西藏班戈花岗岩体的年代学、地球化学特征及构造环境研究

2017-09-20 06:23潘志龙
中国锰业 2017年6期
关键词:铝质白垩闪长岩

吴 洋,潘志龙,王 强,李 鑫

(河北省区域地质矿产调查研究所,河北 廊坊 065000)

1 地质概况

研究区地层以中生界为主,分布有少量古新世火山岩及第四系沉积物。研究区及周边的中、新生代受控于北部的班公湖—怒江特提斯洋和南部的雅鲁藏布江特提斯洋的俯冲、消减和碰撞造山作用,形成了构造演化历史较为复杂的岩浆弧。区内岩浆活动广泛,变质作用普遍,断裂及褶皱构造发育[1]。

班戈花岗岩体的主体岩石侵位时代为早白垩世、晚白垩世。根据野外关系及同位素资料,早白垩世岩浆分三个期次侵入,早期为石英闪长岩及英云闪长岩,中期为二长花岗岩,晚期为大规模的花岗闪长岩。早白垩世侵入体侵入中上侏罗统拉贡塘组,其上被晚白垩世竞柱山组砂砾岩覆盖。晚白垩世发育斑状二长花岗岩、正长花岗岩及碱长花岗岩,围岩为早白垩世多尼组碎屑岩及郎山组碳酸盐岩[2]。

2 班戈花岗岩体的年代学

选取研究区代表性花岗岩进行SHRIMP锆石U-Pb测年,P10TW1号样品采自早白垩世花岗闪长岩。CL图像上大多数锆石为长柱状,少数为等轴状,粒度100~210 μm,环带结构清晰。10个测点的Th/U比值在0.10~1.63,多数值小于0.4,Th含量偏低。10个测点,除去偏差较大的3个年龄值(测点5、7、9),其余测点的U-Pb年龄在117.2~125.5 Ma之间,加权平均年龄120.9±1.6 Ma(N=7,MSWD=0.91),代表了该岩体形成的年龄(图1)。

图1 P10TW1SHRIMP锆石U-Pb年龄图

本次工作在区分岩体侵位关系的基础上采集代表性样品进行锆石U-Pb测年,获得了清晰的年龄结构:a 137.6 Ma±的早白垩世早期岩珠或残留体;b 130.6~133.3 Ma的二长花岗岩;c 117.6~123 Ma大规模侵位的花岗闪长岩;d 75.6 Ma侵位的斑状二长花岗岩。综合前人资料认为,班戈复式岩基的早期岩浆活动年龄在135 Ma以上,规模相对较小;130 Ma左右出现规模较大的岩浆活动,产物包括花岗闪长岩、二长花岗岩;120 Ma左右出现了规模最大的一期岩浆活动,首先是大规模花岗闪长岩的侵位,后期演化为强过铝质的二云母二长花岗岩;最后一期的岩浆活动出现在晚白垩世晚期,产物包括斑状二长花岗岩(75.6 Ma)、正长花岗岩及碱性花岗岩[3]。

3 班戈花岗岩体的地球化学特征

3.1 早白垩世侵入体

3.1.1 早白垩世早期侵入体(137.6 Ma)

该期侵入岩主要包括石英闪长岩、英云闪长岩两种岩石类型。

石英闪长岩的SiO2含量界于64.9%~66%;全碱(K2O+Na2O)含量5.52%~5.72%;K2O/Na2O比值在0.88~1.08之间。在TAS图解中,投在Irvine线下方的花岗闪长岩区,为亚碱性岩系;在K2O-SiO2图解中,落于高钾钙碱性岩系区;FAM图解中,投入钙碱性岩系区;A/CNK值界于1.11~1.17之间,A/CNK-A/NK图解中落在过铝质区。里特曼指数变化于1.33~1.47,属钙碱性岩系;碱度率在1.77~1.85之间变化,属钙碱性岩系;分异指数界于67.62~68.41;固结指数变化于13.13~13.61。

英云闪长岩的SiO2含量界于64.64%~66.98%;全碱(K2O+Na2O)含量变化于5.11%~5.77%;K2O/Na2O比值在0.84~1.41之间。在TAS图解中,投在Irvine线下方的花岗闪长岩区,为亚碱性岩系;在K2O-SiO2图解中,落于钙碱性—高钾钙碱性岩系区;FAM图解中,投入钙碱性岩系区;A/CNK值界于0.98~1.27之间,A/CNK-A/NK图解中落在过铝质区。里特曼指数1.11~1.37;碱度率在1.65~1.76之间;分异指数界于62.74~71.47;固结指数变化于1.65~1.76。

3.1.2 早白垩世中期侵入体(133.3~130.6 Ma)

该时期侵入体在研究区仅见有二长花岗岩。其SiO2含量界于70.64%~79.87%;全碱(K2O+Na2O)含量变化于6.62%~8.94%;K2O/Na2O比值在0.67~2.03之间。在TAS图解中,投在Irvine线下方的花岗岩区,为亚碱性岩系;在K2O-SiO2图解中,主体落于高钾钙碱性岩系区;FAM图解中,投入钙碱性岩系区;A/CNK值界于0.98~1.11之间,A/CNK-A/NK图解中落在过铝质区,属弱过铝质岩石。里特曼指数变化于1.47~2.37;碱度率在2.27~4.06之间变化;分异指数界于78.78~97.43;固结指数变化于0.35~11.7。

3.1.3 早白垩世晚期侵入体(120.9~117.6 Ma)

