東昆侖夏日哈木礦區閃長巖鋯石U-Pb年代學、地球化學及其地質意義

王 冠，孫豐月，李碧樂，李世金，趙俊偉，楊啟安

1．吉林大學地球科學學院，長春 1300612．青海省地質調查局，西寧 8100013．青海省第五地質礦產勘查院，西寧 810008

東昆侖夏日哈木礦區閃長巖鋯石U-Pb年代學、地球化學及其地質意義

王 冠1，孫豐月1，李碧樂1，李世金2，趙俊偉3，楊啟安3

1．吉林大學地球科學學院，長春 1300612．青海省地質調查局，西寧 8100013．青海省第五地質礦產勘查院，西寧 810008

夏日哈木礦區的閃長質巖體呈巖株狀出露于礦區南東，巖性主要為石英閃長巖和閃長巖。年代學研究表明，石英閃長巖中巖漿鋯石LA-ICP-MS U-Pb諧和年齡為(243±1 ) Ma，MSWD=0.013，屬早三疊世晚期。巖石學及化學成分顯示其屬于準鋁質、高鉀鈣堿性系列閃長巖。稀土配分曲線呈現輕稀土元素相對富集的右傾分布特征((La/Yb)N=8.7～12.7)，無明顯的Eu負異常(δEu=0.84～1.01)。巖石富集Rb、Ba、K等元素，而相對虧損Nb、Ta、P和Ti。巖石具有不均一的εHf(T)值(-9.0～-1.0)和古老的二階段Hf模式年齡(1.34～1.84 Ga)。結合試驗巖石學資料判別，閃長巖主要起源于中元古代玄武質下地殼脫水部分熔融，富集地幔組分的加入可能是導致εHf(T)值和Hf模式年齡不均一的主要原因。微量元素及特征比值顯示巖體形成于安第斯型活動大陸邊緣的構造環境。綜合分析認為，早三疊世晚期東昆中隆起帶整體處于俯沖晚期的安第斯型活動大陸邊緣背景。

閃長巖；鋯石U-Pb年齡；地球化學；構造環境；東昆侖；夏日哈木

0 引言

東昆侖造山帶隸屬于中央造山帶中西段，為一巨型的構造巖漿巖帶，顯生宙以來經歷了多旋回造山作用的影響[1]。時間上，以晚古生代-早中生代造山旋回形成的巖漿巖分布最廣，空間上各期巖漿巖以昆中斷裂帶以北的東昆中隆起帶出露最多，反映出昆中帶在東昆侖構造演化歷史中的特殊地位。目前，眾多的研究者都強調華力西晚期至印支早期東昆侖地區存在安第斯型巖漿弧[2-4]。但是，前人的研究主要集中于東部花崗質巖石的成因，鮮有對中西部閃長質巖石的詳細研究，在一定程度上限制了對東昆侖地區華力西晚期至印支期早期邊緣造山過程的整體認識。研究區為位于昆中隆起帶中部、烏圖美仁鄉以南約60 km、夏日阿哈木日河下游地區的夏日哈木礦區。2011年青海省第五地質礦產勘查院在該區發現了夏日哈木銅鎳硫化物礦床，這是東昆侖成礦帶首次發現的銅鎳硫化物礦床，鎳儲量已達超大型規模，引起國內學者的廣泛關注。然而礦區基礎地質工作十分薄弱，特別是礦區內不同巖石類型的形成時代和成巖構造環境等問題急需解決。本文選取礦區出露的閃長質巖石進行年代學和地球化學研究，探討巖石成因及成巖構造環境。這不但有助于構建礦區內巖漿作用的時空格架，還可以為東昆侖造山帶的巖漿演化、邊緣造山類型及時限提供重要的依據。

1 地質背景

東昆侖造山帶位于青藏高原北部，柴達木盆地南緣，區內構造線總體呈近東西向展布，由北向南發育昆北、昆中和昆南3條近東西向的區域性深大斷裂帶[5-6]。前人以上述3條斷裂帶為界，將東昆侖造山帶自北向南劃分為昆北、昆中和昆南3個不同的構造帶[7]。孫豐月等*孫豐月，陳國華，遲效國，等．新疆-青海東昆侖成礦帶成礦規律和找礦方向綜合研究報告．長春：吉林大學地質調查研究院，2003．研究認為東昆侖地區3個構造帶實際上為昆北弧后裂陷帶、昆中基底隆起花崗巖帶和昆南復合拼接帶，再向南為阿尼瑪卿蛇綠混雜巖帶和巴顏喀拉造山帶(圖1a)。

1.第四系；2.元古宙金水口巖群白沙河組；3.早三疊世中細粒閃長巖；4.早泥盆世中細粒正長花崗巖；5.晚志留世-早泥盆世鎂鐵質-超鎂鐵質雜巖；6.輝長巖；7.正長花崗巖；8.二長花崗巖；9.含石榴石花崗質片麻巖；10.石榴石輝石巖；11.逆斷層；12.左行平移斷層；13.性質不明斷層；14.鎳礦床；15.樣品采集地。圖1 夏日哈木礦區地質簡圖(據文獻[8]修編)Fig. 1 Sketch geological map of the Xiarihamu ore district(modified after reference[8])

研究區位于昆中構造帶中部，區內出露地層主要為金水口群白沙河組，巖性為黑云斜長片麻巖、云母二長片麻巖、斜長角閃巖、大理巖等(圖1b)[8]。近年來對東昆侖東段白沙河組的研究結果顯示其形成于太古宙-古元古代[9-10]或中元古代[11-12]。區內斷裂構造發育，以近EW、NW向和NE向為主。其中：近EW向斷裂規模最大貫穿整個研究區，類型以壓性逆斷層為主，并在地表形成了寬約50 m的破碎帶，帶內巖石破碎，高嶺土化、硅化、褐鐵礦化發育。NW向和NE斷裂形成時間晚于近EW向斷裂，類型以壓性逆斷層和左行平移斷層為主。區內巖漿活動強烈，主要巖石類型有鎂鐵質-超鎂鐵質雜巖、輝長巖、正長花崗巖、二長花崗巖和閃長巖。其中，銅鎳硫化物礦床主要產于研究區北西的鎂鐵質-超鎂鐵質雜巖體中，雜巖體出露面積約0.6 km2，主要由方輝橄欖巖、橄欖輝石巖、輝石巖、輝長巖組成，地表出露的輝石巖鋯石U-Pb年齡為(393.5±3.4 ) Ma[8]。輝長巖體呈小巖株狀侵位于白沙河組變質巖系之中，并顯示有較好的銅鎳礦化。正長花崗巖主要分布于研究區北部，區域上呈近東西向巖株狀侵位于金水口群地層中，鋯石U-Pb年齡為(391.1±1.4) Ma[13]。閃長質巖體主要分布于研究區東南部，巖性主要為石英閃長巖和閃長巖，二者漸變過渡，巖體呈脈狀、巖株狀侵位于白沙河組變質巖系中，出露面積約為1 km2，具有成群分布的特征，巖脈走向總體呈北西向。區域上該套閃長巖呈巖株狀產出，出露面積約為7.5 km2。

