東昆侖巴音呼都森晚三疊世中酸性侵入巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年及地質(zhì)意義

韓海臣，王國(guó)良，丁玉進(jìn)，張小永，許海全，王欽元

(1.青海省水文地質(zhì)工程環(huán)境地質(zhì)調(diào)查院，青海 西寧 810008；2.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)

① 青海省地質(zhì)礦產(chǎn)局.青海省巖石地層清理，1997.

東昆侖造山帶是青藏高原內(nèi)部可以與岡底斯帶相媲美的一條巨型構(gòu)造巖漿巖帶(莫宣學(xué)等，2007)。帶內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈頻繁，多期次活動(dòng)，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，自晉寧期到印支期侵入巖均有產(chǎn)出。巖漿來(lái)源既有幔源也有殼源或殼?；旌显?。巖石類(lèi)型從酸性到超基性巖均有，區(qū)域上主要分布于祁漫塔格、卡爾卻卡、伯克里克等一帶。同時(shí)祁漫塔格地區(qū)亦為青海省重要的鐵、鈷、銅、鉛、鋅、成礦帶，帶內(nèi)的野馬泉、肯德可克、尕林格、沙丘等礦床均達(dá)大中型礦床(陳功等,2016)。目前該區(qū)為國(guó)內(nèi)重要的首批整裝勘查區(qū)之一，因其獨(dú)特的地理位置及得天優(yōu)厚的地質(zhì)條件，曾一度被地質(zhì)學(xué)者視為研究東昆侖造山帶地球動(dòng)力學(xué)過(guò)程的示蹤劑和試驗(yàn)場(chǎng)所。有關(guān)該地區(qū)中酸性侵入巖的地球化學(xué)特征、同位素年代學(xué)(陳丹玲等，2001；諶宏偉等，2006；王秉璋等，2009；郭通珍等，2011)及成礦作用等方面研究取得了重大突破，發(fā)現(xiàn)了一批諸如野馬泉等可供開(kāi)發(fā)的礦床地(袁萬(wàn)明等，2000；李月隆等，2007；趙一鳴等，2013；宋忠寶等，2010；潘維良等，2005)。研究認(rèn)為該地區(qū)主要由加里東期和華力西—印支期2個(gè)重要的造山旋回構(gòu)成(莫宣學(xué)等，2005；羅照華等，1999)，并以華力西—印支期巖漿活動(dòng)最為強(qiáng)烈(諶宏偉，2003)。盡管如此，由于該區(qū)自然條件惡劣，對(duì)于大面積出露的花崗巖研究程度較低，花崗巖的地球動(dòng)力學(xué)背景等問(wèn)題有待進(jìn)一步深入研究。在1∶5萬(wàn)喀雅克登塔格區(qū)調(diào)工作中，筆者在巴音呼都森一帶的晚三疊世中酸性侵入巖獲得較好的巖石地球化學(xué)等資料，通過(guò)對(duì)其巖石學(xué)和地球化學(xué)特征的研究，探討其成因及形成的大地構(gòu)造環(huán)境，并對(duì)東昆侖構(gòu)造帶的構(gòu)造演化及巖漿成礦提供新的資料。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)巴音呼都森晚三疊世侵入巖位于青海格爾木市西南一帶，行政區(qū)劃屬海西蒙古族藏族自治州管轄，構(gòu)造隸屬于東昆侖造山帶中，三級(jí)構(gòu)造單元北部為祁漫塔格蛇綠構(gòu)造混雜巖帶，南部為北昆侖巖漿弧，主體處于北昆侖巖漿弧中(張雪亭等，2014)(圖1)。研究區(qū)出露地層主要為前寒武紀(jì)的金水口巖群，為黑云斜長(zhǎng)片麻巖、云母石英片巖主，夾角閃片巖、條帶狀大理巖，含少量變粒巖；長(zhǎng)城紀(jì)小廟巖組以大理巖、石英巖、黑云石英片巖為主，夾片麻巖。中元古代薊縣紀(jì)狼牙山組主要為一套淺變質(zhì)巖系，巖石組合以結(jié)晶灰?guī)r、大理巖為主，夾板巖、變粉砂巖、綠簾陽(yáng)起石片巖等，局部巖石具糜棱巖化現(xiàn)象。早古生代祁漫塔格群(青海省巖石地層清理后歸為灘間山群)巖石組合為條帶狀大理巖、中厚層結(jié)晶灰?guī)r、變砂巖、粉砂巖、絹云母板巖，局部夾細(xì)礫巖、硅質(zhì)巖①。晚古生代地層由石炭系大干溝組和打柴溝組構(gòu)成，大干溝組為粉晶-細(xì)晶灰?guī)r、(糜棱巖化)含石英大理巖、砂巖為主，夾粉砂巖、復(fù)成分礫巖，含少量紫紅色泥巖。打柴溝組主要巖性以泥晶-粉晶(白云質(zhì))灰?guī)r、亮晶含生物屑灰?guī)r為主體，局部夾砂巖。次外，中生代鄂拉山組為一套陸相基性-中酸性火山巖地層。新生代河湖相古近紀(jì)路樂(lè)河組及新近紀(jì)獅子溝組分布于山間盆地中。第四紀(jì)松散沉積層則廣泛分布于山前或現(xiàn)代河床兩側(cè)。區(qū)域中酸性侵入巖分布于祁漫塔格及那陵格勒河以南等高山地帶，呈北西向展布，基本與區(qū)域構(gòu)造一致。巖石以花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖、似斑狀二長(zhǎng)花崗巖為主體巖石組合，侵入活動(dòng)主要發(fā)生在泥盆紀(jì)、二疊紀(jì)，志留紀(jì)少量(祁生勝等，2017)。近些年在中酸性巖方面取得不少研究性成果(羅照華等，2004；諶宏偉等，2006；莫宣學(xué)，2007；郝娜娜等，2014)。本區(qū)巖漿巖極為發(fā)育，侵入巖多呈巖基、巖狀產(chǎn)出，空間上構(gòu)成祁漫塔格山主脊，巖石類(lèi)型以中酸性巖為主，有關(guān)印支期熱液成礦作用形成的熱液礦床在東昆侖地區(qū)具有巨大的找礦潛力?；鹕綆r主要賦存于鄂拉山組中(圖1a)。區(qū)域斷裂構(gòu)造發(fā)育，以NW向次級(jí)斷裂為主要構(gòu)造線，疊加有NE向及近EW向后期斷裂，形成了不同期次、不同方向的構(gòu)造相互交織的斷裂構(gòu)造基本格架。

