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西藏日多地区晚三叠世—早侏罗世雄来组火山岩的发现及其对直孔-松多古特提斯造山带演化的约束

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周斌, 乔新星, 韩奎, 潘亮, 王峰, 范鹏. 西藏日多地区晚三叠世—早侏罗世雄来组火山岩的发现及其对直孔-松多古特提斯造山带演化的约束[J]. 地质通报, 2021, 40(8): 1330-1343.
引用本文: 周斌, 乔新星, 韩奎, 潘亮, 王峰, 范鹏. 西藏日多地区晚三叠世—早侏罗世雄来组火山岩的发现及其对直孔-松多古特提斯造山带演化的约束[J]. 地质通报, 2021, 40(8): 1330-1343.
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ZHOU Bin, QIAO Xinxing, HAN Kui, PAN Liang, WANG Feng, FAN Peng. Discovery of the Late Triassic-Early Jurassic volcanic rocks of Xionglai Formation and constraint on the tectonic evolution of Zhikong-Sumdo Paleo-Tethyan orogen in the Riduo area of Tibet[J]. Geological Bulletin of China, 2021, 40(8): 1330-1343.
Citation: ZHOU Bin, QIAO Xinxing, HAN Kui, PAN Liang, WANG Feng, FAN Peng. Discovery of the Late Triassic-Early Jurassic volcanic rocks of Xionglai Formation and constraint on the tectonic evolution of Zhikong-Sumdo Paleo-Tethyan orogen in the Riduo area of Tibet[J]. Geological Bulletin of China, 2021, 40(8): 1330-1343.
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西藏日多地区晚三叠世—早侏罗世雄来组火山岩的发现及其对直孔-松多古特提斯造山带演化的约束

  • 1.

    陕西省地质调查院, 陕西 西安 710054

  • 2.

    陕西省地质调查规划研究中心, 陕西 西安 710068

  • 基金项目:
    中国地质调查局项目《冈底斯-喜马拉雅铜资源基地调查》（编号：DD20160015）和陕西省地质勘查基金项目《陕西典型小岩体成矿预测与勘查示范》（编号：61201908334）
详细信息
    作者简介: 周斌(1986-), 男, 硕士, 高级工程师, 从事区域地质调查工作。E-mail: 327965161@qq.com

  • 中图分类号: P534.51;P534.52;P588.1

Discovery of the Late Triassic-Early Jurassic volcanic rocks of Xionglai Formation and constraint on the tectonic evolution of Zhikong-Sumdo Paleo-Tethyan orogen in the Riduo area of Tibet

  • 1.

    Shaanxi Geological Survey Center, Xi'an 710054, Shaanxi, China

  • 2.

    Shaanxi Geological Survey Planning Research Center, Xi'an 710068, Shaanxi, China

    摘要

  • 对拉萨地块东段日多地区新厘定的雄来组火山岩进行了岩石地球化学、锆石U-Pb定年及Lu-Hf同位素研究。研究区雄来组火山岩以中基性熔岩及火山碎屑岩占优势为特征。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得安山岩和玄武安山岩的206Pb/238U年龄加权平均值为201.3±6.0 Ma和184.5±4.4 Ma，表明雄来组火山岩形成于晚三叠世—早侏罗世。其中，基性火山岩SiO2含量为48.53%~49.92%，MgO含量较高，为10.68%~11.43%，Mg#值平均为72.67，高Cr（224.7×10-6~347.8×10-6）和Ni（90.1×10-6~109.7×10-6）含量，富集大离子亲石元素Rb、Th、U、Sr和轻稀土元素，亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti；中性火山岩的SiO2含量为53.93%~60.54%，Al2O3含量为14.74%~16.12%，MgO含量为2.45%~8.12%，富集大离子亲石元素Rb、Th、U、K、Ba和轻稀土元素，亏损高场强元素Nb、Ta、P、Ti，锆石εHf（t）值介于-12.25~-3.64之间，二阶段模式年龄（tDMC）为1621~2004 Ma。岩石地球化学特征和构造环境判别图解均指示，雄来组火山岩形成于后碰撞的构造背景，基性火山岩起源于亏损岩石圈地幔的部分熔融，中性火山岩起源于古老下地壳物质的部分熔融，上升过程中受古老地壳混染，代表了直孔-松多古特提斯造山带后碰撞伸展背景作用下的岩浆响应。

