李國(guó)臣, 豐成友*, 王瑞江, 馬圣鈔, 李洪茂, 周安順

1)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所, 國(guó)土資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京100037;

2)吉林省地質(zhì)調(diào)查院, 吉林長(zhǎng)春130061

新疆白干湖鎢錫礦田東北部花崗巖鋯石SIMS U-Pb年齡、地球化學(xué)特征及構(gòu)造意義

李國(guó)臣1), 豐成友1)*, 王瑞江1), 馬圣鈔1), 李洪茂2), 周安順2)

1)中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所, 國(guó)土資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京100037;

2)吉林省地質(zhì)調(diào)查院, 吉林長(zhǎng)春130061

白干湖礦田東北部出露鉀長(zhǎng)花崗巖和二長(zhǎng)花崗巖, 具有相近的成巖年齡和相似的地球化學(xué)特征,表明為同源演化的復(fù)式巖體。利用SIMS方法獲得二者鋯石U-Pb諧和年齡是422±3 Ma和421±3.7 Ma, 為晚志留世。巖石主量元素地球化學(xué)特征二者表現(xiàn)為弱過(guò)鋁質(zhì)(A/CNK 為 0.99～1.02)或準(zhǔn)鋁質(zhì)(A/CNK 為0.92～0.94)、高鉀(K2O/Na2O 分別為 1.08～1.31和 1.03～1.22)、高堿((Na2O+K2O)分別為 8.59%～9.38%和9.54%～9.69%)、鈣堿性或弱堿性(δ分別為 2.39～3.17和 4.02～4.22)、Fe#(TFeO/MgO分別為 9.58～12.26和8.94～9.96)高。稀土元素總體含量(分別為228×10-6～448×10-6和271×10-6～392×10-6)較高, 微量元素虧損Ba、Nb、Sr、Ti、P 和富集La、Ce、Zr、Sm, 總體顯示A型花崗巖的特征。R1-R2圖解顯示巖體構(gòu)造背景落入晚造山區(qū)域。Sr-Yb圖解顯示巖體落入低Sr高Yb的區(qū)域, 暗示拉伸的地殼減薄的環(huán)境。Pearce圖解顯示構(gòu)造環(huán)境為板內(nèi)為主。綜合區(qū)域背景資料, 認(rèn)為該巖體形成于加里東造山旋回的后碰撞階段。

A型花崗巖; SIMS鋯石U-Pb年齡; 巖石地球化學(xué); 新疆白干湖; 祁漫塔格; 東昆侖

祁漫塔格屬于東昆侖造山帶北帶, 東西向延伸,地跨青海、新疆兩省區(qū), 南北則跨越東昆侖所有地質(zhì)重要構(gòu)造單元(王秉璋等, 2009), 構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈,巖漿巖發(fā)育, 成礦條件良好, 近年來(lái)發(fā)現(xiàn)了一批與巖漿活動(dòng)有關(guān)的鎢、錫、鐵、銅、鉛鋅、鉬等多金屬礦床(點(diǎn)), 是一條重要的構(gòu)造巖漿巖帶(豐成友等, 2010)。巖漿活動(dòng)可劃分出四期: 晉寧期、加里東期、晚華力西-印支期和燕山期, 自西向東呈現(xiàn)加里東期→華力西期→印支-燕山期分帶趨勢(shì), 白干湖斷裂以西以早古生代侵入巖為主, 以東以晚古生代-中生代侵入巖為主; 自北向南也有加里東期→華力西期→印支-燕山期分帶趨勢(shì)。其中最強(qiáng)烈的是晚華力西-印支期侵入活動(dòng), 其次為加里東期(豐成友等, 2010)。目前對(duì)該區(qū)巖漿活動(dòng)的研究, 主要側(cè)重于青海省內(nèi)的前者(李光明等, 2001; 羅照華等, 1999; 袁萬(wàn)明等, 2000; 劉成東, 2008), 而對(duì)于加里東期巖漿巖研究明顯偏弱, 尤其造山過(guò)程細(xì)部特征刻畫(huà)顯得薄弱。