1.第四系；2.三疊系鄂拉山組;3.石炭—二疊系打柴溝組；4.薊縣系狼牙山組；5.古元古界金水口群;6.早侏羅世花崗巖;7.晚三疊世花崗閃長(zhǎng)巖;8.晚三疊細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖;9.晚三疊世淺肉紅色斑狀二長(zhǎng)花崗巖;10.晚三疊世淺灰肉紅色二長(zhǎng)花崗斑巖;11.早泥盆世花崗巖;12.角度不整合界線;13.地質(zhì)界線;14.斷層;15.同位素U-Pb年齡、樣品點(diǎn)及樣品號(hào);16.研究區(qū)；Ⅳ8-1.柴達(dá)木陸塊;Ⅳ10-1.北祁漫塔格巖漿弧帶;Ⅳ10-2.祁漫塔格蛇綠混雜巖帶;Ⅳ10-3.東昆侖北坡巖漿弧;Ⅳ10-5.東昆侖南坡俯沖增生雜巖帶;Ⅳ10-6.西大灘-布青山蛇綠混雜巖帶圖1 東昆侖祁漫塔格一帶地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)葉占福等，2007～2009)Fig.1 Geological sketch map of the Qimantage area in the of East Kunlun

① 青海省地質(zhì)調(diào)查院.青海1∶5萬(wàn)喀雅克登塔格地區(qū)五幅區(qū)調(diào)報(bào)告,2007～2009.

2 中酸性侵入巖的地質(zhì)學(xué)和巖相學(xué)特征

研究區(qū)巴音呼都森晚三疊世中酸性侵入巖由巴音郭勒中細(xì)?；◢忛W長(zhǎng)巖體、冰溝中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖體、多登似斑狀二長(zhǎng)花崗巖體和景忍淺肉紅色二長(zhǎng)花崗斑巖體組成。在1∶5萬(wàn)喀雅克登塔五幅區(qū)調(diào)工作中，劃分巖石譜系單位稱(chēng)為冰溝序列①。多呈巖基、巖株?duì)町a(chǎn)出，長(zhǎng)軸方向近于北西向，與區(qū)域構(gòu)造一致?？臻g上集中分布于祁漫塔山一帶。其中以冰溝中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖體出露面積最大。各侵入巖體特征如下。

2.1 巴音郭勒中細(xì)粒花崗閃長(zhǎng)巖

該巖體零星分布于阿尼亞拉克薩依一帶，呈巖株?duì)町a(chǎn)出，總面積約為15.5km2，主要侵位于古元古代金水口巖群、中元古代長(zhǎng)城紀(jì)小廟巖組和薊縣紀(jì)狼牙山組中，侵入界線清楚，接觸帶巖石多具硅化蝕變現(xiàn)象。巖石呈灰-灰白色，中細(xì)粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物成分為斜長(zhǎng)石呈半自形板狀、發(fā)育雙晶，含量為30%；石英呈他形粒狀，充填其他礦物之間，形態(tài)受空間制約，含量為25%；鉀長(zhǎng)石呈他形粒狀，淺肉紅色，含量為12%；黑云母呈板狀、片狀，含量為5%，具綠泥石化蝕變；副礦物少量，為不透明礦物，分布與暗色礦物有關(guān)。

