西藏狮泉河地区林子宗群火山岩地球化学及年代学研究论文_唐运球

湖南省有色地质勘查局二一七队 湖南衡阳 421001

摘要:本文通过对西藏狮泉河地区林子宗群火山岩详细的岩石学、地球化学特征及同位素年代学研究,探讨了该火山岩的性质、成因及形成时代。

关键词:狮泉河 林子宗群 地球化学

Geochemistry and geochronology research on Linzizong volcanic

rocks in Shiquanhe region of Tibet

TANG Yun—qiu

(Hunan Nonferrous Geological Prospecting Bureau217team,Hengyang 421001,China)

Abstract:In this paper,through the detailed petrological,geochemical characteristics and isotope chronology of the volcanic rocks of the Linzizong Group in the Shiquanhe area of Tibet,the nature,genesis and age of the volcanic rocks were discussed.

Keywords:Shiquanhe Linzizong volcanic geochemical

关于拉萨地块林子宗火山岩系的地球化学特征、地层层序及年代学前人做过很多工作,建立了林子宗群火山岩各组的年代学框架,将林子宗群自下而上解体为典中组、年波组和帕那组。而前人的研究主要集中在拉萨地块的中东部,而西部狮泉河地区尚未有进行研究,缺乏系统的岩石学、岩石地球化学及年代学证据。

因此,本文以狮泉河火山—沉积盆地内对广泛发育于冈底斯构造岩浆岩带上的古新世林子宗群火山岩为研究对象,通过宏观的地质特征、分布特征、岩性特征和地球化学数据的深入分析,以探讨研究区林子宗群火山岩地球化学及年代格架。

1 区域地质背景

狮泉河地区位于帕米尔构造结东翼,由南向北横跨喜马拉雅板片、雅鲁藏布江接合带和冈底斯—念青唐古拉板片、班怒带四大构造单元于此开始收敛的部位,属山地宽谷湖盆地貌。

区域地层属藏滇地层大区,地层错综复杂,主要出露的地层为白垩系(K1)则弄群火山岩、古近系(E1)林子宗群火山岩(E1-2l)、新近系(N)乌郁群火山岩(N2w)。

区域构造发育,经历了稳定陆壳的形成、离散拉张、挤压会聚、碰撞造山及高原隆升的漫长演化历程,形成了不同时期、不同构造背景下的建造构造组合,构造格局复杂,既有浅层次的脆性变形,亦有较深层次的韧性或脆韧性变形构造。

区域侵入岩主要为燕山晚期侵入岩,其岩浆活动强烈而频繁。火山岩极为发育,由早至晚有中新元古界念青唐古拉岩群变质基性火山岩、晚二叠世下拉组酸性火山碎屑岩,早白垩世则弄群火山岩、新生代林子宗群火山岩和日贡拉组火山岩等。

2 年代学研究

本文选取狮泉河林子宗群火山岩年波组样品进行锆石LA-ICP-MS U-Pb测年,数据及分析结果显示的206Pb/238U年龄分布在58.0~52.0Ma之间(图3-1-B),所获得206Pb/238U年龄的加权平均值为54.0±1.1Ma(2σ;MSWD=1.6)(图3-1-A)。因此,本文采用54.0±1.1Ma代表狮泉河林子宗火山岩年波组的形成时代。通过对年波组206Pb/238U年龄的测试和分析及前人对底部典中组的大量分析研究,认为狮泉河地区林子宗群火山岩(无帕那组)形成时代为62.5±1.1Ma~54.0±1.1Ma,属古新世时代。

图3-1 (A)年波组下段样品锆石U-P年龄谐和图

(B)岩浆锆石的206Pb/238U年龄分布概率图,阴影部分为加权平均年龄及2σ误差范围

3 岩石地球化学特征

主量元素用碱熔玻璃片 X 射线荧光法(XRF)测定;微量元素用普通 PFA 溶样器溶样,加入内标后,用 PE Elan6000 型电感耦合等离子体质谱法(I CP-MS)分析测定,分析精度大多数优于5%。