2 巖相學特征及樣品描述

用于巖石地球化學及年代學測試的9件樣品采自夏日哈木礦區南東蘇海圖河西岸的閃長巖體不同位置的新鮮露頭。本區閃長巖體包括2種巖石類型：1)中細粒石英閃長巖：巖石呈灰色，中細粒半自形結構(d=0.5～2.5 mm)(圖2a)，塊狀構造；主要由斜長石(65%～70%)、普通角閃石(10%～15%)、石英(5%～10%)及少量鉀長石組成；副礦物為鋯石、磷灰石、磁鐵礦等。其中，斜長石自形程度好，呈長柱狀，可見聚片雙晶及卡鈉聯合雙晶，根據Np′∧(010)最大消光角法測定其An≈30～35，為更-中長石；普通角閃石多呈長柱狀，單偏光下綠-淺綠色多色性明顯，最高干涉色為二級藍，部分已轉變為綠泥石和綠簾石，石英呈他形分布于斜長石晶隙間(圖2b)。2)中細粒閃長巖：巖石呈灰-深灰色，中細粒半自形結構(d=0.5～2.5 mm)，主要礦物為斜長石(65%～70%)、普通角閃石(10%～15%)、黑云母(5%～10%)；副礦物為鋯石和磁鐵礦。其中，斜長石自形程度好，呈寬板狀、長柱狀，可見聚片雙晶及卡鈉聯合雙晶，An≈40～45，為中長石；普通角閃石雙晶發育(圖2c)；巖體由中部至邊部黑云母逐漸增多，逐漸過渡為黑云母閃長巖(圖2d)。

a.中細粒石英閃長巖中角閃石轉變為綠簾石；b.中細粒石英閃長巖中石英呈他形充填于斜長石顆粒之間(XRHM-DB-Y1)；c.中細粒閃長巖中角閃石雙晶發育(XRHM-DB-Y5)；d.中細粒黑云母閃長巖；a、b、c、d均為正交偏光。礦物代號：Qtz.石英；Pl.斜長石；Am.角閃石；Bi.黑云母；Ep.綠簾石；Chl.綠泥石。圖2 夏日哈木閃長巖鏡下特征照片Fig. 2 Characteristic microscope photos of Xiarihamu diorite

3 分析方法

3.1 鋯石LA-ICP-MS定年及Hf同位素測試

鋯石分選在河北省廊坊區域地質調查研究所實驗室利用標準重礦物分離技術完成。經過雙目鏡下仔細挑選表面平整光潔且具不同長寬比例、不同柱錐面特征、不同顏色的鋯石顆粒，再將這些鋯石粘在雙面膠上，用無色透明環氧樹脂固定，待環氧樹脂固化之后對其表面拋光至鋯石中心。在原位分析之前，通過反射光和CL圖像詳細研究鋯石的晶體形貌和內部結構特征，以選擇同位素分析的最佳點。鋯石制靶、反射光、陰極發光以及鋯石U-Pb年齡測定和微量元素分析均在西北大學大陸動力學國家重點實驗室進行。本次測試采用的激光剝蝕斑束直徑為32 μm，激光剝蝕樣品的深度為20～40 μm；激光剝蝕過程中采用氦氣作載氣、氬氣為補償氣以調節靈敏度。U-Pb同位素定年中采用標準鋯石91500作外標進行同位素分餾校正，每分析5個樣品點，分析2次91500標樣。元素含量采用NIST SRM610作為外標，29Si作為內標元素，具體分析方法見文獻[14]；普通鉛校正采用Andersen推薦的方法[15]；樣品的同位素比值及元素含量計算采用ICP-MS-DATECAL程序[16]，年齡計算及諧和圖的繪制采用Ludwig[17]編寫的Isoplot程序。

鋯石Hf同位素測試在天津地質礦產研究所同位素實驗室完成，使用儀器為Neptune多接收器電感耦合等離子體質譜儀，利用193 nm FX激光器對鋯石進行剝蝕，實驗中采用高純He作為剝蝕物質的載氣，分析時激光剝蝕的斑束直徑為50 μm，能量密度為10 ～ 11 J/cm2，頻率為8～10 Hz，測定時用標準鋯石GJ-1作為外標，分析點與U-Pb定年分析點為同一位置。相關的儀器運行條件和詳細分析流程參見文獻[18]。

3.2 巖石地球化學測試

樣品的主量、微量和稀土元素測試均由廣州澳實礦物實驗室中心完成。首先將待測樣品在65 ℃左右低溫干燥24 h，之后破碎，經多次手工縮分出300 g均勻樣品在振動研磨機上研磨至200目以備分析測試。主量元素由荷蘭PANalytical生產的Axios儀器采用熔片X-射線熒光光譜ME-XRF06法測定，并采用等離子光譜和化學法測定進行互相檢測。微量元素和稀土元素采用美國Perkin Elmer公司生產的Elan 9000型電感耦合等離子質譜儀采用ME-MS81法測定。主量元素分析精度和準確度優于5%，微量和稀土元素分析精度和準確度優于10% 。

4 測試結果

圖3 夏日哈木石英閃長巖中鋯石陰極發光(CL)圖像Fig. 3 Cathode luminescence (CL) images of zircons from Xiarihamu quartz diorite

