東昆侖夏日哈木礦區(qū)閃長巖鋯石U-Pb年代學、地球化學及其地質(zhì)意義

王 冠，孫豐月，李碧樂，李世金，趙俊偉，楊啟安

1．吉林大學地球科學學院，長春 1300612．青海省地質(zhì)調(diào)查局，西寧 8100013．青海省第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，西寧 810008

東昆侖夏日哈木礦區(qū)閃長巖鋯石U-Pb年代學、地球化學及其地質(zhì)意義

王 冠1，孫豐月1，李碧樂1，李世金2，趙俊偉3，楊啟安3

1．吉林大學地球科學學院，長春 1300612．青海省地質(zhì)調(diào)查局，西寧 8100013．青海省第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，西寧 810008

夏日哈木礦區(qū)的閃長質(zhì)巖體呈巖株狀出露于礦區(qū)南東，巖性主要為石英閃長巖和閃長巖。年代學研究表明，石英閃長巖中巖漿鋯石LA-ICP-MS U-Pb諧和年齡為(243±1 ) Ma，MSWD=0.013，屬早三疊世晚期。巖石學及化學成分顯示其屬于準鋁質(zhì)、高鉀鈣堿性系列閃長巖。稀土配分曲線呈現(xiàn)輕稀土元素相對富集的右傾分布特征((La/Yb)N=8.7～12.7)，無明顯的Eu負異常(δEu=0.84～1.01)。巖石富集Rb、Ba、K等元素，而相對虧損Nb、Ta、P和Ti。巖石具有不均一的εHf(T)值(-9.0～-1.0)和古老的二階段Hf模式年齡(1.34～1.84 Ga)。結(jié)合試驗巖石學資料判別，閃長巖主要起源于中元古代玄武質(zhì)下地殼脫水部分熔融，富集地幔組分的加入可能是導(dǎo)致εHf(T)值和Hf模式年齡不均一的主要原因。微量元素及特征比值顯示巖體形成于安第斯型活動大陸邊緣的構(gòu)造環(huán)境。綜合分析認為，早三疊世晚期東昆中隆起帶整體處于俯沖晚期的安第斯型活動大陸邊緣背景。

閃長巖；鋯石U-Pb年齡；地球化學；構(gòu)造環(huán)境；東昆侖；夏日哈木

0 引言

東昆侖造山帶隸屬于中央造山帶中西段，為一巨型的構(gòu)造巖漿巖帶，顯生宙以來經(jīng)歷了多旋回造山作用的影響[1]。時間上，以晚古生代-早中生代造山旋回形成的巖漿巖分布最廣，空間上各期巖漿巖以昆中斷裂帶以北的東昆中隆起帶出露最多，反映出昆中帶在東昆侖構(gòu)造演化歷史中的特殊地位。目前，眾多的研究者都強調(diào)華力西晚期至印支早期東昆侖地區(qū)存在安第斯型巖漿弧[2-4]。但是，前人的研究主要集中于東部花崗質(zhì)巖石的成因，鮮有對中西部閃長質(zhì)巖石的詳細研究，在一定程度上限制了對東昆侖地區(qū)華力西晚期至印支期早期邊緣造山過程的整體認識。研究區(qū)為位于昆中隆起帶中部、烏圖美仁鄉(xiāng)以南約60 km、夏日阿哈木日河下游地區(qū)的夏日哈木礦區(qū)。2011年青海省第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院在該區(qū)發(fā)現(xiàn)了夏日哈木銅鎳硫化物礦床，這是東昆侖成礦帶首次發(fā)現(xiàn)的銅鎳硫化物礦床，鎳儲量已達超大型規(guī)模，引起國內(nèi)學者的廣泛關(guān)注。然而礦區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)工作十分薄弱，特別是礦區(qū)內(nèi)不同巖石類型的形成時代和成巖構(gòu)造環(huán)境等問題急需解決。本文選取礦區(qū)出露的閃長質(zhì)巖石進行年代學和地球化學研究，探討巖石成因及成巖構(gòu)造環(huán)境。這不但有助于構(gòu)建礦區(qū)內(nèi)巖漿作用的時空格架，還可以為東昆侖造山帶的巖漿演化、邊緣造山類型及時限提供重要的依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

