北阿爾金喀臘大灣地區(qū)4337高地北花崗閃長巖SHRIMP U-Pb定年及其構(gòu)造意義

孟令通，陳柏林，羅迪柯，王 永，孫 岳，，吳 玉，張 昊，王 銅

1.中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京 100081 2.中信建設(shè)有限責(zé)任公司能源礦產(chǎn)工程部，北京 100027 3.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083

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北阿爾金喀臘大灣地區(qū)4337高地北花崗閃長巖SHRIMP U-Pb定年及其構(gòu)造意義

孟令通1，陳柏林1，羅迪柯2，王 永1，孫 岳1，3，吳 玉1，張 昊3，王 銅3

1.中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京 100081 2.中信建設(shè)有限責(zé)任公司能源礦產(chǎn)工程部，北京 100027 3.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083

喀臘大灣位于北阿爾金中東段，為北東向阿爾金斷裂與東西向阿爾金北緣斷裂所夾持，區(qū)內(nèi)遍布中酸性侵入巖。筆者選取喀臘大灣地區(qū)4337高地北花崗閃長巖巖體為研究對象來反演喀臘大灣地區(qū)構(gòu)造演化。巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)表明，巖體為高鉀鈣堿性I型花崗巖，可能是下地殼中鉀和高鉀變質(zhì)玄武巖在高壓條件下部分熔融形成的。4337高地北花崗閃長巖巖體鋯石 SHRIMP U-Pb年齡為(494.4 ± 5.5)Ma，表明其為晚寒武世巖漿活動的產(chǎn)物。結(jié)合巖體的地球化學(xué)、微量元素構(gòu)造環(huán)境判別圖解、年代學(xué)和區(qū)域地質(zhì)背景的特征，判定其形成于與俯沖有關(guān)的活動陸緣(大陸弧)構(gòu)造環(huán)境。同時，結(jié)合前人對喀臘大灣地區(qū)巖漿巖的研究，認(rèn)為該區(qū)在早古生代發(fā)育一條活動陸緣(大陸弧)巖漿巖帶，指示北阿爾金局限洋盆在晚寒武世--早中奧陶世向南俯沖在中阿爾金地塊之下。通過對比北阿爾金東西段報道的中酸性侵入巖年齡數(shù)據(jù)，認(rèn)為北阿爾金局限洋盆西段經(jīng)歷了更長時間的俯沖，整體呈東早西晚的剪刀狀閉合。

阿爾金；喀臘大灣地區(qū)；巖石地球化學(xué)；鋯石SHRIMP U-Pb定年；部分熔融；活動大陸邊緣

0 前言

阿爾金山位于青藏高原東北緣，東接祁連山，西接西昆侖，是我國塔里木盆地和柴達(dá)木盆地的分界線。近年來，分布在紅柳溝--拉配泉蛇綠混雜巖帶中的中酸性巖漿巖得到了許多學(xué)者的關(guān)注，希望通過它們來揭示北阿爾金地區(qū)早古生代的構(gòu)造演化[1-9]。在北阿金西段，廣泛發(fā)育480～460 Ma的俯沖型花崗巖[1，4-7]，其構(gòu)造環(huán)境為活動大陸邊緣(陸緣弧)；而巴什考供盆地南北緣花崗雜巖體[5-6]、冰溝巖體年齡[2，10]和蛇綠混雜巖基質(zhì)變質(zhì)年齡[1]的報道,將北阿金西段同碰撞--后碰撞階段限定在了450～410 Ma。同時，在北阿爾金地區(qū)發(fā)現(xiàn)了高壓/低溫變質(zhì)帶，高壓變質(zhì)巖石的變質(zhì)歷史及順時針型pTt軌跡和年代學(xué)研究表明，這些高壓變質(zhì)巖石的形成與板塊俯沖有關(guān)[11-14]，年齡與中酸性侵入巖相近，進(jìn)一步限定了北阿爾金地區(qū)板塊俯沖的時限。但是，北阿爾金東段喀臘大灣地區(qū)由于道路不便、自然條件惡劣，研究程度較低。本文通過對喀臘大灣地區(qū)4337高地北花崗閃長巖巖體的巖石學(xué)特征、地球化學(xué)特征、鋯石SHRIMP U-Pb年齡的研究，討論巖體的巖石類型、成因及其形成的構(gòu)造環(huán)境，進(jìn)一步揭示早古生代北阿爾金的構(gòu)造演化。

