗质岩石及其包体的同位素研究结果指出,侏罗纪时期班公湖-怒江洋壳北向俯冲引起了聂荣微陆块和羌塘地体间碰撞.近年来,随着聂荣微陆块内高压麻粒岩的发现与研究,Zhang et al.(2014)指出大约190 Ma左右,聂荣微陆块发生了向北俯冲于羌塘地块之下50 km的构造运动,之后并迅速抬升至地壳20 km处.另外,也有学者针对聂荣微陆块内出露的变质岩进行了年代学研究,通过对片麻岩中锆石的U-Pb年龄测定,识别出了新元古代(843~820 Ma,解超明等,2010; 863±10 Ma,辜平阳等,2012)和寒武纪-奥陶纪的岩浆事件(530~420 Ma,Xu et al., 1985; 488.0±4.2 Ma,解超明等,2010; 540~460 Ma,Guynn et al., 2012; 507 Ma,王明等,2012),同时还得到了少量的中生代岩浆-变质事件的年龄信息(Xu et al., 1985; 张晓冉等,2010; 解超明,2013),这些年龄信息的获得对于限定聂荣微陆块乃至班公湖-怒江缝合带构造演化过程起到了重要作用.

整体而言,目前关于聂荣微陆块中片麻岩岩浆事件的年代学数据仍然较少,这限制了学者深入理解该地块构造岩浆过程及其与青藏高原演化关系.因此,本文在野外调查研究的基础上,选择对聂荣微陆块内出露的花岗质片麻岩和花岗闪长质片麻岩进行锆石U-Pb和云母40Ar-39Ar年代学研究,获得了与其古生代和中生代期间构造岩浆作用相关的新地质年龄数据,希望能为深入认识班公湖-怒江缝合带的中生代演化过程提供新依据.

1 区域地质背景

聂荣微陆块地处青藏高原中部,呈透镜体状夹持于班公湖-怒江缝合带中部(图 1),研究区以北是由古老的变质基底和中新生代的海相碳酸盐、碎屑岩及火山岩组成的羌塘地块(黄继钧,2001),以南是由前寒武纪的变质基底、古生代-中生代沉积岩和中新生代的岩浆岩组成的拉萨地块(潘桂棠等,2006).绵延1 200 km的班公湖-怒江缝合带从西向东以改则、丁青可为界分为西、中、东三段,中段以出露侏罗纪-白垩纪的蛇绿岩、中生代的碎屑岩与碳酸盐岩及少量火山岩为主(中国地质大学(北京)地质调查研究院, 2005, 1:25万安多幅地质报告).

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图 1 青藏高原地质简图 Fig. 1 Geological sketch map of the Tibetan Plateau MBT.主边界断裂; YZS.雅鲁藏布江缝合带; BNS.班公湖-怒江缝合带; HJS.可可西里-金沙江缝合带; SKS.昆南缝合带; KJF.喀喇昆仑-嘉黎断裂; JSF.金沙江断裂; XSF.鲜水河断裂; EKF.东昆仑断裂.据吴珍汉等(2009)修改

聂荣微陆块呈近东西向展布,面积约5 200 km2,其南北两侧均发育近东西走向的班公湖-怒江洋壳的残余——蛇绿混杂岩带(解超明等,2010).研究区主要由新太古代-奥陶纪结晶变质基底、古生代地层、大规模早-中侏罗世花岗岩和少量的白垩纪花岗岩,以及新生代碎屑岩组成,微陆块内断裂构造十分发育(图 2).变质基底出露于研究区的中、西部地区,主要由花岗质片麻岩、斜长角闪片麻岩、花岗闪长质片麻岩、片岩、变粒岩、石英岩、大理岩等组成(中国地质大学(北京)地质调查研究院, 2005, 1:25万安多幅地质报告; 西藏自治区地质调查院, 2005, 1:25万那曲幅地质报告).