2.2 冰溝中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖

該巖體分布于巴音呼都森溝腦一帶，呈巖株、巖瘤狀，巖體主要侵入于中元古代長(zhǎng)城紀(jì)小廟巖組、薊縣紀(jì)狼牙山組和晚三疊世鄂拉山組中，巖體中可見(jiàn)少量暗色閃長(zhǎng)質(zhì)包體，大小約為10～8cm,呈不規(guī)則橢圓狀，星散狀分布。巖石類(lèi)型為灰白色中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖，灰白色，中細(xì)粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物成分為斜長(zhǎng)石呈半自形板狀，含量為50%，具絹云母化；石英呈他形粒狀，含量為25%；鉀長(zhǎng)石呈他形粒狀，含量為15%，淺肉紅色；黑云母呈板狀、片狀，含量為5%；角閃石呈半自形柱狀，含量為1%；副礦物少量。

2.3 多登似斑狀二長(zhǎng)花崗巖

多登巖體長(zhǎng)約為25～30km，呈巖基、巖株?duì)睿雎睹娣e約為84km2,長(zhǎng)軸方向呈北西向展布，與區(qū)域構(gòu)造方向一致，巖石次生節(jié)理發(fā)育，節(jié)理走向以北西向?yàn)橹鳎螢楸睎|向。巖體主要侵入于中元古代長(zhǎng)城紀(jì)小廟巖組、薊縣紀(jì)狼牙山組，晚古生代大干溝組及晚三疊世鄂拉山組中。巖石為淺肉紅色，細(xì)-中粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)、似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。鉀長(zhǎng)石呈不規(guī)則板狀，含量為30%～25%，斜長(zhǎng)石呈自形-半自形板狀，含量為40%～45%；石英呈他形粒狀，含量為20%～25%；黑云母呈自形條紋狀，含量為10%～5%，礦物多數(shù)粒徑在2～5mm，部分在0.5～2mm。微量礦物為磷灰石、鋯石、金屬礦物；次生礦物為絹云母、高嶺土、高嶺石、綠泥石。

2.4 景忍淺肉紅色二長(zhǎng)花崗斑巖

該巖體長(zhǎng)約為8km,寬約為12km，呈巖株?duì)町a(chǎn)出，出露面積約為24km2,巖體中節(jié)理較為發(fā)育，走向以北西、北東向?yàn)橹鳎瑬|向向次之。巖石為斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)具微粒結(jié)構(gòu)、花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要造巖礦物鉀長(zhǎng)石呈板狀或粒狀，為條紋長(zhǎng)石，含量為41%，具強(qiáng)烈的碳酸鹽化蝕變；斜長(zhǎng)石呈半自形板狀，為更長(zhǎng)石(An=27)，含量為36%，平均粒徑為0.6～3.7mm，具輕微黏土化、絹云母化蝕變，發(fā)育聚片式鈉長(zhǎng)石雙晶；石英呈他形粒狀，多熔蝕呈渾圓狀，充填在其他礦物之間，含量為20%；暗色礦物假象，呈柱狀或片狀，已被綠泥石交代。從形態(tài)分析有黑云母、角閃石，含量為3%。其他礦物鋯石、磷灰石、不透明礦物含量微。鋯石具放射暈，磷灰石柱狀，二者零星分布。

3 中酸性侵入巖的巖石地球化學(xué)特征

所有樣品巖石地球化學(xué)特征測(cè)試在國(guó)土資源部武漢礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心分析完成。主量元素用 X 熒光光譜儀(Magix-pro2440)分析，微量元素用質(zhì)譜儀(Thermoelemental-X7)、X 熒光光譜儀(Magix-pro2440)分析，稀土元素用等離子直讀光譜儀(JY38S)分析。主量元素的分析精度(相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差)一般小于1%，微量和稀土元素分析精度優(yōu)于5%。

3.1 主量元素

研究區(qū)巴音呼都森晚三疊世中酸性花崗巖主量元素分析測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1，由早期—晚期具有較為相似的巖石化學(xué)特征，SiO2含量為67.01%～75.28%，平均含量為71.69%，反映出酸性巖漿巖的化學(xué)成分特征。Al2O3含量較高，為10.94%～15.08%，平均值為13.30%。TiO2為0.06%～0.91%，平均值為0.43%。Fe2O3為0.10%～1.36%，平均值為0.75%，P2O5含量較低，為0.01%～0.36%，平均值為0.13%。MgO為0.12%～1.68%，平均值為0.81%。CaO為0.76%～2.38%，平均值為1.44%。Na2O含量較高，為1.55%～4.52%，平均值為3.15%。K2O含量亦較高，為3.47%～5.52%，平均值為4.48%。燒失量為0.14%～0.87%，K2O/Na2O在0.95～3.36。

