博格達(dá)山東段蘇吉山A型花崗巖地球化學(xué)特征、LA-ICP-MS定年及其構(gòu)造意義

雷萬杉，郭俊鋒，馬繼海，肖 良，李相傳，劉軍鋒，李 勇

1.長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，西安7100542.國土資源部巖漿作用成礦與找礦重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安7100543.西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，成都610500

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博格達(dá)山東段蘇吉山A型花崗巖地球化學(xué)特征、LA-ICP-MS定年及其構(gòu)造意義

雷萬杉1，2，郭俊鋒1，2，馬繼海3，肖 良1，2，李相傳1，2，劉軍鋒1，2，李 勇1，2

1.長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，西安710054
2.國土資源部巖漿作用成礦與找礦重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安710054
3.西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，成都610500

摘要：新疆巴里坤縣蘇吉山花崗巖體在構(gòu)造上位于博格達(dá)造山帶東段，巖性為鐵淺閃石堿長(zhǎng)花崗巖。全巖具有較高的SiO2、K2O+Na2O、NK/A和較低的A/CNK含量；輕稀土相對(duì)富集、銪弱虧損；不同程度的富集大離子親石元素和高場(chǎng)強(qiáng)元素，虧損Cs、Sr、P、Ti；HFSE元素組合（Zr+Nb+Ce+Y）介于451×10-6～674×10-6，鋯石飽和溫度范圍841～883℃；以上特征都表現(xiàn)為典型的A型花崗巖特征，判別圖解進(jìn)一步顯示其為A2型花崗巖。造巖礦物角閃石屬鈣質(zhì)普通角閃石，鐵淺閃石亞類，主量成分Al2O3介于2.9%～4.5%，Si/（Si+Ti+A1）為0.88～0.93，顯示出殼源角閃石的特征。LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為301.5±2.4 Ma，表明其形成時(shí)代為晚石炭世格舍爾階。蘇吉山A型花崗巖殼源角閃石特征指示其不同于A1亞型與地幔熱柱、裂谷有關(guān)的伸展機(jī)制，裂谷中晚期侵位表明其不同于A2亞型所代表的后造山環(huán)境。結(jié)合鄰區(qū)花崗巖侵位時(shí)空特征，蘇吉山A型花崗巖應(yīng)標(biāo)志著一種裂谷作用減弱的局限伸展環(huán)境，也表明博格達(dá)裂谷作用受控于古亞洲洋沿卡拉麥里蛇綠巖帶的斜向俯沖作用。

關(guān)鍵詞：A型花崗巖；裂谷作用；博格達(dá)裂谷；卡拉麥里蛇綠巖帶

First author：LEI Wanshan，Ph.D.；E-mail：4730431@qq.com

①李勇等.2012.新疆維吾爾自治區(qū)三道幅1∶25萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告（修測(cè)）.西安：長(zhǎng)安大學(xué)地質(zhì)調(diào)查研究院.

中亞造山帶是世界上面積最大的增生造山帶（Seng?r and Natal'in，1996；Windley et al.，2007），造山過程中形成了大量新生地殼，這代表了顯生宙最重要的地殼增生（Seng?r et al.，1993；Jahn，2004）。東天山博格達(dá)晚古生代造山帶北鄰卡拉麥里蛇綠混雜巖帶，然而，該蛇綠混雜巖帶和博格達(dá)晚古生代造山帶的構(gòu)造屬性都存在廣泛的爭(zhēng)議，卡拉麥里蛇綠巖帶的演化存在大洋閉合于早古生代、泥盆紀(jì)和早石炭世3種觀點(diǎn)（何國琦等，2001），卡拉麥里洋盆單向俯沖（李春昱和王荃，1986）、還是雙向俯沖（馬瑞士等，1990）2種觀點(diǎn)；博格達(dá)造山帶一直以來存在有晚古生代島?。–oleman，1989；馬瑞士等，1997）、裂谷（何國琦等，1994；韓寶福等，1999；顧連興等，2001）及裂陷槽（肖序常等，1992）之爭(zhēng)。新疆三道幅1：25萬地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目在該帶以南發(fā)現(xiàn)侵位于輝長(zhǎng)巖與閃長(zhǎng)巖之間的A型堿長(zhǎng)花崗巖體，對(duì)其成巖過程的深入研究可以為博格達(dá)裂谷晚古生代閉合的動(dòng)力學(xué)背景和卡拉麥里洋的俯沖機(jī)制以及中亞造山帶增生過程提供線索，也可以為探討A型花崗巖的成巖機(jī)制和構(gòu)造背景提供實(shí)例。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

