青海溝里地區(qū)斜長(zhǎng)角閃巖鋯石UPb年代學(xué)、LuHf同位素特征及其指示意義

吳勝寶 孫國(guó)勝 李雪 孫九達(dá) 齊雨寧 王卓一 馬冬

吳勝寶，孫國(guó)勝，李雪，等. 青海溝里地區(qū)斜長(zhǎng)角閃巖鋯石UPb年代學(xué)、LuHf同位素特征及其指示意義.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（地球科學(xué)版），2024，54（3）：862876.doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20220254.

Wu Shengbao， Sun Guosheng， Li Xue，et al. Zircon UPb Geochronology and LuHf Isotope of Amphibolite in Gouli Area， Qinghai Province， and Their Tectonic Implications. Journal of Jilin University（Earth Science Edition），2024，54（3）：862876. doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20220254.

摘要：

東昆侖造山帶金水口群的沉積和變質(zhì)時(shí)代一直存在爭(zhēng)議。本文利用LAICPMS技術(shù)對(duì)青海省都蘭縣溝里地區(qū)金水口群中的斜長(zhǎng)角閃巖進(jìn)行了鋯石UPb年代學(xué)、LuHf同位素研究。結(jié)果顯示：斜長(zhǎng)角閃巖中6個(gè)測(cè)點(diǎn)的碎屑鋯石年齡集中在2.1～2.0 Ga之間，碎屑鋯石最小年齡為1 829 Ma，變質(zhì)鋯石的上交點(diǎn)年齡為（1 905±300）Ma，誤差較大，但暗示金水口群沉積時(shí)間漫長(zhǎng)，沉積時(shí)代不晚于中元古代早期，故本文認(rèn)為金水口群沉積時(shí)代在1 800 Ma左右；年齡集中于2 100 Ma的碎屑鋯石具有麻粒巖相變質(zhì)鋯石特征。變質(zhì)鋯石年齡集中于450～420 Ma之間，12個(gè)點(diǎn)的加權(quán)平均年齡為（444.3±5.3）Ma，為早古生代，該年齡與東昆侖造山帶響應(yīng)原特提斯洋俯沖拼合并發(fā)生區(qū)域深熔作用的年齡基本一致；鋯石176Lu/177Hf值較低，變質(zhì)鋯石εHf （t）值為-35.41～-3.75，TDM2介于3 641～1 666 Ma之間，源巖物質(zhì)為古老地殼再循環(huán)的產(chǎn)物；古元古代碎屑鋯石εHf （t）值為-2.98～25.58，TDM2介于2 833～920 Ma之間，源區(qū)為來(lái)源于虧損地幔的陸殼，與太古宙TTG巖系相似，暗示阿爾金地塊的TTG巖系為金水口群提供了部分物質(zhì)來(lái)源。金水口群沉積于活動(dòng)大陸邊緣或初始裂谷盆地，上部沉積蓋層冰溝群與萬(wàn)寶溝群沉積于淺海陸棚，沉積過(guò)程具有連續(xù)性。

關(guān)鍵詞：

金水口群；斜長(zhǎng)角閃巖；鋯石UPb定年；鋯石LuHf同位素分析；東昆侖造山帶

doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20220254

中圖分類(lèi)號(hào)：P597

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

收稿日期：20220910

作者簡(jiǎn)介：吳勝寶（1998—），男，碩士研究生，主要從事地球化學(xué)方面的研究，E-mail：1244549726@qq.com

通信作者：孫國(guó)勝（1964—），男，教授，博士，主要從事地球化學(xué)和礦物學(xué)方面的研究，E-mail： 691836152@qq.com

基金項(xiàng)目：中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目（DD201901506）

Supported by the Project of China Geological Survey （DD201901506）

Zircon UPb Geochronology and LuHf Isotope of Amphibolite in Gouli Area， Qinghai Province， and Their Tectonic Implications

Wu Shengbao，Sun Guosheng，Li Xue，Sun Jiuda， Qi Yuning， Wang Zhuoyi，Ma Dong

College of Earth Sciences， Jilin University， Changchun 130061， China

Abstract：

The sedimentary and metamorphic ages of the Jinshuikou Group in the East Kunlun orogenic belt has been controversial. In this paper， the zircon UPb geochronology and LuHf isotope of amphibolite in Jinshuikou Group in Gouli area， Dulan County， Qinghai Province were studied by LAICPMS technique. The results

show that the ages of detrital zircons in amphiboliterange from 2.1 to 2.0 Ga， with the youngest detrital zircons dating to 1 829 Ma；The upper intersection age of metamorphic zircons is （1 905±300） Ma， although with a large error. However， this implies a lengthy deposition time for the Jinshuikou Group， not extending beyond the Early Mesoproterozoic. Therefore， this study proposes a deposition time of about 1 800 Ma for the Jinshuikou Group. The detrital zircons with ages of 2 100 Ma are characterized by granulite facies metamorphic zircon. Metamorphic zircon ages are concentrated between 450 and 420 Ma， with a weighted average age of 12 points is （444.3±5.3） Ma （Early Paleozoic）， consistent with the age of regional anatexis in the East Kunlun orogenic belt in response to the subduction and amalgamation of the Proto-Tethys Ocean. The zircon 176Lu/177Hf values are low， the εHf （t） values of metamorphic zircons are -35.41-3.75， and the TDM2 is between 3 6411 666 Ma. The source rock materials are the product of ancient crustal recycling. The εHf （t） values of the Proterozoic detrital zircons are -2.9825.58， and the TDM2 is between 2 833920 Ma. The source area is the continental crust from the depleted mantle， which is similar to the Archean TTG rock series， suggesting that the TTG rock series of Altyn block provides some material sources to Jinshuikou Group. The Jinshuikou Group was deposited on the active continental margin or the initial rift basin， while the Binggou Group and Wanbaogou Group， the upper sedimentary cover， were deposited on the shallow sea shelf， with a continuous deposition process.

