1、书书书():岩 石 学 报:刘 小 驰,杨 雷,何 少 雄 等 希 夏 邦 马 峰 淡 色 花 岗 岩 岩 石 成 因 初 步 研 究岩 石 学 报,():,:希 夏 邦 马 峰 淡 色 花 岗 岩 岩 石 成 因 初 步 研 究刘 小 驰杨 雷何 少 雄胡 方 泱王 佳 敏,岩 石 圈 演 化 国 家 重 点 实 验 室,中 国 科 学 院 地 质 与 地 球 物 理 研 究 所,北 京 成 都 理 工 大 学 地 球 科 学 学 院,成 都 中 国 科 学 院 矿 产 资 源 研 究 重 点 实 验 室,中 国 科 学 院 地 质 与 地 球 物 理 研 究 所,北 京 ,收 稿,改 回,
2、():,:,;摘要 淡 色 花 岗 岩 是 研 究 碰 撞 造 山 带 地 球 动 力 学 过 程 的 重 要 对 象。本 文 对 喜 马 拉 雅 造 山 带 希 夏 邦 马 峰 海 拔大 本营 附 近 的 淡 色 花 岗 岩 样 品 进 行 了 独 居 石年 代 学 和 全 岩 地 球 化 学 初 步 分 析。研 究 样 品 根 据 矿 物 组 合 可 分 为 黑 云 母 花岗 岩 和 二 云 母 花 岗 岩,二 者 地 球 化 学 特 征 以 及 变 形 程 度 都 有 所 差 异,全 岩 地 球 化 学 中 弱 变 形 的 黑 花 岗 岩 表 现 出 低和 富、的 特 征,铝 饱 和 指
3、 数 为;强 变 形 和 弱 变 形 的 二 云 母 花 岗 岩 均 表 现 出 高和 贫、的 特 征,为 。同 黑 云 母 花 岗 岩 相 比,二 云 母 花 岗 岩 稀 土 元 素 中元 素 负 异 常 明 显,微 量 元 素 中 富 集、,亏 损、等 元 素,暗 示 岩 浆 经 历 了 斜 长 石、黑 云 母、锆 石、独 居 石 和 磷 灰 石 的 分 离 结 晶 作 用。黑 云 母 花 岗 岩 和 二 云 母花 岗 岩 中 的 独 居 石 给 出年 龄 为 、和 的 一 致 结 果,这 一 年 龄 略 早 于 前 人 报 道的 结 果,指 示 藏 南 拆 离 系 活 动 时 间 在 该
4、 区 域 与 喜 马 拉 雅 中 段 具 有 一 致 性。本 文 认 为 希 夏 邦 马 淡 色 花 岗 岩 岩 浆 作 用 与 碰 撞 后伸 展 阶 段 发 育 的 藏 南 拆 离 系 活 动 具 有 同 时 性。关 键 词 淡 色 花 岗 岩;喜 马 拉 雅;希 夏 邦 马 峰;年 龄;藏 南 拆 离 系;分 离 结 晶中 图 法 分 类 号 ;本 文 受 中 国 科 学 院 战 略 性 先 导 科 技 专 项()和 第 二 次 青 藏 高 原 综 合 科 学 考 察 研 究()联 合 资 助第 一 作 者 简 介:刘 小 驰,男,年 生,副 研 究 员,从 事 岩 石 学 和 地 球 化
5、 学 研 究,:喜 马 拉 雅 是 地 球 上 最 年 轻 的 大 陆 碰 撞 造 山 带,是 研 究 大陆 形 成 演 化 的 天 然 实 验 室。位 于 喜 马 拉 雅 造 山 带 中 段 的 希夏 邦 马 峰(海 拔)是 全 球 第高 峰。年,我 国 科考 队 员 在 希 夏 邦 马 峰 海 拔 发 现 高 山 栎 化 石,并首 次 将 此 作 为 古 植 物 实 际 证 据,证 明 了 青 藏 高 原 构 造 隆 升 的存 在,推 算 出 自 上 新 世 以 来 该 地 区 海 拔 上 升 了,由 此正 式 开 启 了 我 国 关 于 青 藏 高 原 隆 升 的 研 究 历 程(徐 仁
6、 等,)。沿 喜 马 拉 雅 山 脉 分 布 有 延 伸 长 度 超的 新 生代 淡 色 花 岗 岩,它 们 是 印 度 和 欧 亚 大 陆 碰 撞 造 山 过 程 形 成 的最 具 特 色 的 岩 浆 活 动,在 造 山 带 演 化 和 高 原 隆 升 的 相 关 研 究中 历 来 受 到 高 度 关 注(吴 福 元 等,;曾 令 森 和 高 利 娥,;张 泽 明 等,;,)。希 夏 邦 马 峰 峰 体主 体 是 由 淡 色 花 岗 岩 构 成,是 喜 马 拉 雅 造 山 过 程 中 的 重 要 产物,但 是 这 一 区 域 的 淡 色 花 岗 岩 同 位 素 年 代 学 以 及 岩 石 成
