西昆侖慕士塔格巖體鋯石U—Pb和黑云母40Ar39Ar年齡及其地質(zhì)意義

柳政甫+李秋根+王宗起+湯好書+陳衍景+朱杰+肖兵

摘要：西昆侖造山帶作為古特提斯洋消減、洋盆閉合的重要構(gòu)造域，對古特提斯洋的演化研究有著重要意義，并且其與青藏高原、塔里木盆地的構(gòu)造演化和氣候變化有著密切的聯(lián)系。以西昆侖西北段慕士塔格巖體為研究對象，對其中的暗色包體進(jìn)行鋯石UPb同位素分析和黑云母40Ar39Ar同位素分析，探討巖體的演化歷史。鋯石UPb同位素分析給出n（206Pb）/n（238U）加權(quán)平均年齡為（2188±19）Ma，為晚三疊世，解釋為巖體的結(jié)晶年齡，結(jié)合區(qū)域資料可推斷巖體形成于古特提斯洋閉合后的后碰撞階段；黑云母40Ar39Ar同位素分析得到坪年齡為（6.018±0.072）Ma和（5675±0.059）Ma，解釋為巖體的隆升冷卻年齡，表明西昆侖地區(qū)中新世晚期經(jīng)歷了冷卻隆升事件，該隆升事件使西昆侖地區(qū)中新世晚期以來地形地貌及區(qū)域構(gòu)造強(qiáng)烈改變，造成了區(qū)域內(nèi)的干旱氣候，并加速了在塔里木盆地形成塔克拉瑪干沙漠。

關(guān)鍵詞：地球化學(xué)；鋯石UPb年齡；40Ar39Ar年齡；晚三疊世；晚中新世；隆升；西昆侖造山帶

中圖分類號：P597文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Abstract： As a key tectonic regime of the subduction and closure of PaleoTethys Ocean， the West Kunlun orogenic belt has great significance in the study on the tectonicthermal history of PaleoTethys Ocean. Moreover， it has close connection with the tectonic and climatic evolution of Tibetan Plateau and Tarim Basin. In order to reveal the evolution history of Muztag pluton in the northwest section of West Kunlun orogenic belt， several isotopic characteristics of zircon UPb ages and biotite 40Ar39Ar ages of melanocratic enclaves hosted in it were discussed. The zircon UPb isotopic analysis returns a weighted average UPb age of （2188±19）Ma， which is interpreted as the crystallization age of the pluton. Combined with regional geological data， it is inferred that Muztag pluton emplaces in an extensional regime related to the postcollisional setting following the closure of PaleoTethys Ocean. Biotite 40Ar39Ar isotopic analysis yields the plateau ages of （6.018±0.072）Ma and （5.675±0.059）Ma， respectively， which are considered as uplifting and cooling ages of the pluton， indicating that West Kunlun area undergoes a coolinguplift event in Late Miocene. The event vehemently changes the tectonics， topography and geomorphology of West Kunlun and its adjacent area， gives rise to a regional arid climate， and impels the formation of Taklimakan Desert in Tarim Basin.

Key words： geochemistry； zircon UPb age； 40Ar39Ar age； Late Triassic； Late Miocene； uplift； West Kunlun orogenic belt

0引言

西昆侖造山帶位于青藏高原西北邊緣，是古亞洲構(gòu)造域和特提斯構(gòu)造域的結(jié)合部位，代表了早古生代到早中生代原特提斯洋和古特提斯洋的形成、俯沖、削減及碰撞造山過程[14]，也是作為研究青藏高原新生代強(qiáng)烈變形、隆升歷史和環(huán)境效應(yīng)等重大問題的關(guān)鍵地區(qū)之一[57]。因此，西昆侖造山帶也成為國際地質(zhì)學(xué)界研究的熱點(diǎn)地區(qū)。然而，青藏高原西北邊緣的西昆侖山脈地區(qū)由于地處偏遠(yuǎn)，氣候嚴(yán)寒干旱，交通條件惡劣，研究資料相對匱乏，一直是青藏高原研究程度較低的區(qū)域。此外，研究區(qū)構(gòu)造演化歷史復(fù)雜，諸多問題仍然缺乏統(tǒng)一的認(rèn)識，如古特提斯洋最終縫合的時(shí)限和青藏高原遠(yuǎn)程效應(yīng)所導(dǎo)致的強(qiáng)烈隆升開始年限還存在爭議?；诖耍疚倪x取位于西昆侖造山帶西北部的慕士塔格巖體作為研究對象，對其中發(fā)育的暗色包體進(jìn)行鋯石UPb年代學(xué)與黑云母40Ar39Ar年代學(xué)研究，確定慕士塔格巖體的形成時(shí)代與冷卻年齡，旨在為限定古特提斯洋碰撞閉合的具體年限及西昆侖地區(qū)強(qiáng)烈隆升的開始年限提供更多的研究資料。