1 地質(zhì)背景

阿爾金山可劃分為敦煌地塊/阿北地塊、北阿爾金俯沖雜巖帶/紅柳溝--拉配泉早古生代蛇綠混雜巖帶、中阿爾金地塊、西南阿爾金俯沖碰撞雜巖帶/南阿爾金早古生代蛇綠混雜巖帶[15-17]4個部分，構(gòu)造單元劃分見圖1。

Ⅰ.阿北地塊；Ⅱ. 紅柳溝--拉配泉早古生代蛇綠混雜巖帶；Ⅲ.中阿爾金地塊；Ⅳ.西南阿爾金俯沖碰撞雜巖帶。圖1 阿爾金山地區(qū)構(gòu)造單元劃分圖Fig.1 Geological sketch map showing the tectonic units of Altyn Tagh tectonic belt

喀臘大灣研究區(qū)位于北阿爾金地區(qū)中東段，為北東向阿爾金斷裂與東西向阿爾金北緣斷裂所夾持，跨越了阿北地塊、紅柳溝--拉配泉早古生代蛇綠混雜巖帶和中阿爾金地塊(圖1)。其中，阿爾金北緣斷裂分隔了阿北地塊和紅柳溝--拉配泉早古生代蛇綠混雜巖帶。研究區(qū)出露最老的變質(zhì)基底巖石，即太古宇達(dá)格拉格布拉克群(與西段米蘭巖群相當(dāng))，為一套中、高溫麻粒巖巖相變質(zhì)巖[23]，構(gòu)成了阿北地塊的主體。據(jù)文獻(xiàn)[24]，在拉配泉麻扎塔格一帶花崗片麻巖中發(fā)現(xiàn)了該區(qū)最古老的鋯石，其年齡為(3 605±43) Ma。中元古代地層主要為薊縣系金雁山組，以碳酸鹽為主，夾少量碎屑巖，主要出露于金雁山、卓爾布拉克一帶，構(gòu)成了中阿爾金地塊的主體。上寒武統(tǒng)斯米爾布拉克組和卓阿布拉克組在研究區(qū)分布較廣，大多數(shù)巖體侵入其中，這兩套地層中也包含了與恰什卡薩依蛇綠巖套類似的巖石組合(圖2)。

圖2 阿爾金山東段喀臘大灣地區(qū)地質(zhì)特征及樣品分布Fig.2 Geological structure and sample location in Kaladawan area, eastern part of Altun Mountains

前人經(jīng)過對該地區(qū)部分中酸性巖體的測年，將許多原認(rèn)定的晚古生代巖漿巖修訂為早古生代侵入巖，并將整個喀臘大灣地區(qū)的中酸性巖漿活動劃分為三期，4337高地北花崗閃長巖巖體屬于第一期巖漿事件，為碰撞前巖漿活動的產(chǎn)物[9]。

2 巖石學(xué)特征

該巖體出露于喀臘大灣7910鐵礦北--4337高地東北一帶、喀臘達(dá)坂鉛鋅礦的東北側(cè)。巖體呈長軸狀，沿東西向展布，西窄東寬，出露面積為52 km2，并與紅柳溝--拉配泉蛇綠混雜巖帶展布方向平行，侵位于上寒武統(tǒng)卓阿布拉克組中，局部發(fā)育片麻狀構(gòu)造。

樣品為灰白色花崗閃長巖，中粗粒、等粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要由石英(15%～20%)、堿性長石(25%～30%)、斜長石(An=25～35，35%～45%)、黑云母(10%～15%)、角閃石(2%～5%)組成;副礦物為榍石、磷灰石和鋯石，質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于2%。其中：石英呈他形粒狀，局部可見波狀消光；堿性長石呈半自形粒狀，粒徑2.5～4.0 mm居多，少量發(fā)育卡斯巴雙晶；斜長石呈半自形板狀，粒徑主要為2.5～4.0 mm，個別可達(dá)10.0 mm，部分發(fā)育聚片雙晶，多發(fā)生絹云母化；黑云母為片狀，多數(shù)發(fā)生綠泥石化；角閃石呈自形中粒柱狀。野外照片及顯微照片見圖3。