    Zircon U-Pb dating, geochemical and Hf isotope analyses were carried out on the volcanic rocks of Xionglai Formation newly discovered in Riduo area, the eastern part of the Gangdese magmatic belt.The volcanic rocks of Xionglai Formation in Riduo area in the eastern part of Lhasa massif are mainly intermediate basic lava and pyroclastic rock.Zircon U-Pb dating of andesite and basaltic andesite yields weighted mean ages of 201.3 ±6.0 Ma and 184.5 ±4.4 Ma respectively, indicating that the Xionglai Formation volcanic rocks were formed in the Late Triassic-Early Jurassic.Geochemically, the basic volcanic rocks are characterized by low SiO2(48.53%~49.92%), high MgO(10.68%~11.43%), Mg#(72.67), Cr(224.7×10-6~347.8×10-6), and Ni(90.1×10-6~109.7×10-6), enriched in large ion lithophile elements(Rb, Th, U, Sr) and light rare earth elements(LREEs), and depleted in high field strength elements(Nb, Ta, P, Ti).The intermediate volcanic rocks are characterized by high SiO2(53.93%~60.54%), Al2O3(14.74%~16.12%), low MgO(2.45%~8.12%).They are enriched in light rare earth elements(LREEs), large ion lithophile elements(LILEs, e.g., Rb, Th, U and Ba), but depleted in high-field strength elements(e.g., Nb, Ta, P, Ti).Isotope analyses reveal that most samples have low zircon εHf(t) (-12.25~-3.64), and the values of tDMC range from 1621 Ma to 2004 Ma.Combining with regional geology, geochronological, geochemical and zircon Hf isotopic data, it is proposed that the Late Triassic-Early Jurassic volcanic rocks of Xionglai Formation were formed in post-collision tectonic setting as a magmatic response to post-collision and extension of Zhikong-Sumdo Paleo-Tethyan orogen.The basic volcanic rocks were derived from partial melting of a depleted lithospheric mantle, while the intermediate volcanic rocks were derived from partial melting of ancient lower crustal material and contaminated by ancient lower crust during ascending.

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  • 图 1  拉萨地块南缘日多地区大地构造位置(a)及区域地质简图(b)(据参考文献[12]①③修改)

    Figure 1. 

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    图 2  日多地区雄来组火山岩地层剖面

    Figure 2. 

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    图 3  日多地区雄来组火山岩野外露头(a、b)及显微特征(c、d)

    Figure 3. 

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    图 4  日多地区雄来组火山岩锆石阴极发光(CL)图像(a)和U-Pb年龄谐和图(b、c)

    Figure 4. 

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    图 5  日多地区雄来组火山岩TAS(a)和AFM图解

    Figure 5. 

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    图 6  雄来组火山岩球粒陨石标准化稀土元素配分图(a)及原始地幔标准化微量元素蛛网图(b)(标准化数据据参考文献[15])

    Figure 6. 

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    图 7  雄来组火山岩La-La/Sm图解

    Figure 7. 

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    图 8  雄来组玄武岩Sm-Sm/Yb(a)和La/Sm-Sm/Yb图解(b，据参考文献[22]修改)

    Figure 8. 

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    图 9  雄来组火山岩锆石t-εHf(t)图解(a)及tDMC统计直方图(b)

    Figure 9. 

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    图 10  日多地区雄来组火山岩构造环境判别图解

    Figure 10. 

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    表 1  日多地区雄来组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素分析结果

    Table 1.  LA-ICP-MS U-Th-Pb isotopic data of zircons from Xionglai Formation volcanic rocks in the Riduo area

