西昆侖蘇納克早古生代花崗巖鋯石U-Pb年齡、地球化學(xué)特征及其地質(zhì)意義

陳貴民，劉俊辰，王義天，胡喬青，黃詩康，孫政浩，尼加提·阿布都遜，孔德懿，劉景峰

(1. 新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第六地質(zhì)大隊(duì)，新疆 哈密 839000； 2. 中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所 自然資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100037； 3. 中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083； 4. 新疆大學(xué) 地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830046；5. 新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第十地質(zhì)大隊(duì)，新疆 和田 848000)

0 引 言

西昆侖造山帶橫亙于塔里木盆地西南緣與青藏高原西北緣之間，隸屬于中國大陸中央造山帶的最西端[1]，整體呈NW—SE向巨型反“S”展布。西昆侖造山帶與原特提斯洋的閉合及隨后的碰撞造山密切相關(guān)，歷經(jīng)了漫長而復(fù)雜的構(gòu)造演化歷史，全面記錄了洋-陸轉(zhuǎn)換過程中的重要地史信息[1-9]。其地層主體自早古生代被卷入造山運(yùn)動(dòng)，至中生代又受到強(qiáng)烈的構(gòu)造抬升和剝蝕，淺層次沉積建造的保存極為有限，加之惡劣的自然地理環(huán)境，西昆侖目前仍是中國地質(zhì)研究程度最低的造山帶之一，對(duì)于板塊構(gòu)造單元?jiǎng)澐?、?gòu)造演化時(shí)限及動(dòng)力學(xué)過程等重要科學(xué)問題仍存在分歧[1,3,7-16]，嚴(yán)重制約了對(duì)區(qū)域構(gòu)造演化的認(rèn)識(shí)。

巖漿巖是造山帶中極其重要的物質(zhì)組成部分，也是重建造山帶演化歷史的重要依據(jù)[17-19]。西昆侖造山帶巖漿巖分布極廣，巖漿活動(dòng)頻繁，鎂鐵質(zhì)-長英質(zhì)巖漿巖均非常發(fā)育，為造山帶的研究提供了有利條件。西昆侖造山帶巖漿巖主要分布于奧依塔格—庫地—其曼于特?cái)嗔岩阅?，形成了上千千米的巨型巖漿巖帶[7,9,15-16,20-26]。按其侵入時(shí)代和分布，可大致劃分為晚中元古代—早古生代北部巖漿巖帶和晚古生代—早中生代南部巖漿巖帶[9]。晚中元古代—早古生代巖漿巖被認(rèn)為與原特提斯洋的消減閉合有關(guān)，對(duì)反演區(qū)域構(gòu)造演化過程的重要意義不言而喻，而與之不相匹配的則是薄弱的地質(zhì)研究現(xiàn)狀。大同巖體作為西昆侖造山帶早古生代規(guī)模最大、研究程度最高的巖體之一，其成因和形成時(shí)代尚未獲得統(tǒng)一認(rèn)識(shí)[27-32]。而奧依塔格—庫地—其曼于特?cái)嗔岩员钡膸r漿巖報(bào)道更是少有，依托2003～2005年開展的1∶250 000區(qū)域地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目，部分早古生代巖漿巖在斷裂北側(cè)被識(shí)別并進(jìn)行了年代學(xué)研究[21,33-35]，但其中一些巖體所測鋯石僅為1、2粒[21,33]，其年齡可靠性尚待認(rèn)證；同時(shí)，缺乏對(duì)這些巖體的地球化學(xué)、巖石成因及地質(zhì)意義的研究探討。