Hbl.角閃石；Pl.斜長石；Kfs.鉀長石；Q.石英。圖3 阿爾金山東段喀臘大灣地區(qū)4337高地北花崗閃長巖巖體野外照片(a, b)和顯微照片(c, d)Fig.3 Sample photos (a, b) and microphotograph (c, d) of north Highland 4337 granodiorite in Kaladawan area

3 巖石地球化學(xué)特征

3.1 測試方法

筆者選取了5件新鮮的未見明顯風(fēng)化蝕變的巖石樣品進(jìn)行地球化學(xué)全分析。巖石的主量元素、微量元素和稀土元素分析由中國地質(zhì)科學(xué)院國家地質(zhì)實驗中心完成。主量元素(除FeO)運(yùn)用X熒光光譜儀(3080E)分析測定，檢測下限為0.05%，而FeO采用容量滴定法。微量元素和稀土元素運(yùn)用等離子質(zhì)譜(ICP-MS)分析測定，其檢測下限為0.05×10-6，部分微量元素檢測下限為0.5×10-6。

3.2 元素特征

中原地區(qū)是華夏文明的搖籃和發(fā)祥地，華夏民族在這里肇興，中華民族的主體民族——漢族在這里形成。在古代，中原不僅是中國的政治經(jīng)濟(jì)中心，也是主流文化和主導(dǎo)文化的發(fā)源地。而如今，中原成為所有中華兒女心靈上的故鄉(xiāng)。中原地區(qū)以特殊的地理環(huán)境、歷史地位和人文精神，使中原文化在漫長的中國歷史中長期居于正統(tǒng)主流地位。中原文化成為中國傳統(tǒng)文化的源頭，是中華文化之根，是中華文化的母體，她具有根源性、原創(chuàng)性、包容性、開放性、基礎(chǔ)性五個主要特點(diǎn)。

在TAS分類圖中，樣品點(diǎn)落在花崗閃長巖區(qū)域內(nèi)(圖4a)，與野外定名一致。主量元素、微量元素和稀土元素的測試數(shù)據(jù)見表1。由表1可知：該巖體w(SiO2)為62.74%～70.07%，平均值為66.70%；w(K2O)(2.88%～4.68%)、w(Na2O)(2.82%～4.36%)較高，其里特曼指數(shù)σ=1.84～2.71，平均值為2.14，屬鈣堿性巖石，同時，在w(K2O)-w(SiO2)圖(圖4b)中，樣品大部分落在高鉀鈣堿性系列中；w(Al2O3)為15.00%～16.01%，平均值為15.37%，鋁飽和指數(shù)(IAS)為0.83～0.98，平均值為0.91，屬準(zhǔn)鋁質(zhì)巖石(圖4c)；w(Fe2O3)(1.25%～2.41%)、w(FeO)(1.68%～3.55%)、w(MgO)(1.18%～2.56%)較高，w(TiO2)(0.33%～0.61%)、w(P2O5)(0.15%～0.36%)低，Mg#為42.17～46.59。在w(Sr)-w(Yb)圖解(圖4d)中，巖體總體具有高w(Sr)、低w(Yb)的特征。在哈克圖解(圖5)上，花崗閃長巖各元素隨w(SiO2)變化成線性關(guān)系，w(SiO2)與w(TFeO)(w(TFeO)=w(FeO)+0.898w(Fe2O3))、w(CaO)、w(P2O5)、w(TiO2)、w(MgO)呈負(fù)相關(guān)，與w(Pb)呈正相關(guān)，可能是鐵鎂礦物、鐵氧化物和磷灰石等礦物分離的結(jié)果。