東昆侖造山帶位于青藏高原北部，柴達木盆地南緣，區(qū)內(nèi)構(gòu)造線總體呈近東西向展布，由北向南發(fā)育昆北、昆中和昆南3條近東西向的區(qū)域性深大斷裂帶[5-6]。前人以上述3條斷裂帶為界，將東昆侖造山帶自北向南劃分為昆北、昆中和昆南3個不同的構(gòu)造帶[7]。孫豐月等*孫豐月，陳國華，遲效國，等．新疆-青海東昆侖成礦帶成礦規(guī)律和找礦方向綜合研究報告．長春：吉林大學地質(zhì)調(diào)查研究院，2003．研究認為東昆侖地區(qū)3個構(gòu)造帶實際上為昆北弧后裂陷帶、昆中基底隆起花崗巖帶和昆南復(fù)合拼接帶，再向南為阿尼瑪卿蛇綠混雜巖帶和巴顏喀拉造山帶(圖1a)。

1.第四系；2.元古宙金水口巖群白沙河組；3.早三疊世中細粒閃長巖；4.早泥盆世中細粒正長花崗巖；5.晚志留世-早泥盆世鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)雜巖；6.輝長巖；7.正長花崗巖；8.二長花崗巖；9.含石榴石花崗質(zhì)片麻巖；10.石榴石輝石巖；11.逆斷層；12.左行平移斷層；13.性質(zhì)不明斷層；14.鎳礦床；15.樣品采集地。圖1 夏日哈木礦區(qū)地質(zhì)簡圖(據(jù)文獻[8]修編)Fig. 1 Sketch geological map of the Xiarihamu ore district(modified after reference[8])

研究區(qū)位于昆中構(gòu)造帶中部，區(qū)內(nèi)出露地層主要為金水口群白沙河組，巖性為黑云斜長片麻巖、云母二長片麻巖、斜長角閃巖、大理巖等(圖1b)[8]。近年來對東昆侖東段白沙河組的研究結(jié)果顯示其形成于太古宙-古元古代[9-10]或中元古代[11-12]。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，以近EW、NW向和NE向為主。其中：近EW向斷裂規(guī)模最大貫穿整個研究區(qū)，類型以壓性逆斷層為主，并在地表形成了寬約50 m的破碎帶，帶內(nèi)巖石破碎，高嶺土化、硅化、褐鐵礦化發(fā)育。NW向和NE斷裂形成時間晚于近EW向斷裂，類型以壓性逆斷層和左行平移斷層為主。區(qū)內(nèi)巖漿活動強烈，主要巖石類型有鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)雜巖、輝長巖、正長花崗巖、二長花崗巖和閃長巖。其中，銅鎳硫化物礦床主要產(chǎn)于研究區(qū)北西的鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)雜巖體中，雜巖體出露面積約0.6 km2，主要由方輝橄欖巖、橄欖輝石巖、輝石巖、輝長巖組成，地表出露的輝石巖鋯石U-Pb年齡為(393.5±3.4 ) Ma[8]。輝長巖體呈小巖株狀侵位于白沙河組變質(zhì)巖系之中，并顯示有較好的銅鎳礦化。正長花崗巖主要分布于研究區(qū)北部，區(qū)域上呈近東西向巖株狀侵位于金水口群地層中，鋯石U-Pb年齡為(391.1±1.4) Ma[13]。閃長質(zhì)巖體主要分布于研究區(qū)東南部，巖性主要為石英閃長巖和閃長巖，二者漸變過渡，巖體呈脈狀、巖株狀侵位于白沙河組變質(zhì)巖系中，出露面積約為1 km2，具有成群分布的特征，巖脈走向總體呈北西向。區(qū)域上該套閃長巖呈巖株狀產(chǎn)出，出露面積約為7.5 km2。

