喜马拉雅康巴淡色花岗岩的高分异成因及 岩浆⁃热液演化特征

图1 （a）藏南喜马拉雅造山带地质简图；（b）康巴穹窿地质简图

Fig.1 (a) Simplified geologic map of the Himalayan orogen，(b) simplified geologic map of the Kamba Dome

康巴淡色花岗岩出露于特提斯喜马拉雅构造单元中部的康巴穹窿核部（图1b），多以岩席或岩脉的形式侵入穹窿核部的古生代（寒武纪）花岗片麻岩和中级变沉积岩中.康巴淡色花岗岩表现出不同程度的变形特征，系统的野外构造调查表明它们应是同构造侵位岩浆^［20-21］.锆石、独居石和磷钇矿的U‒Th‒Pb年代学结果指示康巴淡色花岗岩的结晶时代为26 Ma左右，少量锆石、磷钇矿和独居石记录了更早期的深熔事件（约33 Ma）和更晚的热演化（约23 Ma）信息^［21-23］.寒武纪花岗片麻岩中黑云母⁴⁰Ar/³⁹Ar冷却年龄约为13.7 Ma，变沉积岩中云母给出的⁴⁰Ar/³⁹Ar年龄集中在14.6 Ma左右^［10］.Liu et al^［22］通过对康巴淡色花岗岩中的锆石、独居石和磷钇矿进行微量元素成分分析，指出这些矿物结晶于高演化的岩浆环境，进而指出康巴淡色花岗岩应属于高分异成因岩石.

康巴淡色花岗岩主要由石英、斜长石和碱性长石组成，富白云母，含少量黑云母，常出现石榴石，偶见电气石.该花岗岩结构复杂，除了常见的中粒半自形结构（花岗结构），还出现细晶和伟晶岩域，局部可见似斑状结构、条纹结构、蠕虫结构等（图2），并发育有钾长石化、钠长石化、云英岩化、绢云母化等交代结构.该花岗岩中的大部分造岩矿物具有多世代性特点.石英或以圆粒状被包裹在斜长石或钾长石中，或作为局部似斑状结构的斑晶矿物，或呈它形粒状填充于矿物间隙之间，或与钾长石一起构成显微文相结构，或在斜长石边部构成蠕虫结构（图2a），或与钠长石等一起交代钾长石（图2b）.斜长石主要可以划分为两个世代.早期结晶的斜长石自形程度较好，具有板条状晶形，常表现出塑性变形特征（图2c），具有同构造结晶特点.某些晶体具有蚀变的核部（绢云母化）和洁净的生长边（图2d）.早世代的斜长石晶体边部多发育交代（如蠕虫结构）和熔蚀结构（晶体边缘呈港湾状）（图2e）.另外，可见钾长石强烈交代早期斜长石，斜长石呈现不规则的块状和片状残留在钾长石中（图2f）；也看见斜长石被晚期的石英、钾长石等矿物集合体彻底交代，仅保留原有晶形（图2g）.晚期结晶的钠质斜长石多为细粒，具有快速结晶特点，并常常与石英等其他矿物构成集合体一起交代早期结晶的矿物.碱性长石以钾长石为主.钾长石多为大块状的它形晶，胶结早期的斜长石、云母等其他矿物构成嵌晶结构（图2h）.在少量斜长石的核部可见斑块状的钾长石交代残留.部分样品中可见钾长石被细粒石英和钠长石一起交代，也可见钾长石发生水化形成次生白云母.部分碱性长石出溶细小的钠长石条纹.根据白云母的晶形特征以及与其他矿物的结晶关系，可以区分为原生白云母和次生白云母，自生白云母呈自形⁃半自形，矿物颗粒相对粗大，端面清晰，部分被钾长石包裹（图2c和图2h），次生白云母颗粒细小，端面不清晰，大多与其他矿物呈交生反应关系.黑云母呈褐色至黄褐色，大多已成绿泥石化，或被白云母交代.石榴子石为自形⁃半自形粒状，含量不足3%.电气石的分布十分不均匀.常见的副矿物包括锆石、独居石、磷钇矿和磷灰石.