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图 2 聂荣微陆块地质简图 Fig. 2 The geological map of Nyainrong microcontinent 据1:25万安多幅(中国地质大学(北京)地质调查研究院, 2005, 1:25万安多幅地质报告)和1:25万那曲幅(西藏自治区地质调查院, 2005, 1:25万那曲幅地质报告)修编
2 年代学样品及其特征

此次的年代学分析样品共有两件,分别是取自聂荣微陆块西部错日阿和生雀地区出露的变质岩中,以往的研究中将该变质岩的时代定为新元古代.具体取样点位置见图 2.样品的具体特征描述如下.

样品B06(32°00′31.7″N,91°42′57.7″E)为花岗质片麻岩,岩石呈灰黑色,片麻状构造(图 3a),片状粒状变晶结构.岩石主要由斜长石(55%)、石英(30%)和黑云母(15%)组成(图 3b).斜长石粒度为0.5~1.5 mm,具弱环带构造,普遍具聚片双晶,少数具卡斯巴双晶,个别斜长石聚片双晶存塑性弯曲现象.石英呈他形粒状,波形消光,粒度为1.0~1.5 mm.黑云母颗粒较大,呈片状,黄褐色,粒度多为2.0~3.0 mm,分布不均匀,集合体呈条带状,形成片麻状构造,个别(001)解理存塑性弯曲现象,局部可见云母鱼.

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图 3 研究区片麻岩样品野外特征及镜下特征 Fig. 3 Field and microscopic characteristics of gneisses in study area a.样品B06野外特征; b.样品B06镜下特征; c.样品B65野外特征; d.样品B65镜下特征.Q.石英; Pl.斜长石; Bi.黑云母; Ms.白云母

样品B65(31°48′24.9″N,91°46′39.4″E)为花岗闪长质片麻岩,岩石呈灰白色,片麻状构造(图 3c),片状粒状变晶结构.岩石主要由斜长石(50%)、钾长石(15%)、石英(25%)和白云母(10%)组成(图 3d).斜长石呈柱粒状,少数保留半自形板柱状,粒度大小不等,一般为2.0~3.0 mm,常见聚片和卡斯巴双晶,双晶纹发生塑性弯曲.钾长石见条纹构造,粒度粗,常有细粒斜长石包体,粒度大小为3.0~4.0 mm,个别最大为7.5 mm,呈斑状.白云母颗粒细小,沿(001)面延伸呈带状展布,干涉色鲜艳,少数颗粒较大,呈片状,多见被绿泥石交代集合体,条纹状不规则.石英波状消光显著,部分已细粒化沿长石粒间分布.

3 测试方法 3.1 锆石U-Pb定年

样品送由河北省廊坊市地源矿物测试分选技术服务有限公司进行锆石颗粒挑选,每件样品用浮选和电磁选的方法选出150~500粒锆石,在双目镜下挑选出晶形和透明度较好的锆石颗粒用于年龄测定.锆石样品制靶和阴极发光照相在中国地质科学院完成,将样品锆石在玻璃板上用环氧树脂固定、抛光,然后进行透射光、反射光和阴极发光照相以确定单颗粒锆石的晶体形态和内部结构.锆石U-Pb同位素分析在中国地质科学院矿产资源研究所的LA-ICP-MS上完成.激光剥蚀系统为配备有193 nm ArF准分子激光器的GeoLas 2005.ICP-MS为日本Agilent公司生产的Agilent 7500a.应用澳大利亚国家地质标准局锆石TEM(417 Ma)进行元素分馏校正,应用标准锆石91500(1 062.4 Ma)标定样品的U、Th、Pb含量.根据实测的204Pb进行普通Pb校正.年龄计算和图解使用ISOPLOT3.0(Ludwig, 2001)程序.

3.2 40Ar/39Ar定年

黑云母和白云母的40Ar/39Ar定年在中国地质科学院地质矿产研究所同位素地质重点实验室常规40Ar/39Ar定年系统完成.

