北山地區(qū)清白山鉛鋅礦賦礦地層年代學研究及對增生造山過程的制約

趙同陽 鄭加行 韓瓊 靳劉圓 孫耀峰 陳曄

摘? 要：清白山鉛鋅礦位于中亞造山帶中段南緣北山增生造山帶內，賦礦地層為綠片巖相-低角閃巖相變質巖系，對該套變質巖系的詳細研究有助于進一步解析北山地區(qū)增生造山過程。通過碎屑鋯石LA-ICP-MS U-Pb測年數據，從原長城系中解體出沉積下限為新元古代南華紀（733.7±6.0 Ma）的副變質巖、成巖年齡下限為早寒武世（517.6±5.2 Ma）的變質火山-沉積巖系。巖石整體上富集K2O、Al2O3、SiO2，稀土分布曲線具明顯右傾特征。樣品富集大離子親石元素、虧損高場強元素，認為該套變質巖形成于大陸邊緣環(huán)境，非全部形成于中元古代，其中混雜有新元古代、早古生代地質體。礦區(qū)首次發(fā)現晚奧陶世（454.5±7.1 Ma）隱伏的二長巖侵入體，地球化學特征顯示屬準鋁質堿性鉀質巖石系列，侵位于增生楔環(huán)境中，形成于后碰撞階段。結合區(qū)域前人研究成果，提出新的增生造山模型。認為北山增生造山帶形成于混雜有前寒武紀變質基底的多島弧盆俯沖-增生體系，中晚奧陶世至二疊紀經歷了明顯的地殼生長，最終增生造山作用結束于早二疊世晚期。

關鍵詞：北山造山帶;清白山鉛鋅礦;地質年代學;增生造山

北山造山帶位于新疆天山山脈東南段、中亞造山帶南緣（圖1-a），向東與索倫縫合帶相連，是新元古代—顯生宙期間由聚集塊體、弧和增生復合體組成，同時伴隨古亞洲洋中段閉合、長期俯沖-增生過程形成[1]。據柳園、紅柳河-牛圈子-洗腸井、芨芨臺子-石板井-小黃山、紅石山4條蛇綠混雜巖帶，北山造山帶可劃分為多個古生代構造單元，自南向北劃分為石板山弧、雙鷹山-花牛山弧、馬鬃山地塊、黑鷹山-旱山弧、雀爾山弧等5個構造帶（圖1-b）[2-6]。馬鬃山地塊、黑鷹山-旱山弧及雀爾山弧位于北山北部，形成于晚古生代溝-弧-盆體系俯沖、增生、碰撞過程[2，5-7];石板山弧、花牛山弧位于北山南部，形成于俯沖及微地塊碰撞過程[3-4]。北山造山帶被認為是中亞造山帶南部的一個古生代增生造山帶[2，8]，其發(fā)育的930～900 Ma片麻狀花崗巖被認為是代表了北山造山帶的新元古代微陸塊[9-13]。有學者認為北山造山帶存在前寒武紀變質結晶基底，與塔里木克拉通基底相連，是在塔里木陸殼基底上發(fā)展起來的古生代活動帶[14]，經歷了古元古代塔里木初始陸殼形成演化期和中元古代塔里木成熟陸殼形成演化期之后，于晚古生代時期進入克拉通裂谷發(fā)展演化的重要階段，即通常稱謂的“北山裂谷”[15-18]。

新疆哈密市清白山鉛鋅礦位于雙鷹山-花牛山弧西段（圖1-c），礦體產于褐鐵礦化大理巖中。關于賦礦地層時代，存在長城紀、薊縣紀、早古生代等觀點[8，19-21]。后期區(qū)域構造-巖漿事件、造山過程對礦體改造影響程度不明，制約了找礦勘查工作部署及找礦突破。為進一步厘定清白山鉛鋅礦賦礦地層時代，更好地解釋北山造山過程對成礦的制約關系，本次對礦區(qū)變質巖、侵入巖展開系統(tǒng)巖石學、巖石地球化學、同位素年代學研究，旨在確定其成因和形成構造背景，為系統(tǒng)構建北山造山過程提供新的制約要素。

1? 地質背景

北山造山帶出露地質體以元古代、古生代為主，主構造線呈近EW向弧形展布。清白山鉛鋅礦所處的雙鷹山-花牛山弧是個復合弧，西以星星峽大斷裂與庫魯克塔格陸緣盆地為界，北與紅柳河-洗腸井蛇綠混雜巖帶相鄰。區(qū)域上，該復合弧含古生代碎屑巖和碳酸鹽巖、火山巖和花崗巖[2，22];火山巖以玄武巖、安山巖、流紋巖凝灰?guī)r為主，年齡為451～367 Ma[23-24];花崗巖年齡為442～217 Ma[25-28]，同時發(fā)育905～871 Ma新元古代花崗巖[12，29]。另發(fā)育有高級變質巖，主要為片麻巖、石英片巖、混合巖，其中呈團塊狀產出的高壓榴輝巖變質年齡為～900 Ma[30]。

