雅鲁藏布江蛇绿岩带西段错不扎地幔橄榄岩组成特征及岩石成因.pdf

第 4 2 卷第 5 期 2 0 1 5 年 1 0 月 中 国 地 质 GE0L0GY I N CHI NA Vb 1 4 2 NO 5 0c t 20l 5 冯光英， 杨经绥， 熊发挥， 等 雅鲁藏布江蛇绿岩带西段错不扎地幔橄榄岩组成特征及岩石成因 J 中国地质， 2 0 1 5 ， 4 2 ( 5 ) ： 1 3 3 7 - 1 3 5 3 F e n g Gu a n g y i n g ， Ya n g J i n g s u i ， Xi o n g F a h u i ，e t a 1 P e o l o g y , g e o c h e mi s t r y a n d g e n e s i s o f t h e Cu o b u z h a p e fid o t i t e i n t h e we s t e rn Ya r l u n g Zang b o s u t u r e z o n e J Ge o l o g y i n C h i n a ， 2 0 1 5 ， 4 2 ( 5 ) ： 1 3 3 7 1 3 5 3 ( i n C h i n e s e wi th E n g l i s h a b s t r a c t ) 雅鲁藏布江蛇绿岩带西段错不扎地幔橄榄岩 组成特征及岩石成因 冯光英 杨经绥 熊发挥 刘飞 牛晓露 连东洋 王云鹏 赵一珏1 ,3 ( 1 大陆构造与动力学国家重点实验室地幔研究中心， 中国地质科学院地质研究所， 北京1 0 0 0 3 7 ； 2 中国地质大学地球科学学 院， 湖北 武汉 4 3 0 0 7 4 ； 3 中国地质大学地球科学与资源学院， 北京 1 0 0 0 8 3 ) 提要： 错不扎蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带西段北亚带 ， 岩体呈北西一 南东走 向带状产出， 主要由地幔橄榄岩和辉 长岩脉组成。地幔橄榄岩主体为方辉橄榄岩， 详细的矿物学及岩石地球化学研究表明， 错不扎方辉橄榄岩中橄榄石 为镁橄榄石 ， 斜方辉石主要为顽火辉石 ， 而单斜辉石主要为顽透辉石和透辉石 ， 铬尖晶石具有高A l 和高Mg ( M g = 6 0 - 7 0 ) 特征。稀土配分图解显示其具有轻稀土亏损而重稀土富集的左倾型亏损地幔源区特征 ， ( L a Y b ) =O 1 1 O 6 0 ， 模拟结果显示其为经历了 1 5 2 0 部分熔融后的残余， 与快速扩张大洋中脊环境下形成的深海橄榄岩的熔融 程度( 1 O 2 2 ) 较为一致。此外， 错不扎方辉橄榄岩轻稀土含量明显高于部分熔融模型中L R E E的含量， 而且， 在 微量元素原始地幔标准化图解中富集大离子亲石元素R b 、 S r 和高场强元素T a 、 H f 和 T i ， 这一特征指示错不扎方辉橄 榄岩在大洋中脊环境形成后又受到后期俯冲带熔 流体的改造。结合南北两带不同蛇绿岩体构造环境的对比， 笔者 认为雅鲁藏布江西段南北两带蛇绿岩体具有相似的形成环境 ， 两者在地理位置以及产状方面的差别可能是受到构 造侵位的影响。 关 键词： 雅鲁藏布江蛇绿岩带； 错不扎蛇绿岩； 地幔橄榄岩 ； 部分熔融； 熔 流体一 岩石反应 中图分类号： P 5 8 8 1 2 5 文献标志码： A 文章编号： 1 0 0 0 3 6 5 7 ( 2 0 1 5 ) 0 5 1 3 3 7 1 7 Pe t r o l og y , g e o c he m i s t r y a n d g e ne s i s o f t he Cuo b uz h a pe r i do t i t e i n t he we s t e r n Ya r l ung Za ng bo s ut u r e z o ne F ENG Gu a n gy i ng ， YANG J i ng s u i ， XI ONG Fa h ui ， LI U Fe i ， NI U Xi a o l u ， L I A N Do n g y a n g ， WANG Y u n p e n g ， ， Z HAO Y i - j u e 。 ( 1 C A R MA ， S t a t e Ke y L a b o r a t o r y o fC o n t i n e n t a l T e c t o n i c s a n dD y n a mi c s , I n s t i t u t e ofG e o l o g y , C h i n e s e Ac a d e m y ofG e o l o g i c a l 收稿 日期： 2 0 1 5 0 6 1 5 ； 改回日期： 2 0 1 5 0 7 2 1 基金项 目： 国家行业专项( S i n o P r o b e - 0 5 0 2 ) 、 自 然科学基金重点项 目Ns F c( 4 O 9 3 O 3 1 3 ) 、 自 然科学基金创新群体项 目Ns F c ( 4 O 9 2 1 O O 1 ) 、 自然科学青年基金项 目Ns F c ( 4 1 3 o 3 o 1 9 ) 、 中国地质科学院地质研究所基本科研业务0 1 3 2 1 ) 和中国地质调查局工作项 目 ( 1 2 1 2 0 1 1 5 0 2 7 2 0 1 ) 联合资助。 