研究區(qū)中酸性花崗巖不同樣品(干體系情況下)在巖漿巖分類(lèi)(TAS)圖解(圖2a)中，樣點(diǎn)落于花崗巖和花崗閃長(zhǎng)巖區(qū)域內(nèi)，僅有一個(gè)樣點(diǎn)落于石英二長(zhǎng)巖區(qū)，其總體特征與鏡下鑒定基本一致；鋁飽和指數(shù)A/CNK為0.94～1.12，A/NK為1.18～1.66。在A/NK-A/CNK圖解(圖2b)中，樣品集中落于過(guò)鋁質(zhì)區(qū)域，少數(shù)樣品落于準(zhǔn)鋁質(zhì)區(qū)，巖石里特曼指數(shù)σ=1.49～2.99。在SiO2-K2O圖解(圖2c)中，樣品集中落于高鉀鈣堿性系列。上述主量元素特征表明巴音呼都森中酸性花崗巖具高硅富堿而低鈦的特征，屬于過(guò)鋁質(zhì)高鉀鈣堿性花崗巖類(lèi)巖石，為“S”型花崗巖特征。

3.2 稀土、微量元素

研究區(qū)稀土元素及微量元素測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。由早期巴音郭勒中細(xì)粒花崗閃長(zhǎng)巖到晚期景忍淺肉紅色二長(zhǎng)花崗斑巖體巖石稀土總量變化不大，∑REE=108.67×10-6～310.07×10-6，平均為181.80×10-6。輕稀土(LREE=85.43×10-6～258.70×10-6)，遠(yuǎn)大于重稀土(HREE=10.08×10-6～33.33×10-6)，LREE/HREE=3.68～13.21，由早期到晚期侵入巖演化LREE/HREE表現(xiàn)為遞增趨勢(shì)，(La/Yb)N=2.96～13.83，δEu=0.17～0.72，具有中等至弱的負(fù)Eu異常，暗示在成巖過(guò)程中存一定程度的斜長(zhǎng)石分離結(jié)晶作用(李昌年，1992)。在稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖中(圖3a)，從早期巴音郭勒花崗閃長(zhǎng)巖體到晚期景忍二長(zhǎng)花崗斑巖體，巖石輕重稀土分餾明顯，各侵入巖體分配型式基本一致，屬輕稀土富集的右傾型,與小紅山鉀長(zhǎng)花崗巖具有相似的稀土配分曲線(陳丹玲等，2001)。Eu虧損強(qiáng)烈為負(fù)異常，δCe值為0.86～1.03，多具負(fù)Ce異常，表明巖漿源于下地殼下部。

在以原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(圖3b)上顯示，巖石富集Rb、Ba、Th 等大離子親石元素(LILE)，強(qiáng)烈虧損K、Nb、Ti、P等高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)。巖石Nb含量為8.91×10-6～127.00×10-6，Ta 含量為0.87×10-6～2.91×10-6，Rb含量為116×10-6～319×10-6，Sr含量為32.2×10-6～245×10-6，Ba含量為45.3×10-6～1 073×10-6。

4 樣品特征、測(cè)試方法和分析結(jié)果

4.1 樣品特征

為了探討研究區(qū)巖漿活動(dòng)的構(gòu)造環(huán)境及侵位時(shí)限，筆者在景忍二長(zhǎng)花崗斑巖(IJD4741-1)和多登溝似斑狀二長(zhǎng)花崗巖(IJD4529-1)2種不同花崗巖采集了樣品，分別對(duì)其進(jìn)行鋯石U-Pb年齡的測(cè)定分析。2個(gè)樣品均取采于該巖體中心位置(圖1a)，所采樣品新鮮，無(wú)蝕變，重達(dá)10～20kg，樣品具體特征如下。

二長(zhǎng)花崗斑巖(IJD4741-1)：采集于景忍二長(zhǎng)花崗斑巖中，地理坐標(biāo)為E91°30′49″，37°37′08″。巖性為二長(zhǎng)花崗斑巖，淺肉紅色，鏡下具斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)具微粒結(jié)構(gòu)、花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。造巖礦物主要為鉀長(zhǎng)石呈板狀或粒狀，為條紋長(zhǎng)石，含量為41%；斜長(zhǎng)石呈半自形板狀，為更長(zhǎng)石(An=27)，發(fā)育聚片鈉長(zhǎng)石雙晶，含量為36%；石英呈他形粒狀，呈渾圓狀，含量為20%。

表1 巴音呼都森花崗巖體主量元素分析結(jié)果及相關(guān)參數(shù)表Tab.1 Major elements analysis quartz monzonite and index from Bayinhudousen

注：主量元素含量為%。

圖2 (a)研究區(qū)中酸性侵入巖TAS(據(jù)ROLLINSON,1993)；(b)A/NK-A/CNK(據(jù)RICKWOOD，1989)和(c)K2O-SiO2圖解(據(jù)PECCERILLO et al.)Fig.2 (a)TAS; (b)A/NK-A/CNK and (c)K2O-SiO2 diagram intermediate-acid intrusions of the study area

