東昆侖中段沙松烏拉地區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖鋯石U-Pb年齡及其地質(zhì)意義①

付軍 董進(jìn)生 孫宏亮 白建海

青海省地質(zhì)調(diào)查院 青海省青藏高原北部地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海 西寧 810012

沙松烏拉地區(qū)位于青藏高原北部，柴達(dá)木盆地南緣，東昆侖山脈中段。東昆侖造山帶位于華北板塊的南緣，東昆侖造山帶沿東昆侖-鄂拉山一線分布，呈近東西向展布（圖1），南端以昆南縫合帶為界，南鄰巴顏喀拉，北端以昆北斷裂為界與柴達(dá)木地塊分界，西端延入新疆被阿爾金大型走滑斷裂所截，東端大體以唐格木斷裂和賽什塘-苦海斷裂為界與秦嶺弧盆系分界。潘桂棠等以昆中斷裂為界將東昆侖劃分為祁漫塔格地塊、昆北地塊、昆南結(jié)合帶三個(gè)構(gòu)造單元，該區(qū)基底集中分布[1,2]。筆者以沙松烏拉地區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖的地質(zhì)特征、巖石學(xué)及年代學(xué)研究為基礎(chǔ)，進(jìn)而討論了研究區(qū)早三疊世花崗閃長(zhǎng)巖的地質(zhì)意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

大地構(gòu)造位置屬東昆侖造山帶的中東段，是北昆侖巖漿弧和南昆侖結(jié)合帶的結(jié)合部位（圖1）。出露地層有古元古界金水口巖群、新元古界萬(wàn)保溝群，下寒武統(tǒng)沙松烏拉組，奧陶-志留系納赤臺(tái)群，志留系賽什騰組，上泥盆統(tǒng)牦牛山組、下三疊統(tǒng)洪水川組、下-中三疊統(tǒng)鬧倉(cāng)堅(jiān)溝組、中三疊統(tǒng)希里可特組及上三疊統(tǒng)八寶山組。變質(zhì)作用類型以區(qū)域動(dòng)熱變質(zhì)作用為主，局部疊加有接觸變質(zhì)作用和動(dòng)力變質(zhì)作用。東昆侖造山帶內(nèi)不同期次的花崗巖極為發(fā)育，主要的巖漿作用時(shí)期是晚古生代-早中生代，近年來(lái)1∶5 萬(wàn)地質(zhì)調(diào)查表明，主體為晚二疊世-晚三疊世花崗巖，主要分布于東昆侖北坡和東昆侖南坡。北以昆中斷裂為界毗鄰北昆侖地塊，南界部分為中生代侵入巖。

圖1 沙松烏拉地區(qū)地質(zhì)圖及采樣位置Fig.1 Geological map and sampling location of Shasongwula area

2 研究區(qū)地質(zhì)概況

早三疊世侵入巖呈巖基或巖株?duì)?，出露大量，共解體出5 個(gè)侵入體。侵入體分布于昆侖山主脊南北兩側(cè)，呈巖株?duì)钛乩ブ袛嗔呀鼥|西向斷續(xù)展布，受近東西向構(gòu)造作用，平面形態(tài)呈帶狀，部分呈近橢圓狀，展布方向與區(qū)域構(gòu)造線方向的基本一致。早三疊世花崗閃長(zhǎng)巖與晚二疊世花崗閃長(zhǎng)巖為脈動(dòng)侵入，侵入巖的巖石類型多樣，花崗閃長(zhǎng)巖-二長(zhǎng)花崗巖-鉀長(zhǎng)花崗巖組合為主。不同侵入體，多呈長(zhǎng)條狀或透鏡狀，長(zhǎng)軸方向近東-西向，圍巖為古元古界金水口巖群和晚二疊世花崗巖、上志留統(tǒng)牦牛山組（圖1），圍巖中接觸變質(zhì)作用強(qiáng)烈，侵入接觸關(guān)系清楚，巖體邊部見(jiàn)有較多的圍巖捕虜體。

