呂鑫 于曉飛 杜澤忠 康凱 杜軼倫 王春女

1.中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心，北京 100037 2.自然資源部礦產(chǎn)勘查技術(shù)指導中心，北京 100083 3.中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所，中國科學院礦產(chǎn)資源研究重點實驗室，北京 100029

中亞造山帶位于西伯利亞板塊、塔里木板塊、華北板塊和東歐板塊之間，是全球顯生宙以來最大的增生型造山帶之一，是研究古亞洲洋俯沖消減與大陸增生-改造過程的天然實驗室(肖文交等, 2008; 圖1a)。北山造山帶處于中亞造山帶南緣，從早古生代到中生代經(jīng)歷了長期多階段的俯沖、拼貼，是記錄中亞造山帶南緣構(gòu)造演化與古亞洲洋閉合的重要區(qū)域(Jahnetal., 2000; 左國朝等, 2003; Xiaoetal., 2010, 2018; Heetal., 2018)。北山地區(qū)巖漿活動頻繁，不同規(guī)模、類型以及成因的巖漿巖廣泛分布，出露面積超過總基巖面積的三分之一，反映了巖漿-熱事件在地殼演化中的重要作用(楊合群等, 2006)。其中，花崗巖類約占侵入巖的95%(江思宏和聶鳳軍, 2006)。根據(jù)前人年代學研究結(jié)果，北山地區(qū)主要經(jīng)歷了前寒武紀、早古生代、晚古生代、早中生代四期巖漿事件(梅華林等, 1999; 周濟元等, 2000；胡朋, 2007；趙澤輝等, 2007；Maoetal., 2010；Xiaoetal., 2010；毛啟貴等, 2010；李舢等, 2011; 張文等, 2011; Lietal., 2012; 馮繼承等, 2012; 朱江, 2013；王疆濤等, 2016)，記錄了北山造山帶各時期不同性質(zhì)的構(gòu)造事件。

圖1 中亞造山帶構(gòu)造位置(a，據(jù)He et al., 2018)及北山造山帶構(gòu)造簡圖(b，據(jù)Song et al., 2013; Xiao et al., 2018)

北山造山帶以紅柳河-洗腸井蛇綠巖帶為分界，分為北帶與南帶。近年來學者對北山南帶花崗巖開展了豐富的研究?；诓煌淖C據(jù)，學者對北山南帶構(gòu)造環(huán)境存在不同觀點：部分學者認為，在早泥盆世北山南帶已轉(zhuǎn)入造山晚期伸展環(huán)境(趙澤輝等, 2007; 李舢等, 2009, 2011)；也有學者認為，泥盆紀北山南帶仍以俯沖作用為主導(Xiaoetal., 2010；Songetal., 2013；Zhuetal., 2016; 王疆濤等, 2016)。前人研究中對北山南帶晚泥盆世的花崗巖報道較少，也限制了對本地區(qū)構(gòu)造演化事件的解釋推斷。本文基于對甘肅北山南帶花牛山幅、長流水幅1:50000礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查成果，對雙峰山南復式巖體展開巖石學、鋯石U-Pb年代學、Hf同位素、全巖地球化學及Sr-Nd同位素分析，為探討北山南帶晚泥盆世構(gòu)造-巖漿事件提供依據(jù)。

1 地質(zhì)背景及樣品特征

北山造山帶位于中亞造山帶南緣，南接敦煌地塊，北至蒙古造山帶，西部以星星峽走滑斷裂與東天山接鄰，東部以弱水走滑斷裂掩于巴丹吉林沙漠(劉雪亞和王荃, 1995; 姜洪穎等, 2013)。由于其特殊的構(gòu)造位置與復雜的構(gòu)造背景，北山造山帶由一系列島弧、蛇綠混雜巖帶和微陸塊構(gòu)成。以紅柳河-洗腸井蛇綠巖帶為界，北山造山帶分為北帶與南帶。北帶由北至南以紅石山綠混雜巖帶和(星星峽-)石板井-小黃山蛇綠混雜巖帶分隔劃分為雀兒山島弧帶、黑鷹山-旱山島弧帶、馬鬃山島弧帶(又稱為公婆泉-東七一山弧)；南帶由北至南以柳園蛇綠混雜巖帶分隔劃分為雙鷹山-花牛山島弧帶和石板山島弧帶(圖1b，Xiaoetal., 2010; Heetal., 2018)。

