新疆西準噶爾白布謝河花崗斑巖鋯石U-Pb年齡、地球化學特征及其構(gòu)造意義

于志泉，劉 博，洪陽百合

深部金屬礦山安全開采教育部重點實驗室，東北大學 資源與土木工程學院，沈陽 110819

A型花崗巖自1979年由Loiselle和Wones提出以來（Loiselle and Wones, 1979），因其獨特的堿性（alkaline）、貧水（anhydrous）、非造山（anorogenic）特征一直受到地質(zhì)學家的高度重視。實際上，Loiselle和Wones（1979）早先的定義還包括一種準鋁質(zhì)—過鋁質(zhì)的鋁質(zhì)A型花崗巖（aluminous A-type granite），但最初并沒有引起廣泛注意。隨著近40年來A型花崗巖研究的不斷深入，該類以鋁質(zhì)程度劃分出的鋁質(zhì)A型花崗巖已經(jīng)得到學界的公認（Loiselle and Wones, 1979；King et al., 1997；Bonin, 2007）。地球化學上，鋁質(zhì)A型花崗巖常具有高硅，高FeOT/MgO值，A/CNK大于1，貧鈣鎂、富堿等特征（Whalen et al., 1987；李小偉等，2010）。已有研究顯示，鋁質(zhì)A型花崗巖多發(fā)育在古洋盆閉合之后的后碰撞伸展環(huán)境（韓寶福等，1998；孫德有等，2005；蘇玉平等，2006；龐振甲等，2010），因此，該類巖石的形成時間可以用來限定洋盆閉合的下限，從而為探究區(qū)域構(gòu)造演化提供重要依據(jù)。

中亞造山帶作為全球顯生宙以來最大的增生型造山帶（Han et al., 2010），西鄰歐洲克拉通，北部與西伯利亞克拉通相接，南部與塔里木—華北克拉通相連（圖1a）。北疆地區(qū)作為中亞造山帶西南部的重要組成部分，從北向南包括一系列的島弧—增生雜巖帶（圖1b）。該區(qū)的形成伴隨著古亞洲洋西南段的形成、演化、消亡過程，因此是研究古亞洲洋西南段構(gòu)造演化及大陸地殼生長的重要窗口（韓寶福等，2006；Ren et al., 2014）。位于西準噶爾中部的巴爾魯克山一帶長期以來被認為是巴爾魯克古生代島弧（Buckman and Aitchison, 2004；Choulet et al., 2016）。其中在巴爾魯克斷裂北側(cè)出露有大量晚古生代侵入巖（Liu et al., 2017a），它們的侵位時代和成因類型對于揭示西準噶爾中部構(gòu)造演化具有重要的意義。然而，目前對于該區(qū)晚石炭世—晚二疊世構(gòu)造背景仍然存在著不同的認識，主要包括與俯沖作用有關(guān)的島弧環(huán)境（楊猛等，2015）或洋脊俯沖模式（Yi et al., 2015；胡洋等，2018）和后碰撞伸展模式（Liu et al., 2017a，b），另外還有學者提出地幔柱模型（Gao et al., 2014）。這些認識上的差異極大程度上制約了人們對西準噶爾晚古生代構(gòu)造演化的正確認識。本次研究首次以巴爾魯克山山麓北側(cè)的白布謝河巖體為對象，對該鋁質(zhì)A2型花崗斑巖進行巖相學、鋯石U-Pb年代學、全巖主—微量元素和Sr-Nd同位素分析，用以剖析其巖石成因和構(gòu)造背景。同時結(jié)合前人已有研究成果，強調(diào)不同來源地質(zhì)資料間的內(nèi)恰性，限定準噶爾洋的閉合下限，為進一步探討西準噶爾地區(qū)構(gòu)造演化提供可靠的地質(zhì)資料。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

西準噶爾作為哈薩克斯坦—準噶爾板塊的重要組成部分（圖1c），主體由以蛇綠混雜巖為主的古生代增生雜巖體和侵入其中的晚石炭世—二疊紀侵入巖組成（韓寶福等，2006；Xiao et al., 2008）。前人對于西準噶爾的構(gòu)造分區(qū)并沒有統(tǒng)一的認識（陳家富等，2010；Liu et al., 2017b）。本文采用Liu等（2017b）構(gòu)造劃分方案：以西準噶爾北部的查干陶勒蓋蛇綠混雜巖和南部的巴爾魯克—瑪依勒—唐巴勒蛇綠混雜巖將西準噶爾大致分為北部、中部和南部。

