劉衛(wèi)東,平艷麗, 劉杰, 熊玉新, 路曉平焦秀美，李兆營, 曹佳, 傅朋遠(yuǎn)山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，濟(jì)南，250013;2)山東省地礦局金剛石成礦機(jī)理與探測重點(diǎn)實驗室，山東臨沂，276006;3)山東省第七地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東臨沂，276006; 山東省物化探勘查院，濟(jì)南，250013; 山東省地質(zhì)科學(xué)研究院，濟(jì)南，250013

內(nèi)容提要: 筆者等對東昆侖造山帶西段克其克孜蘇花崗巖開展巖石學(xué)、巖石地球化學(xué)及LA-ICP-MS鋯石U-Pb年代學(xué)研究，探討巖體的形成時代、成因及地質(zhì)意義。研究表明，克其克孜蘇花崗巖中的鋯石U-Pb加權(quán)平均年齡為442.3±4.4 Ma(MSWD=2.7)，為晚奧陶世—早志留世，是區(qū)域上新解體出的早古生代花崗巖?；◢弾rSiO2含量為68.96%～70.40%，Na2O含量為3.08%～3.14%、K2O含量為3.93%～4.32%，鋁飽和指數(shù)A/CNK介于1.06～1.13，屬于高鉀鈣堿性過鋁質(zhì)巖石。巖石富集大離子親石元素K、Rb和U、Th，而不同程度虧損Ba、Nb、Sr、Ti、Zr等高場強(qiáng)元素。結(jié)合區(qū)域資料及前人成果，本文認(rèn)為克其克孜蘇花崗巖與俯沖碰撞構(gòu)造環(huán)境有關(guān)，可能代表了東昆侖造山帶西段原特提斯洋在晚奧陶世—早志留世的俯沖消減作用，為東昆侖造山帶原特提斯洋的構(gòu)造演化和南昆侖結(jié)合帶早古生代的巖漿活動提供了證據(jù)。

東昆侖造山帶位于青藏高原北部，是秦祁昆中央造山帶的重要組成部分，其內(nèi)侵入巖和火山巖分布廣泛，是青藏高原內(nèi)可與岡底斯帶相媲美的另一條巨型巖漿巖帶，也是我國的重要成礦區(qū)帶，具有特殊的大地構(gòu)造意義(袁萬明等，2000；許志琴等，2006；楊經(jīng)綏等，2010)。東昆侖造山帶南鄰巴顏喀拉，北鄰柴達(dá)木盆地，其西端被阿爾金大型走滑斷裂所截，大致以烏圖美仁一帶為界，劃分為東、西兩段(莫宣學(xué)等，2007)。東昆侖造山帶構(gòu)造動力學(xué)背景相對復(fù)雜，前人研究表明，東昆侖造山帶至少經(jīng)歷了早古生代和晚古生代—中生代(加里東期和海西—印支期)兩個重要造山旋回(姜春發(fā)等，1992；郭正府等，1998；潘桂棠等，2002;郝娜娜等，2014；菅坤坤等，2017；徐博等，2020a；魯浩等，2021)，分別代表了原特提斯洋和古特提斯洋的俯沖閉合。

早古生代，東昆侖造山帶經(jīng)歷了洋盆的俯沖到閉合，代表了原特提斯洋的俯沖閉合消亡。早寒武世，東昆侖大洋擴(kuò)張，形成蛇綠巖組合；中寒武世到奧陶紀(jì)，大洋持續(xù)俯沖消減碰撞；早志留世，由于構(gòu)造位置的不同，南部形成碰撞花崗巖組合，北部形成鈣堿性巖漿組合為主的大陸邊緣島弧環(huán)境；中志留世—頂志留世島弧環(huán)境全部結(jié)束，進(jìn)入劇烈碰撞階段；早泥盆世，已處于造山后伸展階段，持續(xù)處于碰撞匯聚階段，至晚泥盆世，完成原特提斯洋的閉合(Yang Jingsui et al.,1996;陸松年，2002；王秉璋等，2014；祁生勝，2015；裴先治等，2018；李佐臣等，2018;徐博等，2020b；王秉璋等，2021)。前人對東昆侖早古生代的構(gòu)造演化認(rèn)識較一致，并且隨著近年來東昆侖地區(qū)各類工作的開展，相繼在東昆侖東段發(fā)現(xiàn)并報道了部分早古生代俯沖型巖漿巖，為東昆侖造山帶東段早古生代洋殼俯沖運(yùn)動提供了證據(jù)(劉戰(zhàn)慶等，2011；劉彬等，2013；祁生勝，2015；Xiong Fuhao et al.，2015；陳加杰等，2016；Dong Yunpeng et al.,2017)，這些俯沖型巖漿巖與早古生代寒武紀(jì)蛇綠巖套配套發(fā)育，相對準(zhǔn)確地限定了原特提斯洋在東昆侖造山帶東段俯沖運(yùn)動的時間。但是關(guān)于造山帶西段南昆侖結(jié)合帶內(nèi)是否發(fā)育早古生代俯沖碰撞型花崗巖，昆南洋是雙向南北俯沖還是持續(xù)向北俯沖等，還存在一定爭議，缺少與該時期俯沖消減機(jī)制配套的花崗巖數(shù)據(jù)支撐，加之南昆侖結(jié)合帶西段地處海拔4500 m以上、交通極其不便的無人區(qū)，發(fā)現(xiàn)并報道的奧陶紀(jì)—志留紀(jì)俯沖碰撞型巖漿巖數(shù)據(jù)更少，缺乏對東昆侖造山帶西段早古生代巖漿作用和原特提斯洋構(gòu)造演化的支撐。

