朱泉龍 邱瑞照 陳金勇 祁翼 周肅 王生云 高鵬

摘? 要：為進一步明確西昆侖北緣斜長花崗巖成因和構造環(huán)境，以奧依塔克-蓋孜一帶出露的斜長花崗巖為研究對象，進行巖石學、U-Pb年代學和地球化學方面研究。該區(qū)花崗巖侵入于下石炭統(tǒng)中基性火山-沉積巖和中元古代賽圖拉群中，巖石組合為：中粗?；◢忛W長巖、細粒英云閃長巖、石英閃長巖、奧長花崗巖，巖石類型間有明顯細粒冷凝邊。通過對區(qū)域內(nèi)斜長花崗巖進行鋯石U-Pb定年，獲得LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為（337.7±9） Ma，指示為早石炭世巖漿活動產(chǎn)物。奧依塔克地區(qū)斜長花崗巖為“I”型花崗巖，富集大離子親石元素Rb，Th，U，Pb等，虧損Nb，Ta，Sr，Ti等元素，具島弧巖漿基本特征。研究表明，該斜長花崗巖來源于年輕的底侵玄武質(zhì)巖漿，經(jīng)部分熔融形成，形成環(huán)境為島弧構造環(huán)境。

關鍵詞：奧依塔克-蓋孜;斜長花崗巖;巖石地球化學;巖石成因;構造環(huán)境

西昆侖造山帶位于青藏高原北緣西段，隸屬于中國大陸中央造山帶最西端。前人以庫地蘇巴什蛇綠巖帶、麻扎康西瓦蛇綠巖帶為界，將其劃分為西昆侖北地體、西昆侖南地體和塔什庫爾干甜水海地體[1]。西昆侖北地體沿庫地蘇巴什蛇綠巖帶與西昆侖南地體發(fā)生拼合，縫合帶內(nèi)發(fā)育大量古生代花崗巖 （圖1-a），位于西昆侖北緣的奧依塔克-蓋孜一帶花崗巖為其重要組成部分。前人對該區(qū)域內(nèi)斜長花崗巖歸屬與成因一直存在爭議。有觀點認為西昆侖西北緣斜長花崗巖屬庫地-蘇巴什蛇綠巖帶[2-5]，但河南省地質(zhì)調(diào)查院在該地區(qū)未發(fā)現(xiàn)典型蛇綠巖組合?，該調(diào)查結果得到眾多學者證實[6-9]。Jiang等認為其屬于“上俯沖帶型”洋脊花崗巖，是洋內(nèi)弧俯沖環(huán)境下拉斑質(zhì)玄武巖結晶分異的產(chǎn)物[5];康磊等通過對西昆侖北地體東北緣花崗巖進行地球化學和Sr-Nd-Hf 同位素研究，認為該區(qū)花崗巖是在弧后盆地伸展裂解環(huán)境下新生鎂鐵質(zhì)洋殼夾雜著盆地沉積物發(fā)生部分熔融的產(chǎn)物[8];張傳林認為奧依塔克斜長花崗巖產(chǎn)于大陸裂谷環(huán)境，是對天山地幔柱活動的響應，為原始巖漿經(jīng)強烈結晶分異作用并侵入中上地殼形成[6];李廣偉通過對奧依塔克斜長花崗巖鋯石U-Pb年齡和Hf同位素研究，也有相同認識[7]。本文對巖體內(nèi)斜長花崗巖進行巖相學，年代學，巖石地球化學特征研究，為進一步明確西昆侖北緣斜長花崗巖成因和構造環(huán)境特征提供重要依據(jù)。

