西藏措勤惩香错地区林子宗群...Pb年龄与岩石地球化学特征_江庆源.pdf
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1、江庆源:西藏措勤惩香错地区林子宗群典中组火山岩锆石 U-Pb 年龄与岩石地球化学特征 1 第 1 期福 建 地 质 Geology Fujian第 1 期 资助项目:冈底斯喜马拉雅铜矿资源基地调查项目“西藏 1 5 万惩香错地区 4 幅区调”。收稿日期:2023-01-09 作者简介:江庆源(1990-),男,工程师,主要从事区域地质调查及地质矿产勘查工作。西藏措勤惩香错地区林子宗群典中组火山岩锆石 U-Pb 年龄与岩石地球化学特征江庆源(福建省闽东南地质大队,泉州,362021)摘 要 对西藏措勤惩香错地区林子宗群典中组火山岩进行了岩石地球化学和 LA-ICP-MS 锆石 U-Pb 定年测试
2、,2 件样品(流纹岩、英安岩)LA-ICP-MS 锆石 U-Pb 年龄分别为(65.580.33)Ma、(58.830.41)Ma,代表了该火山岩的形成年龄,时代为古新世。岩石地球化学特征显示为钙碱性,富集大离子亲石元素 Rb、Th、Pb,亏损高场强元素 Nb、Ta 等,反映了弧火山岩的特征,说明该时期新特提斯洋仍处于俯冲消减阶段。关键词 典中组 锆石 U-Pb 年龄 弧火山岩 新特提斯洋 惩香错地区中图分类号:P588.14;P597.3 文献标识码:A 文章编号:1001-3970(2023)01-0001-11Zircon U-Pb Age and Petrogeochemical Ch
3、aracteristics of the Volcanic Rocks of Dianzhong Formation,Linzizong Group in Chengxiangcuo Area,Cuoqin County,Xizang ProvinceJiang Qingyuan(Southeastern Geology Party of Fujian Province,Quanzhou,362021)AbstractAbstract The petrogeochemistry and LA-ICP-MS zircon U-Pb dating results of the Dianzhong
4、Formation volcanic rocks in Linzizong Group,Cuoqin and Chengxiangcuo area,Xizang Province were studied.The LA-ICP-MS zircon U-Pb ages of the two samples(rhyolite and dacite)are(65.58 0.33)Ma and(58.83 0.41)Ma,respectively,representing the formation age of the volcanic rocks in the Paleocene.The geoc
5、hemical characteristics of the rocks show that they are calc-alkaline,enriched in large ion lithophile Rb,Th,Pb,and depleted in high field strength Nb,Ta,etc.,which reflects the characteristics of arc-volcanic rocks,indicating that the New Tethyan Ocean was still in subduction stage during this peri
6、od.KeywordsKeywords Dianzhong Formation,zircon U-Pb age,arc volcanic rock,New Tethys Ocean,Chengxiangcuo area 福 建 地 质 Geology Fujian 2第 42 卷 冈底斯带呈近东西向展布于青藏高原南部,位于班公湖怒江蛇绿岩带和雅鲁藏布蛇绿岩带之间。林子宗群火山岩广泛分布于冈底斯带南部,东西延伸超过 1 200 km,分布面积占冈底斯岩浆岩带的一半以上。林子宗群火山岩是新特提斯洋闭合与陆-陆碰撞过程的结果1-5,长期以来一直是地学界关注的热点6-8。关于林子宗群火山岩系的地层层序
7、及年龄前人做过大量工作9-18,但大多集中在拉萨东北部的林周盆地、朱诺和桑桑一带,对其他地区尤其是冈底斯带中-西部的林子宗群火山岩研究程度较低。在西藏 1 5 万惩香错地区区域地质调查的基础上,对冈底斯中西部惩香错地区日不杂林子宗群典中组火山岩进行了锆石 U-Pb 测年与岩石地球化学研究工作,探讨其岩石成因、构造背景,为研究动力学机制提供依据。1 区域地质概况青藏高原经历了特提斯洋多期次开合过程,形成了近东西向展布的多个构造缝合带,缝合带从南至北依次将青藏高原划分为喜马拉雅造山带、拉萨、南羌塘、北羌塘、松潘甘孜和昆仑等地体19-20。冈底斯(拉萨)地体为于印度雅鲁藏布缝合带与班公湖怒江缝合带之