Key words：

Jinshuikou Group; amphibolite; zircon UPb dating; zircon LuHf isotope analysis; East Kunlun orogenic belt

0? 引言

東昆侖造山帶東承秦嶺造山帶、西接塔里木盆地、北鄰柴達(dá)木地塊、南鄰巴顏喀拉地塊，呈北西—南東向展布［14］。造山帶主要由綠片巖相低麻粒巖相火山沉積巖系組成［58］，出露金水口群、苦海群、冰溝群和萬(wàn)寶溝群等古老地層。前人在冰溝群與萬(wàn)寶溝群中分別發(fā)現(xiàn)古老疊層石和藻類(lèi)化石，確定冰溝群屬薊縣系，萬(wàn)寶溝群屬長(zhǎng)城系［8］。這些發(fā)現(xiàn)推進(jìn)了東昆侖造山帶元古宙構(gòu)造演化歷史的研究。

金水口群為東昆侖造山帶內(nèi)最為古老的變質(zhì)基底巖系，巖石建造以片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖和大理巖為主，成巖規(guī)模大，固結(jié)程度高，長(zhǎng)期受到相關(guān)研究人員的關(guān)注。學(xué)者們［5，912］對(duì)金水口群片麻巖進(jìn)行了鋯石UPb年代學(xué)研究，獲得的鋯石UPb年齡主要集中在4個(gè)區(qū)間：2 500～2 400、2 000～1 800、1 000～900和500～400 Ma。目前學(xué)界廣泛認(rèn)同處于500～400 Ma區(qū)間的變質(zhì)鋯石指示了一期早古生代高角閃巖相低麻粒巖相的強(qiáng)烈變質(zhì)作用，同時(shí)榴閃巖與榴輝巖的發(fā)現(xiàn)指示金水口群中可能存在超高壓變質(zhì)［1011，1314］。其他幾個(gè)區(qū)間年齡，由于大部分為捕獲鋯石年齡，故難以直接確定其意義。

對(duì)于金水口群的沉積成巖年齡，早期學(xué)者認(rèn)為其巖石成巖于始太古代［7］。隨著研究的不斷深入，學(xué)界逐漸形成2種主流觀點(diǎn)：一種觀點(diǎn)認(rèn)為金水口群形成于古元古代［2，10，1516］；另一種觀點(diǎn)認(rèn)為金水口群形成于中元古代［56］。由于缺乏完全變質(zhì)鋯石的年齡數(shù)據(jù)，金水口群沉積與變質(zhì)年齡難以確定。同時(shí)，金水口群的大地構(gòu)造屬性也同樣存在爭(zhēng)議。陳有炘［9］認(rèn)為金水口群形成于大陸島弧或活動(dòng)大陸邊緣相關(guān)環(huán)境；周文孝等［15］認(rèn)為巖石總體沉積環(huán)境為伸展向擠壓轉(zhuǎn)換構(gòu)造條件下的大陸裂谷。以上可知，金水口群的年齡以及金水口群的原巖環(huán)境爭(zhēng)議頗大，這限制了東昆侖造山帶變質(zhì)基底的進(jìn)一步研究。

本文以溝里地區(qū)金水口群中變基性巖（斜長(zhǎng)角閃巖）為研究對(duì)象，開(kāi)展詳細(xì)的鋯石UPb年代學(xué)和鋯石LuHf同位素研究，并探究巖石的碎屑鋯石年齡及巖漿源區(qū)性質(zhì)，以期為確定金水口群沉積時(shí)代以及巖石形成環(huán)境提供進(jìn)一步約束，并為東昆侖造山帶古元古代變質(zhì)演化歷史研究提供參考依據(jù)。

1? 地質(zhì)背景

前人［12，4，1314，1719］研究表明，東昆侖造山帶具有元古宙至新生代的悠久演化歷史，經(jīng)歷了多期巖漿作用與變質(zhì)作用。它與秦嶺造山帶、西昆侖造山帶合稱(chēng)中央造山帶，連接華北克拉通、揚(yáng)子克拉通、塔里木地臺(tái)。中央造山帶和三大古地臺(tái)共同構(gòu)成中國(guó)區(qū)域構(gòu)造格架。對(duì)于東昆侖造山帶的次級(jí)構(gòu)造單元?jiǎng)澐郑煌瑢W(xué)者提出了不同的觀點(diǎn)［10，13，15，1920］，本文采用將東昆侖造山帶三分的觀點(diǎn)［10，13，1920］，即以昆北斷裂、昆中斷裂為界，將東昆侖造山帶劃分為昆北地體、昆中地體、昆南地體。各地體的地層出露情況差距較大，地層沉積不連續(xù)，且大多受區(qū)域巖漿作用和變質(zhì)作用改造（圖1）。

昆北地體無(wú)前寒武紀(jì)古老地層出露，最老地層僅為奧陶紀(jì)碎屑巖系，受古生代巖漿作用和改造發(fā)生低級(jí)變質(zhì)，巖性為綠片巖與大理巖，并夾有部分枕狀熔巖［8，22］。最古老的花崗巖年齡為904 Ma，表明昆北地體可能響應(yīng)了全球Rodinia超大陸匯聚事件［23］。

