作者：晨光
1引 言
青藏高原被誉为“世界第三极”，是研究大陆裂离、洋壳拉张、洋陆／陆陆俯冲和碰撞，探索地壳变质变形、大陆和大洋岩石圈演化、地幔深部过程等地球动力学的关键地区。
青藏高原是由多个地体和它们之间的缝合带拼合而成。已经确认的缝合带有西昆仑库地缝
合带、北阿尔金一北祁连缝合带、南阿尔金一柴北缘缝合带、东昆仑南缘缝合带、金沙江缝合带、羌中缝合带、班公湖一怒江缝合和雅鲁藏布江缝合带。雅鲁藏布缝合带(YZSZ)位于青藏高原南部，在中国境内延展近2000 km，被认为是印度板块与欧亚大陆的分界线，记录了新特提斯洋初始打开、扩张伸展、俯冲消减、碰撞拼合等形成演化的信息。
按蛇绿岩的空间分布，雅鲁藏布江缝合带大致可以分为东段（由曲水向东至米林一带，包括大拐弯地区）、中段（仁布一桑桑）和西段（萨嘎以西至中印边界）。萨嘎地区处于一个重要的枢纽位置，YZSZ西段自萨嘎向西分为两支，即北亚带（达机翁一萨嘎蛇绿岩带）和南亚带（达巴一休古嘎布蛇绿岩带），中间被仲吧一札达微陆块分割。因此，萨嘎地区的地质研究对于探讨南北亚带的成因关系以及特提斯洋的形成演化具有十分重要的意义。E.Bedard et al(2009)对萨嘎蛇绿岩进行了详细的研究，表明萨嘎蛇绿岩不具有完整层序，主体为新鲜的或蛇纹石化的地幔橄榄岩。地幔橄榄岩主要为二辉橄榄岩和含单斜辉石的方辉橄榄岩，Cr#为0.1～0.2。洋壳单元主要为变辉长岩，变玄武岩，变安山岩，枕状玄武岩以及辉绿岩岩墙。其中，镁铁质岩石显示出N-MORB，BABB，IAT的地球化学特性。Bedard et al(2009)
认为萨嘎蛇绿岩形成于洋内俯冲的弧后盆地。Carl Guilmette et al(2012)在萨嘎蛇绿岩体中发现了含石榴子石、单斜辉石的角闪岩，并强烈发育面理，被认为是一个变质晕，其达到峰期变质条件的40Ar/39Ar年龄为132～127 Ma，代表了沿萨嘎一线新特提斯洋的俯冲年龄。
本文报道了在萨嘎蛇绿岩南侧发现的一套玄武质熔岩，在详细野外工作的基础上，对该套熔岩进行岩石学、地球化学以及锆石U-Pb年代学研究，探讨其形成的构造背景，为恢复新特提斯洋演化提供新信息。
2地质背景与采样位置
雅鲁藏布缝合带(YZSZ)位于青藏高原南部（图1），主要由泥砂质、蛇绿质混杂岩以及蛇绿岩残片组成。其南侧是特提斯喜马拉雅构造单元，二者之间为大反向逆冲断层(GCT)。特提斯喜马拉雅主要由新元古代一早古生代沉积岩以及二叠纪一白垩纪被动大陆边缘沉积序列组成。它又可分为南北两个亚带，北亚带为晚三叠世一古新世大陆斜被沉积，岩石主要为硅质碎屑岩、砂岩、页岩和灰岩等，由于缺少大化石，且对放射虫化石动物群的研究不够，地层时代限制较差，缺少横向对比地层厚度不明.南亚带为晚三叠世一古新世大西洋型稳定大陆边缘陆棚沉积，以碳酸盐岩和碎屑岩为主，中生代沉积厚度约为5 km。雅鲁藏布缝合带北侧是拉萨地体，二者之间为冈底斯逆冲断层。随着大洋岩石圈北向俯冲，在拉萨地体南缘产生了大量的岩浆活动，形成了白垩纪一古近纪的冈底斯岩浆弧，并在冈底斯弧南侧发育有白垩纪一始新世的日喀则弧前盆地沉积。萨嘎地区位于西藏南部，采样点位于萨嘎县城西北，距县城约40km，地理坐标为84°53'49.8”E，29044 21.1N。该妻玄武岩呈北西西向断续延展约150 km，宽1～3km。其北与蛇绿混杂岩呈断层接触，南与侏罗纪修康群泥砂质混杂岩以及二叠纪曲噶组绢云石英片岩呈断层接触（图2）。