该期岩浆活动早期见有规模较小的斑状石英二长闪长岩,主体为规模巨大的花岗闪长岩体,构成班戈花岗岩体的主体。

斑状石英二长闪长岩的SiO2含量62.24%~66.44%;全碱(K2O+Na2O)含量变化于5.45%~5.95%;K2O/Na2O比值在0.67~1.22之间。在TAS图解中,投在Irvine线下方的闪长岩和花岗闪长岩界线附近,为亚碱性岩系;在K2O-SiO2图解中,主体落于高钾钙碱性岩系区;FAM图解中,投入钙碱性岩系区;A/CNK值界于0.97~1.06之间,A/CNK-A/NK图解中落在偏铝质—弱过铝质区。里特曼指数变化于1.49~1.8;碱度率在1.57~1.85之间变化;分异指数界于59.85~68.83;固结指数变化于14.02~20.4[4]。

花岗闪长岩的SiO2含量界于62.42%~71.86%;全碱(K2O+Na2O)含量变化于5.11%~7.24%;K2O/Na2O比值在0.57~1.55之间。在TAS图解中,投在Irvine线下方的花岗闪长岩区,为亚碱性岩系;在K2O-SiO2图解中,落于钙碱性—高钾钙碱性岩系区;FAM图解中,投入钙碱性岩系区;A/CNK值界于0.93~1.16之间,A/CNK-A/NK图解中落在偏铝质—弱过铝质区。里特曼指数变化于1.15~1.93;碱度率在1.59~2.54之间变化;分异指数界于59.51~83.26;固结指数变化于8.27~21.81。

3.2 晚白垩世侵入体

研究区出露的晚白垩世侵入体主要有斑状二长花岗岩和正长花岗岩。

斑状二长花岗岩的SiO2含量界于66.52%~74.54%;全碱(K2O+Na2O)含量变化于7.36~8.31%;K2O/Na2O比值在1.4~1.28之间。在TAS图解中,投在Irvine线下方的石英二长岩和花岗岩区,为亚碱性岩系;在K2O-SiO2图解中,落于高钾钙碱性岩系区;FAM图解中,投入钙碱性岩系区;A/CNK值界于0.86~1.03之间,A/CNK-A/NK图解中落在偏铝质—弱过铝质区。里特曼指数变化于1.71~2.66;碱度率在2.32~2.7之间变化;分异指数界于77.49~88.6;固结指数变化于5.7~11.99。

正长花岗岩仅获得1个岩石化学数据。其SiO2含量为71.24%;全碱(K2O+Na2O)含量9.76%;K2O/Na2O比值1.04。在TAS图解中,投在Irvine线上方的花岗岩区,为碱性岩系;在K2O-SiO2图解中,落于钾玄岩系区;A/CNK值0.97,A/CNK-A/NK图解中落在偏铝质区。里特曼指数为3.35;碱度率为4.82;分异指数为93.93;固结指数为0.59[5]。

4 构造环境

将区内白垩纪中酸性侵入微量元素数据投在Peare的一组微量元素构造环境判别图解中,得到基本一致的结论:早白垩纪的中酸性侵入岩绝大多数位于火山弧花岗岩区,晚白垩纪斑状二长花岗岩落在同碰撞花岗岩区,晚白垩纪的正长花岗岩则总是在板内花岗岩区。根据Maniar和Piccoli利用岩石学、主量元素化学和矿物学特征判断花岗岩构造环境的方法及原则,区内花岗岩在判别图解中给出了较为一致的结果(图2)。早白垩世花岗岩及晚白垩世斑状二长花岗岩总是位于IAG+CAG+CCG组花岗岩的区域,晚白垩世正长花岗岩总是位于RRG+CEUG组花岗岩的区域。

IAG 岛弧花岗岩;CAG 大陆弧花岗岩;CCG 大陆碰撞花岗岩;POG 后造山花岗岩;RRG 与裂谷有关的花岗岩类;CEUG 与大陆造陆抬升有关的花岗岩类;OP 大洋斜长花岗岩

图2区内花岗岩主量元素构造环境判别

根据A/CNK值对IAG+CAG+CCG组花岗岩进行区分:早白垩世花岗闪长岩、斑状石英二长闪长岩及晚白垩世斑状二长花岗岩A/CNK值均<1.05,其为火山弧花岗岩;早白垩世石英闪长玢岩和英云闪长岩的A/CNK值界于1.05~1.15之间,该指标不能区分大陆碰撞花岗岩和火山弧花岗岩,而该类岩石一般认为是火山弧背景的产物。

在图解中,早白垩世侵入体主体落在消减花岗岩区,晚白垩世斑状二长花岗岩主体投在同碰撞花岗岩区,晚白垩世正长花岗岩投在造山期后花岗岩区。

5 结 论

锆石U-Pb年代学结果可以将班戈花岗岩划分为两个大的阶段,早白垩世和晚白垩世。地球化学特征显示,早白垩世侵入体总体具I型花岗岩特征,有向S型花岗岩演化的趋势;晚白垩世侵入体具I型花岗岩特征,后期出现含钠铁闪石的碱长花岗岩。班戈花岗岩的早白垩世侵入体是火山弧环境的产物,晚白垩世斑状二长花岗岩是在碰撞背景下形成的,而之后的正长花岗岩及碱长花岗岩则是在后碰撞环境形成的。总之,班戈花岗岩体的空间位置、侵位时限及地球化学特征显示其形成与班公湖—怒江洋的向南俯冲碰撞作用关系密切。

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