选取样品中纯的黑云母和白云母矿物(纯度>99%)用超声波清洗.清洗后的样品被封进石英瓶中,送核反应堆中接受中子照射.照射工作是在中国原子能科学研究院的“游泳池堆”中进行的,使用B4孔道,中子流密度约为2.65×1013 cm-2s-1.照射总时间为1 444 min,积分中子通量为2.30×1018 cm-2; 同期接受中子照射的还有用作监控样的标准样:ZBH-25黑云母标样,其标准年龄为132.7±1.2 Ma,K含量为7.6%.

样品的阶段升温加热使用石墨炉,每一个阶段加热30 min,净化30 min.质谱分析是在多接收稀有气体质谱仪Helix MC上进行的,每个峰值均采集20组数据.所有的数据在回归到时间零点值后再进行质量歧视校正、大气氩校正、空白校正和干扰元素同位素校正.中子照射过程中所产生的干扰同位素校正系数通过分析照射过的K2SO4和CaF2来获得,其值为:(36Ar/37Aro)Ca=0.000 238 9,(40Ar/39Ar)K=0.004 782,(39Ar/37Aro)Ca=0.000 806.37Ar经过放射性衰变校正; 40K衰变常数λ=5.543×10-10 a-1; 用ISOPLOT程序计算坪年龄及正、反等时线(Ludwig, 2001).坪年龄误差以2σ给出.详细实验流程见有关文章(陈文等,2006; 张彦等,2006).

4 分析结果及解释 4.1 U-Pb定年

2件片麻岩LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年结果见表 1.

表 1 聂荣微陆块片麻岩LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年结果 Table 1 LA-ICP-MS data of zircons from gneisses in Nyainrong microcontinent

样品B06(花岗质片麻岩)中的锆石形态大小各异,晶体形态为自形程度发育较好的中、长柱状晶体,其长轴为70~200 μm,短轴为50~100 μm,CL图像显示锆石颜色多为灰黑色(图 4),锆石的Th、U含量相对较高,其Th/U比值变化范围在0.11~2.22之间(除点13和23外),且测点锆石均发育振荡环带结构,显示出岩浆成因锆石的特点,大多数锆石内部可见在结晶过程中捕获的继承锆石核(图 4).

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图 4 样品B06锆石阴极发光图像 Fig. 4 CL images of zircons from sample B06

使用LA-ICP-MS测年方法对该岩石样品的22颗锆石的23个测点进行了锆石U-Pb同位素定年,数据结果见表 1图 5.数据显示有两组年龄测点皆位于谐和曲线上或邻近谐和曲线(图 5),一组7个锆石(测点5、12、16、18、19、20、21)206Pb/238U的表面年龄变化于(178.5±2.1)~(175.1±1.0)Ma之间,其206Pb/238U的加权年龄平均值为176.6±1.1 Ma(图 5a); 另一组6个锆石(测点2、6、8、10、11、22)206Pb/238U的表面年龄变化于(457.7±4.2)~(451.5±2.4)Ma之间,其206Pb/238U的加权年龄平均值为453.7±2.5 Ma(图 5c).剩余10个测点中,除测点3、9、13、23具有明显的Pb丢失外,其余6个测点的206Pb/238U的年龄集中在400.9±2.0 Ma(测点4)、241.5±1.8 Ma(测点14)、(180.0±0.9)~(179.5±0.8)Ma(测点7、15、17)、171.8±1.2 Ma(测点1),它们可能分别代表了不同阶段的岩浆结晶事件.

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图 5 样品B06锆石U-Pb年龄谐和图 Fig. 5 The zircon U-Pb concordia diagrams of sample B06

样品B65(花岗闪长质片麻岩)中的锆石自形程度较好,晶体形态多为中、长柱状,少数为椭圆状,CL图像(图 6)上显示锆石颜色多为灰黑色,表明锆石的Th、U相对较高,除16号测点的Th/U比值(=0.04)小于0.1外,其余测点锆石的Th/U比值变化于0.29~5.88之间,且测点锆石均发育振荡环带结构,显示出岩浆成因锆石的特点,另外,大多数锆石内部结构复杂,可见在岩浆结晶过程中捕获的继承锆石核(图 6).