針對上述情況，本文對造山帶西段南昆侖結(jié)合帶內(nèi)克其克孜蘇溝花崗巖開展LA-ICP-MS鋯石U-Pb年代學(xué)、巖石學(xué)和巖石地球化學(xué)研究，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景及前人研究成果，探討侵入巖巖石成因及成巖構(gòu)造背景，從而為確定東昆侖早古生代原特提斯洋洋殼俯沖和碰撞造山的轉(zhuǎn)換時間提供重要的制約依據(jù)和參考。

1 地質(zhì)背景

東昆侖造山帶地質(zhì)構(gòu)造演化歷史復(fù)雜，是秦祁昆造山系的一部分，夾于松潘—甘孜地塊和柴達(dá)木盆地之間(圖1)，整體構(gòu)造線為NWW方向，被柴南緣隱伏斷裂和昆中斷裂自北向南被分為北昆侖弧盆系和南昆侖結(jié)合帶(殷鴻福等，1997；許志琴等，2006； 許志琴，2007；李榮社等，2008；潘桂棠等，2009；祁生勝，2015)。

北昆侖弧盆系是一個多階段弧后盆地和巖漿弧帶復(fù)合的增生造山帶，主要以大面積出露前寒武紀(jì)變質(zhì)基底和早古生代—晚中生代侵入巖為特征。巖漿巖呈巖基、巖株狀大面積產(chǎn)出，主要為加里東期花崗片麻巖、花崗巖和華力西期花崗巖，以及少量奧陶紀(jì)和侏羅紀(jì)花崗巖，分布于古元古代變質(zhì)基底殘塊和早古生代弧后盆地沉積物、晚古生代陸表海沉積物之間。南昆侖結(jié)合帶是青藏高原北部地區(qū)一條重要的巨型結(jié)合帶，北界為昆中斷裂，南界為昆侖山口—布青山南緣斷裂，走向北西西向，東西向分別與秦嶺弧盆系勉略蛇綠混雜巖和西昆侖弧盆康西瓦—蘇巴什蛇綠混雜巖相連通。結(jié)合帶為一條構(gòu)造混雜巖帶，其內(nèi)發(fā)育元古宙、古生代和中生代時期的構(gòu)造巖塊和基質(zhì)。

南昆侖結(jié)合帶被昆南斷裂進(jìn)一步分為昆南俯沖增生雜巖帶和西大灘—布青山蛇綠巖混雜巖帶，本次研究的克其克孜蘇花崗巖位主要處于昆南俯沖增生雜巖帶內(nèi)(圖1a、b，圖2)。昆南俯沖增生雜巖帶處于昆中斷裂到昆南斷裂之間，在東昆侖東西兩段物質(zhì)構(gòu)成有一定差異。增生雜巖帶西段主體為早古生代俯沖碰撞形成的俯沖混雜巖帶，呈基底殘塊分布的金水口(巖)群、中元古代萬保溝群，以及后期不同類型沉積建造，同時還出露一定規(guī)模的早古生代花崗侵入巖以及零星印支期侵入巖?；祀s巖物質(zhì)組成復(fù)雜，構(gòu)造變形十分強(qiáng)烈，不同類型的巖石構(gòu)造組合體、構(gòu)造地層體和不同規(guī)模、形態(tài)各異的巖片拼貼或堆垛在一起，整體無序，局部有序，構(gòu)成基質(zhì)和巖塊首尾相連的網(wǎng)結(jié)狀構(gòu)造，主體由無蛇綠巖碎片的濁積巖及玄武巖—安山巖建造、含有蛇綠巖碎片的濁積巖、英安巖—酸性凝灰?guī)r建造的火山巖和砂礫巖構(gòu)造透鏡組成(祁生勝，2015)。前人在混雜巖帶內(nèi)的千枚巖、板巖中獲得銣-鍶同位素年齡為450 Ma(青海省區(qū)調(diào)綜合地質(zhì)大隊?)，屬奧陶紀(jì)，同時在相同地層內(nèi)獲早古生代微古植物分子Leiosphaeridiasp.，Quadratimorphasp.。陳有炘等(2013)、史連昌等(2017)對構(gòu)造混雜巖內(nèi)的納赤臺巖群火山巖開展鋯石U-Pb年代學(xué)研究，獲得了459～497 Ma的年齡數(shù)據(jù)，將構(gòu)造混雜巖帶的時限界定為奧陶紀(jì)—志留紀(jì)。增生雜巖帶東段以古元古代泥砂質(zhì)碎屑巖—碳酸鹽巖—基性火山巖建造和新元古代花崗片麻巖發(fā)育為主(王國燦等，1999；朱云海等，1999；殷鴻福等，2003；張雪亭等，2007；裴先治等，2018)。西大灘—布青山蛇綠巖混雜巖帶位于昆南斷裂以南，呈北西西向展布，帶內(nèi)物質(zhì)成分復(fù)雜，主要為石炭紀(jì)—中二疊世俯沖增生楔濁積巖系，與周邊地層多為不整合接觸關(guān)系，總體呈北西西向展布，同時伴有零星三疊紀(jì)中酸性小巖株侵入。另外，還有古元古代基底、早古生代侵入巖以及呈殘塊卷入的蛇綠巖。

