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中国地质 GEOLOGY IN CHINA 第36卷第6期 2009年12月 Vol.36， No.6 Dec.， 2009 笔者等有幸于 20052007 年参与西藏 14 幅 1∶25万区调编测项目， 于2005年7月在野外调查卡 穷岩群剖面时， 在元古宇卡穷岩群黑云斜长片麻岩 中发现较多石榴辉石岩、 榴闪岩退变榴辉岩包体， 现将有关资料整理成文， 供地质同仁参考。 1 古中元古界卡穷岩群 卡穷岩群分布于西藏昌都地区八宿县城北同卡 镇至白马一带， NW-SE走向， 面积约800 km2， 处于 班公湖怒江缝合带内图1。由于面积较小， 又多 处于深山峡谷中， 以往的地质文献中都未提及， 仅 西 藏地质志 将其归属于中下三叠统西湖群T1-2xh[1]。 直至1∶20万八宿县幅、 松宗幅报告才首建卡穷岩群， 时代归属元古宙❶。 卡穷岩群为一套中深变质岩系， 岩性为灰色黑 云斜长片麻岩、 黑云斜长变粒岩、 大理岩及斜长角闪 岩， 出现矽线石、 蓝晶石和铁铝榴石组合。原岩为含 基性火山岩的沉积岩系。在同卡镇的卡穷村一带， 黑云斜长片麻岩、 黑云斜长变粒岩中夹较多花岗片 麻岩及混合花岗岩。后者， 从野外产出状态及镜下 岩相学特征看， 原岩应是强变形、 变质的花岗岩侵入 体。 1∶20万八宿县幅、 松宗幅于卡穷剖面上黑云斜 长片麻岩中获锆石U-Pb同位素年龄为1334 Ma， 此 次编测项目于花岗片麻岩中获得锆石U-Pb年龄 50710 MaSHRIMP。前者属于中元古代， 后者 属寒武纪。 卡穷岩群与安多、 聂荣一带的扎仁岩群、 聂荣片 麻杂岩可以对比， 与冈瓦纳大陆中的聂拉木群、 拉轨 岗日群、 南迦巴瓦岩群和察隅地区的德玛拉岩群相 当， 也可以与分布于拉萨地体南部的念青唐古拉岩 群对比。共同的特征是含矽线石、 蓝晶石和铁铝榴 石， 为中压角闪岩相变质条件。因此， 卡穷岩群、 扎 仁岩群和聂荣片麻杂岩应是冈瓦纳大陆北缘裂离出 藏东同卡石榴辉石岩和拉萨地体松多蓝片岩 沙绍礼 1 谢尧武 2 陈应明 1 西洛朗杰 2 刘学龙 1， 3 张娜 4 蒋成兴 1 1.云南省地质调查局， 云南 昆明 650051； 2.西藏地勘局区域地质调查队， 西藏 堆龙德庆 851400； 3.昆明理工大学， 云南 昆明 650093； 4.成都理工大学沉积地质研究院， 四川 成都 610051 提要 元古宇卡穷岩群位于班公湖怒江缝合带内， 岩性为黑云斜长片麻岩、 黑云斜长变粒岩， 花岗片麻岩、 大理岩及 斜长角闪岩。黑云斜长片麻岩中具铁铝榴石、 矽线石、 蓝晶石组合。锆石U-Pb同位素年龄为1334 Ma， 花岗片麻岩 锆石U-Pb年龄50710 MaSHRIMP， 后者可能属稍晚期变形变质的花岗岩侵入体。卡穷岩群属冈瓦纳大陆北缘 裂离出来的微陆块。黑云斜长片麻岩中首次发现石榴辉石岩、 榴闪岩包体。较新鲜的石榴辉石岩由角闪石、 透辉石、 石榴石及少量石英、 金红石组成， 无长石。包体岩石化学成分中SiO248.65～51.18， K2O1， 稀土配分形式为平 坦型， 无明显的Eu异常。微量元素Rb、 Ba、 Th富集， 低Sr， 具洋脊玄武岩特征。石榴石端元组分中铁铝榴石51.44、 镁铝榴石26.73、 钙铝榴石17.29。透辉石端元组分中， 硬玉分子平均为6.40。镜下常见石榴石、 辉石退变为角闪 石和斜长石， 包体岩石应为榴辉岩退变的产物。 关键字 元古宇； 卡穷岩群； 退变榴辉岩； 蓝片岩； 拉萨地体； 藏东 中图分类号 P588.3文献标志码 A文章编号 1000-3657200906-1302-10 收稿日期 2009-02-28； 改回日期 2009-07-13 基金项目 中国地质调查局地质大调查项目1212010510214资助。 作者简介 沙绍礼， 男，1938年生， 高级工程师， 长期从事区域地质调查； E-mailliuxuelong.studentsina. com。 第36卷 第6期中国地质2009年 图1 八宿同卡地质简图 Fig.1 Simplified geological map of Basu-Tongka area 来的微陆块。而与卡穷岩群西北相距不远的吉塘岩 群在岩石组合、 变质变形特征均与卡穷岩群有较大 的差异。吉塘岩群具低压相系色彩， 其北的宁多岩 群、 雄松岩群则出现大量矽线石、 堇青石、 红柱石、 铁 铝榴石组合， 属典型的低压角闪岩相。因此， 吉塘岩 群、 宁多岩群及雄松岩群应属劳亚大陆的微陆块。 