    分析点 含量/10-6 Th/U 同位素比值 年龄值/Ma
    Pb Th U 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ
    浅灰绿色安山岩
    D2714/2-2 42 382 338 1.13 0.0507 0.0016 0.230 0.007 0.0331 0.0006 233 74 210 6 210 4
    D2714/2-4 14 118 119 1.00 0.0500 0.0026 0.229 0.012 0.0336 0.0008 195 116 209 10 213 5
    D2714/2-5 16 131 150 0.88 0.0509 0.0026 0.224 0.011 0.0324 0.0007 239 116 205 9 205 5
    D2714/2-9 39 391 337 1.16 0.0500 0.0018 0.208 0.009 0.0302 0.0007 195 83 192 7 192 4
    D2714/2-14 33 272 380 0.72 0.0498 0.0014 0.209 0.006 0.0305 0.0005 183 69 193 5 194 3
    D2714/2-16 30 249 301 0.83 0.0507 0.0022 0.224 0.010 0.0322 0.0006 228 98 205 8 204 4
    D2714/2-19 24 234 217 1.08 0.0510 0.0025 0.217 0.012 0.0308 0.0006 243 115 199 10 195 3
    D2714/2-21 35 336 300 1.12 0.0518 0.0018 0.228 0.008 0.0321 0.0005 276 81 208 7 203 3
    灰绿色玄武安山岩
    D2852/4-1 56 537 467 1.15 0.0507 0.0020 0.213 0.007 0.0310 0.0007 233 95 196 6 196 4
    D2852/4-3 28 230 351 0.65 0.0507 0.0019 0.210 0.009 0.0298 0.0004 228 92 193 8 189 3
    D2852/4-9 39 411 325 1.26 0.0497 0.0018 0.196 0.008 0.0284 0.0004 189 82 182 7 181 3
    D2852/4-11 41 190 830 0.23 0.0504 0.0013 0.190 0.006 0.0273 0.0006 213 90 177 5 174 4
    D2852/4-12 59 669 359 1.86 0.0495 0.0019 0.202 0.008 0.0297 0.0005 172 91 187 7 188 3
    D2852/4-13 20 201 200 1.01 0.0508 0.0018 0.194 0.006 0.0279 0.0007 232 88 180 5 177 4
    D2852/4-14 61 660 440 1.50 0.0463 0.0015 0.188 0.007 0.0294 0.0006 13 74 175 6 187 4
    D2852/4-15 29 325 237 1.37 0.0482 0.0016 0.180 0.009 0.0269 0.0007 109 77 168 8 171 5
    D2852/4-18 43 519 434 1.19 0.0555 0.0028 0.232 0.034 0.0292 0.0028 432 110 212 28 186 17
    D2852/4-19 31 283 311 0.91 0.0487 0.0025 0.198 0.011 0.0293 0.0005 200 119 184 9 186 3
    D2852/4-24 56 667 348 1.92 0.0511 0.0028 0.206 0.012 0.0293 0.0006 243 128 190 10 186 4
    D2852/4-30 33 333 310 1.08 0.0558 0.0025 0.230 0.014 0.0304 0.0018 456 96 210 12 193 11
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    表 2  日多地区雄来组火山岩锆石Hf同位素分析结果

    Table 2.  Hf isotopic data of zircons from Xionglai Formation volcanic rocks in the Riduo area

    分析点 t/Ma 176Yb/177Hf 2σ 176Lu/177Hf 2σ 176Hf/177Hf 2σ εHf(0) εHf(t) 2σ tDM1/Ma tDMC/Ma fLu/Hf
    浅灰绿色安山岩
    D2714/2-2 210 0.020267 0.000116 0.000898 0.000005 0.282493 0.000017 -9.99 -5.52 0.62 1077 1593 -0.97
    D2714/2-4 213 0.026444 0.000371 0.001005 0.000012 0.282441 0.000023 -11.84 -7.31 0.80 1153 1709 -0.97
    D2714/2-5 205 0.028014 0.000157 0.001025 0.000008 0.282423 0.000017 -12.49 -8.12 0.60 1179 1754 -0.97
    D2714/2-9 192 0.029734 0.000239 0.001063 0.000006 0.282399 0.000023 -13.33 -9.26 0.81 1214 1816 -0.97
    D2714/2-14 194 0.032580 0.000282 0.001277 0.000018 0.282528 0.000018 -8.78 -4.70 0.65 1039 1529 -0.96
    D2714/2-16 204 0.025603 0.000301 0.000926 0.000012 0.282403 0.000022 -13.17 -8.82 0.76 1203 1797 -0.97
    D2714/2-19 195 0.019809 0.000262 0.000800 0.000009 0.282531 0.000027 -8.63 -4.45 0.96 1020 1514 -0.98
    D2714/2-21 203 0.020292 0.000194 0.000873 0.000010 0.282546 0.000021 -8.10 -3.76 0.75 1001 1477 -0.97
    灰绿色玄武岩山岩
    D2852/4-1 196 0.026696 0.000569 0.001216 0.000029 0.282483 0.000019 -10.37 -6.22 0.67 1101 1627 -0.96
    D2852/4-3 189 0.028899 0.000239 0.001222 0.000012 0.282332 0.000030 -15.71 -11.71 1.06 1314 1968 -0.96
    D2852/4-9 181 0.025696 0.000282 0.001018 0.000007 0.282351 0.000025 -15.01 -11.17 0.89 1279 1928 -0.97
    D2852/4-12 188 0.033197 0.000167 0.001302 0.000007 0.282317 0.000022 -16.26 -12.29 0.77 1338 2004 -0.96
    D2852/4-13 177 0.029644 0.000213 0.001212 0.000009 0.282482 0.000040 -10.41 -6.67 1.42 1102 1641 -0.96
    D2852/4-14 187 0.042585 0.000468 0.001673 0.000015 0.282346 0.000028 -15.28 -11.39 0.99 1313 1946 -0.95
    D2852/4-18 186 0.042758 0.000787 0.001835 0.000031 0.282455 0.000029 -11.42 -7.58 1.02 1162 1705 -0.94
    D2852/4-19 186 0.027427 0.000312 0.001125 0.000014 0.282314 0.000042 -16.34 -12.40 1.47 1336 2009 -0.97
    D2852/4-24 186 0.031931 0.000395 0.001257 0.000011 0.282337 0.000030 -15.54 -11.61 1.07 1308 1959 -0.96
    D2852/4-30 193 0.023403 0.000189 0.000957 0.000006 0.282354 0.000041 -14.91 -10.80 1.45 1273 1913 -0.97
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    表 3  日多地区雄来组火山岩主量、微量和稀土元素分析结果

