义敦岛弧带晚白垩世海子山二长花岗岩成因及其地质意义

2018年6月，第24卷，第3期，340-352页June2018，Vol.24，No.3，pp.340-352高校地质学报

GeologicalJournalofChinaUniversities

_____________________________收稿日期：2017-11-14；修回日期：2017-11-30基金项目：国家自然科学基金项目（41372067）；国家自然科学基金委创新群体项目（41421002）联合资助作者简介：张方毅，男，1996年生，硕士研究生，主要从事岩石地球化学研究；E-mail:zhangfangyi96@163.com*通讯作者：赖绍聪，男，1963年生，教授，主要从事岩石地球化学研究；E-mail:shaocong@nwu.edu.cn

义敦岛弧带晚白垩世海子山二长花岗岩成因及其地质意义张方毅，赖绍聪*，秦江锋大陆动力学国家重点实验室，西北大学地质学系，西安710069

摘要：义敦岛弧是三江特提斯复合造山带的重要组成部分。文章对义敦岛弧海子山花岗岩体进行锆石U-Pb年代学、全岩地球化学及Sr-Nd-Pb同位素地球化学进行分析，探讨其成因与构造意义。海子山花岗岩锆石U-Pb年龄为93.7±1.1Ma（MSWD=2.1,2σ），为晚白垩世早期岩浆活动产物，岩石具高硅、富碱的特征，铝饱和指数A/CNK=1.04~1.12，属于弱过铝质岩石。

稀土配分曲线呈燕式分布，Eu/Eu*=0.05~0.32，具有明显的Eu负异常。富集Rb、Th、U、Ta、Pb等元素，明显亏损Ba和Sr，表现出A型花岗岩的特征。岩石的εNd(t)=–4.8~-3.4，二阶段模式年龄TDM2=0.91~1.00Ga，结合岩石的Pb同位素特征及

低的CaO/Na2O比值与高的Al2O3/TiO2

比值，说明其应起源于泥质岩石的部分熔融并有少量地幔组分加入。综合地球化学、

同位素特征及义敦岛弧地区构造资料，表明海子山花岗岩是造山后伸展背景下形成的A型花岗岩，为地壳拉张、减薄，软流圈地幔上涌引起中上地壳泥质岩部分熔融的产物，具有壳幔物质混合的特征。

关键词：A型花岗岩；地球化学；锆石U-Pb定年；造山后伸展；义敦岛弧带中图分类号：P588.12+1文献标识码：A文章编号：1006-7493（2018）03-0340-13

PetrogenesisandGeologicalSignificanceoftheLateCretaceousHaizishanMonzogranitefromtheYidunIslandArc

ZHANGFangyi,LAIShaocong*,QINJiangfengStateKeyLaboratoryofContinentalDynamics,DepartmentofGeology,NorthwestUniversity,Xi’an710069,China

Abstract:TheYidunislandarcisasignificantcomponentofSanjiangTethyscompositeorogenicbelt.ThispaperpresentszirconU-Pbage,whole-rockgeochemistryandSr-Nd-PbisotopicdatafortheHaizishangranitefromtheYidunislandarc,aimingtoexploreitspetrogenesisandgeologicalsignificance.ZirconU-PbdatingresultsshowthattheHaizishangraniteplutonwascrystallizedat93.7±1.1Ma(MSWD=2.1,2σ),indicatingitwasproducedduringearlyperiodofLateCretaceous.TheHaizishangraniteischaracterizedbyhighSiO2andalkali,withA/CNKvaluesof1.04-1.12,showingaweaklyperaluminousaffinity.REEsofthegranitesarecharacterizedbysignificantnegativeEuanomalieswithEu/Eu*valuesof0.05-0.32.ThegraniticrocksareenrichedinRb,Th,U,Ta,PbbutdepletedinBa,Sr.TheεNd(t)valuesofthegranitesrangefrom-4.8to-3.4,withtwo-stagemodelageof0.91-1.00Ga.IncombinationwiththeirPbisotopiccharacteristicsandthechemicalsignaturesoflowCaO/Na2OandhighAl2O3/TiO2ratios,itissuggestedthattheHaizishangranitewasoriginatedfrompartialmeltingofargillaceousrockswithadditionofminormantlecomponent.Basedonasynthesisoftheirgeochemistry,isotopecharacteristicsandgeologicalsetting,wesuggestthattheHaizishangranitecanbegeneticallygroupedintoA-typegraniteswhichweregeneratedbypartialmeltingofargillaceousrockswithminorinvolvementofmantlecomponentsinapost-collisionalextensiontectonicsettinginducedbyupwellingofasthenospheremantle.

