東昆侖巴音郭勒地區鋯石裂變徑跡年代學：構造活動新證據

陳小寧，袁萬明，＊，張愛奎，段宏偉，郝娜娜，李 希（.中國地質大學 科學研究院，北京 00083；.青海省第三地質礦產勘查院，青海 西寧 80008）

東昆侖巴音郭勒地區鋯石裂變徑跡年代學：構造活動新證據

陳小寧1，袁萬明1，＊，張愛奎2，段宏偉1，郝娜娜1，李 希1
（1.中國地質大學 科學研究院，北京 100083；2.青海省第三地質礦產勘查院，青海 西寧 810008）

東昆侖西段祁漫塔格地區總體研究程度較低，前人年代學資料報道亦少，且主要屬于印支期之前。本文在巴音郭勒地區花崗巖類樣品中獲得了系列鋯石裂變徑跡年齡數據，不僅為本地區地質研究提供了裂變徑跡年代學資料，而且揭示了所經歷的多期構造活動。鋯石裂變徑跡年齡變化在201～109Ma之間，具有201、185、164～163和139～109Ma年齡組。這些年齡很好地體現了地區內所經歷的兩次擠壓和兩次伸展構造活動，其中年齡201和139～109Ma是羌塘地體和岡底斯地體，先后于中—晚三疊世和晚侏羅世—早白堊世時期分別向北俯沖并與其北側地塊相互碰撞-匯聚-拼合的體現；而年齡185Ma和164～163Ma則分別與早侏羅世和中侏羅世區內造山后伸展事件有關。

裂變徑跡；鋯石；構造活動；祁漫塔格；東昆侖

青海省東昆侖是青藏高原北部一條巨型構造巖漿帶，同時也是一條重要的多金屬成礦帶，引起國內外地質學家廣泛關注。巴音郭勒地區位于東昆侖造山帶西段，成礦條件優越，大中型礦床密布。現已完成大量基礎地質和成礦作用研究工作，特別是對區域構造背景、主要事件序列和不同巖石構造組合取得了許多重要成果［15］。但目前研究仍停留在定性描述和礦產普查階段，相關年代學研究涉及甚少。裂變徑跡核技術是近年來發展較快的定年方法，可較好地反映造山帶構造活動熱事件［6-8］。本文以巴音郭勒地區巖體為主要研究對象，利用鋯石裂變徑跡技術方法，探討地區內不同期次構造活動及其年代學制約。

1 地質背景

巴音郭勒河地區位于柴達木盆地南緣東昆侖祁漫塔格弧后裂陷構造帶中，長約35km，寬約25km（圖1）。巴音郭勒河斷裂總體走向近東西方向，晚更新世—全新世活動顯著，斷裂在地貌上表現出非常清楚的斷層陡砍，性質以逆斷層為主，屬于本區NNW-NWW向的柴達木盆地北緣活動斷裂系內的一條次級擠壓構造［9］。河流兩岸發育多條NE、NW走向的斷裂，自加里東期以來，區內花崗巖的空間展布、發育規模、成因類型等方面均始終受到北東向和北西向兩組構造帶活動強度、力學性質交替變化的控制，且由老到新總體上存在著由北向南逐漸遷移的變化趨勢。河兩岸分布多個金屬礦床，有虎頭崖多金屬礦床、景忍鐵礦床、肯德可克鐵多金屬礦床等。區內出露的主要地層包括下元古界金水口巖群中-深變質巖、薊縣系淺變質碳酸鹽巖夾碎屑巖、上泥盆統砂礫巖和火山巖、石炭系中厚層碳酸鹽巖和細碎屑巖［10］及上三疊統陸相中酸性火山巖系。

圖1 巴音郭勒地區地質圖與樣品位置Fig.1 Geological map with sample locations in Bayinguole area of Eastern Kunlun Mountains

巖體多以巖基和巖株形式分布，華力西期、印支期和燕山期均有產出，中酸性侵入巖以含黑云母閃長巖、花崗閃長巖、二長花崗巖出露最多。巴音郭勒河以北烏蘭烏珠爾似斑狀二長花崗巖Ar-Ar同位素地質年齡為（271.1±2.2）Ma［11］，為早二疊世空谷期；景忍東部二長花崗巖SHRIMP年齡為（204.0±2.6）Ma［12］、（219.2± 1.4）Ma［13］，為晚三疊世卡尼，即諾利期；長山似斑狀二長花崗巖SHRIMP年齡為（220± 1）Ma［13］，為晚三疊世卡尼期［11］。巖石化學特征表明其屬于偏鋁質：弱過鋁質，鈣堿性系列。