研究區(qū)位于甘肅柳園鎮(zhèn)北東方向約35km的花牛山-長流水一帶，屬于北山南帶的雙鷹山-花牛山島弧帶(圖2)。構(gòu)造格架主要以近東西向和北東向兩組為主。研究區(qū)地層出露由老至新為：太古宙-中元古代敦煌巖群中深變質(zhì)巖，前人對北山南帶中敦煌巖群中眼球狀片麻巖進行了鋯石U-Pb測年，年齡結(jié)果在920～850Ma(梅華林等, 1999; Liuetal., 2015; Sakturaetal., 2017)；南華系-震旦系洗腸井群，為一套淺變質(zhì)沉積巖；早古生代寒武系雙鷹山組、西雙鷹山組，奧陶系花牛山群、白云山組，總體為一套淺變質(zhì)或基本未變質(zhì)的碎屑巖夾有少量碳酸鹽巖及火山巖；中-晚古生代泥盆系墩墩山群、石炭系紅柳園組、二疊系雙堡堂組和金塔組，總體為一套海相火山巖-碎屑巖(甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1987(1)甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)局.1987.花牛山幅等四幅1/5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告、地質(zhì)圖及說明書(內(nèi)部資料))。

圖2 雙峰山-花牛山-長流水一帶地質(zhì)簡圖(據(jù)王春女等, 2019; 甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1987修改)

研究區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，多呈巖基、巖株和巖墻狀產(chǎn)出，從超基性至酸性巖均有出露，主要以花崗質(zhì)侵入體為主。侵入巖在空間上呈三個分帶：南部沿柳園-東大泉一帶分布，被一系列平行的北東向斷裂錯斷，巖性主要為閃長巖、石英閃長巖、似斑狀二長花崗巖，局部有一定片麻狀變形，形成時代主要在晚奧陶世-早志留世460～430Ma(趙澤輝等, 2007; 毛啟貴等, 2010; Wangetal., 2019)。中部為花牛山-長流水一帶連續(xù)分布的正長花崗巖-二長花崗巖，形成時代主要在三疊紀(Lietal., 2012; 朱江, 2013; 李增達, 2018)，是本區(qū)侵入年齡最新的酸性侵入體，與研究區(qū)中鉛鋅礦、金礦關(guān)系密切(朱江, 2013; 李增達, 2018)。北部為一套復式巖體，沿雙峰山-長黑山一帶分布，主要為花崗閃長巖-二長花崗巖，根據(jù)前人研究結(jié)果，大山頭、雙峰山一帶石英閃長巖-花崗閃長巖的年齡為334～362Ma(王懷濤, 2019)。在北山北帶馬鬃山弧南緣，研究區(qū)東北方向牛圈子南的花崗閃長質(zhì)北山雜巖體和算井子花崗巖中也分別得到374Ma和351Ma的年齡(Songetal., 2013; 趙宏剛等, 2019)，表明在紅柳河-洗腸井南北兩側(cè)，晚泥盆世-早石炭世發(fā)生了一起較廣泛的巖漿事件。研究區(qū)還廣泛發(fā)育基性脈巖，主要巖性為輝綠巖，走向以北東向和近東西為主(孫海瑞等, 2020)。