3 巖相學(xué)特征

沙松烏拉地區(qū)花崗巖主要有花崗閃長(zhǎng)巖、中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖、鉀長(zhǎng)花崗巖，總體上均呈淺灰白色-淺肉紅色，以中細(xì)粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造為其特征。巖石中多數(shù)造巖礦物均有不同程度的蝕變現(xiàn)象，如長(zhǎng)石類礦物多具粘土、綠泥石及云母化，鉀長(zhǎng)石波狀消光，斜長(zhǎng)石雙晶彎曲，巖石破碎，石英碎粒狀，這種現(xiàn)象在接觸帶、構(gòu)造破碎帶更為明顯。該期次花崗巖的礦物含量變化范圍廣，礦物成分不均一，但主要礦物種類基本相同，如斜長(zhǎng)石均為中-更長(zhǎng)石，鉀長(zhǎng)石為微斜長(zhǎng)石和微斜條紋長(zhǎng)石，均含有角閃石、黑云母暗色礦物等。由早期侵入體至晚期侵入體，隨著石英的增多，鉀長(zhǎng)石、黑云母逐漸增高而角閃石明顯減少，表明該期次的花崗巖具有同源巖漿演化的特點(diǎn)。

花崗閃長(zhǎng)巖為淺灰色，半自形中?；◢徑Y(jié)構(gòu)，粒度0.39～3.90mm，塊狀構(gòu)造。礦物成分：斜長(zhǎng)石45%，為中長(zhǎng)石，An＝35～39，呈板狀它形晶；石英20%，呈不規(guī)則的它形粒狀晶；鉀長(zhǎng)石14%，為微斜長(zhǎng)石，呈不規(guī)則的它形粒狀晶，格狀雙晶發(fā)育；角閃石15%，呈柱狀，顯角閃式解理，色澤為褐色，為普通角閃石；黑云母5%，片狀，深褐-黃褐色，發(fā)育一組及完全解理；副礦物為磷灰石、榍石、鋯石。蝕變特征：斜長(zhǎng)石具較強(qiáng)粘土化，伴絹云化、簾石化。

4 同位素測(cè)年結(jié)果

4.1 測(cè)試方法

沙松烏拉花崗閃長(zhǎng)巖樣品（B-JDU-Pb129）采自大灶火溝腦，為早三疊世花崗閃長(zhǎng)巖巖體的東側(cè)（圖1）。將新鮮花崗閃長(zhǎng)巖進(jìn)行同位素測(cè)年分析，鋯石的挑選由河北省廊坊地調(diào)院礦物分離實(shí)驗(yàn)室完成，質(zhì)量為10kg的樣品經(jīng)機(jī)械破碎后，用浮選、電磁選分選其中的鋯石，然后在雙目鏡下手工挑選出晶形和透明度較好的鋯石。鋯石樣品靶的制作和鋯石陰極發(fā)光圖像在天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所進(jìn)行，U-Pb同位素分析均由天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所的Agilent 7500 ICP-MS儀器進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)中以He作為剝蝕物質(zhì)載氣，采用的激光束斑直徑為63 μm[2-5]，采用Glitter(ver40，Macquarie University)序?qū)︿喪耐凰乇戎导霸睾窟M(jìn)行計(jì)算并按照Andersen Tom的3D坐標(biāo)法進(jìn)行校正，用LAMICPMS Commo Lead Correction(ver3.15)對(duì)其進(jìn)行了普通鉛校正。年齡計(jì)算及諧和圖采用Isoplot(ver3.2)[6]程序完成。

4.2 測(cè)試結(jié)果

鋯石樣品（B-JDU-Pb129）為淺黃色-無(wú)色透明呈正方雙錐狀、鈕柱狀及半截錐狀自形晶體，陰極發(fā)光圖像表現(xiàn)出典型的巖漿韻律環(huán)帶和明暗相間的環(huán)條帶結(jié)構(gòu)等(圖2)，屬于巖漿結(jié)晶產(chǎn)物；鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，成因類型多樣，部分鋯石具有殘留的核部，為繼承核或捕獲核部分鋯石顆粒具有窄的淺色邊，但核部仍顯示出清晰的巖漿環(huán)帶特征，淺色邊為變質(zhì)的增生邊。

圖2 花崗閃長(zhǎng)巖中鋯石的陰極發(fā)光照片F(xiàn)ig.2 Photograph of cathodoluminescence of zircon in granodiorite