1區(qū)域地質(zhì)背景

西昆侖造山帶是青藏高原的重要組成部分，位于塔里木板塊和岡底斯板塊的銜接部位，西臨帕米爾高原，東鄰東昆侖—秦嶺造山帶，北接塔里木盆地，南連青藏高原，隸屬中央造山帶的一部分[812]。構(gòu)造線總體沿NNW—NWW向，呈現(xiàn)西北部收斂、東南部分散的喇叭狀（圖1）。該地區(qū)從北到南發(fā)育了4條與昆侖山走向近平行的主要斷裂，依次為昆侖山北（柯崗）斷裂、昆侖山中（蘇巴什）斷裂、昆侖山南（麻扎—康西瓦）斷裂和喀喇昆侖斷裂。以這4條斷裂為界，可將西昆侖造山帶由北至南分為西昆侖北地體、西昆侖南地體和甜水?！龅伢w 3個(gè)構(gòu)造單元。

西昆侖造山帶巖漿活動強(qiáng)烈，火成巖記錄也非常豐富，以侵入巖為主，被認(rèn)為是特提斯洋不同演化階段的產(chǎn)物。這些巖漿巖呈NW—SE向分布于昆侖山南、北斷裂之間（圖1），構(gòu)成兩條與構(gòu)造線近一致的巨型中酸性深成巖帶，通常分別稱之為“南巖帶”和“北巖帶”。“北巖帶”以早古生代巖漿作用為主，主要分布于昆侖山北斷裂南側(cè)，代表巖體有大同巖體；“南巖帶”以早中生代巖漿作用為主，主要位于昆侖山南斷裂北側(cè)，代表巖體有慕士塔格巖體。分布于“南巖帶”的侵入巖體還有阿卡阿孜巖體、麻扎巖體、大紅柳灘巖體、泉水溝北巖體等，為Ⅰ型花崗巖，與古特提斯洋的閉合及碰撞造山有著密切的聯(lián)系[1315]。新生代巖漿活動較弱，出露的主要侵入巖體有蘇巴什西巖體（年齡為624 Ma）[16]、苦子干巖體（11～54 Ma）[1618]、卡日巴生巖體（98～172 Ma）[16，18]和贊坎巖體（10.59 Ma）[16]等。區(qū)域內(nèi)出露的火山巖有通天橋玄武巖（年齡為60 Ma）[19]、泉水溝玄武巖（3.30～5.84 Ma）[1920]、黑龍山黑色熔巖（0.67 Ma）[21]和阿塔木帕下鉀玄巖（056 Ma）[22]等。這些巖漿活動主要集中在始新世—中新世以及中更新世這兩個(gè)時(shí)期。