本次研究采集樣品為研究區(qū)北部雙峰山南的中酸性復式巖體，其中TW6237、TW6239在雙峰山-長黑山南側(cè)，TW6240在長流水東北部。復式巖體近東西向略向南呈弧形展布，巖體呈巖基狀產(chǎn)出(圖2)，受后期巖漿及構(gòu)造作用強烈改造，形態(tài)不規(guī)則，侵入于震旦系洗腸井群和寒武系雙鷹山組，與圍巖接觸界線呈交錯狀、港灣狀，接觸面凹凸不平或波狀起伏。TW6237為灰白色花崗閃長巖，中?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，邊緣相微具似片麻狀構(gòu)造，粒度一般為2～3mm(圖3a, c)。主要礦物成分為斜長石(30%～35%)、鉀長石(15%～20%)、石英(20%～25%)、角閃石(10%～15%)和黑云母(<5%)。其中，斜長石板狀、半自形晶，環(huán)帶構(gòu)造清晰；鉀長石以微斜長石和條紋長石為主，粒狀；黑云母呈鱗片狀，發(fā)生綠泥石化，局部析出磁鐵礦(圖3e)。TW6239、TW6240樣品為淺灰色-淺肉紅色二長花崗巖，中粗粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物成分為鉀長石(35%～40%)、斜長石(30%～35%)、石英(25%～30%)，黑云母(<5%)及少量角閃石(<5%)(圖3b, d)。鉀長石以條紋長石和微斜長石為主，粒狀；斜長石半自形板狀，局部包圍鉀長石顆粒呈陰影狀，發(fā)條紋狀；石英呈他形粒狀，裂痕發(fā)育；黑云母呈不規(guī)則片狀，蝕變?yōu)榫G泥石，析出鐵鈦物質(zhì)(圖3f-h)。

圖3 雙峰山南復式巖體巖性野外及顯微照片

2 樣品測試方法

2.1 鋯石U-Pb測年

鋯石的分選由首鋼地質(zhì)勘查院完成，樣品破碎至80目，重力磁力分選后利用雙目鏡把鋯石顆粒挑出，后由北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司完成制靶和陰極發(fā)光照相。鋯石的U、Th、Pb同位素由北京燕都中實測試技術(shù)有限公司完成。激光剝蝕系統(tǒng)為New Wave公司 UP213固體激光剝蝕系統(tǒng)，ICP-MS型號為布魯克M90。本次測試剝蝕光斑直徑30μm，每個時間分辨分析數(shù)據(jù)包括大約20～30s的空白信號和50s的樣品信號。U-Pb 同位素定年中采用鋯石標準91500和Plesovice作為外標進行同位素分餾校正。鋯石微量元素含量利用SRM610作為多外標、Si 作內(nèi)標的方法進行定量計算。實驗所得數(shù)據(jù)使用采用軟件ICP-MS-Data-Cal進行處理和校正(Liuetal., 2010)，校正后結(jié)果用Isoplot(version 3.0，Ludwig, 2003)完成年齡計算和協(xié)和圖繪制。

2.2 全巖主微量元素分析

樣品碎樣由首鋼地質(zhì)勘查院完成，將巖石粗碎至厘米級的塊體，選取無蝕變及脈體穿插的新鮮樣品用純化水沖洗干凈，烘干并粉碎至200目以備測試使用。全巖主微量分析由北京燕都中實測試技術(shù)有限公司完成，主量元素測試首先將粉末樣品稱量后加入Li2B4O7(1:8)助熔劑混合，并使用融樣機加熱至1150℃使其在金鉑坩堝中熔融成均一玻璃片體，后使用XRF(Zetium, PANalytical)測試。測試結(jié)果保證數(shù)據(jù)誤差小于1%。微量元素測試將200目粉末樣品稱量后置放入聚四氟乙烯溶樣罐，然后加入HF+HNO3，在干燥箱中將高壓消解罐保持在190℃下72小時，后取出經(jīng)過趕酸并將溶液定容為稀溶液上機測試。測試使用ICP-MS(M90，analytikjena)完成，所測數(shù)據(jù)根據(jù)監(jiān)控標樣GSR-2顯示誤差小于5%，部分揮發(fā)性元素及極低含量元素的分析誤差小于10%。