2000年由陜西省地質(zhì)調(diào)查院和吉林省地質(zhì)調(diào)查院在新疆祁漫塔格白干湖地區(qū)展開(kāi)1:25萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和1:10萬(wàn)地球化學(xué)測(cè)量(黎敦朋等, 2010), 極大促進(jìn)了該區(qū)的地質(zhì)認(rèn)識(shí)和找礦勘探工作。礦田內(nèi)分布有大面積加里東期巴什爾?；◢忞s巖體, 前人對(duì)巴什爾?；◢弾r巖相學(xué)、地球化學(xué)、花崗巖形成時(shí)代和構(gòu)造環(huán)境已有過(guò)論述, 如高曉峰等(2010)給出柯可·卡爾德似斑狀二長(zhǎng)花崗巖鋯石 LA-ICP-MS U-Pb年齡為458±9 Ma, 陜西省地質(zhì)調(diào)查院測(cè)得的鉀長(zhǎng)花崗巖鋯石U-Pb年齡432±1 Ma。但在某些方面存在明顯分歧, 尤其是其構(gòu)造環(huán)境分類(lèi)方面: 包亞范等(2008)認(rèn)為巴什爾?；◢弾r為形成近于陸緣或板內(nèi)造山帶的 S型花崗巖; 高曉峰等(2010)則認(rèn)為具板內(nèi)性質(zhì)的 A型花崗巖特征, 可能為弧后盆地拉張過(guò)程中地幔底侵的產(chǎn)物; 黎敦朋等(2010)認(rèn)為其構(gòu)造環(huán)境屬性為阿爾金地塊而非祁漫塔格。

本文將重點(diǎn)研究白干湖鎢錫礦田東北部似斑狀二長(zhǎng)花崗巖、粗粒鉀長(zhǎng)花崗巖地球化學(xué)特征, 報(bào)道了其SIMS高精度鋯石U-Pb年齡, 并結(jié)合前人區(qū)域資料討論了該礦田該時(shí)期構(gòu)造環(huán)境及動(dòng)力學(xué)背景。

1 地質(zhì)背景及樣品

區(qū)內(nèi)出露地層主要有北西部下元古界金水口群小廟巖組二云石英片巖、綠泥絹云石英片巖、變質(zhì)石英砂巖夾變玄武巖、砂板巖、大理巖等和南東部志留系白干湖組絹云母板巖、粉砂質(zhì)絹云母板巖,二者均受白干湖主控超殼斷裂控制分布于其兩側(cè)(圖 1b)。前者為鎢錫礦體賦存圍巖, 片理產(chǎn)狀多變,總體走向?yàn)楸睎|, 原巖為正常遠(yuǎn)陸源細(xì)碎屑巖夾薄層碳酸巖, 局部見(jiàn)基性火山巖。后者原巖為深水濁積巖系, 表現(xiàn)為“復(fù)理石”特征(陜西省地質(zhì)調(diào)查院, 2003)。白干湖四個(gè)鎢錫礦床(點(diǎn))出露排列平行于白干湖斷裂。

礦田北側(cè)靠近阿爾金南緣深斷裂。礦田內(nèi)主要斷裂構(gòu)造為白干湖超殼斷裂, 該斷裂斜穿礦區(qū)南東部(圖 1a), 為阿爾金左旋走滑殼斷裂帶的次級(jí)斷裂構(gòu)造, 是加里東期繼承發(fā)展起來(lái)的具有多期活動(dòng)特點(diǎn)的復(fù)合型斷裂構(gòu)造。成礦前以左旋走滑為主, 顯示韌性剪切特征; 成礦期以左旋走滑與南北向逆沖推覆為主, 顯示壓扭性特征; 成礦后以拉伸升降為主, 顯示張性構(gòu)造特征。

巖漿巖出露礦田北西部, 平行于白干湖斷裂,呈一系列形態(tài)各異、規(guī)模不等的巖基和巖株侵入于金水口群小廟巖組基底變質(zhì)巖石中, 為加里東期產(chǎn)物, 黎敦朋等(2010)稱之為巴什爾希超單元。