图2

图2 康巴淡色花岗岩显微照片

(a)斜长石边缘发育有蠕虫结构；(b)石英与钠质长石一起交代早期的钾长石；(c)发生塑性变形的斜长石和石英；(d)具有蚀变核部与干净边部的斜长石；(e)边部呈港湾状的斜长石斑晶；(f)钾长石内部残片状的斜长石交代残留；(g)几乎被完全交代，只保留板条状晶形的斜长石；(h)钾长石胶结早期结晶的斜长石、白云母构成嵌晶结构;(i)晚期长英质流体与岩石进行水⁃岩作用.(矿物代号：Pl⁃斜长石；Kfs⁃钾长石；Mus⁃白云母；Q⁃石英)

Fig.2 Microphotographs of the Kamba leucogranites

2 分析方法

2.1 全岩元素地球化学成分分析

全岩主量元素和微量元素成分在澳实分析检测（广州）有限公司完成.全岩主量元素采用X荧光光谱（XRF）玻璃熔片法进行分析.测试仪器为荷兰PANalytical分析仪器公司生产的顺序式X⁃射线荧光光谱仪（AXIOS XRF），分析精度2%~5%.全岩微量元素的分析采用混合酸溶法溶样，采用美国Agilent公司生产的Agilent 7700x型四级杆电感耦合等离子体质谱仪（Q‒ICPMS）完成测试.微量元素分析的精度和准确度大多优于10%.

2.2 锆石元素成分分析

锆石主量元素成分分析在核工业北京地质研究院电子探针实验室完成.所使用仪器为日本JEOL公司制造的JXA⁃8100型电子探针.电子探针定量分析矿物工作时的加速电压20 kV，束流10 nA，摄谱时间10 s，束斑2 μm，ZAF校正.

2.3 全岩Sr⁃Nd⁃Hf同位素成分分析

全岩Sr⁃Nd⁃Hf同位素化学前处理与质谱测定在南京聚谱检测科技有限公司完成.岩石粉末经高压密闭溶样弹消解后，一部分消解液经过阳离子⁃锶特效联合树脂，分离出Sr和总稀土.总稀土组分再经过Ln特效树脂，分离出Nd；另一部分消解液经Ln特效树脂分理出Hf.Sr，Nd，Hf淋洗液被蒸干后，先用1.0 mL 2 wt.%稀硝酸溶解，将其作为母液；取其中50 uL，稀释成500 uL，在Agilent 7700x四极杆型ICP⁃MS上测定Sr，Nd，Hf准确含量.再用2 wt.%稀硝酸将Sr，Nd，Hf母液稀释成50 μg•L^-1 Sr，50 μg•L^-1 Nd，40 μg•L^-1 Hf.同位素溶液经 Cetac Aridus Ⅱ膜去溶系统引入，在Nu Plasma Ⅱ MC⁃ICP⁃MS上测定同位素比值.Sr同位素比值测定过程中，采用⁸⁶Sr/⁸⁸Sr=0.1194校正仪器质量分馏.Sr同位素国际标准物质NIST SRM 987作为外标，校正仪器漂移.Nd同位素比值测定过程中，采用¹⁴⁶Nd/¹⁴⁴Nd=0.7219 校正仪器质量分馏.Nd同位素国际标准物质JNdi⁃1作为外标，校正仪器漂移.Hf同位素比值测定过程中，采用¹⁷⁹Hf/¹⁷⁷Hf=0.7325校正仪器质量分馏.Hf同位素标准物质Alfa Hf作为外标，校正仪器漂移.美国地质调查局USGS地球化学标准岩石粉末（玄武岩BCR⁃2和安山岩AGV⁃2）作为质控盲样，经过以上化学前处理与质谱测定，Sr⁃Nd⁃Hf同位素比值实测值（USGS BCR⁃2：⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.705017±12 （2σ），¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd=0.512629±6 （2σ），¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf=0.282864±4 （2σ）；AVG⁃2：⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.704008±14 （2σ），¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd=0.512794±6 （2σ），¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf=0.282987±4 （2σ））在误差范围内与文献报道值一致^［24-25］.

3 数据结果

3.1 全岩元素地球化学成分

全岩主微量元素化学成分数据见表1，一些重要的岩石成因元素随岩浆分异指数D.I.（Differentiation Index）^［26］的相关变化情况如图3和图4.

