任海東 ,王濤 ,潘彤 ,王建國
(1. 青海大學(xué)地質(zhì)工程系,青海 西寧 810016;2. 青海省地質(zhì)調(diào)查院,青藏高原北部地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源重點實驗室,青海 西寧 810012;3. 中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所,北京 100037;4. 青海省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局,青海 西寧 810001)
造山帶位于大陸地殼構(gòu)造最活躍的地段 (鐘大賚等,2002),是大陸地殼生長、演化和再造的主要場所(鄭永飛等,2015;王濤等,2018)。作為大陸地殼的標(biāo)志性巖石,花崗巖記錄了大陸地殼形成與演化的全過程 (翟明國等,2016,2017),被喻為探索地殼深部物質(zhì)組成的最佳對象——“巖石探針” (莫宣學(xué),2007)。目前研究中,以大陸地殼生成與再循環(huán)過程中所形成的大規(guī)模花崗巖類為構(gòu)造載體,了解造山帶構(gòu)造-巖漿演化過程,認(rèn)識大陸造山帶多期增生-改造過程中殼-幔相互作用和陸殼生長與再造機制,已成為當(dāng)前國內(nèi)外地學(xué)研究的前沿課題 (Hawkesworth et al.,2013;侯增謙等,2020)。大陸地殼的生長是指幔源巖漿及其分異產(chǎn)物通過各種地質(zhì)過程添加到陸殼中導(dǎo)致陸殼面積和體積的增加(王濤等,2020),包括由俯沖導(dǎo)致的島弧巖漿活動和島弧增生、地幔柱驅(qū)動的巖漿底侵(Taylor et al.,1983;Rudnick,1995)以及碰撞造山所導(dǎo)致的巖漿作用等(Niu et al.,2013;Huang et al.,2014)。大陸地殼生長方式主要幔源巖漿物質(zhì)的抽取和之后的殼內(nèi)分異(再熔和或分離結(jié)晶)2種(Rudnick,1995;Hawkesworth et al.,2006)。這2種生長方式與洋殼俯沖階段的側(cè)向增生和碰撞后巖漿底侵或俯沖板片斷離(Slab break-off)導(dǎo)致的大陸地殼垂向生長密切相關(guān)(王濤等,2018;侯增謙等,2020;Zhu et al.,2022,2023)。
東昆侖造山帶具有多島洋、軟碰撞和多旋回造山等特征(殷鴻福等,1997;潘裕生等,2010),在地質(zhì)期間經(jīng)歷了前寒武紀(jì)、早古生代、晚古生代—早中生代和晚中生代—新生代等4期主要構(gòu)造運動(田龍等,2023),發(fā)育有新元古代、古生代、早中生代和晚中生代等4期巖漿作用,其中,三疊紀(jì)巖漿活動在東昆侖地區(qū)保留最好,出露面積最大 (莫宣學(xué)等,2007;馬昌前等,2015;Dong et al.,2018;吳樹寬等,2023)。同時,已有研究中發(fā)現(xiàn)東昆侖三疊紀(jì)巖漿作用具備一個重要的特征:侵入巖中普遍發(fā)育大量鎂鐵質(zhì)暗色微粒包體(MME),并有與花崗巖類同期的鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)火成巖廣泛出露,表明顯生宙時期發(fā)生過廣泛的巖漿底侵作用及巖漿混合作用,大量地幔物質(zhì)以巖漿的形式進入地殼是顯生宙東昆侖地殼生長的重要方式之一(諶宏偉等,2005;莫宣學(xué)等,2007;陳宣華等,2011;Xiong et al.,2014;Huang et al.,2014)。