樣號(hào)P282?1P284?1I2332?1I4529?1P2611?25168?1?P263?1I4729?1P268?2P266?1I2244I4371?1P412?1IK4180巖性花崗閃長(zhǎng)巖二長(zhǎng)花崗巖斑狀二長(zhǎng)花崗巖二長(zhǎng)花崗斑巖La1940559036594653272041183030435934329003200484838993120Ce3980116006945869854808244702078707800618064601003063055720Pr4801500891932715104286784110507797821139675612Nd16705680330931712820396431203015392028102870428521431920Sm4471300689508701820776462965726558858347333Eu026200144103122111050100071043104046051054Gd50514606714127547808493701010818557817293317Tb096238101063112116142057159137075140049045Dy651148558354617609915306942904385856265253Ho130279108075108113172068169177070180059047Er374747256226265284479188459498181515175142Tm065115037037036043076031073078025082030023Yb442719220240241256476207458494156508204156Lu061099035036036037067033063071022077034025Y4100788024831978326288151301702511054201990504716601560∑REE1086731007176231950814727205371803917907205691661515445243811452912767LREE85432587015637180651255818299148631664717236134381397421206134211759HREE23245137198614432169223831761260333331771471317511091008LREE/HREE3685047871252579818468132151742395066812101167(La/Yb)n2965241121130776110854291420505396138364312891348La/Sm4344305319163885023909443553995735651124937δEu017044064067051042019072022017056017048050δCe097095090095093093103093098097096099086094Rb1270015400??15500190202720016100319003050017900?2280011600Ba16200772001025007110055500453022800800004240025200493003030055700107300Th5491620123013701790324026201560336022701430199026501770Ta141251119?165090291163266248087?191109Nb12700206017101430181017401460191019601300130018001400891Hf1801240800700840810320700580310540790410320Zr63804700027100218003250028400140002290023000127002140023700119009530Sr32201790013900245001500099005470244006390532010400409090410800

圖3 (a)研究區(qū)中酸性侵入巖稀土元素配分曲線圖和(b)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， et al.,1989)Fig.3 (a)Chondrite-normalized REE patterns and (b)primitive mantle-normalized for granites of the two plutons intermediate-acid intrusions of the study area(The Chondrite and primitive-mantle values used for normalization are from SUN et al.1989)

似斑狀二長(zhǎng)花崗巖(IJD4529-1)：采集于多登溝東側(cè)巖體中心，地理坐標(biāo)為E91°29′14″，37°02′21″。樣品巖性為似斑狀二長(zhǎng)花崗巖。巖石為細(xì)-中粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)，似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石礦物成分主要由鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、石英和少量的黑云母組成。鉀長(zhǎng)石呈不規(guī)則板狀，含量為30%～25%；斜長(zhǎng)石呈自形-半自形板狀，含量為40%～45%；石英呈他形粒狀，含量為20%～25%；黑云母呈自形條紋狀，含量為10%～5%。

4.2 測(cè)試方法

用于同位素測(cè)年樣品的分析測(cè)試在國(guó)土資源部天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所中心完成。其中鋯石分選是在河北廊坊地質(zhì)調(diào)查院實(shí)驗(yàn)室完成，首先將樣品粉碎至80～100目，并用淘選和電磁選方法進(jìn)行分離。將雙目鏡下提純的鋯石粘貼在環(huán)氧樹(shù)脂表面，拋光后對(duì)其進(jìn)行透射光、反射光和陰極發(fā)光(CL)圖像的采集。鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡在天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所中心實(shí)驗(yàn)室完成，所用儀器是NEPTUNE，分析人張永清，采用的激光剝蝕系統(tǒng)為Geolas2005,ICP-MS為Agilent7500a。激光剝蝕過(guò)程中采用He作載氣，Ar為補(bǔ)償氣以調(diào)節(jié)靈敏度(HU et al.,2008)。U-Pb定年中采用鋯石標(biāo)準(zhǔn)91500作為外標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行同位素分餾校正，鋯石微量元素采用多個(gè)USGS參考玻璃(BCR-2G、BIR-1G)作為多外標(biāo)、Si作內(nèi)標(biāo)的方法進(jìn)行定量計(jì)算LIU et al.,(2010)，U-Th-Pb同位素的比值和年齡以及元素含量處理采用軟件ICPMSDataCal(LIU et al.,2010)完成。詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)條件和數(shù)據(jù)處量方法見(jiàn)LIU et al.(2010)。鋯石U-Pb年齡諧和圖和加權(quán)平均年齡計(jì)算采用Isoplot/Ex-ver3(LUDWIG,2003)完成，其精度優(yōu)于5%(李懷坤等，2009)。