3岩相学特征
玄武岩为块状构造，露头上呈灰绿色，发育气孔构造和杏仁构造。杏仁体粒径为0.1～2 mm，被绿泥石、方解石等充填，有定向排列，为熔岩流动所致（图3-c）。岩石具斑状结构，斑晶主要为斜长石(15%~20%)和少量单斜辉石（约5%）（图3-a、b）。斜长石斑晶为长柱状，呈自形一半自形结构，部分具有中空骸晶结构，粒径为0.5～2 mm，钠长石化、碳酸盐化以及绿帘石化较强烈。单斜辉石斑晶为短柱状，呈半自形一他形结构，粒径为0.5 mm左右，发生了强烈的绿泥石化以及阳起石化，但部分仍保留有单斜辉石的晶体形态。电子探针分析结果表明，单斜辉石斑晶大部分为含钛透辉石（TiO2平均为1.46%，表1）。基质为间粒间隐结构、玻基辉绿结构。基质中斜长石为长条状、自形一半自形结构，粒径为0.1 mm左右，聚片双晶发育，不规则排列的斜长石微晶之间充填辉石、磁铁矿、褐色的火山玻璃以及脱玻化形成的绿泥石。副矿物包括磁铁矿、钛铁矿和榍石以及少量磷灰石。
4分析测试方法
全岩样品的测试分析在国土资源部国家地质实验测试中心完成，测试之前先用酸溶对样品进行了预处理。主量元素用熔片X-射线荧光光谱法(XRF)测定，并采用等离子光谱和化学法测定进行互相检测，二价铁采用滴定法，分析精度0.01%。微量元素中的V、Cr、Co、Ni、Sr、Zr、Nb、Ta、Hf、Ba、Th、U等元素用熔片XRF和酸溶等离子质谱(ICP-MS)法测定，稀土元素用ICP-MS法测定，其中的Nb、Ta、Zr、Hf是用碱溶法、沉淀酸提取、用等离子质谱
法测定，同时分析2个国家标准样（GSR3和GSR5）和3个平行样品，以保证分析质量，分析精度优于5%，具体分析方法见文献。
锆石分选是在河北省廊坊市宇能岩石矿物分选技术服务有限公司完成，主要步骤有：粉碎至80～120目、水淘洗、磁选、重液分离、实体双目镜挑选出锆石。锆石样品制靶工作以及透、反射照片和阴极发光(CL)图像的拍摄在中国地质科学院大陆构造与动力学国家重点实验室完成。样品的制备按以下步骤完成：挑选单矿物粘在双面胶上（双目镜下）一固定在环氧树脂靶上一待固化后，磨制、抛光，直至暴露出锆石的内部一照相（显微镜下，透反射光）一镀碳一拍摄阴极(CL)发光图像。
锆石U-Pb同位素定年是在中国科学技术大学激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)实验室完成。ICP-MS为Agilent7500。剥蚀系统为Geolas2005激光剥蚀系统，激光器为193 nmArF准分子激光器。在激光剥蚀的过程中采用He作为载气，激光剥蚀束斑直径为32 um，剥蚀深度为20～40um。锆石年龄计算采用国际标准锆石91500作为外标，元素含量采用美国国家标准物质局人工合成硅酸盐玻璃NIST SRM610作为外标，29Si作为内标
元素进行校正。U/Pb比值数据处理使用软件LaDating@ Zrn，对普通Pb同位素进行校正使用软件ComPbcorr#3-18，校正后的数据使用美国Berkeley地质年代学中心编制的ISOPLOT程序进行处理。