昆中地體則存在元古宙古老變質(zhì)巖系，如古元古代金水口群和中—新元古代冰溝群等。金水口群為東昆侖造山帶最為古老的變質(zhì)基底，巖性以黑云斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖和大理巖為主體，夾有長(zhǎng)英質(zhì)變粒巖和石英巖等［5，7，9，1516，22，24］。該群在500～400 Ma經(jīng)歷了高角閃巖相麻粒巖相變質(zhì)作用［7，9，15，22，2425］。早古生代榴閃巖與榴輝巖的發(fā)現(xiàn)，指示金水口群中可能發(fā)生過(guò)超高壓變質(zhì)［1314］。冰溝群為一套中—新元古代的中低級(jí)變質(zhì)巖系，主體巖性為碳酸鹽巖及片巖，該地層中發(fā)現(xiàn)古老疊層石與藻類(lèi)化石，被劃入薊縣系［8，25］。何登峰［10］對(duì)冰溝群進(jìn)行了研究，根據(jù)冰溝群繼承鋯石年齡，將冰溝群的沉積時(shí)限限定于1.3～1.0 Ga，屬于中元古代。

昆南地體元古宙變質(zhì)巖系為苦海雜巖和萬(wàn)寶溝群，含晚泥盆世磨拉石建造?？嗪ｋs巖屬中元古代地層［10，16，26］，巖性主要由各類(lèi)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖、片巖及混合巖組成，經(jīng)歷早古生代變質(zhì)作用而發(fā)生角閃巖相變質(zhì)［810，17］。王國(guó)燦等［16］獲得苦海群斜長(zhǎng)角閃巖下交點(diǎn)年齡約為750 Ma，何登峰［10］在苦海群副變質(zhì)巖中獲得770 Ma的一組諧和年齡，并認(rèn)為苦海群沉積時(shí)代為古元古代末期—中元古代早期。萬(wàn)寶溝群為一套淺變質(zhì)的火山碎屑巖系及碳酸

鹽巖。碳酸鹽巖中發(fā)現(xiàn)疊層石化石和小殼類(lèi)化石［8］，故巖群被劃分入長(zhǎng)城系。

本次研究區(qū)域位于青海省都蘭縣溝里地區(qū)，構(gòu)造位置為昆中地體中部，昆北斷裂和昆中斷裂分別位于研究區(qū)的北部和南部，具有十分重要的地質(zhì)意義（圖1）。研究區(qū)內(nèi)地層以金水口群為主體，上三疊統(tǒng)鄂拉山組零星出露，其中金水口群以黑云斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖和大理巖為主體，夾少量片巖、黑云變粒巖和石英巖等。由于區(qū)域內(nèi)大量加里東期和印支期花崗巖侵入破壞，以及多期次動(dòng)力變質(zhì)作用疊加改造，使得巖石層序混亂，原巖沉積構(gòu)造、疊覆關(guān)系難以識(shí)別。上三疊統(tǒng)鄂拉山組主要為一套陸相酸性火山碎屑巖建造，同時(shí)伴有少量正常沉積建造［8］，風(fēng)化剝蝕嚴(yán)重，巖石建造殘缺不全。

2? 樣品采集與巖相學(xué)特征

樣品采集于青海都蘭縣溝里地區(qū)香日德鎮(zhèn)附近（圖2）。斜長(zhǎng)角閃巖呈似層狀嵌入黑云斜長(zhǎng)片麻巖中，風(fēng)化面與新鮮面均為灰黑色，說(shuō)明巖石風(fēng)化程度較低（圖3a、b、c）；巖石具粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖相學(xué)鑒定巖石主要成分為角閃石、斜長(zhǎng)石（圖3d、e）、石英。角閃石體積分?jǐn)?shù)為70%，粒徑為0.2～0.5 mm，可見(jiàn)1～2組斜交完全解理，正中—正高突起，具淺黃綠—深綠多色性，斜消光，消光角較小，約20°，正延性，二軸晶負(fù)光性；部分角閃石發(fā)生黝簾石化，礦物平行消光，干涉色接近一級(jí)灰白，單偏光下顏色為淺綠色，多色性不明顯，兼具角閃石和黝簾石特征。斜長(zhǎng)石體積分?jǐn)?shù)為25%，粒徑為0.1～0.3 mm，他形粒狀，正低突起，干涉色一級(jí)灰白，可見(jiàn)聚片雙晶。石英體積分?jǐn)?shù)為5%，粒徑約為0.1 mm，他形粒狀，正低突起，干涉色一級(jí)黃白，一軸晶正光性。

3? 分析方法

鋯石制靶和

陰極熒光CL照相在廊坊市宇能（宇恒）礦巖技術(shù)服務(wù)有限公司完成。

首先采用重液法和磁法工藝提取全巖樣品中的鋯石，并在雙目鏡下手工挑選和純化；然后選取有代表性的鋯石顆粒及標(biāo)樣同時(shí)置于無(wú)色透明的環(huán)氧樹(shù)脂中，制成樣品靶；最后固化后拋光至鋯石中心部位暴露出來(lái)。采用反射透鏡光顯微鏡成像技術(shù)，利用英國(guó)Gatan公司生產(chǎn)的MonoCL4+熒光光譜裝置拍攝鋯石陰極熒光CL圖像。

鋯石LAICPMS測(cè)年分析在北京燕都中實(shí)測(cè)試技術(shù)有限公司完成。分析儀器為美國(guó) NewWave公司生產(chǎn)的193 nm激光剝蝕進(jìn)樣系統(tǒng)（UP193SS）和美國(guó)AGILENT科技有限公司生產(chǎn)的Agilent7500a型四級(jí)桿等離子體質(zhì)譜儀聯(lián)合構(gòu)成的激光等離子質(zhì)譜儀（LAICPMS）。實(shí)驗(yàn)中激光器工作頻率為10 Hz，測(cè)試點(diǎn)的束斑直徑為30 μm，預(yù)剝蝕時(shí)間為5 s，剝蝕時(shí)間為45 s，載氣采用高純度氦氣剝蝕物質(zhì)，氬氣作為補(bǔ)償氣以調(diào)節(jié)靈敏度，氣體流速為0.88 L/min。UPb同位素定年采用鋯石標(biāo)準(zhǔn)91500作為外標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)鋯石TEMORA和Qinghu作為監(jiān)控盲樣；微量元素分餾校正采用玻璃標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)NIST610作為外標(biāo)，Si為內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，NIST612和NIST614為監(jiān)控盲樣。