4.3 分析結(jié)果

2個(gè)LA-ICP-MS測(cè)年樣分析結(jié)果表3、表4。二長(zhǎng)花崗斑巖(IJD4741-1)樣品共分析了15個(gè)鋯石點(diǎn)，U、Pb含量的變化范圍為625×10-6～1 910×10-6和21×10-6～63×10-6。鋯石年齡基本位于U-Pb年齡諧和圖線上(圖4)，206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(212±1)Ma，代表了該二長(zhǎng)花崗斑巖的結(jié)晶年齡，為晚三疊世。其中似斑狀二長(zhǎng)花崗巖(IJD4529-1)樣品有16個(gè)測(cè)點(diǎn)，16個(gè)分析結(jié)果的年齡變化范圍小，在誤差范圍內(nèi)有一致的n(207Pb)/n(206Pb)、n(207Pb)/n(235U)和n(206Pb)/n(238U)值。16個(gè)鋯石分析點(diǎn)的n(206Pb)/n(238U)年齡范圍為(217±2)Ma(MSWD=1.19)，在諧和圖內(nèi)成群集中分布(圖5)。因此，(217±2)Ma可代表二長(zhǎng)花崗斑巖體的形成年齡。

5 討論

5.1 巖體物源分析

有關(guān)花崗巖的成因來(lái)源問(wèn)題，一直是地質(zhì)研究的焦點(diǎn)(邱家驤等，1991)。一般來(lái)說(shuō)，I型花崗巖源自于殼內(nèi)中基性火成巖，而S型花崗巖由中上地殼的變沉積巖熔融而來(lái)(CHAPPELL et al.,1992;CHAPPELL,1999)。研究區(qū)巴音呼都森中酸性侵入巖由早期到晚期演化各侵入巖均表現(xiàn)出相類(lèi)似的地球化學(xué)特征。例如，SiO2含量較高，為67.01%～75.28%；Na2O含量為1.55%～4.52%；K2O含量亦較高，為3.47%～5.52%，屬高鉀鈣堿性系列(表1)。在稀土配分模式圖中所有樣品均富集輕稀土元素，輕稀土元素曲線較陡，重稀土元素部分趨于平緩，所有樣品都具有負(fù)Eu異常，表明可能都發(fā)生了斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶作用，源區(qū)含有Eu的虧損曲線呈右傾Eu虧損型。值得提出的是，該區(qū)花崗巖暗色礦物主要為黑云母、角閃石，尚見(jiàn)有磷灰?guī)r、鋯石，不含白云母。另外，巖石A/CNK值大部分小于1.1，顯示為弱過(guò)鋁質(zhì)花崗巖特征，弱的Eu負(fù)異常(δEu=0.17～0.72)，暗示該區(qū)花崗巖起源于富鋁巖石(如變泥質(zhì)巖石)?；◢弾r微量元素特征富集大離子親石元素，虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素，表明大離子親石元素優(yōu)先進(jìn)入花崗巖體中，而高場(chǎng)強(qiáng)元素因其不活潑性，被保留在殘余固相中，花崗巖Nb表現(xiàn)出微弱的負(fù)異常。微量元素Y/Yb值為8.13～13.52,均大于1.2。在該區(qū)花崗巖進(jìn)行類(lèi)別(EBY，1992)劃分圖中(圖6)，樣品大部分落入A2區(qū)域，少部分樣品則落入A1及A2交匯處，僅一個(gè)樣品落于A1區(qū)，總體上反映巖漿起源于地殼或由島弧巖漿派生，產(chǎn)于碰撞后或造山后的張性構(gòu)造環(huán)境。說(shuō)明巖漿演化過(guò)程中有地殼物質(zhì)的混入。

表3 研究區(qū)二長(zhǎng)花崗斑巖(IJD4741-1)鋯石LA-ICP-MS分析結(jié)果表Tab.3 Zircon U-Pb LA-ICP-MS analyticl data of sample IJD4741-1 from monzograrnite

表4 研究區(qū)似斑狀二長(zhǎng)花崗巖(IJD4529-1)鋯石LA-ICP-MS分析結(jié)果表Tab.4 LA-ICP-MS zircon U-Pb dating data of sample IJD4529-1 from intrusive rocks

圖4 研究區(qū)二長(zhǎng)花崗斑巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig.4 LA-ICP-MS zircon U-Pb concordia diagrams of the intrusive rocks

圖5 研究區(qū)似斑狀二長(zhǎng)花崗巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig.5 LA-ICP-MS zircon U-Pb conordai diagrams from intrusive rocks

圖6 研究區(qū)花崗巖Nb-Y-Ce判別圖(據(jù)EBY,1992)Fig. 6 Nb-Y-Ce diagram of the study area

綜合巖體主量、微量和稀土元素地球化學(xué)特征，可以推斷巴音呼都森晚三疊世花崗巖具S型花崗巖特征，源于下地殼物質(zhì)部分熔融，可能是由鎂鐵質(zhì)-中性的變質(zhì)巖在下地殼源區(qū)內(nèi)極端熱的條件下形成的。