圖4 4337高地北花崗閃長巖TAS分類圖解(a)、w(K2O)-w(SiO2)圖解(b)、A/NK-A/CNK圖解(c)、w(Sr)-w(Yb)圖解(d)Fig.4 Total alkali vs.w(SiO2) (TAS)(a); w(K2O) vs. w(Si2O)(b); A/NK vs.A/CNK (c); w(Sr) vs.w(Yb)(d) diagrams of northern Highland 4337 granodiorite

圖5 4337高地北花崗閃長巖哈克圖解Fig.5 Haker diagrams of northern Highland 4337 granodiorite

如表1所示：4337高地北花崗閃長巖巖體稀土總量較高，為(157.23～310.51)×10-6，均值為247.88×10-6；LREE/HREE的值為5.70～7.10，輕重稀土分異較大；δEu值為0.23～0.32。稀土配分曲線圖(圖6a)上顯示左陡右緩式，以及弱的Eu負(fù)異常特征；在微量元素蛛網(wǎng)圖(圖6b)中，該巖體顯示出了明顯的Nb、Ti的負(fù)異常，以及Th的正異常。

球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值和初始地幔標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)文獻(xiàn)[25]。圖6 研究區(qū)花崗閃長巖稀土元素配分曲線 (a) 和微量元素蛛圖 (b)Fig.6 Chondrite-normalized REE patterns (a) and primitive mantle-normalized trace elements spider diagram (b) for the granodiorite of study area

3.3 巖石類型

一般地，A型花崗巖比I型花崗巖相對地富集高場強(qiáng)元素，比如Zr、Nb、Y、Ga等，可以用高的Ga/Al值來區(qū)別A型花崗巖與其他類型的花崗巖[26]。本文選擇了w(K2O+Na2O)-10 000Ga/Al、TFeO/MgO-10 000Ga/Al，TFeO/MgO-w(Zr+Nb+Ce+Y)、(K2O+Na2O)/CaO-w(Zr+Nb+Ce+Y)圖解來判別4337高地北花崗閃長巖巖體的類型[27]。如圖7所示，除了未投點(diǎn)的B1(數(shù)據(jù)中無Ga的含量)外，其余樣品均落在了I型與S型花崗巖的混合區(qū)域，故排除該巖體為A型花崗巖的可能。同時，巖體準(zhǔn)鋁質(zhì)的特征(圖4c)和w(P2O5)、w(Pb)隨w(SiO2)的變化趨勢(圖5)使其與S型花崗巖相區(qū)別[28-31]，結(jié)合其在圖4b中的特點(diǎn)，認(rèn)為其巖石類型為高鉀鈣堿性I型花崗巖。

底圖據(jù)文獻(xiàn)[27]。圖7 4337高地北花崗閃長巖巖體分類圖解Fig.7 Classification diagrams of the northern Highland 4337 granodiorite

4 鋯石U-Pb年齡

野外采集的4337高地北花崗閃長巖巖體(B2)樣品用常規(guī)方法將其粉碎至300 μm，用水淘洗粉塵后，利用磁法和密度法分選出鋯石，并在雙目鏡下挑選出結(jié)晶好、無包裹體、無裂隙的鋯石單礦物。然后將選出的鋯石和標(biāo)樣(TEM)粘在平坦的玻璃板上，并用環(huán)氧樹脂灌注。制備好的樣品靶經(jīng)過打磨和拋光使鋯石新鮮面露出，然后對其拍攝反射光、透射光以及CL陰極發(fā)光照片。在北京離子探針中心SHRIMP上測定鋯石的U、Th和Pb同位素含量并測定年齡。

如圖8a所示，從樣品選取的鋯石顆粒中等，多為自形晶，晶形為中等柱狀，少為短柱狀，長130～220 μm，寬70～120 μm，長寬比為2∶1～3∶1。在陰極發(fā)光圖像(圖8a)中，鋯石環(huán)帶清晰，Th/ U值為0.21～0.57，指示其為巖漿成因；同時，部分鋯石內(nèi)部可見繼承核。

圖8 4337高地北花崗閃長巖 (B2) 陰極發(fā)光圖像 (a) 和鋯石SHRIMP U-Pb年齡諧和圖 (b)Fig.8 Zircon CL image (a) and zircon SHRIMP U-Pb concordia diagram (b) of northern Highland 4337 granodiorite (B2)