2.3 Lu-Hf同位素分析

樣品完成鋯石U-Pb測年實驗后，由西北大學大陸動力學國家重點實驗室進行鋯石微區(qū)原位Lu-Hf同位素分析。實驗儀器為193nm 準分子激光剝蝕系統(tǒng)(RESOlution M-50, ASI)和Nu Instrument雙聚焦多接收等離子體質(zhì)譜儀。激光能量密度為6J/cm2, 頻率為5Hz，斑束為43μm，載氣為高純氦氣。Lu-Hf同位素分餾校正采用指數(shù)法則計算，采用176Lu/175Lu=0.02656和176Yb/173Yb=0.78696比值扣除176Lu和176Yb對176Hf的干擾，獲得準確的176Hf信號值。Hf和Lu同位素比值采用179Hf/177Hf=0.7325進行儀器質(zhì)量歧視效應校正，Yb同位素比值采用173Yb/171Yb=1.12346進行儀器質(zhì)量歧視效應校正。在分析過程中，國際標準鋯石樣品91500和Mudtank作為監(jiān)控樣品，每8個樣品插入一組國際標樣，數(shù)據(jù)采集模式為TRA 模式，積分時間為0.2s，背景采集時間為30s，樣品積分時間為50s，吹掃時間為40s。

2.4 Rb-Sr、Sm-Nd同位素分析

本次樣品Rb-Sr、Sm-Nd同位素測試分析在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試研究中心完成。Rb-Sr同位素分析采用ISOPROBE-T熱電離質(zhì)譜計，單帶，M+，可調(diào)多法拉第接收器接收。用86Sr/88Sr=0.1194校正質(zhì)量分餾；標準測量結(jié)果：NBS987為0.710250±7；實驗室流程的本底為：Rb=2×10-10g，Sr=2×10-10g。Sm-Nd同位素分析采用ISOPROBE-T熱電離質(zhì)譜計，三帶，M+，可調(diào)多法拉第接收器接收。用146Nd/144Nd=0.7219校正質(zhì)量分餾；標準測量結(jié)果：JMC為143Nd/144Nd= 0.512109±3。

3 測試結(jié)果

3.1 鋯石U-Pb年代學

本文對雙峰山南復式巖體中不同樣品進行了鋯石U-Pb定年，測試結(jié)果如表1，中酸性侵入體中鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像如圖4。鋯石樣品均呈無色透明，自形-半自形棱柱狀，長50～200μm，長寬比1:1～1:3，發(fā)育明顯的震蕩環(huán)帶。本次測試的鋯石樣品中Th/U比值在0.21～1.74，均大于0.1，表現(xiàn)出典型的巖漿鋯石特征(Hoskin and Schaltegger, 2003)。

圖4 山南復式巖體樣品鋯石陰極發(fā)光圖像

表1 雙峰山南復式巖體鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年結(jié)果

花崗閃長巖TW6237-3測定的23個樣品206Pb/238U加權(quán)平均年齡為366.3±2.2Ma(n=23，MSWD=0.046)(圖5a)。二長花崗巖TW6239-1測定的21個樣品206Pb/238U加權(quán)平均年齡為367.5±1.7Ma(n=21，MSWD=0.046)(圖5b)；TW6240-1測定的17個樣品206Pb/238U加權(quán)平均年齡為368.0±1.8Ma(n=17，MSWD=0.040)(圖5c)。雙峰山南復式巖體中各樣品得到年齡基本一致，均為晚泥盆世366～368Ma侵位形成的花崗質(zhì)巖體。

圖5 雙峰山南復式巖體鋯石年齡協(xié)和圖

3.2 全巖主量、微量元素特征

雙峰山南復式巖體的全巖主量、微量元素測試數(shù)據(jù)見表2。花崗閃長巖樣品SiO2=64.39%～70.64%，鉀含量相對較低，K2O=1.26%～2.89%，堿含量為5.01%～5.66%，在TAS圖解中主要上落于花崗閃長巖區(qū)域(圖6a)，在SiO2-K2O圖解中落鈣堿系列(圖6b)。二長花崗巖樣品硅含量相對較高，SiO2=71.03%～74.59%，鉀含量變化較大，K2O=2.36%～6.88%，且相對富堿，Na2O+K2O=6.20%～9.21%，在TAS圖解中主要上落于花崗巖區(qū)域(圖6a)。雙峰山南復式巖體所有樣品A/CNK值在0.88～1.00，屬于準鋁質(zhì)(圖7)。

