新疆西昆侖神仙灣地區(qū)輝綠玢巖鋯石U-Pb年齡及地質(zhì)意義

廖登海，劉志勇，何小敏

（1.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，四川成都 610059；2.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局四0 二地質(zhì)隊(duì)，四川成都 611743）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于新疆西昆侖-喀喇昆侖高山區(qū)，大地構(gòu)造位置屬神仙灣二疊-三疊紀(jì)邊緣裂陷帶，北部以喬爾天山-岔路口斷裂帶為界與甜水海微陸塊對(duì)接，南部以龍木錯(cuò)-雙湖結(jié)合帶（喬戈里峰-空喀山口蛇綠巖帶）為界與喀喇昆侖-南羌塘陸塊相鄰。甜水海-北羌塘微陸塊群中部被區(qū)域深大斷裂喬爾天山-岔路口斷裂分為甜水海微陸塊和神仙灣二疊-三疊紀(jì)邊緣裂陷帶兩個(gè)次級(jí)單元(圖1-a)，二者物質(zhì)組成和構(gòu)造演化有著很大差異［1］。神仙灣邊緣裂陷帶地層主要見(jiàn)加里東期褶皺基底、早中二疊世神仙灣組、晚三疊世溫泉山組，和其上的侏羅-白堊系碳酸鹽巖建造。研究區(qū)褶皺基底為志留系溫泉溝組下段淺變質(zhì)碎屑巖；神仙灣組巖性下部以砂巖為主夾板巖，上部主體為深灰色板巖、灰?guī)r夾灰色、灰綠色放射蟲(chóng)硅質(zhì)巖、泥硅質(zhì)板巖等，總體為一套半深水-深水環(huán)境下的濁積扇沉積；溫泉山組為一套淺海相碳酸鹽巖建造，巖性主要為生物碎屑灰?guī)r，另可見(jiàn)角礫狀灰?guī)r、亮晶灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、砂屑灰?guī)r等(圖1)。從早中二疊世-晚二疊世，反映了水體逐漸變淺，整體向上隆升的趨勢(shì)，這可能與古特提斯洋向北俯沖消減，由擴(kuò)張轉(zhuǎn)向閉合，喀喇昆侖-南羌塘陸塊、神仙灣邊緣裂陷帶和甜水海微陸塊由南向北依次拼貼擠壓隆升有關(guān)［2］。

圖1 神仙灣地區(qū)大地構(gòu)造位置（a）及區(qū)域地質(zhì)圖(b)（據(jù)文獻(xiàn)［1］、［6］修改）

2 地質(zhì)及巖石特征

本次研究的輝綠玢巖脈，侵入于加里東期褶皺基底的下志留統(tǒng)溫泉溝組一段（S1w1）地層中，與二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖侵入接觸(圖2)。溫泉溝組一段巖性為絹云母板巖、石英絹云千枚巖與變質(zhì)長(zhǎng)石石英砂巖等互層，輝綠玢巖北西-南東走向，呈脈狀，與圍巖接觸面平整，長(zhǎng)度約3km，寬度約80m～100m。輝綠玢巖呈深灰綠色，具似斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)具輝綠結(jié)構(gòu)，致密塊狀構(gòu)造。斑晶為斜長(zhǎng)石，呈半自形寬板狀，晶體有絹云母、粘土化蝕變，斑晶大小1mm～4mm，含量約3%?；|(zhì)為細(xì)晶狀的斜長(zhǎng)石（拉長(zhǎng)石），含量約70%；輝石主要為普通輝石，少量斜方輝石，含量約15%；磁鐵礦含量約4%，并見(jiàn)少量橄欖石及蝕變礦物蛇紋石、綠泥石等。