圖件引自文獻(xiàn)[1]，有所修改

西昆侖局部地區(qū)的隆升活動早在二疊世時(shí)期已經(jīng)開始[23]，但劇烈隆升活動自晚中生代至新生代才開始，隆升在新生代則占據(jù)著主導(dǎo)地位[2326]。受新生代以來劇烈隆升剝蝕作用的影響，西昆侖構(gòu)造區(qū)內(nèi)的新生界地層發(fā)育較少，主要分布于特克里克斷裂以北區(qū)域，沿西昆侖山前凹陷分布，總厚度大于10 km，總體上南部地層較北部地層厚。古近系地層統(tǒng)稱為喀什群，包含阿爾塔什組、齊姆根組、卡拉塔爾組、烏拉根組和巴什布拉克組，巖性穩(wěn)定，厚度數(shù)千米，主要巖性為生物灰?guī)r、礫巖、砂巖、泥巖等，含有豐富的雙殼類和有孔蟲等生物化石。新近系地層包括中新統(tǒng)由克孜洛依組、安居安組與帕卡布拉克組構(gòu)成的烏恰群以及上新統(tǒng)阿圖什組，主要巖性為灰綠色、褐色的礫巖，砂巖，粉砂巖，含有植物孢粉化石。更新統(tǒng)包含西域組、烏蘇群和新疆群。西域組主要巖性為礫巖、砂礫巖夾砂巖、泥巖，其磨拉石沉積特征反映了西昆侖地區(qū)的快速隆升；烏蘇群主要巖性為礫巖，屬沖積、洪積成因；新疆群為典型的山前沉積，由山前至平原礦物粒度逐漸變細(xì)。全新統(tǒng)地層為風(fēng)成砂、沖洪積層和湖積層，特征沉積為灰色礫石層。

2樣品采集與巖石學(xué)特征

慕士塔格巖體為西昆侖地區(qū)出露面積最大的巖體，呈不規(guī)則長條狀分布于麻扎—康西瓦構(gòu)造帶西北段兩側(cè)，巖體長軸方向與構(gòu)造線一致，長軸約為170 km，短軸為1～35 km，出露面積達(dá)3 300 km2。巖體東南部分侵入到奧陶系—志留系地層中，西北部分侵入到下元古界布倫闊勒群中，局部以斷層與古生代地層接觸。該巖體主要巖性為黑云母花崗閃長巖，局部地區(qū)發(fā)育片狀、片麻狀構(gòu)造。巖體中發(fā)育有大量暗色包體與同深成巖墻[圖2（a）、（b）]，兩者巖性相同，都為閃長巖，因含有較多的鐵鎂質(zhì)礦物，其顏色較寄主花崗巖要深，而且礦物粒度也更細(xì)。暗色包體多呈次渾圓狀或不規(guī)則狀，半徑從幾厘米到數(shù)十米不等。包體與寄主花崗巖接觸邊界呈截然狀或彌散狀，具巖漿結(jié)構(gòu)[圖2（a）]。

本次研究樣品均采集于西昆侖慕士塔格巖體中的暗色包體。包體的礦物粒度要明顯小于寄主花崗巖。顯微鏡下礦物呈現(xiàn)微弱的定向、中—粗粒似斑狀結(jié)構(gòu)[圖2（c）]，主要礦物組成有石英（體積分?jǐn)?shù)約為5%）、斜長石（30%～35%）、堿性長石（20%～25%）、黑云母（15%～20%）、角閃石（30%～40%），副礦物有榍石、鋯石、磷灰石（多呈針狀）等，其鐵鎂質(zhì)礦物體積分?jǐn)?shù)要明顯高于寄主花崗巖。幾乎所有礦物都存在兩個(gè)世代：第一世代礦物粒徑較?。?.02～030 mm）；第二世代礦物（粒徑為0.3～2.0 mm）常常包裹第一世代礦物，形成嵌晶結(jié)構(gòu)[圖2（c）、（d）]，這是由于結(jié)晶環(huán)境遭到擾動。角閃石中可見大量針狀磷灰石[圖2（d）]，是巖漿快速冷卻事件的產(chǎn)物，暗示可能存在巖漿注入現(xiàn)象。部分礦物發(fā)育微弱蝕變，如長石發(fā)育高嶺土化蝕變，黑云母與角閃石發(fā)育綠泥石化蝕變[圖2（c）]。

3分析方法及結(jié)果

本次研究共選取3件樣品進(jìn)行分析，其中對樣品12TS71、BM2進(jìn)行了黑云母40Ar39Ar同位素分析，對樣品BM8進(jìn)行了鋯石UPb同位素分析。