作者简介： 冯光英 ， 女， 1 9 8 3 年生， 助理研究员， 主要从事岩石地球化学和岩石学方面的研究工作 ； E m a rl ： f e n g g u a n g y x n g 1 9 8 1 6 3 c o m。 h t t p ： g e o c h i n a c g s g o v c n中国地质， 2 0 1 5 ， 4 2 ( 5 ) 1 3 3 8 中 国 地 质 2 0 1 5 年 S c i e n c e s ， B e ij i n g 1 0 0 0 3 7 ， C h i n a ,“ 2 F a c u l ty o fE a r t h S c i e n c e s ， C h i n a U n i v e r s i ty o fG e o s c i e n c e s ， W u h a n 4 3 0 0 7 4 ， C h i n a ； 3 S c h o o l o f E a r t hS c i e n c e s a n d R e s o u r c e s ， C h i n a U n i v e r s i tyo fG e o s c i e n c e s ， B e o i n g 1 0 0 0 8 3 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： T h e Y a r l u n g Z a n g b o s u t u r e z o n e( YZ S Z ) ， wh i c h s e p a r a t e s E u r a s i a i n t h e n o r t h f r o m t h e I n d i a n p l a t e i n t h e s o u th， c a n b e d i v i d e d i n t o e a s t e rn， c e n t r a l a n d w e s t e r n s e g me n t s T h e w e s t e rn p a rt i s fi t r t h e r d i v i d e d i n t o D i we n g S a g a o p h i o l i t e z o n e i n t h e n o rt h a n d Da b a Xi u g u g a b u o p h i o l i t e z o n e i n t h e s o u th Th e s t u d i e d Cu o b u z h a o p h i o l i t e i s l o c a t e d i n t h e n o r t h p a r t o f t h e we s t e r n YZS ZT h e ma n t l e p e r i d o t i t e s ma i n l y c o n s i s t s o f h a r z b urg i t e s a n d a s s o c i a t d d i k e s o r v e i n s o f g a b b r o i n t h e ma s s i f Th e c h ara c t e r i s t i c s o f the m i n e r a l s h o w t h a t t h e F o v a l u e s o f t h e o l i v i n e i n m a n t l e p e r i d o t i t e s a r e h i g h ，an d a l l o f the o l i v i n e s a r e f o r s t e r i t e s ； i n a d d i t i o n ， t h e o rt h o p y r o x e n e s a r e ma i n l y e n s t a t i t c s ， the c l i n o p y r o x e n e s are e n d i o p s i d e s an d d i o p s i d e s Ch r o me s p i n e l s a r e c h a r a c t e r i z e d b y h i g h A 1 ( C = 2 2 3 9 ) a n d h i g h Mg ( 6 0 7 0 ) T h e h a r z b urg i t e i n C u o b u z h a h a s s i mi l a r d i s t r i b u t i o n p a