清白山鉛鋅礦位于雙鷹山-花牛山弧西段，以發(fā)育大面積低角閃巖相-綠片巖相強變形變質的大理巖、片巖及大量中酸性侵入巖為主，巖石構造面理呈近EW向，受控于三架山韌性剪切帶[31]。礦區(qū)內前寒武系主要分為兩套（圖2）[21]1，下部為長城系古硐井巖群，為一套低角閃巖相變質碎屑巖建造，主要巖性為灰-淺灰色變粒巖、角閃斜長變粒巖、斜長角閃片巖、淺粒巖、石英片巖、二云母石英片巖;上部為薊縣系平頭山巖組，為一套綠片巖相碳酸鹽巖夾碎屑巖建造，主要有灰黑色石英巖、白云石大理巖、大理巖等。

2? 樣品采集及測試方法

本次共采集同位素測年樣品3件（圖2），19QBS-TWS01號樣品（條帶狀黑云母長英質變粒巖）采自qrzk01號鉆孔（N93°51′48.76″，E41°10′58.40″）85.6 m處（圖2-a，c），19QBS-TWS02號樣品（含斜長石二云母片巖）、19QBS-TWS04號樣品（片理化蝕變二長巖）分別采自zk5502號鉆孔（N93°48′57.26″，E41°10′31.98″）58.5 m、75.2 m處（圖2-a，b）。全巖主微量元素分析樣品7件。

同位素測年樣品處理及測試在南京聚譜檢測科技實驗室完成。首先使用常規(guī)重液浮選和電磁分離方法挑選鋯石，將其鑲嵌在環(huán)氧樹脂中并拋光，進行鋯石陰極發(fā)光（CL）、反射光、透射光照相及LA-CIP-MS同位素分析。測試使用與New Wave213 nm 激光取樣系統(tǒng)連接起來的Agilent 7500 aICP-MS完成。分析過程中，激光束斑直徑采用20～30 μm，頻率5 Hz。樣品經剝蝕后，由He氣作為載氣，再同Ar氣混合后進入ICP-MS進行分析。U-Pb分餾據澳大利亞鋯石標樣GEMOCGJ-1 207Pb/206Pb age of （608±1.5）Ma校正[32]。鋯石標樣MudTank（Inercept age of（732±5）Ma）為內標[33]，控制分析精度。測試流程開頭和結尾分別測試2個GJ標樣，測試1個MT標樣和20個待測樣品點。U-Pb年齡和U、Th、Pb的計算由GLITTER軟件獲得，普通鉛的校正及諧和圖的繪制運用Isoplot完成[34]。全巖主微量元素分析在國土資源部烏魯木齊礦產資源監(jiān)督檢測中心完成。

3? 巖石學特征

灰褐色含菱鐵礦細粒大理巖（19QBS-b03）? 灰褐色，粒狀變晶結構，塊狀構造（圖3-a）。巖石主要有菱鐵礦、方解石組成，少量綠泥石。方解石（70%），粒狀，粒徑0.8～0.2 mm。聚片雙晶發(fā)育，雙晶紋平行于菱形解理的長對角線，雙晶紋彎曲變形。顆粒之間呈平直鑲嵌狀接觸;菱鐵礦（25%），粒狀，粒徑0.5～0.2 mm，黃褐色，雜亂分布在方解石中;綠泥石（5%），片狀，片徑0.5～0.2 mm，無色，雜亂分布;磷灰石（少量），粒狀，粒徑0.05～0.2 mm（圖3-e）。

含斜長石二云母片巖（19QBS-b02）? 灰褐色，鱗片粒狀變晶結構，片狀構造（圖3-b）。巖石主要由云母、斜長石及石英等構成。巖石中多含片狀礦物，具片狀構造。云母多為白云母，次為黑云母，片狀，粒徑細，多定向分布;斜長石他形粒狀，粒徑細，呈集合體分布在云母集合體中;石英他形粒狀，粒徑細，與長石共生（圖3-f）;金屬礦物半自形-他形粒狀，粒徑細，呈單晶粒分布在透明礦物粒間。

蝕變細粒二長（19QBS-b04）? 灰色，變余他形粒狀結構，塊狀構造（圖3-c）。受構造作用影響，巖石擠壓破碎，形成片理化。沿片理形成石英、黑云母及碳酸鹽條帶，定向分布;斜長石呈半自形-他形粒狀，板狀，粒徑較細，受擠壓部分產生碎裂變形，表面具明顯絹云母化、黑云母化及碳酸鹽化（圖3-g）;榍石半自形-他形粒狀，粒徑較粗，多沿黑云母條帶中分布;金屬礦物少量，呈他形粒狀分布。

黑云母長英質變粒巖（19QBS-b01）? 灰黑色，鱗片粒狀變晶結構（圖3-d）。巖石具條帶狀構造，由云母、長石、石英及金屬礦物集中分布互層狀構成。部分礦物具定向性;黑云母呈片狀，粒徑細，多呈條帶狀分布，含白云母、斜長石及金屬礦物（圖3-h）;石英他形粒狀，粒徑極細，集中呈條帶狀分布，含有少量云母、長石及金屬礦物;金屬礦物呈他形-半自形粒狀、板狀，粒徑細，分布在透明礦物粒間。