4.1 鋯石LA-ICP-MS年代學

樣品XRHM-DB-N(中細粒石英閃長巖)中挑選的鋯石多呈無色透明，金剛光澤，晶體多為長柱狀，少數為短柱狀，個別為粒狀。多數鋯石顆粒自形程度較好，部分呈斷頭晶出現。經統計，鋯石長100～300 μm，寬50～150 μm，長寬比約為2∶1；由陰極發光(CL)圖像(圖3)可見，鋯石具有清晰的韻律環帶結構，具巖漿結晶鋯石特征。16個分析點測試結果(表1)顯示,Th、U質量分數分別為(54～537)×10-6和(58～320)×10-6，Th/U值為0.93～1.96，均大于0.40，為巖漿成因的鋯石特征[19-20]。16個鋯石分析點比較集中，均落在諧和線上，16個鋯石206Pb/238U分析數據的加權平均年齡為 (243±2)Ma，MSWD=0.150；諧和年齡值為 (243±1)Ma，MSWD=0.013，二者十分接近(圖4)。因此，閃長巖的侵位年齡為(243±1)Ma，屬印支早期。

圖4 夏日哈木石英閃長巖鋯石U-Pb年齡諧和線圖Fig. 4 Zircon U-Pb concordia diagram of Xiarihamu quartz diorite

4.2 地球化學

4.2.1 主量元素

夏日哈木閃長巖主量元素含量及特征值列于表2。樣品的w(SiO2)為53.91%～60.24%，屬中性巖，w(Na2O+K2O)為5.48%～7.01%，K2O/Na2O值為0.44～0.67，顯示出富鈉特征。Mg#值為44～53。在w(Na2O+K2O)-w(MgO)-w(TFeO)(AFM)圖解(圖略)中，全部落入鈣堿性區域;在w(SiO2)-w(K2O)圖解(圖5)上，全部落入高鉀鈣堿性區域。w(Al2O3)為16.73%～18.16%，在A/CNK-A/NK圖解(圖6)上，全部落入準鋁質區域。主量元素顯示其屬準鋁質、高鉀鈣堿性系列巖石。結合鏡下石英、長石等礦物實際含量將其定名為閃長巖和石英閃長巖。

圖5 閃長巖的w(SiO2)-w(K2O)關系圖(底圖據文獻[21])Fig. 5 w(SiO2)-w(K2O) diagram of diorite(base map after reference[21])

圖6 閃長巖的A/CNK-A/NK圖解Fig. 6 A/CNK-A/NK diagram of diorite

4.2.2 微量元素

夏日哈木閃長巖稀土總量為(114～172)×10-6(平均值141×10-6)。稀土元素配分曲線明顯右傾(圖7a)，(La/Yb)N=8.7～12.7，表現為輕稀土富集和重稀土虧損。δEu=0.84～1.01，負Eu異常不明顯。原始地幔標準化微量元素蛛網圖(圖7b)顯示，閃長巖富集大親石元素(Rb、Ba、K)，相對虧損高場強元素(Nb、Ta、P、Ti)。樣品Zr/Y=8.3～13.2(平均值10.6)，La/Nb=3.0～3.2(平均值3.1)。

4.3 鋯石Hf同位素

5 討論

5.1 巖漿源區性質

夏日哈木閃長巖屬準鋁質、高鉀鈣堿性系列巖石，富集大離子親石元素(Rb、Ba、K)，相對虧損高場強元素(Nb、Ta、P、Ti)，顯示出活動大陸邊緣弧巖漿巖的地球化學特征[29]。弧巖漿巖一般可通過以下幾個過程形成：1)俯沖板片的部分熔融[30]；2)被交代地幔楔的部分熔融[31]；3)基性下地殼的部分熔融[32]；4)巖漿混合作用[33]。閃長巖樣品Nb、Ta相對虧損，無明顯負Eu異常暗示巖漿源區與熔體平衡的殘留相礦物為富Ti礦物(如金紅石)或角閃石，基本無斜長石[34]。而較低的(La/Yb)N值和較高的YbN值及Y含量，與典型的埃達克巖明顯不同[35-36]，因此，基本上可排除由俯沖板片部分熔融形成本區閃長巖的可能性。閃長巖體呈巖株狀產出，巖體周圍未見同時期的基性巖石，所以直接由地幔部分熔融形成本區閃長巖的可能性也不大。實驗巖石學研究表明，下地殼玄武質巖石脫水部分熔融可以形成鐵鎂質熔體，它們具有低SiO2、高Al2O3、高Na2O/K2O、弱或無Eu負異常等特征[37-38]。這些特征與夏日哈木閃長巖的元素地球化學特征非常一致。本區樣品在由實驗巖石學資料建立的判別圖解[39]上(圖8)均落入變質玄武巖或變質英云閃長巖部分熔融區域，顯示其源巖涉及下地殼變質玄武巖。但實驗巖石學研究同時也表明，由變質玄武巖脫水熔融形成的低Si準鋁質鐵鎂質熔體需要較高的溫度(>1 100 ℃)，并且無論部分熔融程度如何，熔體一般具有較低Mg#值(Mg#<44)、高Na2O(>4.3%)的特征[37-38,40]。本區閃長巖的Mg#值較高(44～53)、Na2O較低(<4.26%)，暗示源區必須有高Mg低Na物質的混入。

表2 夏日哈木閃長巖的主量元素、稀土元素和微量元素含量及有關參數

注： A/CNK=Al2O3/(CaO+Na2O+K2O)，分子比；K2O/Na2O,質量比；Mg#=100×[Mg2+/(Mg2++TFe2+)] 。主量元素質量分數單位為%，微量元素質量分數單位為10-6。

圖7 閃長巖的稀土元素配分曲線圖(a，標準化值據文獻[22])和微量元素蛛網圖(b，標準化值據文獻[23])Fig. 7 Chondrite-normalized REE pattern(a，chondrite values after reference[22])and primitive mantle-normalized element spider diagram of Xiarihamu diorite(b，primitive mantle values after reference[23])

