柴北緣錫鐵山花崗質片麻巖深熔作用年代和冷卻歷史: 來自淺色體40Ar/39Ar年代學證據

胡榮國， 邱華寧， Jan R.WIJBRANS， Fraukje M.BROUWER，何立言， 王 敏

（1.桂林理工大學 廣西隱伏金屬礦產勘查重點實驗室， 廣西 桂林 541004； 2.中國科學院 廣州地球化學研究所，同位素地球化學國家重點實驗室， 廣東 廣州 510640； 3.Department of Petrology， VU University Amsterdam，De Boelelaan 1085， 1081 HV Amsterdam， The Netherlands）

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柴北緣錫鐵山花崗質片麻巖深熔作用年代和冷卻歷史: 來自淺色體40Ar/39Ar年代學證據

胡榮國1， 2， 3， 邱華寧2*， Jan R.WIJBRANS3， Fraukje M.BROUWER3，何立言2， 王 敏2

（1.桂林理工大學 廣西隱伏金屬礦產勘查重點實驗室， 廣西 桂林 541004； 2.中國科學院 廣州地球化學研究所，同位素地球化學國家重點實驗室， 廣東 廣州 510640； 3.Department of Petrology， VU University Amsterdam，De Boelelaan 1085， 1081 HV Amsterdam， The Netherlands）

摘 要：長英質淺色體廣泛出露于柴北緣造山帶中段錫鐵山地體花崗質片麻巖中， 多呈脈狀、不規則透鏡狀順區域片麻理走向產出， 主要由鉀長石、斜長石、角閃石、石英以及少量黑云母組成， 是黑云母花崗質片麻巖深融作用的產物。溫壓估算獲得其形成條件為P=（6.5～9.6）×102MPa， T=640～690 ℃， 達麻粒巖相。選取淺色體角閃石和鉀長石單礦物進行激光階段加熱40Ar/39Ar定年。角閃石共進行了17個階段， 其中3～17階段數據形成平坦年齡譜， 坪年齡為442.5±4.0 Ma； 構成年齡坪的數據對應的等時線年齡為441.6±3.9 Ma， 相應初始捕獲氬比值為303±4， 暗示該角閃石樣品不含過剩40Ar。坪年齡～442.5 Ma解釋為角閃石初始結晶年齡， 代表了錫鐵山地區黑云母片麻巖發生深融（混合巖化）的時代。共生鉀長石階段加熱獲得一個低溫和一個高溫坪， 坪年齡分別為307.5±2.9 Ma和323.3±3.0 Ma； 等時線圖譜暗示該鉀長石樣品未受過剩40Ar干擾。坪年齡分別代表淺色體冷卻到鉀長石封閉溫度～200 ℃和～250 ℃的時間。40Ar/39Ar定年結果顯示錫鐵山黑云母片麻巖深熔作用后經歷了低速抬升（0.1～0.2 km/Ma）和緩慢冷卻（3～3.6 ℃/Ma）的演化歷史。

關鍵詞：淺色體； 花崗質片麻巖； 深熔作用；40Ar/39Ar定年； 冷卻歷史； 錫鐵山地體

項目資助： 荷蘭皇家文理科學院基金（06CDP002）和中-荷聯合培養博士生計劃（08PhD-08）聯合資助。

0　引 言

柴北緣造山帶是近十多年來發現和擬定的一條早古生代超高壓變質帶（楊建軍等， 1994； Lu et al.，1999； 張建新等， 2000； 楊經綏等， 2001； Song et al.，2003a， 2014； Xiong et al.， 2012； Zhang et al.， 2013b）。它東起都蘭沙柳河， 向西經過德令哈、錫鐵山、綠梁山、魚卡直至阿爾金斷裂附近的賽什騰山， 呈NW-SE向展布， 斷續綿延超過700 km（圖1a， b）。

根據礦物組合、變質特征以及變質演化歷史，自東向西依次可劃分為都蘭榴輝巖、錫鐵山榴輝巖、綠梁山石榴石橄欖巖和魚卡榴輝巖4個超高壓地體（圖1b）。錫鐵山地體位于柴北緣造山帶的中部， 區內廣泛出露以混合巖化長英質片麻巖為主的中高級變質巖（青海省地質礦產局， 1991）。榴輝巖及其退變質產物——榴閃巖和斜長角閃巖多呈大小不等的透鏡狀賦存于正副片麻巖、片巖中。發現至今， 錫鐵山榴輝巖-片麻巖地體已吸引了眾多中外地質學家的關注， 并在巖石學、礦物學、地球化學和年代學等方面取得了卓有成效的研究成果（張建新等， 2002，2007； 孟繁聰等， 2003， 2005a； Mattinson et al.， 2007；宋述光等， 2011； Chen et al.， 2012； Liu et al.， 2012；Zhang et al.， 2012， 2013a； 胡榮國等， 2013）。然而對于錫鐵山地區混合巖的研究僅在區域分布、構造分析和巖石成因等方面有少量研究工作（金玉聲， 1981；孟繁聰等， 2005b）， 有關錫鐵山混合巖的形成時代和熱構造歷史卻還鮮有報道。