7、 因研 究 仍 旧 匮 乏(,),我 国 并 未 有 该 山 体 岩 浆活 动 的 详 细 资 料。喜 马 拉 雅 新 生 代 淡 色 花 岗 岩 岩 石 类 型 主要 包 括 二 云 母 花 岗 岩、电 气 石 白 云 母 花 岗 岩 和 石 榴 石 白 云 母花 岗 岩,以 及 少 量 的 黑 云 母 花 岗 岩(吴 福 元 等,;,)。在 本 次 研 究 中,我 们 对 希 夏 邦 马 峰 登 山 大 本 营附 近件 淡 色 花 岗 岩 样 品(其 中 包 括件 黑 云 母 花 岗 岩 和件 二 云 母 花 岗 岩)开 展 工 作,对 这 些 样 品 进 行 了 岩 相 学、地 球化 学
8、 和 独 居 石年 龄 的 初 步 分 析,并 结 合 前 人 的 工 作对 于 喜 马 拉 雅 中 段 淡 色 花 岗 岩 结 晶 时 代 和 岩 石 成 因 进 行 了归 纳 总 结,试 图 对 喜 马 拉 雅 造 山 过 程 的 岩 浆 活 动 与 造 山 带 演化 进 行 联 系。比 较 遗 憾 的 是,目 前 我 们 只 有 大 本 营 附 近 的 少量 花 岗 岩 样 品,期 望 接 下 来 有 更 多 的 工 作 来 对 整 个 希 夏 邦 马峰 做 出 研 究,这 将 有 助 于 我 们 更 深 入 地 理 解 喜 马 拉 雅 造 山 带的 形 成 和 演 化 过 程。地质背景
9、及样品特征喜 马 拉 雅 造 山 带 其 自 北 向 南 又 可 分 为 特 提 斯 喜 马 拉 雅、高 喜 马 拉 雅、低 喜 马 拉 雅 以 及 西 瓦 里 克 前 陆 盆 地 等 四 个 构 造单 元(图)(,;,)。特 提斯 喜 马 拉 雅 主 要 为 寒 武 纪新 生 代 早 期 的 沉 积 岩 系,为 印 度大 陆 被 动 陆 缘 的 碎 屑 与 碳 酸 盐 建 造,部 分 地 段 岩 石 经 历 过 低级 变 质 作 用 和 强 变 形 作 用 的 改 造,它 夹 持 于 南 侧 的 正 断层 藏 南 拆 离 系(,)和 雅 鲁 藏 布 缝 合 带 之 间。高 喜 马 拉 雅 位
10、 于 藏 南 拆 离系 以 南,它 主 要 由 两 套 岩 石 组 成,其 一 为 原 岩 是 泥 质 岩、镁 铁质 岩、钙 硅 酸 岩 的 角 闪 岩 相 副 变 质 岩 系,其 二 为 古 生 代()或 更 早 侵 位 的 花 岗 岩。低 喜 马 拉 雅 与 高 喜 马 拉 雅 被低 角 度 的 主 中 央 逆 冲 断 层(,)分 隔 开来,主 要 由 低 级 到 未 变 质 的 前 寒 武 纪 古 生 代 岩 石 组 成。低 喜马 拉 雅 沿 南 侧 的 主 边 界 逆 冲 断 层(,)逆 冲 在 西 瓦 里 克 前 陆 盆 地 沉 积 之 上,西 瓦 里 克 群 前 陆盆 地 沉 积
11、属 于 新 生 代 沉 积 产 物。沿 喜 马 拉 雅 造 山 带 走 向,淡 色 花 岗 岩 可 以 分 为 南 北 两 个带,总 体 上 呈 东 西 向 平 行 分 布(图)。北 带 淡 色 花 岗 岩 位于 特 提 斯 喜 马 拉 雅 单 元 内,又 称 为 特 提 斯 喜 马 拉 雅 淡 色 花 岗岩 带,这 些 淡 色 花 岗 岩 主 要 以 独 立 侵 入 体 形 式 侵 入 于 特 提 斯喜 马 拉 雅 岩 系 之 中,或 位 于 特 提 斯 变 质 穹 窿 核 部。南 带 主 要沿 高 喜 马 拉 雅 和 特 提 斯 喜 马 拉 雅 之 间 的 藏 南 拆 离 系 分 布,称为
12、 高 喜 马 拉 雅 淡 色 花 岗 岩 带。高 喜 马 拉 雅 的 淡 色 花 岗 岩 多以 规 模 不 等 的 岩 席 形 式 直 接 侵 入 到 高 喜 马 拉 雅 变 质 岩 系 之中,并 明 显 受 到 藏 南 拆 离 系 控 制(,;,;吴 福 元 等,)。藏 南 拆 离 系 是 一 个 大 型 的 北 倾 低 角 度 正 断 层 系,沿 喜 马拉 雅 山 造 山 带 近 东 西 向 延 展,位 于 高 喜 马 拉 雅 结 晶 岩 系 的 顶部。它 将 高 喜 马 拉 雅 与 特 提 斯 喜 马 拉 雅 并 置,并 与一起 将 高 喜 马 拉 雅 限 定 为 一 个 向 南 逆 冲
13、 的 楔 形(,)。通 常 表 现 为 一 系 列 近 平 行 的 断 层 或 韧 性剪 切 带,可 厚 达 几 千 米。高 喜 马 拉 雅 淡 色 花 岗 岩 通 常 沿侵 位,很 少 有 穿 切 拆 离 断 层 的 现 象(,;,;王 佳 敏 等,)。一 些 淡 色 花 岗 岩 具 有 同构 造 侵 位 特 征,因 此 通 常 利 用 这 些 淡 色 花 岗 岩 的 结 晶 年 龄 来限 制的 活 动 时 间(,;,)。年 希 夏 邦 马 峰 科 学 考 察 将 该 区 域 上 变 质 岩 石 归 类为 希 夏 邦 马 群,时 代 为 前 石 炭 纪()(中 国 希 夏 邦 马 峰 登山