年齡計(jì)算采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)程序Isoplot，比值采用

Glitter程序，單個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)誤差全為1σ，加權(quán)平均值誤差為2σ，平均年齡值中大于1 000 Ma的鋯石點(diǎn)位選用207Pb/206Pb年齡，小于1 000 Ma的鋯石點(diǎn)位選用206Pb和238U年齡進(jìn)行計(jì)算。按照Andersen［2728］的方法進(jìn)行了常見(jiàn)的鉛校正。

鋯石Hf同位素分析在吉林大學(xué)測(cè)試中心完成。測(cè)試采用Neptune型多接收等離子體質(zhì)譜儀和GeolasPro型激光剝蝕系統(tǒng)聯(lián)用的方法，分析儀器型號(hào)為NeptunePlus。實(shí)驗(yàn)使用氦氣為載氣，氬氣和少量氮?dú)鉃檠a(bǔ)償氣以提高實(shí)驗(yàn)靈敏度。測(cè)試豎斑直徑為32 μm，所有測(cè)試位置與UPb定年點(diǎn)位相同或靠近。參考物質(zhì)為GJ1和Plesovice國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)鋯石。

4? 分析結(jié)果

4.1? 鋯石CL圖像特征

斜長(zhǎng)角閃巖的鋯石均為變質(zhì)鋯石，陰極發(fā)光圖像呈暗褐—暗棕色，形狀以不規(guī)則粒狀為主，少數(shù)為渾圓狀、短柱狀和長(zhǎng)柱狀。短柱狀鋯石晶體晶形完整，晶棱、晶錐發(fā)育良好。不規(guī)則粒狀及渾圓狀鋯石顆粒長(zhǎng)寬比總體接近1∶1，短柱狀鋯石顆粒長(zhǎng)寬比則為1∶2～1∶3，粒徑為60～90 μm。根據(jù)鋯石CL圖像與形態(tài)特征的差異，可將鋯石分為4類(lèi)。

第一類(lèi)為短柱狀鋯石（圖4a），具有核邊結(jié)構(gòu)，由具強(qiáng)—弱發(fā)光（灰白—灰黑色）效應(yīng)的核部和相對(duì)弱發(fā)光（灰黑色—黑色）效應(yīng)的變質(zhì)增生邊組成。絕大部分鋯石核部殘缺不全，內(nèi)部分帶不明顯。邊部變質(zhì)增生邊圍繞核部生長(zhǎng)，形態(tài)與核部基本一致，寬度介于5～15 μm之間。在邊部和核部之間可隱約見(jiàn)到亮色溶蝕邊，溶蝕邊為環(huán)帶狀，形狀規(guī)則，寬度小于2 μm。該類(lèi)鋯石雖為短柱狀鋯石，但核部不具有典型巖漿鋯石的振蕩環(huán)帶，屬于變質(zhì)鋯石。

第二類(lèi)為不規(guī)則粒狀鋯石（圖4b），鋯石核部為無(wú)分帶或面狀分帶的變質(zhì)鋯石；邊部往往為較暗的變質(zhì)增生帶，寬度為5～10 μm；在變質(zhì)增生帶和核

部鋯石之間存在因溶蝕作用形成的亮邊，溶蝕邊也為環(huán)帶狀，但形狀不規(guī)則，寬度為2～5 μm。該類(lèi)鋯石中核部無(wú)分帶，明顯為完全變質(zhì)增生鋯石。其余鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭受破壞，但不具有典型巖漿振蕩環(huán)帶特征，應(yīng)是變質(zhì)改造不完全所致。

第三類(lèi)為渾圓狀鋯石（圖4c），具有核幔邊結(jié)構(gòu)。該類(lèi)鋯石可進(jìn)一步分為兩種：第一種鋯石是核部無(wú)分帶、扇形分帶和面狀分帶的變質(zhì)鋯石，鋯石顆粒圓滑。幔部為顏色較淺的變質(zhì)增生邊，寬度為5～10 μm；鋯石邊部為明亮的溶蝕邊，溶蝕邊厚度為5～10 μm，形狀為極不規(guī)則的圓環(huán)狀。鋯石最外部隱約可見(jiàn)灰色的變質(zhì)增生邊，厚度小于2 μm。第二種鋯石為核部具有規(guī)則環(huán)帶的巖漿鋯石，鋯石具核幔邊結(jié)構(gòu)。幔部為顏色較淺的變質(zhì)增生邊，寬度為5～20 μm；邊部為顏色發(fā)亮的溶蝕邊，寬度為5～10 μm。

第四類(lèi)為長(zhǎng)柱狀鋯石（圖4d），僅有1粒。該鋯石明顯具巖漿振蕩環(huán)帶，屬巖漿鋯石。環(huán)帶發(fā)光效應(yīng)強(qiáng)弱不一，邊部較暗，應(yīng)為后期變質(zhì)作用改造結(jié)果。