8、间,其内部以米拉山断裂和狮泉河嘉黎缝合带进一步划分为南、中、北3 个次级地体(图 1)21。在南部拉萨地体和中部拉萨地体南缘,广泛发育林子宗群火山岩,呈角度不整合覆盖于上白垩统或更老的沉积地层之上。林子宗群火山岩在南部拉萨地体的林周盆地一带出露最为完整,从下到上可分为典中组、年波组和帕那组11,17,其中典中组厚度大于 3 400 m,主要为一套安山质熔岩和火山碎屑岩夹少量英安岩;年波组厚度约为 850 m,主要为安山岩、火山角砾岩和凝灰岩;帕那组厚度约为 2 400 m,主要由流纹质熔结凝灰岩和流纹岩组成11。2 矿区地质特征矿区位于措勤县和萨嘎县之间,北距措勤县城约 128 km,南距萨嘎
9、县约 110 km,大地构造位置处于南拉萨地块之上。此次研究在西藏 1 5 万惩香错地区 4 幅区域地质调查时将工作区内典中组分为 3 段。第一段岩性主要为安山岩、安山质含角砾晶屑凝灰岩、安山质晶屑凝灰岩、粗安岩、粗面质晶屑凝灰岩、粗安质含角砾晶屑凝灰岩等,厚度图 1 青藏高原构造单元划分图(据参考文献 20 修改)Fig.1 Division diagram of tectonic units in the QinghaiXizang Plateau 福建省闽东南地质大队,西藏惩香错地区(H45E012005、H45E012006、H45E013005、H45E013006)4 幅区域地质调
10、查报告,2017。江庆源:西藏措勤惩香错地区林子宗群典中组火山岩锆石 U-Pb 年龄与岩石地球化学特征 3 第 1 期大于 3 444.51 m;第二段岩性主要为流纹岩、流纹质晶屑凝灰岩、流纹质含角砾晶屑凝灰岩、流纹质晶屑熔结凝灰岩、流纹质火山角砾岩等,厚度为2 877.81 m;第三段岩性主要为英安质晶屑凝灰岩、英安质玻屑晶屑凝灰岩、英安质岩屑晶屑凝灰岩、英安质凝灰岩、英安质含角砾晶屑凝灰岩、英安质火山角砾岩、英安岩等,厚度为 477.3 m;为一套中-酸性火山岩组合,与林周盆地一带岩石组合略有差异。研究区处于日不杂一带,主要出露典中组第二段和少量第三段岩性,其次见有少量的帕那组。南侧被第四
11、系覆盖,南东侧被始新世石英二长岩及二长花岗岩侵入(图 2)。3 样品采集及测试结果此次研究主要在矿区典中组第二段流纹岩(PM004TW1)及第三段英安岩(PM005TW1)中采集2 件测年样品中。采集 8 件岩石地球化学样品,其中流纹岩样品 5 件(PM004h1-h5),英安岩样品 3件(PM005h1-h3)。英安岩样品为斑状结构,斑晶主要为斜长石和少量石英,斜长石半自形-自形为主,粒径为 1 3 mm(照片 1-a);石英斑晶呈珍珠光泽,粒径在 1 4 mm。基质为霏细状,多为细条状的长石类矿物和细粒状石英微粒,在镜下斜长石呈自形-半自形柱状,具有聚片双晶特征,见少量角闪石斑晶,蚀变较强
12、(照片 1-b)。流纹岩样品为斑状结构,流动构造,斑晶主要为石英和透长石,流线面理清晰(照片 1-c),显微镜下见透长石和石英斑晶,能见定向流线(照片 1-d)。2 件(流纹岩和英安岩)测年样品,锆石的分选由河北廊坊诚信地质服务有限公司完成,锆石制靶及 CL 阴极照相由北京锆年领航科技有限公司完成,锆石 U-Pb 测试分析在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室完成,仪器为 ICP-MS(Agilent 7500a),激光剥蚀系统为 GeoLas200M,剥蚀斑束直径为 30m,剥蚀深度20 40m。锆石年龄标准锆石 91500 为外标,元素含量用标准锆石 NISTSRNI 61
13、0 作为外标、29Si作为内标。锆石 U-Pb 数据处理用 GLITTER 4.0 软件完成22,用 AM-ICP MS Common Lead Correct-ion(ver3.15)进行普通铅校正。年龄计算和图1第四系;2始新世帕那组;3古新世典中组三段;4古新世典中组二段;5始新世二长花岗岩;6始新世石英二长岩;7断裂;8同位素测年样采样位置图 2 惩香错地区地质简图Fig.2 Geological sketch map of the Chengxiangcuo area 福 建 地 质 Geology Fujian 4第 42 卷件处理采用 Ludwig(2003 年)的 SQUID(
14、1.02)和ISOPLOT 程序完成23,测试结果(表 1)。此次共采集 8 件地球化学样品进行岩石地球化学分析,其中流纹岩样品 5 件,英安岩样品 3 件。岩石主微量元素含量在西南冶金地质测试中心完成,测试结果(表 2)。3.1 锆石 U-Pb 年龄 2 件样品锆石均清晰透明,颗粒大小不一,晶形较完整,在 CL 图像中,均发育振荡环带结构,具岩浆成因特征(图 3)。流纹岩锆石粒径在 100 250 m,长宽比为 2 1 3 1,呈短柱-长柱状。英安岩锆石粒径为 100 150m,锆石长宽比多为2 1,呈长柱状。对流纹岩8颗锆石进行测试分析,获得加权平均年龄为(65.580.33)Ma(MSW
15、D=1.07),对英安岩 6 颗锆石进行测试分析,获得加权平均年龄为(58.830.41)Ma(MSWD=0.09),分别代表了其形成时代。3.2 岩石地球化学流纹岩样品(5 件)SiO2含量较高(73.83%79.09%),平均为 76.03%。低的 Mg、Fe 含量(MgO和 TFe2O3平均含量分别为 0.14%和 1.94%)。全碱含量(Na2O+K2O=5.01%7.95%),平均为 6.81%。Al2O3含量(12.02%13.26%),平均为 12.53%,TiO2含量(0.07%0.19%),平均 0.14%,里特曼指数为 0.91 2.00,属于钙碱性。A/CNK 比值为1.