5.2 巖漿活動(dòng)與成礦作用關(guān)系

東昆侖祁漫塔格地區(qū)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，花崗巖發(fā)育。研究認(rèn)為該地區(qū)自顯生界以來(lái)存在加里東期和華力西印支期2個(gè)重要的造山旋回(姜春發(fā)等,1992；張德全等，2001)，但華力西印支期構(gòu)造巖漿活動(dòng)比加里東期強(qiáng)烈得多(諶宏偉,2003)。近年來(lái)，前人在該地區(qū)中酸性花崗巖已獲取的同位素年齡(劉云華等，2006；佘宏全等，2007；王松等，2009；李世金等，2008)，限定于該地區(qū)花崗巖介于為中—晚三疊世[(204±3)～(237±2)Ma]。筆者所測(cè)試的巴音呼都森二長(zhǎng)花崗巖、似斑狀二長(zhǎng)花崗巖形成時(shí)代為(212±1)～(217±2)Ma，具有與區(qū)域一致的年齡，為晚三疊世，可代表巖體的結(jié)晶年齡，表明在印支期至少經(jīng)歷了2期較為廣泛而強(qiáng)烈的巖漿侵入活動(dòng)，且產(chǎn)生了強(qiáng)烈的多金屬成礦作用，祁漫塔格一帶發(fā)現(xiàn)的虎頭崖、野馬泉、肯德可克、尕林格等一批大中型鐵多金屬礦床就是最好的實(shí)例。通過(guò)1∶5萬(wàn)喀雅克登塔格區(qū)調(diào)研究表明，區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量的礦(化)點(diǎn)達(dá)到20余處(表5)，而與成礦關(guān)系最為密切的侵入巖時(shí)代主要為晚三疊—早侏羅世，這些成礦事實(shí)與前述近幾年在野馬泉、卡爾卻卡等礦區(qū)取得的研究不謀而合，礦種主要為銅、鉛、鋅等，且發(fā)現(xiàn)與成礦較為有利的巖石類(lèi)型主要為酸性-偏堿性的花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖和正長(zhǎng)巖等。其印支期的成礦作用表現(xiàn)在一是大規(guī)模的巖漿侵入活動(dòng)，為成礦作用提供了物質(zhì)、熱量和有利的構(gòu)造環(huán)境；其二東昆侖造山帶形成的基底物質(zhì)和多期次斷裂的活化，為巖漿上升和金屬運(yùn)移、富集的通道。同時(shí)進(jìn)一步印證了印支期為東昆侖地區(qū)的主要活動(dòng)帶，以及東昆侖造山帶晚古生代—早中生代構(gòu)造旋回與區(qū)內(nèi)多金屬成礦作用密切相關(guān)的認(rèn)識(shí)。

5.3 構(gòu)造環(huán)境分析

花崗質(zhì)巖石是地殼的主要組分之一，其對(duì)研究大陸地殼的生長(zhǎng)與演化有十分重要的意義。研究巴音呼都森晚三疊世中酸性花崗巖主體未發(fā)生構(gòu)造變形，主要侵入于古元古代金水口巖群、中元古代長(zhǎng)城紀(jì)小廟巖組淺變質(zhì)巖系中，總體呈北西向分布，巖石地球化學(xué)物征表明該巖體鉀含量高，為高鉀鈣堿性系列巖石，顯示出后碰撞花崗巖的特征。巖石富集LREE,虧損HREE，較火山弧花崗巖有高的K2O+N2O含量特征，這與在花崗巖Rb-Nb+Y(圖7a)和Nb-Y(圖7b)構(gòu)造環(huán)境判別圖(PEARCE et al.,1984)中結(jié)果一致，落于同碰撞花崗巖-后碰撞花崗巖，同樣顯示該花崗巖同碰撞花崗巖-后碰撞的構(gòu)造環(huán)境有關(guān)。同時(shí)MgO/FeO=0.14～0.92變化，其中一個(gè)樣品MgO/FeO=1.20。A/ANCK值(0.94～1.18)多小于1.15。另外，將該區(qū)花崗巖投于R1-R2構(gòu)造環(huán)境判別圖(圖8)，樣品投影于造山晚期-同碰撞花崗巖區(qū)。在(La/Yb)n-δEu圖解(圖9)中，花崗巖均顯示出殼源花崗巖特征，是造山帶地殼演化晚期的產(chǎn)物。因此，巴音呼都森晚三疊世中酸性花崗巖的形成，與造山帶巖石圈加厚引起的地殼重熔有關(guān)，以造山作用演化晚期的擠壓構(gòu)造背景為主，標(biāo)志著碰撞造山作用進(jìn)入尾聲。