圖6 雙峰山南復式巖體TAS圖解(a，底圖據(jù)Middlemost, 1994)和SiO2-K2O圖解(b，底圖據(jù)Peccerillo and Taylor, 1976)

圖7 雙峰山南復式巖體A/NK-A/CNK圖(底圖據(jù)Maniar and Piccoli, 1989)

表2 雙峰山南復式巖體全巖主量(wt%)和微量(×10-6)元素數(shù)據(jù)表

所有樣品稀土總量偏高(ΣREE=90.83×10-6～298.4×10-6)，在球粒隕石標準化稀土元素配分圖中(圖8a)呈輕稀土元素富集、重稀土元素平坦的右傾型((La/Yb)N=6.23～23.0)。花崗閃長巖表現(xiàn)出較強的Eu負異常(δEu=0.53～0.69)，二長花崗巖Eu負異常更強烈(δEu=0.31～0.55)。在原始地幔標準化微量元素蛛網(wǎng)圖中(圖8b)，所有復式巖體樣品均表現(xiàn)出富集Rb、Th、U等大離子親石元素(LILE)，貧高場強元素(HFSE)，P、Ti明顯虧損，較強烈虧損Nb。其中二長花崗巖樣品表現(xiàn)出富集LILE和虧損HFSE特征更為明顯。

圖8 雙峰山南復式巖體球粒隕石標準化稀土元素配分圖(a)及原始地幔標準化微量元素蛛網(wǎng)圖(b)(標準化值據(jù) Sun and McDonough, 1989)

3.3 Hf同位素地球化學

鋯石Hf同位素分析結(jié)果見表3?；◢忛W長巖(TW6237-3)測點16個，176Hf/177Hf初始比值在0.282623～0.282715之間，εHf(t)值為+2.7～+6.0，tDM2為860～1028Ma(圖9)。二長花崗巖(TW6239-1、TW6240-1)測點32個，176Hf/177Hf初始比值在0.282457～0.282678之間，εHf(t)值為-3.1～+4.7，tDM2為928～1326Ma(圖9)。雙峰山南復式巖體的Hf同位素特征基本一致，二長花崗巖相較花崗閃長巖εHf(t)更小，tDM2更高。

表3 雙峰山南復式巖體鋯石Hf同位素組成

圖9 甘肅雙峰山南復式巖體樣品鋯石Hf同位素組成(底圖據(jù)吳福元等, 2007)

3.4 Sr-Nd同位素地球化學

全巖Sr-Nd同位素分析結(jié)果見表4?；◢忛W長巖(TW6237)的(87Sr/86Sr)i和εNd(t)分別在0.705607～0.706358和-2.5～-2.0之間(圖10)；二長花崗巖(TW6239、TW6240)的(87Sr/86Sr)i和εNd(t)在0.706268～0.708523和-4.1～-1.9之間(圖10)。雙峰山南復式巖體的Sr-Nd同位素組成具有一致性。

表4 甘肅雙峰山南復式巖體全巖Sr-Nd同位素組成

圖10 甘肅雙峰山南復式巖體樣品全巖Sr-Nd同位素組成(底圖據(jù)洪大衛(wèi)等, 2000; Ding et al., 2017)

4 討論

4.1 雙峰山南復式巖體侵位時代

根據(jù)測試結(jié)果，雙峰山南復式巖體中黑云母花崗閃長巖年齡為366.3±2.2Ma，黑云母二長花崗巖年齡為367.5±1.7Ma和368.0±1.8Ma，由此判斷雙峰山南復式巖體為北山南帶在晚泥盆世巖漿活動的產(chǎn)物，巖體形成時代為366～368Ma。

前人的年代學研究將北山南帶花崗質(zhì)巖體分為四期，分別為新元古代、晚志留世-早泥盆世、晚石炭世-早二疊世和三疊紀(朱江, 2013, 表5)，但相對缺乏晚泥盆世花崗巖的報道。近期，王懷濤(2019)對雙鷹山-花牛山島弧帶中各類巖體進行了較細致的年代學研究，在花牛山、雙峰山一帶測得花崗閃長巖等年齡數(shù)據(jù)為334～363Ma；而在北山北帶南緣的馬鬃山島弧帶中，也有關(guān)于晚泥盆世到早石炭世花崗質(zhì)巖體的報道(Songetal.,2013;王鑫玉,2018;趙宏剛等, 2019)。

