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        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

        2021-04-08 11:56:08廖登海劉志勇何小敏
        四川有色金屬 2021年1期

        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[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。

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