滕明耀，謝德勝，羅耀清，王偉寧

（1.長安大學 地球科學與資源學院，陜西 西安 710054；2.新疆地質礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第九地質大隊，新疆 烏魯木齊 830000）

奧長花崗巖的定義為含鈉長石或奧長石的英云閃長巖的淺色變種[1]。有效的識別方法有兩種：①用火成巖QAP的實際礦物定量分類，將位于5區(qū)的色率（M）≤10的樣品識別為奧長花崗巖；②用O’Connor的An-Ab-Or標準礦物分類方法[2]，將位于奧長花崗巖區(qū)域的樣品識別為奧長花崗巖。富含富鈉堿性長石（An0～5的鈉長石、歪長石）的花崗巖同樣會落入An-Ab-Or圖解的奧長花崗巖區(qū)域，但不會位于QAP圖解的5區(qū)，即不屬于英云閃長巖的淺色變種，因此是否應識別為奧長花崗巖？

南天山洋作為伊犁—中天山地塊和塔里木克拉通之間的古生代洋盆，一般認為在奧陶紀打開并在早志留世開始向北俯沖[3]，其爭議的焦點是閉合時間。有研究者認為其在晚泥盆世閉合，伊犁地塊南部石炭紀進入碰撞后裂谷環(huán)境[4]，更多的研究者認為伊犁地塊南部早石炭世廣泛的巖漿活動仍是俯沖作用的產(chǎn)物[5]。近期，關于南天山洋向北俯沖的起始時間也有人提出了不同觀點，認為其在泥盆紀末期開始俯沖[6]。經(jīng)鋯石U-Pb定年，發(fā)現(xiàn)我們的花崗斑巖樣品正處于泥盆紀末期這一關鍵時期，其地球化學特征對探究洋盆關閉和起始俯沖的時間均具重要意義。

1 地質背景及樣品特征

阿騰套山位于伊犁地塊南部（圖1a），已有研究顯示該地區(qū)巖漿作用集中于早石炭世[7-12]（圖1b），其中大哈拉軍山組火山巖是典型的弧火山巖[5]。A型球泡流紋巖[8]、雙峰式火山巖[9]的發(fā)現(xiàn)被認為該地區(qū)早石炭世存在弧后拉張。同時沉積的阿克沙克組巖性主要為灰?guī)r，少量陸緣碎屑巖，含腕足、植物等化石，說明形成于一個大陸邊緣。

花崗斑巖樣品取自阿騰套山塔勒德薩依巖體，呈肉紅色，具斑狀結構，塊狀構造。斑晶約占20%，主要成分為石英和堿性長石，粒徑約1mm～4mm，石英呈無色圓狀，堿性長石呈肉紅色它形板狀，可見少量黑云母。基質約占80%，微晶—隱晶質。（圖2）。

圖1 （a）伊犁地塊構造位置示意圖（據(jù)文獻[3]修改）；（b）阿騰套山地質簡圖（據(jù)文獻[8]修改）

圖2 花崗斑巖樣品野外照片

2 分析方法

樣品的主、微量分析在長安大學成礦作用及其動力學實驗室完成。采用X射線熒光光譜法（XRF）和電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）分析，分析精度一般優(yōu)于3%。

鋯石原位U-Pb和Lu-Hf同位素測定在中國地質調查局西安地質調查中心巖漿作用成礦與找礦重點實驗室采用Neptune型多接收ICP-MS聯(lián)合Geolas Pro型激光剝蝕系統(tǒng)完成。年齡測試采用鋯石91500作為外標，鋯石微量元素測定采用NIST610作為外標，29Si作為內(nèi)標。U-Th-Pb比值用Glitter 4.4計算，年齡計算和協(xié)和圖采用Isoplot/Excel3完成。Hf同位素測試以鋯石GJ-1作為參考標準。

3 花崗斑巖樣品地球化學特征

3.1 主、微量元素地球化學特征

主、微量元素分析結果見表1。樣品高SiO2（77.01%）、TFeO（2.38%），低Al2O3（12.01%）、MgO（0.47%）、Mg#（26），富鈉貧鉀，Na2O含量為4.89%，K2O含量為2.64%，Na2O/K2O=1.85。AR=4.29，屬堿性系列。A/CNK=1.09，為過鋁質巖石。樣品石英標準分子31%，在TAS圖解上位于花崗巖區(qū)域（圖略），在圖3上位于奧長花崗巖區(qū)域。

樣品低Sr（21.4×10-6），高Y（36.7×10-6）、Yb（4.46×10-6）、Nb（27.1×10-6）、Zr（471×10-6）、Ga（21.3×10-6），輕重稀土分餾程度低（LaN/YbN=3.83），具有顯著的Eu負異常（δEu=0.19），10000Ga/Al=3.4，鋯石飽和溫度900℃，表現(xiàn)出A型花崗巖的特征。

圖3 花崗斑巖樣品的O’Connor[2]An-Ab-Or分類圖解

3.2 鋯石U-Pb年齡

花崗斑巖樣品鋯石陰極發(fā)光圖像顯示（圖4），選取的鋯石呈自形長柱狀，長寬比為2：1～3：1，均表現(xiàn)出典型的巖漿韻律環(huán)帶。鋯石U-Pb年齡分析結果表中（表2），Th含量為10×10-6～361×10-6，U含 量 為17×10-6～506×10-6，Th/U比值在0.5～1.3，具較好的正相關關系，反應了鋯石巖漿成因。206Pb/238U年齡的最小值為362±7Ma，最大值為369±7Ma。樣品21個測點多落在諧和線上（圖4），加權平均年齡為366.4±1.6Ma（MSWD=0.18），屬晚泥盆世末期。