圖2 東昆侖造山帶克其克孜蘇花崗巖巖體地質(zhì)簡圖Fig. 2 Simplified geological map of Keqikezisu granite, Eastern Kunlun Orogen Belt

2 花崗巖特征和樣品概況

2.1 巖體特征

克其克孜蘇花崗巖出露于昆中斷裂帶和昆南斷裂帶之間的構(gòu)造混雜巖帶內(nèi)，主要為二長花崗巖，巖石為灰白色不等粒黑云母二長花崗巖。花崗巖侵入構(gòu)造混雜巖帶，侵入關(guān)系清楚，界面不平整，圍巖中接觸變質(zhì)作用強(qiáng)烈，巖體邊部見有較多的棱角狀圍巖捕擄體。巖體呈巖株、不規(guī)則條帶狀分布，長軸方向為北西向，與區(qū)域構(gòu)造線方向一致(圖2)。

2.2 樣品描述

本次研究采集的巖石類型為灰白色不等粒黑云二長花崗巖，由實測剖面采集，樣品采自巖體邊部位置，新鮮面呈現(xiàn)灰白色，風(fēng)化面黃褐色，巖石節(jié)理相對發(fā)育，不等?；◢徑Y(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造(圖3a、b)，局部交代結(jié)構(gòu)。主要由斜長石(35%～40%)、鉀長石(25%～30%)、石英(25%～30%)、黑云母(10%±)組成。斜長石部分較小顆粒被鉀長石包裹、半包裹，與鉀長石接觸顆粒有交代凈邊，構(gòu)成交代凈邊結(jié)構(gòu)；鉀長石部分大顆粒內(nèi)包裹少量斜長石、石英、黑云母，顆粒邊緣及裂隙有糖粒狀微鈉長石交代；石英有的顆粒包裹、半包裹斜長石、黑云母；黑云母個別顆粒被綠簾石集合體交代，褐黑色、淡黃色、強(qiáng)吸收(圖3c、d)。

圖3 東昆侖造山帶克其克孜蘇二長花崗巖野外特征(a、b)及顯微結(jié)構(gòu)特征(c、d)Fig. 3 Photo of monzogranite in Keqikezisu area, Eastern Kunlun Orogen Belt: (a) (b) Photos of field features; (c) (d) Photos of microphotograph featuresPl—斜長石; Kf—鉀長石;Bi—黑云母;Qz—石英Pl—plagioclase; Kf—K-feldspar; Bi—biotite; Qz—quartz

3 分析方法

本次工作選取無蝕變且表面新鮮的二長花崗巖進(jìn)行了主、微量元素含量和鋯石U-Pb同位素分析。

鋯石微量元素含量和U-Pb同位素定年在吉林大學(xué)LA-ICP-MS實驗室完成。激光剝蝕系統(tǒng)為GeoLas Pro，ICP-MS為Agilent 7700x。激光剝蝕過程中采用氦氣作載氣、氬氣為補(bǔ)償氣以調(diào)節(jié)靈敏度，二者在進(jìn)入ICP之前通過一個T型接頭混合。每個時間分辨分析數(shù)據(jù)包括大約10 s的空白信號和40s的樣品信號。分析數(shù)據(jù)的離線處理(包括對樣品和空白信號的選擇、儀器靈敏度漂移校正、元素含量及U—Th—Pb同位素比值和年齡計算)采用軟件Glitter 4.4完成。U-Pb同位素定年中采用鋯石標(biāo)準(zhǔn)91500作外標(biāo)進(jìn)行同位素分餾校正。對于與分析時間有關(guān)的U—Th—Pb同位素比值漂移，利用91500的變化采用線性內(nèi)插的方式進(jìn)行了校正(Liu Yongsheng et al., 2010)，鋯石標(biāo)準(zhǔn)91500的U—Th—Pb同位素比值推薦值據(jù)Wiedenbeck 等(1995)，樣品的U-Pb年齡諧和圖繪制和年齡權(quán)重平均計算均采用Isoplot/Ex-ver4.15(Ludwig,2008)完成，鋯石微量元素含量利用參考標(biāo)樣NIST610玻璃作為多外標(biāo)、Si作內(nèi)標(biāo)的方法進(jìn)行定量計算(Liu Yongsheng et al., 2010)。