測點號T/Ma176Yb/177Hf176Lu/177Hf176Hf/177Hf2σ(176Hf/177Hf)iεHf(0)εHf(T)TDM/GaTCDM/GafLu/HfXRHM-DB-N-12440.0632740.0018050.2825870.0000140.282578-6.6-1.50.961.37-0.95XRHM-DB-N-22450.0624250.0017790.2825070.0000120.282499-9.4-4.31.081.55-0.95XRHM-DB-N-32420.0589030.0016480.2824990.0000120.282491-9.7-4.61.081.56-0.95XRHM-DB-N-42450.0594550.0015430.2825160.0000150.282509-9.1-3.91.061.52-0.95XRHM-DB-N-52430.0398720.0010960.2825350.0000130.282530-8.4-3.21.021.48-0.97XRHM-DB-N-62410.0325620.0008480.2825220.0000140.282518-8.9-3.71.031.51-0.97XRHM-DB-N-72450.0519210.0014350.2825980.0000130.282591-6.2-1.00.941.34-0.96XRHM-DB-N-82430.0696160.0018950.2824810.0000160.282472-10.3-5.31.121.61-0.94XRHM-DB-N-92410.0541010.0015460.2825290.0000170.282522-8.6-3.51.041.50-0.95XRHM-DB-N-102430.0515110.0014500.2825080.0000270.282501-9.3-4.21.071.54-0.96XRHM-DB-N-112430.0547950.0014920.2825450.0000170.282539-8.0-2.91.011.46-0.96XRHM-DB-N-122440.0447760.0012850.2825030.0000180.282497-9.5-4.41.071.55-0.96XRHM-DB-N-132390.0589130.0015430.2824540.0000170.282447-11.2-6.21.141.67-0.95XRHM-DB-N-142410.0477800.0012930.2825330.0000170.282528-8.4-3.41.031.48-0.96XRHM-DB-N-152400.0763870.0019550.2824300.0000200.282421-12.1-7.11.201.72-0.94XRHM-DB-N-162420.0820470.0022580.2823790.0000210.282369-13.9-9.01.281.84-0.93

圖8 閃長巖的n(CaO)/n(MgO+TFeO)-n(Al2O3/n(MgO+TFeO)圖解(底圖據文獻[39])Fig. 8 n(CaO)/n(MgO+TFeO)-n(Al2O3/n(MgO+TFeO) diagram for the diorite(base map after reference[39])

圖9 夏日哈木石英閃長巖鋯石Hf同位素特征Fig. 9 Zircon Hf isotopic features for the Xiarihamu quartz diorite

5.2 構造環境

夏日哈木地區閃長巖在Bailey(1981)的w(La)-w(K2O)和w(La)-w(P2O5判別圖解[49](圖10)中，主要落在安第斯型弧火山巖區域。此外，樣品Zr/Y值(8.3～13.2)平均為10.6，介于活動大陸邊緣安山巖的范圍之內(Zr/Y=4.0～12.0)[50]。La/Nb值(3.0～3.2)平均為3.1，與活動大陸邊緣區La/Nb值高(>2.0)的特征吻合[51]。樣品高的La/Yb值(12.8～18.8)平均為15.4，同樣顯示出安第斯型弧火山巖的特征[49]。由上述特征判斷，本區閃長巖形成于安第斯型活動大陸邊緣的構造環境。

已有研究[2]表明，東昆侖地區顯生宙以來主要經歷了加里東期、華力西期-印支期的邊緣造山作用，為一疊加的造山帶。加里東期造山旋回主要經歷了俯沖-碰撞拼貼-碰撞后伸展3個階段。其中，俯沖作用起始于中寒武世[1,52]，并一直持續到晚奧陶世，該階段原特提斯洋沿昆中斷裂附近向北側的柴達木地塊俯沖，在昆北斷裂以北形成弧后裂陷槽，局部擴張為小洋盆并接受了灘間山群的火山巖和碎屑巖沉積，昆中斷裂以南的大洋環境中主要為中晚元古代形成的萬寶溝群大洋玄武巖高原*孫豐月,陳國華,遲效國,等.新疆-青海東昆侖成礦帶成礦規律和找礦方向綜合研究報告.長春:吉林大學地質調查研究院,2003.。青海省地質調查院*王秉璋,王瑾,葉占福,等.1∶25萬布喀達坂峰幅區域地質調查報告.西寧:青海省地質調查院,2004.在祁曼塔格地區的土木勒克西南發現晚奧陶世藍閃石片巖，與其伴生的輝長巖Ar-Ar年齡為(444.5±1.5) Ma，可能代表俯沖的結束和碰撞的開始。許榮華等[53]在東昆侖萬寶溝溝頭獲得碰撞型二云母花崗巖鋯石U-Pb一致線年齡為412.6 Ma，說明晚志留世-早泥盆世原特提斯洋盆已經閉合，該時期昆南帶的大洋玄武巖高原已經與昆中隆起帶發生碰撞拼貼，并導致昆北弧后裂陷帶的閉合。本區與鎳礦有關的基性-超基性雜巖體中輝石巖鋯石U-Pb年齡為(393.5±3.4) Ma[8]，屬早泥盆世，其形成可能與碰撞后伸展環境下的幔源巖漿作用有關。礦區北部出露的造山后A2型正長花崗巖鋯石U-Pb年齡為(391.1±1.4) Ma[13]，基本代表了本區加里東造山旋回結束的時限。在經歷了加里東造山旋回之后，東昆侖地區南北三分的構造格局基本形成。

東昆侖地區華力西期-印支期的構造演化是一個連續的過程，大致可分為早期的俯沖造山階段和晚期洋盆閉合后的陸內造山階段[1,2,54]。東昆侖地區在晚古生代由于拉張作用出現阿尼瑪卿二疊紀小洋盆，屬于古特提斯洋的一部分。姜春發等[6]獲得瑪積雪山蛇綠巖中的火山巖同位素年齡260 Ma，代表洋殼玄武巖形成時間。中晚二疊世-早三疊世(260～240 Ma)是主要的俯沖造山期[1]。在東昆侖造山帶西段，王秉璋等[55]獲得昆北帶灘北雪峰地區似斑狀二長花崗巖鋯石U-Pb年齡為(241.7±1.4) Ma和(250±2) Ma，昆中帶楚拉克阿干地區斑狀二長花崗巖黑云母Ar-Ar年齡為240.6～254.1 Ma，認為晚二疊世-早三疊世高硅高鉀的酸性巖形成于成熟度高的安第斯型陸緣弧環境。在東昆侖造山帶東段，楊經綏等[56]測得位于德爾尼超鎂鐵質巖北側的德恰花崗質雜巖的單顆粒鋯石U-Pb年齡為(250±20) Ma，并認為與洋殼俯沖有關。熊富浩等[57]獲得白日其利角閃輝長巖的鋯石U-Pb年齡為(248.9±4.2) Ma，形成于阿尼瑪卿洋俯沖階段。李碧樂等[4]報道了溝里地區阿斯哈閃長巖鋯石U-Pb年齡為(243.9±0.59) Ma，認為該期巖漿活動具有安第斯型巖漿弧的特征，同時指出該年齡代表阿尼瑪卿洋向北俯沖的晚期。隨后，同碰撞花崗巖的出現表明本區已由俯沖階段進入到陸內造山階段，如卡而卻卡花崗閃長巖鋯石U-Pb 年齡為(237±2) Ma[58]，哈日扎花崗閃長斑巖鋯石U-Pb 年齡為(234.5±4.8)Ma[59]。根據豐成友等[60]對祁漫塔格中、晚三疊世花崗巖的研究顯示，在220～228 Ma，該地區存在A型富鉀高分異花崗巖，表明該時期本區構造體制已由陸內造山的擠壓體制轉變為碰撞后的伸展體制。