t t e ms o f r a r e e a r t h e l e me n t s ， c h a r a c t e r i z e d b y t h e i r s l i g h t d e p l e t i o n o f L R E E a n d w e a k e n r i c h me n t o f H R E E wi t h( L a Y b ) N b e i n g 0 1 1 0 6 0 F r a c t i o n a l me l t i n g mo d e l i n g i n d i c a t e s t h a t h a r a z b u r g i t e s ma y b e t h e r e s i d u e s f r o m 1 5 一2 2 me l t i n g Ho we v e r , t h e L REE v a l u e s o f t h e Cu o b u z h a p e r i d o t i t e s a r e h i g h e r tha n t h e c a l c u l a t e d L REE v a l u e s I n c o mb i n a t i o n wi t h the i r e n r i c h me n t o f l arg e i o n l i t h o p h i l e e l e me n t s ( L I L E ， e g ， R b a n d S r )and h i g h fi e l d s t r e n g t h e l e me n t s( H F S E ， e g ， T a ， H f and T i )， t h e a u t h o r s h o l d t h a t t h e s e r o c k s o r i g i n a t e d fro m p a r t i a l me l t i n g o f ma n t l e s o u r c e a n d wa s l a t e r mo d i fie d b y fl u i d s a n d me l t s i n a s u p r a s u b d u c t i o n z o n e ma n t l e we d g e Co mp ara t i v e s t ud y o f t h e we s t e r n YZS Z s u g g e s t s t h a t t h e t e c t o n i c s e t t i n g o f t h e t wo o p h i o l i t i c s u b b e l t s are s i mi l a r t o e a c h o t h e r , a n d t h e t e c t o n i c e mp l a c e me n t p r o b a b l y r e s u l t e d i n t h e d i ffe r e n c e s b e t we e n t h e m Ke y wo r d s ： Y arl u n g Za n g b o s u t u r e z o n e ； C u o b u z h a o p h i o l i t e ； p e r i d o t i t e ； p a r t i a l me l t i n g ； me l t flu i d ma n t l e i n t e r a c t i o n Ab o u t t h e fi r s t a u t h o r ： F E NG G u a n g y i n g ， f e ma l e ， b o r n i n 1 9 8 3 ， a s s i s t ant r e s e arc h e r , ma j o r s i n g e o c h e mi s t r y and p e t r o l o g y ； E ma i l ： f e n g g u a n g y i n g 1 9 8 1 6 3 c o rn 蛇绿岩是造山带和特提斯演化研究的核心问 题之一 ， 因其对古板块构造格局恢复、 造山带演化 和变形作用过程的重建以及深源成矿作用等方面 的研究 具有 重要 意 义而 受到 地质 学家 的广 泛关 注 。蛇绿岩地幔橄榄岩是 目前为止研究上地幔构 造、 岩石和地球化学组成的最重要来源 ， 保存有较 好和较新鲜地幔橄榄岩的蛇绿岩古缝合带是研究 古老地幔地球动力学的最佳天然实验室3 。 西藏雅鲁藏布江缝合带西起阿里地区的狮泉 河、 东波和普兰等蛇绿岩， 向东延经 E t 喀则、 罗布莎 至南迦巴瓦大拐弯， 全长近2 0 0 0 k m 4 1 ， 代表了印度 和亚洲之 间消失 的新特提斯洋 ， 是确定上述两大板 块间缝合线存在的重要岩石学标志。