表1 康巴淡色花岗岩主微量元素组成

Table 1 Major and trace element compositions of the Kamba leucogranites

	13KB01	13KB03	13KB05	13KB17	GBY02	GBY37	GBY39	GBY41
主量成分(wt.%)
SiO₂	74.83	74.74	75.64	74.42	74.79	75.81	75.21	76.57
TiO₂	<0.01	0.03	<0.01	0.01	0.01	<0.01	<0.01	<0.01
Al₂O₃	14.53	14.08	14.15	14.89	14.69	14.32	14.52	13.92
Fe₂O₃	0.36	0.4	0.39	0.63	0.56	0.46	0.44	0.43
FeO	0.32	0.36	0.35	0.57	0.50	0.41	0.40	0.39
MnO	0.13	0.01	0.2	0.06	0.01	0.07	0.05	0.06
MgO	0.04	0.09	0.06	0.07	0.09	0.04	0.04	0.06
CaO	0.44	0.69	0.69	0.93	0.91	0.72	0.88	0.66
Na₂O	4.83	3.58	4.36	4.66	4.22	4.71	4.85	4.25
K₂O	4.27	5.97	4.12	3.80	4.20	3.52	3.43	3.76
P₂O₅	0.02	0.02	0.01	0.02	0.03	0.02	0.03	0.01
烧失量	0.44	0.36	0.40	0.60	0.64	0.53	0.46	0.54
总量	99.92	100	100.03	100.1	100.17	100.21	99.92	100.27
A/CNK	1.16	1.14	1.22	1.26	1.28	1.24	1.24	1.26
Q	29.60	29.64	33.08	30.89	32.34	33.49	32.18	36.08
Or	25.38	35.42	24.44	22.57	24.95	20.87	20.38	22.29
Ab	41.10	30.41	37.03	39.63	35.89	39.99	41.27	36.06
D.I.	96.08	95.46	94.55	93.09	93.17	94.36	93.83	94.43
微量元素(×10^-6)
Ga	21.50	15.3	21.3	23	19.5	19.9	20.7	21.3
Rb	417	445	362	270	318	314	301	308
Sr	4.60	12.7	10.8	23.3	39.8	16.7	20.5	19.7
Y	7.8	15.0	30.0	32.7	27.0	22.7	20.2	21.3
Zr	23.0	21.0	28.0	31.0	35.0	33.0	34.0	32.0
Nb	14.3	6.40	12.1	18.8	12.0	18.2	13.7	26.9
Cs	14.6	24.3	11.4	5.97	6.50	8.29	9.42	6.97
Ba	4.60	9.40	14.8	45.6	62.9	18.7	24.3	41.2
La	2.00	3.80	5.40	7.70	7.40	4.70	6.00	4.50
Ce	4.80	8.70	12.4	16.9	16.0	10.6	13.3	10.1
Pr	0.62	1.06	1.42	2.02	1.97	1.30	1.66	1.32
Nd	2.00	3.90	5.00	8.00	7.20	4.70	6.10	5.10
Sm	1.44	1.86	2.39	2.67	2.53	2.2	2.14	2.22
Eu	0.03	0.03	0.06	0.17	0.18	0.08	0.13	0.12
Gd	1.28	2.03	2.82	3.43	3.41	2.33	2.51	2.66
Tb	0.29	0.47	0.8	0.72	0.71	0.53	0.49	0.56
Dy	1.40	2.68	4.91	4.86	4.61	3.57	3.16	3.27
Ho	0.20	0.41	0.83	1.01	0.88	0.75	0.65	0.65
Er	0.48	1.20	2.26	3.20	2.20	2.18	1.93	1.86
Tm	0.09	0.22	0.47	0.60	0.33	0.42	0.34	0.41
Yb	0.64	1.84	3.77	4.17	2.05	3.06	2.46	3.3
Lu	0.09	0.25	0.53	0.59	0.26	0.45	0.36	0.49
Hf	3.00	2.40	2.20	1.50	1.40	1.80	1.90	2.00
Ta	3.70	3.70	4.60	2.20	1.40	7.70	2.20	9.20
Pb	26.0	124	36.0	26.0	37.0	33.0	25.0	29.0
Th	1.31	2.86	2.98	8.22	4.62	3.9	3.78	4.88
U	1.97	2.57	2.63	5.22	3.57	8.37	9.23	14.35
Eu*	0.004	0.05	0.07	0.17	0.19	0.11	0.17	0.15
TE_1,3	1.29	1.22	1.26	1.07	1.11	1.12	1.07	1.09