圖1 中亞造山帶大地構(gòu)造位置圖（a，據(jù)Han et al., 2010）；北疆地區(qū)大地構(gòu)造單元劃分及蛇綠混雜巖分布圖（b，據(jù)韓寶福等，2010）；西準噶爾地區(qū)地質(zhì)簡圖（c，據(jù)Xu et al., 2012）Fig. 1 Simplified tectonic map of the Central Asian Orogenic Belt (a); Tectonic division map of Northern Xinjiang of China and distributions of the ophiolitic mélanges (b); Simplified geological map of West Junggar (c)

西準噶爾北部由北側(cè)的扎爾瑪—薩吾爾弧和南側(cè)的博什庫爾—成吉斯弧組成，它們二者被庫吉拜—和布克賽爾—洪古勒楞奧陶紀蛇綠混雜巖所分（都厚遠和陳家富，2017；圖1c）。扎爾瑪—薩吾爾弧主要由泥盆紀中—酸性火山巖、早石炭世閃長質(zhì)—花崗質(zhì)侵入巖、火山碎屑巖和基性—酸性火山巖組成（Zhou et al., 2008；Chen et al., 2010），而博什庫爾—成吉斯弧主要由中奧陶世—志留紀海相火山碎屑沉積巖、早志留世鈣堿性侵入巖和晚志留世—早泥盆世A型花崗巖類組成（陳家富等，2010；Chen et al., 2015）。

西準噶爾中部則廣泛發(fā)育一系列北東向的走滑斷裂體系，自東向西依次有達拉布特、瑪依勒以及巴爾魯克斷裂（陳宣華等，2015；圖1c）。該區(qū)沿著斷裂分布有達拉布特和克拉瑪依蛇綠混雜巖和大量展布的晚石炭世—晚二疊世侵入巖（韓寶福等，2006；Gao et al., 2014）。據(jù)公開資料顯示，上述兩條蛇綠混雜巖是西準噶爾已知最年輕的蛇綠混雜巖，其中輝長巖和玄武巖的鋯石U-Pb年齡為426～369 Ma（辜平陽等，2009；陳博和朱永峰，2011；Yang et al., 2013）。最近，克拉瑪依蛇綠混雜巖中所包裹的石榴角閃巖的變質(zhì)年齡被限定在342 Ma（Zhu et al., 2015），代表了西準噶爾已知的最年輕俯沖相關(guān)變質(zhì)巖。前人地球化學資料表明西準噶爾中部花崗巖主要為I-A型花崗巖類，具有高的正εNd(t)（+4.6～+9.2）和年輕的Nd模式年齡（300～700 Ma；Gao et al., 2014）。Liu等（2017a）曾對巴魯克山斷裂以北的巖株狀、巖枝狀巖體進行了年代學和地球化學研究（圖1c），將該區(qū)侵入巖劃分為早石炭世（324～320 Ma）和晚石炭世—晚二疊世（314～259 Ma）兩個期次。前者主要由巖株狀的閃長巖組成；后者由石英正長巖和花崗斑巖組成（圖2）。

西準噶爾南部主要由早古生代的大洋島弧侵入巖和增生雜巖組成，它們主要出露在巴爾魯克、瑪依勒和唐巴勒地區(qū)（圖1c）。前人資料表明，大洋島弧侵入巖形成于中寒武世—早志留世（515～439 Ma；Xu et al., 2012，2013；Ren et al., 2014），而增生雜巖包括蛇綠巖殘片（531～512 Ma； Ren et al., 2014；溫志剛等，2016）和藍片巖、石榴角閃巖透鏡體（504～492 Ma；Liu et al., 2016），其形成被證明與準噶爾洋早期俯沖有關(guān)（Xu et al., 2012，2013；Ren et al., 2014；Liu et al., 2016）。

2 巖體地質(zhì)及巖石學特征

圖2 巴爾魯克山北側(cè)地質(zhì)簡圖（據(jù)Liu et al., 2017a）Fig. 2 Geologic map of the northern Barleik Mountains (modified from Liu et al., 2017a)