西昆侖早古生代巖漿巖成因研究的匱乏以及認(rèn)識(shí)分歧制約了對(duì)區(qū)域構(gòu)造演化的全面認(rèn)識(shí)。蘇納克花崗巖產(chǎn)于西昆侖的庫爾良裂谷帶中，該裂谷帶是西昆侖造山帶與塔里木板塊南緣相接的過渡區(qū)域，是認(rèn)識(shí)和理解西昆侖造山帶顯生宙構(gòu)造演化的重要構(gòu)造單元。本文通過開展蘇納克花崗巖體的野外地質(zhì)調(diào)查、鋯石U-Pb年代學(xué)及地球化學(xué)的系統(tǒng)研究，并結(jié)合前人研究成果，以期闡明其成巖時(shí)代、巖石成因及形成的構(gòu)造環(huán)境，為進(jìn)一步探討西昆侖早古生代巖漿活動(dòng)和構(gòu)造演化過程提供新的證據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

F1為柯崗斷裂；F2為庫爾良斷裂；圖件引自文獻(xiàn)[39]，有所修改圖1 西昆侖庫爾良裂谷帶地質(zhì)簡圖Fig.1 Geological Sketch Map of Kuerliang Rift Zone in West Kunlun

西昆侖造山帶是中國大陸中央造山帶重要組成部分[1，36]，由性質(zhì)截然不同的兩大地質(zhì)構(gòu)造單元組成。其北部為隸屬華北板塊組成部分的塔里木板塊，南部為隸屬揚(yáng)子板塊組成部分的羌塘板塊[37-38]，總體上呈NW向展布，為向南突出的巨大弧形造山帶(圖1)。西昆侖造山帶自新太古代以來經(jīng)歷了長期復(fù)雜的地質(zhì)演化歷史，包括前寒武紀(jì)的古陸形成、解體與拼合，古生代至中生代的洋陸形成、俯沖、碰撞，以及新生代喜馬拉雅構(gòu)造疊加等多期次構(gòu)造演化過程[1-8]。綜合前人對(duì)西昆侖造山帶東段構(gòu)造單元?jiǎng)澐郑瑥谋毕蚰弦来螢楸崩龅伢w、南昆侖地體、甜水海地體和喀喇昆侖地體[15-16]。

研究區(qū)所處的庫爾良裂谷帶隸屬于北昆侖地體，位于鐵克里克隆起帶南側(cè)，其北以柯崗斷裂為界，南側(cè)以庫爾良—托滿斷裂為界(圖1)，是奧依塔格—恰爾隆晚古生代陸緣裂谷的東南延伸部分[8]。庫爾良裂谷帶構(gòu)造演化復(fù)雜，歷經(jīng)前震旦紀(jì)基底演化、奧陶紀(jì)古特提斯洋俯沖消減、泥盆紀(jì)—早二疊世伸展擴(kuò)張及晚二疊世—三疊紀(jì)逐步閉合等演化過程[7-8]。早古生代的板塊構(gòu)造演化奠定了該區(qū)NWW向的構(gòu)造格架，以一系列疊瓦狀逆沖斷層和擠壓褶皺為主要構(gòu)造表現(xiàn)形式(圖1)。晚中生代的板內(nèi)演化階段形成了一系列NE或EW向走滑斷層及壓扭性韌性剪切帶[21]。柯崗斷裂是歷經(jīng)上述區(qū)域構(gòu)造體制轉(zhuǎn)變的典型代表，地質(zhì)和遙感解析證明其在中生代前為逆沖推覆構(gòu)造，中生代后發(fā)生脆韌性剪切變形，形成一系列韌性剪切帶[40]。