原位微区锆石Hf同位素比值测试在中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源国家重点实验室( GPMR)利用激光剥蚀多接收杯等离子体质谱f LA- MC- ICP- MS)完成。激光剥蚀系统为GeoLas 2005 (Lambda Physik，德国),MC-ICP-MS为Neptune Plus (Thermo Fisher Scientific，德国)。该系统配备了本实验室自主研发的信号平滑装置。采用该装置即使激光脉冲频率降到1 Hz，还可以获得平稳的信号。对于193 nm的激光，在给定的仪器条件下，使用氦气作为载气比使用氩气的信号灵敏度提高了2倍。研究表明，少量氮气的引入还可进一步提升大部分元素的灵敏度。相对于Neptune Plus的标准锥组合，新设计的X截取锥和Jet采样锥组合在少量氮气加入的条件下能分别提高Hf、Yb和Lu的灵敏度5.3倍、4.0倍和2.4倍。激光输出能量可以调节，实际输出能量密度为5.3 J/cm2。采用单点剥蚀模式，斑束固定为44 um。详细仪器操作条件和分析方法可参照Hu et a1．(2012)。
5分析结果
5.1岩石地球化学特征
5.1.1主量元素
萨嘎玄武岩蚀变较强，12个样品的烧失量(LOI)与K2O、Na2O含量进行相关性分析之后发现，当LOI＜8%时，K20、Na2O含量并不随着LOI的增加发生改变，而当L01≥8%时，K20、Na20含量便随着LOI的增加而递减，因此在下文的讨论中，不考虑L01≥8%的3个样品。
剩余9个样品的烧失量(LOI)为4%左右(表2)，扣除挥发分归一化处理后，在硅碱图(TAS)上，大部分样品点均分布在碱性玄武岩系列中的碱玄岩／碧玄岩与粗面玄武岩范围内（图4）。1个样品点落到了亚碱性与碱性系列分界线上，1个样品点落到了亚碱性系列中，推测这可能与蚀变作用有关。样品的TiO2含量较高(2.47%～3.47%)，平均含量为2.96%，与洋岛玄武岩(Ti02=2.87%)和肯尼亚裂谷玄武岩(Ti02=1.89%～4.85%)的含量接近。Al2O3和K2O含量较高，平均含量分别为17%和2.08%，高于洋岛玄武岩(Al203=13%—16%，K20=0.34%～1.7%)，然而与肯尼亚裂谷玄武岩的含量(Al2O3≈16%，K20=1.2%～2.2%)接近。Mg0含量较低(4.96%~7.95%)，Mg#为54.90～65.08，低于原生岩浆的Mg#值(68~72)，表明该玄武质岩浆经历了橄榄石、单斜辉石等镁铁矿物的分离结晶作用。CaO含量较低，平均值为3.3%，推测这是由后期蚀变作用造成。
5.1.2微量元素
萨嘎玄武岩稀土元素总量为198.53×10-~36-.03 x10-6，平均含量为266.93 x10-6，其稀土元素配分型式与洋岛玄武岩、肯尼亚裂谷玄武岩相似图5-a)，轻重稀土强烈分馏，LREE /HREE=3～7.83，La Yb)N=7.04～20.64，平均值为13.6，(La/Sm)N=L.97-5.32，平均值为3.70。无Eu异常，δEu=0.95~1.03( 8Eu=EuN/[(SmN+GdN)xl/2]).