在增生造山帶,新生物質(zhì)(Juvenile materials),或作為殘余洋殼拼貼于造山帶,或作為幔源弧巖漿注入地 殼內(nèi)部,導(dǎo)致陸殼的形成與生長(Hawkesworth et al.,2010;侯增謙等,2020)。那么,在顯生宙還有沒有新生地殼(Juvenile crust)產(chǎn)生,顯生宙東昆侖造山帶地殼演化主要表現(xiàn)為前寒武紀(jì)地殼的再循環(huán),還是新生地殼的生長?這是一個普遍關(guān)注的重要科學(xué)問題(莫宣學(xué)等,2007,2011),而大規(guī)模的東昆侖巖漿巖帶,則為回答這個問題提供了可靠的記錄和研究場所。
針對東昆侖地區(qū)大面積展布的三疊紀(jì)巖漿巖,目前研究階段中發(fā)表有較多的鋯石U-Pb年齡和Nd-Hf同位素數(shù)據(jù)。為了進一步深入認(rèn)識東昆侖造山帶三疊紀(jì)巖漿巖時空演化、物質(zhì)組分和構(gòu)造背景,筆者在前人研究的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)收集東昆侖東段已公開發(fā)表的巖漿巖(基性巖、MME(鎂鐵質(zhì)暗色微粒包體)、花崗巖類)鋯石U-Pb年齡數(shù)據(jù),限定三疊紀(jì)巖漿作用時限,揭示巖漿活動遷移規(guī)律。在此基礎(chǔ)上,收集并分析東昆侖東段巖漿巖已發(fā)表的Nd-Hf 同位素數(shù)據(jù),示蹤東昆侖東段三疊紀(jì)巖漿巖物源演變特征,為該區(qū)三疊紀(jì)構(gòu)造演化提供年代學(xué)和同位素方面的約束。
“中央造山系”或“昆侖-秦嶺造山系” ( 張國偉等,1998;任紀(jì)舜,2004),長期處于以塔里木-華北為代表的北方陸塊群與以揚子-羌塘為代表的南方陸塊群相互作用的結(jié)合部,也是古亞洲洋和特提斯洋兩大構(gòu)造域的交合處 (姜春發(fā),2002)(圖1)。作為中央造山系西段的重要組成部分,東昆侖造山帶近EW向橫亙于青藏高原北部,劃分了北部柴達(dá)木盆地和南側(cè)的高原腹地,是青藏高原北緣特提斯造山帶的重要組成部分(殷鴻福等,1997;張國偉等,1998;任紀(jì)舜,2004;莫宣學(xué)等,2007)。其西部以庫牙克斷裂與西昆侖造山帶相分割,東部以溫泉斷裂與西秦嶺造山帶相接,北部與柴達(dá)木地塊相鄰,南部以麻扎-康西瓦-木孜塔格峰-昆南斷裂與巴顏喀拉地塊、喀喇昆侖造山帶相接,大致以烏圖美仁一帶為界,東昆侖造山帶又可以劃分為東、西2段(莫宣學(xué)等,2007)。從北到南,東昆侖造山帶中分布有祁漫塔格-香日德蛇綠巖混雜帶、阿其克庫勒-昆中蛇綠巖混雜帶和木孜塔格-布青山-阿尼瑪卿蛇綠巖混雜帶,將東昆侖劃分為北祁漫塔格構(gòu)造帶、昆中構(gòu)造帶、昆南構(gòu)造帶和巴顏喀拉地體(Dong et al.,2018)。
東昆侖造山帶中侵入巖和火山巖廣泛分布,尤以侵入巖特別是花崗巖類最為發(fā)育(袁萬明等,2000)。研究認(rèn)為,東昆侖巨型巖漿帶內(nèi)花崗巖的形成劃分為4個時段,與4個造山旋回相對應(yīng),分別是:前寒武紀(jì)(元古宙)、早古生代(∈-D3)、晚古生代—早中生代(D3-T3)和晚中生代—新生代(J1-N)。在4期構(gòu)造-巖漿事件中,以晚古生代—早中生代(或稱華力西期—印支期)旋回、特別是三疊紀(jì)的花崗巖,規(guī)模宏大,出露面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過本區(qū)其他地質(zhì)時代的侵入巖類(圖1),構(gòu)成了東昆侖造山帶火成巖的主體(郭正府等,1998;羅照華等,1999;袁萬明等,2000;莫宣學(xué)等,2007;王新宇等,2008)。