圖1　柴北緣變質帶地質簡圖（a， b）和錫鐵山榴輝巖-片麻巖地體地質簡圖（c）Fig.1 Simplified geological maps of the North Qaidam UHP metamorphic belt （a， b） and geological sketch of the Xitieshan eclogite-gneiss terrane （c）

混合片麻巖中的淺色體巖性單一， 來源簡單，包含豐富的與地殼深熔、熔體遷移以及熔體結晶分離相關的地質信息， 因此定年結果可以對混合巖化作用（陸殼深熔）的時代及隨后的冷卻演化歷史提供有效的約束。本次研究選取錫鐵山超高壓變質巖的主要圍巖——混合巖化黑云母花崗質片麻巖內的淺色體為研究對象， 通過巖相學觀察、礦物電子探針成分分析以及角閃石和鉀長石Ar/Ar同位素定年研究， 來探討錫鐵山花崗質片麻巖混合巖化作用的變質條件、形成時代及其在抬升過程中的熱構造演化歷史。

1　地質背景及樣品描述

柴北緣超高壓變質帶位于柴達木盆地北側， 祁連地塊和柴達木地塊之間， 是一個形成于早古生代的典型大陸型俯沖碰撞構造造山帶（楊經綏等， 2001；許志琴等， 2003； Song et al.， 2003b， 2014； Mattinson et al.， 2006； Chen et al.， 2007； Zhang et al.， 2009a，2013b）。錫鐵山榴輝巖-片麻巖地體位于錫鐵山-阿莫尼克山一帶， 主要由古元古界達肯大坂群混合巖化長英質片麻巖、片巖和大小不等的透鏡狀榴輝巖塊體組成， 與西南端出露的一套綠片巖相變質的寒武紀-奧陶紀灘間山群火山巖呈斷層接觸（王惠初等，2003）； 東北端則被～428 Ma花崗巖侵入（圖1c， 孟繁聰等， 2005b）。榴輝巖大多經歷了強烈的麻粒巖-角閃巖相退變質作用疊加。最近Liu et al. （2012）在退變質榴閃巖的鋯石中發現柯石英包體， 確定了該地體曾經達到超高壓變質條件。根據礦物組合可分為多硅白云母榴輝巖和角閃石榴輝巖兩種類型， 峰期變質條件為: P=（27.1～31.7）×102MPa， T=751～791 ℃（Zhang et al.， 2011）； 峰期變質作用的時間被認為發生在440～458 Ma（Mattinson et al.， 2006； Zhang et al.，2011； Chen et al.， 2012； Liu et al.， 2012）。采用Garnet-Sillimanite-Plagioclase-Quartz（GASP）壓力計和Garnet-Biotite溫度計， 估算出錫鐵山副片麻巖的溫壓條件為: P=（6.0～11）×102MPa， T=675～820 ℃， 反映副片麻巖經歷了中壓麻粒巖相條件下的變質作用（Zhang et al.， 2009b； Zhang et al.， 2012）。年代學方面，Zhang et al. （2008， 2009b）先后對區內榴輝巖的圍巖——石榴石藍晶石黑云母副片麻巖進行了詳細的SHRIMP U-Pb定年， 得到一組上交年齡為～890 Ma （8個分析點）和兩組下交年齡， 分別為451～461 Ma （20個分析點）和～423 Ma（3個分析點）， 解釋為原巖結晶、高壓麻粒巖相和低壓麻粒巖相變質作用時代。綜合考慮到在榴輝巖相高壓-超高壓變質過程中結晶的鋯石很難在退化變質過程中被完全改造； 而在麻粒巖相階段， 由于流體和Zr元素的缺乏， 鋯石幾乎不會在該階段形成。因此， 宋述光等（2011）認為把鋯石的下交年齡451～461和～423 Ma解釋為麻粒巖/角閃巖相改造年齡的觀點欠妥。最近， 針對具有相同礦物組合的副片麻巖， Zhang et al. （2012）采用獨居石原位電子探針（EMP）和SHRIMP鋯石U-Pb法做了詳細的定年工作， 獲得938～945 Ma， 455～460 Ma和422～425 Ma三組年齡， 分別被解釋為原巖結晶、超高壓變質和角閃巖退變質作用發生的時代。

表1　錫鐵山黑云母花崗質片麻巖淺色脈體中角閃石和長石成分Table 1 Compositions of representative amphiboles and feldspars from the leucosome within the Xitieshan biotite granitic gneiss