2 石榴辉石岩、 榴闪岩包体岩石特征 石榴辉石岩和榴闪岩产于同卡镇NW 4 km的卡 穷岩群剖面上， 呈串珠状包体产出， 串珠走向 NW-SE,与围岩片麻理一致。单个呈圆形或椭圆 形， 大者直径达50 cm， 小者仅15 cm， 与围岩呈突变 接触。围岩宽约80 m, 走向NW-SE， 两侧均为花岗 片麻岩图2。包体围岩为含蓝晶石榴矽线黑云二 长片麻岩， 矿物成分为黑云母33、 石英30、 微 斜长石18、 斜长石5、 矽线石9、 白云母2、 石榴石2和极少量蓝晶石， 原岩可能是沉积岩。 2.1 包体岩石岩相学特征 已发现的包体岩石有石榴辉石岩、 榴闪岩和含 石榴石斜长角闪岩。 1石榴辉石岩 深灰色、 灰绿色， 局部浅粉红色。 中粒变晶结构粒度0.5～2 mm,块状构造。主要矿物 为石榴石6～40、 透辉石20～40、 角闪石 20～60、 石英2～6、 金红石2～6图 3-a。 2榴闪岩 灰绿色， 细粒变晶结构， 块状构造。 主要矿物为石榴石20～30、 角闪石40～50、 斜长石15～20、 石英5～10、 金红石1～ 2。石榴石粒度为0.3 mm左右,周围常有斜长石、 图2 元古宇卡穷岩群中退变榴辉岩包体产出剖面 1、 3、 5花岗片麻岩、 混合岩； 2、 4黑云斜长片麻岩、 黑云斜长变粒岩 Fig.2 Geological section of retrometamorphic eclogite inclusions in Proterozoic Kaqiong Terrain 1, 3, 5-Granitic gneisses and migmatite; 2, 4-Biotite plagioclase gneiss and biotite- plagioclase leptynite 沙绍礼等 藏东同卡石榴辉石岩和拉萨地体松多蓝片岩 22 图3 退变榴辉岩显微特征 a石榴辉石岩； b石榴石退变形成 “白眼圈” 构造； c榴闪岩； d指纹状构造； Ky蓝晶石； Sil矽线石； Bi黑云母； Pl斜长石； Kf钾长石； Gt石榴石； Cpx单斜辉石； Hb角闪石； Rt金红石； Q石英 Fig.3 Microscopic characteristics of retrograde eclogite a-Garnet pyroxenite; b- “White eye” structure ed by degradation of garnets; c-Garnet amphibolite; d-Fingerprinting structure； Ky- Kyanite; il- Fibrolite; Bi- Biotite; Pl- Plagioclase; Kf- Potash feldspar; Gt- Garnet; Cpx- Clinopyroxene; Hb- Hornblende; Rt- Rutile; Q- Quartz 角闪石环绕。角闪石呈蓝绿色、 绿色， 粒度 0.2 mm。斜长石自形程度差， 散布于角闪石间或石榴石 边缘， 构成白眼圈环带图3-c， d。局部见少量辉石残 留体。 3含石榴石斜长角闪岩 仅见一个包体， 岩石 呈灰绿色， 柱粒状变晶结构， 块状构造。主要矿物为 角闪石60～65、 斜长石10～15、 石英10～ 15、 黄铁矿6， 含极少量细粒石榴石。角闪石呈 褐色、 褐绿色， 粒度0.4 mm左右， 多帘石化。 2.2 包体矿物特征 1单斜辉石透辉石 柱粒状， 粒度0.7～3 mm， 镜下无色或略带黄色， 斜消光。常见辉石退变为黄色 角闪石， 有的辉石与退变新生的斜长石交生形成指纹 状结构图3-d， 与山东荣城榴辉岩相似[2]。单斜辉石 中硬玉分子平均6.4表1、 7。 2石榴石 粒状变晶， 镜下无色或浅粉红色， 粒 度0.2～2 mm， 内部常含有石英小包体。石榴石大 多分解退变为角闪石和斜长石， 退变后的石榴石残 晶多形成环状， 环的内外两侧为新生斜长石组成的 环带， 单偏光镜下呈 “白眼圈状” 。斜长石环带外侧 为绿色细粒角闪石和斜长石组成的另一个环带图 3-b。 石 榴 石 端 元 组 分 平 均 值 中 ， 铁 铝 榴 石 51.44、 镁铝榴石26.73、 钙铝榴石17.29表2。 3角闪石 岩石中的角闪石均为石榴石、 单斜辉 石退变分解的产物。单斜辉石退变分解的角闪石多 呈黄色、 棕黄色， 粒度较粗0.4～1mm， 自形程度好； 石榴石退变分解的角闪石多呈绿色、 蓝绿色， 细粒 0.05～0.25 mm， 自形程度较差。化学成分见表3， 经计算大多属钙质角闪石类中的阳起角闪石， 个别 为镁角闪石。 4斜长石 见于榴闪岩和斜长角闪岩中。在榴 闪岩中， 斜长石是 “白眼圈” 的组成矿物。