雅鲁藏布江 蛇绿岩的研究 ， 对认识冈瓦纳大陆的裂解、 青藏高 原的形成及后期的高原隆升等重要问题， 都具有重 要 的学术意义 。其西段 的蛇绿岩 自萨嘎往西分为 南 、 北两带， 中间被仲巴地块相隔 1 。其中南亚带产 有东波、 普兰和休古嘎布等规模较大的超镁铁岩体 和有关的基性岩和火山岩类 ， 以及不 同规模 的混杂 岩， 而北亚带蛇绿岩以构造残片方式产出， 包括地 幔橄榄岩 ， 枕状玄武岩、 变质辉长质堆晶岩和席状 岩床等岩石组合。南亚带超镁铁岩体的岩石新鲜， 变形较弱 ， 前人对该带超镁铁岩体及相关火山岩， 辉长辉绿岩等的岩石学 ， 地球化学特征及年代学等 进行 了大量 的研究 ， 积累了丰富的资料 ， 而对北 亚带超镁铁岩体的研究相对薄弱， 两者之间在岩石 组成 、 含矿性以及构造背景方面有何区别 和联系还 有待进一步的研究。目前， 北亚带超镁铁岩体及相 关镁铁质岩石已经引起越来越多学者的关注口 ” ， 本文拟对北亚带错不扎方辉橄榄岩的岩石学和地 球化学特征进行详细的研究 ， 并在此基础上对其岩 石成因和构造背景进行讨论 。 1 区域地质背景及岩相学特征 雅鲁藏布江缝合带北为冈底斯构造带， 南为喜 马拉雅构造带 ， 带内蛇绿岩发育 ， 其中地幔橄榄岩 出露广 ， 是中国境内规模最大的地幔橄榄岩带， 该 带东段 罗布莎地幔橄榄岩 中产有 中国最大的铬铁 矿床， 并在其中发现了金刚石等深部地幔矿物， 由此 引起国内外学者的广泛关注 6 - 7 , 2 2 - 2 8 。 雅鲁藏布江蛇绿岩是喜马拉雅特提斯洋壳和地 幔的残余， 以洋中脊型( MO I ) 岩石组合为主， 代表 中白垩世喜马拉雅特提斯海的最后闭合带， 被认为是 中生代冈瓦纳板块裂解再拼合的一条缝合带 。 h t t p ： g e o c h i n a c g s g o v c n中国地质， 2 0 1 5 ， 4 2 ( 5 ) 第4 2 卷 第 5 期 冯光英等： 雅鲁藏布江蛇绿岩带西段错不扎地幔橄榄岩组成特征及岩石成因 针分析。主微量元素分析在国家地质实验测试中 心进行 ， 主量元素分析采用 x荧光光谱仪( X R r P W4 4 0 0 ) a 试 ， 分析精度小 于2 8 ； 微量元素分 析采用等离子质谱仪( I c P Ms P E 3 o 0 D) 测试， 含量 大于 1 0 1 0 的元素的测试精度为 5 ， 而小于 l O x l 0 的元素分析精度为1 0 。单矿物电子探针分析 在 中国地 质科学院地质研究所大陆构造与动力学 国家重点实验室测试 ， 仪器型号为 日本电子公司 J X A 一 8 1 0 0 、 能谱仪I n c a E n e r g y 型电子探针， 探针束 流2 O n A， 加速电压 1 5 0 k V， 电子束斑 5 IT IIT I 。R e - O s 同位素化学分离在中国科学院广州地球化学研 究所R e O s 同位素化学分离实验室进行， 具体实验 步骤参考李杰等35 - 37 ， 质谱测定在中国科学院广州 地球化学研究所 I s o P r o b e TM型MC I C P MS 上进行。 3 错不扎方辉橄榄岩矿物成分 3 1橄榄石 代表性方辉橄榄岩中橄榄石电子探针分析结 果见表 1 。错不扎方辉橄榄岩中橄榄石端元组分 F o 为9 0 9 1 ， 都为镁橄榄石。一般认为橄榄石的F o 值 越大， 其形成深度和熔融程度越高 。此外橄榄石 的N i O和C r 2 0 等组分也具有重要指示意义， 错不扎 方辉橄榄岩 中橄榄石均含有一定量 的Ni O( 0 1 6 0 4 2 ) ， 平均含量O 3 4 ， 而大部分橄榄石不含 ， 或含 微量的C r 2 0 1 2 c 一 4 1 l 除外 ， 其c r 2 0 ， 含量达 1 O 4 ( 表 1 ) 。 3 2 斜方辉石 代表性方辉橄榄岩中斜方辉石电子探针分析 表1 错不扎方辉橄榄岩橄榄石电子探针分析结果( ) T a b l e 1 E l e c t r o n mi c r o p r o b e a n a l y s e s o f o l i v i n e i n t h e C u o b u z h a p e r i d o t i t e ( ) 注 ： F o = 1 0 0 Mg ( Mg + F e ) ， 其中F e 为 中的F e 。 h t t p ： g e o c h i n a ， c g s g o v c n中国地 质， 2 0 1 5 ， 4 2 ( 5 ) 中 国 地 质 曩 r 0 En b W O En 图4斜方辉石( a ) 和单斜辉石( b ) 分类wo E n F s 图解( 据文献 3 7 ) F i g 4 O r t h o p y r o x e n e ( a ) a n d c l i n o p y r o x e n e ( b ) Wo E n F s d i a g r a m( a f t e r r e f e r e n c e 【 3 7 ) 表2 错不扎方辉橄榄岩斜方辉石电子探针分析结果( ) T a b l e 2 E l e c t r o n mi c r o p r o b e a n a l y s e s o f o r t h o p y r o x e n e i n t h e C u o b u z h a p e r i d o t i t e ( ) 结果见表 2 。