本文研究的鉀長(zhǎng)花崗巖和似斑狀二長(zhǎng)花崗巖位于巴什爾希巖體超單元東北部, 以巖基形式出露(圖1), 二者呈脈動(dòng)侵入接觸關(guān)系, 一并侵入金水口群之中, 并被少量輝長(zhǎng)巖、輝綠巖脈侵入, 巖脈延伸方向平行白干湖斷裂(吉林省地質(zhì)調(diào)查院, 2009)。巖體內(nèi)常見(jiàn)兩種包體: 圍巖捕虜體, 成分以片巖、變砂巖為主, 少見(jiàn)片麻巖, 與巖體界面清晰; 暗色包體, 主要為閃長(zhǎng)質(zhì)包體, 并可見(jiàn)少量基性鎂鐵質(zhì)包體(包亞范等, 2008)。野外對(duì)復(fù)式巖體進(jìn)行了調(diào)查, 粗粒鉀長(zhǎng)花崗巖: 肉紅色, 半自-自形粗粒結(jié)構(gòu), 塊狀構(gòu)造,礦物組成為鉀長(zhǎng)石(＞60%)、石英(25%～30%)、斜長(zhǎng)石(5%～10%)、黑云母(＜3%), 副礦物見(jiàn)磷灰石, 輕微高嶺土化; 粗粒似斑狀二長(zhǎng)花崗巖: 淺肉紅色, 半自-自形粗粒結(jié)構(gòu), 塊狀構(gòu)造, 礦物組成依次為石英(25%～30%)、斜長(zhǎng)石(25%～30%)、鉀長(zhǎng)石(35%～40%)、黑云母(＜10%), 副礦物為鋯石、方鉛礦、白鉛礦等,磷灰石、榍石和磁鐵礦含量極少, 輕微高嶺土化、絹云母化。對(duì)上述兩種花崗巖體分別開(kāi)展鋯石SIMSUPb測(cè)年和主元素、稀土元素和微量元素分析。用于鋯石SIMS U-Pb測(cè)年的鉀長(zhǎng)花崗巖(BG19)經(jīng)緯度坐標(biāo): E 88°56′35.0″, N 37°58′27.6″, 二長(zhǎng)花崗巖(BG20)經(jīng)緯度坐標(biāo): E 88°56′35.7″, N37°58′33.6″(圖1b)。

圖1 白干湖礦田地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)黎敦朋, 2003)Fig.1 Simp lified geological map of the Baiganhu W-Sn orefield (after LI Dun-peng, 2003)

2 分析方法

SIMS鋯石U-Pb定年在中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所 CAMECA IMS-1280二次離子質(zhì)譜儀(SIMS)上進(jìn)行, 詳細(xì)分析方法見(jiàn)Li et al.(2009)。簡(jiǎn)述如下: 首先用常規(guī)的重選和磁選技術(shù)分選出鋯石,將鋯石樣品顆粒和鋯石標(biāo)樣 Plésovice (Sláma et al., 2008)和實(shí)驗(yàn)室鋯石工作標(biāo)樣Qinghu (Li et al., 2009)粘貼在環(huán)氧樹(shù)脂靶上, 然后拋光使其曝露一半晶面。對(duì)鋯石進(jìn)行透射光和反射光顯微照相以及陰極發(fā)光圖像分析, 以檢查鋯石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、幫助選擇適宜的測(cè)試點(diǎn)位。樣品靶在真空下鍍金以備分析。鋯石標(biāo)樣與鋯石樣品以1:3比例交替測(cè)定。U-Th-Pb同位素比值用標(biāo)準(zhǔn)鋯石Plésovice (337 Ma, Sláma et al., 2008)校正獲得, U含量采用標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500 (U= 81×10-6, Wiedenbeck et al., 1995) 校正獲得, 以長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)樣品獲得的標(biāo)準(zhǔn)偏差(1SD = 1.5%, Li et al., 2010)和單點(diǎn)測(cè)試內(nèi)部精度共同傳遞得到樣品單點(diǎn)誤差, 以標(biāo)準(zhǔn)樣品Qinghu (159.5 Ma, Li et al., 2009)作為未知樣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精確度。普通Pb校正采用實(shí)測(cè)204Pb值。由于測(cè)得的普通 Pb含量非常低, 假定普通Pb主要來(lái)源于制樣過(guò)程中帶入的表面Pb污染,以現(xiàn)代地殼的平均Pb同位素組成(Stacey et al., 1975)作為普通Pb組成進(jìn)行校正。同位素比值及年齡誤差均為1σ。數(shù)據(jù)結(jié)果處理采用ISOPLOT軟件。