5件斜长 第36卷 第6期中国地质2009年 表1 石榴辉石岩和榴闪岩包体中的单斜辉石电子探针分析结果 Table 1 Electron microprobe analyses of clinopyroxene in retrometamorphic eclogite inclusions in percentage 注 Ae-霓石； Jd-硬玉； Wo-硅灰石； En-顽火辉石； Fs-铁辉石。数据由吉林大学地球科学学院2007年测试分析。 沙绍礼等 藏东同卡石榴辉石岩和拉萨地体松多蓝片岩 44 表2 石榴辉石岩和榴闪岩包体中的石榴石电子探针分析结果 Table 2 Electron microprobe analyses of garnet in retrometamorphic eclogite inclusions in percentage 注 数据由吉林大学地球科学学院测试分析2007年； Alm-铁铝榴石； And-钙铁榴石； Gro-钙铝榴石； Pyr-镁铝榴石； Spe-锰铝榴石； Ura-钙铬榴石。 第36卷 第6期中国地质2009年 表3 石榴辉石岩和榴闪岩包体中角闪石电子探针分析成果 Table 3 Electron microprobe analyses of hornblende in retrometamorphic eclogite inclusions in percentage 注 由吉林大学地球科学学院2007年分析。 沙绍礼等 藏东同卡石榴辉石岩和拉萨地体松多蓝片岩 66 表4 斜长石化学成分 Table 4 Chemical composition of plagioclase 注 由吉林大学地球科学学院测试2007年。 石的化学成分经计算， 2件为更长石， 2件倍长石， 1 件中长石表4。 2.3 包体的岩石地球化学特征 卡穷岩群片麻岩中的退变榴辉岩包体做了5件 岩石化学分析表5。SiO2含量为48.65～51.18， 属基性岩类。但与基性岩化学成分平均值相比， Al2O3、 Na2O明显偏低， CaO偏高。其中Na2O极低， 仅1.65。K2O除斜长角闪岩大于1外， 其余石榴 辉石岩、 榴闪岩均小于1， 具洋脊玄武岩的特征。 在依据主量元素判别洋脊玄武岩时， 极低的K2O可 以作为一个较为可靠的标志[4]。 3件包体岩石的稀土元素及微量元素见表6。 稀土配分曲线中斜长角闪岩与1件石榴辉石岩的曲 线平直， 无明显Eu异常， 与洋脊玄武岩曲线相似图 4。微量元素中， 强不相容元素 Rb、 Ba、 Th 均富 集。两件低Sr， 同样具洋脊玄武岩特征[3]图5。 3 包体岩石形成条件探讨 卡穷岩群的包体岩石， 除1件为含石榴斜长角 闪岩外， 其余均为石榴辉石岩、 榴闪岩。岩相学特征 表明岩石中的角闪石、 斜长石均为辉石、 石榴石退变 的产物。因此， 退变前的包体岩石应是由石榴石、 单 斜辉石及少量石英、 金红石组成的岩石。岩石退变 质过程中， 石榴石边缘由斜长石、 角闪石组成的反应 边， 说明原岩形成演化过程中， 曾经历过斜长石完全 分解进入石榴石和单斜辉石的过程， 达到过榴辉岩 相的变质条件， 应属产于片麻岩中的B类榴辉岩。 目前， 西藏境内已知的榴辉岩产地有松多[4]、 羌 塘中部[5]， 另外， 南迦巴瓦地区有石榴辉石岩[6]。对 比不同地区的石榴石、 单斜辉石成分表7， 可以看 出 卡穷岩群石榴辉石岩中辉石的硬玉分子和石榴 石中的镁铝榴石分子百分比均较松多榴辉岩低， 比 南迦巴瓦石榴辉石岩高。表明其形成时的压力也介 于二者之间。 表5 石榴辉石岩包体岩石化学分析成果 Table 5 Chemical analysis results of garnet xenoliths 注 由国土资源部中南矿产资源监督检测中心湖北宜昌测试2007年6月。 第36卷 第6期中国地质2009年 综上所述， 卡穷岩群中的石榴辉石和榴闪岩早期 很可能经历了榴辉岩相变质作用。至于岩石中未形 成绿辉石而是透辉石， 可能是原岩中Na2O含量太低。 4 拉萨地体松多蓝片岩 杨经绥等[4]在西藏拉萨地体松多地区发现了榴辉 石， 该地区恰属笔者等参与的1∶25万泽当幅范围。项 目派人专程前往松多及周边进行野外调查。榴辉岩 呈包体产于前奥陶纪岔萨岩岗组中， 岔萨岩岗组又呈 构造块体分布于石炭二叠纪松多岩组内。 岔萨岩岗组岩性为绿泥片岩、 绿泥钠长片岩、 绿 泥阳起片岩、 石英片岩、 凝灰岩及大理岩， 原岩是以 基性火山岩为主的沉积岩系。其中， 常见超基性岩 的构造块体。Sm-Nd同位素年龄为466 Ma、 507.7 Ma； 松多岩组岩性为白云石英片岩、 绢云石英片岩、 二云石英片岩及条带状大理岩， 未获化石， 但与邻区 有化石的石炭系诺错组和石炭二叠系来姑组岩性 相似， 暂定为石炭二叠纪❶。 