注：Q，Or，Ab为根据主量元素成分推算的标准矿物

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图3

图3 康巴淡色花岗岩主要氧化物含量和D.I.指数相关关系图

Fig.3 Selected major oxides plotted against D.I. for the Kamba leucogranite

图4

图4 康巴淡色花岗岩主要微量元素成分与D.I.指数相关关系图

Fig.4 Selected trace elements plotted against D.I. for the Kamba leucogranite

康巴淡色花岗岩为富碱的强过铝质高硅岩石（SiO₂=74.4 wt.%~76.6 wt.%，Al₂O₃=13.9 wt.%~14.9 wt.%，K₂O+Na₂O=8.01 wt.%~9.55 wt.%，A/CNK=1.14~1.28），贫钙、铁、镁、钛（CaO=0.44 wt.%~0.91 wt.%，FeO^*=0.32 wt.%~0.57 wt.%，MgO=0.04 wt.%~0.09 wt.%，TiO₂<0.03 wt.%）.其标准矿物组成落于Qz⁃Ab⁃Or体系的最低共熔点附近（图5^［1，27］），计算所得的岩石分异指数（D.I.）在93.09~96.08之间.

图5

图5 康巴和喜马拉雅淡色花岗岩标准矿物的Qz⁃Ab⁃Or图解(底图根据文献[27]，喜马拉雅淡色花岗岩数据来自文献[1])

Fig.5 CIPW normative Qz⁃Ab⁃Or plot (after ref.[27]) of the Kamba and Himalayan leucogranites (the data of the Himalayan leucogranites are from ref.[1])

在微量元素组成上，康巴淡色花岗岩的Rb，Sr，Ba，Zr，Th，LREE含量随D.I.指数表现出系统性变化（图4）.微量元素蛛网图所示（图6a^［28］），康巴淡色花岗岩显著地富集Rb，U，Pb，亏损Sr，Ba，Eu，相对Nb富集Ta，相对Zr富集Hf.另外，这些花岗岩具有较高的Ga含量（10000×Ga/Al=2.05~2.92），与A型花岗岩类相当.康巴淡色花岗岩的稀土元素含量较低，具有海鸥型的球粒陨石标准化配分曲线（图6b^［28］），Eu负异常显著（Eu/Eu^*=0.004~0.19）.特别值得注意的是，部分样品的稀土元素成分具有明显的内部分异特征，呈现出典型的四分组效应特征（球粒陨石标准化的REE配分模式可以分为四个不连续分段的分布曲线^［29］，衡量该效应强度的指数为 $T E_{1,3} = [T E_{1} + T E_{3}]^{1 / 2}$ ，其中TE₁=［Ce/Ce^*×Pr/Pr^*］^1/2， $T E_{3} = [T b / T b^{*} \times D y / D y^{*}]$ $^{1 / 2}$ ，一般认为TE_1，3大于1.1时为典型的四分组效应特征^［30］）.

图6

图6 (a)康巴淡色花岗岩稀土元素蛛网图；(b)康巴淡色花岗岩稀土元素配分图.原始地幔和球粒陨石标准值来自文献[28]

Fig.6 (a) Trace element distribution patterns for the Kamba leucogranite，(b) rare element distribution patterns for the Kamaba leuocgranite,primitive mantle and Chondrite data are from ref.[28]

3.2 锆石主要元素成分特征

根据晶体形态和CL图像特点，康巴淡色花岗岩中的新结晶锆石可以分为两类：一种是围绕继承核生长的增生边，颜色较暗，但仍可隐约地分辨出内部的环带结构（图7a）；另外一种是内部多孔的泡沫状锆石（图7b）.这两种不同形态的新结晶锆石在HfO₂含量和Zr/Hf比值上可以明显区分（表2，图7c），具有环带结构的锆石增生边给出了相对较低的HfO₂含量（0.94 wt.%~1.70 wt.%）和较高Zr/Hf比值（32.3~60.9），而多孔的泡沫状锆石具有高HfO₂含量（2.22 wt.%~5.82 wt.%）和低Zr/Hf比值（24.7~9.0）.