2 巖相學特征及樣品描述

用于巖石地球化學及年代學測試的9件樣品采自夏日哈木礦區(qū)南東蘇海圖河西岸的閃長巖體不同位置的新鮮露頭。本區(qū)閃長巖體包括2種巖石類型：1)中細粒石英閃長巖：巖石呈灰色，中細粒半自形結(jié)構(gòu)(d=0.5～2.5 mm)(圖2a)，塊狀構(gòu)造；主要由斜長石(65%～70%)、普通角閃石(10%～15%)、石英(5%～10%)及少量鉀長石組成；副礦物為鋯石、磷灰石、磁鐵礦等。其中，斜長石自形程度好，呈長柱狀，可見聚片雙晶及卡鈉聯(lián)合雙晶，根據(jù)Np′∧(010)最大消光角法測定其An≈30～35，為更-中長石；普通角閃石多呈長柱狀，單偏光下綠-淺綠色多色性明顯，最高干涉色為二級藍，部分已轉(zhuǎn)變?yōu)榫G泥石和綠簾石，石英呈他形分布于斜長石晶隙間(圖2b)。2)中細粒閃長巖：巖石呈灰-深灰色，中細粒半自形結(jié)構(gòu)(d=0.5～2.5 mm)，主要礦物為斜長石(65%～70%)、普通角閃石(10%～15%)、黑云母(5%～10%)；副礦物為鋯石和磁鐵礦。其中，斜長石自形程度好，呈寬板狀、長柱狀，可見聚片雙晶及卡鈉聯(lián)合雙晶，An≈40～45，為中長石；普通角閃石雙晶發(fā)育(圖2c)；巖體由中部至邊部黑云母逐漸增多，逐漸過渡為黑云母閃長巖(圖2d)。

a.中細粒石英閃長巖中角閃石轉(zhuǎn)變?yōu)榫G簾石；b.中細粒石英閃長巖中石英呈他形充填于斜長石顆粒之間(XRHM-DB-Y1)；c.中細粒閃長巖中角閃石雙晶發(fā)育(XRHM-DB-Y5)；d.中細粒黑云母閃長巖；a、b、c、d均為正交偏光。礦物代號：Qtz.石英；Pl.斜長石；Am.角閃石；Bi.黑云母；Ep.綠簾石；Chl.綠泥石。圖2 夏日哈木閃長巖鏡下特征照片F(xiàn)ig. 2 Characteristic microscope photos of Xiarihamu diorite

3 分析方法

3.1 鋯石LA-ICP-MS定年及Hf同位素測試

鋯石分選在河北省廊坊區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究所實驗室利用標準重礦物分離技術(shù)完成。經(jīng)過雙目鏡下仔細挑選表面平整光潔且具不同長寬比例、不同柱錐面特征、不同顏色的鋯石顆粒，再將這些鋯石粘在雙面膠上，用無色透明環(huán)氧樹脂固定，待環(huán)氧樹脂固化之后對其表面拋光至鋯石中心。在原位分析之前，通過反射光和CL圖像詳細研究鋯石的晶體形貌和內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征，以選擇同位素分析的最佳點。鋯石制靶、反射光、陰極發(fā)光以及鋯石U-Pb年齡測定和微量元素分析均在西北大學大陸動力學國家重點實驗室進行。本次測試采用的激光剝蝕斑束直徑為32 μm，激光剝蝕樣品的深度為20～40 μm；激光剝蝕過程中采用氦氣作載氣、氬氣為補償氣以調(diào)節(jié)靈敏度。U-Pb同位素定年中采用標準鋯石91500作外標進行同位素分餾校正，每分析5個樣品點，分析2次91500標樣。元素含量采用NIST SRM610作為外標，29Si作為內(nèi)標元素，具體分析方法見文獻[14]；普通鉛校正采用Andersen推薦的方法[15]；樣品的同位素比值及元素含量計算采用ICP-MS-DATECAL程序[16]，年齡計算及諧和圖的繪制采用Ludwig[17]編寫的Isoplot程序。

鋯石Hf同位素測試在天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所同位素實驗室完成，使用儀器為Neptune多接收器電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，利用193 nm FX激光器對鋯石進行剝蝕，實驗中采用高純He作為剝蝕物質(zhì)的載氣，分析時激光剝蝕的斑束直徑為50 μm，能量密度為10 ～ 11 J/cm2，頻率為8～10 Hz，測定時用標準鋯石GJ-1作為外標，分析點與U-Pb定年分析點為同一位置。相關(guān)的儀器運行條件和詳細分析流程參見文獻[18]。