方辉橄榄岩 中的斜方辉石 E n 端元含 量 变化为 8 7 5 7 9 0 2 6 ， 主要为顽火 辉石 ( 图 4 - a ) 。 斜方辉石 Ni O含量较低 ， 为 0 - 0 1 2 ， Mg O和 A1 ： 0 含 量 较 高 ， Mg # 为 8 9 4 8 - 9 1 2 4 ， A1 ： O3 ：为 2 3 4 4 2 7 ， C a O = 0 3 1 1 4 5 ( 表 2 ) 。斜方辉石中的 Al ： 0 ， 含量 可作为部分 熔融程度 的标志 ， 一般认 为 ， 蛇绿岩 内地幔橄榄岩 中的斜方辉石A1 0 ， 含量越 低， 其熔融程度越大 。 3 3 单斜辉石 错不扎方辉橄榄岩的单斜辉石含量较低， 但也 常见 ， 其Mg 较高， 为 9 1 5 0 9 4 1 3 ， E n 含量变化于 4 6 1 8 5 2 0 2 ， 主要为顽透辉石和透辉石， 个别为普 h t t p ： # g e o c h in a c g s g o v c n中国地质， 2 0 1 5 ， 4 2 ( 5 ) 第 4 2 卷 第 5 期 冯光英等： 雅鲁藏布江蛇绿岩带西段错不扎地幔橄榄岩组成特征及岩石成因 表3错不扎方辉橄榄岩单斜辉石电子探针分析结果( ) T a b l e 3 E l e c t r o n mi c r o p r o b e a n a l y s e s o f c l i n o p y r o x e n e i n t h e C u o b u z h a p e r i d o t i t e ( ) 通 辉 石 ( 图 4 一b ) 。 Al O3 = 2 8 8 4 2 7 ，C r 2 0 3 = 0 6 2 2 1 9 ， Ni O = 0 0 1 ( 表 3 ) 。 3 4 铬尖晶石 错不扎方辉橄榄岩的铬尖晶石成分见表 4 。富 矿物尖晶石在蛇绿岩地幔橄榄岩中普遍存在， 其成 分存 在着 C r 和 A 1 的广泛相互替换 3 8 o C r 2 0 ， 和 Al ： O ， 是铬尖晶石成分中两个主要 的三价氧化物 ， 铬 尖 晶石类型在很大程度上取决于这两项化学成分 的比例 。错不扎方辉橄榄岩中尖晶石 C r 2 0 ， 含量 为 1 9 8 4 - 3 2 9 3 ， Al 2 O3 = 3 3 - 3 1 - 4 7 0 2 ， C r # 变化 于 2 2 3 9 ； Mg O含量为 1 5 0 2 - 1 7 9 6 ， Mg 变化 于 6 0 7 0 ， 属于高A 1 和高Mg 型铬尖晶石( 表4 ) 。 3 5 错不扎铬铁矿中铬尖晶石矿物成分 铬铁矿中造矿铬尖晶石成分高度均一 ， 其成分 变 化 范 围 如 下 ： C r 2 0 = 5 7 0 3 6 0 3 5 ， A1 O = 7 7 4 1 1 5 3 ， M g O=1 2 8 7 -1 8 46 ， C1 =7 7 -8 3， Mg = 6 6 8 2 ， 均属镁质高铬铬铁矿 ， 与 国内外富铬 型 铬铁矿床( 如罗布莎、 东巧、 肯皮尔赛等) 分布区域 基本一致 ( 表 5 ) 。 4 错不扎方辉橄榄岩全岩地球化学 组成 全岩地球化学数据见表 6 。错不扎方辉橄榄岩 在形成后 遭受 了不 同程度 的蛇纹 石化蚀变 ( L 0I = O 7 6 6 5 9 ) ， 为消除蚀变对原有成分 的影响 ， 对 这些样品的主量元素分析结果在扣除烧失量 后进 行归一化 ， 以下讨论均按归一化后 的数据进行。 错不扎方辉橄榄岩 C a O含量( 0 9 0 3 o 0 ) 较 低 ， 与岩石 中单斜辉石含量较低相一致 ； 岩石富Mg ( Mg O = 3 9 2 9 - 4 3 8 3 ， Mg = 9 1 9 2 ) ， 贫 AI ( A1 O 3 = 1 1 9 2 7 7 )， C a( C a O= 0 9 5 3 0 5 )和 碱 ( N a 2 0 = 0 0 5 0 2 0 ) 。Mg O作为亏损指标 ， 其值 随岩石中橄榄石含量的增高而增高， 即随岩石亏损 程度的升高而升高， 将各个元素分别对Mg O 进行投 影可 以很好地反映地幔橄榄岩成分变化 。错 不扎 方辉橄榄岩 S i O 、 A1 O， 和 C a O含量 随Mg O含 量的 h t t p ： g e o c h i n a e g s g o v c a中国地质 ， 2 0 1 5 ， 4 2 ( 5 ) 中 国 地 质 表4错不扎方辉橄榄岩铬尖晶石电子探针分析结果( ) T a b l e 4 E l e c t r o n mi c r o p r o b e a n a l y s e s o f s p i n e l i n t h e C u o b u z h a p e r i d o t i t e ( ) 注 ： C r = 1 0 0 C r ( C r + A1 ) 。 