图7

图7 (a,b)康巴淡色花岗岩锆石CL图像；(c)康巴淡色花岗岩锆石HfO₂与Zr/Hf成分相关图

Fig.7 (a,b) Showing the Cathodoluminescence (CL) images of the zircons from the Kamba leucogranite,(c) plot of HfO₂ vs. Zr/Hf in zircons from the Kamba leuocgranite

表2 康巴淡色花岗岩锆石主量元素组成

Table 2 Major element compositions of the zircons from the Kamba leucogranites

第二组（泡沫状锆石）
18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28
32.39	32.65	32.85	32.75	32.72	33.03	32.30	33.05	32.93	32.63	32.46
59.54	59.74	60.82	60.12	61.28	59.80	59.45	60.65	58.04	60.61	59.83
4.19	4.22	4.32	4.46	4.85	4.88	4.89	4.91	5.21	5.26	5.82
-	-	-	0.18	0.27	-	0.06	0.14	0.08	0.12	-
0.22	-	-	-	-	0.09	-	-	-	-	-
96.34	96.61	97.99	97.51	99.12	97.80	96.70	98.75	96.26	98.62	98.11
12.4	12.4	12.3	11.8	11.0	10.7	10.6	10.8	9.7	10.1	9.0

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3.3 全岩Sr⁃Nd⁃Hf同位素组成特征

康巴淡色花岗岩样品的Sr⁃Nd⁃Hf同位素组成见表3和图8^［1，21］.这些样品的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr测试值变化于0.709939~0.797358之间，其中具有最高⁸⁷Rb/⁸⁶Sr比值的三个样品却给出了最低的测试值（图8a^［1，21］），年龄校正后的Sr初始比值为0.613061~0.784868（两个异常低的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值0.613061~0.673338来自具有最高⁸⁷Rb/⁸⁶Sr比值的样品）.康巴淡色花岗岩的Nd同位素比值变化不大，ε_Nd（t）值为-8.1~-11.1（图8b^［1，21］），两阶段模式年龄为1.2~1.8 Ga.Hf同位素组成变化较宽，ε_Hf（t）值为-0.5~-8.8（图8c^［1，21］），两阶段模式年龄为1.1~1.7 Ga.

表3 康巴淡色花岗岩Sr⁃Nd⁃Hf同位素组成

Table 3 Sr⁃Nd⁃Hf isotope compositions of the Kamba leucogranites

	13KB01	13KB03	13KB05	13KB17	GBY02	GBY37	GBY39	GBY41
⁸⁷Rb/⁸⁶Sr	262.353	101.414	97.447	33.823	23.239	54.733	42.839	45.563
⁸⁷Sr/⁸⁶Sr	0.709939	0.710788	0.756544	0.797358	0.761257	0.769585	0.793107	0.781371
2σ	0.000006	0.000005	0.000008	0.000009	0.000007	0.000019	0.000013	0.000011
(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)i	0.613061	0.673338	0.720560	0.784868	0.752675	0.749374	0.777288	0.764546
¹⁴⁷Sm/¹⁴⁴Nd		0.2882	0.2888	0.2017	0.2123	0.2828	0.2120	0.2630
¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd		0.512085	0.512176	0.512131	0.512070	0.512118	0.512136	0.512233
2σ		0.000007	0.000009	0.000006	0.000007	0.000007	0.000008	0.000007
ε_Nd(t)		-11.1	-9.3	-9.9	-11.1	-10.4	-9.8	-8.1
T_DM(Ma)		-2203	-1995	12430	88725	-2300	71048	-2869
T_DM2 (Ma)		1765	1617	1574	1208	1711	1226	1523
f_Sm/Nd		0.47	0.47	0.03	0.08	0.44	0.08	0.34
¹⁷⁶Lu/¹⁷⁷Hf	0.0043	0.0148	0.0342	0.0559	0.0264	0.0355	0.0269	0.0348
¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf	0.282510	0.282528	0.282529	0.282615	0.282553	0.282604	0.282601	0.282759
2σ	0.000003	0.000003	0.000004	0.000014	0.000004	0.000018	0.000004	0.000051
ε_Hf(t)	-8.8	-8.3	-8.6	-5.9	-7.6	-6.0	-5.9	-0.5
T_DM(Ma)	1148	1615	8532	-1980	3019	10838	2945	6868
T_DM2 (Ma)	1655	1628	1645	1477	1584	1481	1478	1134
f_Lu/Hf	-0.87	-0.55	0.03	0.68	-0.21	0.07	-0.19	0.05