3.2 巖石地球化學測試

樣品的主量、微量和稀土元素測試均由廣州澳實礦物實驗室中心完成。首先將待測樣品在65 ℃左右低溫干燥24 h，之后破碎，經(jīng)多次手工縮分出300 g均勻樣品在振動研磨機上研磨至200目以備分析測試。主量元素由荷蘭PANalytical生產(chǎn)的Axios儀器采用熔片X-射線熒光光譜ME-XRF06法測定，并采用等離子光譜和化學法測定進行互相檢測。微量元素和稀土元素采用美國Perkin Elmer公司生產(chǎn)的Elan 9000型電感耦合等離子質(zhì)譜儀采用ME-MS81法測定。主量元素分析精度和準確度優(yōu)于5%，微量和稀土元素分析精度和準確度優(yōu)于10% 。

4 測試結(jié)果

圖3 夏日哈木石英閃長巖中鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像Fig. 3 Cathode luminescence (CL) images of zircons from Xiarihamu quartz diorite

4.1 鋯石LA-ICP-MS年代學

樣品XRHM-DB-N(中細粒石英閃長巖)中挑選的鋯石多呈無色透明，金剛光澤，晶體多為長柱狀，少數(shù)為短柱狀，個別為粒狀。多數(shù)鋯石顆粒自形程度較好，部分呈斷頭晶出現(xiàn)。經(jīng)統(tǒng)計，鋯石長100～300 μm，寬50～150 μm，長寬比約為2∶1；由陰極發(fā)光(CL)圖像(圖3)可見，鋯石具有清晰的韻律環(huán)帶結(jié)構(gòu)，具巖漿結(jié)晶鋯石特征。16個分析點測試結(jié)果(表1)顯示,Th、U質(zhì)量分數(shù)分別為(54～537)×10-6和(58～320)×10-6，Th/U值為0.93～1.96，均大于0.40，為巖漿成因的鋯石特征[19-20]。16個鋯石分析點比較集中，均落在諧和線上，16個鋯石206Pb/238U分析數(shù)據(jù)的加權(quán)平均年齡為 (243±2)Ma，MSWD=0.150；諧和年齡值為 (243±1)Ma，MSWD=0.013，二者十分接近(圖4)。因此，閃長巖的侵位年齡為(243±1)Ma，屬印支早期。

圖4 夏日哈木石英閃長巖鋯石U-Pb年齡諧和線圖Fig. 4 Zircon U-Pb concordia diagram of Xiarihamu quartz diorite

4.2 地球化學

4.2.1 主量元素

夏日哈木閃長巖主量元素含量及特征值列于表2。樣品的w(SiO2)為53.91%～60.24%，屬中性巖，w(Na2O+K2O)為5.48%～7.01%，K2O/Na2O值為0.44～0.67，顯示出富鈉特征。Mg#值為44～53。在w(Na2O+K2O)-w(MgO)-w(TFeO)(AFM)圖解(圖略)中，全部落入鈣堿性區(qū)域;在w(SiO2)-w(K2O)圖解(圖5)上，全部落入高鉀鈣堿性區(qū)域。w(Al2O3)為16.73%～18.16%，在A/CNK-A/NK圖解(圖6)上，全部落入準鋁質(zhì)區(qū)域。主量元素顯示其屬準鋁質(zhì)、高鉀鈣堿性系列巖石。結(jié)合鏡下石英、長石等礦物實際含量將其定名為閃長巖和石英閃長巖。

圖5 閃長巖的w(SiO2)-w(K2O)關(guān)系圖(底圖據(jù)文獻[21])Fig. 5 w(SiO2)-w(K2O) diagram of diorite(base map after reference[21])