1? 地質(zhì)背景

奧依塔克-蓋孜地區(qū)斜長花崗巖侵入于下石炭統(tǒng)中基性火山-沉積巖和中元古代賽圖拉群中（圖1-b）。該區(qū)域花崗巖發(fā)生較強的韌性剪切作用，片理化發(fā)育，蝕變強烈。巖體與圍巖侵入界限清晰，構造破碎邊界常見圍巖捕虜體，巖體邊緣因混染色調(diào)變深，圍巖發(fā)生褪色（圖2-a）。巖體內(nèi)侵入巖類型較多，巖性復雜，主要以中酸性侵入巖為主。巖石類型主要包括中粗?；◢忛W長巖、細粒英云閃長巖、石英閃長巖、奧長花崗巖及花崗閃長巖、英云閃長巖、奧長花崗巖?；◢忛W長巖西側為中細粒、細粒云英閃長巖。石英閃長巖主要位于蓋孜河附近，各巖性邊界常見漸變冷凝邊，巖體內(nèi)見有閃長質(zhì)包體 （圖2-b，c）。奧依塔克-蓋孜地區(qū)斜長花崗巖鏡下特征：巖石具半自形粒狀結構。礦物成分：斜長石（Pl）為80%，自形、半自形板狀，見有環(huán)帶狀構造和卡鈉復合雙晶發(fā)育，板長0.3～2.5 mm，雜亂分布。晶粒普遍為不均勻的鈉黝簾石化及絹云母化，晶粒表面較渾濁。石英（Q）為15%，他形粒狀，粒徑0.1～2 mm，分布于斜長石間。多具較強的波狀消光。角閃石 （Hbl）小于5%，被綠簾石及綠泥石交代，部分保留原礦物的柱狀晶體假象，柱長0.5～1.7 mm，部分晶體輪廓不明顯。不透明礦物：微量，粒狀，粒徑0.05～0.1 mm，零星分布在角閃石附近 （圖2-d～f）。

2? U-Pb定年

用于鋯石U-Pb定年的樣品采于蓋孜河附近（38°49′44″N，75°28′20″E），樣品新鮮，編號WY08-1。LA–ICP-MS鋯石U-Pb同位素年齡測定分析在天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所同位素實驗室完成。用于定年鋯石的樣品，韻律環(huán)帶清晰，長寬比1.5∶1～4∶1。Th/U比值大于0.4（表1），具典型巖漿成因鋯石特點（大于0.1）[11]。

樣品中有效的18個測點顯示，有一個點206Pb/238U年齡為285 Ma，可能代表了后期熱事件年齡。剔除該點后，其余17個點的206Pb/238U年齡為330～350 Ma。樣品加權平均年齡為（337.7±9）Ma（MSWD=0.46），代表斜長花崗巖侵位時代（圖3-a，b）。

3? 巖石地球化學

巖石主、微量元素加工和分析在中國地質(zhì)科學院地球物理化學勘查研究所分析測試中心完成。其中微量元素和稀土元素含量采用電感耦合等離子質(zhì)譜儀（ICP-MS）完成，詳細實驗方法及流程見文獻[12-13]。分析結果見表2。

奧依塔克地區(qū)花崗巖在主量元素組成上具高硅、富鋁富鈉和低堿特征，SiO2含量67.18%～79.10%，平均74.22%;Al2O3含量11.91%～14.26%，平均12.58%;Na2O含量4.41%～5.00%;K2O+Na2O為4.54%～6.27%，平均5.17%;K2O/Na2O平均為0.09;P2O5為0.01%～0.16%，平均0.06%;A/NK比值1.39～1.89，A/CNK比值0.98～1.12。在TAS圖解中，7件樣品均落入花崗巖區(qū)域，僅一個樣品落入花崗閃長巖區(qū)域（圖4-a）[14]。通過CIPW標準礦物計算，An-Ab-Or分類圖解中，僅一個樣品落入英云閃長巖區(qū)域，其余樣品均落入奧長花崗巖區(qū)域（圖4-b），在A/NK-A/CNK圖解中樣品均落入弱過鋁質(zhì)及附近區(qū)域（圖4-c）[15]。

奧依塔克-蓋孜地區(qū)花崗巖稀土總量較低，ΣREE為73.01×10-6～137.24×10-6，LaN/YbN為0.65～1.48，在樣品元素分布圖上整體趨于平坦（圖5-a，b）[16];δEu為0.16～0.92，具強的負Eu異常。樣品相對富集大Th，U，Pb，明顯虧損Nb，Ti，Sr和P。5B65C9AF-E5D3-47E8-BA69-4F5E7B211259