本文對B2樣品分析了12個鋯石顆粒，所得數(shù)據(jù)見表2。在CL圖像上，顆粒12.1邊部較黑，表明其受到后期熱事件擾動而帶入放射性Pb，從而使其年齡變老；顆粒9.1內(nèi)部存在繼承鋯石核，分析點(diǎn)可能少量跨在了繼承鋯石之上，而使年齡結(jié)果混和了較老的年齡。因此，這兩個顆粒均未參加年齡計算。剩余的10個顆粒的分析數(shù)據(jù)集中在諧和曲線上成密集的一簇(圖8b)，加權(quán)平均年齡為(494.4 ± 5.5) Ma，加權(quán)平均方差(MSWD)為0.62；這一年齡為4337高地北花崗閃長巖巖體的結(jié)晶年齡。

5 討論

5.1 巖石成因

I型花崗巖是由幔源鎂鐵質(zhì)巖漿分異結(jié)晶作用形成的或者是下地殼部分熔融形成的。一系列證據(jù)表明,4337高地北花崗閃長巖巖體不是由幔源鎂鐵質(zhì)巖漿分異結(jié)晶作用形成的：1)通過鎂鐵質(zhì)巖漿分異作用形成的花崗巖是極少量的[32]，而喀臘大灣地區(qū)廣泛分布花崗巖而未見大量的鎂鐵質(zhì)巖石；2)基性巖漿廣泛的分異結(jié)晶作用形成的花崗質(zhì)熔體以富集高場強(qiáng)元素為特點(diǎn)，而樣品恰恰相反；3)4337高地北花崗閃長巖巖體Nb/U值為3.20～6.89, 平均為5.18，略低于殼源巖石(約為10，據(jù)文獻(xiàn)[33])而明顯有別于幔源巖石(>15，據(jù)文獻(xiàn)[33])；同時，4337高地北花崗閃長巖巖體的Nb/Ta值為10.86～18.93，平均為15.49，介于幔源巖石(17.5±2，據(jù)文獻(xiàn)[34])和陸源巖石(小于11，據(jù)文獻(xiàn)[34])的范圍之間，且更靠近幔源，這可能是由于幔源的基性下地殼二次熔融造成的[35]；4)根據(jù)巖體的稀土元素配分曲線(圖6a)、微量元素蛛網(wǎng)圖(圖6b)和w(Sr)-w(Yb)圖解(圖4d)[36]，并通過與中國東部埃達(dá)克巖的對比[37]，表明4337高地北花崗閃長巖巖體可能是加厚的下地殼巖石部分熔融形成的。

在不同條件下不同來源的物質(zhì)部分熔融會產(chǎn)生不同的花崗巖巖漿，可以用A/MF-C/MF圖[38]進(jìn)行判別。對于4337高地北花崗閃長巖巖體，主量元素(圖9)指示其為變玄武質(zhì)-變英云閃長質(zhì)火山巖重融形成的，而巖體高w(Sr)低w(Yb)的特點(diǎn)表明熔體殘留相中有更多的石榴石以及高的石榴石/角閃石比例。實驗巖石學(xué)表明，在高壓條件下，干的玄武巖或麻粒巖+少量H2O部分熔融產(chǎn)生的熔體是中酸性的，w(K2O)主要取決于源巖K2O所占比例，其殘留相是榴輝巖[39]。而下地殼中鉀和高鉀變質(zhì)玄武巖在高壓條件下部分熔融形成的熔體具有高w(SiO2)、高w(K2O)、高w(Sr)、低w(Yb)的特征[39-41]，這與4337高地北花崗閃長巖巖體地球化學(xué)數(shù)據(jù)所反映出來的特征相符合。綜合上述論據(jù)，筆者認(rèn)為下地殼中鉀和高鉀變質(zhì)玄武巖的部分熔融可能是4337高地北花崗閃長巖巖體的形成機(jī)理。