樣品的主量、微量和稀土元素測試由山東省第七地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院實驗室完成，其中主量元素采用X-熒光光譜儀(XRF)測定，相對誤差低于5%；微量和稀土元素采用電感耦合等離子質(zhì)譜儀(ICP-MS)分析，相對誤差低于10%。

4 樣品測試

4.1 鋯石U-Pb同位素測試

在克其克孜蘇溝南巖體內(nèi)采集年齡樣品一件(DP19-1-1)，地理坐標(biāo)為36°17′59″N，97°27′11″E，對其進(jìn)行粉碎并挑選鋯石，完成LA-ICP-MS定年測試(表1)。陰極發(fā)光圖片顯示，鋯石顆粒普遍為自形晶，多為長柱狀，少量鋯石渾圓狀或具扇形分帶，包裹體及裂隙較少，大小不均勻，長軸介于100～200 μm之間，長寬比2∶1～3∶1，還可以觀察到明顯的核幔結(jié)構(gòu)和巖漿韻律環(huán)帶(Wilde et al.，2001)(圖4)。鋯石Th/U值為0.16～0.97，平均0.65，整體大于0.4，且最小比值大于0.1(Hermann et al.，2001；Li Changmin et al.，2009)。鋯石稀土元素球粒隕石配分曲線具左傾特點(diǎn)，輕稀土虧損，重稀土富集(圖5)，具有明顯的負(fù)Eu異常(δEu=0.08～0.26)，上述特征表明，應(yīng)為巖漿成因鋯石(吳元保等，2004)。

圖4 東昆侖造山帶克其克孜蘇二長花崗巖中鋯石的陰極發(fā)光圖像Fig. 4 Cathodoluminescene images of zircons for the monzogranites in Keqikezisu area, Eastern Kunlun Orogen Belt

圖5 東昆侖造山帶克其克孜蘇二長花崗巖鋯石稀土元素配分曲線Fig. 5 REE patterns of zircons for the monzogranite in Keqikezisu area, Eastern Kunlun Orogen Belt

樣品(DP19-1-1)測年分析獲得有效測點(diǎn)28個，經(jīng)Pb校正，測試數(shù)據(jù)呈串珠狀，均投影到U-Pb諧和線及其附近區(qū)域(圖6a)，分布相對集中，28個點(diǎn)的n(206Pb)/n(238U)表面年齡值分布在427～459 Ma之間，加權(quán)平均值為442.3±4.4 Ma(MSWD=2.7)(圖6b)，代表了黑云二長花崗巖體的結(jié)晶年齡。

圖6 東昆侖造山帶克其克孜蘇二長花崗巖鋯石諧和曲線及加權(quán)平均年齡圖Fig. 6 Zircon U-Pb concordia diagrams and weighted ages of the monzogranite in Keqikezisu area, Eastern Kunlun Orogen Belt

4.2 主、微量元素分析

4.2.1主量元素

主量元素分析結(jié)果見表2，巖石SiO2含量為68.96%～70.40%，Na2O含量為3.08%～3.14%、K2O含量為3.93%～4.32%，全堿(Na2O+K2O)在7.06%～7.40%之間。在QAP圖中，樣品數(shù)據(jù)投影均落入二長花崗巖區(qū)域(圖7a)。CaO的含量介于1.48%～1.80%之間，在SiO2—(Na2O+K2O—CaO)圖解中，樣品數(shù)據(jù)投影落入堿鈣性區(qū)域內(nèi)，為堿鈣性系列(圖7b)。K2O/Na2O值在1.26～1.40之間，平均1.33，相對富鉀，Al2O3含量介于13.81～14.22之間，A/CNK值為1.09～1.13，A/NK值為1.42～1.51，在A/CNK—A/NK圖中落入過鋁質(zhì)巖石(圖7c)。在SiO2—K2O圖解中，樣品落入高鉀鈣堿性系列中(圖7d)。

圖7 東昆侖造山帶克其克孜蘇二長花崗巖體QAP圖解(a)、SiO2—(Na2O+K2O—CaO) 圖(b) (據(jù)Frost et al.，2001)、A/CNK—A/NK 圖解(c) (據(jù)Shand,1943)和SiO2—K2O圖(d) (據(jù)Peccerillo and Taylor,1976) Fig. 7 QAP diagram;SiO2—(Na2O+K2O—CaO)(b, after Frost et al., 2001)；A/CNK—A/NK(c, after Shand,1943)and SiO2—K2O(d, after Peccerillo and Taylor,1976)diagrams of the monzogranite in Keqikezisu area, Eastern Kunlun Orogen Belt