4? 測試結果

4.1? 鋯石U-Pb測年

黑云母長英質變粒巖（19QBS-TWS01）、含斜長石二云母片巖（19QBS-TWS02）樣品中鋯石大小不一，CL圖像顯示磨圓度較高，暗示鋯石經歷了搬運。Th/U比值介于0.08～2.01，變化較大，為典型碎屑鋯石。部分鋯石具典型巖漿韻律環(huán)帶特征，說明物源區(qū)可能發(fā)育巖漿巖。在剔除鋯石鉛丟失及和諧度較差的鋯石后，分別剩余88顆、85顆鋯石年齡數據。分析結果表明，19QBS-TWS01號樣品206Pb/238U年齡介于514～1 745 Ma，顯示～840 Ma、～780 Ma、～715 Ma、～609 Ma、～520 Ma等5個年齡峰值，最年輕的3顆鋯石加權平均年齡為（517.6±5.2） Ma（早寒武世，∈1）（圖4），代表成巖年齡下限;19QBS-TWS02號樣品206Pb/238U年齡介于714～1 790 Ma，顯示～1 718 Ma、～1 549 Ma、～1 429～1 361 Ma、～1 236 Ma、～860 Ma等5個年齡峰值，最年輕3顆鋯石加權平均年齡為（733.7±6.0）Ma（南華紀，Pt32）（圖5），代表其成巖年齡下限。

片理化蝕變二長巖（19QBS-TWS04）樣品中鋯石環(huán)帶清晰，自形程度較好，為長柱或短柱狀晶體。受后期變質事件影響，鋯石Th/U比值介于0.13～0.69，剔除鋯石鉛丟失及和諧度較差的鋯石后，剩余20顆鋯石年齡數據。分析結果表明，19QBS-TWS04號樣品206Pb/238U年齡介于430～474 Ma，諧和度較好，20個測點年齡值在分析誤差范圍內基本一致，加權平均年齡為（454.5±7.1） Ma（晚奧陶世，O3）（圖6），代表了二長巖結晶年齡。

4.2? 全巖主量元素

黑云母長英質變粒巖、二云母片巖SiO2含量56.41%～65.95%，Al2O3含量14.67%～22.13%，CaO含量變化較大，為0.82%～3.11%。不同巖性的MgO含量變化較大，其中黑云母長英質變粒巖含量1.36～1.72，二云母片巖為3.28，A/CNK值為1.14～1.48，A/NK值為1.59～2.10，K2O/Na2O比值變化較大，為1.98～12.29。上述化學成分及相關比值顯示，巖石整體上富集K2O、Al2O3、SiO2。與澳大利亞后太古代頁巖（PASS）相比，低TiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO，高CaO、K2O，SiO2、Na2O、P2O5含量較接近。

蝕變二長巖SiO2平均含量57.38%，Al2O3平均含量16.37%，CaO平均含量4.72%，MgO平均含量3.24%。樣品落入“10-二長巖”區(qū)域，A/CNK均值0.85，A/NK值為1.59～2.10，K2O/Na2O比值平均為2.93，里德曼指數（σ）分別為7.04、6.09，堿度率（AR）分別為2.66、2.63。據以上全巖主量元素含量及相關比值，樣品屬堿性巖石系列，具準鋁質特征（圖7-a，b）。

4.3? 全巖稀土及微量元素

樣品全巖稀土及微量元素分析結果見表4。在稀土元素方面，除19QBS-YQ04號樣品（黑云母長英質變粒巖）稀土元素總量（ΣREE）較低（73.83×10-6）外，其余樣品稀土元素總量（ΣREE）較高，為178.18×10-6～304.34×10-6，變質巖平均為238.57×10-6、二長巖平均為271.04×10-6。除19QBS-YQ04號樣品外，LaN/YbN平均為16.11，LREE/HREE平均為10.45。在球粒隕石標準化稀土元素分布圖上（圖8-a），除19QBS-YQ04號樣表現為“U型曲線特征”外，其余樣品曲線均具明顯右傾特征，說明整體上輕重稀土分餾明顯。除19QBS-YQ01、19QBS-YQ03號樣品外，其余樣品重稀土分餾不明顯;除19QBS-YQ04號樣品δEu大于1（1.24），顯示為Eu的正異常外，其余樣品δEu均小于1，介于0.5～0.73，顯示明顯的負異常，表明巖石經歷了斜長石的分離結晶作用。綜上所述，5件變質巖樣品（黑云母長英質變粒巖、二云母片巖）在稀土元素分布曲線上一致性較差，說明物源區(qū)差異性較大;2件侵入巖樣品（二長巖）在稀土元素分布曲線上較一致，具明顯輕重稀土分餾，Eu的異常較明顯，但重稀土內部分餾不明顯（圖8-a）。在微量元素方面，5件變質巖及2件侵入巖樣品在原始地幔標準化蛛網圖上曲線形態(tài)整體上較一致（圖8-b）。所有樣品Rb，K，Ba等大離子親石元素較富集，Nb，Ta，Zr，Hf等高場強元素較虧損。5件變質巖樣品具明顯的Nb，Ta，Sr，P，Ti負異常。所有樣品具強烈的Nb，Ta負異常，表明源區(qū)受到明顯的幔源物質影響。5件變質巖樣品明顯虧損Sr，可能是巖石后期遭蝕變或與殘余斜長石有關。2件侵入巖樣品Nb/La比值平均為0.5，Th/Yb比值平均8.78，暗示其可能形成于碰撞環(huán)境。