對于研究區而言，始于華力西晚期的阿尼瑪卿洋的俯沖作用持續至印支早期，洋殼沿現今的東昆南斷裂帶附近俯沖至東昆中隆起帶。俯沖帶流體交代地幔楔并誘發其部分熔融形成具富集地幔特征的幔源巖漿，幔源巖漿運移至下地殼底部發生大規模的底侵作用。由底侵巖漿提供熱動力，促使中元古代下地殼玄武質巖石脫水部分熔融同時與少量幔源巖漿發生混合后侵位，最終形成本區閃長巖。閃長巖體侵位年齡為(243±1) Ma，屬早三疊世晚期，巖石學和地球化學特征上具有俯沖晚期高鉀鈣堿性巖石的特征，形成于安第斯型活動大陸邊緣的構造環境。

LI.大洋島弧低鉀安山巖；CI.大陸島弧和大洋島弧其他安山巖；AI.安第斯型安山巖。圖10 閃長巖的w(La)-w(K2O)和w(La)-w(P2O5)圖解(底圖據文獻[49])Fig. 10 w(La)-w(K2O)和w(La)-w(P2O5)diagrams of diorite(base map after reference[49])

6 結論

1)夏日哈木地區閃長巖巖漿鋯石LA-ICP-MS U-Pb加權平均年齡為 (243±2)Ma，MSWD=0.150；諧和年齡值為 (243±1)Ma，MSWD=0.013，屬早三疊世晚期。

2)夏日哈木地區閃長巖屬準鋁質、高鉀鈣堿性系列巖石。其具有低SiO2、高Al2O3、高Na2O/K2O，富集大離子親石元素(Rb、Ba、K)、虧損高場強元素(Nb、Ta)，無明顯負Eu異常的地球化學特征。不均一的εHf(T)值(-9.0～-1.0)和古老的二階段Hf同位素模式年齡(1.34～1.84 Ga)表明，巖漿源區應主要為中元古代下地殼玄武質巖石同時有幔源物質的混入。

3)夏日哈木地區閃長巖形成于俯沖晚期安第斯型活動大陸邊緣的構造環境。

[1] 莫宣學，羅照華，鄧晉福，等．東昆侖造山帶花崗巖及地殼生長[J]．高校地質學報，2007，13(3)：403-414． Mo Xuanxue，Luo Zhaohua，Deng Jinfu，et al．Granitoids and Crustal Growth in the East-Kunlun Orogenic Belt[J]．Geological Journal of China Universitites，2007，13(3)：403-414．

[2] 羅照華，鄧晉福，曹永清，等．青海省東昆侖地區晚古生代-早中生代火山活動與區域構造演化[J]．現代地質，1999，13(1)：51-56． Luo Zhaohua，Deng Jinfu，Cao Yongqing，et al．On Late Paleozoic-Early Mesozoic Volcanism and Regional Tectonic Evolution of Eastern Kunlun，Qinghai Province[J]．Geoscience，1999，13(1)：51-56．

[3] 袁萬明，莫宣學，喻學惠，等．東昆侖印支期區域構造背景的花崗巖記錄[J]．地質論評，2000，46(2)：203-211． Yuan Wanming，Mo Xuanxue，Yu Xuehui，et al．The Record of Indosinian Tectonic Setting from the Granotoid of Eastern Kunlun Mountains[J]．Geological Review，2000，46(2)：203-211．

[4] 李碧樂，孫豐月，于曉飛，等．東昆中隆起帶東段閃長巖U-Pb年代學和巖石地球化學研究[J]．巖石學報，2012，28(4)：1163-1172． Li Bile，Sun Fengyue，Yu Xiaofei，et al．U-Pb Dating and Geochemistry of Diorite in the Eastern Section from Eastern Kunlun Middle Uplifted Basement and Granitic Belt[J]．Acta Petrologica Sinica，2012，28(4)：1163-1172．

[5] 黃汲清，陳國銘，陳炳蔚．特提斯-喜馬拉雅構造域初步分析[J]．地質學報，1984，58(1)：1-17． Huang Jiqing，Chen Guoming，Chen Bingwei．Preliminary Analysis of the Tethys-Himalayan Tectonic Domain[J]．Acta Geologica Sinica，1984，58(1)：1-17．

[6] 姜春發，楊經綏，馮秉貴，等．昆侖開合構造[M]．北京：地質出版社，1992：183-217． Jiang Chunfa，Yang Jingsui，Feng Binggui，et al．Opening-Closing Tectonics of Kunlun Mountains[M]．Beijing：Geological Publishing House，1992：183-217．

[7] 袁萬明，莫宣學，喻學惠，等．東昆侖印支期區域構造背景的花崗巖記錄[J]．地質論評，2000，46(2)：203-211． Yuan Wanming，Mo Xuanxue，Yu Xuehui，et al．The Record of Indosinian Tectonic Setting from the Granotoid of Eastern Kunlun Mountains[J]．Geological Review，2000，46(2)：203-211．

[8] 李世金，孫豐月，高永旺，等．小巖體成大礦理論指導與實踐:青海東昆侖夏日哈木銅鎳礦找礦突破的啟示及意義[J]．西北地質，2012，45(4)：185-191． Li Shijin，Sun Fengyue，Gao Yongwang，et al．The Theoretical Guidance and the Practice of Small Intrusions Forming Large Deposits：The Enlightenment and Significance for Searching Breakthrough of Cu-Ni Sulfide Deposit in Xiarihamu，East Kunlun，Qinghai[J]．Northwestern Geology，2012，45(4)：185-191．