全巖地球化學(xué)分析在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。測(cè)試過(guò)程中, 根據(jù)同時(shí)測(cè)定的BHVO-1, AGV-1和G-2等標(biāo)樣來(lái)監(jiān)測(cè)測(cè)試精度。主量元素由XRF法測(cè)試, 分析精度好于5%; 微量元素由ICP-MS法測(cè)試, 分析精度好于5%～10%。

3 SIMS鋯石U-Pb測(cè)年

兩件樣品中鋯石形態(tài)均主要為長(zhǎng)柱狀, 顯微鏡下無(wú)色, 顆粒大小為 80～250 μm, 部分鋯石保留有殘核(圖2, 3), 顯示清晰密集的巖漿韻律環(huán)帶結(jié)構(gòu)。兩個(gè)樣品同位素測(cè)試各16顆鋯石, 計(jì)16個(gè)點(diǎn), 分析點(diǎn)位選擇鋯石生長(zhǎng)環(huán)帶(圖 2, 3), 測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表 1,諧和圖見(jiàn)圖 4。BG19鋯石的 U、Th含量分別為46×10-6～732×10-6和 20×10-6～229×10-6, Th/U 比值0.28～0.58, 多數(shù)＞0.4。BG20鋯石 U、Th含量分別為 91×10-6～324×10-6、47×10-6～168×10-6, Th/U 比值0.23～0.63, 多數(shù)＞0.4, 具有典型巖漿鋯石高 U、Th含量和Th/U比值的特征(吳元保等, 2004)。BG19的16個(gè)206Pb /238U表面年齡為405.0～437.5 Ma, 所有測(cè)點(diǎn)均位于U-Pb諧和線上, 諧和年齡為(422±3) Ma (MSWD=2.4); BG20的 16個(gè)206Pb/238U 表面年齡為401～442 Ma, 測(cè)點(diǎn)也均位于U-Pb諧和線上,其諧和年齡為(421±4) Ma(MSWD=0.42)。該年齡代表鉀長(zhǎng)花崗巖和二長(zhǎng)花崗巖巖漿侵位冷卻年齡, 將其巖漿事件時(shí)間限定在晚志留系。

圖2 鉀長(zhǎng)花崗巖(BG19)部分鋯石陰極發(fā)光圖像及U-Pb測(cè)試點(diǎn)位Fig.2 Cathodoluminescence images of zircons from moyite(BG19)

圖3 二長(zhǎng)花崗巖(BG20)部分鋯石陰極發(fā)光圖像及U-Pb測(cè)試點(diǎn)位Fig.3 Cathodoluminescence images of zircons from adamellite(BG20)