研究區(qū)內(nèi)出露地層主要為下石炭統(tǒng)他龍群(C1t)和中—上石炭統(tǒng)庫爾良群(C2-3k)，分布于庫爾良裂谷帶內(nèi)，其次為少量的古元古界埃連卡特巖群(Pt1a)、長城系賽拉加茲塔格巖群(Chs)、薊縣系桑株塔格巖群(Jxs)和寒武系—奧陶系西合休巖組((∈—O)x)[21,34](圖1)，前寒武紀(jì)基底主要為綠片巖相變質(zhì)巖[21]。下石炭統(tǒng)他龍群為一套海相細(xì)碎屑巖夾少量灰綠色碳質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，含輝石巖、輝綠巖及大量玄武巖透鏡體[21]。中—上石炭統(tǒng)庫爾良群由淺變質(zhì)的濱淺海相碎屑巖、碳酸鹽巖夾雙峰式火山巖組成，主要巖性有灰色、深灰色和少量灰綠色礫巖、長石石英砂巖、粉砂巖、碳質(zhì)粉砂巖、千枚巖和灰?guī)r，以及輝長巖、輝綠巖、大量玄武巖和火山碎屑巖[21]。區(qū)內(nèi)地層破碎，巖石強(qiáng)烈片理化，普遍經(jīng)受了中低溫動(dòng)力熱變質(zhì)作用，沿走向自西向東變質(zhì)程度逐漸加深。

研究區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，主要沿?cái)嗔逊植?。其中以早古生代巖漿活動(dòng)最為強(qiáng)烈，從規(guī)模上來看，巖性以中酸性巖漿巖為主(圖1)，巖石類型有寒武紀(jì)角閃閃長巖(年齡為(506.8±1.2)Ma)、片麻狀英云閃長巖((502.3±9.1)Ma)、似斑狀花崗閃長巖((500.2±1.2)Ma)，奧陶紀(jì)石英二長巖((467.8±3.2)Ma)、二長花崗巖((466.1±1.0)Ma)，以及志留紀(jì)花崗閃長巖((429.6±1.4)Ma)[21,26,33-35]，均為早古生代巖漿-構(gòu)造作用的產(chǎn)物。其中，寒武紀(jì)巖漿活動(dòng)被認(rèn)為與裂解期裂谷-小洋盆的形成有關(guān)[34]，而奧陶紀(jì)—志留紀(jì)巖漿活動(dòng)則記錄了板塊的碰撞擠壓-伸展過程[21,26]。此外，研究區(qū)內(nèi)還發(fā)育有數(shù)條基性巖脈，其中部分發(fā)現(xiàn)有黃銅礦化，具有一定的成礦潛力[39]。

2 樣品特征及分析方法

研究對(duì)象黑云母二長花崗巖位于庫爾良裂谷帶東段，蘇納克西南約4 km河溝附近[圖2(a)]。巖體出露于庫爾良群中，與地層呈不整合接觸，整體呈NW向展布，長度超過700 m。巖體巖性為中粗粒黑云母二長花崗巖，其中發(fā)育一條寬約30 cm的花崗閃長巖脈，產(chǎn)狀為130°∠69°[圖2(b)]。黑云母二長花崗巖呈淺灰白—淺肉紅色，具中粗粒等粒結(jié)構(gòu)和塊狀構(gòu)造。主要礦物組成為石英(體積分?jǐn)?shù)為30%～35%)、斜長石(30%～35%)、鉀長石(25%～30%)、黑云母(5%～10%)、白云母(<5%)；副礦物主要為鋯石、榍石、磷灰石和磁鐵礦等[圖2(c)]?；◢忛W長巖脈呈灰白色，具中粒結(jié)構(gòu)和塊狀構(gòu)造。主要礦物組成為斜長石(體積分?jǐn)?shù)為40%～50%)、石英(20%～25%)、鉀長石(10%～15%)、黑云母(10%)、角閃石(5%)；副礦物主要為鋯石、榍石、磷灰石等[圖2(d)]。

圖2 蘇納克花崗巖野外地質(zhì)特征和手標(biāo)本照片F(xiàn)ig.2 Field Geological Characteristics and Hand Specimen Photographs of Sunake Granites

本次共采集了7件黑云母二長花崗巖樣品(編號(hào)為TK-7～TK-13)和1件花崗閃長巖樣品(編號(hào)為TK-5)進(jìn)行測試分析，采樣點(diǎn)的地理坐標(biāo)為(36° 48′25″N，78° 39′18″E)(圖1)。選取其中的花崗閃長巖樣品(TK-5)和1件黑云母二長花崗巖樣品(TK-7)進(jìn)行鋯石U-Pb年代學(xué)測試，其余6件黑云母二長花崗巖樣品用于元素地球化學(xué)分析。