[9] 王云山，陳基娘．青海省及毗鄰地區變質地帶與變質作用[M]．北京：地質出版社，1987：1-248． Wang Yunshan，Chen Jiniang．Metamorphic Zone and Metamorphism in Qinghai Province and Its Adjacent Areas[M]．Beijing：Geological Publishing House，1987：1-248．

[10] 王國燦，魏啟榮，賈春興，等．關于東昆侖地區前寒武紀地質的幾點認識[J]．地質通報，2007，26(8)：929-937． Wang Guocan，Wei Qirong，Jia Chunxing，et al．Some Ideas of Precambrian Geology in the East Kunlun，China[J]．Geological Bulletin of China，2007，26(8)：929-937．

[11] 陳能松，李曉彥，張克信，等．東昆侖山香日德南部白沙河巖組的巖石組合特征和形成年代的鋯石Pb-Pb定年啟示[J]．地質科技情報，2006，25(6)：1-7． Chen Nengsong，Li Xiaoyan，Zhang Kexin，et al．Lithological Characteristics of the Baishahe Formation to the South of Xiangride Town，Eastern Kunlun Mountains and Its Age Constrained from Zircon Pb-Pb Dating[J]．Geological Science and Technology Information，2006，25(6)：1-7．

[12] 陸松年，李懷坤，王惠初，等．秦-祁-昆造山帶元古宙副變質巖層碎屑鋯石年齡譜研究[J]．巖石學報，2009，25(9)：2195-2208． Lu Songnian，Li Huaikun，Wang Huichu，et al．Detrital Zircon Population of Proterozoic Meta-Sedimentary Strata in the Qinling-Qilian-Kunlun Orogen[J]．Acta Petrologica Sinica，2009，25(9)：2195-2208．

[13] 王冠，孫豐月，李碧樂，等．東昆侖夏日哈木礦區早泥盆世正長花崗巖鋯石U-Pb年代學、地球化學及其動力學意義[J]．大地構造與成礦學，2013，37(4)：685-697． Wang Guan，Sun Fengyue，Li Bile，et al．Zircon U-Pb Geochronology and Geochemistry of the Early Devonian Syenogranite in the Xiarihamu Ore District from East Kunlun，with Implications for the Geodynamic Setting[J]．Geotectonica et Metallogenia，2013，37(4)：685-697．

[14] Yuan H L，Gao S，Liu X M，et al．Accurate U-Pb Age and Trace Element Determinations of Zircon by Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry[J]．Geostandards and Geoanalytical Research，2004，28(3)：353-370．

[15] Andersen T．Correction of Common Lead in U-Pb Analyses that do not Report204Pb[J]．Chemical Geology，2002，192(1/2)：59-79．

[16] Liu Y S，Hu Z C，Gao S，et al．In Situ Analysis of Major and Trace Elements of Anhydrous Minerals by LA-ICP-MS Without Applying an Internal Standard[J]．Chemical Geology，2008，257(1/2)：34-43．

[17] Ludwig K R．User’s Manual for Isoplot 3.00：A Geochronological Toolkit for Microsoft Excel[M]．Berkeley： Geochronology Center，2003：1-70．

[18] 耿建珍，李懷坤，張健，等．鋯石Hf同位素組成的LA-MC-ICP-MS測定[J]．地質通報，2011，30(10)：1508-1513． Geng Jianzhen，Li Huaikun，Zhang Jian，et al．Zircon Hf Isotope Analysis by LA-MC-ICP-MS[J]．Geological Bulletin of China，2011，30(10)：1508-1513．

[19] Belousova E A，Griffin W，L O’Reilly S Y，et al．Igneous Zircon：Trace Element Composition as an Indicator of Source Rock Type[J]．Contributions to Mineralogy and Petrology，2002，143(5)：602-622．

[20] Hoskin P W O，Schaltegger U．The Composition of Zircon and Igneous and Metamorphic Petrogenesis[J]．Reviews in Mineralogy and Geochemistry，2003，53(1)：27-62．

[21] Rickwood P C．Boundary Lines Within Petrologic Diagrams Which Use Oxides of Minor Elements[J]．Lithos，1989，22：247-263．

[22] Boynton W V．Geochemistry of the Rare Earth Elements：Meteorite Studies[M]//Henderson P．Rare Earth Element Geochemistry．Amsterdam：Elsevier，1984：63-114．

[23] Sun S S，McDonough W F．Chemical and Isotopic Systematics of Oceanic Basalts：Implications for Mantle Composition and Processes[C]//Saunders A D，Norry M J．Magmatism in the Ocean Basins．London：Geological Society，1989：313-345．

[24] Soderlund U，Patchett P J，Vervoort J D，et al．The176Lu Decay Constant Determined by Lu-Hf and U-Pb Isotope Systematics of Precambrian Mafic Intrusions[J]．Earth and Planetary Science Letters，2004，219：311-324．

[25] Blichert-Toft J，Albarede F．The Lu-Hf Isotope Geochemistry of Chondrites and the Evolution of the Mantle-Crust System[J]．Earth and Planetary Science Letters，1997，148：243-258．

[26] Griffin W L，Pearson N J，Belousova E，et al．The Hf Isotope Composition of Cratonic Mantle：LAM-MC-ICP-MS Analysis of Zircon Megacrysts in Kimberlites[J]．Geochim Cosmochim Acta，2000，64:133-147．

[27] Griffin W L，Wang X，Jackson S E，et al．Zircon Chemistry and Magma Genesis，SE China：In-Situ Analysis of Hf Isotopes，Tonglu and Pingtan Igneous Complexes[J]．Lithos，2002，61：237-269．

[28] 吳福元，李獻華，鄭永飛，等．Lu-Hf同位素體系及其巖石學應用[J]．巖石學報，2007，23(2)：185-220． Wu Fuyuan，Li Xianhua，Zheng Yongfei，et al．Lu-Hf Isotopic Systematics and Their Application in Petrology[J]．Acta Petrologica Sinica，2007，23(2)：185-220．

[29] Brown G C，Thorpe R S，Webb P C．The Geochemical Characteristics of Granitoids in Contrasting Arcs and Comments on Magma Sources[J]．Journal of the Geological Society，1984，141(3)：413-426．

