阿爾金斷裂西段斜長片麻巖鋯石U-Pb測年及其地質(zhì)意義

宋衛(wèi)衛(wèi)，陳傳浩，張中欣

（中化地質(zhì)礦山總局山東地質(zhì)勘查院，山東 濟南 250000）

阿爾金山地處青藏高原北緣，塔里木板塊與東昆侖褶皺系交接部位，是一個經(jīng)歷過多期復(fù)雜地質(zhì)演化歷史，由不同構(gòu)造層次、不同時期和形成于不同構(gòu)造環(huán)境地質(zhì)體所組成的復(fù)合造山帶[1]。

在阿爾金碰撞造山帶西段，阿爾金地塊分布有一套古老變質(zhì)巖系-南部的阿爾金巖群與北部的米蘭巖群，巖石變質(zhì)程度高，經(jīng)歷了角閃巖相，局部達麻粒巖相區(qū)域變質(zhì)作用的改造[2，3]。

本文通過對黑云角閃斜長片麻巖塊體的LA-ICP-MS法單顆粒鋯石U-Pb年代學(xué)和巖石地球化學(xué)研究來探討阿爾金山變質(zhì)基底的時代。

1 地質(zhì)概況

阿爾金南緣主斷裂位于調(diào)查區(qū)中部，西起薩爾干吉，東經(jīng)大石門向北東東延伸出工區(qū)。阿爾金南緣斷裂為東昆侖褶皺系與塔里木地塊2個Ⅰ級大地構(gòu)造單元的界線，為超巖石圈深大斷裂，形成于新元古代，具多期活動的特征，是塔里木板塊漫長的地質(zhì)演化史中拉張～裂解～碰撞等構(gòu)造活動的產(chǎn)物。大石門地區(qū)位于阿爾金南緣主斷裂北側(cè)，出露為構(gòu)造混雜巖帶，主要巖性組合包括：元古代黑云角閃斜長片麻巖、石炭紀(jì)沉積巖（托庫孜達坂群下段）、火山巖（托庫孜達坂群中段）、石炭紀(jì)葉桑崗蛇綠巖、二疊紀(jì)陸源沉積巖、三疊紀(jì)酸性侵入體呈大小不等的巖塊產(chǎn)出，多以斷層接觸。其中黑云角閃斜長片麻巖塊體為本次工作第一次發(fā)現(xiàn)，根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料推測該巖塊來自于阿爾金構(gòu)造帶變質(zhì)基底阿爾金巖群[1]。

圖1 阿爾金南緣大石門地區(qū)地質(zhì)簡圖（根據(jù)作者實測資料修編）

2 樣品描述、分析方法和巖石化學(xué)特征

2.1 樣品描述

本研究采樣點位于且末縣南大石門地區(qū)阿爾金南緣構(gòu)造混雜巖帶內(nèi)，GPS點坐標(biāo)為N37°28′35″、E85°53′58″。所采樣品來自于灰色黑云角閃斜長片麻巖巖塊（巖塊在地表呈透鏡體狀出露，最寬6m，長30m），原巖樣品重約10kg。

黑云角閃斜長片麻巖塊體靠近北部，周圍為糜棱巖化的紫色葉桑崗石英砂巖基質(zhì)、破碎的灰綠色托庫孜達坂組下段長石雜砂巖碎裂角礫巖，南部為晚古生代蛇紋石化的鎂鐵～超鎂鐵質(zhì)巖（圖1）。

斜長角閃巖樣品為巖石呈灰色，片狀柱狀粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造。主要礦物組成為斜長石（35%～40%）、角閃石（20%～25%）、黑云母（10%～15%）、石英（10%～15%）及碳酸鹽礦物（2%～4%)及副礦物(小于2%)主要為鋯石、磷灰石、榍石及少量不透明礦物。

2.2 分析方法與條件

原巖樣品在河北省欣航測繪院巖礦試驗測試中心加工制作成靶，并進行反射光、透射光和CL圖像照相。LAICP-MS U-Pb同位素分析在中國冶金地質(zhì)總局山東局測試中心完成。

測試前通過反射光、透射光、CL圖像選擇鋯石測點位置，首先選擇沒有裂隙和包裹體部位，同時觀察鋯石的結(jié)構(gòu)形態(tài)，避開不同世代鋯石的混合區(qū)域。詳細分析步驟和數(shù)據(jù)處理方法參見相關(guān)文獻。