微量元素原始地幔标准化图解（图5-b）中可以看出，样品强烈富集不相容元素Rb、Ba、Th、Nb，含量均高于洋岛玄武岩，与肯尼亚裂谷玄武岩相近。其中，高场强元素Nb具有显著正异常，δNb=2.02~3.78。大离子亲石元素Th为正异常，δTh=1.18~1.73。Sr为中等一强烈亏损，8Sr=0.07～0.15，推测Sr的亏损是由于在后期蚀变作用过程中Sr伴随Ca发生了迁移。
5.2锆石U-Pb年代学
从样品13YL-94-10中挑选出52颗钻石，锆石大致分两类：一类为变质重结晶作用形成的变质锆石，主要特征为主：黄褐色、半透明、他形、不规则状，内部无分带或斑杂状分带，局部残留有岩浆锆石的震荡环带，阴极发光明亮，部分存在白色蚀变边，Th/U比值平均为0.12；另外一类锆石为典型岩浆锆石（图6），其特征为无色透明，自形，短柱状，粒径为80～100 um，长宽比大约为2:1，阴极发光明亮，具有明显的震荡环带，部分具有扇形分带，
Th/U比值为0.55～1.67。
选出30粒锆石进行LA-ICP-MS原位微区U-Pb定年分析（表3），结果表明，该碱性玄武岩中锆石年龄跨度大，206Pb/238U集中分布在两个年龄阶段：52～62 Ma(n=10),94～102 Ma(n=5)。其中52～62 Ma锆石为岩浆锆石，平均年龄为（54.2±1.4）Ma(MSWD=2)（图7）。
5.3锆石Hf同位素组成
由于锆石具有较高的Hf含量，但Lu的含量又极低，从而导致其”6Lu/”7Hf具有非常低的比值。因此，锆石在形成后基本没有明显的放射性成因Hf的积累，所测定的176Lu/177Hf比值基本代表了其形成时体系的Hf同位素组成。本文对最年轻的一组锆石(55～63 Ma)进行了Hf同位素测定。10颗岩浆锆石”6Hf/”7Hf比值介于0.282439～0.282783 f（εHf(t)=-11~+1.7)，其两阶段Hf模式年龄介于1582～904 Ma（表4，图8）。
6讨论
6.1岩浆作用过程
尽管部分熔融作用与分离结晶作用很难区分，但是使用不相容元素一相容元素协变图解可以对这两个作用过程进行区分。在Si02-Th和Si02一Ni协变图解上，萨嘎碱性玄武岩总体呈现出随着岩浆Si02含量的升高，Th含量逐渐降低，Ni含量逐渐升高的演化趋势，可能代表了同一幔源不同程度部分熔融作用（图9）
玄武质岩浆生成后，在向上运移以至喷出地表的过程中，通常会发生分离结晶作用或同化混染作用，或者两种作用兼而有之（即AFC过程）。样品Mg0和Ni含量较低(Mg#为54.90～65.08，CF80xl0-6～154×10-6)，明显低于原生岩浆(Mg#=68～72，Ni0>0.03%%)，可能在岩浆演化的早期阶段发生了橄榄石、单斜辉石等镁铁矿物的结晶分离。
6.2源区特征
通常地壳Ti02含量低（平均仅0.72%），来自软流圈的Ti02岩浆含量在1.27%左右，而与深部地幔物质活动有关的岩浆，Ti0：含量常大于2.0%。萨嘎玄武岩Ti02含量较高(2.47%～3.47%)，平均含量为2.96%，表明萨嘎玄武岩岩浆起源较深。La/Sm和Sm/Yb比值受分离结晶作用影响较小，用这两个比值可以了解岩浆源区的性质和部分熔融程度。对于尖晶石二辉橄榄岩，当其发生部分熔融时，Sm/Yb比值变化不大，呈现较平坦的熔融趋势线；而对于含石榴子石地幔橄榄岩，当其发生小程度部分熔融时，轻重稀土会出现明显分馏，熔体的Sm/Yb比值增加，形成比较陡的熔融趋势线。Zhu等(2008)模拟了原始地幔和亏损地幔在非实比批式熔融过程中Sm/Yb和La/Sm比值的变化曲线。在Sm/Yb- La/Sm图解上（图10），萨嘎碱性玄武岩的Sm/Yb比值较高，接近石榴子石二辉橄榄岩的熔融曲线，表明萨嘎碱性玄武岩地幔源区可能存在石榴子石。