榴辉岩呈包体状产于岔萨岗岩组中， 含榴辉岩 包体的岔萨岗岩组 E-W 走向， 断续延伸大于 80 km。在野外调查中， 于松多村西40 km的恰扎松多 村的岔萨岗岩组中发现冻蓝闪石。岩石呈深灰绿 色， 主要矿物有冻蓝闪石33、 钠长石28、 绿帘 石20、 绿泥石10、 白云母4。冻蓝闪石镜下具 紫蓝色黄绿色多色性， 电子探针分析化学成分为 SiO248.13、 TiO 0.21、 Al2O38.63、 FeO 16.16、 图5 石榴辉石岩微量元素蛛网图 Pearce et al.， 1980 Fig.5 Rare element spider diagram for garnet pyroxene after Pearce et al., 1980 注 由国土资源部中南湖北宜昌矿产资源监测中心2007 年测试分析。 表6 斜长角闪岩、 石榴辉石岩包体稀土和微量元素分析成果10-6 Table 6 Analysis results of REE and trace element 10-6 in amphibolites and eclogites inclusions 图4 石榴辉石岩稀土元素球粒陨石标准化分布型式图 Boynton， 1984 Fig.4 Chondrite-normalized REE patterns of garnet pyroxene after Boynton, 1984 沙绍礼等 藏东同卡石榴辉石岩和拉萨地体松多蓝片岩 ❶西藏自治区地质矿产局. 拉萨、 泽当幅 1∶25万区域地质调查报告, 2008. 88 CaO 8.55 、MgO 11.33 、MnO 0.18 、Na2O 3.51、 K2O 0.21、 NiO 0.01、 P2O50.04。在角闪 石命名方案中， 及吴汉泉据Mottana等修改后的图 解中均落入冻蓝闪石区内图6[7]。冻蓝闪石是高压 绿帘角闪岩相的标志矿物， 说明松多榴辉岩可能属 产于蓝闪片岩中的C类榴辉岩， 榴辉岩中石榴石也 主要落入C类榴辉岩区[8]。 恰扎松多冻蓝闪石的发现暗示拉萨地体内部沿 岔萨岗岩组分布的地带可能隐伏着一条东西走向的 高压变质带和缝合带。 致谢 吉林大学李才教授、 董永胜教授帮助测试 部分样品， 野外和成文过程中得到项目顾问彭兴阶 高工及项目众多同仁的帮助， 在此一并表示感谢。 参考文献Reference [1] 西藏自治区地质矿产局.西藏自治区区域地质志[M]. 北京 地质 出版社, 1993. Bureau of Geology and Mineral Resources of Xizang Autonomous Region. Regional Geology of Xizang Autonomous Region[M]. Beijing Geological Publishing House, 1993 in Chinese. [2] 张树业, 康维国, 赵鸿, 等. 变质岩结构构造图册[M]. 北京 地质 出版社, 1985 138. Zhang Shuye, Kang Weiguo, Zhao Hong, et al. Atlas of the Metamorphite Textures and Structures[M]. BeijingGeological Publishing House, 1985 138 in Chinese. [3] 莫宣学, 路凤香. 三江特提斯火山作用与成矿[M]. 北京 地质出 版社, 1993. Mo Xuanxue, Lu Fengxiang. Sanjiang Tethyan Volcanism and Related Mineralization[M]. Beijing Geological Publishing House, 1993in Chinese with English abstract. [4] 杨经绥, 许志琴, 耿金如, 等. 中国境内可能存在一条新的高压/ 超高压变质带青藏高原拉萨地体中发现榴辉岩带[J]. 地质学报, 2006, 805 1787-1791. Yang Jingsui, Xu Zhiqing, Geng Jingru. A possible new HP/ UHP metamorphic belt in China discovery of Eclogite in the Lasha Terrane,Tibet [J]. Acta Geologica Sinica. 