自顯生宙以來,東昆侖造山帶發(fā)生了早—中泥盆世(394~403 Ma)、中三疊世(239~242 Ma)2次顯著的幔源巖漿底侵作用(莫宣學(xué)等,2007)。這2次巖漿底侵作用在構(gòu)造階段上分別處于加里東造山旋回及晚華力西期—印支期旋回的俯沖結(jié)束-碰撞開始轉(zhuǎn)變時期,并與2個造山旋回的大規(guī)模巖漿混合作用大致同期(莫宣學(xué)等,2007)。因此,大量地幔物質(zhì)以巖漿的形式進入地殼是顯生宙東昆侖地殼生長的重要方式之一(莫宣學(xué)等,2007;Huang et al.,2014;Xiong et al.,2014)。
由于強烈的構(gòu)造變動和隆升,東昆侖造山帶沉積記錄和構(gòu)造形跡遭到剝蝕破壞。因此,區(qū)域地質(zhì)演化的巖漿記錄受到地學(xué)界的格外重視(諶宏偉等,2005)。目前,前人對東昆侖東段三疊紀(jì)花崗巖進行了大量研究工作(郭正府等,1998;羅照華等,1999,2002;袁萬明等,2000;諶宏偉等,2005;張宏飛等,2006;莫宣學(xué)等,2007; Chen et al.,2012,2015;Zhang et al.,2012;Huang et al.,2014;Xiong et al.,2014;Xia et al.,2015a,2015b),獲得一大批鋯石U-Pb年齡和Nd-Hf同位素組分特征等方面的多項研究成果(圖2),奠定了該區(qū)花崗巖研究的基礎(chǔ)。例如,確定研究區(qū)印支期中酸性侵入巖主要巖石類型為石英閃長巖+花崗閃長巖+二長花崗巖+正長花崗巖(莫宣學(xué)等,2007;Zhang et al.,2012;Xiong et al.,2014),且在寄主花崗巖類中發(fā)現(xiàn)有大量同時期的鎂鐵質(zhì)暗色包體(羅照華等,2002;劉成東等,2003;諶宏偉等,2005;陳國超等,2013a,2013b;Huang et al.,2014),一致認(rèn)為東昆侖造山帶晚古生代—早中生代花崗巖漿活動起始于晚二疊世(262 Ma),一直持續(xù)至晚三疊世—早侏羅世(185~200 Ma)。
圖2 東昆侖東段三疊紀(jì)巖漿巖年代學(xué)直方統(tǒng)計圖Fig. 2 Histograms of geochronology for Triassic magmatite in the eastern part of East Kunlun orogeny
已有研究中發(fā)現(xiàn)東昆侖印支期花崗巖類均具備一個重要的特征:侵入巖中普遍發(fā)育大量鎂鐵質(zhì)暗色微粒包體(MME),并有與花崗巖類同期的鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)火成巖廣泛出露 (劉成東等,2002;諶宏偉等,2005;莫宣學(xué)等,2007;Xiong et al.,2014;Huang et al.,2014),表明三疊紀(jì)東昆侖東段發(fā)生過廣泛的巖漿底侵作用和巖漿混合作用 (Liu et al.,2005;莫宣學(xué)等,2007;Chen et al.,2012;陳國超等,2016),存在大量新生幔源組分添加到古老陸殼中。那么,東昆侖東段新生陸殼的生長機制是什么?是早—中三疊世古特提斯洋殼北向俯沖過程中島弧側(cè)向增生導(dǎo)致的大陸地殼水平生長,還是晚三疊世后碰撞巖漿底侵或俯沖板片斷離(Slab break-off)導(dǎo)致的大陸地殼垂向生長(莫宣學(xué)等,2007)?