圖6 閃長巖的A/CNK-A/NK圖解Fig. 6 A/CNK-A/NK diagram of diorite

4.2.2 微量元素

夏日哈木閃長巖稀土總量為(114～172)×10-6(平均值141×10-6)。稀土元素配分曲線明顯右傾(圖7a)，(La/Yb)N=8.7～12.7，表現(xiàn)為輕稀土富集和重稀土虧損。δEu=0.84～1.01，負Eu異常不明顯。原始地幔標準化微量元素蛛網(wǎng)圖(圖7b)顯示，閃長巖富集大親石元素(Rb、Ba、K)，相對虧損高場強元素(Nb、Ta、P、Ti)。樣品Zr/Y=8.3～13.2(平均值10.6)，La/Nb=3.0～3.2(平均值3.1)。

4.3 鋯石Hf同位素

5 討論

5.1 巖漿源區(qū)性質(zhì)

夏日哈木閃長巖屬準鋁質(zhì)、高鉀鈣堿性系列巖石，富集大離子親石元素(Rb、Ba、K)，相對虧損高場強元素(Nb、Ta、P、Ti)，顯示出活動大陸邊緣弧巖漿巖的地球化學特征[29]?；r漿巖一般可通過以下幾個過程形成：1)俯沖板片的部分熔融[30]；2)被交代地幔楔的部分熔融[31]；3)基性下地殼的部分熔融[32]；4)巖漿混合作用[33]。閃長巖樣品Nb、Ta相對虧損，無明顯負Eu異常暗示巖漿源區(qū)與熔體平衡的殘留相礦物為富Ti礦物(如金紅石)或角閃石，基本無斜長石[34]。而較低的(La/Yb)N值和較高的YbN值及Y含量，與典型的埃達克巖明顯不同[35-36]，因此，基本上可排除由俯沖板片部分熔融形成本區(qū)閃長巖的可能性。閃長巖體呈巖株狀產(chǎn)出，巖體周圍未見同時期的基性巖石，所以直接由地幔部分熔融形成本區(qū)閃長巖的可能性也不大。實驗巖石學研究表明，下地殼玄武質(zhì)巖石脫水部分熔融可以形成鐵鎂質(zhì)熔體，它們具有低SiO2、高Al2O3、高Na2O/K2O、弱或無Eu負異常等特征[37-38]。這些特征與夏日哈木閃長巖的元素地球化學特征非常一致。本區(qū)樣品在由實驗巖石學資料建立的判別圖解[39]上(圖8)均落入變質(zhì)玄武巖或變質(zhì)英云閃長巖部分熔融區(qū)域，顯示其源巖涉及下地殼變質(zhì)玄武巖。但實驗巖石學研究同時也表明，由變質(zhì)玄武巖脫水熔融形成的低Si準鋁質(zhì)鐵鎂質(zhì)熔體需要較高的溫度(>1 100 ℃)，并且無論部分熔融程度如何，熔體一般具有較低Mg#值(Mg#<44)、高Na2O(>4.3%)的特征[37-38,40]。本區(qū)閃長巖的Mg#值較高(44～53)、Na2O較低(<4.26%)，暗示源區(qū)必須有高Mg低Na物質(zhì)的混入。

表2 夏日哈木閃長巖的主量元素、稀土元素和微量元素含量及有關(guān)參數(shù)

注： A/CNK=Al2O3/(CaO+Na2O+K2O)，分子比；K2O/Na2O,質(zhì)量比；Mg#=100×[Mg2+/(Mg2++TFe2+)] 。主量元素質(zhì)量分數(shù)單位為%，微量元素質(zhì)量分數(shù)單位為10-6。

圖7 閃長巖的稀土元素配分曲線圖(a，標準化值據(jù)文獻[22])和微量元素蛛網(wǎng)圖(b，標準化值據(jù)文獻[23])Fig. 7 Chondrite-normalized REE pattern(a，chondrite values after reference[22])and primitive mantle-normalized element spider diagram of Xiarihamu diorite(b，primitive mantle values after reference[23])