4 巖石地球化學(xué)特征

4.1 主量元素

鉀長(zhǎng)花崗巖和二長(zhǎng)花崗巖主量元素分析結(jié)果和特征見(jiàn)表 2。二者地球化學(xué)性質(zhì)相似而存在微小差別。鉀長(zhǎng)花崗巖SiO2含量70.68%～73.82%; 二長(zhǎng)花崗巖 SiO2含量 64.74%～66.11%。全堿(Na2O+K2O)含 量 分 別 為 8.59%～9.38% 和 9.54%～9.69%, K2O/Na2O分別為1.08～1.31和1.03～1.22, 均大于1相對(duì)富K, K2O-Na2O關(guān)系圖上投點(diǎn)落在A型花崗巖范圍(圖5d), SiO2-K2O關(guān)系圖(圖5a)也顯示二者均為高鉀巖系, 故都為鉀質(zhì)高堿型。里特曼指數(shù)δ分別為 2.39～3.17和 4.02～4.22, 分別顯示弱鈣堿性和弱堿性, 硅-堿關(guān)系圖(圖 5b)也支持了這樣的結(jié)論。鉀長(zhǎng)花崗巖鋁飽和指數(shù) ASI(A/CNK)=0.99～1.02, 均值分別為 1.01, 表現(xiàn)弱過(guò)鋁質(zhì); 二長(zhǎng)花崗巖鋁飽和指數(shù) ASI(A/CNK)=0.92～0.94, 均值分別為 0.93, 表現(xiàn)為準(zhǔn)鋁質(zhì)花崗巖(圖 5c)。鉀長(zhǎng)花崗巖 TFe2O3含量2.49%～3.35%, 合 TFeO2.01%～2.65%, MgO含量為0.21%～0.29%, Fe#[TFeO/MgO]=9.58～12.26; 二長(zhǎng)花崗巖 TFe2O3含量 4.63%～5.76%, 合 TFeO3.75%～4.67%, MgO含量為0.45%～0.58%, Fe#[TFeO/MgO]= 8.94～9.96, 顯示明顯的高Fe/Mg比值。此外CaO、TFe2O3、MgO、P2O5、TiO2含量低可能指示早期發(fā)生單斜輝石、磷灰石、鈦鐵礦的結(jié)晶分離, 同時(shí)均與SiO2含量良好的負(fù)相關(guān)性也暗示著同源演化的信息。上述特征表明白干湖東北部鉀長(zhǎng)花崗巖和二長(zhǎng)花崗巖都符合A型花崗巖的偏鋁、高硅高堿卻達(dá)不到過(guò)堿, 而且 Fe高 Mg低的一般特征(陳培榮等, 1994; 吳鎖平等, 2007)。

4.2 稀土和微量元素

圖4 鉀長(zhǎng)花崗巖(BG 19, a)和二長(zhǎng)花崗巖(BG20, b)鋯石U-Pb年齡協(xié)和圖Fig.4 U- Pb age concordia diagram of zircon from sample BG19 (moyite, a) and BG20 (adamellite, b)

表1 白干湖東北部花崗巖鋯石SIMS分析數(shù)據(jù)Table 1 SIMS U-Th-Pb analyses of zircons from granitoids in northeast Baiganhu orefield

二者稀土、微量元素分析結(jié)果見(jiàn)表 3。在 REE配分模式圖(圖 6a)上, 兩種花崗巖樣品總體表現(xiàn)出相似的特征, 總體含量相對(duì)高且顯示輕稀土富集的右傾型特點(diǎn)。鉀長(zhǎng)花崗巖ΣREE=228×10-6～ 448×10-6,二長(zhǎng)花崗巖 271×10-6～392×10-6; 多數(shù)高于世界酸性巖 的 平 均 含 量 288×10-6。 鉀 長(zhǎng) 花 崗 巖(La/Yb)N=10.3～20.6, (LREE/HREE)N=8.4～14.1, 為中 等 分 餾 ; 二 長(zhǎng) 花 崗 巖 (La/Yb)N=3.4～6.5, (LREE/HREE)N= 3.8～6.1, 為中低等分餾。

鉀 長(zhǎng) 花 崗 巖 (La/Sm)N=5.2～7.3, (Dy/Yb)N= 2.0～2.3, 二長(zhǎng)花崗巖(La/Sm)N=1.6～3.9, (Dy/Yb)N= 1.8～2.6, 顯示LREE比HREE分異稍強(qiáng), 但總體總體內(nèi)部分餾作用較弱。具有中等 Eu負(fù)異常(Eu/Eu*= 0.5～1, 平均為 0.78)。稀土元素分餾程度和中等 Eu負(fù)異常說(shuō)明了巖漿演化過(guò)程中結(jié)晶分異作用總體不十分強(qiáng)烈。在不相容元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(圖6b)上, 所有樣品均表現(xiàn)出虧損Ba、Nb、Sr、Ti、P 和富集La、Ce、Zr、Sm 的特征?？傮w上兩種花崗巖樣品微量和稀土元素也表現(xiàn)出類(lèi)似于A型花崗巖的高Zr和低Sr、Ba的特征。