2.3 巖石化學(xué)特征

斜長角閃巖中SiO2的含量為69.16%，TiO2含量為0.61%，K2O含量為3.24%。微量元素標(biāo)準(zhǔn)化分析顯示，富集大離子親石元素Rb、Th、K、La、Zr等，虧損Sr、Ti，其中Sr的含量為63.6×10-6，Ti含量為2997×10-6，Sr、Ti的虧損可能指示斜長石和鈦鐵礦的分離結(jié)晶。稀土元素總量213.12×10-6，07，LREE/HREE=6.27，輕重稀土元素分餾明顯，REE標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線分析顯示，輕稀土相對富集的右傾特征，具有負銪異常（δEu=0.71）。

3 分析結(jié)果和解釋

黑云角閃斜長片麻巖樣品中的鋯石分為兩類：一類鋯石呈橢圓或長柱-柱狀，顆粒較大，100μm～150μm，多數(shù)長寬比為2：1～3：1，陰極發(fā)光圖像（圖2）顯示該類鋯石多為自形-半自形結(jié)構(gòu)，顏色較亮，多數(shù)能見到巖漿環(huán)帶結(jié)構(gòu)，具有明顯的巖漿鋯石特征；另一類鋯石呈橢圓或不規(guī)則狀，顆粒較小，多在50μm～100μm，長寬比為1：1～1.5：1，陰極發(fā)光圖像（圖2）顯示，大部分鋯石晶形不完整，總體顏色較暗，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，韻律環(huán)帶、面狀和斑雜狀分帶都有出現(xiàn)，部分鋯石核邊結(jié)構(gòu)明顯，具有明顯的變質(zhì)成因特征。

共分析了30個點，其中2個點測試誤差較大，為無效測點，有效測點為28個。28個有效測點的數(shù)據(jù)點均分布在諧和線上或其附近，表明這些鋯石顆粒在形成后U-Pb同位素體系是封閉的，沒有發(fā)生Pb同位素的丟失或U的加入，樣品的鋯石U-Pb年齡在誤差范圍內(nèi)可信。28顆鋯石的207Pb/206Pb年齡變化于1784Ma±41Ma～26Ma±51Ma之間，年齡加權(quán)平均值主要分為2組：2130Ma±27Ma（MSWD=0.21，n=15） 和 (2520±23)Ma（MSWD=0.06，n=12）。第一組年齡（2130Ma±27Ma）的鋯石部分內(nèi)部顯示面狀分帶，邊部發(fā)育比較亮的變質(zhì)重，顯示變質(zhì)成因鋯石特征，該年齡可解釋為黑云角閃斜長片麻巖的峰期變質(zhì)年齡。第二組年齡(2520±23)Ma的鋯石，具有巖漿環(huán)帶，鋯石微量元素分析顯示輕稀土元素虧損、重稀土元素富集的左傾配分模式，以及Ce的正異常和Eu的負異常，顯示巖漿鋯石特征，表明該年齡為黑云角閃斜長片麻巖原巖巖體侵位年齡。

圖2 鋯石陰極發(fā)光圖像和207Pb/206Pb年齡測試結(jié)果

4 地質(zhì)意義

（1）對阿爾金南緣構(gòu)造混雜巖帶內(nèi)的黑云角閃斜長片麻巖進行LA-ICPMS鋯石U-Pb定年分析，確定黑云角閃斜長片麻巖原巖形成年齡為(2520±23)Ma，變質(zhì)年齡為(2130±27)Ma。

（2）東昆侖北部較多的1800Ma～2000Ma的年齡信息表明，在古元古代末期發(fā)生了一次強烈的構(gòu)造熱事件，并引起金水口巖群的最后固結(jié)，黑云角閃斜長片麻巖的變質(zhì)年齡時代(2130±27)Ma與該期構(gòu)造～熱事件相吻合。

（3）根據(jù)區(qū)域資料和作者野外調(diào)查工作，顯示該黑云斜長片麻巖塊來自于阿爾金山結(jié)晶基底的阿爾金群，原巖形成年齡為(2520±23)Ma，這也印證了阿爾金山變質(zhì)基底巖系的形成時代為新太古代～古元古代。