4? 討論

4.1? 巖石類型

奧依塔克-蓋孜地區(qū)斜長花崗巖（K2O+Na2O）范圍為4.54%～6.27%，Ga/Al小于2.77，Zr+Nb+Ce+Y小于231.68×10-6。這些特性明顯區(qū)別于“A”型花崗巖（Ga/Al大于2.60和Zr+Nb+Ce+Y含量大于350×10-6）的特征[19]。該區(qū)花崗巖缺少堿性長石，主要暗色礦物為角閃石（小于10%），樣品A/CNK比值大多小于1.1，表明奧依塔克地區(qū)花崗巖不屬于“S”型花崗巖。因此，奧依塔克地區(qū)花崗巖最有可能為“I”型花崗巖，且富集大離子親石元素Rb，Th，U，Pb 等，虧損 Nb，Ta，Sr，Ti等元素，符合島弧巖漿基本特征。奧依塔克地區(qū)花崗巖具低K2O、高Yb，Y，Lu、低Rb含量、高K/Rb比值、低的Sr87/Sr86及正的εNd（t）值特征[6] ，與大洋斜長花崗巖具相似的地球化學特征。可能反映了原始巖漿部分熔融條件及源區(qū)巖石地球化學屬性。綜上，奧依塔克地區(qū)花崗巖為具大洋斜長花崗巖地球化學特征的“I”型花崗巖。

4.2? 巖石成因

目前斜長花崗巖成熟的理論模型主要有3種類型：①洋脊玄武質(zhì)巖漿結晶分異模型[20-22];②巖漿不混溶模型[23-24];③部分熔融模型[25-26]。

野外調(diào)查在奧依塔克-蓋孜地區(qū)斜長花崗巖中除發(fā)現(xiàn)閃長巖包體，并未見到其他高鎂鐵質(zhì)包體，同時鏡下也未觀察到其他包體，表明奧依塔克斜長花崗巖不是形成于巖漿的混合作用[27]。前人通過對奧依塔克地區(qū)斜長花崗巖Sm-Nd、Lu-Hf同位素研究，Nb二段模式年齡為470～580 Ma、Hf二段模式年齡為372.4 Ma，均明顯大于該區(qū)斜長花崗巖成巖年齡 337.7 Ma。同時該區(qū)斜長花崗巖具相對高的正εNd（t）值（大于6.23）和正εHf（t）值（大于12.5），表明該區(qū)斜長花崗巖來源于年輕的底侵玄武質(zhì)巖漿或虧損地幔物質(zhì)[6，8，28]。據(jù)英吉沙縣幅1∶25萬地質(zhì)調(diào)查報告，奧依塔克-蓋孜地區(qū)花崗巖侵入于下石炭統(tǒng)中基性火山-沉積巖和中元古代賽圖拉群中，表明奧依塔克-蓋孜斜長花崗巖不可能由洋中脊玄武巖巖漿直接結晶分異出來。

Brophy通過實驗巖石學模擬實驗表明，玄武質(zhì)巖石和斜長花崗巖元素稀土元素La，Yb與SiO2的變異關系為判別斜長花崗巖是分離結晶還是部分熔融形成的依據(jù)[29]。若斜長花崗巖由玄武質(zhì)巖石部分熔融形成的巖漿結晶而成，隨著SiO2含量增加，La，Yb含量基本保持不變;如斜長花崗巖是由大洋中脊玄武質(zhì)巖漿經(jīng)分離結晶形成，則隨著玄武質(zhì)巖石結晶的分離作用，La，Yb元素含量逐漸升高。前人通過對烏魯阿特組玄武巖年代學研究獲得年齡332～343 Ma[28，30]1，該年齡與奧依塔克斜長花崗巖年齡（337.7±9） Ma相近。在稀土元素分布圖解上，奧依塔克-蓋孜地區(qū)斜長花崗巖與西昆侖北緣烏魯阿特組玄武巖分布曲線趨于一致（圖5-a）。在La-SiO2、Yb-SiO2圖解中（圖6-a，b），奧依塔克斜長花崗巖中La，Yb 含量隨SiO2含量升高僅有十分微弱的上升。綜上，奧依塔克大洋斜長花崗巖可能是由烏魯阿特組玄武巖在部分熔融作用過程中伴隨微弱的結晶分異作用形成。