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图 6 样品B65锆石阴极发光图像 Fig. 6 CL images of zircons from sample B65

使用LA-ICP-MS测年方法对该岩石样品的22颗锆石的22个测点进行了锆石U-Pb同位素定年,数据结果见表 1图 7. 22个锆石U-Pb同位素年龄结果中7个测点(4、6、9、11、15、16、18)皆位于谐和曲线上,或邻近谐和曲线(图 7),它们的206Pb/238U的表面年龄变化于(179.5±1.1)~(176.4±1.1) Ma之间,其206Pb/238U的加权年龄平均值为178.0±0.8 Ma.除测点7外,其余测点1、2、3、5、8、10、12、13、14、17、19、20、21、22均有明显的Pb丢失.测点7锆石的CL图像显示其内部存在继承锆石核,其206Pb/238U的表面年龄为506.2±2.5 Ma,该年龄可能代表了继承锆石的年龄.

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图 7 样品B65锆石U-Pb年龄谐和图 Fig. 7 The zircon U-Pb concordia diagrams of sample B65
4.2 40Ar/39Ar定年

分别对样品B06(花岗质片麻岩)中的黑云母和样品B65(花岗闪长质片麻岩)白云母进行了40Ar/39Ar定年同位素测定,测试结果见表 2.

表 2 聂荣微陆块花岗质片麻岩黑云母和花岗闪长质片麻岩白云母常规40Ar/39Ar测年结果 Table 2 Conventionally 40Ar/39Ar isotopic age analyses of biotite and muscovite

对样品B06(花岗质片麻岩)中的黑云母进行了40Ar/39Ar定年,温度从700~1 400 ℃,连续12个加热阶段分析,分析结果见表 2,其坪年龄谱图和等时线见图 8a8b8c.在初始的低温加热阶段700~750 ℃,坪年龄由88.8±2.8 Ma迅速升高至158.9±1.5 Ma,期间39Ar的释放量低于20%.随后从第3温度阶段(790 ℃)到第11温度阶段(1 120℃),保持了连续稳定的年龄坪,期间39Ar的累积析出量为98.1%,构成的稳定坪年龄为161.8±1.1 Ma,经过数据拟合后得到的正、反等时线年龄分别为162.0±2.6 Ma、162.0±2.8 Ma,与坪年龄结果相一致.40Ar/36Ar初始值分别为267±31和276±55,在误差范围之内(与大气初始氩比值295.5比较).

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图 8 聂荣微陆块花岗质片麻岩(B06)黑云母(a~c)和花岗闪长质片麻岩(B65)白云母(d~f)40Ar/39Ar坪年龄和等时线年龄 Fig. 8 The 40Ar/39Ar age plateaus and isochrones for biotite from granitic gneiss (a-c) and muscovite from granodioritic gneiss (d-f) of Nyainrong microcontinent

对样品B65(花岗闪长质片麻岩)中的白云母进行了40Ar/39Ar定年,温度从700~1 400 ℃,连续13个加热阶段分析,分析结果见表 2,其坪年龄谱图和等时线见图 8d8e8f.如表 2所示,在1~2加热阶段(700~750 ℃),坪年龄由126.2±2.9 Ma迅速升高至160.5±1.7 Ma,一直持续到第5加热阶段(890 ℃),期间39Ar的释放量低于20%.随后到从第6温度阶段(930 ℃)一直持续到第12温度阶段(1 180℃),保持了连续稳定的年龄坪,期间39Ar的累积析出量为99.8%,其组成的稳定坪年龄为178.9±1.2 Ma,经过数据拟合后得到的正、反等时线年龄分别为179.9±1.8 Ma和179.1±2.1 Ma,其40Ar/36Ar初始值分别为276±55 Ma、330±160 Ma,正、反等时线年龄与坪年龄基本相一致.