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图8

图8 康巴淡色花岗岩Sr⁃Nd⁃Hf同位素组成特征

The published data for the Kamba leucogranite are from ref.[21],the field of the Greater Himalayan Sequence are from ref.[1]

Fig.8 Sr⁃Nd⁃Hf isotope systematics of the Kamba leucogranites

4 讨论

4.1 康巴淡色花岗岩的高分异成因

与喜马拉雅淡色花岗岩的诸多岩体类似，康巴淡色花岗岩具有与实验所得的低熔岩浆相似的主量元素组成，标准矿物成分投影在Qz⁃Ab⁃Or图解中最低共熔点附近（图5）.但这并不能说明它们就是壳源岩石发生初始熔融时形成的熔体.事实上，当熔体经历高度结晶分异作用后，其成分也将接近花岗岩最低共熔点.一些重要的元素指标显示，康巴淡色花岗岩应是一种分异程度较高的岩浆，如较高的D.I.指数，较高的FeO^*/MgO和（K₂O+Na₂O）/CaO比值（图9^［31］）.另外，康巴淡色花岗岩具有较高的10000倍Ga/Al值（高于正常花岗岩，与A型花岗岩相当）和较低的Zr+Nb+Ce+Y含量（图9）.随着结晶分异作用的进行，残余岩浆中的Ga会明显富集，受多种副矿物控制的Zr+Nb+Ce+Y会逐步亏损.综上，康巴淡色花岗岩应是一种经历了高度结晶分异作用的花岗岩.

图9

图9 花岗岩类型判别图^[31]

FG=Fractionated I⁃, S⁃, and M⁃type granites, OGT=Unfractionated I⁃ ,S⁃,a nd M⁃type granites

Fig.9 Discrimination diagrams of the granites after ref.[31]

由于康巴淡色花岗岩属于一个岩浆分异体系的晚期组分，因此难以根据其化学组分反演其完

整的岩浆演化历史.但是根据一些关键元素的成分变化特征（图3和图4），仍可以揭示该岩浆体系在演化晚期阶段的结晶分异过程.首先，康巴淡色花岗岩的FeO^*+MgO+TiO₂含量变化范围较窄，说明在该阶段镁铁质矿物（例如黑云母、白云母和电气石）的分离结晶作用十分有限.CaO的含量随着D.I.指数的增加而明显降低，指示斜长石和/或磷灰石的分离结晶.康巴淡色花岗岩中的P₂O₅含量很低，且在不同样品之间几乎没有差别.显然，磷灰石不应是岩浆演化晚期阶段的重要分离相矿物.Ba，Sr，Eu含量以及Eu/Eu^*比值随D.I.的增加而明显降低，进一步支持斜长石的分离结晶作用.另外，REEs，Zr，Hf，Y，Th含量的显著变化反映出岩浆演化晚期阶段经历了显著的副矿物分离结晶作用.随着D.I.值的增高，轻稀土和Th含量的显著降低指示了独居石的分离结晶，Zr，Y和 HREE含量的降低指示锆石的分离结晶.除了锆石，磷钇矿的分离结晶可能也导致了Y和HREE的降低.根据康巴淡色花岗岩的元素成分特征可以看出，该岩浆体系在演化晚期阶段，以斜长石和副矿物的分离结晶作用为主导.

4.2 康巴淡色花岗岩的岩浆⁃热液演化特征

大量的研究证明，随着花岗质岩浆结晶分异作用的进行，由于无水或少水矿物的晶出，残余熔体中的水含量会逐渐增多，在达到饱和或过饱和后，会发生液相分离，出现富含H₂O及其他挥发性组分的独立流体相，从而开始进入一种以熔体相、晶体相和流体相三相平衡为主要特征的岩浆⁃热液过渡阶段^［12］.康巴淡色花岗岩的岩相学、矿物学和全岩化学成分特征表明，在其形成过程中不仅经历了高度的结晶分异作用，也经历了有流体相活动的岩浆⁃热液过渡阶段，甚至可能还经历了只有流体相和晶体相两相共存（熔体相已完全固结）的热液阶段.