A/MF=n(Al2O3)/(n(MgO)+n(TFeO))；C/MF=n(CaO)/(n(MgO)+n(TFeO))。其中n為分子數(shù)。底圖據(jù)文獻(xiàn)[38]。圖9 4337高地北花崗閃長巖巖體C/MF-A/MF源區(qū)判別圖解Fig.9 A /MF-C/MF diagram for discriminating the source rocks of northern Highland 4337 granodiorite

5.2 構(gòu)造意義

VAG.火山弧花崗巖；ORG.洋脊花崗巖；WPG.板內(nèi)花崗巖；S-COLG.同碰撞花崗巖。底圖據(jù)文獻(xiàn)[43-44]。圖10 4337高地北花崗閃長巖微量元素構(gòu)造判別圖解Fi g.10 Trace elements tectonic discriminating diagram of northern Highland 4337 granodiorite

一般而言，高鉀鈣堿性I型花崗巖主要形成于兩種構(gòu)造環(huán)境：一是類似于安第斯型大陸弧的活動陸緣環(huán)境，二是伸展環(huán)境[42]。在微量元素蛛網(wǎng)圖上，4337高地北花崗閃長巖巖體顯示出了Sr、Th的正異常以及Nb的負(fù)異常，而在稀土元素配分圖上顯示出了大離子親石元素富集而高場強(qiáng)元素虧損的特征，總體反映了消減帶的特征而區(qū)別于伸展環(huán)境。在Pearce等[43]的w(Rb)-w(Yb+Ta)、w(Rb)-w(Y+Nb)、w(Ta)-w(Yb)微量元素構(gòu)造環(huán)境判別圖解(圖10a、b、c)上, 所有的樣品點(diǎn)均落在火山弧花崗巖區(qū)內(nèi)；而在Th/Yb-Nb/Yb圖解(圖10d)上，樣品落在了大陸弧的范圍內(nèi)，明顯與洋弧區(qū)別開來[44]。同時，安第斯型大陸弧是年輕的洋殼以緩角度俯沖在加厚的地殼(>50 km)之下，板片脫水引發(fā)下地殼部分熔融形成的[45]，而巖體高w(K)、高w(Sr)、 低w(Yb)的特征歸因于高壓條件下加厚下地殼(>50 km)的部分熔融(見上文)，進(jìn)一步說明4337高地北花崗閃長巖巖體與太平洋西海岸的安第斯大陸弧巖漿巖相類似，形成于與俯沖有關(guān)的活動陸緣(陸緣弧)環(huán)境。

表2 4337高地北花崗閃長巖巖體(B2)鋯石SHRIMP U-Pb分析結(jié)果

韓鳳彬[9]在該巖體不同位置獲得的SHRIMP U-Pb年齡為506 Ma。本次采取的年齡樣通過鋯石SHRIMP U-Pb測年獲得的年齡為(494.4 ± 5.5)Ma，代表巖體結(jié)晶年齡，與前人研究結(jié)果相近。4337高地西側(cè)的中酸性雜巖體[9]形成年齡為477～488 Ma，地球化學(xué)特征指示其為低鉀--中鉀鈣堿性花崗巖，構(gòu)造環(huán)境為活動陸緣(陸緣弧)。它與4337高地北花崗閃長巖巖體構(gòu)成了完整的閃長巖-石英閃長巖-花崗閃長巖-鉀長花崗巖組合，整體為高鉀鈣堿性，而局部出現(xiàn)低鉀--中鉀鈣堿性巖石，與延邊--東寧地區(qū)的花崗巖相類似[46]。同時，在喀拉大灣地區(qū)中南部發(fā)育一套玄武巖-安山巖-英安巖-流紋英安巖-流紋巖火山巖組合。郝瑞祥等[47]對喀臘大灣中段八八鐵礦帶以北--阿北斷裂以南區(qū)域的火山巖進(jìn)行了詳細(xì)研究，認(rèn)為其形成于活動大陸邊緣環(huán)境。李松彬[48]獲得的喀臘大灣地區(qū)火山巖年齡為510～480 Ma?？傮w看來，這套火山巖年齡數(shù)據(jù)與中酸性侵入巖年齡相一致，且具有活動陸緣(陸緣弧)的性質(zhì)，表明在晚寒武世--早中奧陶世喀臘大灣地區(qū)發(fā)育一條陸緣弧巖漿巖帶；這與張占武[8]和郝杰[1]的認(rèn)識相一致，即中阿金地塊在早古生代轉(zhuǎn)化為主動大陸邊緣，北阿爾金局限洋盆向南俯沖在中阿爾金地塊之下。