2 樣品分布、分析方法與實驗結果

2.1 樣品分布

樣品K34-4和K34-7分別采自鉆孔ⅥZK3903的5m和301m深處巖心柱，地表位置如圖1所示，其余樣品均采自巴音郭勒河周圍出露的巖體。樣品巖性：K26為黃鐵絹英巖化蝕變巖、K30-3為紅色正長斑巖、K31為中粒花崗巖、K34-4為蝕變花崗巖、K34-7為細粒鉀長花崗巖、K36為花崗閃長巖。

2.2 分析方法

室內將野外采集的巖石樣品粉碎，使粉碎后的粒徑與巖石中礦物粒徑接近。經淘洗粗選后，利用常規手段，對鋯石單礦物提純，選出符合要求的礦物顆粒。將鋯石顆粒放在載玻片上，并和另1塊無礦物粒的載玻片一起，在250℃左右的電熱板上預熱3～5min，之后將1片約0.5mm厚的襯底塑料片蓋在礦粒上，再蓋另1塊熱載玻片，輕壓使鋯石嵌入塑料片中，冷卻后將塑料片研磨，制作光薄片。利用KOH＋NaOH溶液在210℃下蝕刻約25h揭示自發徑跡，達到專業光學顯微鏡可觀測的程度［1415］。鋯石的中子注量選用CN2的鈾玻璃標定。裂變徑跡需在高精度光學顯微鏡高倍鏡下觀測，鏡下準確識別裂變徑跡至關重要。依據Green［16］建議的程序，選擇平行c軸的柱面測量自發徑跡和誘發徑跡密度以及水平封閉徑跡長度。最后，利用ξ常數法和標準裂變徑跡年齡方程計算年齡。

2.3 實驗結果

實驗最終得到的6個鋯石樣品的裂變徑跡分析結果列于表1。

表1 鋯石裂變徑跡分析結果Table 1 Zircon fission track analysis result

參數χ2是用來評價所測單顆粒年齡是否屬于同一組年齡的概率［17］。χ2＜5%是單顆粒年齡不均勻分布的界限，若年齡分散，則基于泊松變異的常規分析［18］無效，裂變徑跡年齡實質上是權重平均年齡，應根據具體情況討論其地質意義。

2.4 結果討論

6個樣品的鋯石裂變徑跡中年齡介于（185± 8）～（124±6）Ma之間，年齡跨度較大。其中兩個樣品的χ2檢驗值＜5%，表明了非單一熱事件的影響，可對它們進行年齡分組。單顆粒年齡直方圖及頻率曲線如圖2所示。

使用Binomfit軟件［19］對裂變徑跡年齡進行分組（圖3），樣品K30-3可分解為109、139和163Ma 3組年齡，樣品K34-4可分解為164、201Ma兩組年齡。

對所有鋯石裂變徑跡年齡進行分析統計，繪制年齡總分布直方圖（圖4）。由圖4可見，鋯石裂變徑跡年齡的大致年齡組為：201、185、164～163、139～109Ma。

圖2 鋯石樣品單顆粒年齡直方圖及其頻率曲線Fig.2 Histogram and frequency curve of zircon single grain age

圖3 樣品K30-3、K34-4單顆粒年齡分布直方圖和雷達圖Fig.3 Histogram and radial plot of single grain age for sample K30-3and K34-4

圖4 鋯石裂變徑跡年齡總分布直方圖Fig.4 Histogram of zircon fission ages for all samples

3 地質意義

如上所述，鋯石裂變徑跡年齡為201、185、164～163、139～109Ma。這些年齡（組）均能較好地體現了地區內所經歷的地質熱事件。

青藏高原的形成包括兩大階段，即晚白堊世新特提斯洋盆閉合前青藏古陸形成階段和晚白堊世后青藏高原隆升形成階段。羌塘地體、岡底斯地體和喜馬拉雅地體先后于中—晚三疊世、晚侏羅世—早白堊世和晚白堊世時期分別向北俯沖，南北兩地體相互碰撞、匯聚，逐次拼合［2021］。中生代東昆侖造山帶擠壓事件主要有兩個時期，即中—晚三疊世和晚侏羅世—白堊紀［2224］。鋯石年齡201Ma應是中—晚三疊世南北地體碰撞的反映，這次擠壓事件造成東昆侖造山帶的一次崛起，引發廣泛的巖漿作用事件，導致本區域地殼顯著加厚，昆北斷裂帶發生左行走滑［25-26］。鋯石年齡139～109Ma是晚侏羅世—早白堊世地體碰撞匯聚的響應，代表研究區及其柴達木盆地周緣山地在燕山晚期經歷過抬升／冷卻事件［27］；記錄早白堊世青藏高原北部的快速抬升或阿爾金斷裂的走滑隆升［28］，也與晚白堊世西太平洋Ontong-Java LIPs（昂通爪哇大火成巖省）的形成近于同時。