16、05 1.87,平均为 1.35,属于过铝质-强过铝质岩石。在岩石分类 Zr/TiO2-SiO2图解中(图 4),5 件样品均落在流纹岩区域。英安岩样品(3 件)SiO2含量较高(69.87%71.70%),平均为 71.08%。低的 Mg、Fe 含量(MgO和 TFe2O3含量平均分别为 0.20%和 2.74%)。全碱含量(Na2O+K2O 含量为 5.99%7.64%),平均照片 1 惩香错地区典中组火山岩野外露头及镜下照片Photo.1 Outcrop photographs and microphotographs of volcanic rock of Dianzhong Form
17、ation in Chengxiangcuo areaa英安岩;b显微镜下英安岩正交偏光;c流纹岩;d显微镜下流纹岩正交偏光;Q石英;Sa透长石;Pl斜长石;Hbl角闪石表 1 惩香错地区林子宗群典中组火山岩锆石 LA-ICP-MS U-Pb 同位素测定结果Table 1 Zircon LA-ICP-MS U-Pb isotope determination results of the Dianzhong Formation volcanic rocks in Linzizong Group,Chengxiangcuo area测点含量(10-6)同位素比值年龄(Ma)PbU207Pb/20
18、6Pb1207Pb/235U1206Pb/238U1207Pb/206Pb1207Pb/235U1206Pb/238U1PM004-TW1(流纹岩)1421 1780.044 80.002 20.063 70.003 10.010 30.000 162.73.065.80.82288730.045 90.002 90.065 90.004 10.010 40.000 264.83.966.91.03277240.046 60.004 10.068 10.006 60.010 30.000 227.9200.066.96.266.21.34511 3220.044 10.002 60.061 7
19、0.003 40.010 30.000 160.83.365.80.95371 0510.047 30.002 70.067 30.003 90.010 30.000 164.9133.366.23.766.00.96381 0680.050 00.002 60.067 20.003 30.009 90.000 1194.5115.766.03.163.60.87266550.043 00.003 50.063 90.005 60.010 80.000 262.95.369.21.28351 0510.048 50.002 60.066 80.003 60.010 00.000 2124.21
20、31.565.73.464.01.1PM005-TW1(英安岩)1932 8560.046 70.003 20.058 70.004 10.009 20.000 235.3155.558.04.058.71.12226630.055 00.007 40.070 70.009 70.009 20.000 2409.3303.769.49.258.81.53335840.057 50.009 10.074 60.010 80.009 70.000 3509.3356.473.110.262.31.841493 7660.045 30.002 50.058 20.003 20.009 20.000
21、157.43.159.30.65306590.051 20.009 30.064 20.011 70.009 30.000 3250.1383.363.211.259.91.661341 9080.050 20.003 60.060 60.004 20.008 90.000 1211.2163.959.84.157.10.8江庆源:西藏措勤惩香错地区林子宗群典中组火山岩锆石 U-Pb 年龄与岩石地球化学特征 5 第 1 期 福 建 地 质 Geology Fujian 6第 42 卷表 2 样品主量元素(%)与微量元素(10-6)分析结果Table 2 Analysis results of
22、major elements and trace elements in the samples样品号PM004-h1PM004-h2PM004-h3PM004-h4PM004-h5PM005-h1PM005-h2PM005-h3岩性流纹岩 英安岩SiO279.0975.6474.6273.8376.9769.8771.6871.7TiO20.0710.1510.140.190.130.3950.210.348Al2O312.0212.112.8712.413.2613.7911.6514.17Fe2O30.451.770.891.260.652.411.432.52FeO0.2950.081
23、.31.421.160.630.780.27MnO0.0060.0250.0550.0910.0630.040.1650.015MgO0.1220.050.130.210.20.2310.190.168CaO0.0810.8860.870.6650.992.343.640.938Na2O0.122.043.633.321.285.594.413.28K2O5.625.484.324.523.731.371.584.36P2O50.0140.0340.0360.0480.0320.0120.0280.081烧失量1.811.40.911.761.33.173.981.81Total99.799.
24、6699.7799.7199.7799.8599.7499.66Li24.634.610.412.63617.438.565.8V16.915.81215.411.536.420.225.6Cr4.244.667.7811.114.64.649.684.16Co0.461.32.112.361.945.363.52.78Ni2.162.282.933.122.642.184.160.9Cu4.692.8912.46.186.283.617.54.32Zn24.92614217676.443.764.653.8Rb22016814312716259.673135Sr17.411397.185.5
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