3.1鋯石UPb同位素分析

將巖石樣品破碎后使用重液與磁選法初步分選出鋯石晶體，并在雙目鏡下人工挑純；其后由北京凱德正科技有限公司將鋯石固定在環(huán)氧樹脂上，并拋光打磨至露出鋯石核心，完成制靶過程；鋯石反射光、透射光與陰極發(fā)光（CL）圖像在北京大學(xué)造山帶與地殼演化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，并依據(jù)這些圖像確定分析點(diǎn)位置；鋯石UPb同位素分析在南京大學(xué)內(nèi)生金屬礦床成礦機(jī)制研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，ICPMS儀為Agilent 7500a型，激光剝蝕系統(tǒng)為New Wave Research 213 nm激光燒蝕系統(tǒng)，校正外標(biāo)為GEMOC/GJ1（年齡為608 Ma），標(biāo)準(zhǔn)參考鋯石為Mud Tank（年齡為735 Ma），采用 GLITTER 4.0軟件離線處理原始輸出 ASCⅡ數(shù)據(jù)，采用Isoplot 3.00軟件[27]完成鋯石 UPb年齡諧和曲線的繪制及年齡加權(quán)平均值的計(jì)算。

樣品BM8的鋯石均為透明、自形到半自形短柱狀或近等軸狀，長軸為60～300 μm，短軸與長軸比為1∶1～1∶3。大多數(shù)鋯石晶體潔凈透明，在陰極發(fā)光圖像中呈現(xiàn)清晰的震蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)（圖3）。w（Th）/w（U）值大于0.4，顯示鋯石為巖漿成因[2829]。鋯石陰極發(fā)光圖像見圖3，鋯石UPb年齡分析結(jié)果見表1，鋯石UPb年齡諧和曲線及年齡分布見圖4。

本次研究有22個(gè)分析點(diǎn)，其中分析點(diǎn)BM89的年齡明顯小于其余分析點(diǎn)，且離諧和曲線較遠(yuǎn)，可能是Pb丟失造成的，故應(yīng)舍棄。剩余21個(gè)分析點(diǎn)年齡諧和度較高，并且集中分布在諧和曲線上或附近，n（206Pb）/n（238U）年齡加權(quán)平均值為（218.8±19）Ma，平均標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重偏差（MSWD）為1.5，解釋為結(jié)晶年齡。

鋯石來自樣品BM8

3.2黑云母40Ar39Ar同位素分析

首先將樣品通過破碎磁選、重液等步驟初步分選出黑云母顆粒，并在雙目鏡下挑純；然后將黑云母用稀硝酸浸泡、去離子水沖洗之后，用純鋁箔紙將樣品封裝，在中國原子能科學(xué)研究院492反應(yīng)堆B4孔道進(jìn)行中子照射24 h，快中子通量為2.246 4×1018，用于中子通量監(jiān)測的樣品為ZBH25（年齡為132.7 Ma）、Bern 4M（18.6 Ma）、FCs（28.2 Ma）；同時(shí)對純物質(zhì)CaF2和K2SO4進(jìn)行同步照射，得出校正因子（N（36Ar）/N（37Ar））CaF2、（N（39Ar）/N（37Ar））CaF2、（N（40Ar）/N（39Ar））K2SO4值分別為0000 271、0000 652、0007 030；樣品經(jīng)72 h以上的密封去氣之后，采用北京大學(xué)造山帶與地殼演化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室常規(guī)40Ar39Ar定年系統(tǒng)進(jìn)行同位素分析，以鉭熔樣爐對樣品進(jìn)行階步升溫熔樣，對樣品BM2與12TS71分別分6步與10步加熱釋氣，溫階范圍為900 ℃～1 400 ℃，每個(gè)加熱點(diǎn)在恒溫狀態(tài)下保持20 min；定年系統(tǒng)分別用活性炭冷井及鋯釩鐵吸氣劑爐對氣體進(jìn)行純化，使用RGA10

型質(zhì)譜儀記錄5組Ar同位素（36Ar、37Ar、38Ar、39Ar、40Ar）信號；采用該實(shí)驗(yàn)室編寫的40Ar39Ar Dating 1.2數(shù)據(jù)處理程序?qū)Ω鹘MAr同位素分析數(shù)據(jù)進(jìn)行校正計(jì)算，再采用Isoplot 3.00軟件計(jì)算坪年齡及等時(shí)線年齡[27]。