5? 討論

5.1? 變質巖源區(qū)特征

研究區(qū)地層變形、變質強烈，原始結構構造難以保存，原始沉積層理難以識別，只能根據研究區(qū)各類變質巖化學分析結果判別原巖成分。采用尼格里化學計算方法得到區(qū)內5件變質巖樣品特征數值，（al+fm）-（c+alk）-Si西蒙南圖解顯示，3件樣品為沉積巖、2件樣品為火山巖（圖9-a）。SiO2-TiO2圖解顯示1件樣品為沉積巖、4件樣品為火山巖（圖9-b）。在La/Yb-∑REE圖解中所有樣品均落入“沉積巖”區(qū)（圖9-c），其中落入“頁巖/粘土巖”3件、“砂質巖/雜砂巖”區(qū)2件，表明研究區(qū)變質巖可能具復雜的源區(qū)特征。結合變質巖Th/Sc比值（0.94～5.62）變化小，Zr/Sc比值（14.87～83.71）變化較大的特征，揭示該區(qū)變質碎屑巖源區(qū)成分可能經多次沉積循環(huán)，其物源較復雜。結合黑云母長英質變粒巖（19QBS-TWS01）、含斜長石二云母片巖（19QBS-TWS02）碎屑鋯石頻譜圖（圖4，5），認為黑云母長英質變粒巖主要物源區(qū)為南華紀（～840～780 Ma）火山巖-沉積巖區(qū)，并混入少量中元古代、震旦紀、早寒武世早期的巖石碎屑;含斜長石二云母片巖物源區(qū)為古元古代晚期至新元古代早期的沉積巖區(qū)，其中以古元古代晚期至中元古代中期（～1 781～1 361 Ma）的巖石碎屑為主。

關于物源區(qū)構造環(huán)境，通過變質巖微量元素構造環(huán)境判別圖可知（圖10-a，b），5件樣品中3件落入“B”區(qū)，為大陸弧環(huán)境，2件樣品落入“D”區(qū)，為被動大陸邊緣環(huán)境。說明研究區(qū)變質巖物源較復雜，為來源于不同構造環(huán)境地質體的剝蝕。結合巖石整體上富集K2O、Al2O3、SiO2，樣品稀土分布曲線具明顯右傾特征，及富集大離子親石元素、虧損高場強元素特征，我們認為研究區(qū)變質巖形成于大陸邊緣環(huán)境，非克拉通內部。

5.2? 侵入巖成因分析

清白山鉛鋅礦區(qū)地表出露大面積花崗巖，新疆地質調查院將其厘定為早石炭世（鋯石U-Pb年齡數據顯示其中含有少量前寒武紀繼承鋯石）三架山-清白山巖體，主要巖石類型為花崗巖、堿性花崗巖，屬高鉀鈣堿性巖石系列，巖石地球化學數據顯示其具造山晚期弧巖漿特征1。

本次工作在礦區(qū)55線發(fā)現深部隱伏二長巖侵入體形成于晚奧陶世（454.5±7.1 Ma），為準鋁質鉀質堿性巖石。樣品稀土分布曲線具明顯右傾特征，發(fā)育Eu的異常谷，重稀土元素Ho-Lu較平坦，分餾不明顯。樣品中Rb，K，Ba等大離子親石元素較富集，Nb，Ta，Zr，Hf等高場強元素較虧損。上述全巖地球化學特征與北美西海岸阿拉斯加增生楔、日本西南部Shimanto增生楔上的侵入巖較相似[35-36]。二長巖（19QBS-TWS04）鋯石U-Pb年齡數據變化范圍較大（482～436 Ma），地表花崗巖體中含有少量前寒武紀繼承鋯石，與增生弧巖漿巖鋯石年代學特征相似[37]。因此，我們認為研究區(qū)古生代侵入巖可能形成于弧前增生楔之上。關于晚奧陶世堿性侵入巖形成的構造階段，通過Y+Nb-Rb、Yb+Ta-Rb等花崗巖的構造環(huán)境圖解（圖10-d，e），發(fā)現樣品均落入“后碰撞”環(huán)境。在Rb/10-Hf-3Ta圖解中，樣品落入“碰撞環(huán)境花崗巖”。本次研究認為～454 Ma堿性二長巖形成于碰撞-后碰撞階段。