表5 北山南帶花崗質(zhì)侵入體同位素年代學年齡統(tǒng)計

本文所獲得的年齡數(shù)據(jù)與這些成果相近，由此佐證了該地區(qū)晚泥盆世花崗巖的存在。此外，由于紅柳河-洗腸井洋在早泥盆世前已閉合(張元元和郭召杰, 2008)，說明晚泥盆世紅柳河-洗腸井縫合帶南北兩側(cè)的巖體可能具有同樣的成因及構(gòu)造背景。此時，北山地區(qū)應該存在一起較廣泛的巖漿事件。

4.2 巖體成因與源區(qū)判別

雙峰山南復式巖體中花崗閃長巖與二長花崗巖主要礦物組合均為斜長石+角閃石+石英+鉀長石+黑云母，副礦物為磷灰石、鋯石和磁鐵礦，具有I型花崗巖的特征。在Nb-10000×Ga/Al圖中(圖11a)，樣品落入A型與I、S型花崗巖之間；在FeOT/MgO-(Zr+Nb+Ce+Y)判別圖中(圖11b)，多數(shù)樣品落入未分異的I、S、M類型的花崗巖之中，也表明不具備A型花崗巖特征。巖體樣品A/CNK值在0.88～1.00，屬準鋁質(zhì)。巖體樣品中P2O5含量均低于0.20%，且與SiO2呈負相關(guān)(圖12c)，具備典型的I型花崗巖特征(Chappel, 1999)。

圖11 雙峰山南復式巖體類型判別圖(底圖據(jù)Whalen et al., 1987)

圖12 雙峰山南復式巖體Hacker圖解

在微量元素蛛網(wǎng)圖和稀土元素配分圖(圖8)中可見，所有樣品普遍表現(xiàn)出虧損Ba、Sr，并均有較強烈的Eu負異常(δEu=0.31～0.81)。在Hacker圖解中可見(圖12d, f)，隨著SiO2增加Sr和δEu下降，說明巖漿源區(qū)存在斜長石殘留，并在結(jié)晶過程中受到斜長石分離影響。根據(jù)Th/Nd-Th圖(圖13)，樣品主要表現(xiàn)出部分熔融或巖漿混合的成因(Schianoetal., 2010)。

圖13 雙峰山南復式巖體成因判別圖(底圖據(jù)Schiano et al., 2010)

雙峰山南復式巖體樣品Zr/Hf=29.4～35.0，平均值32.6，接近殼源巖石(33左右，Taylor and McLennan, 1985)。樣品在(87Sr/86Sr)i-εNd(t)圖(圖10)展現(xiàn)出地殼演化源區(qū)，與中亞造山帶微陸塊表現(xiàn)一致(洪大衛(wèi)等, 2000; Dingetal., 2017)。εHf(t)值為-3.1～+6.0，Hf模式年齡tDM2為860～1326Ma，指示巖體的源區(qū)主要為中元古代到新元古代下地殼，與前人對本區(qū)古生代花崗質(zhì)巖體Hf同位素特征研究結(jié)果基本一致(Heetal., 2018)。εHf(t)跨度較大，說明巖漿源區(qū)存在幔源物質(zhì)貢獻。樣品Mg#=14.3～48.9，也指示源區(qū)有幔源組分加入。復式巖體中，花崗閃長巖相對二長花崗巖有更高的εHf(t)值、Mg#值，說明花崗閃長巖受到幔源組分更多影響。但復式巖體樣品整體MgO含量較低(0.19%～2.25%)，表明幔源組分貢獻有限。