測試樣品的黑云母40Ar39Ar年齡分析結(jié)果見表2，年齡譜和等時(shí)線圖見圖5。其中樣品BM2在階段加熱過程中得到了較理想的坪年齡，其由

1～3這3個(gè)連續(xù)加溫階段（900 ℃～1 100 ℃）構(gòu)成[圖5（a）]，該階段內(nèi)39Ar釋放量占總量的854%，表觀年齡介于506～606 Ma，坪年齡為（6018±0072）Ma，MSWD值為053；由該3組數(shù)據(jù)擬合的正等時(shí)線年齡為（614±042）Ma，MSWD值為005，初始N（40Ar）/N（36Ar）值為272±120[圖5（b）]；反等時(shí)線年齡為（620±020）Ma，MSWD值為032，初始N（40Ar）/N（36Ar）值為255±56[圖5（c）]。

正、反等時(shí)線年齡與坪年齡相當(dāng)一致。樣品12TS71在年齡譜上4～7這4個(gè)連續(xù)加溫階段（1 050 ℃～1 200 ℃）構(gòu)成其坪年齡[圖5（d）]，該階段內(nèi)39Ar釋放量占總量的829%，表觀年齡介于563～577 Ma，坪年齡為（5675±0059）Ma，MSWD值為0092；由該4組數(shù)據(jù)擬合得到的正等時(shí)線年齡為（563±036）Ma（MSWD值為0006），對應(yīng)的初始N（40Ar）/N（36Ar）值為2969±72，反等時(shí)線年齡為（564±020）Ma（MSWD值為0016），對應(yīng)的初始N（40Ar）/N（36Ar）值為2966±50。

本次分析測試的樣品BM2、12TS71的黑云母40Ar39Ar年齡譜中低、高加溫階段的表觀年齡與坪年齡有明顯差別（表2）。造成這種年齡波動的原因主要有兩點(diǎn)：一是從巖漿中結(jié)晶出來的黑云母往往存在著晶格缺陷，在這些位置Ar同位素與黑云母結(jié)合的化學(xué)鍵較弱，在礦物形成后稍受擾動便會造成這些位置上Ar同位素的丟失，但各同位素的丟失并非按照黑云母整個(gè)晶體中Ar同位素比例進(jìn)行的，因此，會造成黑云母40Ar39Ar年齡偏大或偏??；二是在進(jìn)行黑云母40Ar39Ar年齡測試過程中，除構(gòu)成坪年齡以外的加溫階段，Ar同位素釋放量極小，細(xì)微測試偏差便會對結(jié)果造成巨大影響，因此，會造成年齡譜較大的波動（內(nèi)部資料）。盡管樣品BM2的初始N（40Ar）/N（36Ar）值誤差較大，而這很可能是樣品中36Ar含量低而造成的測試誤差，但兩個(gè)測試樣品的初始N（40Ar）/N（36Ar）值與尼爾值相接近，這表明樣品中并未含有顯著的過剩Ar[30]，并且各自的坪年齡與正、反等時(shí)線年齡都相當(dāng)一致，兩個(gè)樣品的年齡也很相近，因而測試結(jié)果是真實(shí)可信的，其代表著黑云母的冷卻年齡。

4討論

4.1鋯石UPb年齡地質(zhì)意義

樣品BM8取自西昆侖慕士塔格巖體中的暗色包體，LAICPMS鋯石UPb加權(quán)平均年齡為（2188±19）Ma（圖4），與劉錚等獲得的慕士塔格巖體中出露的暗色包體鋯石UPb年齡（（2259±22）Ma）[13，31]相當(dāng)，也與慕士塔格巖體中的寄主花崗巖鋯石UPb年齡（208～（2415±33） Ma） [13，15，3133]在誤差范圍內(nèi)相一致，意味著暗色包體和寄主花崗巖為同期巖漿作用的產(chǎn)物。慕士塔格巖體中的寄主花崗巖富集大離子親石元素，虧損高強(qiáng)場元素，εNd（t）值小于0，初始N（87Sr）/N（86Sr）值介于0706～0719，說明其是殼源巖石熔融的產(chǎn)物；而暗色包體的主量、微量元素與寄主花崗巖呈現(xiàn)巖漿混合的趨勢，并且暗色包體比寄主花崗巖有著

