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- 1 - 藏北羌塘地区玉带山西部埃达克质火山岩成因研究1
张海峰1
，梁收运1
，迟效国2
1.兰州大学土木工程与力学学院，西部灾害与环境力学教育部重点实验室，兰州 （73000）
2.吉林大学地球科学学院，长春 （130000）
E-mail：liangsy@lzu.edu.cn
摘 要：岩石学和元素地球化学特征研究表明，藏北羌塘燕子湖-玉带山西部出露一套高钾
钙碱性和钾玄岩系列火山岩，岩石富集大离子亲石元素（LLE）和轻稀土(LREE) ，高Sr/Y
比值，具有明显的埃达克岩地球化学特征。在成因上受分离结晶作用和源区混合作用共同制
约，该套火山岩为板块碰撞后的产物，分别来自富集岩石圈地幔和加厚地壳的部分熔融。
关键词：新生代，羌塘，埃达克质火山岩
1 引言
青藏高原北部自大陆碰撞以来自南向北依次形成了羌塘、可可西里和西昆仑-玉门三条
新生代火山岩带。根据火山岩的组成和同位素年代学特征，又可分为羌塘碱性钠质玄武岩系
列(西羌塘)(60～40Ma)、羌塘白榴石碧玄岩-响岩系列 (29～23Ma)、羌塘高钾钙碱性系列
(44～31Ma)、可可西里钾玄岩系列(19～7Ma)和西昆仑钾玄岩系列(5Ma以来)五类 [10]
。长期
以来，前人(李才等，1989；刘嘉麒等,1990；邓万明，1991，1993，1998；邓万明等，1996；
解广轰等，1992；Arnaud et al，1992；Tuner et al，1993；Deng Wanming ,1994；郑祥身等，
1996；Chung et al，1998；丁林等,1999；赖绍聪,1999；迟效国等，1999)对该区火山岩进行
了不同程度的研究，普遍认为藏北新生代火山岩的形成与印度板块和欧亚大陆碰撞(45～55
Ma)后青藏高原北部地壳缩短、岩石圈加厚和减薄等深层次作用以及高原隆升的地球动力学
过程密切相关[1-11]
。从理论上分析，目前认为壳幔相互作用可能存在三种形式：即俯冲—重
循环，地幔柱，拆沉—底垫或底侵作用[15]
，并在一时引发了多方的争论。邓万明（1997）
认为伴随印度板块和欧亚大陆的碰撞，青藏高原内存在大量的以陆内俯冲为主的俯冲作用。
此种机制能使大量地壳物质进入地幔，与地幔物质发生交代作用，从而产生EMⅡ型交代富
集地幔端元[12]
；丁林等（1999）通过对羌塘超钾质火山岩的研究，认为鱼鳞山超钾质火山
岩为地幔岩低度（<2%）部分熔融作用的产物[11]
；赖绍聪(2003) 和许继峰等(2003) 从北纬
34°以北的新生代火山岩中厘定出一套高钾钙碱性C 型埃达克岩(10～40 Ma),认为是由加厚
地壳底部在榴辉相条件下直接部分熔融形成的[10]
。基于岩石、矿物、地球化学数据和热力
学实验数据的内部一致性(internal consistency) 原理来区分区域性岩浆岩系列(magmatic
array) 之间的异同,已成为研究俯冲构造与相应岛弧岩浆系列关系的重要工作方法[13]
。在
125∶万区域地质调查的基础上，笔者根据羌塘东部玉带山西部和燕子湖新生代火山岩标本，
就其岩石学、岩石化学、微量元素、稀土元素等方面对这套火山岩的地质特征及其成因进行
阐述和讨论。
2 区域地质概况
青藏高原隶属于东特提斯构造域，其演化过程经历了自海西、印支、燕山至喜马拉雅期
的一系列弧-陆和陆-陆碰撞作用，自北向南由老至新形成多条缝合带（图1）。印度板块与欧
亚板块的碰撞发生在40～55 Ma，藏北新生代火山岩发生在两大板块碰撞后的陆内构造演化
阶段，与陆内拉张事件密切相关。构造及沉积记录显示，新生代以来，藏北地区至少发生过
1
本课题得到国家自然基金（项目编号40572034）的资助。 http://www.paper.edu.cn
- 2 - 两期重要的拉伸事件：早期以南北向为主，形成NEE、NWW及Ｅ-Ｗ向呈串珠状排列的
地堑或半地堑式裂陷盆地[5]
，如康托盆地、双湖盆地等，盆地边界以同生断裂为限，羌塘地
区火山岩多产于此类盆地中，火山岩呈近东西向展布，与盆地的走向相近，火山活动以裂隙