4.3 構(gòu)造環(huán)境分析

雙峰山南復式巖體為一套鈣堿系列的花崗閃長巖-二長花崗巖巖石組合，前人也在該區(qū)域發(fā)現(xiàn)了早石炭世石英閃長巖-英云閃長巖(王懷濤, 2019)，同為鈣堿系列(圖6b)，表現(xiàn)為大陸邊緣弧特征，與伸展環(huán)境形成的花崗巖特征不同。雙峰山南復式巖體富集Rb、Th、U等大離子親石元素(LILE)，虧損高場強元素(HFSE)，Hf同位素研究表明巖體成因主要為下地殼部分熔融，并混有不同程度的幔源物質(zhì)，在Nb-Y和Rb-Y+Nb構(gòu)造環(huán)境判別圖中(圖14)大部分落入火山弧環(huán)境花崗巖。這些地球化學及同位素特征表明，雙峰山南復式巖體的構(gòu)造背景可能為活動大陸邊緣。同時，在本區(qū)域還發(fā)育上泥盆統(tǒng)墩墩山群安山巖-流紋巖，表現(xiàn)俯沖消減環(huán)境下弧火山巖特征(Guoetal., 2014, 2017)。在北山南帶出露的基性-超基性巖體，形成時代同為中晚泥盆世，指示為俯沖過程中虧損巖石圈地幔部分熔融的產(chǎn)物(Xieetal., 2012; 謝燮等, 2015; 楊建國等, 2016)。綜上，幔源巖漿底侵加熱下地殼使其部分熔融，并與之不同程度的混合，最終在雙峰山南侵位形成了花崗閃長巖與二長花崗巖的復式巖體，并在區(qū)域上形成了超基性巖、安山巖-流紋巖(圖15)。

圖14 雙峰山南復式巖體構(gòu)造環(huán)境判別圖(底圖據(jù)Pearce et al., 1984)

圖15 甘肅北山南帶花牛山-雙鷹山弧地區(qū)泥盆紀構(gòu)造演化模型示意圖(據(jù)王疆濤等, 2016；Guo et al., 2017修改)

前人研究提出，北山南帶晚志留-早中泥盆世(424～395Ma)的花崗巖主要為S型與A型，判斷其構(gòu)造環(huán)境為造山晚期的伸展環(huán)境(趙澤輝等, 2007; 李舢等, 2009，2011; Wangetal., 2018)，與本研究中晚泥盆世花崗質(zhì)巖體特征不同，這可能為該時期北山南帶在紅柳河-洗腸井洋閉合后，受后造山晚期的伸展環(huán)境主導所致。通過本文及前人研究成果(Songetal., 2013；王疆濤等, 2016; Heetal., 2018; 王懷濤, 2019)，紅柳河-洗腸井洋于早泥盆世閉合后，作為古亞洲洋殘留的柳園洋從晚泥盆世到早石炭世持續(xù)向北俯沖，重新主導了北山南帶雙鷹山-花牛山島弧帶地區(qū)的大地構(gòu)造環(huán)境。

5 結(jié)論

(1)對雙峰山南復式巖體的花崗閃長巖、二長花崗巖進行LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年得到花崗閃長巖年齡為366.3±2.2Ma，二長花崗巖年齡為367.5±1.7Ma和368.0±1.8Ma，它們均為晚泥盆世同一期巖漿事件的產(chǎn)物。

(2)雙峰山南復式巖體具有I型花崗巖特征，結(jié)合Lu-Hf、Sr-Nd同位素特征，表明巖體成因主要為下地殼部分熔融，并混有不同程度的幔源物質(zhì)。

(3)雙峰山南復式巖體形成環(huán)境為活動大陸邊緣，表明晚泥盆世柳園洋持續(xù)向北俯沖，重新主導了北山南帶巖漿事件的構(gòu)造環(huán)境。

致謝野外調(diào)查工作得到了中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心楊建國研究員和甘肅省地礦局第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院梁明宏總工的熱心指導，同時也得到了甘肅省地質(zhì)調(diào)查院王懷濤、把建業(yè)、董國強，甘肅省地礦局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院楊鎮(zhèn)熙等同志的指導與幫助；實驗測試得到中國地質(zhì)大學(北京)黃式庭、袁偉恒碩士的協(xié)助；中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心公凡影、孫海瑞、宓奎峰同志與作者進行了討論并對本文給予了指導；兩名審稿人對本文也提供了寶貴的修改意見；在此一并表示感謝！