5 構(gòu)造環(huán)境判別

5.1 主量元素的構(gòu)造環(huán)境判別

在R1-R2圖解中鉀長(zhǎng)花崗巖和二長(zhǎng)花崗巖都落在晚造山區(qū)域(圖7), 指示形成于加里東晚造山帶演化的晚階段。晚造山地質(zhì)作用為后碰撞(Liegeoiset, 1998), 指兩個(gè)或多個(gè)大陸板塊焊接、拼貼形成新大陸(即造山作用)之后的地質(zhì)過(guò)程, 可以繼續(xù)發(fā)生陸陸板塊匯聚, 產(chǎn)生逆沖、走滑及塊體的逃逸, 到了晚期則出現(xiàn)走滑和伸展斷裂活動(dòng), 持續(xù)到磨拉石盆地的發(fā)育和非造山階段的開(kāi)始(韓寶福, 2007)。前文提及巖體內(nèi)見(jiàn)侵入的基性脈巖, 可能代表轉(zhuǎn)入晚期伸展背景的環(huán)境。

表2 白干湖東北部花崗巖巖石化學(xué)成分(10-2)Table 2 Chemical composition of granitoids in northeast Baiganhu orefield (10-2)

圖5 白干湖礦田東北部花崗巖主量元素的特征圖解Fig.5 Covariant diagram of major elements of granitoids in northeast Baiganhu orefield

圖6 白干湖東北部花崗巖稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖解(a)及微量元素蛛網(wǎng)圖(b) (BG11～BG19為鉀長(zhǎng)花崗巖, BG20～BG24為二長(zhǎng)花崗巖)Fig.6 Chonddte-normalized REE patterns(a) and ORG-normalized incompatible element spider diagram(b) of granitoids in northeast Baiganhu orefield (BG11～BG19 are moyite and BG20～BG24 are adamellite)

圖7 白干湖東北部花崗巖構(gòu)造環(huán)境R1-R2判別圖(R1=4Si-11(Na+K)-2(Fe+Ti); R2=6Ca+2Mg+Al) Fig.7 R 1-R2 multi-cation diagram for tectonic environments discrimination of granitoids from northeast Baigan Lake

5.2 微量元素的構(gòu)造環(huán)境判斷

Pearce(1984)花崗巖構(gòu)造環(huán)境判別圖(圖 8), 在Rb-(Yb+Ta)、Rb-(Y+Nb)、Ta-Yb和Nb-Y圖解中鉀長(zhǎng)花崗巖和二長(zhǎng)花崗巖分別位于火山弧花崗巖區(qū)和板內(nèi)花崗巖區(qū), Nb-Y中僅一個(gè)鉀長(zhǎng)花崗巖樣品向板內(nèi)過(guò)渡, 總體反映了一種以弧后環(huán)境。

A型花崗巖的 Nb-Y-Ga構(gòu)造環(huán)境判別圖解(圖9)上看出, 僅一個(gè)二長(zhǎng)花崗巖樣品落入非造山 A型花崗巖外其余9個(gè)樣品均落入后造山范圍內(nèi)。

鉀長(zhǎng)花崗巖和二長(zhǎng)花崗巖所有樣品在 Sr-Yb(張旗等, 2006)投圖都落圖的低Sr高Yb區(qū)(圖10), 該類(lèi)型也稱南嶺型花崗巖, 指示低壓源區(qū)壓力環(huán)境, 一般為巖石圈拉伸減薄背景。

6 討論與結(jié)論

巖漿巖的成分特點(diǎn)與其源區(qū)成分、演化過(guò)程及物理化學(xué)條件有關(guān)。兩種花崗巖CaO、TFe2O3、MgO、P2O5、TiO2含量低, 可能指示了早期單斜輝石、磷灰石、鈦鐵礦的結(jié)晶分離; 右傾的稀土元素配分模式, 并具有Eu、Ba、Sr負(fù)異常, 分別指示了花崗質(zhì)巖漿形成過(guò)程中早期富集重稀土的礦物(如石榴子石)和斜長(zhǎng)石的結(jié)晶相分離。Nb、Ta的虧損則可能源于其熔融源區(qū)的特征。

