西藏拉萨地块松多榴辉岩的锆石Lu／Hf同位素研究及LA-ICPMS U-Pb定年

最近在青藏高原拉萨地块中发现一条榴辉岩带。榴辉岩带位于拉萨北东近200km 处的松多乡一带,呈近东西方向延伸,至少长60km,宽2km～3km。锆石样品选自新鲜的榴辉岩样品,共测了39个数据点,其中前19个数据点仅做 Lu-Hf同位素分析,后20个数据点既做了锆石原位 Lu-Hf 同位素分析,同时也做了锆石原位 LA-MC-ICPMS U-Pb 定年。结果表明,松多榴辉岩锆石 Hf 同位素组成比较均一,具有高^(176)Hf/^(177)Hf 和低^(176)Lu/^(177)Hf 特征,^(76)Hf/^(177)Hf 和^(176)Lu/^(177)Hf 值分别变化在0.2829651～0.2830295和0.000002～0.000008之间,其可能代表全岩体系在变质作用发生时的平均 Hf 同位素组成。松多榴辉岩的高^(176)Hf/^(177)Hf 和低^(176)Lu/^(177)Hf 组成特征可能跟其高压变质作用以及在变质作用过程中形成石榴子石矿物有关。ε_(Hf)(0)变化于6.8～10.0,表明在其变质过程中,变质流体有亏损地幔物质的加入。LA-ICPMS 锆石 U-Pb 定年,所获得加权平均年龄260Ma±16Ma,为变质年龄。从而进一步确定了松多榴辉岩变质事件发生在二叠纪。

拉萨地块松多榴辉岩的变质演化过程：NCKMnFMASHTO体系中的相平衡关系

拉萨地块松多榴辉岩主要矿物组合为石榴子石、绿辉石、角闪石、多硅白云母、绿帘石、金红石。石榴子石环带不明显,核部成分均一,从核部到边部,镁铝榴石和钙铝榴石含量降低,可能分别记录了榴辉岩峰期及退变质过程信息。绿辉石显示微弱的成分环带,硬玉含量从核部到边部略有升高,部分绿辉石边部发育韭闪石退变质边,反映了在减压过程中外来流体进入体系的过程。多硅白云母具有高的Si含量（3.5~3.6）,其中石榴石包体中的多硅白云母相对基质中的白云母有更高的Si值。本文利用Thermocalc变质相平衡模拟软件,结合详细岩相学观察,在NCKMn FMASHTO体系下,模拟松多含多硅白云母榴辉岩的变质演化过程。其中,榴辉岩峰期矿物组合为g＋o＋law＋phn＋ru,石榴石核部最大镁铝榴石值和石榴子石包体中多硅白云母最大Si值确定的榴辉岩峰期温压条件约为620℃,32×105Pa,榴辉岩经历了近等温降压的退变质过程。相平衡模拟结果表明拉萨地块松多榴辉岩经历了超高压变质作用过程,并经历了相对快速的折返过程到中部地壳层次。

西藏拉萨地块MORB型榴辉岩的岩石地球化学特征

松多榴辉岩的SiO2、Al2O3含量分别为45.3%～50.6%、12.93%～14.27%,K2O+Na2O为1.3%～2.8%,TFeO/MgO为1.11～2.02,CaO为10.4%～14.47%,K2O<0.3%,Na2O为0.97%～2.47%。总体上具有玄武质或辉长质岩石的成分特征,属于钙碱性系列,具有MORB的特征,表明其原岩来自大洋环境。松多榴辉岩大多数样品的稀土元素配分模式显示轻稀土元素亏损,无明显的Eu异常,重稀土元素平坦。微量元素蛛网图均显示从Zr到Yb属于平坦型,基本上未发生分馏。松多榴辉岩的LaN/YbN比值为0.19～0.56,LaN/CeN为0.75～0.81,LaN/SmN为0.37～0.81,三者均小于1;Hf/Th除了石英榴辉岩中的06Y-344样品为6.81外,其他样品为11.10～33.97,均大于8;Ce/Nb为2.72～19.02,均大于2;Th/Yb为0.01～0.10,均小于或等于0.1,也说明其原岩具有典型MORB的特征。锆石SHRIMPU-Pb定年获得松多榴辉岩的变质年龄为261Ma±5.3Ma,推测其原岩可能为古特提斯洋盆的残留。