4.2? 鋯石UPb年代學(xué)特征

本次研究共分析了23粒鋯石顆粒，獲得29個(gè)有效測(cè)點(diǎn)（表1）。這些有效測(cè)點(diǎn)的Th的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（6.77～528.84）×10-6，U的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為（150.21～969.93）×10-6， Th/U值介于0.01～1.20之間。測(cè)點(diǎn)的UPb年齡值介于2 390～420 Ma之間（表1），差距較大。鋯石UPb年齡諧和圖（圖5a）中可見(jiàn)部分偏離鋯石UPb諧和線的測(cè)點(diǎn)。鋯石年齡集中于四個(gè)區(qū)間，分別是2 400～1 800、1 000～450、450～420和1 700 Ma。2 400～1 800 Ma年齡區(qū)間的鋯石屬于捕獲鋯石，最老的捕獲鋯石年齡為2 390 Ma，最年輕的碎屑鋯石年齡為1 829 Ma。6個(gè)測(cè)點(diǎn)年齡值介于2 200～ 2 100 Ma之間，其年齡可限制巖石的最大形成年齡。1 700 Ma的鋯石屬于巖漿鋯石，核部年齡為（1 700±17）Ma，為鋯石形成年齡。1 000～450 Ma年齡區(qū)間的鋯石屬于變質(zhì)鋯石，年齡跨度大，總體小于1 000 Ma。450～420 Ma年齡區(qū)間的鋯石屬于變質(zhì)鋯石，12個(gè)點(diǎn)的加權(quán)平均年齡為（444.3±5.3）Ma（MSWD=1.5）。

鋯石UPb諧和年齡圖中，變質(zhì)鋯石的不諧和線因其結(jié)論可靠而被廣泛運(yùn)用。不諧和線與諧和線的上交點(diǎn)年齡為變質(zhì)鋯石形成年齡，但如果鋯石數(shù)據(jù)投影點(diǎn)遠(yuǎn)離上交點(diǎn)，則誤差較大。鋯石UPb年齡諧和圖（圖5b）中獲得變質(zhì)鋯石上交點(diǎn)年齡為（1 908±300）Ma，由于鋯石數(shù)據(jù)投影點(diǎn)遠(yuǎn)離上交點(diǎn)，誤差較大，暗示巖石沉積時(shí)間長(zhǎng)。下交點(diǎn)年齡為（416±55）Ma，誤差較大，暗示變質(zhì)時(shí)間跨度較大。

4.3? 鋯石LuHf同位素特征

鋯石具有穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)和很高的Hf同位素封閉溫度，即使在高級(jí)變質(zhì)作用下也能很好地保留初始Hf同位素組成，因此鋯石中LuHf同位素非常適合于巖石成因研究［29］。本文在鋯石UPb測(cè)年的基礎(chǔ)上，參照CL圖像，選擇20個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行鋯石LuHf同位素測(cè)試，分析結(jié)果如表2所示，鋯石εHf （t）t演化圖解見(jiàn)圖6。鋯石測(cè)試點(diǎn)的176Yb/177Hf值為0.002 467～0.038 049，176Lu/177Hf值為0.000 094～0.001 365，176Hf/177Hf值為0.281 309～0.282 397。所有鋯石測(cè)試點(diǎn)的176Lu/177Hf值?。ň?/p>

小于0.002），表明鋯石在形成以后具有較低的放射性成因Hf 的積累［29］。

鋯石LuHf同位素?cái)?shù)據(jù)可根據(jù)測(cè)點(diǎn)的鋯石UPb年齡分為兩類(lèi)：第一類(lèi)測(cè)點(diǎn)鋯石UPb年齡約為450 Ma，為變質(zhì)鋯石，對(duì)應(yīng)鋯石CL圖像中不規(guī)則鋯石一類(lèi)。此類(lèi)鋯石以鋯石單點(diǎn)207Pb/206Pb年齡計(jì)算的εHf （t）值為-35.41～-3.75，二階段模式年齡在3 641～1 666 Ma之間，與原年齡差距極大，εHf （t）t演化圖解（圖6）數(shù)據(jù)點(diǎn)投影于球粒隕石演化線下方區(qū)域，說(shuō)明巖石沉積物主要來(lái)源于古老地殼的物質(zhì)再循環(huán)。第二類(lèi)測(cè)點(diǎn)鋯石在1 700 Ma以上，基本為碎屑鋯石，對(duì)應(yīng)鋯石CL圖像中渾圓狀鋯石一類(lèi)。此類(lèi)鋯石以鋯石單點(diǎn)207Pb /206Pb年齡計(jì)算的εHf （t）為-2.98～25.58，二階段模式年齡在2 833～920 Ma之間。其中：有2個(gè)測(cè)點(diǎn)二階段模式年齡遠(yuǎn)低于鋯石UPb年齡，其εHf （t）值也極高（>20），εHf （t）t演化圖解數(shù)據(jù)點(diǎn)投影于虧損地幔區(qū)域；其余測(cè)點(diǎn)εHf （t）介于-2.98～6.62之間，εHf （t）t演化圖解數(shù)據(jù)點(diǎn)投影于球粒隕石演化線與虧損地幔之間，二階段模式年齡在2 833～2 198 Ma之間，且與一階段模式年齡、鋯石表觀年齡均相差不大。以上數(shù)據(jù)說(shuō)明第二類(lèi)鋯石原巖的巖漿源區(qū)為虧損地幔的新生陸殼，與太古宙TTG巖系相似（圖6）［29］。