更低的初始N（87Sr）/N（86Sr）值和更高的εNd（t）值，表明其為殼幔巖漿混合的結(jié)果[13，15，32]。該暗色包體的殼?；旌铣梢蛞苍趲r相學(xué)上得到證實(shí)，如暗色包體與寄主花崗巖的礦物組成相同，所有礦物都存在著兩個(gè)世代，并且長石、角閃石等礦物常發(fā)育嵌晶結(jié)構(gòu)[圖2（c）]，意味著巖漿結(jié)晶過程中物理化學(xué)條件乃至巖漿成分曾經(jīng)發(fā)生過改變；此外，暗色包體中礦物粒度明顯小于寄主花崗巖，且具有大量的針狀磷灰石[圖2（d）]，表明暗色包體在結(jié)晶過程中經(jīng)歷了快速冷卻。慕士塔格巖體中的寄主花崗巖經(jīng)歷了幔源基性巖漿的注入及磷灰石、角閃石、斜長石等礦物的分離結(jié)晶，酸性巖漿與基性巖漿不完全混合形成了暗色包體與同深成巖墻[13，15，32]。其中，εNd（t）為年齡t對應(yīng)的εNd值。

目前，關(guān)于西昆侖地體與甜水海地體的碰撞拼合時(shí)間仍未確定。西昆侖地區(qū)于三疊紀(jì)早中期發(fā)生了大量的變質(zhì)事件：位于康西瓦韌性走滑剪切帶中的孔茲巖遭受了210～250 Ma的剪切變質(zhì)作用[34]；侵入于該孔茲巖中的英云閃長巖的變質(zhì)年齡為240 Ma[35]；塔什庫爾干河附近的片麻巖變質(zhì)年齡為（2427±23）Ma[36]。這些變質(zhì)事件表明，三疊紀(jì)早中期西昆侖地體與甜水海地體處于碰撞期。該時(shí)期形成的相關(guān)巖體有玉其卡帕巖體（鋯石UPb年齡為（2429±26）Ma[13，31]）、布倫口巖體（（2405±18）Ma[37]）、勝利橋巖體（242 Ma[38]）、貝勒克其S型二長花崗巖（（2357±39）Ma[39]）等。西昆侖地區(qū)整體缺失晚二疊世到中三疊世的沉積記錄，這應(yīng)和甜水海地體與西昆侖地體的碰撞造山密切相關(guān)，并且中三疊世之后，區(qū)內(nèi)全部轉(zhuǎn)變?yōu)殛懴喑练e，這可能標(biāo)志著兩地體主碰撞作用的結(jié)束[36]。慕士塔格巖體及其暗色包體為晚三疊世花崗巖漿作用的產(chǎn)物，形成時(shí)間晚于上述碰撞發(fā)生的時(shí)間。在西昆侖地區(qū)出露的與慕士塔格巖體同期的巖漿活動還有西昆侖北部含角閃石花崗巖（鋯石UPb年齡為（2282±15）Ma[37]）、上其木干巖體（（2254±19）Ma[40]）、泉水溝北花崗閃長巖（（210±1）Ma[15]）和阿卡阿孜巖體（黑云母N（40Ar）/N（39Ar）年齡為2134 Ma[41]）等。對這些巖體的巖石成因研究表明它們均形成于后碰撞環(huán)境。此外，該時(shí)期形成的這些晚三疊世花崗巖體在時(shí)代上與楊文強(qiáng)等在塔什庫爾干地區(qū)矽線石石榴石黑云母片麻巖和石榴石角閃片麻巖中獲得的麻粒巖相退變質(zhì)年齡（約220 Ma）[42]大致同期或稍晚，意味著巖體很可能形成于碰撞后的某個(gè)階段。慕士塔格巖體橫跨在被公認(rèn)為古特提斯洋俯沖削減的界線（麻扎—康西瓦斷裂）上，且侵位于麻扎—康西瓦斷裂兩側(cè)的西昆侖地體與甜水海地體中（圖1），明顯具有釘合巖體的特點(diǎn)[43]。此外，慕士塔格巖體為一套高鉀鈣堿性巖石[13，3132]，可能形成于活動大陸邊緣[44]或后碰撞拉張環(huán)境[4546]。因此，晚三疊世時(shí)期，出露于西昆侖造山帶中與慕士塔格巖體同期的巖體形成于與古特提斯洋演化相關(guān)的后碰撞階段。