依據(jù)收集的東昆侖東段96件鋯石U-Pb年齡建立三疊紀(jì)巖漿作用年代學(xué)格架(表1)。東昆侖造山帶東段三疊紀(jì)巖漿巖的年齡主要為212~252 Ma,可劃分為早(238~252 Ma)、中(226~238 Ma)、晚(212~226 Ma)3個階段,其中,年齡峰值為早期238~252 Ma階段(圖2)。可以看出,三疊紀(jì)巖漿活動在東昆侖東段大規(guī)模發(fā)育,巖漿作用峰期以早中三疊世(238~252 Ma)為主,晚三疊世巖漿活動(200~237 Ma)明顯弱于早中三疊世(238~252 Ma)(圖1、圖2)。該年代學(xué)的建立和巖漿期次的劃分與對比,為分析東昆侖三疊紀(jì)構(gòu)造巖漿演化提供了年代學(xué)依據(jù),同時也為系統(tǒng)開展同位素分析奠定了年代學(xué)基礎(chǔ)。
表1 東昆侖東段三疊紀(jì)巖漿巖鋯石U-Pb 年代學(xué)數(shù)據(jù)、全巖Nd 同位素數(shù)據(jù)和全巖與鋯石Hf 同位素數(shù)據(jù)表Tab. 1 zircon U-Pb ages, whole rock Nd isotopes and Hf isotopes (whole and zircon) of the Triassic Magmatite from the eastern part of East Kunlun orogeny
在東昆侖東段,三疊紀(jì)巖體東西向巖漿活動遷移規(guī)律不存在或不明顯(圖1),從北到南存在變年輕的趨勢,但不明顯。早期階段(238~252 Ma)發(fā)育的花崗巖類,主要分布在東昆侖東段北部(如烏蘭、黑馬河和夏日哈等地區(qū))、中部(哈圖-香日德-香加)和東端的大河壩地區(qū),出露的巖石類型復(fù)雜,花崗巖類以花崗閃長巖+二長花崗巖+花崗斑巖為主,火山巖主要為流紋巖和流紋斑巖。該期巖漿作用一個極重要的特征是出現(xiàn)大量鎂鐵質(zhì)暗色微粒包體(以鎂鐵質(zhì)和閃長質(zhì)為主)(圖2),表明該階段東昆侖地區(qū)存在大量的巖漿混合作用。除此之外,該期東昆侖地區(qū)出露較大規(guī)模的基性侵入巖如蘇長輝長巖、角閃輝長巖和輝綠巖等,并且這些基性巖地球化學(xué)特征顯示其源自富集地幔(熊富浩等,2011)。中期階段(226~238 Ma)發(fā)育的花崗巖類主要集中于東昆侖東段的中部(哈圖-香日德-香加)和東端鄂拉山大河壩地區(qū),花崗巖類主要為花崗閃長巖+閃長巖+正長花崗巖。晚期階段(212~226 Ma)發(fā)育的花崗巖類出現(xiàn)在東昆侖東段中部(哈圖-香日德一帶)、南部(沙爾隆勒蓋拜興-羊場一帶)和東端如花石峽、溫泉一帶,花崗巖類巖石類型主要為石英閃長巖+閃長巖+花崗閃長巖+正長花崗巖,火山巖為流紋巖,同時出現(xiàn)較多的閃長質(zhì)包體。
文中共收集東昆侖東段具明確鋯石U-Pb年齡的三疊紀(jì)巖漿巖Nd同位素數(shù)據(jù)106套(表1),其中,絕大部分Nd同位素數(shù)據(jù)源自花崗巖類,少量為中-基性侵入巖、火山巖和MME數(shù)據(jù)。Nd模式年齡計算方法中,當(dāng)147Sm/144Nd≤0.14,或者fSm/Nd值為-0.6~-0.2,則采用一階段模式年齡(TDM1),其余Nd模式年齡計算采用二階段模式年齡(TDM2)(Wang et al.,2009)。東昆侖東段巖漿巖εNd(t)值與Nd模式年齡TDM呈較明確的線性關(guān)系(圖3a),fSm/Nd值大多為-0.6~-0.2(圖3b)。因此,Nd模式年齡TDM主要采用單階段計算方法。東昆侖東段三疊紀(jì)巖漿巖Nd同位素數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果顯示,εNd(t)均為負(fù)值,εNd(t)值為 -9.4 ~ -1.7,大多為-6.5~ -3.0(圖4a)。Nd模式年齡(TDM(Nd))值為1.88 ~ 0.72 Ga ,大多為1.8~1.0 Ga (圖4b),表明東昆侖東段三疊紀(jì)巖漿巖物源以中元古代殼源物質(zhì)的再造為主,存在少量的新生地殼和古元古代地殼。