式喷溢为主；晚期拉伸发生在中新世以来，以东西向拉张作用为主[2-3]
，形成南北向展布的
对称型拉张盆地，在藏北地区广泛发育，与该期拉张事件共生的火山活动主要发生在羌塘以
北地区。
图1藏北新生代火山岩分布示意图（据文献[4]略有修改）
Fig 1 The distribution of the Cenozoic shoshonitic rocks in northern Tibet
羌塘新生代火山岩带的主体沿北纬34º-36º延伸，长达1500km，平均海拔4500ｍ，是
青藏高原的一大地质特色，也是著名的陆内火山岩带之一。邓万明大致以北纬35°为界，将
火山岩带划分为南、北两个亚带，各亚带又由若干个火山岩省组成[6-8]
。本文研究区的高镁
高钾火山岩采自羌塘东部的多格错仁岩区，本区的新生代火山岩出露于北纬34°以北，位于
藏北火山岩带北亚带北羌塘火山岩省（图1）。
3 岩石学特征
3.1 岩石化学
玉带山西部-燕子湖地区岩区样品（燕子湖Eb19，玉带山西部Eb22，Eb23，Eb24，Eb34）
的主微量元素在吉林大学地球化学实验室，采用XRF（X射线荧光光谱）法分析完成。根
据表1分析结果，按照TAS分类的准则绘制了图2（对H
2O和CO
2进行了扣除校正）。研究
区的五个样品成分点变化范围较大，分别为粗面武岩、粗面安山岩、英安岩。 http://www.paper.edu.cn
- 3 -
图2 多格错仁火山岩 SiO
2-(K
2O+Na
2O)(TAS)图解
Fig 2 SiO
2-(K
2O+Na
2O)(TAS) diagram for the volcanic rocks of duogecuoren
采用（K
2O+Na
2O）- SiO
2图解，对火山岩进行了系列划分。从图3可以看出，区内新
生代中酸性火山岩均属亚碱性系列，中基性火山岩则位于碱性系列区。在AFM图中（图4），
区内新生代火山岩均具有钙碱性系列特征，岩浆演化表现出钙碱性的演化趋势。综上，区内
新生代英安岩和流纹岩均属钙碱性系列，而玉带山地区的粗面玄武岩则为钾玄岩系列。
35
4045
50
55
6065707580850
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Alkaline
Subalkalin
SiO
2Na2O+K2O
图3多格错仁火山岩（K2O+Na2O）- SiO2图解
Fig 3 （K
2O+Na
2O）- SiO
2 for the volcanic rocks of duogecuoren
0 2 4 6 8 10 12 14 16
35 45 556575
SiO
2 K2O+Na2O
流纹岩
英安岩粗面岩
粗面安山岩
安山岩玄武
安山
岩玄武岩
苦橄
玄武
岩 碱玄岩
碧玄岩 响岩
响岩质碱岩碱岩质响岩
粗面安山岩
玄武质
粗面安
山岩
粗面玄
武岩EB19
EB23
EB24
EB25
EB26
EB19
EB23
EB24
EB25
EB26 http://www.paper.edu.cn
- 4 -
图4多格错仁火山岩AFM图
Fig 4 AFM for the volcanic rocks of duogecuoren
3.2 主量元素
从表1分析结果可以看出，本区的样品点都落入钙碱性系列，火山岩的SiO
2含量较高
65.98%～51.5%，主要为中性-中酸性岩类，（Na
2O+K
2O）含量为9.2%～6.72%。在火山岩类
型上，根据岩石中Na
2O、K
2O的相对含量，把火山岩划分为钠质、钾质和高钾质三个类型。
区内火山岩Na
2O～K
2O属于钾质高钾质类型。
图5 多格错仁岩区高镁高钾火山岩岩石化学Sr/Y-Y
Fig 5 Sr/Y-Y for Cenozic Duogecuoren high Mg and K of volcanic rock
Tholeiitic
Calc-Alkaline
Na
2O+K
2O MgO FeO
t
Sr/Y与Y图解
Adakite
Classic
island arc
0100 200 300400500
0 2040
Y(ppm)Sr/Y
EB19
EB23
EB24
EB25
EB26