5.3 年代學(xué)格架

在北阿爾金地區(qū)發(fā)育一條高壓/低溫變質(zhì)帶，主要由藍(lán)片巖、榴輝巖和多硅白云母片巖組成。其中，多硅白云母片巖形成的溫壓條件是550 ℃和1.4～2.0 GPa，上限年齡約為570 Ma，又遭受了約479 Ma退變質(zhì)作用的改造[11-12]；榴輝巖是在420～570 ℃和2.0～2.5 GPa的高壓低溫條件下形成的，形成時代為510～440 Ma[13-14]。二者的順時針pTt軌跡指示了北阿金局限洋盆洋殼在早古生代發(fā)生過俯沖-折返，且俯沖深度達(dá)50～80 km[12]。其中，含硬柱石榴輝巖和含纖柱石泥質(zhì)片巖的存在,說明洋殼在俯沖過程中發(fā)生脫水作用并引起部分熔融，形成了北阿爾金地區(qū)鈣堿性巖漿活動，并將俯沖作用限定在了510～440 Ma[14]。就目前報道的巖漿巖年齡數(shù)據(jù)而言，測得的年齡值均落在了510～460 Ma的區(qū)間內(nèi)，與高壓/低溫變質(zhì)帶的年齡相吻合。但是，筆者在觀察這一系列年齡數(shù)據(jù)時，發(fā)現(xiàn)北阿爾金地區(qū)西段與東段喀臘大灣地區(qū)之間還存在一些差異。

北阿爾金地區(qū)西段的俯沖型巖漿巖集中在480～460 Ma，其中包括戚學(xué)祥等[3]獲得的恰什坎薩依花崗閃長巖年齡((481.5±5.3)Ma)、吳才來等[5-6]獲得的巴什考供盆地北石英閃長巖年齡((481.6±5.6)Ma)、巴什考供盆地南巨斑花崗巖年齡((474.3±6.8)Ma)；目前雖未見有同碰撞花崗巖的報道，但是，北阿爾金地區(qū)西段蛇綠混雜巖帶基質(zhì)中的絹云母Ar-Ar測年將俯沖結(jié)束(碰撞開始)限定在450 Ma左右[1]。而在喀臘大灣地區(qū)，俯沖型巖漿巖的時間限定在了517～477 Ma，除了上述討論的陸緣弧巖漿巖帶之外，還包括形成年齡為(517±6)Ma的阿北銀鉛礦花崗巖巖體[49]和形成年齡為(477.5±3.3)Ma的齊勒薩依巖體[8]；大平溝地區(qū)發(fā)育與碰撞有關(guān)的韌性剪切帶型金礦和花崗巖巖體[50-51]，其成礦年齡(石英包裹體Rb-Sr等時線，(487±21)Ma)[52]和大平溝巖體[9]的結(jié)晶年齡((477.1±4.1)Ma)表明喀臘大灣地區(qū)至少在480～470 Ma進(jìn)入了同碰撞階段，其早于在北阿爾金西段獲得的數(shù)據(jù)(450 Ma[1])。故而，我們認(rèn)為北阿爾金局限洋盆西段經(jīng)歷了更長時間的俯沖，整體呈東早西晚的剪刀狀閉合。

6 結(jié)論

通過對喀臘大灣地區(qū)4337高地北花崗閃長巖巖體的野外調(diào)查、巖相學(xué)分析、年代學(xué)和地球化學(xué)綜合研究，并與區(qū)域上年代相近、成因類似的花崗質(zhì)巖石進(jìn)行對比，取得了以下主要認(rèn)識：