圖3 東昆侖東段三疊紀(jì)巖漿巖 εNd(t)-TDM圖解(a)和 fSm/Nd-TDM 圖解(b)Fig. 3 (a) εNd(t) vs. TDM and (b) fSm/Nd vs. TDM for Trissic magmatic rocks in the eastern part of East Kunlun orogeny
圖4 東昆侖東段三疊紀(jì)巖漿巖Nd同位素組分特征εNd(t)(a)和TDM(b)直方統(tǒng)計圖Fig. 4 (a) εNd(t) and (b) TDM histograms for Trissic magmatite in the eastern part of East Kunlun orogeny
東昆侖東段三疊紀(jì)巖漿巖鋯石Hf同位素數(shù)據(jù)包括全巖樣品19件、鋯石樣品22件(表1),絕大部分Hf同位素數(shù)據(jù)源自為花崗巖類,少量源自中-基性侵入巖和火山巖,MME的Hf數(shù)據(jù)也收集用于物源分析。文中均采用Hf地殼模式年齡(TDMC)來代表巖漿源區(qū)從虧損地幔分離的時間。東昆侖造山帶東段41件樣品(鋯石和全巖) Hf同位素數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果顯示:εHf(t)值正負(fù)均有、主體為負(fù),εHf(t)值為 -8.4 ~ +12.4,大多為-4.5 ~ +2.0(圖5a),地殼模式年齡TDMC(Hf)值為1.80 ~ 0.49 Ga,大多為1.15 ~ 1.55 Ga(圖5b),表明東昆侖東段三疊紀(jì)巖漿巖物源以中元古代殼源物質(zhì)的重熔為主,存在少量的新生地殼和古元古代地殼。
圖5 東昆侖東段三疊紀(jì)巖漿巖Hf同位素組分εHf(t)(a)和TDMC(b)直方統(tǒng)計圖Fig. 5 (a) εHf(t) and (b) TDMC histograms for Triassic magmatite in the eastern part of East Kunlun orogeny
東昆侖造山帶東段三疊紀(jì)巖漿作用可劃分為早(238~252 Ma)、中(226~238 Ma)、晚(212~226 Ma)3期(圖2)。
早期階段(238~252 Ma),東昆侖東段三疊紀(jì)巖漿巖一個重要的特征是存在與花崗巖類同期的鎂鐵質(zhì)暗色微粒包體和鎂鐵質(zhì)侵入巖,這意味著存在大規(guī)模的巖漿混合作用和幔源弧巖漿物質(zhì)的加入。早三疊世(247~252 Ma)εNd(t)值顯示較大的變化范圍(-8.3~ -1.7),Nd模式年齡(TDM(Nd))為0.72~1.88 Ga,反映該階段弧巖漿具有明顯的兩元性(圖6a)。一部分母巖漿來源于流體交代的地幔楔的部分熔融(基性巖、鎂鐵質(zhì)暗色微粒包體和少量花崗巖類),代表了新生地殼的加入;另一部分來自于古老地殼的重熔或混染。隨著侵位年齡變年輕,εNd(t)值整體逐漸降低,Nd模式年齡(TDM(Nd))變老(圖6a),中三疊世末(244 Ma)出現(xiàn)古元古代物質(zhì)。該期出露的白日其利鎂鐵質(zhì)巖墻群中蘇長輝長巖具富集地幔的同位素特征(εNd(t)=-7.4 ~ -3.6、TDM(Nd)=1.32~1.62 Ga),鎂鐵質(zhì)暗色微粒包體(以鎂鐵質(zhì)和閃長質(zhì)為主)的同位素特征與寄主巖相近或相似,表明存在明顯的巖漿混合作用(Xia et al.,2015a)。中期階段(226~238 Ma),εNd(t)均為負(fù)值、其值為-9.4 ~ -3.9;模式年齡(TDM)變化范圍較大,為1.09~1.67 Ga。晚期階段(212~226 Ma),εNd(t)均為負(fù)值,隨巖體侵位年齡變年輕,εNd(t)值逐漸升高,Nd模式年齡(TDM)略微變古老,以中元古代殼源物質(zhì)再造為主(圖6c)。