5 讨论 5.1 聂荣微陆块古生代岩浆事件的讨论

聂荣微陆块花岗质片麻岩(B06)LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果中明显存在一组(457.7±4.2)~(451.5±2.4) Ma的年龄数据,这些锆石点的Th/U比值=0.46~2.14(>0.4),CL图像上均发育振荡环带结构,显示出了岩浆锆石的特点,另外,从CL图像上(图 4)可以看到,这6个锆石测年数据点均位于中心继承锆石的边部,其206Pb/238U的加权年龄平均值为453.7±2.5 Ma,代表了花岗质片麻岩原岩的形成时代,时代为晚奥陶世.另外,花岗闪长质片麻岩(B65)LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果中也获得了奥陶纪的继承锆石年龄(506.2±2.5 Ma,测点7).解超明等(2010)Guynn et al.(2012)Lu et al.(2014)均在该研究区正片麻岩锆石U-Pb定年研究中获得了奥陶世的岩浆结晶年龄,与本文的年龄结果基本一致.因此,上述年代学研究结果表明聂荣微陆块在早古生代存在一期显著的岩浆活动.

泛非事件是指大约发生在550±100 Ma前的一次重要的构造热事件(Knenedy, 1964),其影响范围较广,造成了东、西冈瓦纳汇聚形成统一的冈瓦纳大陆,青藏高原就是受泛非事件影响的地区之一(许志琴等,2005).近年来随着研究的深入,在青藏高原喜马拉雅地区、拉萨地块、羌塘地块等地区均识别出了500~460 Ma的构造-岩浆事件年龄(胡培远等,2010; 王晓先等,2011; Guynn et al., 2012; Zhu et al., 2012; 朱弟成等,2012; 董美玲等,2012; 李再会等,2012),以往大多数学者多将这些年代数据解释为泛非造山运动的记录,然而晚奥陶世的岩浆结晶年龄明显小于冈瓦纳大陆的形成时限.Cawood and Buchan(2007)指出泛非事件主要发生于冈瓦纳大陆内部不同块体之间,在冈瓦纳大陆边缘发生的造山作用应不属于泛非事件的范畴,其进一步通过对沿冈瓦纳原太平洋边缘的俯冲作用和冈瓦纳大陆内部的泛非造山事件的研究发现,原太平洋边缘发生俯冲开始的时间(580~550 Ma)和泛非造山事件结束的时间大体一致,因此提出冈瓦纳大陆内部造山作用的结束必然会导致冈瓦纳大陆边缘洋壳的俯冲作用.综合岩浆作用、变质变形作用和地层学等资料,发现印度大陆北缘存在古生代早期的岩浆事件,并提出这期岩浆事件可能与原特提斯洋壳的俯冲作用有关(Cawood and Buchan, 2007).最新研究资料表明,在沿着冈瓦纳大陆北部边缘的Turkey、Iran地区同样存在寒武纪-奥陶纪的岩浆事件(Cawood and Buchan, 2007; Guynn et al., 2012; Zhu et al., 2012),Zhu et al.(2012)指出在冈瓦纳大陆形成后,北部的原特提斯洋向南俯冲于冈瓦纳大陆的边缘部分形成了一系列安第斯型的岩浆弧(Zhu et al., 2012).本文获得的奥陶纪锆石U-Pb年龄明显小于泛非造山事件的时代,另外,前人通过研究指出聂荣微陆块在早古生代同拉萨地块、羌塘地块一起位于冈瓦纳大陆的北部边缘(Cawood and Buchan, 2007; Zhu et al., 2012),Lu et al.(2014)通过对聂荣微陆块内寒武-奥陶纪片麻岩的地球化学研究发现,其原岩属于过铝质钙碱性的S型花岗岩.综上所述,根据岩浆事件时间、其成因及其构造环境以及研究区所处的构造地理位置可以推断,聂荣微陆块变质基底经历的奥陶纪岩浆事件与原特提斯洋壳向冈瓦纳大陆北部边缘的俯冲与造山作用有关.因此,这期岩浆活动应该是冈瓦纳大陆北缘早古生代造山作用的产物.