3 鋯石U-Pb測(cè)年

在神仙灣邊防哨所北側(cè)爬浪山附近的輝綠玢巖脈中部采集新鮮未蝕變的巖石（樣品編號(hào)PM27TW1）做LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年，詳細(xì)的制樣和實(shí)驗(yàn)過(guò)程見(jiàn)參考文獻(xiàn)［3］。輝綠玢巖鋯石測(cè)年結(jié)果列于表1中，陰極發(fā)光（CL）圖與諧和圖見(jiàn)圖3、圖4。輝綠玢巖中鋯石呈自形-半自形長(zhǎng)柱狀、等軸柱狀，長(zhǎng)軸多在100μm～200μm，長(zhǎng)寬比在1.5：1～3:1，鋯石顆粒多破碎呈殘缺狀、或邊部溶蝕呈圓狀，多數(shù)可見(jiàn)清晰震蕩環(huán)帶，具巖漿鋯石特征。分析結(jié)果顯示（表1），輝綠玢巖中鋯石的Th/U比值變化范圍在0.13～2.43，除測(cè)點(diǎn)6和測(cè)點(diǎn)13外，其余點(diǎn)的Th/U比值均大于0.4，顯示巖漿鋯石特征。該樣品15個(gè)測(cè)年點(diǎn)結(jié)果顯示（圖3），有四個(gè)不諧和測(cè)點(diǎn)（測(cè)點(diǎn)3、6、7、13）年齡較老，時(shí)代早于被侵入地層，且從CL圖上看，鋯石邊部被溶蝕呈渾圓狀、港灣狀，是捕獲古老地層中的繼承性鋯石可能性較大［4］；11號(hào)測(cè)點(diǎn)年齡值較?。?57±3Ma），震蕩分帶不清晰，筆者認(rèn)為該鋯石可能受熱液蝕變作用的影響，形成的變質(zhì)鋯石，代表后期構(gòu)造熱事件；其余十個(gè)點(diǎn)年齡較諧和，具有一致的206Pb/238U年齡，可分為兩組，其中一組（測(cè)點(diǎn)1、4、5、10、14）鋯石U-Pb諧和年齡為300.2±6.0Ma（MSWD=13）（圖4-a）；另外一組（測(cè)點(diǎn)2、8、9、12、15）諧和年齡為437.3±2.4Ma（MSWD=3.3）（圖4-b）。

圖3 輝綠玢巖鋯石陰極發(fā)光圖

圖4 神仙灣地區(qū)輝綠玢巖鋯石U-Pb年齡諧和圖

表1 神仙灣地區(qū)輝綠玢巖（PM27TW1）LA-ICP-MS鋯石測(cè)年分析結(jié)果

4 討論與結(jié)論

費(fèi)光春等［5］在研究西藏洞中拉地區(qū)輝綠玢巖時(shí)，用最年輕的一組年齡代表巖體的侵位時(shí)代。神仙灣地區(qū)的輝綠玢巖侵位于溫泉溝組一段（S1w1）地層，且地層中有特征的古生物化石限定其時(shí)代［6］，顯然輝綠玢巖侵位應(yīng)晚于早志留世，因此，300.2±6.0Ma（MSWD=13）為巖體的結(jié)晶年齡，代表輝綠玢巖的侵位時(shí)代，屬晚石炭世。伴隨古特提斯洋大約于晚泥盆世--早石炭世的打開(kāi)［7］，西昆侖神仙灣地區(qū)處于擴(kuò)張環(huán)境，晚石炭世輝綠玢巖脈就是該時(shí)期伸展背景下的構(gòu)造巖漿產(chǎn)物。

較老的一組捕獲鋯石年齡（437.3±2.4Ma）與研究區(qū)北部西昆侖地體康西瓦一帶的加里東期孔茲巖系年齡一致［8］，與神仙灣邊緣裂陷帶存在加里東期褶皺基底的事實(shí)相符［9］。另外三個(gè)捕獲鋯石屬新元古代青白口紀(jì)（817±11Ma、894±12Ma）和中元古代長(zhǎng)城紀(jì)（1623±29Ma）的繼承性鋯石，進(jìn)一步證實(shí)了神仙灣邊緣裂陷帶也有長(zhǎng)城系和青白口系過(guò)渡基底的存在；最老的13號(hào)測(cè)點(diǎn)年齡（2243±17Ma）與庫(kù)地-奧依塔格縫合帶以北的北昆侖微陸塊上最古老變質(zhì)基底的片麻巖年齡（2261Ma）接近［8］，說(shuō)明神仙灣邊緣裂陷帶與北邊的微陸塊群具有親緣性。探討所獲得的鋯石年齡數(shù)據(jù)，并與區(qū)域進(jìn)行對(duì)比，對(duì)于恢復(fù)西昆侖一帶古構(gòu)造格局和研究西昆侖-喀喇昆侖造山帶的構(gòu)造演化具有十分重要的科學(xué)意義。