4.2.2微量元素

由表2可知，樣品中稀土元素總量(ΣREE)最小值為197.50×10-6，最大值為239.60×10-6，平均值為223.60×10-6，總體低于世界酸性巖的平均豐度(288×10-6)。輕稀土元素(LREE)值為160.66×10-6～172.10×10-6，平均值為161.76×10-6，(La/Sm)N平均值為3.24，分餾較好；重稀土元素(HREE)值為56.70×10-6～67.50×10-6，平均值為61.84×10-6，(Eu/Yb)N值平均1.06，LREE/HREE值為2.26～2.96，輕稀土分異程度較強(qiáng)，重稀土分異程度較弱，δEu值為0.54～0.55，巖石具中等程度的負(fù)銪異常。球粒隕石稀土元素配分圖(圖8a)總體呈右傾，輕稀土曲線傾斜較陡，重稀土曲線相對平坦，近于水平分布。

表2 東昆侖造山帶西段克其克孜蘇二長花崗巖主量元素(%)、微量(×10-6)和稀土元素(×10-6)分析數(shù)據(jù)Table 2 Analysis data of majorelements(%) , trace elements and rare earth elements(×10-6) of the granites in Keqikezisu area, western part of the East Kunlun Orogenic Belt

樣品原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(圖8b)顯示克其克孜蘇巖體富集大離子親石元素K、Rb、U、Th，不同程度虧損Ba、Nb、Sr、Ti、Zr等高場強(qiáng)元素。

圖8 東昆侖造山帶克其克孜蘇二長花崗巖稀土元素配分圖(a)(Boynton,1984)和微量元素蛛網(wǎng)圖(b)(Sun and Mcdonough,1989)Fig. 8 Chondrite-normalized REE abundances(a)(after Boynton,1984)and primitive mantle-normalized trace elements diagrams(b)(after Sun and Mcdonough，1989)of the monzogranite in Keqikezisu area, Eastern Kunlun Orogen Belt

5 討論

5.1 成巖年代

克其克孜蘇花崗巖一直缺少精確可靠的年齡數(shù)據(jù)，前人將侵位時代界定為泥盆紀(jì)，本次工作對克其克孜蘇二長花崗巖進(jìn)行了鋯石U-Pb測年，獲得442.3±4.4 Ma(MSWD=2.7，n=28)的加權(quán)平均值年齡，分析測試點(diǎn)主要位于鋯石幔部結(jié)晶環(huán)帶部位或鋯石邊部，n(206Pb)/n(238U)年齡值數(shù)據(jù)點(diǎn)全部分布于諧和線附近，分布較集中，可以代表二長花崗巖巖體的結(jié)晶年齡。前人對克其克孜蘇花崗巖同一構(gòu)造單元內(nèi)東側(cè)小庫賽湖二長花崗巖進(jìn)行了鋯石U-Pb年齡測年，獲得437.3±3 Ma、428.1±3.4 Ma(1∶25萬布倫臺幅?)的年齡值(圖1b-2)，同時，本次工作在克其克孜蘇二長花崗巖東10 km內(nèi)還獲得了415 Ma(山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第七地質(zhì)大隊?)的花崗質(zhì)侵入巖巖體的年齡數(shù)據(jù)，這些年齡與區(qū)域上東昆侖南昆侖結(jié)合帶內(nèi)東段獲得的沒草溝被二長花崗巖、萬寶溝二長花崗巖、大灶火溝二長花崗巖(445.9±1.3 Ma，446.82±0.98 Ma，449.9±1.4 Ma，祁生勝，2015)以及溝里敖洼得二長花崗巖(454±2 Ma，陳加杰等，2016)等系列酸性巖漿活動的年齡相一致，它們處在同一構(gòu)造帶內(nèi)，代表了南昆侖結(jié)合帶內(nèi)早古生代晚奧陶世—早志留世的巖漿活動，另外與區(qū)域上獲得的胡曉欽鎂鐵質(zhì)巖石的結(jié)晶年齡(438±2 Ma，劉彬等，2013)、清水泉輝綠巖脈(436±1 Ma，任軍虎等，2009)、夏達(dá)烏花崗閃長巖(446.5±2.5 Ma，Xiong Fuhao et al.,2015)年齡也相對應(yīng)，這些巖漿記錄共同反映了整個東昆侖地區(qū)早古生代發(fā)生的巖漿活動。

5.2 巖石成因

Whalen等(1987)認(rèn)為A型花崗巖中常見堿性暗色礦物，且Zr+Nb+Ce+Y值>350×10-6，10000Ga/Al值>2.6，克其克孜蘇黑云二長花崗巖Zr+Nb+Ce+Y 值(184×10-6～218×10-6)低于350×10-6，10000Ga/Al值介于2.3～3.1，平均2.76，但巖體中未見堿性暗色礦物，因此克其克孜蘇黑云二長花崗巖應(yīng)不屬于A型花崗巖。