圖1 （a）東天山博格達(dá)-卡拉麥里地區(qū)地質(zhì)略圖（改自何國琦等，2006）（b）蘇吉山巖體地質(zhì)圖①Fig.1 （a）Simplified geological map of the Bogda-Kalamaili area（b）Simplified geological map of Sujishan intrusion

東天山博格達(dá)晚古生代造山帶，北隔準(zhǔn)噶爾盆地與西伯利亞板塊相望，南與吐哈盆地和覺羅塔格石炭紀(jì)火山巖帶相鄰，西界在烏魯木齊市一帶，東界位于巴里坤縣以東，以斷層與哈爾里克山脈相接（馬瑞士等，1997）。博格達(dá)山主體由石炭系組成，二疊系主要分布在南北兩麓（舒良樹等，2005），石炭系主要為多峰式火山-沉積巖系（圖1a）。這套地層于晚石炭世發(fā)生褶皺，并被下二疊統(tǒng)陸相磨拉石建造所覆蓋，其接觸關(guān)系在東段七角井一帶為角度不整合（周濟(jì)元等，1997），而在西段達(dá)坂城地區(qū)則為平行不整合（陳哲夫和梁云海，1985）。蘇吉山花崗巖體位于博格達(dá)造山帶東段，蘇吉山中北部，巖體近東西向展布，長(zhǎng)軸方向與區(qū)域性構(gòu)造方向基本一致，面積約5.9 Km2，巖體侵位于輝長(zhǎng)巖體與閃長(zhǎng)巖體之間（圖1b）。

2 巖相學(xué)

蘇吉山花崗巖體呈肉紅色或磚紅色，中細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物為堿性長(zhǎng)石（50% ～70%）、石英（20%～35%）和角閃石（約5%）組成。堿性長(zhǎng)石由條紋長(zhǎng)石和微斜長(zhǎng)石組成，呈不規(guī)則粒狀或半自形板狀，具卡氏雙晶和格子雙晶，部分發(fā)生高嶺土化，粒度一般為2.5～4.0 mm；石英他形粒狀，表面干凈，粒徑約1.0～3.0 mm；角閃石為普通角閃石，角閃石柱狀及粒狀，灰綠-黑綠色，粒度為0.3～1.2 mm。副礦物有鋯石、榍石、磷灰石等。

3 樣品采集與測(cè)試方法

地球化學(xué)樣品采用垂直巖體走向等間距采樣，采樣間距約50 m。采樣時(shí)挑選堅(jiān)硬致密、未蝕變的塊狀樣品，先手工破碎，再用瑪瑙研缽磨至200目。年代學(xué)測(cè)試樣品在野外采集樣品約5 kg，破碎至80～120目，用水淘洗粉塵后，先用磁鐵除去磁鐵礦等磁性礦物，再用重液選出鋯石，最后在雙目鏡下人工挑出鋯石。

主量元素、微量元素和單礦物電子探針成分分析在長(zhǎng)安大學(xué)西部礦產(chǎn)資源與地質(zhì)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。其中，主量元素分析采用RIXZ100型X射線熒光光譜儀測(cè)定，微量元素采用美國X-7型ICP-MS測(cè)定；角閃石礦物化學(xué)采用JXI-8100型電子探針完成。鋯石年代（表1）分析在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。