5? 討論

5.1? 金水口群形成時(shí)代

關(guān)于金水口群的形成時(shí)代，最早的觀點(diǎn)是始太古代［7］。之后青海省區(qū)調(diào)隊(duì)、青海省區(qū)調(diào)綜合地質(zhì)大隊(duì)、青海省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)先后對(duì)金水口巖群展開(kāi)相關(guān)研究，分別獲得1 990 Ma的RbSr等時(shí)線年齡、1 880 Ma的SmNd等時(shí)線年齡和（1 970±16）Ma的RbSr等時(shí)線年齡［8，30-31］。此后張建新等［11］在黑云斜長(zhǎng)片麻巖中獲得了年齡集中于1 800～1 600 Ma的繼承鋯石UPb年齡、500～400 Ma的變質(zhì)鋯石UPb年齡以及2組大于2 400 Ma的年齡，并據(jù)此認(rèn)為1 800～1 600 Ma的繼承鋯石年齡可反映其主要物源沉積年齡，巖石變質(zhì)時(shí)代為加權(quán)平均年齡（460±8）Ma，與區(qū)域深熔作用時(shí)代（（402±6）Ma）基本保持一致。王國(guó)燦等［22］獲得（1 920±120）Ma的鋯石UPb上交點(diǎn)年齡，認(rèn)為區(qū)域于1 900 Ma發(fā)生過(guò)一期強(qiáng)烈變質(zhì)，該期變質(zhì)事件直接導(dǎo)致金水口群固結(jié)成巖。何登峰［10］獲得了大量2 000 Ma以上的繼承鋯石UPb年齡數(shù)據(jù)，推斷金水口群的最大沉積年齡不早于2 000 Ma，巖石的最終成巖年齡應(yīng)為2 000～1 800 Ma。周文孝等［15］獲得了少量小于1 800 Ma的碎屑鋯石年齡，李猛等［21］獲得了峰值在1 650～1 400 Ma的碎屑鋯石年齡，推測(cè)巖石沉積時(shí)代不會(huì)早于古元古代。同時(shí)陳能松等［31］根據(jù)前人測(cè)年結(jié)果指出，金水口群沉積碎屑鋯石年齡在1.8 Ga左右，該年齡或可作為金水口群開(kāi)始沉積的年齡，但卻不能表征巖石最后固結(jié)成巖年齡，巖石的成巖年齡應(yīng)晚于碎屑鋯石最小年齡1.6 Ga，巖石應(yīng)于中元古代固結(jié)成巖。陳有炘等［6］于可可沙的金水口群片麻巖中獲得了大量1 800～1 600 Ma的碎屑鋯石年齡。碎屑鋯石具有

巖漿鋯石特征，指示區(qū)域與中元古代早期可能存在一期巖漿作用，巖石沉積時(shí)代應(yīng)晚于該期巖漿作用。自此，金水口群形成年代形成2種主流觀點(diǎn)，一種認(rèn)為該群固結(jié)于古元古代，另一種認(rèn)為該群固結(jié)于中元古代。

本文斜長(zhǎng)角閃巖的測(cè)年結(jié)果顯示，巖石碎屑鋯石的年齡區(qū)間為2 400～1 800 Ma，主體碎屑鋯石年齡為2 200～2 100 Ma，這與何登峰［10］對(duì)金水口群的測(cè)年結(jié)果一致。諧和線上6個(gè)2 200～2 100 Ma之間的年齡數(shù)據(jù)加權(quán)平均年齡為（2 130±20）Ma，表明變質(zhì)巖的物源年齡集中于2 130 Ma。碎屑鋯石最年輕年齡為1 829 Ma，金水口群沉積時(shí)代應(yīng)晚于該年齡。

文中變質(zhì)鋯石的上交點(diǎn)年齡為（1 908±300）Ma，但變質(zhì)鋯石主體年齡為500～400 Ma，最高為（866±20）Ma。雖然變質(zhì)鋯石主體年齡與上交點(diǎn)年齡差距過(guò)大，但上交點(diǎn)年齡可將金水口群的沉積年齡限制在古元古代晚期—中元古代早期。

在后期強(qiáng)烈構(gòu)造變質(zhì)作用影響下，巖漿鋯石被改造破壞，原生巖漿鋯石難以保持原有形態(tài)特征，難以發(fā)現(xiàn)。溝里地區(qū)的斜長(zhǎng)角閃巖中獲得了1粒長(zhǎng)柱狀、具有典型巖漿振蕩環(huán)帶的鋯石顆粒。該鋯石顆粒沒(méi)有明顯磨圓，Th/U值大于0.2，具有巖漿鋯石的典型特征。陳有炘等［6］對(duì)可可沙地區(qū)的金水口群進(jìn)行了鋯石UPb同位素年代學(xué)研究，獲得（1 683±28）Ma的上交點(diǎn)年齡，并認(rèn)為東昆侖造山帶內(nèi)存在一期1 782～1 600 Ma的巖漿事件記錄，且可可沙地區(qū)金水口群沉積時(shí)代晚于溝里地區(qū)金水口群沉積時(shí)代［6］。因此，本文獲得的長(zhǎng)柱狀鋯石（圖4d）應(yīng)該為1 782～1 600 Ma的巖漿事件所形成的鋯石，鋯石形成時(shí)金水口群已經(jīng)沉積。

綜合上述數(shù)據(jù)并結(jié)合前人觀點(diǎn)，本文認(rèn)為金水口群沉積時(shí)代應(yīng)為1 800 Ma左右。

5.2? 金水口群物質(zhì)來(lái)源

因鋯石LuHf同位素體系封閉溫度遠(yuǎn)高于鋯石UPb同位素體系，且在后期構(gòu)造熱事件下該體系仍能保持封閉，因此鋯石LuHf同位素體系常用于物源歸屬判斷［29］。斜長(zhǎng)角閃巖的鋯石LuHf同位素體系測(cè)試結(jié)果顯示，變質(zhì)鋯石的鋯石εHf （t）介于-35.41～-3.75之間，二階段模式年齡從古元古代到太古宙不等，主體為古元古代，說(shuō)明金水口群的原巖物質(zhì)來(lái)源復(fù)雜，主要為古元古代物質(zhì)，夾有少量太古宙地質(zhì)體的剝蝕沉積物。