Chappell(1999)通過對比I型、S型花崗巖主量、微量的含量元素隨SiO2含量的變化指出：I型花崗巖中P2O5含量隨SiO2含量增加呈負(fù)相關(guān)，S型花崗巖中P2O5含量隨SiO2含量增加無明顯降低的趨勢，I型花崗巖La含量隨SiO2含量增加呈輕微正相關(guān)，S型花崗巖La含量隨SiO2增加呈負(fù)相關(guān)，當(dāng)SiO2含量達(dá)73%時下降速度變快；I型花崗巖Y含量在SiO2含量<73%時，總體在40×10-6線下分布，當(dāng)SiO2含量>73%時，呈激增趨勢。S型花崗巖Y含量隨SiO2的變化基本保持在40×10-6線附近，變化不大。雖然這種趨勢不是絕對的，但為區(qū)分I型和S型花崗巖提供了一定依據(jù)。將本次所獲數(shù)據(jù)作哈克圖解(SiO2/P2O5、SiO2/Y、SiO2/La和Rb/Th圖)(圖9)，顯示克其克孜蘇巖體P2O5含量隨SiO2的增加而增加(圖9a)，Y含量隨SiO2含量增加保持在40×10-6左右(圖9b)，La含量隨SiO2含量呈下降趨勢(圖9c)，同時克其克孜蘇二長花崗巖Rb含量與Th含量呈負(fù)相關(guān)變化(圖9d)，與Chappell(1999)的研究結(jié)果對比，呈S型花崗巖的特點(diǎn)。

圖9 東昆侖造山帶克其克孜蘇二長花崗巖哈克圖及Rb/Th圖(Chappell，1999)Fig. 9 Harker diagrams about P2O5,La, Y and Ba and Rb vs Th for the monzogranite in Keqikezisu area, Eastern Kunlun Orogen Belt

Champion& Chappell(1992)等認(rèn)為I型花崗巖的特征礦物為角閃石和輝石，其A/CNK值小于1.1。對于鈉含量，S型花崗巖較I型花崗巖要低，通常當(dāng)巖石中K2O含量近5%時，Na2O低于3.2%，K2O近2%時，Na2O低于2.2%。I型花崗巖的化學(xué)特征是鈉的含量相對較高，長英質(zhì)巖石中，Na2O含量一般>3.2%。S型花崗巖A/CNK值多大于1.1(鄧晉福等，2015a, 2015b；吳福元，2007)，標(biāo)準(zhǔn)礦物剛玉含量大于1.0%，典型S型花崗巖指含堇青石的強(qiáng)過鋁質(zhì)花崗巖類巖石(Clemens,2003)，并且Miller(1985)認(rèn)為石榴子石和白云母不能作為S型花崗巖的主要標(biāo)志?？似淇俗翁K黑云二長花崗巖雖未見堇青石和白云母等特征礦物，但其A/CNK值為1.09～1.13，平均值>1.1，CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物剛玉含量為1.61%～2.06%(見表2)，平均1.84%，含量大于1.0%，且標(biāo)準(zhǔn)礦物無角閃石和輝石礦物，K2O含量近5%，Na2O低于3.2%，呈現(xiàn)S型花崗巖特征。

Chappel 和 White(1974)認(rèn)為S型花崗巖的源巖物質(zhì)來自殼層沉積巖?？似淇俗翁K花崗巖在Laurent 等(2014)的Al2O3/(FeOt+MgO)—5K2O/Na2O—3CaO巖漿物質(zhì)來源判斷圖中(圖10)，落入變質(zhì)沉積物區(qū)域，表明克其克孜蘇花崗巖成巖過程中存在地殼沉積物質(zhì)的參與。

圖10 東昆侖造山帶克其克孜蘇二長花崗巖Al2O3/(FeOt+MaO)—5K2O/Na2O—3CaO源區(qū)判別圖(底圖據(jù)Laurent et al.,2014)Fig. 10 Source diagram of the monzogranite in Keqikezisu area, Eastern Kunlun Orogen Belt(Laurent et al.2014)