用于鋯石U-Pb年代學(xué)測試的樣品首先破碎，經(jīng)重選和磁選后在雙目鏡下挑選出單顆粒鋯石。將鋯石顆粒固定于環(huán)氧樹脂靶上，經(jīng)研磨拋光后對(duì)鋯石進(jìn)行鏡下透射光、反射光以及陰極發(fā)光(CL)圖像分析。鋯石制靶及陰極發(fā)光圖像采集均在北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司的實(shí)驗(yàn)室完成。LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年測試在南京聚譜檢測科技有限公司完成。測試儀器包括：193 nm ArF準(zhǔn)分子激光剝蝕系統(tǒng)，由澳大利亞Australian Scientific Instruments公司制造，型號(hào)為RESOlution LR；四極桿型電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)儀，由安捷倫科技(Agilent Technologies)制造，型號(hào)為Agilent 7700x。準(zhǔn)分子激光發(fā)生器產(chǎn)生的深紫外光束經(jīng)勻化光路聚焦于鋯石表面，能量密度為8.0 J·cm-2，束斑直徑為33 μm，頻率為6 Hz，共剝蝕40 s，剝蝕氣溶膠由氦氣送入ICP-MS儀完成測試。測試過程中以標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500為外標(biāo)，校正儀器質(zhì)量歧視與元素分餾；以標(biāo)準(zhǔn)鋯石GJ-1為盲樣，檢驗(yàn)U-Pb定年數(shù)據(jù)質(zhì)量；以NIST SRM 610為外標(biāo)，以Si為內(nèi)標(biāo)標(biāo)定鋯石中的Pb含量，以Zr為內(nèi)標(biāo)標(biāo)定鋯石中其余微量元素含量[41-42]。原始測試數(shù)據(jù)經(jīng)ICPMSDataCal軟件離線處理完成[41,43]，使用Isoplot 3.00程序完成年齡計(jì)算和諧和曲線繪制[44]。

用于元素地球化學(xué)分析的樣品TK8～TK13經(jīng)破碎、研磨(200目)制成分析樣品。全巖主量、微量元素分析在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試研究中心完成。主量元素分析使用Philips PW2404型X射線熒光光譜(XRF)儀分析測試，X射線管電壓為50 kV，電流為50 mA，元素的測定精度可達(dá)0.01%，分析誤差小于5%。采用傳統(tǒng)的濕法化學(xué)滴定法對(duì)樣品中FeO含量進(jìn)行分析。包含稀土元素在內(nèi)的微量元素分析使用 Finnigan MATElemntⅠ型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀完成，測試方法參照《電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)分析方法通則》(DZ/T 0223—2001)[45]，微量元素含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)大于10×10-6時(shí)相對(duì)誤差小于5%，小于10×10-6時(shí)相對(duì)誤差小于10%。