14、队 科 学 考 察 队,)。该 群 可 进 一 步 划 分 为 上 下 两 组,下 组 位 于营 地 以 南 至 珠 峰 一 带,岩 石 变 质 程 度 较 高,主 要 由 下 部 的 片 麻 岩、眼 球 状 混 合 岩 和 上 部 的 变 粒 岩 组 成,并 有 较 多 花 岗 岩 脉 贯 入;而 上 组 位 于营 地 以 北,岩 石变 质 程 度 较 浅,主 要 为 片 岩,板 状 外 貌 清 楚。具 体 岩 性 包 括角 闪 石 英 片 岩、黑 云 石 英 片 岩、千 枚 岩、变 质 钙 质 粉 砂 岩 等,顶 部 出 现 大 理 岩,少 量 花 岗 岩 脉 贯 入。上 述 两 套 岩
15、石 分 别 对应 现 今 划 分 的 高 喜 马 拉 雅 结 晶 岩 系 和 肉 切 村 群 浅 变 质 岩 系。藏 南 拆 离 系 在 希 夏 邦 马 峰 被 ()称 为 希夏 邦 马 拆 离 断 层(),属 于 特 提 斯 喜马 拉 雅 的 黑 色 板 岩 作 为 上 盘,位 于 中 浅 变 质 的 肉 切 村 群 钙 质硅 酸 岩 和 变 质 泥 岩 之 上,眼 球 状 片 麻 岩 和 夕 线 石 副 片 麻 岩 显示 出 明 显 的组 构 指 示 出 向 北 的 伸 展,断 层 倾 角。根 据 希 夏 邦 马 南 侧 尼 泊 尔 境 内(郎 塘)地 区 的地 质 观 察,淡 色 花 岗
16、 岩 规 模 聚 集 于 高 喜 马 拉 雅 单 元 顶 部 位 置(,;,)。希 夏 邦 马 峰 大 量 的 二 云 母石 榴 石电 气 石 的 淡 色 花岗 岩 体 出 现 在 希 夏 邦 马 拆 离 断 层 较 高 层 次,淡 色 花 岗 岩 体 在藏 南 拆 离 系 下 盘 形 成 了 一 个 约厚 的 岩 席(,)。根 据 ()描 述,希 夏 邦 马 的 花 岗 岩 表现 为 多 类 型 特 征,峰 顶 为 黑 云 母 花 岗 岩,之 下 主 要 为电 气 石 白 云 母 淡 色 花 岗 岩。年 希 夏 邦 马 峰 科 考 报 告 记录 海 拔 约营 地 处 露 头 良 好,与 山
17、顶 岩 性 基 本 一 致。淡色 花 岗 岩 的 围 岩 普 遍 经 历 了 韧 性 变 形 和 变 质 作 用(中 国 希 夏刘 小 驰 等:希 夏 邦 马 峰 淡 色 花 岗 岩 岩 石 成 因 初 步 研 究图喜 马 拉 雅 造 山 带 地 质 简 图 及 淡 色 花 岗 岩 分 布(,据 吴 福 元 等,修 改)和 希 夏 邦 马 地 质 简 图 及 淡 色 花 岗 岩 分 布(,据 ,修 改)()(,);()(,)岩 石 学 报,():表希 夏 邦 马 峰 淡 色 花 岗 岩 样 品 的 具 体 位 置、岩 性、矿 物 组 合 及 年 龄 ,样 品 号登 记 号采 样 位 置围 岩
18、可 能 层 位岩 性主 要 造 岩 矿 物 组 合独 居 石年 龄、肉 切 村 群二 云 母 花 岗 岩钾 长 石斜 长 石石 英白 云 母黑 云 母电 气 石()、二 云 母 花 岗 岩钾 长 石斜 长 石石 英白 云 母黑 云 母()、黑 云 母 花 岗 岩钾 长 石斜 长 石石 英黑 云 母()希西 藏 希 夏 邦 马 峰 北 坡 营 地号 点,海 拔二 云 母 花 岗 岩钾 长 石斜 长 石石 英白 云 母黑 云 母电 气 石希 绝西 藏 希 夏 邦 马 峰 北 坡 营 地号 点,海 拔二 云 母 花 岗 岩钾 长 石斜 长 石石 英白 云 母黑 云 母希西 藏 希 夏 邦 马 峰 北
19、 坡 营 地号 点,海 拔二 云 母 花 岗 岩钾 长 石斜 长 石石 英白 云 母黑 云 母电 气 石注:前个 采 集 于年 的 样 品 保 存 于 国 家 自 然 博 物 馆,后个 采 集 于年 的 样 品 现 保 存 于 中 国 科 学 院 地 质 与 地 球 物 理 研 究 所邦 马 峰 登 山 队 科 学 考 察 队,)。本 文 研 究 涉 及 样 品 均 采自营 地 及 以 下,其 中年 希 夏 邦 马 峰 采 集 样 品 希、希 绝、希,年 采 集 样 品、。希具 有 定 向 性、希 绝呈 脉状 穿 入 眼 球 状 黑 云 母 片 麻 岩 中,均 为 二 云 母 花 岗 岩。和为