兩種花崗巖地化指標(biāo)整體顯示了A型花崗巖的特征, 這與高曉峰等(2010)的成因分類(lèi)一致。A型花崗巖構(gòu)造背景目前多認(rèn)為是造山后而不是非造山環(huán)境, 形成壓力部分為壓力較低的中上地殼(吳福元, 2007), 例如新疆地區(qū)不少A型花崗巖產(chǎn)于造山后環(huán)境(楊高學(xué)等, 2010; 靳松等, 2010)。主量元素高的(K2O+Na2O)含量、Fe#和K2O / Na2O比值高的特點(diǎn)也表現(xiàn)出造山后巖漿作用特點(diǎn)。構(gòu)造判別方面主量元素R1-R2陽(yáng)離子圖解指示了后碰撞階段構(gòu)造環(huán)境;據(jù)張旗(2006)的巖漿巖壓力分類(lèi)方案, 復(fù)式巖體低Sr高Yb特征(圖6b), 暗示源區(qū)可能與地殼拉伸減薄的低壓構(gòu)造環(huán)境有關(guān); 微量元素 Rb-(Yb+Ta)、Rb-(Y+Nb)、Ta-Yb和 Nb-Y圖解卻指示了偏向島弧和板內(nèi)環(huán)境, 這或許是繼承了早期陸/洋殼俯沖作用的結(jié)果。野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)復(fù)式雜巖體包含圍巖捕擄體及暗色包體。后碰撞階段構(gòu)造環(huán)境由碰撞期擠壓轉(zhuǎn)變?yōu)榧羟谢蚶瓘埗鴫毫档? 這有利于巖石的熔融;同時(shí)地殼的拉伸有利于深部軟流圈上涌及地幔巖漿底侵, 會(huì)造成深部成分加入即混合, 并且會(huì)對(duì)上部巖石加溫形成高熱異常, 進(jìn)一步導(dǎo)致圍巖的熔融和同化混染, 促進(jìn)了高溫低壓 A型花崗巖的演化; 晚期巖石圈進(jìn)一步拉伸, 導(dǎo)致大量基性脈巖的侵入。

表3 白干湖東北部花崗巖稀土、微量元素分析結(jié)果(10-6)Table 3 REE and trace element composition of granitoids in northeast Baiganhu orefield (10-6)

圖8 白干湖東北部花崗巖形成構(gòu)造環(huán)境的微量元素判別(據(jù)Pearce et al., 1984)Fig.8 Trace element discrimination of tectonic environments of the two granitoids in northeast Baiganhu orefield (after Pearce et al., 1984)

圖9 Nb-Y-Ga圖解Fig.9 Nb-Y-Ga diagram

圖10 Sr-Yb圖解(據(jù)張旗等, 2006)Fig.10 Sr-Yb diagram (after ZHANG Qi et al., 2006)

本文用高精度 SIMS技術(shù)獲得鉀長(zhǎng)花崗巖和二長(zhǎng)花崗巖鋯石 U-Pb年齡分別為(422±3) Ma和(421±3.7) Ma, 形成于加里東造山旋回晚志留世。

加里東期中 酸性侵入巖時(shí)空分布、巖石組合特征仍不明確(李 榮社等, 2007), 但東昆侖東部研究成果能粗略勾繪出該期巖漿構(gòu)造活動(dòng)旋回。寒武紀(jì)清水泉蛇綠巖代表了早期小洋盆形成及擴(kuò)張(轉(zhuǎn)引自姜春發(fā)等, 2000); 鴨子泉祁漫塔格群島弧火山巖建造(楊金中等, 2000)及一些列中寒武到晚奧陶的弧花崗巖的年齡(轉(zhuǎn)引中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)1:25萬(wàn)阿拉克湖幅, 2003)指示俯沖消減作用階段; 吐木勒克西南發(fā)現(xiàn)晚奧陶世蘭閃石片巖(含青鋁閃石和藍(lán)透閃石),與其伴生的輝長(zhǎng)巖 Ar-Ar年齡為(444.5±1.5) Ma(青海省地質(zhì)調(diào)查院1:25萬(wàn)布喀達(dá)坂峰幅, 2003), 代表俯沖的結(jié)束和碰撞的開(kāi)始; 金水口麻粒巖相花崗巖變質(zhì)時(shí)代為(460±8) Ma(張建新等, 2003), 都蘭南部與逆沖推覆構(gòu)造同步的變火山巖鋯石 U-Pb年齡為(448±4) Ma(陳能松等, 2002), 代表了碰撞造山主期;在萬(wàn)寶溝溝頭獲得碰撞型二云母花崗巖類(lèi)鋯石U-Pb一致線年齡為412.6 Ma(許榮華等, 1990), 早、中泥盆世地層的缺失, 晚泥盆世陸相磨拉石的廣泛發(fā)育及其在區(qū)域上不整合于早古生代及更早的地層和地質(zhì)體之上, 可認(rèn)為東昆侖東部加里東造山旋回結(jié)束時(shí)間為晚泥盆世(羅照華等, 1999)。