3 結(jié)果分析

3.1 鋯石特征和U-Pb年齡

花崗閃長巖(樣品TK-5)和黑云母二長花崗巖(樣品TK-7)中的鋯石特征相似，多呈柱狀，自形程度較高，長為100～200 μm，長寬比大多為2∶1～3∶1。陰極發(fā)光圖像(圖3)顯示，鋯石晶形完好，裂紋不發(fā)育，振蕩環(huán)帶清晰，具有巖漿鋯石的特征[46]。本次研究對(duì)樣品TK-5和TK-7分別選取了14個(gè)分析點(diǎn)進(jìn)行測試，鋯石U-Pb定年結(jié)果列于表1?；◢忛W長巖中，鋯石U含量為(297.95～868.35)×10-6，平均值為489.61×10-6；Th含量為(141.88～705.88)×10-6，平均值為387.90×10-6；Th/U值為0.33～1.29，平均值為0.80。黑云母二長花崗巖中，鋯石U含量為(169.38～834.61)×10-6，平均值為425.02×10-6；Th含量為(108.44～484.02)×10-6，平均值為295.44×10-6；Th/U值為0.55～0.89，平均值為0.70。兩件樣品的鋯石Th/U值均具有典型巖漿鋯石特征[47]。樣品TK-5和TK-7所有分析點(diǎn)的鋯石年齡數(shù)據(jù)比較集中，均落在一致線上或者附近[圖4(a)、(b)]，計(jì)算獲得206Pb/238U加權(quán)平均年齡分別為(466.7±2.0)Ma(平均標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重偏差(MSWD)為0.16)和(477.0±2.1)Ma(MSWD值為0.62)[圖4(c)、(d)]，可分別代表花崗閃長巖和黑云母二長花崗巖的結(jié)晶年齡。

圖3 蘇納克花崗巖鋯石陰極發(fā)光圖像及對(duì)應(yīng)年齡Fig.3 CL Images of Zircons and Corresponding Ages of Sunake Granites

圖4 蘇納克花崗巖鋯石U-Pb諧和曲線和年齡分布Fig.4 Concordia Diagrams and Distributions of Zircon U-Pb Ages of Sunake Granites

表1 蘇納克花崗巖鋯石U-Pb同位素分析結(jié)果Tab.1 Analysis Results of Zircon U-Pb Isotope of Sunake Granites

3.2 巖石地球化學(xué)特征

本文對(duì)蘇納克花崗巖中的黑云母二長花崗巖進(jìn)行了主量和微量元素分析，分析結(jié)果見表2。SiO2含量較高，為72.75%～76.44%，平均值為74.56%；Al2O3含量為13.35%～14.70%，平均值為14.00%，鋁飽和指數(shù)A/CNK值為1.02～1.11，平均值為1.07，為弱過鋁質(zhì)；Na2O含量為3.69%～4.01%，K2O含量為4.78%～5.25%，Na2O+K2O值為8.58%～9.12%，里特曼指數(shù)(σ)為2.24～2.80，顯示了富堿的特征?？傮w上，黑云母二長花崗巖具有高硅、富堿、弱過鋁質(zhì)的特征。在A/CNK-A/NK圖解[圖5(a)]和SiO2-K2O圖解[圖5(b)]中，樣品分別落入弱過鋁質(zhì)和高鉀鈣堿性系列范圍內(nèi)。

表2 黑云母二長花崗巖主量和微量元素分析結(jié)果Tab.2 Analysis Results of Major and Trace Elements of Biotite Monzogranite

黑云母二長花崗巖的稀土元素總含量為(85.57～161.91)×10-6，平均值為129.46×10-6。輕稀土元素(LREE)總含量為(56.33～135.48)×10-6，平均值為100.47×10-6，重稀土元素(HREE)總含量為(25.71～34.23)×10-6，平均值為29.00×10-6。LREE/HREE值為1.93～5.13，(La/Yb)N值為1.51～4.88，表明輕、重稀土元素分餾不明顯，輕稀土元素較重稀土元素略富集，在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式中呈平緩的右傾型[圖6(a)]。(La/Sm)N值為1.30～2.70，(Gd/Yb)N值為1.00～1.43，表明輕稀土元素之間和重稀土元素之間的分餾程度都不高。Eu異常為0.04～0.16，在稀土元素配分模式中呈明顯的“V”字型，具有顯著的負(fù)Eu異常特征。原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖[圖6(b)]顯示，黑云母二長花崗巖明顯富集Rb、K等大離子親石元素(LILE)和Th、U等高場強(qiáng)元素(HFSE)，強(qiáng)烈虧損Ba、Sr、P、Eu、Ti以及弱虧損Ta、Nb、Zr等。Ta、Nb、P、Ti負(fù)異常類似于島弧環(huán)境的巖石特征，明顯的Sr、Eu負(fù)異常反映其源區(qū)存在斜長石殘留，形成壓力較低。

ws為樣品含量；wc為球粒隕石含量；wp為原始地幔含量；球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)與原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)引自文獻(xiàn)[53]、[54]圖6 黑云母二長花崗巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式及原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖Fig.6 Chondrite-normalized REE Pattern and Primitive Mantle-normalized Trace Element Spider Diagram of Biotite Monzogranite