綜上所述，克其克孜蘇黑云二長花崗巖具S型花崗巖的特征，與區(qū)域上東昆南地區(qū)早古生代晚奧陶世—早志留世的構(gòu)造活動也相對應(yīng)。

5.3 構(gòu)造背景

前人對東昆侖地區(qū)早古生代的構(gòu)造演化認(rèn)識相對統(tǒng)一。東昆侖原特提斯洋始于寒武紀(jì)，Yang Jingsui 等(1996)、陸松年(2002)在南昆侖結(jié)合帶內(nèi)的清水泉蛇綠混雜巖帶中獲得蛇綠巖組合的年齡為518±3 Ma、輝長巖的年齡為522.3 ±4.1 Ma，為寒武紀(jì)洋盆發(fā)育提供了證據(jù)，表明存在寒武紀(jì)洋殼；中寒武世到晚奧陶世原特提斯洋進(jìn)入俯沖消減階段，伴隨著洋殼的俯沖消減，在昆南和昆北地塊形成了一系列與俯沖作用有關(guān)的弧巖漿巖，前人研究已發(fā)現(xiàn)可可沙石英閃長巖(515±4 Ma，李懷坤等，2003)、清水泉麻粒巖(508±8 Ma，張亞峰等，2010)、旺尕秀輝長雜巖(468±2 Ma，朱小輝等，2010)以及具有島弧特征的香日德南變質(zhì)閃長巖(446.5±9.1 Ma，陳能松等，2000)、祁漫塔格閃長巖(480±3 Ma，崔美慧等，2011)等均為與俯沖作用有關(guān)的島弧巖漿巖，支撐了東昆侖原特提斯洋在寒武到奧陶紀(jì)發(fā)生的俯沖消減作用。志留紀(jì)東昆侖造山帶構(gòu)造環(huán)境總體處于碰撞構(gòu)造環(huán)境。泥盆紀(jì)受牦牛山組伸展型磨拉石建造時限(423±2～406±3 Ma，據(jù)張耀玲等，2010；陸露等，2010)的限制，東昆侖地區(qū)的構(gòu)造環(huán)境由碰撞擠壓轉(zhuǎn)向后碰撞伸展階段。雖然總體認(rèn)識一致，但對于東昆侖地區(qū)晚奧陶世到早志留世的俯沖作用主要發(fā)生在昆中洋還是昆南洋也存在還有不同的認(rèn)識，如陳加杰等(2016)認(rèn)為東昆南構(gòu)造帶內(nèi)發(fā)育的早古生代島弧花崗巖為昆中洋雙向俯沖的結(jié)果，王曉霞等(2012)將出露于昆中和昆南斷裂之間的早古生代萬寶溝高鉀鈣堿性黑云母二長花崗巖(441±5 Ma)判定為碰撞晚期或者后碰撞構(gòu)造環(huán)境的產(chǎn)物，認(rèn)為“昆南阿尼瑪卿帶是三疊紀(jì)的俯沖帶，從構(gòu)造空間位置配置來看，萬寶溝花崗巖不具有弧花崗巖的地質(zhì)背景”，即認(rèn)為昆南洋未發(fā)生向北的俯沖，只有昆中洋發(fā)生過俯沖作用。

近年來，在東昆南地區(qū)開展了系列研究工作，取得了新認(rèn)識。劉戰(zhàn)慶等(2011)、裴先治等(2018)等認(rèn)為東昆南構(gòu)造帶經(jīng)歷了原特提斯洋和古特提斯洋兩期洋—陸構(gòu)造轉(zhuǎn)換的復(fù)雜演化，并且東特提斯洋(布青山洋)自新元古代以來，從晚寒武世—中三疊世長期、持續(xù)存在向北的洋殼消減及俯沖增生過程，即早古生代除了昆中洋發(fā)生過向北俯沖以外，昆南洋也發(fā)生過向北的俯沖碰撞。Xiong Fuhao 等(2015)在東昆侖造山帶東段報道的與俯沖碰撞有關(guān)的阿尼瑪卿地區(qū)富角閃質(zhì)深成巖(466 Ma)以及祁生勝(2015)在東昆南構(gòu)造報道的早志留世GG花崗巖組合，進(jìn)一步表明了原特提斯洋在昆南斷裂發(fā)生過向北的俯沖碰撞。本文報道的克其克孜蘇花崗巖能夠為原特提斯洋沿昆南斷裂向北俯沖碰撞以及確定東昆侖早古生代洋殼俯沖與碰撞造山的轉(zhuǎn)換時間、探討東昆侖地區(qū)晚奧陶世—早志留世時期的構(gòu)造演化史等提供重要的巖石學(xué)證據(jù)。

克其克孜蘇巖石樣品相對于原始地幔富集大離子親石元素(LILE∶Rb、Ba、Th、U等)和輕稀土，明顯虧損高場強(qiáng)元素(HFSE∶Ba、Nb、Sr、Ti、Zr)，指示其可能與俯沖作用有關(guān)。在Harris等(1986)的構(gòu)造判別圖解中，本次數(shù)據(jù)落入火山弧內(nèi)(圖11a)，在R1—R2判別圖解中數(shù)據(jù)落入同碰撞區(qū)域內(nèi)(圖11b)，在Pearce等(1984)的判別圖中(圖12)，數(shù)據(jù)均落入火山弧內(nèi)。表明克其克孜蘇花崗巖的構(gòu)造環(huán)境與俯沖碰撞作用有關(guān)。