綜上所述，晚三疊世甜水海地體與西昆侖地體沿著麻扎—康西瓦斷裂碰撞拼合后的板片斷離，引發(fā)西昆侖造山帶下部軟流圈地幔上涌，之前交代的巖石圈地幔部分熔融，從而導(dǎo)致了較大規(guī)模的高鉀鈣堿性巖漿巖侵位[13，31]。慕士塔格巖體中的暗色包體和寄主花崗巖也就是在這個(gè)時(shí)期侵位的。

4.2黑云母40Ar39Ar年齡地質(zhì)意義

黑云母40Ar39Ar年齡記錄的是巖石降溫冷卻至黑云母40Ar39Ar同位素體系到達(dá)封閉溫度所處的深度范圍時(shí)的年齡，其一般可代表巖體的原位冷卻年齡[47]、巖體侵位后剪切變形年齡[48]或熱變質(zhì)改造年齡[49]以及巖體隆升年齡[50]。樣品BM2、12TS71取自西昆侖慕士塔格巖體中的暗色包體，黑云母40Ar39Ar年齡分別為（6018±0.072）Ma和（5.675±0.059）Ma（圖5），與慕士塔格巖體中的暗色包體鋯石UPb年齡（（2188±19）Ma）相差甚遠(yuǎn)，表明黑云母40Ar39Ar年齡不可能代表慕士塔格巖體的侵位年齡。一般而言，花崗巖體的原位冷卻速率為10～30 ℃·Ma-1[51]，因此，本次研究獲得的兩個(gè)慕士塔格巖體中暗色包體的黑云母40Ar39Ar坪年齡分別為（6018±0072）Ma和（5675±0059）Ma（圖5），但并不能代表巖體侵位后的原位冷卻年齡。礦物晶格變形會對礦物保存與俘獲40Ar的能力造成影響[5254]。慕士塔格巖體出露于麻扎—康西瓦斷裂上，該斷裂自形成以來活動較為頻繁。野外特征和顯微薄片觀察都明確顯示，慕士塔格巖體中礦物存在微弱定向，這可能是巖體經(jīng)受剪切變形造成的或是原始巖漿流動所致。然而，樣品中單個(gè)礦物晶體變形并不明顯[圖2（c）]，表明即使本次研究樣品經(jīng)歷過剪切變質(zhì)作用，但巖石中的黑云母并未受到此次剪切變質(zhì)作用的影響，因而并沒有記錄下該變質(zhì)作用的年齡[55]。區(qū)域地層資料表明慕士塔格巖體毗鄰地區(qū)未發(fā)現(xiàn)有6 Ma左右的巖漿活動，但并不排除該時(shí)期該地區(qū)的巖漿活動發(fā)生在較深部位，目前并未抬升至地表出露的可能。但在寄主花崗巖及暗色包體的顯微薄片中并未觀察到重結(jié)晶等接觸變質(zhì)活動記錄[圖2（c）]。樣品BM2、12TS71的黑云母40Ar39Ar年齡譜中構(gòu)成坪年齡的加溫階段數(shù)少，且這些階段的39Ar釋放量非常高，明顯為巖漿結(jié)晶黑云母的年齡譜特征（內(nèi)部資料）。一般情況下，巖漿中的黑云母是在平衡物理化學(xué)條件下結(jié)晶的，因此，K、Ar同位素與黑云母結(jié)合的化學(xué)鍵強(qiáng)度都各自相當(dāng)，40Ar等同位素會在很窄的加溫區(qū)間內(nèi)釋放量非常大，從而使得構(gòu)成坪年齡的加溫階段數(shù)少，并且39Ar累計(jì)釋放量高。因此，本次研究樣品的黑云母40Ar39Ar年齡代表巖體的剪切變形年齡或熱變質(zhì)年齡的可能性非常小，而很可能記錄了巖體隆升冷卻年齡。