4 分析結(jié)果

4.1 鋯石U-Pb年齡

本次研究所采集花崗巖較新鮮，塊狀構(gòu)造，中細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)。分選出鋯石顆粒一般為80～120 μm，長(zhǎng)短軸之比約為1.0～1.2。鋯石除極少半自形外，絕大部分呈結(jié)晶較好的短柱狀，振蕩環(huán)帶發(fā)育，顯示了巖漿鋯石的顯著特征（圖2），鋯石樣品的Th/U均大于0.1，也表明了鋯石的巖漿成因（Belousova et al.，2002）。本次測(cè)定的數(shù)據(jù)點(diǎn)沿水平方向不同程度的偏離諧和線（圖3），其主要原因是由于年輕鋯石中的207Pb豐度較低而難以測(cè)準(zhǔn)，另一方面也可能與鋯石中微量普通鉛的存在有關(guān)（Yuan et al.，2003）。在上述情況下，206Pb/238U年齡可以準(zhǔn)確反映其成巖年齡。本次測(cè)試對(duì)諧和線附近的21個(gè)鋯石分析點(diǎn)加權(quán)計(jì)算得到平均年齡為301.5±2.4 Ma（表1，圖3），表明蘇吉山花崗巖侵位時(shí)間為晚石炭世賓夕法尼亞系格舍爾階。

4.2 角閃石礦物化學(xué)

圖2 蘇吉山花崗巖鋯石陰極發(fā)光圖像Fig.2 Cathodoluminescence images of zircons form the Sujishan pluton

圖3 蘇吉山花崗巖鋯石U-Pb諧和圖Fig.3 U-Pb Concordia diagram of zircons form Sujishan intrusion

蘇吉山花崗巖中含較多的角閃石，在鏡下大多數(shù)比較完整新鮮，部分纖閃石化。角閃石中主要氧化物含量穩(wěn)定，變化不大（表2）。（Ca+Na）B介于1.54～1.77之間，NaB在0.14～0.39，屬于鈣角閃石組，Si在7.21～7.54，Mg/（Mg+Fe2+）在0.19～0.32。根據(jù)國際礦物協(xié)會(huì)和礦物名稱委員會(huì)的角閃石分類方案（Leake，1978；Rock and Leake，1984），屬硅質(zhì)鐵淺閃石、鐵淺閃石亞類。

表1 蘇吉山花崗巖鋯石U-Pb年齡分析結(jié)果Table 1 U-Pb dating results for zircons of the Sujishan granite

4.3 巖石地球化學(xué)

蘇吉山花崗巖全巖硅含量和鉀含量較高，SiO2為70.5%～71.9%，K2O為3.6%～4.6%，在K2O-SiO2圖解上（圖4a）投影在高鉀鈣堿性系列。較高的全堿（K2O+Na2O為9.2%～10.8%）和堿度指數(shù)（NK/A為0.94～1.14），較低的Al2O3（13.5%～14.1%）和鋁飽和指數(shù)A/CNK（0.85～1.02），屬于過堿性和準(zhǔn)鋁質(zhì)花崗巖（圖4b、c）。顯著富鐵、貧鎂，F(xiàn)eOT/（FeOT+MgO）為0.90～0.94，在Frost等（2001）提出的FeOT/（FeOT+MgO）-SiO2圖解中落在鐵質(zhì)（Ferroan）區(qū)域（圖4d）。蘇吉山花崗巖富硅、富堿、富鐵、貧鎂的主量元素特征可與典型的A型花崗巖相對(duì)比（Eby，1990）。

蘇吉山花崗巖稀土總量變化較大，ΣREE豐度范圍為96.89×10-6～230.94×10-6，平均值為154.11× 10-6；（La/Yb）N、（La/Sm）N、（Gd/Yb）N分別為2.5～7.3（平均4.1）、2.2～3.3（平均2.3）和0.9～2.0（平均1.3），表現(xiàn)為富輕稀土和輕稀土較重稀土分餾更為顯著的特征（圖5a），δEu介于0.52～0.71（平均值0.60）（表2），表明斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶。