20、 二 云 母 花 岗 岩,采 集 自 海 拔,其 中具 有 强 变 形 特 征,中 的矿 物 为 弱 定 向 结 构。为 黑 云 母 花 岗 岩,采 集 自 海拔,弱 定 向 特 征。以 上 样 品 围 岩 可 能 对 应 的 层 位 为 藏南 拆 离 系 顶 部 的 肉 切 村 群,样 品 的 具 体 位 置 和 矿 物 组 合 特 征等 详 见 表、图。本 文 聚 焦 的 希 夏 邦 马 峰大 本 营 附 近 的 淡 色 花 岗岩 代 表 性 类 型 主 要 包 括 中 粗 粒 黑 云 母 花 岗 岩 和 二 云 母 花 岗岩,对件 花 岗 岩 样 品(样 品 号 为、)开 展 了独 居
21、石定 年 和 全 岩主 微 量 地 球 化 学 分 析。分析方法独 居 石定 年 分 析 在 中 国 科 学 院 地 质 与 地 球 物理 研 究 所 完 成,采 用 仪 器 为 的激 光 剥 蚀 器和 四 极 杆 电 感 耦 合 等 离 子 质 谱 仪()。本 次 分 析 的 激 光 束 斑 直 径 为、剥 蚀 频 率 为。每 个分 析 数 据 都 包 含 了 大 约 的 空 白 背 景 信 号,以 及的 数 据 信 号。每 分 析次 样 品,对 标 准 样 品(年 龄 为 ;,)分 析 两次。通 过 外 部 标 样对 样 品 的、()和进 行 校 正,具 体分 析 流 程 参 见 ()。采
22、 用 软 件完成 数 据 处 理(,)。使 用 进 行 独居 石 年 龄 加 权 平 均 计 算(,)。由 于 独 居 石 含 有 较高 的含 量,因 此 本 文 优 先 考 虑年 龄。全 岩 主 量、微 量 元 素 分 析 在 武 汉 上 谱 分 析 科 技 有 限 公 司分 析。主 量 元 素 采 用 使 用 日 本 理 学 的 型射 线 荧光 光 谱 仪 进 行荧 光 光 谱 分 析,具 体 分 析 步 骤 如 下:()将目 的 样 品 置 于 烘 箱 中 烘 干;()将 烘 干 后 的 样 品称 取 约,并 置 于 陶 瓷 坩 埚 中,然 后 在 马 弗 炉 中 灼 烧,温 度 为,随
23、 后 取 出 待 冷 却 至 室 温 称 量,从 而 计 算 烧失 量;()分 别 称 取 的 助 熔 剂、约 的 样 品 以 及 的 氧 化 剂 置 于 铂 金 坩 埚 中,在 熔 样 炉 中 熔 融,随 后 取 出 坩 埚转 移 到 耐 火 砖 上 冷 却,最 后 将 玻 璃 片 取 出 并 进 行分 析测 试,整 体 分 析 精 度 优 于。全 岩 微 量 元 素 含 量 测 试 利 用 型 电 感 耦 合 等 离 子 体 质 谱 仪 分 析,具 体 步 骤 如下:()将目 的 样 品 置 于 烘 箱 中 烘 干;()称 取烘 干 后 的 粉 末 样 品,置 于溶 样 弹 中;()先 后
24、 加 入的 高 纯和的 高 纯;()将溶 样 弹 放 入 钢套 中,拧 紧 后 置 于 烘 箱 中 加 热;()将 加 热 的 溶 样 弹取 出,待 其 冷 却 至 室 温,开 盖 后 置 于 电 热 板 上 蒸 干,随 后 加 入,并 再 次 蒸 干;()向 蒸 干 后 的 溶 样 弹 内 加 入高 纯、的水 和内 标(浓 度 为),随 后 再 次 将 溶 样 弹 放 入 钢 套 中,拧 紧 后 置 于 烘 箱 中 加 热以 上;()将 获 得 的 溶 液 转 入 到 聚 乙 烯 料 瓶 中,并 用的稀 释 至,以 备测 试,整 体 分 析 精 度 在以 内。分析结果 独 居 石年 代 学强
25、 变 形 二 云 母 花 岗 岩 样 品中 的 独 居 石 呈 自形半 自 形,棱 角 状 或 短 柱 状,粒 径 。背 散 射()图 像 显 示,主 体 无 环 带 结 构,发 光 均 匀 呈 灰 色,个 别 颗粒 边 部 出 现 港 湾 状 结 构(图)。此 样 品 共 分 析 了点(表刘 小 驰 等:希 夏 邦 马 峰 淡 色 花 岗 岩 岩 石 成 因 初 步 研 究图希 夏 邦 马 淡 色 花 岗 岩 野 外 及 镜 下 显 微 照 片钾 长 石;斜 长 石;石 英;白 云 母;黑 云 母 ;),均 位 于 均 匀 暗 灰 色 部 位,其 中个 点 给 较 老 的年 龄,变 化 范