通過以上分析，我們認為研究區(qū)深部發(fā)育的隱伏侵入巖體，無論成巖時代，還是形成的構造階段，均不同于地表出露的花崗巖基。晚奧陶世形成于增生楔之上的后碰撞型堿性侵入巖的發(fā)現，對重新認識北山的成巖成礦作用及增生造山過程意義重大。

5.3? 賦礦地層時代討論

清白山鉛鋅礦賦存于褐鐵礦化大理巖中，1∶20萬白山幅（K-46-28）區(qū)調報告將其厘定為上震旦統(tǒng)白頭山組，該套大理巖中發(fā)現前管孔藻（Praesoenopora sp.），認為可和我國南方震旦系燈影組下段、東北地區(qū)馬家屯組中藻類對比。該套地層在西段白玉山-大平臺一帶于大理巖中發(fā)現大量疊層石：Conophyton sp.，Cryptozoon sp.，Stratifera sp.，Colonnelle for.， Kussiella for.， Inzeria for.， Jurusania for.，;其中Conophyton在庫魯克塔格地區(qū)愛爾基干群常見，Cryptozoon在甘肅肅北縣平頭山群發(fā)育，疊層石保存狀態(tài)與庫魯克塔格地區(qū)的愛爾基干群相似。因此，我們認為賦礦大理巖形成于薊縣紀。礦區(qū)內分布的一套結晶片巖建造，前人將其厘定為長城系古硐井巖群，通過本次工作，我們從該套地層中解體出沉積下限為新元古代南華紀（（733.7±6.0） Ma）的副變質巖、成巖年齡下限為早寒武世（（517.6±5.2） Ma）的變質火山-沉積巖系。綜上所述，我們認為研究區(qū)變質巖并非全部形成于中元古代，其中混雜有新元古代、早古生代地質體，推測其就位于早古生代的俯沖-增生過程。

5.4? 增生造山過程

中元古代（1.6～1.0 Ga），伴隨哥倫比亞超大陸（Columbia）的裂解，北山地塊從敦煌地塊中裂離出來（圖11-a），并在被動大陸邊緣沉積了一套碎屑巖-碳酸鹽巖建造。研究區(qū)內將其分別厘定為長城系古硐井巖群、薊縣系平頭山組[21]。其中在薊縣紀大理巖與石英片巖的界面（硅鈣面）、褶皺構造轉折端等部位發(fā)育鉛鋅體[20-21]，成礦類型為MVT型。中元古代低級變質沉積巖、變質火山巖廣泛分布于新疆伊犁地塊周緣及中天山等地區(qū)，被新元古代片麻狀花崗巖侵入[38-41]。從變質巖和侵入巖中獲得的鋯石U-Pb、全巖Sm-Nd等時年齡、Nd模型年齡表明，這些塊體中可能存在古—中元古代（1.8～1.2 Ga）的大陸地殼[38，40-41]。

新元古代中早期（1.0～0.76 Ga），受羅丁尼亞（Rodinia）超大陸聚合事件的控制（圖11-b），研究區(qū)內泛哥倫比亞大洋開始向敦煌-北山地塊下俯沖，形成950～87 Ma片麻狀花崗巖[12，17]。這些鈣堿性花崗巖常具Nb，Ta，Ti的負異常，相對富集LREE、LILE、虧損HFSE。鋯石εHf（t）值（-16.1～+10.2）由于古老大陸殼的混染變化較大[10-13]。上述地球化學特征說明，北山地區(qū)新元古代花崗巖具安第斯型陸緣弧特征[13]。

新元古代晚期（760～540 Ma），羅丁尼亞超大陸開始裂解，古洋州洋盆隨即打開。北山地區(qū)雙鷹山、馬鬃山等裂離地塊從南側（現在方位）的敦煌地塊中裂離出來（圖11-c）。天山地區(qū)在該伸展環(huán)境時期下，大陸邊緣巖石記錄主要為一套沉積蓋層，不整合覆蓋于古—中元古代混合巖、TTG巖系、片麻巖、片巖之上。該蓋層主要由陸相碎屑巖、碳酸鹽巖、少量板內堿性火山巖（755～740 Ma）組成，夾冰磧沉積。本次研究從原長城系古硐井巖群中解體出一套副變質巖（含斜長石二云母片巖），原巖沉積下限為（733.7±6.0）Ma，物源區(qū)為古元古代晚期至新元古代早期的沉積巖區(qū)。首次證實研究區(qū)發(fā)育有新元古代晚期的沉積蓋層。

早古生代早中期（540～470 Ma），研究區(qū)內巖漿活動匱乏，主要為一套形成于被動大陸邊緣的陸源碎屑沉積建造（圖11-c）。自下而上分別為下寒武統(tǒng)雙鷹山組，下部為含磷、釩礦的碳質硅質板巖，上部為含錳鈷礦的含碳質鐵質石英板巖-硅質板巖建造;中上寒武統(tǒng)西雙鷹山組為一套硅質板巖-石英板巖建造;下奧陶統(tǒng)羅雅楚山群為一套變質砂巖-硅質巖板巖建造;中奧陶統(tǒng)錫林柯博組為一套變質砂巖-長石石英砂巖建造。本次研究從原長城系古硐井巖群中解體出一套變質巖（黑云母長英質變粒巖），原巖成巖年齡下限為（517.6±5.2）Ma（早寒武世，∈1），物源區(qū)為南華紀（840～780 Ma）火山巖-沉積巖區(qū)，并混入少量中元古代、震旦紀、早寒武世早期的巖石碎屑。