4.3? 構造環(huán)境

前人對研究區(qū)晚古生代斜長花崗巖形成環(huán)境一直存在爭議[5-9]。奧依塔克地區(qū)斜長花崗巖具低Al2O3、K2O和富Na2O地球化學特征，微量元素含量與具傳統(tǒng)大洋斜長花崗巖相似地球化學特征。但Nb，Ta，Ti元素具強烈負異常，表明花崗巖形成過程中有流體參與，斜長花崗巖的形成可能與俯沖帶相關。相對低的Zr含量（85.92×10-6～154×10-6），表明它們不可能形成于大洋中脊。奧依塔克地區(qū)斜長花崗巖富集大離子親石元素Rb，Th，U，Pb等，虧損Nb，Ta，Sr，Ti等元素，符合島弧巖漿基本特征。在Ta-Yb、Nb-Y圖解中（圖7）[31]，奧依塔克地區(qū)斜長花崗巖完全落入火山弧與大洋斜長花崗巖過渡區(qū)域，遠離板內(nèi)花崗巖，因此認為奧依塔克-蓋孜地區(qū)斜長花崗巖形成于島弧構造環(huán)境中。

5? 結論

（1） 西昆侖奧依塔克-蓋孜一帶出露的斜長花崗巖，LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為（337.7±9） Ma，表明其形成于石炭紀，巖石類型為“I”型花崗巖。

（2） 通過野外地質(zhì)調(diào)查、巖石地球化學研究及區(qū)域地質(zhì)研究，認為奧依塔克-蓋孜一帶石炭紀斜長花崗巖由烏魯阿特組玄武巖部分熔融形成，結晶分異作用對其產(chǎn)生一定影響。該區(qū)斜長花崗巖形成于島弧構造環(huán)境。

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LA-ICP-MS Zircon U-Pb Geochronology， Petrogenesis and Tectonic Setting of Oytag-Gaizi Plagiogranites in the Northern Margin

of West Kunlun

Zhu Quanlong1， Qiu Ruizhao2， Chen Jinyong1， Qi Yi3， Wang Shengyun1， Zhou Su 4， Gao Peng5

（1.Beijing Research Institute of Uranium Geology， Beijing，100029， China;Jiangsu environmental science and Technology Co.，Ltd.Jiangsu 100029， China;2.Development and Research Center， China Geological Survey， Beijing，100037， China;3.abcabc 4.Institute of Earth Sciences， China University of Geosciences （Beijing）， Beijing 100083，

China;5.Institute of Geology and Mineral Resources， Xinjiang Uygur Autonomous Region，

Urumqi，Xinjiang，830000，China）

Abstract ：In order to further clarify the genesis and tectonic environment of granite in the northern margin of West Kunlun. This study focuses on the plagiogranite exposed in Oytag-Gaizi area， and by Petrology， U-Pb chronology and geochemistry， we suggest that the plagiogranite intruded in the lower Carboniferous middle-basic volcanic-sedimentary rocks and the Mesoproterozoic Setura Group in this area， with rock assemblages of medium-coarse-grained granodiorite， fine tonalite， quartz diorite， and fine grained minerals as chilled edges can be observed between them. The result of LA-ICP-MS zircon U-Pb dating of plagiogranite shows that it formed at 337.7±9 Ma. This means that plagiogranite is the product of Early Carboniferous magmatic activity. The plagioclase granite exposed in the Oytag-Gaizi area is type I granite， which has the characteristics of high silicon， rich aluminum and low alkali. The total amount of rare earth is low， and the overall has a strong negative Eu anomaly. The sample is rich in large ion lithophile elements Rb， Th， U， Pb， and depleted in Nb， Ta， Sr， Ti and other elements， which has the basic characteristics of island arc magma. The study shows that the plagioclase granite comes from young underplating basaltic magma and it is formed by partial melting in an island arc tectonic environment.

Key word： Oytag - Gaizi; Plagiogranite; Petrogeochemistry; Petrogenesis; Tectonic setting5B65C9AF-E5D3-47E8-BA69-4F5E7B211259