在微量元素配分曲線圖（圖5b）上，蘇吉山花崗巖富集大離子親石元素Rb、Ba、Th、U，富集高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、Ta、Zr、Hf，相對(duì)虧損Cs、Sr、P及Ti。其中Rb、Ba、Th、U豐度約為原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化值的100～200倍，Nb、Ta的豐度約為原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化值的10～30倍，Zr、Hf的豐度約為原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化值的20～50倍（表3）。P、Ti的負(fù)異?？赡芘c磷灰石、鈦鐵礦的分離結(jié)晶作用有關(guān)（李獻(xiàn)華等，2001），Sr的負(fù)異常與斜長(zhǎng)石的結(jié)晶分異有關(guān)（李昌年，1992），Cs的降低可能是受到了風(fēng)化淋濾作用的影響。

5 討論

5.1 蘇吉山花崗巖成因類型

蘇吉山花崗巖礦物組合為石英+堿性長(zhǎng)石+鈣質(zhì)普通角閃石（鐵淺閃石亞類），符合Bonin （2007）等總結(jié)的A型花崗巖特征性礦物組合（Griet et al.，1980）。所有樣品的常量元素特征均滿足Whalen等（1987）提出的以NK/A=0.85和ALK= 8.5%作為判別A型花崗巖套下限值的條件。稀土元素配分曲線（圖5a）呈右傾輕稀土富集型、銪虧損的“V”字型模式，與A型花崗巖的稀土元素特征類似，同時(shí)輕-重稀土分餾不明顯（La/YbN＜10），Eu虧損（0.52～0.71），與A2型花崗巖特征較為相似（劉昌實(shí)等，2003）。蘇吉山花崗巖HFSE元素組合（Zr+Nb+Ce+Y）為451×10-6～674×10-6（平均533×10-6），大于A型花崗巖下限值350×10-6（Whalen et al.，1987）。在花崗巖成因類型判別圖上，這些樣品普遍投影于A型花崗巖區(qū)（圖6），在A型花崗巖的分類圖上，蘇吉山巖體大多數(shù)投在A2型區(qū)域內(nèi)，僅有少量樣品投影在A1、A2分界線上（圖7），證明它們應(yīng)當(dāng)屬于A2型花崗巖。

表2 蘇吉山花崗巖角閃石的電子探針分析數(shù)據(jù)（wt%）Table 2 Compositions of hornblende form Sujishan granite（wt%）obtained from electron microprobe

Watson等（1979）認(rèn)為鋯石是最早結(jié)晶的副礦物，它通常被鐵鎂礦物、長(zhǎng)英礦物包裹。因此，鋯石飽和溫度可以近似代表A型巖套巖漿近液相線溫度。因此

令Si+Al+Fe+Mg+Ca+Na+K+P=1（原子分?jǐn)?shù)），則全巖巖石化學(xué)參數(shù)M=［（2×Ca+Na+K）/（Si× Al）］。若假設(shè)不作鋯石礦物的Zr、Hf校正，純鋯石中Zr=49 765×10-6，用全巖Zr含量近似代表熔體Zr含量，由上式從全巖M值和Zr含量可計(jì)算熔體鋯石飽和溫度（表2）。從蘇吉山A型花崗巖體10件分析的鋯石飽和溫度可見，其范圍841～883℃，明顯高于S型花崗巖平均764℃和I型花崗巖平均781℃，位于A型花崗巖800～883℃的平均范圍（King et al.，1997），且接近劉昌實(shí)所劃分的鉀長(zhǎng)A型花崗巖（AAG），即A2型花崗巖（劉昌實(shí)等，2003）。

5.2 巖石成因

自從Loiselle和 Wones于1979年提出非造山、堿性、無水的A型花崗巖的概念以來，有關(guān)A型花崗巖的特征及其成因問題的討論始終存在著分歧。爭(zhēng)議的焦點(diǎn)主要集中在兩個(gè)方面：（1）A型花崗巖與其它類型花崗巖（如I、S和M型花崗巖）的分類標(biāo)準(zhǔn)不一致；（2）A型花崗巖有時(shí)與其原始定義不一致，它并不只出現(xiàn)于非造山環(huán)境。一般情況下，花崗巖ISMA分類法中I型、S型和M型均與源巖有關(guān)；I型的源巖是火成巖或受幔源改造的沉積物質(zhì)，S型來自沉積巖，M型來自幔源，唯獨(dú)A型花崗巖與源巖無關(guān)，代表產(chǎn)于伸展構(gòu)造背景中的高溫?zé)o水的花崗巖。