    Table 3.  Major, trace elements and REE compositions of Xionglai Formation volcanic rocks in the Riduo area

    样号 D2840/1 D0922/1 D2852/5 D2852/4 D2852/3 D7011/2 D7011/4 D7011/5 D7011/9 D2714/2
    岩石名称 玄武岩 玄武安山岩 安山质凝灰岩 安山岩
    SiO2 47.84 47.30 46.94 53.93 57.50 58.22 56.38 56.31 56.32 60.54
    Al2O3 14.96 16.15 15.30 14.74 15.59 16.12 15.15 15.20 15.68 14.89
    TFe2O3 9.25 9.49 8.82 7.39 8.09 8.34 8.61 8.57 8.31 8.42
    MgO 10.95 10.41 10.09 8.12 3.48 2.64 5.09 5.30 5.68 2.45
    CaO 8.14 9.31 7.70 6.88 6.13 6.36 7.99 8.33 8.21 5.32
    Na2O 3.24 3.35 3.88 5.61 3.96 2.65 1.95 2.03 1.58 2.94
    K2O 0.11 0.11 0.16 0.19 0.60 2.53 1.37 1.48 1.00 2.64
    P2O5 0.16 0.14 0.11 0.11 0.25 0.22 0.17 0.17 0.18 0.22
    MnO 0.16 0.16 0.19 0.12 0.18 0.12 0.15 0.15 0.15 0.15
    TiO2 1.03 1.04 1.13 0.88 1.08 0.96 0.76 0.75 0.87 1.04
    烧失量 4.30 3.10 6.16 2.38 2.94 1.73 1.98 1.56 1.76 0.73
    总计 100.14 100.56 100.48 100.35 99.80 99.89 99.60 99.85 99.74 99.34
    Mg# 73.40 71.88 72.72 71.92 50.06 42.45 57.94 59.04 61.43 40.41
    ALK 3.35 3.46 4.04 5.80 4.56 5.18 3.32 3.51 2.58 5.58
    σ 1.71 2.18 2.62 2.87 1.34 1.69 0.77 0.88 0.47 1.73
    Rb 5.20 3.60 8.30 14.20 8.20 72.94 56.23 59.19 42.14 72.90
    Ba 26.10 44.10 27.20 161.00 62.70 537.30 318.60 270.80 184.50 496.00
    Th 2.97 1.25 0.75 1.52 2.70 7.42 6.13 5.28 4.47 9.98
    U 0.61 0.29 0.50 0.47 0.63 1.53 1.53 1.39 0.76 2.07
    Ta 0.48 0.62 0.38 0.38 0.67 0.76 0.57 0.53 0.57 1.51
    Nb 5.14 5.11 3.02 4.56 4.31 11.24 6.79 8.35 7.11 10.80
    Sr 248.90 357.70 306.00 289.00 264.00 443.50 380.70 410.40 390.60 375.00
    P 698.21 610.93 480.02 480.02 1090.96 960.04 741.85 741.85 785.49 960.04
    Hf 2.43 1.78 2.43 3.68 3.52 3.73 2.56 2.09 2.19 6.57
    Zr 83.80 82.70 89.30 110.00 108.00 161.00 115.20 115.80 105.90 184.00
    V 179.60 189.40 192.00 128.00 170.00 228.30 216.80 229.80 212.40 219.00
    Sc 28.00 24.20 22.50 15.80 23.10 24.07 33.46 35.50 32.82 15.10
    Cr 314.70 347.80 224.70 17.30 316.80 43.40 131.60 143.70 183.00 25.40
    Co 42.00 44.60 33.70 14.00 32.60 20.49 29.21 29.77 28.94 19.30