圖11 東昆侖造山帶克其克孜蘇二長花崗巖Hf—Rb/30—3Ta判別圖解(據(jù) Harris et al.，1986)及R1—R2投影判別圖(據(jù) Batchelor and Bowden,1985)Fig. 11 Rock Hf—Rb/30—3Ta discrimination diagram (after Harris et al.，1986) and R1—R2 projection discriminant diagram(after Batchelor and Bowden,1985) of the monzogranite in Keqikezisu area, Eastern Kunlun Orogen Belt

圖12 東昆侖造山帶克其克孜蘇二長花崗巖構(gòu)造判別圖解(底圖據(jù)Pearce et al.,1984)Fig. 12 Discrimination diagram of granite tectonic of the monzogranite in Keqikezisu area, Eastern Kunlun Orogen Belt (base on Pearce et al.,1984)WPG—板內(nèi)花崗巖;VAG—火山弧花崗巖;ORG—洋脊花崗巖;syn-COLG—同碰撞花崗巖

前人在東昆侖地區(qū)已發(fā)現(xiàn)了年齡在515～436 Ma之間具島弧巖漿巖特征以閃長巖、玄武巖、安山巖、輝長巖為主代表原特提斯洋俯沖作用的巖漿巖和年齡在430～391 Ma之間具島弧巖漿巖特征以閃長巖、玄武巖、安山巖、輝長巖為主代表后碰撞伸展演化的巖漿巖(圖13)。此外，本次工作在昆南斷裂南北兩側(cè)還新發(fā)現(xiàn)(山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第七地質(zhì)大隊?)：結(jié)晶年齡為489±10 Ma(位于昆南斷裂以南混雜巖帶中)形成于洋中脊環(huán)境代表寒武末原特提斯洋洋盆打開的蝕變玄武巖巖塊、結(jié)晶年齡為481.2±8.3 Ma(位于昆南及昆北斷裂間)具俯沖作用背景下火山弧環(huán)境的蝕變安山巖—英安巖組合以及年齡為444 Ma(位于昆南及昆北斷裂間)形成于島弧構(gòu)造環(huán)境的角閃輝長巖巖塊。這些新發(fā)現(xiàn)的巖漿記錄與區(qū)域上前人發(fā)現(xiàn)的巖漿記錄一致(圖13)，它們共同支撐了東昆侖地區(qū)早古生代的巖漿構(gòu)造演化，也為晚奧陶世—早志留世沿昆南洋發(fā)生的向北俯沖提供了證據(jù)。

圖13 東昆侖造山帶早古生代巖漿—變質(zhì)—構(gòu)造演化序列圖(據(jù)劉彬等,2013,修改)Fig. 13 Summary of Early Paleozoic magmatic, metamorphic and tectonic evolution of East Kunlun Orogenic belt (modified from Liu Bin et al.,2013&)

綜上，本文認(rèn)為，克其克孜蘇花崗巖應(yīng)為晚奧陶世原特提斯洋沿昆南斷裂向北俯沖消減增生的產(chǎn)物，俯沖板塊將大量與沉積物有關(guān)的熔融物帶入耗散的地幔源，形成一個熱的系統(tǒng)，并受地幔交代和熔融作用的影響，伴隨巖漿的上侵，形成本區(qū)出露的黑云二長花崗巖?？似淇俗翁K花崗巖為東昆侖造山帶西段原特提斯洋沿昆南斷裂發(fā)生向北的俯沖碰撞提供了證據(jù)，表明了東昆侖造山帶自中寒武世開始的俯沖作用的持續(xù)，東昆侖地區(qū)西段在晚奧陶世—早志留世(442.3±4.4 Ma)時期還未進(jìn)入碰撞造山階段。

6 結(jié)論

通過對克其克孜蘇花崗巖開展詳細(xì)的鋯石U-Pb年代學(xué)、巖石地球化學(xué)研究，同時與區(qū)域研究成果對比，獲得以下結(jié)論：

(1)利用鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年方法，獲得克其克孜蘇花崗巖的結(jié)晶年齡為442.3±4.4 Ma(MSWD=2.7)。

(2)克其克孜蘇花崗巖為區(qū)域上新解體出的早古生代晚奧陶世—早志留世花崗巖，是東昆侖造山帶西段巖漿活動的記錄。

(3)克其克孜蘇花崗巖與俯沖構(gòu)造環(huán)境有關(guān)，可能代表了東昆侖地區(qū)晚奧陶世—早志留世沿昆南洋發(fā)生的北向俯沖碰撞作用。

致謝:野外地質(zhì)調(diào)查得到山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第七地質(zhì)大隊劉同、葛躍進(jìn)、鄧俊、王凱凱、許俸源等高級工程師的幫助，樣品處理得到西安地質(zhì)調(diào)查中心汪雙雙研究員的幫助與指導(dǎo)，長安大學(xué)李佐臣教授審閱文稿提出了許多寶貴的意見，在此一并致以衷心的感謝。

注 釋/Notes

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(The literature whose publishing year followed by a “&” is in Chinese with English abstract; The literature whose publishing year followed by a “#” is in Chinese without English abstract)

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