白干湖地區(qū)構(gòu)造環(huán)境可能與東昆侖東部存在差別。諶宏偉(2006)分析了侵入金水口群中具造山后特征喀雅克登塔格雜巖體二長(zhǎng)花崗巖和輝長(zhǎng)巖SHRIMP鋯石 U-Pb年齡分別為(394±13) Ma和(403.3±7.2) Ma, 以及本區(qū)具造山后特征的A型花崗巖晚志留系時(shí)代, 可能意味著祁漫塔格西部地區(qū)提前進(jìn)入晚造山后碰撞階段。

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SIMS Zircon U-Pb Age, Petrochemistry and Tectonic Implications of Granitoids in Northeastern Baiganhue W-Sn Orefield, Xinjiang

LI Guo-chen1), FENG Cheng-you1), WANG Rui-jiang1), MA Sheng-chao1), LI Hong-mao2), ZHOU An-shun2)

1) MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Resource Assessment, Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037;

2) Jilin Geological Survey, Changchun, Jilin 130061

Moyite and adamellite emplaced in northeastern Baiganhue W-Sn orefield have similar rock-forming ages and geochemical characteristics, suggesting a complex rock body of comagmatic evolution.Zircon U-Pb ages obtained by SIMS technique are (422±3) Ma and (421±3.7) Ma respectively, indicating mid-late Silurian.Their petrochemistry is characterized by weakly peraluminous or quasi-aluminous nature (A/NKC≈1), high K, (K2O/Na2O ratios are 1.08-1.31 and 1.03-1.22), high alkali((Na2O+K2O)are 8.59%～9.38% and 9.54%～9.69%), calc-alkaline or weak alkaline (δ values are 2.39-3.17 and 4.02-4.22), high Fe#(TFeO/MgO are 9.58～12.26 and 8.94～9.96), flattened higher total REE (228×10-6～448×10-6and 271×10-6～392×10-6respectively), depletion of Ba, Nb, Sr, T and P, and enrichment of La, Ce, Zr and Sm, implying that the composite body should be A-type granite.In R1-R2 multi-cation diagram for tectonic environments discrimination, they fall in post-orogenic stage region, and Sr-Yb diagrams give low Sr-high Yb characteristics, indicating a stretching thinning environment of the crust.Pearce discrimination diagrams of tectonic environments show that the granitoids were formed in an intraphate setting.An integrated analysis of the regional background data has led the authors to believe that these twogranitoids were formed at the post-orogenic stage of Caledonian orogeny cycle.

A-type granite; SIMS zircon U-Pb age; petrochemistry; Baigan Lake in XinJiang; Qimantag; Eastern Kunlun orogenic belt

P588.121; P597.1; P595

A

10.3975/cagsb.2012.02.10

本文由國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(編號(hào): 41172076)、中國(guó)博士后科學(xué)基金項(xiàng)目(編號(hào): 20090460132)、中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目(編號(hào): 1212011085528)、國(guó)土資源部“百人計(jì)劃”項(xiàng)目和中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目(編號(hào): K0901)聯(lián)合資助。

2012-01-06; 改回日期: 2012-02-14。責(zé)任編輯: 閆立娟。

李國(guó)臣, 男, 1985年生。碩士研究生。構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專業(yè)。E-mail: 396582051@qq.com。

*通訊作者: 豐成友, 男, 1971年生。博士, 研究員。從事礦床地質(zhì)、地球化學(xué)研究。E-mail: fengchy@yahoo.com.cn。