4 討 論

4.1 巖體形成時(shí)代

黑云母二長花崗巖與花崗閃長巖中的鋯石特征表明其為巖漿鋯石，鋯石U-Pb年齡數(shù)據(jù)集中且諧和[圖4(a)、(b)]，其年齡可信，即蘇納克黑云母二長花崗巖的成巖年齡為(477.0±2.1)Ma(MSWD值為0.62)，侵入其中的花崗閃長巖脈成巖年齡為(466.7±2.0)Ma(MSWD值為0.16)，分別為早奧陶世和中奧陶世巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。

早古生代是西昆侖造山帶最主要的巖漿巖形成時(shí)期之一[20]，其分布極廣，面積巨大，巖石類型齊全，從超基性至酸性均有出露，規(guī)模上以中酸性巖漿巖為主。巖漿巖主體沿奧依塔格—庫地—其曼于特?cái)嗔岩阅?、康西瓦—蘇巴什斷裂以北的區(qū)域分布，受區(qū)域深大斷裂控制，形成了一條長上千千米的巨型巖漿巖帶[7,9,15-16,20-26]。恰爾隆南側(cè)的大同復(fù)式巖體為西昆侖造山帶規(guī)模最大的早古生代巖體之一，形成于479～446 Ma[27-32]；新藏公路128公里巖體中花崗閃長巖的鋯石U-Pb年齡為(471±5)Ma[22]；從冬巴克結(jié)晶基底巖系中解體出的片麻狀英云閃長巖鋯石U-Pb年齡為(502.3±9.1)Ma[34]；庫爾良南側(cè)桑株河中—下游的片麻狀花崗閃長巖與黑云母角閃閃長巖的鋯石U-Pb年齡分別為(500.2±1.2)Ma和(506.8±9.8)Ma[35]；此外，區(qū)域南側(cè)出露的黑云母二長花崗巖和黑云母石英二長巖的鋯石U-Pb年齡分別為(466.1±3.2)Ma和(467.8±3.2)Ma[21]；楊紹等在庫爾良東南側(cè)庫爾良群中發(fā)現(xiàn)花崗閃長巖，其鋯石U-Pb年齡為(429.6±1.4)Ma[26]，與蒙古包—普守一帶的黑云母二長花崗巖(443.1～430.7 Ma)[33]同為早志留世。這些數(shù)據(jù)充分說明西昆侖造山帶在早古生代發(fā)生了強(qiáng)烈的構(gòu)造活動(dòng)，巖漿巖從晚寒武世至早志留世均有發(fā)育，巖漿活動(dòng)頻繁。

本次獲得的蘇納克黑云母二長花崗巖的年齡早于南側(cè)黑云母石英二長巖約10 Ma，而其中侵入的花崗閃長巖脈年齡與南側(cè)黑云母石英二長巖一致。根據(jù)兩個(gè)巖體在成巖時(shí)間、空間位置以及巖性上的相近關(guān)系，推測其在深部可能相連，共同構(gòu)成一個(gè)大型的復(fù)式巖體，這需要進(jìn)一步的工作驗(yàn)證。成巖年齡的差異可能是不同的定年方法及實(shí)驗(yàn)誤差所致。前人研究表明，單個(gè)侵入體從巖漿形成到鋯石U-Pb同位素體系封閉的時(shí)間一般不超過1 Ma[55-57]。上述年齡間隔(約10 Ma)說明這些侵入體可能是從源區(qū)上升的不同期次巖漿就位的結(jié)果。蘇納克黑云母二長花崗巖及其中的花崗閃長巖脈與南側(cè)黑云母石英二長巖在成巖時(shí)間和礦物組成上的差異可能正是這一演化過程所致，即黑云母二長花崗巖所在的位置可能為復(fù)式巖體的邊緣相，而南側(cè)黑云母石英二長巖則更靠近中心。