康巴淡色花岗岩中的矿物具有多世代性特征，各种交代结构十分发育，如绢云母化、钾长石化、钠长石化、云英岩化等，指示该岩石曾经历过强烈的热液流体活动.这些具有明显交代结构的岩石样品均十分新鲜，有许多交代结构和交代残留保存在矿物的核部区域，表明在一些交代作用发生之后还继续发生了矿物结晶作用，暗示这些岩石应是主要受到了来自岩浆演化晚期残余熔流体的自交代作用.另外，以上岩相学特征结合全岩化学成分特点可观察到一个有趣的现象，即发生钠长石化的岩石样品往往比发生钾长石化的岩石样品具有更高的演化程度（具有更高的D.I.指数），这可能与岩浆演化过程中F元素含量变化对晶出矿物成分的控制作用有关^［32］.

康巴淡色花岗岩中具有不同形态和成分的两组新生锆石，应结晶于岩浆演化的不同阶段.具有较好形态的锆石增生边，在CL图像下表现出极暗的成像特点（高U锆石特点），但仍可分辨出微弱的环带，显示出岩浆锆石的典型特征.在成分上，它们具有中等的HfO₂含量和Zr/Hf比值.根据上述特点，可以推断这些锆石生长边形成于一种高度演化的、略微富集Hf的岩浆环境.而另一组整体呈现残破多孔状的锆石，具有明显高的HfO₂含量和极低的Zr/Hf比值，该形态和成分特征指示，这一类型锆石并非形成于正常的岩浆环境，极有可能是早期结晶锆石受富Hf流体交代而重结晶的产物.

在全岩元素化学成分上，康巴淡色花岗岩的Zr/Hf，Nb/Ta，Y/Ho，K/Rb等元素比值发生显著分异，均偏离大陆地壳平均值（图10）^［33-35］，部分样品表现出明显稀土元素四分组效应特征.这意味着，康巴淡色花岗岩中微量元素的地球化学行为在岩浆演化过程中已不受价态和离子半径控制，而是呈现出非CHARCA（等价元素对的比值，受离子电价和半径控制）的行为特征.一般认为，这是岩浆体系中含水流体相作用的结果^{［33，36］}，指示康巴淡色花岗岩在成岩过程中有明显的流体相出溶.

图10

图10 康巴淡色花岗岩的Zr/Hf,Nb/Ta,Y/Ho和K/Rb比值以及与TE_1,3相关关系特征

(The data for the continental crust is after ref.[34],the fields of the CHARAC are after ref.[33,35])

Fig. 10 Variations of Zr/Hf,Nb/Ta,Y/Ho and K/Rb versus TE_1,3 of the Kamba leucogranite

4.3 全岩同位素对热液流体演化过程的示踪

康巴淡色花岗岩具有极度不均匀的Sr同位素组成.该特征在许多喜马拉雅淡色花岗岩岩体中均有出现，往往被解释为低程度部分熔融导致混杂的源区物质不均匀残留或源区发生不平衡熔融的结果^［6，37］.然而，近期研究发现，喜马拉雅淡色花岗岩中的造岩矿物大都为岩浆结晶的产物（全岩Rb⁃Sr同位素组成主要受控于长石和云母）^［38］，不支持源区物质残留导致Sr同位素组成不均匀的观点.在变沉积岩不平衡熔融的模型中，当有更多的斜长石参与熔融时，所形成的熔体会具有相对更高的Sr含量和更低的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr同位素组成；当有更多的白云母参与熔融时，所形成的熔体具有相反的特征.但本次研究结果显示（图11a），康巴淡色花岗岩的Sr同位素比值随着Sr含量的增加而升高，这与不平衡熔融所预测的结果相矛盾.另外，康巴淡色花岗岩具有较为均匀的Nd同位素组成，进一步表明这些岩石应来自同一源区，且在部分熔融时应该已经达到了同位素平衡.因此，康巴淡色花岗岩不均匀的Sr同位素组成并非是传统所认为的低熔岩浆中不均匀的保留源区成分特征的结果，而应是岩浆形成后复杂的演化过程所致.