測點號T/Ma176Yb/177Hf176Lu/177Hf176Hf/177Hf2σ(176Hf/177Hf)iεHf(0)εHf(T)TDM/GaTCDM/GafLu/HfXRHM-DB-N-12440.0632740.0018050.2825870.0000140.282578-6.6-1.50.961.37-0.95XRHM-DB-N-22450.0624250.0017790.2825070.0000120.282499-9.4-4.31.081.55-0.95XRHM-DB-N-32420.0589030.0016480.2824990.0000120.282491-9.7-4.61.081.56-0.95XRHM-DB-N-42450.0594550.0015430.2825160.0000150.282509-9.1-3.91.061.52-0.95XRHM-DB-N-52430.0398720.0010960.2825350.0000130.282530-8.4-3.21.021.48-0.97XRHM-DB-N-62410.0325620.0008480.2825220.0000140.282518-8.9-3.71.031.51-0.97XRHM-DB-N-72450.0519210.0014350.2825980.0000130.282591-6.2-1.00.941.34-0.96XRHM-DB-N-82430.0696160.0018950.2824810.0000160.282472-10.3-5.31.121.61-0.94XRHM-DB-N-92410.0541010.0015460.2825290.0000170.282522-8.6-3.51.041.50-0.95XRHM-DB-N-102430.0515110.0014500.2825080.0000270.282501-9.3-4.21.071.54-0.96XRHM-DB-N-112430.0547950.0014920.2825450.0000170.282539-8.0-2.91.011.46-0.96XRHM-DB-N-122440.0447760.0012850.2825030.0000180.282497-9.5-4.41.071.55-0.96XRHM-DB-N-132390.0589130.0015430.2824540.0000170.282447-11.2-6.21.141.67-0.95XRHM-DB-N-142410.0477800.0012930.2825330.0000170.282528-8.4-3.41.031.48-0.96XRHM-DB-N-152400.0763870.0019550.2824300.0000200.282421-12.1-7.11.201.72-0.94XRHM-DB-N-162420.0820470.0022580.2823790.0000210.282369-13.9-9.01.281.84-0.93

圖8 閃長巖的n(CaO)/n(MgO+TFeO)-n(Al2O3/n(MgO+TFeO)圖解(底圖據(jù)文獻[39])Fig. 8 n(CaO)/n(MgO+TFeO)-n(Al2O3/n(MgO+TFeO) diagram for the diorite(base map after reference[39])

圖9 夏日哈木石英閃長巖鋯石Hf同位素特征Fig. 9 Zircon Hf isotopic features for the Xiarihamu quartz diorite

5.2 構(gòu)造環(huán)境

夏日哈木地區(qū)閃長巖在Bailey(1981)的w(La)-w(K2O)和w(La)-w(P2O5判別圖解[49](圖10)中，主要落在安第斯型弧火山巖區(qū)域。此外，樣品Zr/Y值(8.3～13.2)平均為10.6，介于活動大陸邊緣安山巖的范圍之內(nèi)(Zr/Y=4.0～12.0)[50]。La/Nb值(3.0～3.2)平均為3.1，與活動大陸邊緣區(qū)La/Nb值高(>2.0)的特征吻合[51]。樣品高的La/Yb值(12.8～18.8)平均為15.4，同樣顯示出安第斯型弧火山巖的特征[49]。由上述特征判斷，本區(qū)閃長巖形成于安第斯型活動大陸邊緣的構(gòu)造環(huán)境。