區(qū)域上早二疊世之前為洋盆擴(kuò)張期，早二疊世空谷期洋盆擴(kuò)張結(jié)束，俯沖作用開(kāi)始，發(fā)育鉀玄巖系列POG 型花崗巖，形成斑巖型銅礦。中三疊世為主俯沖階段，發(fā)育高鉀鈣堿性大陸弧花崗巖(CAG)，形成矽卡巖型鐵多金屬礦。晚三疊世卡尼期—諾利期，大洋閉合，進(jìn)入后碰撞陸內(nèi)造山階段，發(fā)育高鉀鈣堿性鉀玄巖系列后造山花崗巖(POG)。筆者在巴音呼都森二長(zhǎng)花崗斑巖和似斑狀二長(zhǎng)花崗巖獲得(212±1)～(217±2)Ma LA-ICP-MS鋯石 U-Pb 年齡，正是后碰撞背景下的巖漿產(chǎn)物。

表5 研究區(qū)與侵入巖有關(guān)的礦點(diǎn)特征表Tab.5 The study area related to the intrusion occurrence feature table

WPG.板內(nèi)花崗巖;Syn-CoLG.同碰撞花崗巖;ORG.洋中脊花崗巖;VAG.火山孤花崗巖圖7 (a)花崗巖Rb-Nb+Y和(b)Nb-Y構(gòu)造環(huán)境判別圖(據(jù)PEARCE et al.,1998)Fig.7 (a)Rb versus Nb+Y and (b)Nb versus Y tectonic discrimination diagrams(After PEARCE et al.,1998)

1.地幔分異;2.板塊碰撞前;3.板塊碰撞后隆升;4.造山晚期;5.非造山;6.同碰撞;7.造山期后圖8 研究區(qū)中酸性侵入巖R1-R2圖(據(jù)BETCHELOR et al.,1985)Fig.8 R1-R2 intermediate-acid intrusions of the study area

圖9 研究區(qū)中酸性侵入巖(La/Yb)n-δEu圖(據(jù)張宇等,2013)Fig.9 (La/Yb)n-δEu(a) diagrams intermediate-acid intrusions of the study area

因此，巴音呼都森晚三疊世花崗巖的確定，表明東昆侖祁漫塔格地區(qū)在晚三疊世之前發(fā)生過(guò)造山作用，到晚三疊世時(shí)期，包括祁漫塔格在內(nèi)的整個(gè)柴達(dá)木盆地南緣地區(qū)都是處于伸展構(gòu)造背景之下，這對(duì)認(rèn)識(shí)東昆侖造山帶的地質(zhì)演化及成礦作用具有重要的意義。

6 結(jié)論

(1)巴音呼都森中酸性侵入巖在TAS和SiO2-K2O分類(lèi)圖解中，主要落入花崗巖和花崗閃長(zhǎng)巖區(qū)域，為高鉀鈣堿性系列，輕稀土元素較富集，重稀土元素較虧損，稀土元素配分曲線明顯右傾，具有明顯的負(fù)Eu 異常，巖石微量元素富集大離子親石元素，虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素，表明巖體源于地殼物質(zhì)發(fā)生部分熔融。

(2)巴音呼都森中酸性侵入巖形成于碰撞構(gòu)造環(huán)境，是東昆侖華力西—印支造山帶進(jìn)入造山后伸展垮塌階段，大規(guī)模底侵作用的結(jié)果。巖體地球化學(xué)特征表明，巖漿來(lái)源于地殼，但形成演化期間經(jīng)歷了地幔物質(zhì)的同化混染，即該區(qū)花崗巖由地幔巖漿上升至地殼，由于大量混染受熱而引起地殼部分熔融而產(chǎn)生。

(3)巴音呼都森中酸性侵入巖體的LA-ICP-MS鋯石U-Pb 年齡為(212.4±1)～(217.0±2.0)Ma，為晚三疊世陸殼加厚伸展背景下巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物，該期侵入巖與成礦關(guān)系密切，表現(xiàn)在一是大規(guī)模的巖漿侵入活動(dòng)，為成礦作用提供了物質(zhì)、熱量和有利的構(gòu)造環(huán)境;其二東昆侖造山帶形成的基底物質(zhì)和多期次斷裂的活化，為巖漿上升和金屬運(yùn)移、富集的通道。

致謝:西安地質(zhì)調(diào)查中心賈群子研究員在百忙中審閱了全文，提出了建設(shè)性的修改建議；國(guó)土資源部武漢巖礦測(cè)試中心完成所有巖石地球化學(xué)樣品的測(cè)試分析，青海省地質(zhì)調(diào)查院范桂蘭高級(jí)工程師對(duì)本文中所有樣品定名做了詳細(xì)鑒定工作。野外調(diào)查和室內(nèi)研究工作中項(xiàng)目組拜永山、葉占福、陳發(fā)彬、保廣普等同志付出艱辛的勞動(dòng)，在此一并謹(jǐn)致謝意！

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