26、围 是 ,代 表 独 居 石 中 可 能 存 在有 继 承 核。个 相 一 致 的 测 点 的变 化 范 围 是 ,加 权 平 均 年 龄 为 ()(图)。具 有 弱 定 向 的 二 云 母 花 岗 岩 样 品中 独 居 石呈 半 自 形,短 柱 状,粒 径。背 散 射 图 像 显 示 部 分独 居 石 晶 体 具 有 成 分 环 带(图)。此 样 品 共 分 析 了点,均 位 于 均 匀 暗 灰 色 部 位,个 测 点 给 出 的变 化 范围 是 ,加 权 年 龄 结 果 为 岩 石 学 报,():书书书?刘 小 驰 等:希 夏 邦 马 峰 淡 色 花 岗 岩 岩 石 成 因 初 步 研 究
27、书书书?岩 石 学 报,():图希 夏 邦 马 峰 淡 色 花 岗 岩 中 独 居 石 背 散 射 图 像 及定 年 结 果 ()(图)。弱 变 形 黑 云 母 花 岗 岩 样 品中 的 独 居 石 呈 自形半 自 形,棱 角 状 或 短 柱 状,粒 径 。背 散 射 图像 显 示,主 体 无 环 带 结 构,发 光 均 匀 呈 灰 色,个 别 颗 粒 边 部 出现 港 湾 状 结 构(图)。此 样 品 共 分 析 了点,均 位 于 均 匀暗 灰 色 部 位,个 测 点 给 出 的变 化 范 围 是 ,加 权 年 龄 结 果 为 ()(图)。全 岩 主 微 量 地 球 化 学希 夏 邦 马 淡
28、 色 花 岗 岩 表 现 出 富、的 特 征,铝 饱 和 指数(摩 尔 分 数()的 变 化 范围 为 (表)。黑 云 母 花 岗 岩 具 有 较 低 的(),较 高 的()、()、()、(),(),;相对 于 黑 云 母 花 岗 岩 样 品,二 云 母 花 岗 岩 样 品 具 有 相 对 高 的(),较 低 的()、()、()、(),(),变 化 范 围 是 (图、图)。在 微 量 元 素 组 成 特 征 上,黑 云 母 花 岗 岩 具 有 较 高 的()、()、()、()、()、()含 量 和()、()比 值,低 的()比 值;而 二 云 母 花 岗 岩 具有 略 高 的()、()含 量
29、和()比 值,低 的()、()、()、()含 量 和()、()比 值(图)。在 稀 土 元 素 组 成特 征 上,黑 云 母 花 岗 岩 与 二 云 母 花 岗 岩 样 品 表 现 出 较 大 的 差异(图)。黑 云 母 花 岗 岩 稀 土 总 量 较 高(),粒 陨 石 标 准 化 图 解 中 呈 现 出 明 显 右 倾 的 稀 土 配 分 模式(),相 对 较 弱 的负 异 常();而 二 云 母 花 岗 岩 的 稀 土 元 素 总 量 较 低(),具 有 较 大 变 化 的负 异 常(),轻 重 稀 土 分 馏 不 明 显()。刘 小 驰 等:希 夏 邦 马 峰 淡 色 花 岗 岩 岩
30、石 成 因 初 步 研 究表希 夏 邦 马 淡 色 花 岗 岩 全 岩 主 量 元 素()与 微 量 元 素()含 量 ()()样 品 号 样 品 号 样 品 号 样 品 号 样 品 号 样 品 号 ()()图希 夏 邦 马 淡 色 花 岗 岩 主 量 元 素 分 类 图()()图 解(,);()图 解(,)前 人 数 据 为 聂 拉 木 和地 区 样 品 数据(据 ,;,;,),图、图同 ()(,);()(,)(,;,;,),讨论 希 夏 邦 马 淡 色 花 岗 岩 地 质 年 代 学 研 究 意 义淡 色 花 岗 岩 结 晶 年 龄 可 以 被 用 来 约 束 高 喜 马 拉 雅 的 折返
31、 时 代 和 演 化 阶 段,因 此 有 大 量 的 研 究 聚 焦 于 淡 色 花 岗 岩 的形 成 时 代(吴 福 元 等,;,)。根 据 吴 福 元等()的 总 结,喜 马 拉 雅 淡 色 花 岗 岩 岩 浆 活 动 可 以 分 为 始喜 马 拉 雅 阶 段()、新 喜 马 拉 雅 阶 段()和后 喜 马 拉 雅 阶 段()三 个 阶 段。在 我 国 同 位 素 地 球 化 学 奠 基 人 李 璞 带 领 下,年 中 国科 学 院 绝 对 年 龄 实 验 室 报 道 了 第 一 批 西 藏 新 生 代 岩 石 的年 龄 数 据,其 中 采 自 希 夏 邦 马 峰一 带 的 眼 球 状 片