白布謝河巖體位于西準噶爾中部巴爾魯克山山麓北側(cè)白布謝河附近，采樣點地理位置：N46°0′14″、E83°9′55″（圖2）。據(jù)野外觀測，該巖體主體巖性為花崗斑巖，呈不規(guī)則狀侵入到上石炭統(tǒng)莫老壩組火山—沉積巖中（圖3a）?；◢彴邘r新鮮面呈灰白色（圖3b），具有典型的斑狀結(jié)構(gòu)，石英和鉀長石斑晶雜亂分布于基質(zhì)中，斑晶約有30%，基質(zhì)約占70%（圖3c）；斑晶中石英呈粒狀，粒徑0.5～3.0 mm，局部被熔蝕成港灣狀或篩孔狀（圖3d）；鉀長石斑晶呈他形，粒徑0.2～2.5 mm，表面發(fā)生嚴重蝕變?；|(zhì)由長英質(zhì)組成，呈他形微粒狀，其中含有約2%黑云母（粒徑0.2～1.5 mm）和不透明副礦物。

圖3 白布謝河花崗斑巖野外照片（a，b）和鏡下照片（c，d）Fig. 3 Field pictures (a, b) and photomicrographs (c, d) of the granitic porphyry from the Baibuxie River

3 樣品采集與分析方法

于白布謝河花崗斑巖中采集1件新鮮樣品用于LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年，采樣位置見圖2，另外還采集4件未蝕變的新鮮樣品進行全巖地球化學分析。所選樣品以常規(guī)重力和磁選方法分選，在雙目鏡下挑選出鋯石顆粒，將其與鋯石樣品一起用環(huán)氧樹脂固定，并拋光至鋯石露出核部；結(jié)合鋯石透、反射光照片及鋯石的陰極發(fā)光（CL）圖像。選取晶形完好、無包裹體、無裂紋的鋯石顆粒作為U-Pb測定對象。鋯石U-Pb定年在西北大學大陸動力學國家重點實驗室完成。實驗采用的ICP-MS為美國Agilent公司生產(chǎn)的Agilent7500a，激光剝蝕系統(tǒng)為德國Lamda Physik公司生產(chǎn)的GeoLas200紫外（DUV）193 nm的ArF準分子激光剝蝕系統(tǒng)，10 Hz的激光頻率，激光剝蝕束斑直徑為30 μm，剝蝕深度為20～40 μm。鋯石年齡采用標準鋯石91500為外部標準物質(zhì)。本次選擇Si為內(nèi)標，詳細分析流程參見Liu等（2007）。最終的年齡計算及諧和圖采用Isoplot（ver3.0）完成（Ludwig, 2003）。

全巖主—微量元素在加拿大溫哥華ACME實驗室獲得。主量元素分析方法為：以偏硼酸鋰/四硼酸鋰為助熔劑，將0.2 g粉末樣品與之混合后，放置在馬弗爐上以1050℃的溫度持續(xù)加熱15 min；之后將樣品倒入一升由去離子水和ACS級純度硝酸配置的5%濃度的HNO3中；主量元素是用電感耦合等離子光譜法（ICP-AES）進行分析的。稀土和其他微量元素由ICP-MS法獲得，具體實驗過程與主量元素類似。

全巖Sr-Nd同位素比值在中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所Finnigan MAT262多接收熱電離質(zhì)譜儀上測試完成，具體分析流程詳見Li等（2012）。把87Rb-84Sr和149Sm-150Nd示蹤劑和樣品粉末混合在一起，用混合酸（HF+HNO3+HClO4）將其在高溫下熔解；采用兩階段離子交換層析法來分離Rb，Sr，Sm，Nd元素。Sr測試的本底小于300 pg，Nd測試的本底小于100 pg；測定標樣NBS-987的87Sr/86Sr比 值 為0.710249±0.000010（2σ, n=8），校 正 使 用 的88Sr/86Sr比 值 為8.375209；測定標樣JNdi-1的143Nd/144Nd比值為0.512105±0.000013（2σ, n=8），校 正 使 用的是143Nd/144Nd比值為0.7219。用美國地質(zhì)調(diào)查局標樣BCR-2作監(jiān)測標樣，結(jié)果：87Sr/86Sr比值 為0.705013±0.000010；143Nd/144Nd比 值 為0.512622±0.000013。87Rb/86Sr和147Sm/144Nd測 試精度分別為～1%和0.5%。Sr同位素初始比值、εNd(t)與Nd模式年齡的計算公式同Han等（2010）。