2006, 805 1787-1791 in Chinese with English abstract. [5] 李才, 翟庆国, 董永胜,等. 青藏高原羌塘中部榴辉岩的发现及其 意义 [J]. 科学通报, 2006, 511 70-74. Li Cai, Zhai Qingguo, Dong Yongshen, et al. The discovery of Pyroxenite in central of Qiangtang on the Qinghai-Tibet Plateau 表7 卡穷、 松多和羌塘中部榴辉岩、 南迦巴瓦石榴辉石岩中的石榴石、 单斜辉石对比 Table 7 Comparison of garnet and clinopyroxene between eclogites from Kaqiong, Songduo, central Qiangtang and Namjagbarwa 注 Alm-铁铝榴石； And-钙铁榴石； Gro-钙铝榴石； Pyr-镁铝榴石； Spe-锰铝榴石； Ura-钙铬榴石； Wo-硅灰石； Ae-霓石； Jd-硬玉； En-顽火辉石； Fs-铁辉石。 图6 a岔萨岗岩组蓝闪石类矿物化学成分分类图， b岔萨岗岩组角闪石AlIV-AlVI与角闪石类型关系图 Fig.6 a Chemical composition classification of minerals of glaucophane group in Chasagang lithodeme; b The relationship between hornblende AlIV-AlVI and hornblende types in Chasagang lithodeme 第36卷 第6期中国地质2009年 Tongka garnet pyroxenite in eastern Tibet and Songduo blue schist in Lhasa block SHA Shao-li1, XIE Yao-wu2, CHEN Ying-ming1, XILUO Lan-jie2, LIU Xue-long1,3, ZHANG Na4, JIANG Cheng-xing1 1. Yunnan Geological Survey, Kunming 650051,Yunnan, China； 2. Bureau of Geology and Mineral Resources of Tebit Regional Geological Party, Doilungdq 851400, Tibet, China； 3. Kunming University of Science Technology, Kunming 650093, Yunnan, China； 4. Institute of Sedimentary Geology, Chengdu University of Technology, Chengdu 610051, Sichuan, China Abstract The Proterozoic Kaqiong Group is distributed in northern Basu County of east Tibet, with an area of 80 km2. It is located in the Bandonghu-Neijiang juncture zone. The group consists lithologically of biotite-plagioclase gneiss, black mica-plagioclase granulite, granite gneiss, marble and amphibolite. The biotite-plagioclase gneiss is composed of alamandine, sillimanite and kyanite. The U-Pb zircon age is 1334 Ma, and the U-Pb zircon age of granite-gneiss is 50710 MaSHRIMP. The granite-gneiss might be a intrusive granite which underwent the process of deation-metamorphism in later periods. The Kaqiong Group is a micro-continent separated from the northern margin of Gondwana continent. Garnet