32、 岩 石 学 报,():图希 夏 邦 马 淡 色 花 岗 岩()、()、()、()、()、()与关 系 图 (),(),(),(),(),()麻 岩 及 花 岗 岩伟 晶 岩 脉 获 得 了 淡 色 花 岗 岩 年 龄 为,而 眼 球 状 片 麻 岩 年 龄 为 。这 些 年 龄 的 测 定为 希 夏 邦 马 峰 的 成 因 研 究 提 供 了 重 要 资 料,确 认 希 夏 邦 马 地区 的 花 岗 岩 及 伟 晶 岩 形 成 于 中 新 世,并 为 我 国 在 西 藏 地 区 同位 素 年 代 学 的 研 究 开 创 了 方 向(李 璞 等,)。根 据()报 道,希 夏 邦 马 峰大 本
33、营 处 分 布 有 较 多花 岗 岩,这 些 花 岗 岩 通 过 锆 石、独 居 石、磷 钇 矿 和 晶 质 铀 矿 给出 的年 龄 有 两 期,分 别 形 成 为 和,其 中 弱 变 形 的 黑 云 母 花 岗 岩 中 磷 钇 矿 和 独 居 石 得 到 的年 龄 为 ,而 希 夏 邦 马 峰 主 体 电 气 石 白 云 母 淡 色花 岗 岩 通 过 锆 石 和 晶 质 铀 矿 得 到 的年 龄 为 。本 文 获 得 的 独 居 石年 龄 为 ,属 于喜 马 拉 雅 淡 色 花 岗 岩 活 动 的 新 喜 马 拉 雅 阶 段。值 得 注 意 的刘 小 驰 等:希 夏 邦 马 峰 淡 色 花
34、岗 岩 岩 石 成 因 初 步 研 究图希 夏 邦 马 淡 色 花 岗 岩()、()、()和 ()关 系 图 (),(),()()是,本 文 获 得 的 年 龄 早 于 前 人 通 过 锆 石独 居 石磷 钇 矿结 果 给 出 的 的 年 龄(,)。靠 近 希 夏 邦 马 峰 的 聂 拉 木 地 区 是 我 国 境 内 喜 马 拉 雅 研 究 开展 最 广 泛 的 地 区 之 一,但 是 这 个 区 域 发 育 的 淡 色 花 岗 岩 规 模较 小,根 据 目 前 已 有 的 年 代 学 工 作,独 居 石 和 磷 钇 矿()年 代 学 结 果 的 年 龄 揭 示 聂 拉 木 地 区 的 喜
35、马 拉 雅 淡色 花 岗 岩 侵 位 时 代 主 要 为 中 新 世 (,)。喜 马 拉 雅 淡 色 花 岗 岩 最 重 要 的 形 成 时 代 为 中 新 世(吴 福元 等,;,),大 部 分 淡 色 花 岗 岩 岩 体 中 的锆 石、独 居 石 和 磷 钇 矿 都 给 出 的 年 龄 跨 度,这 有 可能 反 映 的 是 矿 物 生 长 记 录 的 长 时 间 熔 融(,;,;,)或 是 可 能 存 在 矿 物的 继 承 晶(,;,)。在 淡色 花 岗 岩 中,即 使 是 单 一 独 居 石 颗 粒,往 往 也 记 录 了 多 期 次年 龄,例 如 ()在 珠 峰 前 进 沟 淡 色 花
36、岗 岩 样品 中,在 一 颗 独 居 石 中 就 得 到 了 三 期 年 龄(、)。这 些 证 据 表 明,喜 马 拉 雅 淡 色 花 岗 岩 可 能 具 有 较长 时 间 的 演 化 历 史。基 于 野 外 观 察,聂 拉 木 地 区 淡 色 花 岗 岩可 以 被 划 分 为 两 阶 段(,),早 期 的 淡 色 花 岗岩 主 要 平 行 或 近 平 行 于 围 岩 片 理(),晚 期 主 要 以小 型 岩 株 和 穿 切 围 岩 片 理 的 岩 脉 为 主()(,)。此 外,刘 小 兵 等()报 道 了 的 花 岗岩,曾 令 森 团 队(个 人 通 讯)发 现 了、的 花 岗 岩。在 研
37、究 区 东 侧 的 普 士 拉、珠 峰 以 及 西 侧 的 吉 隆、马 纳 斯 鲁 等 区 域 淡 色 花 岗 岩 也 有 着 类 似 的 年 龄 分 布 形 态(图,;,;,;高 利 娥 等,;,;赵 俊 兴 等,;胡 方 泱 等,)。因 此,出 现 两 期(与)或 三 期(、)岩 浆 事 件 可能 是 整 个 喜 马 拉 雅 造 山 带 中 段 珠 峰希 夏 邦 马 峰吉 隆 地 区 的一 致 特 征。随 着 研 究 的 不 断 深 入,在 喜 马 拉 雅 造 山 带 中 揭 示了 更 加 丰 富 的 变 质变 形岩 浆成 矿 过 程,有 助 于 更 加 准 确 的反 演 喜 马 拉 雅
38、造 山 带 的 演 化 历 史。淡 色 花 岗 岩 和 藏 南 拆 离 系 之 间 的 构 造 关 系 对 于 断 层 运动 的 年 代 测 定 至 关 重 要(,;,)。值 得 注 意 的 是 希 夏 邦 马 峰 出 现 的 淡 色 花 岗 岩 并 未 切穿 藏 南 拆 离 系,这 些 淡 色 花 岗 岩 应 是 同 构 造 侵 位 的 岩 浆(,)。因 此,藏 南 拆 离 系 在 这 一 区 域 启 动 的时 间 应 近 似 同 时 于 岩 浆 侵 位 年 龄,本 文 获 得 的 独 居 石 岩 石 学 报,():图希 夏 邦 马 淡 色 花 岗 岩 球 粒 陨 石 标 准 化 稀 土 元