圖6 東昆侖東段 εNd(t)-年齡(a)、 TDM(Nd)- 年齡(b)、 εHf(t)-年齡(c)和 TDMC(Hf)-年齡圖解(d)Fig. 6 (a) εNd(t) vs. age, (b) TDM(Nd) vs. age, (c) εHf(t) vs. age and (d) TDMC(Hf) vs. age for Triassic magmatite roccks in the eastern part of East Kunlun orogeny
早期階段(238~252 Ma),東昆侖東段巖漿巖εHf(t)值以正負(fù)相混、εHf(t)值>0 為主,表明物源以年輕物源和古老殼源物質(zhì)相混、年輕物源占絕大多數(shù)為特征(TDM(Hf))(圖6b、圖6d)。早三疊世(247~252 Ma),花崗巖類和MME的全巖鋯石Hf(t)值>0、物源以年輕的新生地殼為主,隨著巖漿巖侵位年齡變年輕,εHf(t)值逐漸變小,模式年齡TDMC(Hf)逐漸增大。該期白日其利鎂鐵質(zhì)巖墻群中蘇長輝長巖Hf同位素特征顯示富集地幔的特征(εHf(t)= -2.4 ~ +3.6),絕大多數(shù)鎂鐵質(zhì)暗色微粒包體(以鎂鐵質(zhì)和閃長質(zhì)為主)顯示εHf(t)值>0 的同位素特征,與寄主巖石花崗閃長巖相近或相似,表明其物源以新生殼源物質(zhì)為主(Huang et al.,2014)。中期階段(226~238 Ma),εHf(t)值以負(fù)值為主,模式年齡TDMC(Hf)變老,出現(xiàn)古元古代殼源物質(zhì)。晚期階段(212~226 Ma),εHf(t)值變化幅度較小,TDMC(Hf)略微變老(圖6d)。分析觀察東昆侖東段三疊紀(jì)巖漿巖Nd與Hf同位素組分特征(圖6a、圖6c),絕大部分樣品中εHf(t)和 εNd(t)存在正相關(guān)性,以εHf(t)和εNd(t)沿同位素地球演化線(εHf=1.55εNd+1.21)(Vervoort et al.,2011)分布為特征,表明Nd-Hf同位素組分存在正相關(guān)的耦合變化。但是,也有少量數(shù)據(jù)存在Nd-Hf解耦的現(xiàn)象,如早三疊世鎂鐵質(zhì)暗色微粒包體和寄主巖(花崗閃長巖)的Hf同位素組分和Nd同位素組分均存在解耦現(xiàn)象,解耦的原因是鎂鐵質(zhì)暗色微粒包體和寄主巖的Nd-Hf同位素組分反映了其巖漿源區(qū)的不均一性,即巖漿物源區(qū)的差異性和地殼的混染導(dǎo)致源區(qū)本身存在非均質(zhì)性(Huang et al.,2014)。
目前有關(guān)東昆侖造山帶三疊紀(jì)巖漿巖形成的構(gòu)造背景主要存在3種觀點:①古特提斯洋盆在晚二疊世已閉合,三疊紀(jì)花崗巖為碰撞后構(gòu)造環(huán)境下形成(羅照華等,2002;張宏飛等,2006)。②早—中三疊世花崗巖形成于洋殼俯沖環(huán)境 (Huang et al.,2014;Li et al.,2015a,2015b;Xia et al.,2015a),晚三疊世花崗巖形成于碰撞/碰撞后環(huán)境 (Wang et al.,2016;任海東等,2017)。③晚三疊世古特提斯洋盆仍未閉合,三疊紀(jì)巖漿作用均與洋殼持續(xù)俯沖有關(guān) (Liu,2005;馬昌前等,2015)。但是,以上3種主要觀點一致認(rèn)為:東昆侖造山帶三疊紀(jì)巖漿巖均與南側(cè)以阿尼瑪卿-勉略蛇綠巖帶為代表的古特提斯洋盆的俯沖增生/碰撞造山密切相關(guān),所有不同構(gòu)造背景爭議的核心,關(guān)鍵在于古特提斯洋盆的具體閉合時限。