西昆侖慕士塔格巖體所含暗色包體中黑云母40Ar39Ar年齡記錄了巖體約6 Ma的冷卻年齡，屬中新世晚期。古地層、古環(huán)境以及熱年代學(xué)記錄了西昆侖及周邊地區(qū)在中新世晚期到上新世早期發(fā)生的一系列構(gòu)造事件[57，2326，5662]。古地層特征包括：中新世晚期到上新世早期，西昆侖山前盆地出現(xiàn)巨厚層磨拉石沉積，并且向上粒度變粗，層中出現(xiàn)不整合；上新統(tǒng)阿圖什組下段為扇三角洲平原亞相沉積、濱淺湖相沉積與扇三角洲相沉積，相對于前期地層，巖石粒度變粗，分選變差，礫石棱角更明顯，礦物成熟度降低，礫石含量明顯增多[6264]。這些山前快速沉積反映了快速隆升的動蕩環(huán)境。古環(huán)境特征包括：區(qū)域水流方向在中新世末期到上新世早期發(fā)生了劇變[25，65]；晚中新世—早上新世期間，西昆侖山前出現(xiàn)的風(fēng)成沉積意味著山前帶氣候?yàn)楦珊禋夂?，塔克拉瑪干沙漠逐步擴(kuò)張[25，6668]，區(qū)域構(gòu)造背景發(fā)生了明顯變化。熱年代學(xué)特征包括：區(qū)域內(nèi)廣泛存在著晚中新世熱事件；公格爾正斷層存在大量約75 Ma的熱事件；塔合曼斷裂存在著約8 Ma的熱事件[5960]。曹凱等認(rèn)為這些熱事件引發(fā)了區(qū)內(nèi)垂向剝蝕，造成了公格爾山至慕士塔格峰山鏈的強(qiáng)烈隆升[26]?；诖耍敬窝芯康哪绞克駧r體中暗色包體的黑云母40Ar39Ar年齡（（6.018±0.072）Ma和（5.675±0.059）Ma）代表著巖體的隆升冷卻年齡。樣品12TS71、BM2的采樣點(diǎn)海拔分別為2 520 m與3 012 m，而樣品BM2的黑云母40Ar39Ar坪年齡比樣品12TS71老0.343 Ma，據(jù)此估算出巖體的隆升速率為每年143 mm。如此大的隆升速率表明，西昆侖地區(qū)至少于中新世晚期已進(jìn)入強(qiáng)烈隆升階段。正是由于西昆侖地區(qū)的強(qiáng)烈隆升，其高海拔阻擋了印度季風(fēng)帶來的水汽，使得青藏高原西北緣自中新世晚期出現(xiàn)干旱的氣候，隆升的西昆侖地區(qū)也阻擋了風(fēng)成物質(zhì)的搬運(yùn)，加速了在西昆侖北側(cè)的塔里木盆地形成塔克拉瑪干沙漠[26，62，6768]。

5結(jié)語

（1）LAICPMS鋯石UPb定年測得西昆侖慕士塔格巖體中暗色包體UPb加權(quán)平均年齡為（2188±19）Ma（MSWD值為15），為晚三疊世，代表著巖體的結(jié)晶年齡。結(jié)合區(qū)域資料，可推斷慕士塔格巖體形成于古特提斯洋閉合后的后碰撞階段。

（2）西昆侖慕士塔格巖體中暗色閃長巖包體的黑云母40Ar39Ar同位素分析給出了（6018±0072）Ma（MSWD值為0530）和（5675±0059）Ma（MSWD值為0092）的坪年齡，其代表了巖體的隆升冷卻年齡，說明西昆侖地區(qū)最晚于中新世晚期已進(jìn)入快速隆升階段。

新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局董連慧教授級高級工程師和屈迅教授級高級工程師在第一手野外資料的獲取上提供了大量幫助，中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所周可法研究員在野外工作保障上提供了有益幫助，北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院季建清教授與周晶博士在實(shí)驗(yàn)測試中提供了熱情幫助，在此一并表示感謝！

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