已有研究[2]表明，東昆侖地區(qū)顯生宙以來主要經(jīng)歷了加里東期、華力西期-印支期的邊緣造山作用，為一疊加的造山帶。加里東期造山旋回主要經(jīng)歷了俯沖-碰撞拼貼-碰撞后伸展3個階段。其中，俯沖作用起始于中寒武世[1,52]，并一直持續(xù)到晚奧陶世，該階段原特提斯洋沿昆中斷裂附近向北側(cè)的柴達木地塊俯沖，在昆北斷裂以北形成弧后裂陷槽，局部擴張為小洋盆并接受了灘間山群的火山巖和碎屑巖沉積，昆中斷裂以南的大洋環(huán)境中主要為中晚元古代形成的萬寶溝群大洋玄武巖高原*孫豐月,陳國華,遲效國,等.新疆-青海東昆侖成礦帶成礦規(guī)律和找礦方向綜合研究報告.長春:吉林大學地質(zhì)調(diào)查研究院,2003.。青海省地質(zhì)調(diào)查院*王秉璋,王瑾,葉占福,等.1∶25萬布喀達坂峰幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告.西寧:青海省地質(zhì)調(diào)查院,2004.在祁曼塔格地區(qū)的土木勒克西南發(fā)現(xiàn)晚奧陶世藍閃石片巖，與其伴生的輝長巖Ar-Ar年齡為(444.5±1.5) Ma，可能代表俯沖的結(jié)束和碰撞的開始。許榮華等[53]在東昆侖萬寶溝溝頭獲得碰撞型二云母花崗巖鋯石U-Pb一致線年齡為412.6 Ma，說明晚志留世-早泥盆世原特提斯洋盆已經(jīng)閉合，該時期昆南帶的大洋玄武巖高原已經(jīng)與昆中隆起帶發(fā)生碰撞拼貼，并導(dǎo)致昆北弧后裂陷帶的閉合。本區(qū)與鎳礦有關(guān)的基性-超基性雜巖體中輝石巖鋯石U-Pb年齡為(393.5±3.4) Ma[8]，屬早泥盆世，其形成可能與碰撞后伸展環(huán)境下的幔源巖漿作用有關(guān)。礦區(qū)北部出露的造山后A2型正長花崗巖鋯石U-Pb年齡為(391.1±1.4) Ma[13]，基本代表了本區(qū)加里東造山旋回結(jié)束的時限。在經(jīng)歷了加里東造山旋回之后，東昆侖地區(qū)南北三分的構(gòu)造格局基本形成。

東昆侖地區(qū)華力西期-印支期的構(gòu)造演化是一個連續(xù)的過程，大致可分為早期的俯沖造山階段和晚期洋盆閉合后的陸內(nèi)造山階段[1,2,54]。東昆侖地區(qū)在晚古生代由于拉張作用出現(xiàn)阿尼瑪卿二疊紀小洋盆，屬于古特提斯洋的一部分。姜春發(fā)等[6]獲得瑪積雪山蛇綠巖中的火山巖同位素年齡260 Ma，代表洋殼玄武巖形成時間。中晚二疊世-早三疊世(260～240 Ma)是主要的俯沖造山期[1]。在東昆侖造山帶西段，王秉璋等[55]獲得昆北帶灘北雪峰地區(qū)似斑狀二長花崗巖鋯石U-Pb年齡為(241.7±1.4) Ma和(250±2) Ma，昆中帶楚拉克阿干地區(qū)斑狀二長花崗巖黑云母Ar-Ar年齡為240.6～254.1 Ma，認為晚二疊世-早三疊世高硅高鉀的酸性巖形成于成熟度高的安第斯型陸緣弧環(huán)境。在東昆侖造山帶東段，楊經(jīng)綏等[56]測得位于德爾尼超鎂鐵質(zhì)巖北側(cè)的德恰花崗質(zhì)雜巖的單顆粒鋯石U-Pb年齡為(250±20) Ma，并認為與洋殼俯沖有關(guān)。熊富浩等[57]獲得白日其利角閃輝長巖的鋯石U-Pb年齡為(248.9±4.2) Ma，形成于阿尼瑪卿洋俯沖階段。李碧樂等[4]報道了溝里地區(qū)阿斯哈閃長巖鋯石U-Pb年齡為(243.9±0.59) Ma，認為該期巖漿活動具有安第斯型巖漿弧的特征，同時指出該年齡代表阿尼瑪卿洋向北俯沖的晚期。隨后，同碰撞花崗巖的出現(xiàn)表明本區(qū)已由俯沖階段進入到陸內(nèi)造山階段，如卡而卻卡花崗閃長巖鋯石U-Pb 年齡為(237±2) Ma[58]，哈日扎花崗閃長斑巖鋯石U-Pb 年齡為(234.5±4.8)Ma[59]。根據(jù)豐成友等[60]對祁漫塔格中、晚三疊世花崗巖的研究顯示，在220～228 Ma，該地區(qū)存在A型富鉀高分異花崗巖，表明該時期本區(qū)構(gòu)造體制已由陸內(nèi)造山的擠壓體制轉(zhuǎn)變?yōu)榕鲎埠蟮纳煺贵w制。