pyroxenite and garnet amphibolite inclusions were found for the first time in the biotite-plagioclase geniss. The fresh garnet amphibolites are composed of hornblende, diopside, garnet and a small amount of quartz and rutile, without feldspar. As for chemical constituents of the inclusions, SiO2is 48.65～51.18， k2O1. The REE pattern is a flat pattern, with no obvious En anomaly. Trace elements Rb, Ba, Th are rich, and Sr is low, showing characteristics of MORB. The end member molecules for garnets in eclogite are pyrope 51.44, almondite 26.73, and grossular 17.29. The end member molecules for diopside are jadeite 6.40. Grt-Cpx is commonly overprinted by Hb-Pl and can be observed under microscope. Inclusions should be the products of eclogite degradation. Key words Proterozoic； Kaqiong Group； retrometamorphic eclogites； blue schist； Lhasa block； eastern Tibet About the first author SHA shao-li, male, born in 1938, senior engineer, engages in geological survery； E-mail liuxuelong.student. 沙绍礼等 藏东同卡石榴辉石岩和拉萨地体松多蓝片岩 and its significance [J]. Chinese Science Bull., 2006, 511 70-74 in Chinese with English abstract. [6] 张泽明, 郑来林, 王金丽,等. 东喜马拉雅构造结南迦巴瓦岩群中 的石榴辉石岩-印度大陆向欧亚板块之下俯冲至80-100 km深度的 证据 [J]. 地质通报, 2007, 261 1-12. Zhang Zeming, Zheng Lailin, Wang Jinli, et al. Garnet pyroxenite in the Namjagbarwa Group-complex in the eastern Himalayan tectonic syntaxis, Tibit, ChinaEvidence for subduction of the Indian continent beneath the Eurasian plate at 80-100 km depth[J]. Geological Bulletin of China, 2007, 261 1-12 in Chinese with Englishabstract. [7] 靳是琴, 李鸿超. 成因矿物学概论[M]. 吉林 吉林大学出版社, 1986. Jin Shiqing, Li Hongchao. Genetic Mineralogy[M]. JiLinJiLin University Publishing House, 1986 in Chinese. [8] 李天福, 杨经绥, 李兆丽,等. 青藏高原拉萨地块松多榴辉岩的岩 相学特征和变质演化过程[J]. 地质通报, 2007, 2610 1310-1326. Li Tianfu, Yang Jinsui, Li zhaoli, et al. Petrography and metamorphic evolution ofthe Sumdo eclogite, Qinghai-Tibetan Plateau[J]. Geological Bulletin of China, 2007, 2610 1310-1326 in Chinese 1010