圖4 蘇吉山花崗巖地球化學(xué)分類圖解（a）K2O-SiO2圖解（據(jù)Peccerillo和Taylor，1976）、（b）A/NK-A/CNK圖（據(jù)Maniar和Piccoli，1989）、（c）SiO2-AR圖（據(jù)Wright，1969，AR=Al2O3+CaO+Na2O+K2O/Al2O3+CaO-Na2O-K2O）和（d）FeOT/（FeOT+MgO）-SiO2圖（據(jù)Frost等，2001）Fig.4 Chemical classification diagrams for the Sujishan granite.（a）K2O-SiO2correlation diagram（after Peccerillo and Taylor，1976），（b）A/NK-A/CNK diagram（after Maniar and Piccoli，1989），（c）SiO2-AR diagram（after Wright，1969，AR=Al2O3+CaO+Na2O+K2O）/ （Al2O3+CaO-Na2O-K2O））and（d）FeOT/（FeOT+MgO）-SiO2diagram（after Frost et al.，2001）

圖5 蘇吉山花崗巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分型式和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖（球粒隕石和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)值據(jù)Sun和McDonough，1989）Fig.5 Chondrite-normalized REE distribution patterns and primitive mantle-normalized trace element spidergrams of the Sujishan granite（normalizing values after Sun and McDonough，1989）

蘇吉山A型花崗巖所處的中亞造山帶出露世界上面積最大的顯生宙堿性花崗巖，這些堿性花崗巖沿額爾齊斯-瑪因鄂博、烏倫古和卡拉麥里三條大斷裂分布形成三條堿性花崗巖帶（忻建剛等，1995；郭芳放等，2010），這些堿性花崗巖普遍具有正εNd（t）值，與其他地區(qū)殼源成因的顯生宙花崗巖形成了鮮明對(duì)比。蘇吉山花崗巖體侵位于輝長(zhǎng)巖與二長(zhǎng)巖巖體之間（圖1b），輝長(zhǎng)巖體的出現(xiàn)說明，幔源物質(zhì)的高度分異可能是蘇吉山鉀長(zhǎng)花崗巖形成一種可能，而外圍的二長(zhǎng)巖體出現(xiàn)又增加了殼源重熔和殼?；煸葱纬商K吉山鉀長(zhǎng)花崗巖體的可能性，本文雖未進(jìn)行Sr-Nd同位素測(cè)試，卻對(duì)造巖礦物角閃石進(jìn)行了詳細(xì)的礦物化學(xué)分析。姜常義和安三元（1984）指出，隨著溫度和壓力的增高，鈣質(zhì)角閃石的Si含量有規(guī)律地降低，角閃石的Si/（Si+ Ti+A1）比值，在殼源區(qū)和幔源區(qū)之間出現(xiàn)間斷。殼源閃石Al2O3的重量百分含量一般不超過10%，而幔源的一般不低于10%；殼源角閃石的Si/（Si+Ti+A1）值不低于0.775，而幔源角閃石則不大于0.765，蘇吉山輝長(zhǎng)巖中角閃石Al2O3介于2.9%～4.5%，Si/（Si+Ti+A1）介于0.88～0.93，屬于殼源角閃石?？梢?，殼源組分應(yīng)是蘇吉山堿長(zhǎng)花崗巖的重要組成部分，也說明中亞造山帶地殼生長(zhǎng)應(yīng)有多種形式。

表3 蘇吉山花崗巖主量元素（wt%），稀土元素和微量元素（×10-6）數(shù)據(jù)Table 3 Major element（wt%），rare earth element and trace element（×10-6）abundances of Sujishan granite

圖6 花崗巖成因判別圖（a和b據(jù)Whalen等，1987；c和d據(jù)Eby，1990）Fig.6 Discrimination diagram for granite