4.2 巖石成因

底圖引自文獻(xiàn)[58];FG為分異花崗巖；OGT為未分異花崗巖(I-S過渡型)圖7 黑云母二長花崗巖巖石成因類型判別圖解Fig.7 Discrimination Diagrams of Petrogenetic Type of Biotite Monzogranites

蘇納克黑云母二長花崗巖具有高硅(SiO2含量為72.75%～76.44%)、富堿(Na2O+K2O值為8.58%～9.12%)的特征，K2O/Na2O值均大于1，且CaO含量(0.43%～0.99%)和MgO含量(0.08%～0.21%)較低，A/CNK值為1.02～1.11，屬于弱過鋁質(zhì)、高鉀鈣堿性系列。稀土元素總含量為(85.57～161.91)×10-6，球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式中輕稀土元素相對(duì)富集，表現(xiàn)為平緩的右傾型，且呈“V”字型特征，具有強(qiáng)烈負(fù)Eu異常[圖6(a)]。Rb、K等大離子親石元素及Th、U等高場強(qiáng)元素強(qiáng)烈富集，Ba、Sr、Eu、P、Ti強(qiáng)烈虧損，Ta、Nb等弱虧損，Sr、Eu強(qiáng)烈虧損反映源區(qū)存在斜長石的殘留，形成壓力較低，深度較淺?？傮w上，巖石地球化學(xué)特征顯示出與A型花崗巖富Si、Na和K，貧Ca、Mg，強(qiáng)烈虧損Sr、Eu及高Ga/Al值特征[58]的一致性。10 000Ga/Al值為2.74～3.38，大于2.60，在10 000Ga/Al-Y和10 000Ga/Al-Nb圖解中落入A型花崗巖范圍內(nèi)[圖7(a)、(b)]。但是，高分異I型花崗巖與A型花崗巖在地球化學(xué)特征上極其相似，不少高分異I型花崗巖同樣落入A型花崗巖區(qū)域，從而導(dǎo)致巖石成因類型判別的困難。A型花崗巖由于富堿而往往具有較高的Zr、Nb、Ce、Y含量，蘇納克黑云母二長花崗巖在相應(yīng)的判別圖解中則落入了分異花崗巖區(qū)域中[圖7(c)、(d)]。蘇納克黑云母二長花崗巖中的Zr顯示為弱虧損，與A型花崗巖往往具有較高的Zr含量有差異(Zr含量高于250×10-6)，但A型花崗巖如果發(fā)生分異，會(huì)使Zr含量降低至100×10-6左右[59-61]。因此，單從微量元素特征很難判別黑云母二長花崗巖的成因類型。

實(shí)質(zhì)上，A型花崗巖是一種高溫花崗巖，其形成溫度相對(duì)于I型和S型花崗巖更高[60-62]。根據(jù)鋯飽和溫度計(jì)算[63]，黑云母二長花崗巖的形成溫度為713 ℃～769 ℃，并不屬于高溫花崗巖。同時(shí)，A型花崗巖多產(chǎn)于地殼伸展減薄的構(gòu)造背景中[61-62]，而前人研究認(rèn)為西昆侖造山帶早古生代(500～450 Ma)花崗巖具有典型的I型花崗巖特征，與原特提斯洋的俯沖活動(dòng)有關(guān)[9,15-16,64]。目前，在蘇納克花崗巖附近也并沒發(fā)現(xiàn)同時(shí)期基性巖脈的報(bào)道。綜上所述，蘇納克黑云母二長花崗巖為高分異I型花崗巖。