收集、分析東昆侖東段三疊紀(jì)巖漿巖Nd-Hf同位素組分?jǐn)?shù)據(jù)和物源演變特征,整體顯示源巖以年輕新生地殼和古老殼源相混、古老地殼占絕大多數(shù)為特征(TDM(Nd)/TDMC(Hf)),以負(fù)的εNd(t)值<0和εHf(t)值正負(fù)相間、εHf(t)<0為主。進一步分析物源演變特征可以看出,早期(238~252 Ma)巖漿巖以εHf(t)>0、εNd(t)較年輕的負(fù)值為主,中期(226~238 Ma)以εHf(t) <0、εNd(t)較古老為主,晚期(201~226 Ma)呈現(xiàn)兩者之間的特征(圖6)。Nd-Hf同位素組分演變規(guī)律表明,東昆侖東段三期巖漿事件的εHf(t)/ εNd(t)均值呈現(xiàn)從早期的略高變?yōu)橹衅诼缘驮俚酵砥诼陨叩淖兓厔?,并且,在早期物源(TDM(Nd)/TDMC(Hf))以中元古代殼源為主,存在較多的新生地殼和部分古元古代殼源物質(zhì),中期以中元古代殼源為主,存在少量古元古代殼源物質(zhì),晚期以中元古代殼源為主,古元古代殼源物質(zhì)和新生地殼極少。
這種Nd-Hf同位素演化趨勢與洋殼俯沖環(huán)境下較強烈的殼幔作用、到同碰撞階段殼源成分較多,再到碰撞后拆沉階段基性巖漿底侵導(dǎo)致的殼幔作用加強的構(gòu)造演化過程一致,可進一步佐證陸殼生長方式在早期俯沖階段以島弧的側(cè)向增生為主,碰撞后存在巖漿底侵導(dǎo)致或俯沖板片斷離(Slab break-off)導(dǎo)致的大陸地殼垂向生長。例如,早期階段(238~252 Ma),εHf(t)值(鋯石、全巖)多為正,可能反映了年輕殼源組分或幔源組分的貢獻(xiàn)較大,與俯沖環(huán)境下的較強的殼幔相互作用相一致,該時期發(fā)育的鎂鐵質(zhì)(蘇長輝長巖)巖墻群為此認(rèn)識提供了佐證(熊富浩等,2011)。中期(226~238 Ma)花崗巖類的鋯石εHf(t)值變化較大,出現(xiàn)極負(fù)的εHf(t)值和εNd(t)值,顯示古老殼源再造組分的增多,可能與同碰撞階段殼源巖漿作用較強有關(guān),這與東昆侖地區(qū)晚三疊世八寶山組與下伏地層間角度不整合所代表的主造山構(gòu)造時限(中三疊世晚期—晚三疊早期)(李瑞保等,2012)、昆秦接合部中高壓變質(zhì)帶混雜巖中絹云母的變質(zhì)/變形熱事件年齡(220~230 Ma)(張智勇等,2004)、晚三疊世開始的陸內(nèi)盆地磨拉石建造(王永標(biāo)等,1997)等一致;晚期階段(201~226 Ma),εNd(t)值/εHf(t)值(鋯石、全巖)呈逐漸升高的趨勢,可能反映了年輕幔源組分的逐步增加,可以解釋為后碰撞拆沉作用和/或幔源巖漿底侵作用導(dǎo)致較強的殼幔相互作用所致,且東昆侖東段在該時期發(fā)育的鎂鐵質(zhì)(輝綠巖)巖墻(Huang et al.,2014)為該認(rèn)識提供了進一步證據(jù)。該研究為論證以阿尼瑪卿蛇綠巖帶為代表的古特提斯洋北向俯沖閉合(238~252 Ma)、松潘-甘孜地塊與柴達(dá)木地塊南緣碰撞(226~238 Ma)以及碰撞后(210~226 Ma)3個構(gòu)造演化階段提供了新證據(jù),也是一個深入分析巖漿演變特點來揭示構(gòu)造背景及其演化的研究實例。
(1) 東昆侖東段三疊紀(jì)巖漿作用時限為212~252 Ma,可劃分為早(238~252 Ma)、中(226~238 Ma)、晚(212~226 Ma)3期。其中,年齡峰值為早期238~252 Ma,且早期存在與花崗巖類同期的鎂鐵質(zhì)侵入巖和大量的鎂鐵質(zhì)暗色微粒。
(2) 東昆侖東段三疊紀(jì)巖漿巖εNd(t)均為負(fù)值,大多為-6.5 ~ -3.0,Nd模式年齡(TDM(Nd)) 大多為1.8~1.0 Ga; 鋯石和全巖Hf同位素數(shù)據(jù)顯示εHf(t)值正負(fù)均有、主體為負(fù),大多為-4.5~+2.0,Hf地殼模式年齡(TDMC(Hf))大多為1.15 ~ 1.55 Ga。Nd-Hf同位素特征表明,東昆侖東段三疊紀(jì)巖漿巖物源以中元古代殼源物質(zhì)的再造為主,存在少量的新生地殼和古元古代地殼。新生地殼與三疊紀(jì)早期古特提斯洋殼的北向俯沖密切相關(guān)。
(3) Nd-Hf同位素組成與演變揭示其物源在早期存在較多的新生地殼,中期古老殼源再造組分增加,晚期年輕幔源物質(zhì)又有所貢獻(xiàn),與東昆侖東段三疊紀(jì)具俯沖到同碰撞再到碰撞后的構(gòu)造演化背景一致。
致謝:感謝匿名審稿專家提出的寶貴修改意見,在此表示誠摯的感謝!