圖7 花崗巖成因分類圖（據(jù)Eby，1992）Fig.7 Classification diagram for A-type granites

5.3 構(gòu)造環(huán)境

蘇吉山A型花崗巖成因分析說明A型花崗巖并不反映巖石的物質(zhì)來源，而是強(qiáng)調(diào)巖石形成時(shí)的巖漿條件（堿性、貧水）和構(gòu)造背景（非造山）（楊高學(xué)和李永軍，2009；張旗等，2012）。國內(nèi)外A型花崗巖的研究認(rèn)為，A1亞型花崗巖主要與地幔熱柱、裂谷作用有關(guān)，在造山作用巖漿活動(dòng)時(shí)間序列中是最晚的一次。A2亞型（后造山環(huán)境；洪大衛(wèi)等（1995）稱為PA亞型）主要與大陸邊緣地殼伸展作用或與陸內(nèi)剪切作用產(chǎn)生的拉張環(huán)境有關(guān)（Eby，1992）。

蘇吉山巖體位于博格達(dá)裂谷東段，其形成的構(gòu)造背景應(yīng)與區(qū)域構(gòu)造演化相一致。博格達(dá)造山帶東緣的哈爾里克造山帶屬于哈薩克斯坦板塊東南部之準(zhǔn)（噶爾）—吐（魯番）—哈（密）陸塊東北緣的晚古生代火山?。℅u et al.，1999；顧連興等，2000），其北側(cè)的庫蘭喀孜干造山帶為西伯利亞板塊南緣的晚古生代火山弧，兩者之間的卡拉麥里-麥欽烏拉斷裂帶和沿此帶分布的蛇綠巖套代表著晚石炭世碰撞帶（馬瑞士等，1993；顧連興等，2001；舒良樹和王玉凈，2003；李錦軼，2004）。最新的區(qū)域研究資料證實(shí)該蛇綠巖帶斷續(xù)向東南延伸直到石灰窯一帶①②李勇.2012.新疆維吾爾自治區(qū)三道幅1∶25萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告（修測(cè)）.西安：長(zhǎng)安大學(xué)地質(zhì)調(diào)查研究院.。達(dá)拉布特—卡拉麥里石炭紀(jì)殘余洋盆向東楔形尖滅（圖1a）說明該俯沖帶的主應(yīng)力方向不應(yīng)為南西向，而應(yīng)是正南或東南，這種斜向的俯沖作用導(dǎo)致沿卡拉麥里蛇綠巖帶南側(cè)并沒有出現(xiàn)典型的島弧巖漿作用，而是形成了一種隨俯沖作用開始裂陷，伴隨俯沖結(jié)束裂谷閉合的夭折型裂谷作用。博格達(dá)裂谷正是西伯利亞大陸和吐—哈地塊之間的古亞洲洋殼俯沖過程中的產(chǎn)物（馬瑞士等，1993；方國慶，1993），顧連興等（2001）明確其為俯沖撕裂型裂谷。