5.3? 變質(zhì)時(shí)代

斜長(zhǎng)角閃巖中得到了一批年齡在450～420 Ma的測(cè)點(diǎn)，12個(gè)測(cè)點(diǎn)的加權(quán)平均值為（444.3±5.3）Ma（MSWD=1.5），說(shuō)明巖石的變質(zhì)時(shí)代為早古生代。目前已報(bào)道的金水口群的變質(zhì)時(shí)代絕大部分集中于450～400 Ma之間。絕大多數(shù)學(xué)者在研究東昆侖造山帶古老變質(zhì)巖系時(shí)，獲得了該期變質(zhì)事件的相關(guān)記錄：張建新等［11］對(duì)東昆侖北緣的金水口群麻粒巖相變質(zhì)巖和深熔花崗巖進(jìn)行了研究，獲得片麻巖變質(zhì)年齡為（460±8）Ma，深熔作用年齡為（402±6）Ma，表明該期變質(zhì)事件年齡與區(qū)域內(nèi)廣泛出露的深熔作用花崗巖年齡一致，因此該期變質(zhì)事件也被認(rèn)為與區(qū)域內(nèi)廣泛發(fā)生的深熔作用有關(guān)。之后Meng等［13］在金水口群中發(fā)現(xiàn)榴輝巖，獲得榴輝巖變質(zhì)年齡為（428±2）Ma；祁生勝等［32］獲得榴輝巖變質(zhì)年齡為（411.1±1.9）Ma，說(shuō)明該期變質(zhì)作用可能達(dá)到超高壓。陳有炘［9］對(duì)金水口群的變泥質(zhì)巖與變基性巖進(jìn)行了溫壓計(jì)算與鋯石UPb年代學(xué)研究，獲得變質(zhì)溫度660～770 ℃，壓力0.35～0.65 GPa，屬高角閃巖相低麻粒巖相變質(zhì)。李誠(chéng)浩等［33］獲得巖石變質(zhì)年齡為（492.8±5.1）Ma，與前人和本文所得變質(zhì)年齡差距不大。

該期變質(zhì)作用是東昆侖造山帶最早也是最為強(qiáng)烈的一期變質(zhì)作用，與秦嶺造山帶、大別—蘇魯造山帶等共同記錄了原特提斯洋的閉合以及相關(guān)微陸塊拼合至塔里木—華北克拉通的演化過(guò)程［1314，16，3335］。在東昆侖造山帶中識(shí)別出3條縫合帶，3條縫合帶分別對(duì)應(yīng)東昆侖造山帶三大斷裂，即昆北斷裂、昆中斷裂、昆南斷裂。三大斷裂中均發(fā)現(xiàn)了蛇綠巖套殘片巖石。昆北縫合帶中黑山輝長(zhǎng)巖時(shí)代為（486±6）Ma［13］。昆中縫合帶中清水泉蛇綠巖中的輝長(zhǎng)巖鋯石UPb年齡為（522±3）～（518±3）Ma［10］；可可沙鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)雜巖中的輝長(zhǎng)巖鋯石UPb年齡為（509±7）Ma［36］。昆南縫合帶中布青山蛇綠巖中的輝長(zhǎng)巖鋯石UPb年齡為（467±1）Ma［10］。這些蛇綠巖套的年齡略大于金水口群早古生代變質(zhì)年齡與深熔作用年齡，說(shuō)明三大縫合帶的拼合是區(qū)域發(fā)生強(qiáng)烈變質(zhì)作用的主要原因。這些年齡均位于原特提斯洋俯沖與碰撞的時(shí)限內(nèi)，說(shuō)明該期變質(zhì)作用為原特提斯洋俯沖、碰撞導(dǎo)致。

5.4? 構(gòu)造意義

金水口群斜長(zhǎng)角閃巖中發(fā)現(xiàn)一批古元古代變質(zhì)碎屑鋯石，其年齡大約為2 100 Ma，這些變質(zhì)鋯石應(yīng)在捕獲之前就已完成變質(zhì)。對(duì)于這些碎屑鋯石的來(lái)源，目前尚未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。前人［6，9 10，15，37］研究中所獲得的大量元古宙捕獲鋯石，核部絕大部分具有巖漿振蕩環(huán)帶，晶棱晶柱比較分明，整體呈短柱狀，磨圓較差，且Th/U值基本大于0.2［6，9-10，15，37］，具典型巖漿鋯石特征。這些碎屑鋯石應(yīng)未曾經(jīng)歷過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的搬運(yùn)，形成地點(diǎn)與原巖沉積地點(diǎn)相距較近。本文所得古元古代碎屑鋯石磨圓程度很高，鋯石破損嚴(yán)重，核部結(jié)構(gòu)殘缺不全，僅剩下部分殘余，說(shuō)明這些鋯石經(jīng)歷過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的搬運(yùn)，同時(shí)，這些面狀分帶與扇形分帶均具有麻粒巖相變質(zhì)鋯石特征。

這些麻粒巖相碎屑變質(zhì)鋯石來(lái)源于何處？首先，碎屑鋯石的年齡約為2 100 Ma，說(shuō)明來(lái)源巖石變質(zhì)時(shí)代應(yīng)早于2 100 Ma，且?guī)r石的變質(zhì)程度應(yīng)達(dá)麻粒巖相；其次，碎屑鋯石的二階段模式年齡為太古宙，且εHf （t）t演化圖解數(shù)據(jù)點(diǎn)投影于球粒隕石和虧損地幔演化線之間，與太古宙TTG巖系鋯石εHf （t）t演化圖解相似；再次，金水口群的巖石建造、變質(zhì)相系、沉積時(shí)代均與孔茲巖系相似，故兩者沉積物質(zhì)來(lái)源應(yīng)有一定的相似性。此外，古元古代孔茲巖系被認(rèn)為是古老克拉通中第一套“沉積巖系”，由含石榴石和夕線石的片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖、含石榴石石英巖、長(zhǎng)英質(zhì)副片麻巖和大理巖組成；變質(zhì)相為高角閃巖相麻粒巖相；沉積時(shí)代在2.0 Ga左右，變質(zhì)時(shí)代在1.8 Ga左右；巖石沉積物的主要來(lái)源為太古宙TTG巖系［3840］。