5.2 聂荣微陆块侏罗纪岩浆事件的讨论

本文通过LA-ICP-MS定年获得了176.6±1.1 Ma(样品B06)和178.04±0.8 Ma(样品B65)的锆石U-Pb加权平均年龄,这些锆石数据点的Th/U比值与CL图像均显示出岩浆成因,代表了岩浆结晶年龄.另外,区域地质调查结果表明(刘敏等, 2010, 2011),研究区分布大规模的侏罗纪花岗岩体(图 2),这些都表明研究区普遍存在侏罗纪岩浆活动.前人研究认为,班公怒江缝合带发生俯冲闭合的时限大致为早侏罗世-早白垩世(肖序常和李廷栋,2000; Yin and Harrison, 2000; 潘桂棠等,2004; 陈国荣等,2004; 莫宣学等,2005),朱弟成等(2008a)Guynn et al.(2006)刘敏等(2010, 2011)对研究区侏罗纪花岗岩体的研究均提出聂荣微陆块侏罗纪岩浆活动是由班公湖-怒江洋壳的俯冲所引起的.因此,可以推断由于受班公湖-怒江洋壳俯冲的影响,聂荣微陆块变质基底普遍遭受了侏罗纪岩浆活动的改造.

对研究区花岗质片麻岩(B06)中的黑云母和花岗闪长质片麻岩(B65)中的白云母进行40Ar/39Ar定年分别获得了161.8±1.1 Ma和178.9±1.2 Ma的坪年龄.矿物40Ar/39Ar年龄既可以代表变质年龄,也可以代表冷却年龄,这主要取决于矿物的封闭温度,如果变质的温度高于封闭温度则代表变质事件以来的冷却年龄,反之则代表变质事件年龄(杨红等,2013).研究表明,黑云母的封闭温度为300~350 ℃(Zeitler, 1985),白云母的封闭温度为350 ℃(Jager, 1979).张修政等(2010)估算研究区片麻岩中麻粒岩透镜体的麻粒岩相变质峰期T=790~840 ℃,角闪岩相退变质阶段T=720~730 ℃; 张晓冉等(2010)估算研究区片麻岩中高压麻粒岩透镜体的高压麻粒岩相峰期T=860~920 ℃,早期退变质阶段T=820~890 ℃,晚期退变质阶段T=550~670 ℃.上述研究中获得的变质温度均高于黑云母和白云母的封闭温度,所以只有当温度降到封闭温度时,云母中的K-Ar体系才能呈现封闭状态,计时才能开始.Guynn et al.(2006)通过对聂荣微陆块内片麻岩中锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄研究获得了167±6.8 Ma的变质年龄,最新研究表明,Xie et al.(2014)在聂荣微陆块正片麻岩中获得了176~166 Ma的Ar-Ar年龄,提出聂荣微陆块存在侏罗纪的变质作用.因此,本文研究中所获得的片麻岩的40Ar/39Ar可能代表了侏罗纪岩浆-变质事件之后地块抬升过程中的冷却年龄.

6 结论

(1) 聂荣微陆块内花岗质片麻岩和花岗闪长质片麻岩中锆石U-Pb定年结果分别为453.7±2.5 Ma、176.6±1.1 Ma和178.04±0.8 Ma,表明研究区存在晚奥陶世和早侏罗世两期岩浆事件.

(2) 聂荣微陆块内花岗质片麻岩中黑云母和花岗闪长质片麻岩中白云母40Ar-39Ar定年结果分别为161.8±1.1 Ma和178.9±1.2 Ma,可能代表了侏罗纪岩浆-变质事件之后地块抬升过程中的冷却年龄.

(3) 研究区发生的这两期岩浆事件分别与冈瓦纳大陆北缘早古生代的造山作用和班公湖-怒江洋壳的俯冲闭合存在密切的动力学关系.

致谢 本文在成文过程中得到中国地质科学院项目团队的支持和帮助,衷心感谢评审专家对本文提出的学术指导和帮助,老师们的真知灼见让笔者受益匪浅,在此深表谢意!

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