博格達(dá)裂谷作用源于構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的自東向西傳遞（顧連興等，2001），那么，裂谷的結(jié)束也應(yīng)反映出這種應(yīng)力場(chǎng)變換的過程，博格達(dá)裂谷期至裂谷結(jié)束可劃分為：裂谷期-局限伸展期-碰撞回返期-碰撞后伸展期，且各期次都有代表性的產(chǎn)物。博格達(dá)裂谷火山活動(dòng)始于早石炭世的七角井一帶，七角井地區(qū)雙峰式火山巖之玄武巖與流紋巖的Rb-Sr等時(shí)線年齡分別為342.0±3.2 Ma和340.3±3.4 Ma，代表了裂谷的開始（王銀喜等，2005，2006），西地七角井組火山巖中玄武巖Rb-Sr年齡為322±3 Ma（田黎萍等，2010），應(yīng)是裂谷高峰期的產(chǎn)物。之后，研究區(qū)就進(jìn)入了裂谷作用的局限伸展期，蘇吉山輝長(zhǎng)巖侵位年齡為308.1±3.3 Ma（另文討論），代表了裂谷作用中局限伸展期的開始，大石頭—色皮口一帶流紋巖Rb-Sr等時(shí)線年齡為307.1±1.3 Ma（王銀喜等，2005），以及蘇吉山堿長(zhǎng)花崗巖侵位年齡301.5± 2.4 Ma，是該局限伸展期巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。早二疊世早期，伊齊—小紅柳峽一帶柳樹溝組雙峰式火山活動(dòng)是裂谷火山作用的最后階段，其中流紋巖Rb-Sr等時(shí)線年齡為296±2 Ma（王金榮等，2010），上大河沿閃長(zhǎng)巖體與之時(shí)間相近，其侵位年齡298.4±0.76 Ma（顧連興等，2000；顧連興等，2001），是博格達(dá)裂谷局限伸展期的結(jié)束。早二疊世博格達(dá)裂谷開始折返造山，沿沙爾喬克—納瓦庫都克一帶出露的構(gòu)造石英片巖帶可能是該碰撞折返過程的產(chǎn)物。經(jīng)過短暫的碰撞閉合，早二疊世晚期博格達(dá)地區(qū)進(jìn)入后造山伸展階段，博格達(dá)山西緣白楊溝輝綠玢巖單顆鋯石U-Pb諧和年齡為288.9±4.7 Ma，是博格達(dá)晚古生代裂谷作用碰撞后伸展階段的產(chǎn)物（Gu et al.，1999；舒良樹等，2005）。此外，鄰區(qū)哈爾里克造山帶碰撞后堿性花崗巖的侵位（Gu et al.，1999；顧連興和楊浩，1990），在誤差范圍內(nèi)與博格達(dá)碰撞后伸展階段巖漿活動(dòng)的一致性也從側(cè)面證實(shí)了卡拉麥里俯沖碰撞帶對(duì)博格達(dá)裂谷活動(dòng)的控制。博格達(dá)東段北緣卡拉崗組陸相流紋巖Rb-Sr等時(shí)線年齡為278±2 Ma（第鵬飛等，2010），宣告著博格達(dá)裂谷作用的最終結(jié)束。

蘇吉山A型花崗巖從侵位的時(shí)間節(jié)點(diǎn)上看，同卡拉麥里俯沖碰撞作用時(shí)空較為吻合：卡拉麥里碰撞帶內(nèi)黃羊山、蘇吉泉等堿性A型花崗巖侵位時(shí)代分別為305 Ma和304±2 Ma年（蘇玉平等，2006，2008），略早于蘇吉山A型花崗巖的301.5± 2.4 Ma，而蘇吉山巖體空間上位于卡拉麥里俯沖帶的前進(jìn)方向，解釋了這種時(shí)間上的先后關(guān)系，也進(jìn)一步說明博格達(dá)裂谷受控于古亞洲洋沿卡拉麥里蛇綠巖帶斜向俯沖的碰撞活動(dòng)。從博格達(dá)裂谷的演化時(shí)間序列上看，蘇吉山巖體形成于博格達(dá)裂谷活動(dòng)的中晚期，對(duì)應(yīng)著裂谷作用減弱直至碰撞回返之間，即不同于A1型與地幔熱柱、裂谷有關(guān)的伸展機(jī)制，也不同與A2亞型所代表的后造山環(huán)境，應(yīng)標(biāo)志著一種代表裂谷作用減弱的局限伸展背景。

6 結(jié)論

（1）蘇吉山花崗巖體位于博格達(dá)造山帶東段，巖性為鐵淺閃石堿長(zhǎng)花崗巖。造巖礦物角閃石屬鈣質(zhì)普通角閃石類，鐵淺閃石亞類，角閃石Al2O3含量為2.9～4.5%，Si/（Si+Ti+A1）＞0.765，顯示出殼源角閃石特征。

（2）蘇吉山花崗巖具有較高的SiO2、K2O+ Na2O、NK/A，較低的A/CNK；輕稀土相對(duì)富集、銪弱虧損；富集大離子親石元素和高場(chǎng)強(qiáng)元素，虧損Cs、Sr、P、Ti；HFSE元素組合（Zr+Nb+Ce+ Y）為451×10-6～674×10-6，鋯石飽和溫度范圍841～883℃。以上特征都顯示為典型的A型花崗巖，判別圖解上進(jìn)一步顯示了A2型（后碰撞）花崗巖特征。