图11

图11 (a)康巴淡色花岗岩Sr含量与⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值相关关系；(b)康巴淡色花岗岩Rb含量与⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值相关关系

Fig.11 Correlation between Sr concentraion and ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratio (a) and correlation between Rb concentraion and ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr for Kamba leucogranites (b)

已有研究表明，对于一个经历了高度演化的岩浆体系，在热液作用过程中，Rb⁃Sr同位素体系因具有较强的活动性而会发生迁移，并且受岩浆流体的影响，围岩中的同位素也会发生类似的迁移，进而与岩浆体系发生成分交换^［39-41］.如图11b所示，康巴淡色花岗岩的Rb含量与⁸⁷Sr/⁸⁶Sr测试值呈现很好的负相关，指示该岩体Sr同位素组成不均匀的特征不应是热液流体交代过程导致Rb加入或丢失的结果（Rb的加入应导致高Rb含量的样品具有更多的放射性成因Sr积累，具有更高的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr测试值；Rb的丢失应导致低Rb含量的样品具有更低的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr测试值），更像是Sr同位素组成直接受到了干扰.本次工作所分析的样品中，具有最高演化程度的、热液流体作用最明显的三个样品具有最低的Sr同位素比值，进一步支持在热液流体作用期间，康巴淡色花岗岩的Sr同位素体系发生过开放，受到具有低放射性成因Sr同位素组成的外来物质干扰.这种缺乏放射性成因Sr的成分物质可能是来自围岩.在岩浆热液流体或者其他深部流体的作用下，变沉积围岩中的长石极易发生蚀变交代，导致大量匮乏放射性成因Sr的成分进入流体中.该流体混入岩浆流体中，并可能与已固结岩石进行不同程度的水⁃岩反应，从而改变岩石的Sr同位素比值.由于岩浆演化末期出溶的流体中极度匮乏Sr元素，因而其Sr同位素比值极易被外来成分彻底改造，从而导致流体活动最强烈的岩石样品具有最低的初始Sr同位素组成.

康巴淡色花岗岩的Hf同位素组成也呈现较大的变化范围.花岗岩中Hf元素的主要载体矿物为锆石，因此全岩Hf同位素组成的变化主要受控于锆石成分.观察分析发现，保留大量继承锆石的康巴淡色花岗岩样品具有相差较大的ε_Hf（t）值；而锆石几乎全部发生重结晶（泡沫多孔状锆石）的三个样品具有近乎一致的ε_Hf（t）值.由此可以推断，热液流体在交代继承锆石的同时，会有效地改造这些锆石Hf同位素组成，进而改变花岗岩全岩的Hf同位素组成.虽然稀土元素Lu和高场强元素Hf在一般的流体中含量极低且活动性较差，但是Hf元素在花岗岩浆体系演化末期的残余熔流体中显示富集的特点且活动性较强.因此，岩浆演化末期的热液流体交代作用能够有效地改造花岗岩的Hf同位素组成，并使得流体作用强烈的样品Hf同位素组成均一化.总的来说，康巴淡色花岗岩Hf同位素不均匀的现象可能是不同程度的流体交代和差异性存留继承锆石成分的结果.

与Sr和Hf同位素不同，康巴淡色花岗岩Nd同位素组成较为均匀.样品之间存在的细小变化与流体活动特点没有明显的规律性.该现象与以往的认识一致，即流体作用过程中Nd同位素的活动性较小^［29］.不同样品之间Nd同位素组成的微弱差异，可能是不同程度地保留了独居石继承组分或是受到深部围岩混染作用的结果.

综上可知，在岩浆⁃热液过渡及热液作用阶段，Sr同位素极度活跃，极易发生强烈改变；Hf同位素组成在随着流体活动的增强而趋于均一化；Nd同位素在该阶段相对最为稳定.

5 结论

本文通过系统的岩相学、矿物学、地球化学研究，对康巴淡色花岗岩的岩石成因和岩浆演化过程进行了讨论，主要获得了以下几点认识：

（1）康巴淡色花岗岩在成岩过程中经历了高度的结晶分异作用，并在演化末期发生了流体相的出溶.

（2）在岩浆演化晚期阶段，该花岗岩体系仍发生了有效的结晶分异作用，以斜长石和副矿物的分离结晶作用为主导.

（3）Rb⁃Sr，Lu⁃Hf和Sm⁃Nd同位素体系在岩浆演化末期的热液流体作用过程中表现出了不同的行为特征.其中，Sr同位素极易受到外来流体的影响，这样将导致它无法给出可靠的岩浆来源信息，但是Sr同位素的变化特征有可能成为指示岩浆体系发生强烈热液流体活动的有效标志；Hf同位素组成可能受到岩浆来源和后期热液活动的共同影响，对于一些发生锆石完全重结晶的样品，热液流体过程能够有效均一化它们的Hf同位素组成；Nd同位素在热液流体作用过程的活动性较小，保留了一定示踪岩浆来源的能力.

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