西藏蓬湖西蛇绿岩岩石学、地球化学和榴辉岩中的出溶物及其构造意义

【摘要】： 西藏蓬湖西蛇绿岩隶属于班公湖-怒江缝合带的中段，出露于班戈县白拉乡蓬错西岸，是藏北湖区较好的堆晶岩剖面之一。本文在对蓬湖西蛇绿岩野外地质构造的实地考察和收集相关资料基础上，着重对该蛇绿岩的岩相学、岩石地球化学和蛇绿岩质榴辉岩中的出溶物等进行研究。 岩相学研究表明，蓬湖西蛇绿岩岩石类型包括含辉纯橄岩、堆晶辉橄岩、橄榄辉长岩、(橄榄)辉长岩、榴辉岩和(含辉)斜长岩等堆晶岩，堆晶矿物主要由橄榄石，单斜辉石和斜长石组成，铬铁矿作为次要堆晶矿物出现于堆晶层序底部超镁铁岩中；堆晶岩的分离结晶顺序为铬铁矿→橄榄石→单斜辉石→斜长石，对应于纯橄岩→辉橄岩→橄榄辉长岩→辉长岩(榴辉岩)→含辉斜长岩→斜长岩的岩石组合；岩浆的分离结晶作用具有由富镁质、铁质向富铝质、钙质演化趋势。 蓬湖西蛇绿岩主元素组成与世界典型蛇绿堆晶岩的主元素组成相似，是大洋拉斑质玄武岩浆分离作用产生的；Harker图解及Al_2O_3-CaO-MgO图解很好地反映了分离结晶的演化过程，即岩浆从富MgO和Fe_2O_3向着富Al_2O_3和CaO的方向发展。 蓬湖西蛇绿岩的微量元素和稀土元素配分曲线总体上基本一致，反映其同源性；岩石Nb和Ta亏损，稀土元素含量很低，分配模式呈LREE微弱亏损的平坦型，说明该蛇绿岩可能形成于弧后盆地扩张中心，总体上属SSZ型蛇绿岩，而非陆壳型层状堆晶岩。 蓬湖西蛇绿岩中的辉长岩绝大部分被榴辉岩化，或已成榴辉岩；辉橄岩中也有含石榴石类型。辉橄岩、榴辉岩和辉长岩甚至斜长岩中的许多矿物都有出溶物，暗示该蛇绿岩可能曾经俯冲至地幔深处并经历过超高压变质作用。 蓬湖西蛇绿岩质榴辉岩中出溶结构十分发育，出溶相包括三期石榴子石、单斜辉石、斜方辉石、铝铬铁矿和钠长石等，其中以单斜辉石出溶石榴子石+斜方辉石和石榴子石出溶单斜辉石为主。根据矿物出溶关系分出三个不同期次的“单斜辉石-石榴子石”对。 电子探针及扫描电镜能谱分析结果表明，榴辉岩中的主晶单斜辉石为透辉石，出溶的单斜辉石为透辉石和普通辉石；出溶斜方辉石为顽火辉石；出溶石榴子石的端元组成变化不大，均为镁铝石榴子石分子接近100％的石榴子石。 榴辉岩P-T路径研究表明，蓬湖西蛇绿岩质榴辉岩曾经就位于地表以下150km(5 GPa)的深部地幔，并经历了超高压变质作用；之后折返过程中温度和压力的降低致使多期次、多种出溶物的形成。我们推测，特提斯洋关闭，洋壳俯冲向深部，导致超高压变质作用发生；而在随后的陆陆碰撞挤压时期，由于两边夹挤，将俯冲带之上的楔形区挤出，是导致上述这些岩石折返上升的动力。