升高而降低， 而N i O含量随Mg O含量的升高而降 低 ， T i O ： 和 F e 0 ， 与 Mg O之 间没有 明显 的相关性 。 同时 ， 除 Mg O- Ni O图解外其他相关 图解 中错不扎 方辉橄榄岩都落人深海橄榄岩区域或者深海橄榄 岩和 S S Z橄榄岩交接处 ( 图5 ) 。 研 究 区方 辉橄 榄 岩 的稀 土 配分 模 式 除样 品 1 2 Y C 一 6 外都比较一致， 总体为轻稀土亏损， 重稀土 富集的左倾型亏损地幔源区特征( 图6 - a ) ， ( L a Yb ) = 0 1 1 0 6 0 ( 表 6 ) 。研究 表 明 ， 地 幔橄 榄岩 的 L R E E 在蛇纹石化的过程中基本保持稳定 ， L R E E 的弱富 集主要受熔体 流体与地幔橄榄岩之间的反应控 制 H ， 同时在微量元素原始地 幔标准化 图解 中富 集大离子亲石元素R b 和s r ， 部分高场强元素如N b ， z r 无明显异常， 但T a 、 H f 和T i 相对富集或明显富集 ( 图6 - b ) ， 这些特征表 明错不扎方辉橄榄岩既具有 亏损地幔源区的特征， 也有不同程度的俯冲带熔体 流体的交代特征。 5 讨论 5 1错不扎地幔橄榄岩的岩石成因 5 1 1 部分熔融过程 地幔橄榄岩中Mg O质量分数的高低、 Mg 值大 小是地幔亏损程度或部分熔融程度的标志， Mg 值 越大或Mg O质量分数越高， C a O ， A I 0 和S i O ： 等易 熔组分质量分数越低， 说明其局部熔融程度越高。 从岩石学意义上讲， 在上地幔熔出玄武岩浆过程 中， C a O、 A 1： O ， 和S i O ： 等易熔组分容易进入熔体， 熔 出玄武岩浆越多， 残留的地幔橄榄岩越富镁， 地幔 亏损程度越高 。研究区方辉橄榄岩 中Mg O含量变 化于4 1 0 3 4 3 8 3 ， 平均值4 2 7 6 ( 表6 ) ， 高于模拟 地幔岩 ( Mg O=3 7 6 7 ) ， 此外 ， 易熔元 素 A I ：O ， ( 1 1 9 1 6 7 ) 和 C a O( 0 9 5 1 8 5 ) 含量均 明显 低于原始地幔( 3 9 7 和 3 5 0 ) ， 说明错 不扎方辉 橄榄岩具有一定的地幔亏损程度或部分熔融程 度 。方辉橄榄岩富集过渡族元素N i ( 1 9 5 61 0 一 h t t p ： g e o c h i n a c g s g o v c n中国地质 ， 2 0 1 5 ， 4 2 ( 5 ) 第4 2 卷 第 5 期 冯光英等： 雅鲁藏布江蛇绿岩带西段错不扎地幔橄榄岩组成特征及岩石成因 表5铬铁矿中铬尖晶石电子探针分析结果 T a b l e 5 E l e c t r o n mi c r o p r o b e a n a l y s e s o f s p i n e l i n t h e C u o b u z h a e h r o mi t i t e ( ) 2 2 7 4 x 1 0 ) 和C r ( 1 6 9 7 x 1 0 一 2 8 2 2 1 0 ) ， Mg 值 稳定( 变化于9 l 9 2 ) ， 与南亚带普兰、 东坡超镁铁岩 体及 O ma n蛇绿 岩的地 幔橄榄岩相近 ” 。L R E E和 MR E E 会在一定程度上受到后期交代作用的影响， 而H R E E 基本不受交代作用的影响， 因此可以利用 H R E E 来估算地幔橄榄岩的熔融程度 。错不扎 方辉橄榄岩的稀土配分模式图显示其为经历了 1 5 2 0 部分熔融后的残余( 图6 - a ) ， 同时尖晶石 Mg “ 一 C r “ 图解也显示其熔融程度为 1 2 - 2 0 ( 图 7 ) 。地幔橄榄岩 中尖 晶石 的形成 主要受地 幔橄 榄 岩部分熔融程度以及环境压力的控制 1 ， 利用尖晶 石c 橄榄石M 的关系可以推测其寄主岩石形 成环境 、 部分熔融程度及形成的大致压力5 5 - 57 o从 橄榄石Mg “ 与尖晶石 C r # 图解( 图8 ) 可以看出， 错不 扎方 辉橄榄岩全部 落人橄榄石 一 尖 晶石地幔趋势 ( O S MA) 区域内， 与深海橄榄岩的成分相似， 形成压 力 1 5 k b a r ， 同时其部分熔融程度与全岩H R E E 所 模拟结果相似 ， 明显低 于北亚带达吉翁地幔橄榄岩 方辉橄榄岩的熔融程度( 3 0 3 5 ) ， 而与南亚带东 坡超镁铁岩体 的熔融程度 ( 1 0 1 5 ) 相似或略 高 ， 同时与快速扩张大洋中脊环境下形成的深海 橄榄岩的熔融程度( 1 0 2 2 ) 较为一致4 0 ， 58 o 5 1 2熔 流体交代作用 岩石在不 同环境下形成 的矿物特征会有所差 h t t p ： g e o c h i n a c g s g o v c n 中国地质， 2 0 1 5 ， 4 2 ( 5 ) 中 国 地 质 荡 、- 0 0 - _ ； ； ； ； ： ； ： ：二深海檄榄岩 匝 互 s s z型橄榄岩 - 1 l | L 。