4.3 成巖動(dòng)力學(xué)背景

巖漿巖是造山帶中極其重要的物質(zhì)組成部分，作為特定地質(zhì)背景下的產(chǎn)物，在一定程度上記錄了形成時(shí)的構(gòu)造背景，是重建造山帶演化歷史的重要依據(jù)[17-19]。西昆侖造山帶歷經(jīng)了漫長復(fù)雜的構(gòu)造演化。前人研究表明，西昆侖東段存在晚中元古代—早古生代(530～400 Ma)和晚古生代—早中生代(240～200 Ma)兩條長達(dá)數(shù)千千米的巖漿巖帶[9,15-16,64]。其中，晚中元古代—早古生代是西昆侖造山帶的主構(gòu)造期，具有奠基作用。前人研究表明，原特提斯洋經(jīng)寒武紀(jì)的演化擴(kuò)張后，于530 Ma左右開始俯沖[15-16]。至于俯沖方向方面尚存的爭議[65-67]，在此不做過多的討論。500～470 Ma為俯沖作用的峰期，形成了大量具有島弧特征的花崗巖。早古生代花崗巖的地球化學(xué)特征研究表明，500～450 Ma花崗巖具有I型花崗巖的特征，而430～400 Ma花崗巖則為A型花崗巖[15-16,64,68-69]。A型花崗巖產(chǎn)于地殼伸展減薄的構(gòu)造背景中，其出現(xiàn)標(biāo)志著碰撞造山作用的結(jié)束。同時(shí)，在這一時(shí)期內(nèi)還形成了庫地—其曼于特蛇綠巖帶[70-71]和柯崗蛇綠巖帶[72-74]。蘇納克黑云母二長花崗巖的成巖年齡為477 Ma，正是原特提斯洋俯沖活動(dòng)峰期中的產(chǎn)物。

西昆侖早古生代構(gòu)造演化的時(shí)限目前存在不同認(rèn)識(shí)。高曉峰等對(duì)西昆侖中西段的大同復(fù)式巖體研究表明，其形成于后碰撞-伸展的演化階段[32]。早—中奧陶世西昆侖造山帶可能已經(jīng)整體進(jìn)入了后碰撞的演化階段，即大洋板塊的俯沖消減-碰撞過程在480 Ma左右已經(jīng)完成，隨即進(jìn)入后碰撞-伸展拉伸的構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換階段，導(dǎo)致花崗巖沿著縫合帶先后侵位。目前對(duì)西昆侖早古生代巖漿巖帶的研究還很薄弱，缺乏系統(tǒng)的成因分析。對(duì)于西昆侖造山帶的構(gòu)造演化時(shí)限厘定，仍有待更多系統(tǒng)深入的巖石學(xué)、地球化學(xué)和區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)學(xué)研究。

5 結(jié) 語

(1)西昆侖蘇納克黑云母二長花崗巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為(477.0±2.1)Ma(MSWD值為0.62)，侵入其中的花崗閃長巖脈LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為(466.7±2.0)Ma(MSWD值為0.16)，二者成巖年齡為早—中奧陶世。

(2)西昆侖蘇納克黑云母二長花崗巖具有高硅、富堿的特征，屬于弱過鋁質(zhì)、高鉀鈣堿性系列；Rb、K、Th、U等強(qiáng)烈富集，Ba、Sr、Eu、P、Ti等虧損，為高分異I型花崗巖。蘇納克花崗巖是西昆侖早古生代原特提斯洋俯沖過程中的產(chǎn)物。

新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第十地質(zhì)大隊(duì)李維建、房培松、龐奎、郝衛(wèi)、吳文革等在野外工作期間給予了極大的支持和協(xié)助，南京聚譜檢測科技有限公司吳讓添老師在鋯石U-Pb年齡測試及數(shù)據(jù)處理中給予了細(xì)致的指導(dǎo)和幫助，在此一并表示感謝！