39、 素 配分 图(标 准 化 值 据 ,)前 人 数 据 为 聂 拉 木 和地 区 样 品 数 据(据,;,),图同 (,)(,;,),年 龄 指 示 藏 南 拆 离 系 启 动 时 间 约 为或 更 早。位 于希 夏 邦 马 峰 南 部 尼 泊 尔 境 内 的地 区 是 喜 马 拉 雅 淡色 花 岗 岩 研 究 最 为 充 分 的 地 区 之 一,与 喜 马 拉 雅 其 他 区 域 不一 致 的 是,一 侧 淡 色 花 岗 岩 被 认 为 切 穿 拆 离 断 层 侵入 到 特 提 斯 喜 马 拉 雅 沉 积 岩 当 中(,),这 些 花 岗 岩 形 成 了 约厚 的 岩 席,但 是 在 高 喜
40、 马 拉 雅 当中 并 未 发 现 顺 层 就 位 的 淡 色 花 岗 岩,地 区 二 云 母 花岗 岩 和 电 气 石 白 云 母 花 岗 岩 的 原 位定 年 给 出 的 年 龄为 (,),因 此,藏 南 拆 离系 在 该 区 域 活 动 应 早 于,这 与 本 研 究 的 推 论 是 一 致 的。研 究 喜 马 拉 雅 山 的 隆 升 时 限 对 于 解 析 整 个 青 藏 高 原 的隆 升 历 史、印 度欧 亚 板 块 碰 撞 动 力 学 机 制 以 及 环 境 演 化 都有 着 重 大 的 意 义。热 年 代 学 广 泛 应 用 于 山 脉 隆 升 历 史 的 研究。希 夏 邦 马
41、峰 淡 色 花 岗 岩 的 磷 灰 石 裂 变 径 迹 年 龄 集 中 在 之 间(,),与 李 璞 等()的年 龄 基 本 相 当;根 据 这 些 低 温 热 年 代 学 资 料 推 测,岩 石的 冷 却 主 要 发 生 在,此 时 山 体 隆 升 剥 蚀 量 约 为,喜 马 拉 雅 山 应 该 在 达 到 最 高(,)。结 合 本 文 获 得 的 独 居 石年 龄 说 明 喜 马拉 雅 山 在 希 夏 邦 马 峰 地 区 可 能 在达 到 最 高。因 此,接下 来 确 定 希 夏 邦 马 峰 峰 顶 究 竟 是 变 质 岩 还 是 淡 色 花 岗 岩,以及 是 何 种 类 型 的 花 岗
42、岩,其 产 状 如 何,花 岗 岩 的 低 温 年 代 学研 究 等 还 需 要 详 细 的 工 作,这 对 于 喜 马 拉 雅 造 山 带 何 时 达 到最 大 海 拔 等 问 题 具 有 重 要 意 义。希 夏 邦 马 峰 淡 色 花 岗 岩 岩 石 成 因 意 义黑 云 母 花 岗 岩 在 喜 马 拉 雅 淡 色 花 岗 岩 中 并 不 常 见,图珠 峰聂 拉 木希 夏 邦 马吉 隆马 纳 斯 鲁 地 区 淡 色花 岗 岩 结 晶 年 龄 直 方 图数 据 源 自 ,;,;,;,;,;刘小 兵 等,;,;高 利 娥 等,;,;,;,;赵 俊 兴等,;,;胡 方 泱 等,;,;,;,;,;
43、,;,;,;,;,;,;,;,;,图希 夏 邦 马 淡 色 花 岗 岩 形 成 温 度 图锆 石 饱 和 温 度()与 独 居 石 饱 和 温 度()分 别 按()和()方 法 计 算 (,)(,)刘 小 驰 等:希 夏 邦 马 峰 淡 色 花 岗 岩 岩 石 成 因 初 步 研 究()报 道 过 在 普 士 拉 地 区 高 喜 马 拉 雅 单 元 有 黑 云 母花 岗 岩,矿 物 学 和 地 球 化 学 结 果 表 明 喜 马 拉 雅 造 山 带 中 黑 云母 花 岗 岩 是 演 化 程 度 最 低 的 岩 石,可 能 代 表 了 淡 色 花 岗 岩 的偏 原 始 熔 体,向 二 云 母 花
44、 岗 岩 和 白 云 母 花 岗 岩 方 向,结 晶 分异 逐 渐 加 强,这 种 分 离 结 晶 趋 势 也 受 到 微 量 元 素 和 稀 有 金 属矿 物 证 据 的 支 持(刘 志 超 等,)。黑 云 母 花 岗 岩 作 为 原始 或 者 堆 晶 成 分,具 有 更 高 的 微 量 元 素 含 量,由 全 岩 地 球 化学 上 来 看,本 文 研 究 的 希 夏 邦 马 峰 淡 色 花 岗 岩 的 主 微 量 元 素同 周 边 的 聂 拉 木 和地 区 淡 色 花 岗 岩 具 有 一 致 性(图图),黑 云 母 花 岗 岩 和 二 云 母 花 岗 岩 表 现 出 的 分 异 程 度 并