4 分析結(jié)果

4.1 鋯石U-Pb年代學

白布謝河花崗斑巖樣品ALT-43的鋯石顆粒呈半自形—自形柱狀，透射光下多為無色透明或淺黃色，樣品粒徑大約為80～150 μm，在陰極發(fā)光圖像（CL）上顯示出明顯的巖漿振蕩環(huán)帶（圖4a）。對18顆鋯石顆粒進行了分析，除去不達標的測試點，共獲得5個有效測試點（不諧和度＜ 5%），其Th/U比值在0.36～0.71之間（表1），暗示巖漿成因（Belousova et al., 2002）。獲得的206Pb/238U年齡集中在268～276 Ma之間，其中206Pb/238U年齡加權(quán)平均值為276±5 Ma（平均標準權(quán)重偏差（MSWD）為2.1）（圖4b, c），暗示白布謝河花崗斑巖的結(jié)晶年齡為早二疊世。

圖4 白布謝河花崗斑巖鋯石CL圖像（a）；全部點的鋯石U-Pb諧和圖（b）；有效點的鋯石U-Pb諧和圖和206Pb/238U年齡圖（c）Fig. 4 Cathodoluminescence images of zircons (a); zircon U-Pb concordia diagram of all spots (b); zircon U-Pb concordia diagram and 206Pb/238U age of valid spots (c) for the granitic porphyry from the Baibuxie River

4.2 全巖主—微量元素特征

選取白布謝河巖體中4件花崗斑巖樣品（ALT-41，ALT-42，ALT-108，ALT-109）進行主微量元素分析（表2），結(jié)果表明，樣品SiO2含量（質(zhì)量分數(shù)，下同）為76.72%～79.25%（已扣除燒失量），Na2O、K2O含量分別為2.49%～3.93%和1.89%～3.29%，全堿（Na2O+K2O）為5.53%～7.06%，Al2O3含量在11.44%～12.49%之間；FeOT/MgO值（10.65～19.32）高，鎂值（Mg#）為8～14。TAS投圖可知其屬于亞堿性花崗巖系列（圖5a）。此外，樣品的鋁飽和指數(shù)（A/CNK值）為1.07～1.40（表2），在A/CNK-A/NK圖中均落在準鋁質(zhì)—過鋁質(zhì)區(qū)域（圖5b），屬于鋁質(zhì)巖石系列。

表1 西準噶爾中部白布謝河花崗斑巖（ALT-43）鋯石U-Pb同位素分析結(jié)果Table 1 Zircon U-Pb data of the granitic porphyry (ALT-43) from the Baibuxie-River, central West Junggar

白布謝河花崗斑巖樣品的稀土元素含量較高，為316.94×10-6～416.44×10-6（表2），（La/Yb）N值為3.22～4.34，表明輕稀土元素相對富集。樣品的稀土元素配分曲線圖表現(xiàn)為典型的右傾“海鷗型”（圖5c），具有明顯的Eu的負異常（δEu值為0.09～0.10）。微量元素蛛網(wǎng)圖顯示（圖5d），花崗斑巖明顯富集Rb和K等大離子親石元素及Zr、Hf等高場強元素，而強烈虧損Sr、P及Ti，中等虧損Ba、Nb及Ta。樣品的Ga豐度較高（21.9×10-6～27.6×10-6），具有較高的10000×Ga/Al值（3.61～4.41）和高場強元素組合（Zr+Nb+Ce+Y）含量（859.7×10-6～1054.8 ×10-6）。同時，該花崗斑巖稀土元素配分曲線及原始地幔標準化的微量元素蛛網(wǎng)圖中各元素變化趨勢與Liu等（2017a）報道的巴爾魯克山北坡花崗斑巖一致（圖5a, b）。

圖5 白布謝河花崗斑巖TAS圖解（a，底圖據(jù)Le Bas et al.,1986）；A/CNK-A/NK圖解（b，底圖據(jù)Maniar and Piccoli, 1989）；稀土元素球粒隕石標準化配分模式（c，球粒隕石標準化值參考Sun and McDonough, 1989）和微量元素原始地幔標準化蛛網(wǎng)圖（d，原始地幔標準化值參考McDonough and Sun, 1995）Fig. 5 SiO2 versus total alkali (Na2O + K2O) diagram (a, the base map is after Le Bas et al., 1986); A/CNK versus A/NK diagram (b, the base map is after Maniar and Piccoli, 1989); Chondrite-normalized REE patterns (c, normalized values of chondrite are from Sun and McDonough, 1989) and primitive mantle-normalized spidergrams (d, normalized values of primitive mantle are from McDonough and Sun, 1995) of the granitic porphyry from the Baibuxie-River