（3）蘇吉山A型花崗巖鋯石加權(quán)年齡為301.5±2.4 Ma，表明其形成時(shí)代為晚石炭紀(jì)賓夕法尼亞系格舍爾階。

（4）蘇吉山A型花崗巖侵位于博格達(dá)裂谷作用的中晚期，既不同于A1型與地幔熱柱、裂谷有關(guān)的伸展機(jī)制，也不同與A2亞型所代表的后造山環(huán)境，應(yīng)標(biāo)志著一種代表裂谷作用減弱的局限伸展背景。

（5）蘇吉山花崗巖所在的博格達(dá)造山帶位于卡拉麥里俯沖帶前緣，其侵位略晚于卡拉麥里蛇綠巖帶后造山堿性A型花崗巖，表明博格達(dá)裂谷受控于古亞洲洋沿卡拉麥里蛇綠巖帶的斜向俯沖碰撞活動(dòng)。

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中圖分類號(hào)：P588.12

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-7493（2016）02-0231-11

DOI:10.16108/j.issn1006-7493.2015123

收稿日期：2015-06-12；修回日期：2015-07-19

基金項(xiàng)目：長(zhǎng)安大學(xué)中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目（2014G1271067，310827153408，310827151057）；陜西省自然科學(xué)基金（016JM4001）聯(lián)合資助

作者簡(jiǎn)介：雷萬杉，男，博士；主要從事熱液礦床成因與找礦勘探方面的教學(xué)和科研工作；E-mail：4730431@qq.com

Lithogeochemistry and LA-ICP-MS Zircon U-Pb Age and Its Tectonic Significance of Sujishan A-type Granite Pluton，Eastern Bogda Mountains

LEI Wanshan1，2，GUO Junfeng1，2，Ma Jihai3，XIAO Liang1，2，LI Xiangchuan1，2，LIU Junfeng1，2，LI Yong1，2
1.School of Earth Science and Resources，Chang’an University，Xi’an 710054，China
2.Key Laboratory for the study of Focused Magmatism and Giant Ore Deposits，MLR，Xi'an 710054，China
3.School of Earth Science and Technology，Southwest Petroleum University，Chengdu 610500，China

Abstract:The Sujishan granite，formed at Balikun，Xinjiang province，is a ferro-edenite alkali-feldspar granite，locating tectonically at the eastern segement of the Bogda orogenic belt.Containing high contents of SiO2，K2O+Na2O，NK/A and low content of Al2O3，it invariably exhibits light rare earth elements（LREE）enrichment with weak negative Eu anomalies and enrichment of LILE and HFSE with the depletion of Cs，Sr，P，Ti.The element combinations of high HFSE（Zr+Nb+Ce+Y）range from 451×10-6to 674×10-6and zircon-saturation temperature lies within 841℃to 883℃.These characteristics show that it belongs to A-type granite，and specificallymost of the samples fall into the range of A2-type granite according to the discrimination diagrams.The amphibole as rock-forming mineral belongs to calcic amphibole group，ferro-edenite hronblende subgroup，which is characterized by Al2O32.9%～4.5%and Si/（Si+ Ti+A1）0.88～0.93，implying a crustal source.The zircon LA-ICP-MS U-Pb dating analysis suggests the emplacement age of Sujishan granite is ca.301.5±2.4Ma，which belongs to the Gzhelian stage of the late Carboniferous.Sujishan A-type granite with crustal-derived amphiboles differs from A1-type granitoid representing a stretching mechanics related with mantle plume or rifting.Additionally，the emplacement time at middle and late of rifting differs from A2-type granitoid formed at a post-orogenic tectonic stage.In combination with granites emplaced at adjacent region，the Sujishan A-type granite marked a limited stretching mechanics related with rifting，which may be the product of oblique subduction of the paleo-Asian Ocean plate along the Kalameili subduction belt.

Key words:A-type granite；rifting；Bogda rift；Kalameili ophiolite belt