[30] Defant M J，Drummond M S．Derivation of Some Modern Arc Magmas by Melting of Young Subducted Lithosphere[J]．Nature，1990，347：662-665．

[31] Rogers G，Hawkesworth C J．A Geochemical Traverse Across the North Chilean Andes：Evidence for Crust Generation from the Mantle Wedge[J]．Earth and Planetary Science Letters，1989，91(3)：271-285．

[32] Atherton M P，Petford N．Generation of Sodium-Rich Magmas from Newly Underplated Basaltic Crust[J]．Nature，1993，362：144-146．

[33] Barbarin B．A Review of the Relationships Between Granitoid Types，Their Origins and Their Geodynamic Environments[J]．Lithos，1999，46(3)：605-626．

[34] 張旗，金惟俊，李承東，等．再論花崗巖按照Sr-Yb的分類：標志[J]．巖石學報，2010，26(4)：985-1015． Zhang Qi，Jin Weijun，Li Chengdong，et al．Revisiting the New Classification of Granitic Rocks Based on Whole-Rock Sr and Yb Contents：Index[J]．Acta Petrologica Sinica，2010，26(4)：985-1015．

[35] Defant M J，Jackson T E，Drummond M S，et al．The Geochemistry of Young Volcanism Throughout Western Panama and Southeastern Costa Rica：An Overview[J]．Journal of the Geological Society，1992，149(4)：569-579．

[36] 朱章顯，楊振強，向文帥，等．兩類埃達克巖的含礦性和成因：東南亞地區與東太平洋帶對比[J]．吉林大學學報：地球科學版，2012，42(增刊1)：237-246． Zhu Zhangxian，Yang Zhenqiang，Xiang Wenshuai，et al．Metallogeny and Origin for Two Types of Cenozoic Adakites：Southeastern Asia Region Versus East Pacific Zone[J]．Journal of Jilin University：Earth Science Edition，2012，42(Sup.1)：237-246．

[37] Wolf M B，Wyllie P J．Dehydration-Melting of Amphi-bolite at 10 kbar：The Effects of Temperature and Time[J]．Contributions to Mineralogy and Petrology，1994，115(4)：369-383．

[38] Rapp R P，Watson E B．Dehydration Melting of Meta-basalt at 8-32 kbar：Implications for Continental Growth and Crust-Mantle Recycling[J]．Journal of Petrology，1995，36(4)：891-931．

[39] Altherr R，Holl A，Hegner E，et al．High-Potassium，Calc-Alkaline I-Type Plutonism in the European Variscides：Northern Vosges (France) and Northern Schwarzwald (Germany)[J]．Lithos，2000，50(1)：51-73．

[40] Rapp R P．Amphibole-Out Phase Boundary in Par-tially Melted Metabasalt，Its Control over Liquid Fraction and Composition，and Source Permeability[J]．Journal of Geophysical Research，1995，100：15601-15610．

[41] Ameilin Y，Lee D C，Halliiday A N，et al．Nature of the Earth’s Earliest Crust from Hafninm Isotopes in Single Detrital Zircons[J]．Nature，1999，399：252-255．

[42] Kemp A I S，Hawkesworth C J，Foster G L，et al．Magmatic and Crustal Differentiation History of Granitic Rocks from Hf-O Isotopes in Zircon[J]．Science，2007，16：980-983．

[43] Zhu D C，Pan G T，Zhao Z D，et al．Early Cretaceous Subduction Related Adakite-Like Rocks in the Gangdese，South Tibet：Products of Slab Melting and Subsequent Melt-Peridotite Interaction?[J]．Journal of Asian Earth Sciences，2009，34：298-309．

[44] Ravikant V，Wu F Y，Ji W Q，et al．U-Pb Age and Hf Isotopic Constraints of Detrital Zircons from the Himalayan Foreland Subathu Sub-Basin on the Tertiary Palaeogeography of the Himalaya[J]．Earth and Planetary Science Letters，2011，304：356-368．

[45] 秦海鵬，吳才來，武秀萍，等．秦嶺蟒嶺高Sr 花崗巖的鋯石Lu-Hf 同位素特征及其成因[J]．吉林大學學報：地球科學版，2012，42(增刊1)：254-266． Qin Haipeng，Wu Cailai，Wu Xiuping，et al．Zircon Lu-Hf Isotopic Compositions and Petrogenesis of Strontium-Rich Granite from Mangling，Qinling Orogen Belt[J]．Journal of Jilin University：Earth Science Edition，2012，42(Sup.1)：254-266．

[46] 劉成東，莫宣學，羅照華，等．東昆侖造山帶花崗巖類Pb-Sr-Nd-O同位素特征[J]．地球學報，2003，24(6)：584-588． Liu Chengdong，Mo Xuanxue，Luo Zhaohua，et al．Pb-Sr-Nd-O Isotope Characteristics of Granitoids in East Kunlun Orogenic Belt[J]．Acta Geoscientica Sinica，2003，24(6)：584-588．

[47] Xiong F H，Ma C Q，Zhang J Y，et al．The Origin of Mafic Microgranular Enclaves and Their Host Granodiorites from East Kunlun, Northern Qinghai-Tibet Plateau：Implications for Magma Mixing During Subduction of Paleo-Tethyan Lithosphere[J]．Mineralogy and Petrology，2012，104(3/4)：211-224．

[48] 熊富浩，馬昌前，張金陽，等．東昆侖造山帶早中生代鎂鐵質巖墻群LA-ICP-MS鋯石U-Pb 定年、元素和Sr-Nd-Hf 同位素地球化學[J]．巖石學報，2011，27(11)：3350-3364． Xiong Fuhao，Ma Changqian，Zhang Jinyang，et al．LA-ICP-MS Zircon U-Pb Dating，Elements and Sr-Nd-Hf Isotope Geochemistry of the Early Mesozoic Mafic Dyke Swarms in East Kunlun Orogenic Belt[J]．Acta Petrologica Sinica，2011，27(11)：3350-3364．

[49] Bailey J C．Geochemical Criteria for a Refined Tectonic Discrimination of Orogenic Andesites[J]．Chemical Geology，1981，32：139-154．

[50] Condie K C．Geochemical Changes in Basalts and Andesites Across the Archean-Proterozoic Boundary：Identification and Significance[J]．Lithos，1989，23：1-18．