表2 白布謝河花崗斑巖的主量(%)及微量(含稀土)元素(×10-6)分析結(jié)果Table. 2 Major (%) and trace elements (including REE) concentrations (×10-6) of the granitic porphyry from the Baibuxie-River

4.3 全巖Sr-Nd同位素組成

對2件花崗斑巖樣品ALT-41和ALT-42進行了Sr-Nd同位素分析，詳細測試結(jié)果見表3。樣品87Rb/86Sr和87Sr/86Sr比值分別介于1.3222～4.1661和0.710016～0.721712；147Sm/144Nd與143Nd/144Nd比值分別介于0.14571～0.15199和0.51288～0.51261；利用花崗斑巖的結(jié)晶年齡（276 Ma）校正Sr-Nd同位素組成后，得到（87Sr/86Sr）i值為0.70482～0.70535，對應的εNd(t)值為+6.3～+7.3（圖6），兩階段Nd模式年齡TDM2為448～531 Ma。

表3 白布謝河花崗斑巖Sr-Nd同位素分析結(jié)果Table 3 Sr-Nd isotopic compositions of the granitic porphyry from the Baibuxie-River

5 討論

5.1 巖石類型

白布謝河花崗斑巖礦物組合以石英和鉀長石為主，含少量斜長石，其具有高硅、相對富堿、貧鈣和鎂的特征，具有較高的FeOT/MgO值（10.65～19.32），鋁飽和指數(shù)（A/CNK值）為1.07～1.40，大于1，與鋁質(zhì)A型花崗巖類的特征吻合（李小偉等，2010；龐振甲等，2010）；稀土元素配分曲線表現(xiàn)為典型的右傾“海鷗型”（圖5c），富集大離子親石元素（如Rb和K）及Zr、Hf等高場強元素，不同程度虧損Sr、P、Eu、Ti、Ba、Nb及Ta等元素（圖5d）。上述巖相學及地球化學特征均符合典型的A型花崗巖特點，同時與Liu等（2017a）報道的巴爾魯克山北坡花崗斑巖體極為相似（圖5d）。在10000Ga/Al-Zr圖解（Whalen et al., 1987）中，白布謝河花崗斑巖落在A型花崗巖區(qū)域（圖7a），而與高分異的I-S型花崗巖類相區(qū)分。這與鏡下并未見白云母、堇青石等S型花崗巖類富鋁特征礦物相一致。基于A型花崗巖不相容元素不受分異程度影響，Zr+Nb+Ce+Y常被用來區(qū)分高分異的I型和A型花崗巖（Whalen et al., 1987）。在（Zr+Nb+Ce+Y）-（K2O+Na2O/CaO）圖上，樣品全部落在A型花崗巖區(qū)域（圖7b）。綜上所述，白布謝河花崗斑巖應當歸屬鋁質(zhì)A型花崗巖。

圖6 白布謝河花崗斑巖的Sr-Nd同位素圖解Fig. 6 Diagram of Sr-Nd isotope for the granitic porphyry from the Baibuxie River