6.3形成环境
在对板内玄武岩具有较好识别效果的Ti- Zr-Y图解和Th- Hf- Ta图解（图ll-a、b）中，所有样品均分布在板内玄武岩区域内。由于Th、Ta、Hf都是强不相容元素，其亲岩浆性的变化是同步的，Th/Hf和Ta/Hf比值在地幔部分熔融过程中只有很小的变化，在岩浆分离结晶过程中基本不变。因此，原生岩浆岩的Th/Hf和Ta/Hf比值，直接反映的是其源区的Th、Ta、Hf分异特征，且大体等于其源区的值。因此，可用来恢复岩浆源区成分，进而判别岩石形成的大地构造环境。在Th/Hf-Ta/Hf图解（图12)上，萨嘎碱性玄武岩主要分布在陆内裂谷玄武岩区，部分落在了地幔热柱玄武岩区。因此，根据地球化学特征以及不相容元素比值，本文认为萨嘎碱性玄武岩形成于陆内裂谷环境。
在1:25万的萨嘎幅区调报告中，河北省地质调查研究院将该套碱性玄武岩命名为“玄武质混杂岩单元”，认为该套碱性玄武岩形成于洋岛环境，并推测其形成时代为白垩纪。然而，根据本文的地球化学和年代学研究，初步表明该套碱性玄武岩是陆内裂谷岩浆作用的产物，且其形成时代不早于始新世早期。但是，目前还有一系列的问题不甚明了，比如该套玄武岩的形成时代、成因机理、地质意义等，这还有待进一步的野外调查和室内研究工作。
7结论
(1)萨嘎碱性玄武岩的主量元素、微量元素地球化学研究表明具有陆内裂谷玄武岩的地球化学特征，初步认为形成于陆内裂谷环境，还需进一步的调查研究。
(2)萨嘎碱性玄武岩的地幔源区具有石榴子石残余，该玄武岩岩浆演化过程可能经历了橄榄石、单斜辉石等镁铁质矿物的分离结晶。
(3)萨嘎碱性玄武岩形成时代不早于始新世早期。
8提要：
萨嘎蛇绿岩位于雅鲁藏布江缝合带(YZSZ)的中段，主要由地幔橄榄岩、辉长岩、辉绿岩和玄武岩组成。在萨嘎蛇绿岩南侧分布一条熔岩带，与萨嘎蛇绿岩呈断层接触。该熔岩带呈北西西向展布，宽约1~3 km，长约150 km。熔岩呈块状构造，气孔和杏仁状构造发育，斑状结构，基质为间粒间隐结构。斑晶主要为斜长石(钠长石化，含量15%~ 20%)，及少量单斜辉石(约5%)，单斜辉石(Wo= 44～48，En：40～45，Fs：10～12)为含钛透辉石(T102=1.46%)。根据硅碱图(TAS)分类，该套熔岩属于碱性玄武岩类，整体表现为高钛、高铝和高钾，富集Rb、Ba、Th等大离子亲石元素和Zr、Hf等高场强元素，轻重稀土强烈分馏，(Ce/Yb)。=7.30～14.18，平均值为1l。萨嘎玄武岩的地球化学特征与大陆裂谷火山岩一致，可能形成于板内裂谷环境。本研究表明，萨嘎碱性玄武岩的地幔源区具有石榴子石残余，早期经历了橄榄石、单斜辉石等镁铁矿物的分离结晶。锆石U-Pb定年结果表明萨嘎碱性玄武岩中锆石年龄较分散，产出的最年轻的一组锆石平均年龄为(54.2土1.4)Ma，它们的s。(t)介于-11-十1.7之间，具有中元古代的Hf同位素二阶段模式年龄，为壳源的捕获锆石，表明该套碱性玄武岩形成时代不早于始新世早期。