圖4 花崗斑巖樣品鋯石U-Pb年齡協(xié)和圖

3.3 鋯石Hf同位素特征

花崗斑巖樣品18粒鋯石的Lu-Hf同位素測試結果見表3。測點的176Lu/177Hf小于0.002，所測定的176Hf/177Hf可以表示鋯石形成時的Hf同位素組成。樣品的fLu/Hf平均值為-0.96，小于鎂鐵質下地殼的fLu/Hf（-0.34）和硅鋁質上地殼的fLu/Hf（-0.72），二階段模式年齡更能反映其源區(qū)物質從虧損地幔被抽取的時間。

花崗斑巖樣品的176Hf/177Hf=0.282761～0.282975，均值0.282863 ；εHf（t）=+7.3～+15.1，均值 +11.03，具有較虧損的Hf同位素組成；二階段模式年齡為409Ma～902Ma，均值665Ma，且多集中于此。

圖5 花崗斑巖樣品的鋯石Hf同位素圖解

4 討論

4.1 花崗斑巖樣品成因

花崗斑巖樣品具斑狀結構，斑晶較小，應未經(jīng)歷強烈的結晶分異作用，同時具有極其虧損的Hf同位素組成，富鈉貧鉀，因此應來源于貧鉀的新生玄武質洋殼或陸殼的部分熔融。樣品低MgO和Mg#，無地幔組分加入的印記，更可能來源于陸殼而非洋殼，因板片熔體底侵上升過程中通常會與地幔橄欖巖發(fā)生相互作用。且Hf同位素的二階段模式年齡約665Ma與伊犁地塊780Ma～580Ma伸展背景下顯著的巖漿作用相吻合，該階段的碎屑鋯石Hf同位素強烈虧損，有新生地殼的形成。780Ma形成的輝長巖、閃長巖具OIB的特征，為低K2O玄武巖類，除1件樣品外其余11件樣品均具有較高的Na2O/K2O（平均3.6），該階段形成的玄武質陸殼應為花崗斑巖樣品源巖。樣品低Al2O3（12.01%）、Sr（21.4×10-6），高 Y（36.7×10-6）、Yb（4.46×10-6），輕重稀土分餾不明顯（LaN/YbN=3.83），Eu負異常強烈，源區(qū)斜長石穩(wěn)定存在，缺乏石榴子石殘留。高Nb（27.1×10-6）、Ta（1.92×10-6），更無金紅石殘留，形成于一個低壓區(qū)。因此，花崗巖來源于貧鉀的新生玄武質陸殼低壓條件下的部分熔融，具低壓型TTG的特征。

4.2 分類意義

Jahn基于O’Connor的An-Ab-Or標準礦物分類[2]將英云閃長巖-奧長花崗巖-花崗閃長巖用“TTG”來表示富鈉花崗巖類，其意義在于富鈉貧鉀，來源于新生的貧鉀玄武巖，代表不成熟的陸殼。O’Connor在做An-Ab-Or標準礦物分類時并未將歪長石和An0～5的鈉長石從奧長花崗巖區(qū)域剔除，富鈉堿長花崗巖與奧長花崗巖（狹義）在TTG意義上并無差異，是否形成斜長石與不同溫壓條件下的結晶歷史有關[2]，同時可能與部分熔融程度和原始固相中斜長石號數(shù)有關。因此，討論TTG時奧長花崗巖的概念應擴大到包含富鈉堿長花崗巖。

4.3 構造意義

如前所述，花崗斑巖樣品表現(xiàn)出A型花崗巖的特征，形成于一個高溫低壓環(huán)境，正是具裂谷特征的巖漿巖的發(fā)現(xiàn)，南天山洋被認為在石炭紀之前已經(jīng)關閉[4]。而伊寧地塊廣泛分布的早石炭世大哈拉軍山火山巖具明顯的弧火山巖特征[5]，更多的研究者認為從晚泥盆世到早石炭世南天山洋持續(xù)向北俯沖，因此高溫低壓的環(huán)境只是弧后的局部拉張。烏孫山360Ma～362Ma的花崗巖被認為是弧后拉張的產(chǎn)物，并認為弧后拉張是由南天山洋向北初始俯沖造成[6]。但是伊犁—中天山南緣志留紀俯沖巖漿作用即被廣泛報道，認為南天山向北俯沖起始于430Ma左右[3]。阿騰套山、烏孫山等弧后地區(qū)巖漿巖集中于早石炭世，作者認為約366Ma是拉張的開始，但并非起始俯沖的時間。南天山洋在約430Ma開始向北俯沖，俯沖過程中由于板片密度較高，在約366Ma造成板片后撤（并可能發(fā)生斷離[10]）、弧后拉張，造成地溫梯度升高，進而出現(xiàn)板片、地幔、陸殼同時廣泛熔融的現(xiàn)象，使得早石炭世不同巖漿巖同時具弧和裂谷的特征。因此，約366Ma是伊犁地塊南部由弧向弧—盆體系轉換的關鍵時期，但非俯沖開始的時間，也非洋盆閉合的時間。

5 結論

（1）阿騰套山花崗斑巖樣品形成于366.4±1.4Ma，具A型花崗巖的特征，來源于新生的貧鉀玄武質陸殼高溫低壓條件下的部分熔融，是伊犁地塊南部弧向弧—盆體系開始轉換的標志。

（2）在討論TTG時，應將奧長花崗巖的概念擴大到包含富鈉堿長花崗巖。

表1 花崗斑巖樣品主（wt.%）、微量元素（×10-6）分析結果及計算

表2 花崗斑巖樣品鋯石U-Pb同位素分析結果

表3 花崗斑巖樣品鋯石Lu-Hf同位素分析結果