中奧陶世，古亞洲洋向北俯沖至雙鷹山微板塊之下（圖11-d）。晚奧陶世，研究區(qū)東南側發(fā)育富鈮玄武巖及與俯沖有關的英安巖、高壓變質巖[4，27]。結合本次工作發(fā)現的晚奧陶世（（454.5±7.1） Ma）準鋁質鉀質堿性二長巖體，認為在晚奧陶世伴隨著敦煌地塊與雙鷹山地塊之間小洋盆的閉合，俯沖板片發(fā)生斷離（圖11-e）。熱的年輕的洋殼俯沖構造作用將地殼物質往下拉，地殼物質很快達到固相溫度并熔化，產生大量埃達克質巖漿。這些埃達克質巖漿向下攜帶Nb到地幔楔中，在上升過程中形成變質地幔楔橄欖巖。熱的地幔楔發(fā)生減壓熔融，使前期由于俯沖板片后撤形成的寬大增生楔上發(fā)育堿性花崗巖體、富鈮玄武巖、與俯沖有關的英安巖。～423 Ma的埃達克巖花崗巖、～373 Ma的埃達克巖、～270 Ma的埃達克質花崗巖說明志留紀至早二疊世期間古亞洲洋發(fā)育持續(xù)的俯沖作用[27，42-43]。中二疊世后進入碰撞造山階段，后碰撞伸展階段發(fā)育232～228 Ma的花崗巖，在侵入其中的石英脈中發(fā)現鎢礦床。

6? 結論

（1） 碎屑鋯石LA-ICP-MS U-Pb測年結果表明，新疆北山地區(qū)清白山鉛鋅礦賦礦地層非全部是前人厘定的薊縣紀平頭山組，其中混雜有沉積下限為新元古代南華紀（（733.7±6.0） Ma）的副變質巖、成巖年齡下限為早寒武世（（517.6±5.2） Ma）變質火山-沉積巖系。

（2） 首次在清白山鉛鋅礦區(qū)發(fā)現晚奧陶世（（454.5±7.1） Ma）隱伏的二長巖侵入體，地球化學特征顯示，巖石屬準鋁質堿性鉀質巖石系列。認為其形成于后碰撞階段俯沖板片斷離后的增生楔之上，該期侵入巖漿活動對之前的成巖成礦具有明顯的改造。

（3） 北山增生造山帶形成于混雜有前寒武紀變質基底的多島弧盆俯沖-增生體系，在中晚奧陶世至二疊紀經歷了明顯的地殼生長，最終增生造山作用結束于早二疊世晚期。

備注：受篇幅所限，文章中鋯石測年數據、巖石硅酸鹽、稀土、微量數據未列出，需要者請與作者聯(lián)系（xjddy_zty@qq.com）。

參考文獻

[1]? ? Xiao W J， Windley B， Hao J， et al. Accretion leading to collision and the Permian Solonker suture， Inner Mongolia， China： Termination of the central Asian orogenic belt[J]. Tectonics， 2003，22（6）： 1069.

[2]? ? Xiao W J.， Mao Q G.， Windley B F.， et al. Paleozoic multiple accretionary and collisional processes of the Beishan orogenic collage[J]. Am. J. Sci. 2010， 310： 1553-1594.

[3]? ? Liu X C.， Chen B L.， Jahn B M.， et al. Early Paleozoic （ca. 465 Ma） eclogites from Beishan （NW China） and their bearing on the tectonic evolution of the southern central Asian orogenic belt[J]. J. Asian Earth Sci. 2011， 42， 715-731.

[4]? ? Qu J F.， Xiao W J.， Windley B F.， et al. Ordovician eclogites from the Chinese Beishan： implications for the tectonic evolution of the southern Altaids[J]. J. Metamorph. Geol. 2011， 29， 803-820.

[5]? ? Tian Z H.， Xiao W J.， Windley B F.， et al. Structure， age， and tectonic development of the Huoshishan-Niujuanzi ophiolitic melange， Beishan， southernmost Altaids[J]. GondwanaRes. 2014， 25， 820-841.

[6]? ? Cleven N R.， Lin S.， Xiao W J.， The Hongliuhe fold-and-thrust belt： evidence of terminal collision and suture-reactivation after the Early Permian in the Beishan orogenic collage， Northwest China[J]. Gondwana Res. 2015， 27： 796-810.

[7]? ? Yuan Y.， Zong K.， He Z.， et al. Paleozoic crustal growth and tectonic evolution of the Northern Beishan Orogen， southern Central Asia Orogenic Belt[J]. Lithos， 2018， 302 （303）： 189-202.