[51] Salters V J M，Hart S R．The Mantle Sources of Ocean Ridges，Islands and Arcs：The Hf-Isotope Connection[J]．Earth and Planetary Science Letters，1991，104：364-380．

[52] 張亞峰，裴先治，丁仨平，等．東昆侖都蘭縣可可沙地區加里東期石英閃長巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡及其意義[J]．地質通報，2010，29(1)：79-85． Zhang Yafeng，Pei Xianzhi，Ding Saping，et al．LA-ICP-MS Zircon U-Pb Age of Quartz Diorite at the Kekesha Area of Dulan County，Eastern Section of the East Kunlun Orogenic Belt，China and Its Significance[J]．Geological Bulletin of China，2010，29(1)：79-85．

[53] 許榮華，Harris N B W，Lewis C L，等．拉薩至格爾木的同位素地球化學[C]//中英青藏高原綜合地質考察隊．青藏高原地質演化．北京：科學出版社，1990：282-302． Xu Ronghua，Harris N B W，Lewis C L，et al．Isotopic Geochemistry of the 1985 Tibet Geotraverse，Lhasa to Golmud[C]//Chinese-British Tibet Plateau Geological Expedition．The Geological Evolution of the Tibetan Plateau．Beijing：Science Press，1990:282-302．

[54] 郭正府，鄧晉福，許志琴，等．青藏東昆侖晚古生代末-中生代中酸性火成巖與陸內造山過程[J]．現代地質，1998，12(3)：345-352． Guo Zhengfu，Deng Jinfu，Xu Zhiqin，et al．Late Palaeozoic-Mesozoic in Intracontinental Orogenic Procless and Intermedate-Acidic Igneous Rock from the Eastern Kunlun Mountains of Northwestern China[J]．Geoscience，1998，12(3)：345-352．

[55] 王秉璋．祁漫塔格地質走廊域古生代-中生代火成巖巖石構造組合研究[D]．北京：中國地質大學(北京)，2011：1-229． Wang Bingzhang．The Study and Investigation on the Assembly and Coupling Petrotectonic Assemblage During Paleozoic-Mesozoic Period at Qimantage Geological Corridor Domain[D]．Beijing：China University of Geosciences，2011：1-229．

[56] 楊經綏，許志琴，李海兵，等．東昆侖阿尼瑪卿地區古特提斯火山作用和板塊構造體系[J]．巖石礦物學雜志，2005，24(5)：369-379． Yang Jingsui，Xu Zhiqin，Li Haibing，et al．The Paleo-Tethyan Volcanism and Plate Tectonic Regime in the A’nyemaqen Region of East Kunlun，Northern Tibet Plateau[J]．Acta Petrologica et Mineralogica，2005，24(5)：369-379．

[57] 熊富浩，馬昌前，張金陽，等．東昆侖造山帶白日其利輝長巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡及地質意義[J]．地質通報，2011，30(8)：1196-1202． Xiong Fuhao，Ma Changqian，Zhang Jinyang，et al．Zircon LA-ICP-MS U-Pb Dating of Bairiqili Gabbro Pluton in East Kunlun Orogenic Belt and Its Geological Significance[J]．Geological Bulletin of China，2011， 30(8)：1196-1202．

[58] 王松，豐成友，李世金，等．青海祁漫塔格卡爾卻卡銅多金屬礦區花崗閃長巖鋯石SHRIMP U-Pb測年及其地質意義[J]．中國地質，2009，36(1)：74-84． Wang Song，Feng Chengyou，Li Shijin，et al．Zircon SHRIMP U-Pb Dating of Granodiorite in the Kaerqueka Polymetallic Ore Deposit，Qimantage Mountain，Qinghai Province，and Its Geological Implications[J]．Geology in China，2009，36(1)：74-84．

[59] 宋忠寶，張雨蓮，陳向陽，等．東昆侖哈日扎含礦花崗閃長斑巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年及地質意義[J]．礦床地質，2013，32(1)：157-168． Song Zhongbao，Zhang Yulian，Chen Xiangyang，et al．Geochemical Characteristics of Harizha Granite Diorite-Porphyry in East Kunlun and Their Geological Implications[J]．Mineral Deposits，2013，32(1)：157-168．

[60] 豐成友，王松，李國臣，等．青海祁漫塔格中晚三疊世花崗巖年代學、地球化學及成礦意義[J]．巖石學報，2012，28(2)：665-678． Feng Chengyou，Wang Song，Li Guochen，et al．Middle to Late Triassic Granitoids in the Qimantage Area，Qinghai Province，China: Chronology，Geochemistry and Metallogenic Significances[J]. Acta Petrologica Sinica，2012，28(2)：665-678．

Zircon U-Pb Geochronology and Geochemistry of Diorite in Xiarihamu Ore District from East Kunlun and Its Geological Significance

Wang Guan1，Sun Fengyue1，Li Bile1，Li Shijin2，Zhao Junwei3，Yang Qi’an3

1．College of Earth Sciences，Jilin University，Changchun 130061，China2．Qinghai Geological Survey，Xining 810001，China3．No.5 Geologic Exploration and Mineral Resource Institute of Qinghai Province，Xining 810008，China

diorite; zircon U-Pb age; geochemistry; tectonic setting; east Kunlun; Xiarihamu

10.13278/j.cnki.jjuese.201403113.

2013-11-08

中國地質調查局地質大調查項目(12120111086020)；國家自然科學基金項目(41272093)

王冠(1984-)，男，博士研究生，主要從事礦床學研究，E-mail:red_moon2002@163.com

孫豐月(1963-)，男，教授，博士生導師，主要從事熱液礦床成礦理論與預測、區域成礦作用研究，E-mail:sfy@jlu.edu.cn。

10.13278/j.cnki.jjuese.201403113

P588.12

A

王冠，孫豐月，李碧樂,等.東昆侖夏日哈木礦區閃長巖鋯石U-Pb年代學、地球化學及其地質意義.吉林大學學報:地球科學版,2014,44(3):876-891.

Wang Guan，Sun Fengyue，Li Bile,et al.Zircon U-Pb Geochronology and Geochemistry of Diorite in Xiarihamu Ore District from East Kunlun and Its Geological Significance.Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2014,44(3):876-891.doi:10.13278/j.cnki.jjuese.201403113.