文中捕獲鋯石的年齡區(qū)間為2 390～1 829 Ma，主體年齡集中于2 100～2 200 Ma，這組年齡值與古元古代孔茲巖系的2.0 Ga的沉積時(shí)代接近?？灼潕r系沉積時(shí)，其物源為太古宙的TTG巖系，因此這些捕獲鋯石的來(lái)源與孔茲巖系一致，為太古宙TTG巖系。根據(jù)東昆侖造山帶和其他古老地塊的親緣關(guān)系［10，17，38］，阿爾金地塊與東昆侖造山帶距離相對(duì)接近。

因阿爾金地塊北緣阿克塔什塔格雜巖體中存在大量太古宙TTG巖系，且發(fā)育有2.1～1.9 Ga變質(zhì)作用［4142］，與碎屑鋯石的變質(zhì)年齡基本一致，故此類(lèi)碎屑變質(zhì)鋯石對(duì)應(yīng)物源可能來(lái)源于阿爾金地塊的阿克塔什塔格雜巖體。

5.5? 東昆侖造山帶基底演化歷史

東昆侖造山帶前寒武紀(jì)變質(zhì)演化歷史，因基底巖石（金水口群、苦海群）巖性復(fù)雜，受構(gòu)造變質(zhì)作用影響巖石疊覆關(guān)系混亂，難以深入研究。同時(shí)，在基底巖石中獲得的鋯石，絕大部分為捕獲鋯石，缺乏完全變質(zhì)新生鋯石，這也對(duì)確定地層沉積年代造成了相當(dāng)大的困難，但目前仍有不少學(xué)術(shù)界普遍承認(rèn)的地質(zhì)結(jié)論。首先是中元古代冰溝群與萬(wàn)寶溝群的年齡。在中元古代冰溝群和萬(wàn)寶溝群中均發(fā)現(xiàn)了古老疊層石與早期藻類(lèi)化石，這些化石為確定兩巖組的年齡提供了充分的證據(jù)。其次是550～400 Ma期間，東昆侖造山帶響應(yīng)原特提斯洋碰撞閉合事件，發(fā)生了一系列強(qiáng)烈變質(zhì)作用與巖漿作用。越來(lái)越多的證據(jù)表明，東昆侖造山帶出露大量中元古代花崗巖［10，17，23，43］，年齡在1 000～900 Ma之間，為東昆侖造山帶對(duì)羅迪尼亞超大陸合并事件的響應(yīng)。對(duì)于巖石形成的構(gòu)造環(huán)境，陳有炘［9］認(rèn)為金水口群為一套活動(dòng)大陸邊緣沉積，周文孝等［15］認(rèn)為金水口群形成于裂谷環(huán)境，錢(qián)一雄等［44］認(rèn)為冰溝組形成于淺海陸棚環(huán)境。根據(jù)上述研究結(jié)果及本文的鋯石UPb定年結(jié)果，可以認(rèn)為金水口群在古元古代中期已經(jīng)開(kāi)始接受碎屑物質(zhì)沉積，沉積環(huán)境為初始大陸裂谷或活動(dòng)大陸邊緣，片麻巖與斜長(zhǎng)角閃巖交錯(cuò)沉積說(shuō)明原巖泥質(zhì)巖與基性巖混雜沉積，并接受了古老克拉通的碎屑物質(zhì)；之后，在中元古代逐漸轉(zhuǎn)為淺海陸棚相沉積，冰溝群與萬(wàn)寶溝群火山巖、碎屑巖、大理巖堆積沉積。這套巖石建造和初始裂谷盆地的巖石建造類(lèi)似［29］。但在550～400 Ma，原特提斯洋俯沖、碰撞，形成高角閃巖相低麻粒巖相變質(zhì)巖石，又說(shuō)明東昆侖造山帶具有碰撞造山帶的演化特征。故東昆侖造山帶基底的沉積構(gòu)造演化歷史，難以用一種單一的形成模式解釋?zhuān)?，910，1415，26，29，4546］。

6? 結(jié)論

1）金水口群最年輕的捕獲鋯石為古元古代晚期，變質(zhì)鋯石的上交點(diǎn)年齡為（1 908±300）Ma，中元古代早期的巖漿鋯石說(shuō)明巖石沉積后經(jīng)歷過(guò)中元古代早期巖漿作用；本文認(rèn)為金水口群的形成時(shí)代在1 800 Ma左右。

2）金水口群斜長(zhǎng)角閃巖變質(zhì)鋯石平均年齡為（444.3±5.3）Ma，說(shuō)明金水口群于早古生代發(fā)生變質(zhì)。原特提斯洋俯沖、碰撞是金水口群發(fā)生變質(zhì)的主要原因。

3）金水口群巖石的源區(qū)物質(zhì)主要來(lái)源于古元古代陸殼物質(zhì)，夾少量太古宙地質(zhì)體的剝蝕沉積物。

4）金水口群繼承碎屑鋯石為麻粒巖相變質(zhì)鋯石，年齡集中于2 200～2 100 Ma之間，εHf （t）t演化圖解與太古宙TTG巖系相似。結(jié)合金水口群與孔茲巖系的相似特征，金水口群部分沉積物質(zhì)可能來(lái)源于阿爾金地體的TTG巖系。

5）東昆侖造山帶元古宙基底變質(zhì)巖的沉積環(huán)境演化過(guò)程存在連續(xù)性，與初始裂谷盆地演化過(guò)程相似。

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