5.2 巖漿源區(qū)與巖石成因

一般來講，鋁質(zhì)A型花崗巖的成因主要有兩種模式：（1）殼源物質(zhì)高溫熔融，包括麻粒巖相（Collins et al., 1982）、紫蘇花崗質(zhì)（Landenberger and Collins, 1996）和長英質(zhì)巖石（Creaser et al., 1991；Wu et al., 2002）；（2）幔源巖漿高度分離結(jié)晶（Han et al., 1997；韓寶福等，1998；陳家富等，2010）。根據(jù)Eby（1992）A型花崗巖分類，白布謝河花崗斑巖的微量元素比值與A2型花崗巖類似（圖7c, d），暗示巖漿可能起源于地殼或島弧巖漿派生（李永軍等，2020），或由幔源巖漿演化而來（韓寶福等，1998；吳才來等，1998）。同時本區(qū)鋁質(zhì)A2型花崗巖可能經(jīng)歷了強烈的結(jié)晶分異作用：巖漿演化過程中，斜長石的分離結(jié)晶可能造成強烈Eu負異常；富鎂礦物如單斜輝石和角閃石的分離可以用來解釋它 們 較 低 的MgO（0.13%～0.18%）、Ni和Co含量（＜2×10-6）；Ba、Sr的 虧 損 可 能 是 由 于 鉀長石的分離；P的虧損可能是由于磷灰石的分離。此外，白布謝河花崗斑巖具有低的Sr同位素初始比值（0.70482～0.70535）和高的正εNd(t)值（+6.30～+7.32），年輕的兩階段Nd模式年齡（448～531 Ma），表明其源區(qū)為虧損地?；蛐律貧?。如果源區(qū)直接為來自虧損地幔的玄武質(zhì)巖漿，則需要有大量的幔源巖漿底墊于殼幔界面附近或下地殼中（韓寶福等，1998，1999）。相比較下，如果源區(qū)是虧損地幔演化而來的新生地殼，則最可能為西準噶爾早古生代發(fā)育的島弧建造（楊高學等，2013；李永軍等，2020）。樣品其較地幔序列更高的初始87Sr/86Sr比值（圖6），暗示母巖漿在上升過程中可能受到了少量陸殼混染的影響（Landenberger and Collins, 1996）。綜上，白布謝河花崗斑巖極可能是由新生地殼部分熔融后，再經(jīng)高度分異演化并伴有少量殼源混染的產(chǎn)物。

5.3 構(gòu)造背景

西準噶爾中部地區(qū)晚古生代存在強烈的巖漿活動，時代主要集中于晚石炭世—晚二疊世（韓寶福等，2006；高睿等，2013；Liu et al., 2017a）。目前，人們對于西準噶爾地區(qū)該時期構(gòu)造背景仍然存在不同的認識。有學者認為西準噶爾地區(qū)在晚石炭世已經(jīng)進入后碰撞伸展階段，且一直持續(xù)到晚二疊世（韓寶福等，2006；Liu et al., 2017a，b）；另一些學者通過對西準噶爾中部局部發(fā)育的高鎂閃長巖和埃達克巖的研究，認為區(qū)域晚石炭世—晚二疊世早期仍處于俯沖消減體制（尹繼元等，2011；楊猛等，2015；Yi et al., 2015；胡洋等，2018；喬耿彪等，2018）。

圖8 白布謝河花崗斑巖的構(gòu)造環(huán)境判別圖解（底圖據(jù)Pearce et al., 1984）Fig. 8 Discrimination diagrams of tectonic environments (the base maps are after Pearce et al., 1984) for the granitic porphyry from the Baibuxie River

西準噶爾地區(qū)大量的A型花崗巖（特別是鋁質(zhì)A2型花崗巖）在晚石炭世—晚二疊世時期集中發(fā)育（蘇玉平等，2006；陳家富等，2010；楊高學等，2013；張勝龍等，2015；劉閣等，2016；李永軍等，2020；圖1c）。如西準噶爾北部庫魯木蘇序列（張勝龍等，2015）、賽力克鉀長花崗巖及托洛蓋花崗巖（陳家富等，2010）、朱魯木特A型花崗巖（劉閣等，2016）；中部的哈圖巖體（李永軍等，2020）、廟爾溝巖體、阿克巴斯陶巖體、紅山巖體及克拉瑪依巖體（蘇玉平等，2006）；南部的接特布調(diào)巖體（楊高學等，2013）等，它們都被視為后碰撞構(gòu)造環(huán)境下的產(chǎn)物（蘇玉平等，2006；陳家富等，2010；楊高學等，2013；張勝龍等，2015；劉閣等，2016；李永軍等，2020）。而白布謝河花崗斑巖在Pearce等（1984）提出的Y+Nb-Rb和Y-Nb構(gòu)造判別圖中均落在后碰撞花崗巖區(qū)域（圖8），并且未發(fā)生任何擠壓變形，說明其可能形成于A2型花崗巖所代表的弧后拉張、碰撞后或造山后構(gòu)造環(huán)境（Eby, 1992），這與上述鋁質(zhì)A2型花崗巖的構(gòu)造環(huán)境一致。在西準噶爾地區(qū)，大量晚石炭世—晚二疊世的侵入巖和火山巖均具有低的Sr同位素初始比值和高的正εNd(t)值（韓寶福等，2006；蘇玉平等，2006；李永軍等，2016），指示它們的源區(qū)都具有新生地殼性質(zhì)，進一步說明其是后碰撞伸展階段的拉張構(gòu)造背景下形成的（韓寶福等，2006）。后碰撞伸展環(huán)境也為幔源巖漿的底墊作用提供了有利條件（韓寶福等，1999；Chen and Arakawa, 2005）。