對于研究區(qū)而言，始于華力西晚期的阿尼瑪卿洋的俯沖作用持續(xù)至印支早期，洋殼沿現(xiàn)今的東昆南斷裂帶附近俯沖至東昆中隆起帶。俯沖帶流體交代地幔楔并誘發(fā)其部分熔融形成具富集地幔特征的幔源巖漿，幔源巖漿運移至下地殼底部發(fā)生大規(guī)模的底侵作用。由底侵巖漿提供熱動力，促使中元古代下地殼玄武質(zhì)巖石脫水部分熔融同時與少量幔源巖漿發(fā)生混合后侵位，最終形成本區(qū)閃長巖。閃長巖體侵位年齡為(243±1) Ma，屬早三疊世晚期，巖石學和地球化學特征上具有俯沖晚期高鉀鈣堿性巖石的特征，形成于安第斯型活動大陸邊緣的構(gòu)造環(huán)境。

LI.大洋島弧低鉀安山巖；CI.大陸島弧和大洋島弧其他安山巖；AI.安第斯型安山巖。圖10 閃長巖的w(La)-w(K2O)和w(La)-w(P2O5)圖解(底圖據(jù)文獻[49])Fig. 10 w(La)-w(K2O)和w(La)-w(P2O5)diagrams of diorite(base map after reference[49])

6 結(jié)論

1)夏日哈木地區(qū)閃長巖巖漿鋯石LA-ICP-MS U-Pb加權(quán)平均年齡為 (243±2)Ma，MSWD=0.150；諧和年齡值為 (243±1)Ma，MSWD=0.013，屬早三疊世晚期。

2)夏日哈木地區(qū)閃長巖屬準鋁質(zhì)、高鉀鈣堿性系列巖石。其具有低SiO2、高Al2O3、高Na2O/K2O，富集大離子親石元素(Rb、Ba、K)、虧損高場強元素(Nb、Ta)，無明顯負Eu異常的地球化學特征。不均一的εHf(T)值(-9.0～-1.0)和古老的二階段Hf同位素模式年齡(1.34～1.84 Ga)表明，巖漿源區(qū)應(yīng)主要為中元古代下地殼玄武質(zhì)巖石同時有幔源物質(zhì)的混入。

3)夏日哈木地區(qū)閃長巖形成于俯沖晚期安第斯型活動大陸邊緣的構(gòu)造環(huán)境。

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Zircon U-Pb Geochronology and Geochemistry of Diorite in Xiarihamu Ore District from East Kunlun and Its Geological Significance

Wang Guan1，Sun Fengyue1，Li Bile1，Li Shijin2，Zhao Junwei3，Yang Qi’an3

1．College of Earth Sciences，Jilin University，Changchun 130061，China2．Qinghai Geological Survey，Xining 810001，China3．No.5 Geologic Exploration and Mineral Resource Institute of Qinghai Province，Xining 810008，China

diorite; zircon U-Pb age; geochemistry; tectonic setting; east Kunlun; Xiarihamu

10.13278/j.cnki.jjuese.201403113.

2013-11-08

中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)大調(diào)查項目(12120111086020)；國家自然科學基金項目(41272093)

王冠(1984-)，男，博士研究生，主要從事礦床學研究，E-mail:red_moon2002@163.com

孫豐月(1963-)，男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事熱液礦床成礦理論與預(yù)測、區(qū)域成礦作用研究，E-mail:sfy@jlu.edu.cn。

10.13278/j.cnki.jjuese.201403113

P588.12

A

王冠，孫豐月，李碧樂,等.東昆侖夏日哈木礦區(qū)閃長巖鋯石U-Pb年代學、地球化學及其地質(zhì)意義.吉林大學學報:地球科學版,2014,44(3):876-891.

Wang Guan，Sun Fengyue，Li Bile,et al.Zircon U-Pb Geochronology and Geochemistry of Diorite in Xiarihamu Ore District from East Kunlun and Its Geological Significance.Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2014,44(3):876-891.doi:10.13278/j.cnki.jjuese.201403113.