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不同成因的鋯石具有不同的Th、U 含量和Th／U 比值，巖漿鋯石的Th、U 含量較高，且Th／U 比值較大(一般大于0.4)；變質(zhì)鋯石的Th、U 含量低，Th／U 比值小(一般小于0.1)。沙松烏拉花崗閃長(zhǎng)巖樣品（QⅢB-JDU-Pb129）中的鋯石U-Pb 同位素測(cè)試數(shù)據(jù)經(jīng)普通鉛校正后，U-Pb 測(cè)試結(jié)果列于表1，鋯石有效測(cè)試點(diǎn)共22 個(gè)；Th/U=0.3703～0.6198，一般大于0.4，屬巖漿成因鋯石[7]。在207Pb/235U-206Pb/238U諧和圖上（圖3），22 個(gè)鋯石測(cè)點(diǎn)的207Pb/235U 年齡比較集中，介于243～251Ma 之間。這22 個(gè)點(diǎn)的206Pb/238U 年齡加權(quán)平均值為Mean=246.7±1.2Ma（MSWD=2.7），該年齡為該花崗閃長(zhǎng)巖的結(jié)晶年齡，鋯石的結(jié)晶年齡可以代表花崗閃長(zhǎng)巖的成巖年齡。

圖3 鋯石U-Pb 年齡諧和圖和加權(quán)平均年齡圖Fig.3 Zircon U-Pb age concordant diagram and weighted average age diagram

5 形成時(shí)代與構(gòu)造環(huán)境

沙松烏拉花崗閃長(zhǎng)巖同位素年齡值為246.7±1.2Ma，即該期侵入巖形成的地質(zhì)時(shí)期為早三疊世，野外在路線地質(zhì)調(diào)查和剖面上見(jiàn)早三疊世花崗閃長(zhǎng)巖脈超動(dòng)侵入晚二疊世花崗閃長(zhǎng)巖中，依據(jù)區(qū)域地質(zhì)特征、巖石組合、同位素年齡及巖體空間接觸關(guān)系，將該巖體形成時(shí)代厘定為早三疊世。

晚二疊世（256±1Ma）-早三疊世(246.7±1.2Ma)（P3-T1）的弧火山巖類和弧花崗巖類與安底斯活動(dòng)大陸邊緣弧火成巖類相似，這一時(shí)期變形是早古生代造山結(jié)束后于晚泥盆由擠壓機(jī)制向伸展機(jī)制轉(zhuǎn)換，形成火山盆地。羅照華[9]等研究認(rèn)為晚三疊世火山巖及花崗巖類則與青藏大陸碰撞造山帶的火成巖類相似，為陸相高鉀鈣堿性-鉀玄巖質(zhì)或強(qiáng)過(guò)鋁質(zhì)火成巖，它們分別清楚地記錄了俯沖造山與碰撞造山的時(shí)限。莫宣學(xué)[10]等研究認(rèn)為東昆侖地區(qū)自中-晚石炭世就開(kāi)始了板塊的俯沖，中-晚二疊世到早三疊世（240～260Ma）是主要的俯沖造山期。潘彤[11]等研究認(rèn)為五龍溝金礦成礦時(shí)代為三疊紀(jì)。陳柏林[12]等研究認(rèn)為五龍溝金礦床主成礦為印支早期，年齡237Ma 左右。沙松烏拉地區(qū)有大量早三疊世花崗閃長(zhǎng)巖出露和構(gòu)造蝕變巖型金礦存在，花崗閃長(zhǎng)巖形成于俯沖巖漿弧的構(gòu)造環(huán)境下，構(gòu)造蝕變巖找礦工作應(yīng)重視形成于俯沖巖漿弧的構(gòu)造環(huán)境下的花崗閃長(zhǎng)巖成礦作用。

6 結(jié)論

LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 測(cè)年結(jié)果表明，沙松烏拉花崗閃長(zhǎng)巖的鋯石U-Pb 年齡為246.7±1.2Ma，屬于早三疊世。沙松烏拉花崗閃長(zhǎng)巖的研究為區(qū)域成礦作用研究提供了新資料，東昆侖地區(qū)產(chǎn)于中生代俯沖巖漿弧環(huán)境下的花崗閃長(zhǎng)巖具有很好的構(gòu)造蝕變型金礦成礦潛力，今后構(gòu)造蝕變巖找礦工作中應(yīng)重視花崗閃長(zhǎng)巖成礦作用。