0 _ _ 。 ： s 氇 - I 0 t wl 。 一 ； 。 c o o l 图5错不扎方辉橄榄岩全岩代表性氧化物一 Mg O图解( 深海橄榄岩和S S Z 型橄榄岩区域分别据文献 4 0 和 4 1 】 ) F i g 5 V a r i a t i o n d i a g r a ms o f Mg O( w t ) v e r s u s s e l e c t e d ma j o r o x i d e s i n b u l k r o c k p e r i d o t i t e s a mp l e s o f t h e C u o b u z h a o p h i o l i t e ( a b y s s a l a n d S S Z p e r i d o t i t e fi e l d s a ft e r r e f e r e n c e 4 0 a n d 4 1 】 r e s p e c t i v e l y ) 异 ， 这种差异是地幔橄榄岩形成和演化历史的印 记， 尤其地幔橄榄岩的矿物组合及化学特征对认识 地 幔橄榄岩 的成 因及恢复蛇绿岩形 成背景至关重 要I ， 在斜方辉石Mg - A l z O 图解和A 1 ： 0 ， - C r z O ， 图解 ( 图9 ) 、 单斜辉石 Mg C r 2 0 。 图解 ( 图 1 0 ) 和尖 晶石 Mg # 一 C r “ f 1 关图解( 图7 ) 中， 错不扎方辉橄榄岩均落 人深海橄榄岩和弧前地幔橄榄岩的交叠区或过渡区， 可见错不扎方辉橄榄岩既保留了原始深海地幔橄榄 岩的特征， 同时又经历了俯冲环境中熔 流体的改造。 错不扎方辉橄榄岩H R E E 配分模式与部分熔融 模型所模拟的重稀土元素的分布模式较为一致， 而强 不相容的L R E E 含量明显高于部分熔融模型中L R E E 的含量。因此错不扎方辉橄榄岩的稀土配分模式不 能简单的用部分熔融作用来解释。这种L R E E 的富 集与微量元素蛛网图中大离子亲石元素R b 、 S r 的富 集可能暗示亏损的地幔橄榄岩经历了富集L R E E 和 大离子亲石元素的流体或熔体的改造 。通 常， 高场强元素因难溶于水而被认为不受低温改造 作用的影响u ， 因此， 错不扎方辉橄榄岩微量元素原 始地幔标准化图解中高场强元素T a 、 H f 和T i 的富集 很可能是遭受了熔体的交代作用。研究表明， 地幔 橄榄岩中尖晶石的c 和T i O 会受到后期熔体一 岩 石反应的影响而变化 ， 当有俯冲带熔体作用的 影响时 ， 会造成尖晶石C ， 和T i O 变化而偏离部分熔 融曲线， 因此尖晶石的C r # 和T i O 关系能够有效的区 分熔体一 地幔相互作用以及部分熔融作用对地幔橄 榄岩的影响 。在尖晶石C r “ 一 T i O 。 图解中( 图l 1 ) ， 错不 扎方辉橄榄岩 的铬尖 晶石均偏离了富集 大洋 中脊玄武岩地幔的熔融曲线， 同时C r “ 和T i O 均相应 增加 ， 且成分逐渐趋近MO R B或者 MOR B和岛弧拉 h t t p ： g e o c h i n a c g s g o v c n中国地质， 2 0 1 5 ， 4 2 ( 5 ) ， 0_ 第4 2 卷 第5 期 冯光英等： 雅鲁藏布江蛇绿岩带西段错不扎地幔橄榄岩组成特征及岩石成因 表6错不扎方辉橄榄岩岩石成分( 主量元素： ； 稀土和微 量元素： 1 0 ) T a b l e 6 Ch e mi c a l c o mp o s i t i o n o f t h e m a n t l e p e r i d o t i t e s f r o m t h e C u o b u z h a o p h i o l i t e ( ma j o r e l e me n t s ： ， t r a c e e l e m e nt s ：1 O 斑玄武岩过渡区域( I A T ) 的尖晶石 ， 这种趋势表明错 不扎方辉橄榄岩可能为亏损程度相对较低( 部分熔融 程度约 1 0 1 5 ) 的地幔橄榄岩 同MO R B成分 ( 或 MO R B和I A T 过渡成分) 的熔体相互作用的结 5 _ 2构造背景 西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带是中国规模 蛇绿岩带之一， 发育较为完整的蛇绿岩层序。蛇绿 岩以洋中脊型( MO I ) 岩石组合为主， 代表中自垩 世喜马拉雅特提斯洋的最后闭合带 ， 被认为是中生 代冈瓦那板块裂解再拼合的一条缝合带 。对该 蛇绿岩带形成的构造背景 ， 目前还存在较大分歧 ， 早期学者根据上部岩墙群和壳层熔岩具MO R B岩 浆的特点 ， 认为它们是源于特提斯大洋中脊的洋壳 碎片 6 6 - 6 7 ， 而有的学者通过对地球化学特征的研究认 为该岩带或其中的某些岩体具有上俯冲带( s s z ) 特 征n ， ， 时至今日， 对雅鲁藏布江蛇绿岩带越来越多 的研究发现俯冲带构造环境下熔体 流体的交代作用 在雅鲁藏布江缝合带橄榄岩的成因中普遍发挥了重 要作用 ； 同时也有不少学者认为该蛇绿岩带可能是 由形成于不同构造环境的块体拼贴而成的4 8,7 0 。 