1)4337高地北花崗閃長巖巖體地球化學(xué)特征表明其為高鉀鈣堿性I型花崗巖，可能是下地殼中鉀和高鉀變質(zhì)玄武巖部分熔融形成的。

2)4337高地北花崗閃長巖巖體結(jié)晶年齡為(494.4 ± 5.5)Ma。結(jié)合前人研究，認(rèn)為喀臘大灣地區(qū)在早古生代發(fā)育一條活動陸緣(陸緣弧)巖漿巖帶；表明北阿爾金局限洋盆在晚寒武世--早中奧陶世向南俯沖在中阿爾金地塊之下。

3)通過對比北阿爾金東西段報道的中酸性侵入巖年齡數(shù)據(jù)，認(rèn)為北阿爾金局限洋盆西段經(jīng)歷了更長時間的俯沖，整體呈東早西晚的剪刀狀閉合。

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SHRIMP Zircon U-Pb Geochronology of Northern Highland 4337 Granodiorite in Kaladawan Area of Northern Altun Mountains and Its Tectonic Implications

Meng Lingtong1，Chen Bailin1，Luo Dike2，Wang Yong1，Sun Yue1，3，Wu Yu1，Zhang Hao3，Wang Tong3

1.InstituteofGeomechanics，ChineseAcademyofGeologicalSciences，Beijing100081，China2.DepartmentofEnergyandMineralResources，CiticConstructionCO.,LTD，Beijing100027，China3.SchoolofEarthSciencesandResources，ChinaUniversityofGeosciences，Beijing100083，China

Kaladawan area of the eastern Altun Mountains of Xinjiang is tectonically located between the NE-trending Altyn Tagh strike-slip fault and the EW-trending northern Altyn Tagh fault, where the intermediate-acid intrusive rocks are wildly distributed. The granodiorite in the north of Highland 4337 is selected to study the tectonic evolution of the Kaladawan area. The geochemical data of the intrusion suggests that it is high-K calc-alkaline I-type granitic rock which was likely derived from a partial melting of the intermediate- to high-K meta-andesitic-basaltic rocks under high pressure. Zircon U-Pb age obtained by SHRIMP from the granodiorite is (494.4±5.5) Ma, implying that it was emplaced in the Late Cambrian period. Integrated with geochemistry, trace element discrimination, geochronology, and regional background, it is inferred that the granodiorite was formed in a subduction-related active continental margin (continental arc). In combination with the previous studies of magmatic activity in Kaladawan area, we suggest that the central Altun block were developed in Early Paleozoic into an active continental margin (continental arc), and a magmatic belt were caused by the southward subduction of an oceanic crust to central Altun block during Late Cambrian to Early-Middle Ordovician. Compared to the ages of the intermediate-acid intrusive rocks of north Altyn Tagh area, the evolution of western and eastern parts is different. The west of north Altyn Ocean subduction lasted relatively longer than the east，and the syn-collision stage in the east was earlier than in the west.

Altun Mountains；Kaladawan area；petrogeochemistry；zircon SHRIMP U-Pb dating；partial melting；active continental margin

10.13278/j.cnki.jjuese.201506116.

2014-12-25

“十一·五”、“十二·五”國家科技支撐計劃重點(diǎn)項目(2006BAB07B02-04，2011BAB06B08-04)；中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項目(1212011085043)

孟令通(1991--)，男，研究生，主要從事構(gòu)造地質(zhì)學(xué)研究，E-mail:tone18@sina.com

陳柏林(1962--)，男，研究員，主要從事區(qū)域構(gòu)造、礦田構(gòu)造和成礦預(yù)測研究，E-mail:chlh6299@263.net。

10.13278/j.cnki.jjuese.201506116

P588.12

A

孟令通，陳柏林，羅迪柯，等.北阿爾金喀臘大灣地區(qū)4337高地北花崗閃長巖 SHRIMP U-Pb定年及其構(gòu)造意義.吉林大學(xué)學(xué)報:地球科學(xué)版,2015,45(6):1757-1771.

Meng Lingtong，Chen Bailin，Luo Dike，et al. SHRIMP Zircon U-Pb Geochronology of Northern 4337 Highland Granodiorite in Kaladawan Area of Northern Altun Mountains and Its Tectonic Implications.Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2015,45(6):1757-1771.doi:10.13278/j.cnki.jjuese.201506116.