Keywords:A-typegranite;geochemistry;zirconU-Pbdating;post-collisionalextension;YidunislandarcbeltCorrespondingauthor:LAIShaocong,Professor;E-mail:shaocong@nwu.edu.cn

DOI:10.16108/j.issn1006-7493.2017129张方毅等：义敦岛弧带晚白垩世海子山二长花岗岩成因及其地质意义3期

三江地区是全球特提斯构造带在中国最典型的发育地区（HsuandBernouli,1978;Şengör,1979;邓军等，2011），位于三江地区东北侧的义敦岛弧则是中国西南特提斯构造带规模最大、保存最为完好的古岛弧（侯增谦等，2003）。长期以来，众多学者对义敦岛弧进行了大量研究，目前普遍认为甘孜-理塘洋于晚二叠世拉开之后在晚三叠世向西俯冲形成了义敦岛弧（侯增谦等，1995，2001；Reidetal.,2007）。义敦岛弧形成后经历了一系列复杂的构造演化过程，并伴有不同的花岗质岩浆活动，这些花岗质岩体依次为：以措交马-稻城岩体为代表的印支期与俯冲碰撞有关的岛弧花岗岩，以甘络沟、让木措岩体为代表的燕山早期与碰撞造山有关的同碰撞花岗岩，以高贡、雀儿山岩体为代表的燕山晚期后碰撞花岗岩，以及以巴塘格聂岩体为代表的喜马拉雅期花岗岩（侯增谦等，2001）。目前对于义敦岛弧白垩纪花岗岩的成因有两种不同观点，一种观点认为该类岩体是伸展作用背景下形成的A型花岗岩（管士平，1999；侯增谦等，2001；曲晓明等，2002；李艳军等，2014；屈凌飞，2016），另一种观点认为该类岩体为S型花岗岩（刘权，2003；应汉龙等，2006；马比阿伟等，2015）。对燕山晚期花岗岩（135~73Ma）的研究主要集中在义敦岛弧北部高贡—措莫隆地区，而岛弧中部海子山、格聂北花岗岩体缺乏可靠的同位素数据制约。Reid等(2005，2007)对海子山岩体进行了锆石U-Pb和黑云母的40Ar/39Ar定年，其结果分别为94.4Ma和93.7Ma;王楠等（2017）通过锆饱和温度计和稀土元素饱和温度计，估算出海子山岩体岩浆形成时平均上限温度为844℃。对该岩体进行系统的元素-同位素组成分析将有助于约束该区域花岗岩的起源演化过程，为此，本文对海子山岩体进行了岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学及全岩Sr-Nb-Pb同位素地球化学的系统研究，据此探讨了岩石成因及其地球动力学意义，以期为深入认识义敦岛弧晚中生代岩浆作用及构造背景提供进一步的参考和制约。1地质背景及岩石学特征义敦岛弧是三江构造带的重要组成部分，东侧以甘孜-理塘缝合带为界与松潘甘孜地体相接，西侧以金沙江缝合带为界与羌塘地体毗邻。岛弧整体呈NNW向展布，可分为东义敦岛弧带与西侧的中咱微陆块。区内岩浆岩主要发育于东义敦岛弧带内，可分为措交马—稻城及高贡—措莫隆两个重要的花岗岩带（图1）。燕山晚期花岗岩分布于高贡—措莫隆岩带内，北起石渠、高贡，南至巴塘、巴措仁，依次分布了高贡、雀儿山、绒衣错、格聂五大花岗岩体，其岩性主要为似斑状钾长花岗岩、似斑状黑云母二长花岗岩和钾长花岗岩（侯增谦等，2001）。海子山花岗岩体位于义敦东南侧，夹持于德来-定曲断裂带和德格-乡城断裂带之间，与上三叠统图姆沟组呈侵入接触。岩性为黑云母二长花岗岩，岩石整体呈浅灰白色—浅肉红色，块状构造，似斑状结构。斑晶含量约40%，由钾长石（15%±）、斜长石（15%±）与石英（10%±）组成。斑晶钾长石呈自形柱状，镜下其表面多呈浅红褐色，高岭土化明显，卡斯巴双晶发育。斑晶斜长石呈灰白色，发育卡钠复合双晶，具环带结构。部分斜长石核部发生绢云母化，而边部干净未发生次生变化，形成了净边结构，表明其核部更富An组分。斑晶石英呈他形粒状，发育不规则裂

理。黑云母呈黑褐色，多色性明显，不规则片状。副矿物有锆石、榍石、磁铁矿等。基质含量约60%，主要由钾长石（20%±）、石英（15%±）、斜长石（15%±）和黑云母（7%±）组成（图2）。2样品分析方法

分析测试样品是在岩石薄片鉴定的基础上精心挑选出来的。首先经镜下观察，选取新鲜的、无后期交代脉体贯入的样品，然后用牛皮纸包裹击碎成直径约5~10mm的细小新鲜岩石小颗粒，蒸馏水洗净烘干，最后在振动盒式碎样机（日本理学公司生产）内粉碎至200目。主量和微量元素在西北大学大陆动力学国家重点实验室完成。主量元素采用XRF法完成，分析相对误差一般低于5%。微量元素用ICP-MS测定，分析精度和准确度一般优于10%，详细的分析流程见文献刘晔等（2007）。锆石按常规重力和磁选方法分选，在双目镜下挑纯，将锆石样品置于环氧树脂中，然后磨至