[8]? ? Song D F.， Xiao W J.， Windley B F.，et al. A Paleozoic Japan-type subduction-accretion system in the Beishan orogenic collage， southern Central Asian Orogenic Belt[J]. Lithos， 2015， 224：195-213.

[9]? ? 梅華林，李惠民.甘肅柳園地區(qū)花崗質巖石時代及成因[J]. 巖石礦物學雜志， 1999， 18（1）： 14-17.

[10]? 姜洪穎，賀振宇，宗克清，等.北山造山帶南緣北山雜巖的鋯石U-Pb定年和Hf同位素研究[J]. 巖石學報， 2013， 29（11）： 3949-3967.

[11]? 葉曉峰，宗克清，張澤明，等.北山造山帶南緣柳園地區(qū)新元古代花崗巖的地球化學特征及其地質意義[J]. 地質通報， 2013， 32（2）：21-31.

[12]? Liu Q.， Zhao G.， Sun M.， et al. Ages and tectonic implications of Neoproterozoic ortho- and paragneisses in the Beishan Orogenic Belt， China[J]. Precambrian Res. 2015， 266： 551-578.

[13]? Yuan Y.， Zong K.， He Z.， et al. Geochemical and geochronological evidence for a former early Neoproterozoic microcontinent in the south Beishan Orogenic Belt， southernmost central Asian Orogenic Belt[J]. Precambrian Res. 2015， 266： 409-424.

[14]? 張旺生.新疆北山大地構造屬性及演化特征[J]. 新疆地質， 1992， 10（2）： 129-137.

[15]? 陳哲夫，梁云海.庫魯克塔格-馬鬃山地質構造特征及其構造單元歸屬問題的討論[J]. 地質論評，1981， 27（4）： 292-300.

[16]? 左國朝，何國琦.北山地區(qū)早古生代板塊構造特征[J]. 地質科學， 1990， 4： 305-314.

[17]? 左國朝，劉義科，劉春燕.甘新蒙北山地區(qū)構造格局及沿演化[J]. 甘肅地質學報， 2003， 12（1）：1-15.

[18]? 校佩曦，黃玉華，王育習等.新疆北山南部地區(qū)石炭-二疊紀巖石地層單位厘定及沉積環(huán)境分析[J]. 西北地質， 2006， 39（1）： 76-82.

[19]? 周軍，任燕，田江濤. 新疆東天山成礦帶地球化學勘查進展[J]. 西北地質， 2017， 50（4）： 18-22.

[20]? 夏天，陳曄. 復雜褶皺構造對新疆北山地區(qū)清白山鉛鋅礦床的影響[J]. 新疆地質， 2017， 35（4）： 470-473.

[21]? 趙同陽，鄭加行，韓瓊，等.新疆北山地區(qū)清白山鉛鋅礦“三位一體”勘查找礦地質模型的探討[J]. 新疆地質，2020， 38（2）： 198-202.

[22]? Zuo G C.， Zhang S.， He G.， et al. Plate tectonic characteristics during the early Paleozoic in Beishan near the Sino-Mongolian border region， China[J]. Tectonophysics， 1991， 188： 385-392.

[23]? 李向民，余吉遠，王國強，等.甘肅北山紅柳園地區(qū)泥盆系三個井組和墩墩山群LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年及其意義[J]. 地質通報， 2011， 30（10）： 1501-1507.

[24]? Guo Q Q.， Xiao W J.， Hou Q L.， et al. Construction of late Devonian Dundunshan arc in the Beishan orogen and its implication for tectonics of Southern Central Asian Orogenic Belt[J]. Lithos， 2014， 184：361-378.

[25]? Zhang W， Wu T R.， Zheng R G.， et al. Post-collisional Southeastern Beishan Granites： Geochemistry， geochronology， Sr-Nd-Hf isotopes and their implications for tectonic evolution[J]. J. Asian Earth Sci， 2012， 58： 51-63.

[26]? Zhang W.， Pease V.， Meng Q.， et al. Timing， petrogenesis， and setting of granites from the southern Beishan late Palaeozoic granitic belt， Northwest China and implications for their tectonic evolution[J]. Int. Geol. Rev. 2015， 57： 1975-1991.

[27]? Mao Q G.， Xiao W J.， Fang T H.， et al. Late-Ordovician to early Devonian adakites and Nb-enriched basalts in the Liuyuan area， Beishan， NW China： implications for early Paleozoic slab-melting and crustal growth in the southern Altaids [J]. Gondwana Res. 2012， 22， 534-553.

[28]? Zhu J.， Lv X.， Peng S.， U-Pb zircon geochronology， geochemistry and tectonic implications of the early Devonian granitoids in the Liuyuan area， Beishan， NW China[J]. Geosci. J. 2016， 20： 609-625.

[29]? Saktura W M.， Buckman S.， Nutman A P.， et al. Continental origin of the Gubaoquan eclogite and implications for evolution of the Beishan Orogen， Central Asian Orogenic Belt， NW China[J]. Lithos， 2017， 294-295： 20-38.