鋯石年齡185Ma（早侏羅世）和164～163Ma（中侏羅世）與區內造山后伸展事件有關，所測樣品K34-7和K30-3的巖性分別為鉀長花崗巖和正長花崗斑巖，亦可體現這一點。東昆侖造山帶與柴達木盆地早—中侏羅世煤系地層的分布及黃鐵礦的存在，表明此時處于總體伸展的構造環境，并可得到同期花崗巖類巖體地球化學性質和相關地球物理資料等的佐證［2930］。Wang等［31］基于植物群和沉積特征研究，證實早—中侏羅世柴達木盆地總體上屬于溫暖的亞熱帶氣候，但期間有兩個氣候異常事件，即圖阿爾階和巴通階-卡洛夫階總體為潮濕-半潮濕氣候條件，形成以Cyatheaceae和Dicksoniaceae為代表的蕨類植物，這屬于較為典型的構造伸展環境，氣候原因可能在于溫室效應造成全球短暫的升溫，或與全球季風的增強有關。正是這種氣候條件最終導致柴達木盆地內煤質形成減弱乃至結束。

4 結論

本文為巴音郭勒地區構造活動提供了鋯石裂變徑跡年代學數據，并揭示出該區多期次的構造巖漿作用，得出了如下結論。

1）花崗巖樣品的鋯石裂變徑跡年齡變化范圍為201～109Ma，包括201、185、164～163和139～109Ma年齡組。除201Ma外，其他年齡均屬于燕山期。

2）鋯石年齡201Ma是中—晚三疊世羌塘地體向北俯沖碰撞的響應；鋯石年齡139～109Ma揭示岡底斯地體于晚侏羅世—早白堊世時期向北的俯沖碰撞，這是地區內所經歷的兩次主要擠壓抬升事件。

3）鋯石年齡185Ma和164～163Ma則代表區內所經歷的兩次造山后伸展的構造環境，分別為早侏羅世和中侏羅世構造伸展事件，在巖石、沉積、氣候等方面均有體現。

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Zircon Fission Track Thermochronology：New Evidence on Tectonic Activity in Bayinguole Area，Eastern Kunlun Mountains

CHEN Xiao-ning1，YUAN Wan-ming1，＊，ZHANG Ai-kui2，DUAN Hong-wei1，HAO Na-na1，LI Xi1
（1.Science Research Institute，China University of Geosciences，Beijing100083，China；2.No.3 Exploration Institute of Geology and Mineral Resources of Qinghai Province，Xining810008，China）

By now fewer research works have been done in Qimantage area，western section of Eastern Kunlun Mountains.A little published dating data fell into Indosinian period.A series of zircon fission track ages from granitoid samples were achieved and multiphase tectonic-magmatic activities were revealed in this paper.The zircon fission track age range from 201Ma to 109Ma might be divided into four groups，i.e.201Ma，185Ma，164-163Ma and 139-109Ma.These ages indicate two compressional and two stretching tectonic activities.The 201Ma and 139-109Ma ages present northward subductions of Qiangtang Terrane and Gangdise Terrane in Middle—Later Triassic andLate Jurassic respectively，resulting in collision-convergences with north-side terranes.The ages of 185Ma and 164-163Ma reflect post-orogenic stretching events in Early Jurassic and Late Jurassic，respectively.

fission track；zircon；tectonic activity；Qimantage；Eastern Kunlun

P542

A

1000-6931（2014）02-0378-07

10.7538／yzk.2014.48.02.0378

2013-09-17；

2013-11-09

中國地質調查局地質調查工作項目資助（2011-03-04-06）；國家自然科學基金資助項目（41172088，40872141）；青海省地勘基金資助項目（2013-1006）

陳小寧（1987—），女，河北張家口人，碩士研究生，地質工程專業

＊通信作者：袁萬明，E-mail：ywm010＠sina.com