    Ni 96.60 109.70 90.10 6.79 107.00 19.90 37.70 39.90 35.00 9.47
    La 9.56 10.30 5.45 9.08 11.20 25.01 16.80 18.08 16.49 32.80
    Ce 21.00 21.70 13.60 20.80 26.40 50.66 34.09 38.06 33.93 63.80
    Pr 2.73 2.97 2.26 3.00 3.98 5.68 3.87 4.04 3.88 7.57
    Nd 11.80 13.10 11.20 13.40 18.70 22.27 15.62 16.50 15.67 29.20
    Sm 3.38 3.41 3.11 3.35 4.64 4.62 3.32 3.44 3.48 5.47
    Eu 1.15 1.27 1.13 0.96 1.64 1.34 0.94 0.97 1.09 1.35
    Gd 2.98 3.66 3.25 3.35 4.72 4.86 3.36 3.44 3.51 5.02
    Tb 0.54 0.65 0.65 0.63 0.89 0.71 0.51 0.51 0.54 0.81
    Dy 3.05 3.55 4.14 3.96 5.64 4.07 2.96 2.98 3.12 4.70
    Ho 0.73 0.85 0.85 0.80 1.16 0.84 0.62 0.58 0.64 0.93
    Er 1.85 2.04 2.29 2.21 3.19 2.40 1.81 1.69 1.85 2.59
    Tm 0.27 0.30 0.36 0.37 0.52 0.35 0.26 0.24 0.26 0.42
    Yb 1.63 1.80 2.13 2.41 3.21 2.19 1.61 1.59 1.65 2.63
    Lu 0.25 0.25 0.30 0.34 0.47 0.35 0.26 0.26 0.26 0.41
    Y 19.50 21.30 23.70 22.80 33.20 21.61 15.88 19.06 16.20 26.50
    ΣREE 60.92 65.85 50.72 64.66 86.36 125.35 86.03 92.38 86.37 157.70
    LREE/HREE 4.39 4.03 2.63 3.60 3.36 6.95 6.55 7.18 6.30 8.00
    (La/Yb)N 3.95 3.86 1.73 2.54 2.35 7.70 7.04 7.67 6.74 8.41
    δEu 1.11 1.10 1.09 0.88 1.07 0.86 0.86 0.86 0.95 0.79
      注：Mg# =(Mg2+ /(Mg2+ + Fe2+)；主量元素含量单位为%，微量和稀土元素含量单位为10-6
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    表 4  日多地区雄来组中性火山岩与不同构造环境安山岩微量元素及比值对比

    Table 4.  Trace elements and ratios of intermediate volcanic rocks in the Riduo area in compared with features of andesite from various tectonic settings

    安山岩类别 Sc/10-6 Nb/10-6 Y/10-6 Zr/Y Ni/Co Sc/Cr Cr/V Hf/Yb Sc/Ni Ba/Rb Ba/Sr
    安山岩(本文，n=8) 26 7.59 22.18 5.80 0.30 0.21 0.61 1.59 0.70 6.23 0.80
    大陆弧 20 9.40 22.00 5.42 0.95 0.61 0.15 1.70 1.10 8.20 1.16
    大洋弧 31 0.80 25.00 2.20 0.29 3.81 0.08 0.61 3.40 18.50 0.61
    安第斯弧 17 10.00 15.00 14.60 1.41 0.36 0.64 3.42 0.60 10.00 1.05
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出版历程
收稿日期:  2020-10-15
修回日期:  2021-04-08
刊出日期:  2021-08-15

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