[30]? Zong K Q.， Klemd R.， Yuan Y.， et al. The assembly of Rodinia： the correlation of early Neoproterozoic （ca. 900 Ma） high-grade metamorphism and continental arc formation in the southern Beishan Orogen， southern Central Asian Orogenic Belt （CAOB）[J]. Precambrian Res.， 2017， 290： 32-48.

[31]? 鄭加行，趙同陽，韓瓊，等.新疆北山地區(qū)三架山韌性剪切帶構造變形特征及控礦意義[J].地質力學學報， 25（S1）： 32-38.

[32]? Jackson S E，Pearson N J，Griffin W L.The implication of laser ablation microprobe-inductively coupled plasma-mass spectrometry （LAM-ICP- MS） to in situ U-Pb zircon geochronology[J].Chemical Geology，2004，211：47-69.

[33]? Black L P， Gulson B L. The age of the Mud Tank carbonatite， Strangways Range，Northern Territory[J].BMR Journal of Australian Geology and Geophysica，1978，3：227-232.

[34]? Andersen T. Correction of common Pb in U-Pb analyses that do not report 204Pb[J].Chemical Geology，2002，192：59-79.

[35]? Fred Barker， G.L.Farmer， R.A.Ayuso.， et al. The 50Ma Granodiorite of the Eastern Gulf of Alaska： Melting in an Accretionary Prism in the Forearc[J]. Journal of Geophysical Research， 1992，95（5）： 6757-6778.

[36]? Hironao Shinjoe. Origin of the granodiorite in the forearc region? ? of southwest Japan： Melting of the Shimanto accretionary prism? ? ?[J]. Chemical Geology， 1997，134：237-255.

[37]? 趙同陽，朱志新，李平，等. 增生弧的識別標志及其形成機制探討[J]. 新疆地質， 2020，38（3）： 313-318.

[38]? Hu AQ.， Zhang， G.X.， Zhang， Q.F.， et al. Constraints on the age of basementand crustal growth in Tianshan Orogen by Nd isotopic composition[J]. Science in China D， 1998， 41（6）：648-657.

[39]? Chen Y B.， Hu A.Q.， Zhang G.X.， et al. Precambrian basement age and characteristics of Southwestern Tianshan： Zircon U±Pb? ? geochronology and NDd±Sr isotopic compositions[J]. Acta Petro? ? logica Sininica， 2000， 16 （1）：91-98.

[40]? Li Q G.， Liu， S.W.， Wang， Z.Q.， et al. Geochemical constraints on the petrogenesisof the Proterozoic granitoid gneisses from the eastern segment of the CentralTianshan Tectonic Zone， northwestern China[J]. Geological Magazine， 2007， 144（2）： 305-317.

[41]? Liu S W.， Guo Z J.， Zhang Z C.， et al. Nature of the Precambrianmetamorphic blocks in the eastern segment of Central Tianshan： constraintfrom geochronology and Nd isotopic geochemistry[J]. Science in China D， 2004， 47（12）：1085-1094.

[42]? 趙澤輝，郭召杰，王毅，等.甘肅北山柳園地區(qū)花崗巖類的年代學、地球化學特征及構造意義[J]. 巖石學報， 2007， 23（8）： 1847-1860.

[43]? Zheng R G， Li J Y， Xiao W J， et al. Permian oceanic slab subduction in the southmost of Central Asian Orogenic Belt： Evidence? ? ?from adakite and high-Mg diorite in the southern Beishan[J]. Lithos，2020，358/359.

Abstract： The Qingbaishan Pb-Zn deposit is located in the Beishan accretionary orogenic belt on the southern margin of the Central Asian orogenic belt， the ore bearing strata are metamorphic rock series of greenschist facies and low amphibolite facies， a detailed study of the metamorphic series will be helpful to further understand the accretionary orogenic process in Beishan area. Based on the LA-ICP-MS U-Pb dating data of detrital zircon， Neoproterozoic parametamorphic rocks （733.7±6.0Ma） and metamorphic volcanic sedimentary rock series of early Cambrian （517.6±5.2Ma） were disintegrated from Mesoproterozoic strata， the rocks are rich in K2O， Al2O3 and SiO2， The distribution curve of REE has obvious right inclination， the samples are enriched in large ion lithophile elements and depleted in high field strength elements， it is considered that the metamorphic rocks were formed in the continental margin environment， and not all of them were formed in Mesoproterozoic， it also includes Neoproterozoic and early Paleozoic geological bodies. The late Ordovician （454.5±7.1Ma） concealed monzonite intrusion is discovered for the first time in the study area， geochemical characteristics show that it belongs to paraaluminous alkaline potassic rock series， formed in the post collision phase. A new accretionary orogenic model is proposed based on the previous research results， it is considered that the Beishan orogen was formed in the subduction accretionary system of multi island arc mixed with Precambrian metamorphic basement， and experienced obvious crustal growth from middle Late Ordovician to Permian， and finally ended in Early Permian.

Key words： Beishan orogen; Qingbaishan Pb-Zn deposit; Geochronology; Accretionary orogeny