错不扎方辉橄榄岩属亏损地幔橄榄岩， 其典型 特征为熔融程度相对较低， 为 1 5 2 0 ， 形成压力 1 5 1 0 P a ， 同时副矿物铬尖晶石的c 低于 6 0 ( 2 2 3 9 ) ， 反映为典型深海橄榄 岩特征 ， 指示一个 MOR 环境 ， ， 这一结果 同时得到稀土配分模式的支持 ， 不同的是 L R E E相对 富集 ， 结合微量元素蛛 网图 中 大离子亲石元素R b 、 S r 的富集指示错不扎方辉橄榄 岩在形成过程中受到俯冲带流体的改造。此外 ， 如 前所述， 错不扎方辉橄榄岩富集高场强元素T a 、 H f 和T i ， 这一特征主要是受到熔体的改造， 且熔体的性 质接近于MO R B或者MO R B和岛弧拉斑玄武岩成分 的过渡。结合在斜方辉石Mg - A 1： O ， 图解、 斜方辉 A 1 2 0 一 C r 2 0 ， 图解 ( 图9 ) 、 单斜辉石 Mg C r 2 0 ， 图解 ( 图 l O ) 和尖晶石Mg C r “ 相关图解( 图 7 ) 中， 错不扎 方辉橄榄岩均落人深海橄榄岩和弧前地幔橄榄岩的 交叠区或过渡区， 由此笔者推测错不扎方辉橄榄岩最 初形成于大洋中脊环境， 随后又进入俯冲带环境。 显微结构显示岩石中粗粒橄榄石常发育扭折 或以浑圆状形态包裹于晚世代的矿物中( 图3 - b ) 带 ， ，粗 粒斜方辉石常呈现单斜辉石出溶、 解理弯曲等特征 ( 图 3 - c ， 3 -e ) ， 上述特征表 明这些矿物为地幔的残 余， 代表早世代矿物组合， 是地幔做榄岩在分离板块边 界或者其他地质动力活动区域( 如大洋中 脊， 或者弧后 盆地 ) 经历较高温度和压力下变形作用 的记录 卜 。 果 。 错不扎方辉橄榄岩在形成后期受到熔体的改造也得 到岩石矿物显微结构的支持， 如橄榄石呈港湾状填充 最大的 在斜方辉石边缘( 图3 - d ) ， 总之错不扎方辉橄榄岩既 h t t p ： g e o c h i n a c g s g o v c n中国地质， 2 0 1 5 ， 4 2 ( 5 ) 1 3 5 0 中 国 地 质 2 0 1 5 正 及产状方 面的差别可 能是受到构造 侵位 的影 响 。 对南北亚带基性 岩地球化学 以及年代学方面 的研 究同样暗示南北蛇绿岩亚带可能是相同构造背景 的大洋岩石圈的残余口 ” 。 6 结论 ( 1 ) 错不扎超镁铁岩体位于雅鲁藏布江西段北 亚带， 与南亚带典型超镁铁岩体都属于大型一 超大 型岩体不同， 错不扎超镁铁岩体较小 ， 岩性主要为 方辉橄榄岩， 矿物成分分析显示其橄榄石都为镁橄 榄石， 副矿物铬尖晶石为高A l 和高Mg 型铬尖晶石。 ( 2 ) 主量元素特征显示错不扎方辉橄榄 岩具有 较 高 的 Mg ( 9 1 9 2 ) 以及 较低 的 A1 ： O 、 C a O含 量 。 稀土元素配分图解显示轻稀土亏损 ， 重稀土富集的 左倾型亏损地幔源区特征， 微量元素原始地幔标准 化图解中富集大离子亲石元素R b 和s r ， 同时高场强 元素T a 、 H f 和T i 相对富集或明显富集。 ( 3 ) 综合 以上特征笔者认为错不扎方辉橄榄岩 在大洋中脊环境经历了约 1 0 1 5 的部分熔融， 随 后进入洋内俯冲带环境， 受到俯冲带流体以及具有 MO R B成分( 或MO R B和I A T 过渡成分) 的熔体的 交代作用的影响形成。 参考文献 R e f e r e n c e s ) ： 1 邱瑞照， 邓晋福， 周肃， 等 青藏高原西部蛇绿岩类型： 岩石学和 地球化学证据 J 地学前缘， 2 0 0 5 ， 1 2 ( 2 ) ： 2 7 7 2 9 1 Q i u R u i z h a o ，D e n g J i n f u ，Z h o u S u ，e t a 1 O p h i o l i t e t y p e s i n w e s t e r n Qin g h a i T i b e t a n p l a t e a u E v f d e n c e s f r o m p e t r o l o g y a n d g e o c h e mi s t r y J E a r t h S c i e n c e F r o n t i e r s ， 2 0 0 5 ，1 2 ( 2 ) ： 2 7 7 2 9 1( i n Ch i n e s e wi t h E n g l i s h a b s t r a c t ) 【 2 Di l e k Mo o r e s E M， E l t h o n D， e t a 1 Op h i o l i t e s a n d o c e a n i c c r u s t ： Ne w i n s i g h t s f r o m fi e l d s t u d i e s a n d t