3.1主量元素化学特征

典中组:岩石的SiO2质量分数为49.50%~53.55%,平均为51.96%;Al2O3的平均质量分数为16.90%;K2O+Na2O平均质量分数为3.95%;K2O平均质量分数为1.08%;ω(K2O)/ω(Na2O)平均为0.38。在K2O-SiO2显示结果中,岩石成分点主要落入高钾-钙碱系列区,表明典中组火山岩主要显示大陆边缘弧火山岩特征。

年波组:其火山岩的SiO2质量分数为51.45%~79.65%,平均为65.75%;Al2O3的平均质量分数为14.53%;K2O+Na2O平均质量分数为6.48%;K2O平均质量分数为3.49%;ω(K2O)/ω(Na2O)平均为1.16%。在K2O-SiO2显示结果中岩石成分点也主要落入高钾-钙碱系列区,表明地壳物质对岩浆已有明显的影响,钾玄岩的出现是大陆内岩浆作用的重要标志。

3.2微量元素化学特征

典中组:微量元素显示其含量总体表现为不同程度富集强不相容元素,特别是大离子亲石元素Rb、Ba、Th和U富集明显,以具有Ti、Nb、Ta和Zr等的亏损谷为特征,这些特点类似于燕山晚期中-酸性火山岩,表明了其在物质来源和成因上具有相似性,可认为是大洋板块与大陆板块作用的结果,即其形态与岛弧玄武岩模式相近。Nb、Ti 和 Ta的亏损,认为是与岩浆中富Ti的副矿物及斜长石的分离结晶有关。

年波组:微量元素显示其含量总体表现为不同程度富集大离子亲石元素Rb、Ba、Th和U等,相对富集Ba、La等,Nb、Ta和Ti等亏损,带有岛弧火山岩的地球化学印记。

4 构造环境及源区特征分析

狮泉河地区林子宗群火山岩属钙碱-高钾钙碱性岩石系列,认为林子宗群火山岩是形成于俯冲造山的构造环境下。典中组(早期)主要显示的是陆缘弧的特点,年波组(晚期)主要显示了碰撞后碰撞火山岩的特点。

典中组和年波组以分离结晶作用为主,典中组掺杂部分熔融作用。从林子宗火山岩轻稀土富集且分馏明显,重稀土相对亏损且分馏不明显,岩石不同程度表现出负 Eu 异常,也说明了中基性岩浆结晶分异成分是存在的;而负 Sr 异常和负 Nb 异常也说明了这套钙碱—高钾钙碱性岩石陆壳重熔的性质。同时,微量元素特征揭示了岩浆喷出地表前已发生不同成分岩浆之间的不相容元素交换。Nb、和Ti 等元素的亏损在一定程度上显示出与俯冲作用有关的火成岩地球化学特点。狮泉河地区林子宗群火山岩源于俯冲带的地幔源区的基性分异岩浆及陆壳重熔过程的酸性岩浆在不同的时间段内,按不同的比例混合形成的,俯冲板块上部深海沉积物的参与也是不容忽视的因素。以上分析表明,林子宗群火山岩的物质来源可能是俯冲带幔源基性分异岩浆与陆壳重熔的酸性分异岩浆及洋壳上深海沉积物混合形成的。

5 结论

本文通过研究区岩性、年代分析测试对比,确定该套火山岩系属林子宗群。

该套林子宗群火山岩(无帕那组)是以火山碎屑岩为主体的夹少量流纹岩质凝灰岩的钙碱-高钾钙碱性系列岩套,形成时代62.5±1.1Ma~54.0±1.1Ma,为古新世,是西藏林子宗火山岩带由东-西同一时代产出的延伸。

参考文献:

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[5]李再会,郑来林等.冈底斯中段林子宗火山岩岩石地球化学特征.矿物岩石地球化学通报.2008,27(1):20-27.

论文作者:唐运球

论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期

论文发表时间:2020/3/16

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