圖9 巴爾魯克山地區(qū)晚古生代侵入巖和火山巖的鋯石U-Pb年齡直方圖（數(shù)據(jù)來源見表4）Fig. 9 Zircon U-Pb age histogram of the Late Paleozoic plutonic and volcanic rocks in the Barleik Mountains (data are from Table 4)

表4 巴爾魯克地區(qū)晚古生代侵入巖和火山巖的鋯石U-Pb年齡Table 4 Zircon U-Pb ages of the Late Paleozoic plutonic and volcanic rocks in the Barleik Mountains

通過系統(tǒng)搜集前人已發(fā)表的巴爾魯克山地區(qū)晚古生代侵入巖和火山巖的鋯石U-Pb年齡數(shù)據(jù)（圖9），可以將該地區(qū)晚古生代巖漿活動劃分為兩個期次。早石炭世該地區(qū)正處于準噶爾洋晚期俯沖的構(gòu)造階段（高睿等，2013；Gao et al., 2014；Liu et al., 2017a）；晚石炭世—晚二疊世是西準噶爾巖漿活動最為強烈的時期，其中侵入巖不僅侵入西準噶爾中部的蛇綠混雜巖中，還侵入西準噶爾北部和南部的各個地區(qū)（圖1c），具有典型“釘合巖體”的構(gòu)造屬性（韓寶福等，2010）；同時西準噶爾早二疊世以來發(fā)育典型陸相火山巖（譚綠貴等，2007），巴爾魯克山北坡發(fā)育有晚石炭世巴什基爾階到卡西莫夫階的沉積間斷，其上沉積的莫老壩組為典型河流相砂礫巖沉積（Liu et al., 2017b），暗示準噶爾洋最終閉合可能在早二疊世之前；在該模式下，西準噶爾中部具有特殊地球化學的高鎂閃長巖和埃達克巖可以為后碰撞階段“板片斷離”過程所解釋（Liu et al., 2020）。

更為重要的是，西準噶爾已知的最年輕蛇綠混雜巖出露在克拉瑪依和達拉布特地區(qū)（426～369 Ma；辜平陽等，2009；陳博和朱永峰，2011；Yang et al., 2013）；而最年輕的俯沖相關(guān)變質(zhì)巖同樣出露在克拉瑪依一帶（342 Ma；Zhu et al., 2015）。上述事實說明西準噶爾并沒有出現(xiàn)早石炭世之后的俯沖相關(guān)變質(zhì)巖和蛇綠混雜巖，進一步表明西準噶爾中部可能并不存在晚于早石炭世的洋殼俯沖消減作用。綜上所述，白布謝河花崗斑巖處在洋盆閉合之后的后碰撞伸展環(huán)境，準噶爾洋的最終閉合時限可能出現(xiàn)在早—晚石炭世之交。

6 結(jié)論

（1）白布謝河花崗斑巖的鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年結(jié)果為276±5 Ma，屬于早二疊世。

（2）白布謝河花崗斑巖屬于典型的鋁質(zhì)A2型花崗巖，具有低的（87Sr/86Sr）i值和高的正εNd(t)值，表明其極可能是由新生地殼部分熔融形成的巖漿，隨后再經(jīng)高度分異并伴有少量陸殼混染的產(chǎn)物。

（3）白布謝河花崗斑巖應形成于后碰撞伸展環(huán)境，結(jié)合區(qū)域已有地質(zhì)資料，推測西準噶爾中部晚石炭世—晚二疊世處在后碰撞環(huán)境，暗示準噶爾洋在晚石炭世之前已經(jīng)基本閉合。

致謝：中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所李潮峰教授級高工和西北大學弓化棟工程師分別在樣品Sr-Nd同位素和鋯石U-Pb年齡測試過程中給予了幫助和支持，中國石油勘探開發(fā)研究院任榮博士、中國地質(zhì)科學院地球深部探測中心王增振博士參加了野外地質(zhì)工作，中國地質(zhì)科學院地質(zhì)力學研究所張栓宏研究員對論文早期版本提出了寶貴意見，在此一并致謝。特別感謝編輯和匿名審稿人專業(yè)且富有建設(shè)性的修改意見。