45、不 是 很 高,主 量 元 素和,微 量 元 素、比值 以 及 稀 土 含 量 变 化 表 明,由 黑 云 母 花 岗 岩 至 二 云 母 花 岗 岩可 能 经 历 了 黑 云 母、长 石、锆 石、独 居 石 和 磷 灰 石 的 分 离 结晶。根 据 锆 石 饱 和 温 度 计 和 独 居 石 饱 和 温 度 计 计 算 的 淡 色花 岗 岩 温 度(图),黑 云 母 花 岗 岩 温 度 约 为 ,代表 偏 原 始 的 淡 色 花 岗 岩 岩 浆 应 具 有 较 高 的 形 成 温 度(高 彭等,)。从 希 夏 邦 马 和 聂 拉 木 出 现 的 黑 云 母 花 岗 岩 到 二云 母 花 岗
46、岩,再 到 聂 拉 木 和地 区 出 现 的 白 云 母 淡 色花 岗 岩,岩 石 的 形 成 温 度 由 逐 渐 降 低 到 左 右,这 也 暗 示 了 岩 浆 体 系 发 生 了 分 离 结 晶 过 程。需要 指 出 的 是,从 不 同 形 成 温 度 花 岗 岩 出 现 的 时 间 上 来 看,前人 工 作 表 明 具 有 低 形 成 温 度 的 白 云 母 花 岗 岩 出 现 时 间 晚 于黑 云 母 花 岗 岩(,;,),但 是 从本 研 究 的 结 果 来 看,二 者 是 近 于 同 时 出 现 的,不 同 阶 段 出 现的 部 分 熔 融 作 用 可 能 都 产 生 了 高 温
47、与 低 温 岩 浆。近 年 来,希 夏 邦 马 峰 周 边 的 普 士 拉 地 区 和 吉 隆 地 区 新 发现 有 花 岗 伟 晶 岩 型 锂铍铯 稀 有 金 属 矿 化,显 示 喜 马 拉 雅 中段 地 区 具 有 巨 大 的 稀 有 金 属 找 矿 潜 力,是 中 国 未 来 资 源 勘 查的 重 点 地 区(王 汝 成 等,;,;秦 克 章 等,)。希 夏 邦 马 出 露 有 大 规 模 的 伟 晶 岩,而 主 体 是 分 异 程度 较 高 的 电 气 石 白 云 母 花 岗 岩(,),并 且 这些 花 岗 岩 形 成 时 代 与 普 士 拉 和 吉 隆 地 区 并 无 明 显 差 别
48、。这些 稀 有 金 属 伟 晶 岩 和 淡 色 花 岗 岩 的 侵 位 明 显 受 控 于 藏 南 拆离 系(刘 小 驰 等,),在 剖 面 上 显 示 一 定 的 成 分 和 岩 石 类型 的 变 化,具 有 自 下 而 上 岩 浆 分 异 程 度 逐 渐 增 高、稀 有 金 属成 矿 作 用 不 断 增 强 的 演 化 趋 势(,)。因 此,需加 强 希 夏 邦 马 藏 南 拆 离 系 与 花 岗 岩 侵 位 关 系 的 研 究,以 判 断分 异 岩 浆 及 成 矿 伟 晶 岩 的 赋 存 部 位。需 要 强 调 说 明 的 是,本 文 研 究 的 淡 色 花 岗 岩 样 品 量 过少,仅
49、 为 初 步 工 作,并 未 研 究 前 人 报 道 的 希 夏 邦 马 主 体 的 电气 石 白 云 母 花 岗 岩。这 些 花 岗 岩 类 型、年 代 学 结 果 和 地 球 化学 特 征 对 于 希 夏 邦 马 峰 是 否 具 有 代 表 性 普 遍 意 义 以 及 与 高级 变 质 作 用 之 间 的 关 系 亟 待 深 入 的 工 作 进 行 检 验 和 研 究。结论()希 夏 邦 马 峰 海 拔 约 处 的 黑 云 母 花 岗 岩和 二 云 母 花 岗 岩 独 居 石年 龄 均 为,与 邻 近 的聂 拉 木 及地 区 相 一 致,指 示 与 希 夏 邦 马 地 区 藏 南 拆离 系
50、 有 关 的 岩 浆 活 动 出 现 在 中 新 世 早 期,藏 南 拆 离 系 启 动 时间 不 晚 于。()希 夏 邦 马 峰 中 新 世 黑 云 母 花 岗 岩 与 二 云 母 花 岗 岩 全岩 地 球 化 学 差 异 明 显,二 云 母 花 岗 岩 具 有 高 的,低、和,亏 损 大 离 子 亲 石 元 素、和 高场 强 元 素、和,轻 重 稀 土 分 异 不 明 显。在 岩 浆 演 化 晚期 阶 段,黑 云 母 花 岗 岩二 云 母 花 岗 岩 体 系 可 能 发 生 了 有 效的 结 晶 分 异 作 用,以 斜 长 石 与 黑 云 母 以 及 锆 石、独 居 石、磷 灰石 等 副