本文研究樣品09NQ48為錫鐵山黃羊溝黑云母花崗質片麻巖中的長英質淺色體， 采樣點坐標: E95°30′55″， N37°23′55″（圖1c）。淺色體主要特征如下:順區域片麻理發育， 呈透鏡狀， 最寬處可達15 cm（圖2a， b）。礦物顆粒粗大， 呈花崗結構， 主要由鉀長石（30%～40%）、斜長石（25%～35%）、角閃石（～15%）和石英（～10%）組成， 含極少量黑云母（＜2%）以及磷灰石和鋯石等副礦物。長石多呈自形、半自形板狀，部分中-粗粒長石邊界處可觀察到一些細粒的石英單晶或集合體（圖2c）， 為深融作用的產物。角閃石為自形-半自形長柱狀， 弱定向排列。礦物成分在荷蘭阿姆斯特丹自由大學地球科學系的JEOL JXA-8800M探針儀上進行了電子探針分析（表1）； 礦物代號基于 Whitney and Evans （2010）。根據Leake et al. （1997） 的角閃石分類法知， 角閃石為鈣質角閃石，包括韭閃石、鈣鎂閃石和鎂角閃石（表1）。斜長石主要分為中長石（An55-58Ab40-43Or1-2）， 而鉀長石主要為透長石/微斜長石（An0.3Ab5-7Or93-95）。根據淺色體

的電子探針數據， 選取角閃石及其相鄰的斜長石成分（表1）， 利用角閃石-斜長石地質溫度計（Holland and Blundy， 1994）和角閃石-斜長石-（石英）地質壓力計（Bhadra and Bhattacharya， 2007）， 計算得到淺色脈體的形成條件為P=（6.5～9.6）×102MPa， T=640～690 ℃，達麻粒巖相。

圖2　錫鐵山含淺色體黑云母花崗質片麻巖野外產狀（a）， 淺色體標本（b）和淺色體顯微照片（c）Fig.2 Field occurrence of the leucosome within biotite granitic gneiss in the Xitieshan terrane （a）， photo of the sample （b） and microphotograph of the leucosome （c）

2　實驗技術

角閃石和鉀長石單礦物分選工作在荷蘭阿姆斯特丹自由大學選礦實驗室完成。樣品用液壓機及鄂式破碎機破碎， 過篩后， 選取粒徑在250～500 μm之間的礦物進行重液分選（角閃石比重: 3.1～3.3 g/cm3；鉀長石比重: 2.54～2.59 g/cm3）和磁選。最后， 所有樣品在雙目鏡下手選出未見礦物連晶和明顯蝕變的樣品， 純度達99%。實驗樣品與標準樣品分別用鋁箔和銅箔包裝呈小圓餅狀， 密封于小鋁管內。為了獲得樣品的J值， 在玻璃管兩端及每4個樣品中間插放一個標樣， 并記錄每個樣品及標樣在鋁管中的位置， 用以確定樣品管J值的變化曲線， 并通過曲線方程計算出每個樣品的J值。樣品送至中國原子能科學研究院49-2游泳池反應堆中照射50 h， 中子活化編號為GZ17。40Ar/39Ar測試工作在中國科學院廣州地球化學研究所同位素地球化學國家重點實驗室GVI-5400?質譜計上完成。中子通量監測標準樣品為本實驗室所采用的標樣北京房山花崗閃長巖黑云母樣品ZBH-25， 其K-Ar年齡為132.5±1.2 Ma（王松山，1983）。樣品用激光階段加熱求得J值， 然后根據J值變化曲線的函數關系和樣品的位置計算出每個樣品的J值。干擾氬同位素校正因子分別為: （39Ar/37Ar）Ca=8.984×10-4， （36Ar/37Ar）Ca=2.673×10-4，（40Ar/39Ar）K=5.97×10-3和（38Ar/39Ar）K=1.211×10-2。Ar同位素分析之前， 整個系統先使用加熱帶在150 ℃下烘烤去氣。而后， 激光階段加熱釋放出來的氣體通過2個SAES NP10?Zr/Al吸氣泵純化后送入質譜計進行氬同位素分析。每次實驗以本底分析開始， 在完成4至6個階段后插做一個本底分析， 用以準確扣除系統的本底。本底分析時不發射激光， 其實驗流程與樣品分析流程完全一致。

3　實驗結果

角閃石和鉀長石激光加熱40Ar/39Ar定年結果采用A.A.P. Koppers博士編寫的軟件ArArCALC V2.50進行計算和作圖（Koppers， 2002）。樣品各階段加熱數據匯總于表2， 年齡誤差以2σ給出。

表2　錫鐵山黑云母花崗質片麻巖淺色體中角閃石和鉀長石40Ar/39Ar定年結果Table 240Ar/39Ar dating results for amphibole and K-feldspar from the leucosome within the Xitieshan biotite granitic gneiss

角閃石09NQ48Amp激光階段加熱進行了17個階段， 總氣體年齡為445.5±4.0 Ma， K/Ca比值穩定在0.147±0.005（圖3a）， 與電子探針分析結果基本一致（表1）。初始兩個階段表觀年齡偏老（655～466 Ma）， 而后由3～17階段數據形成平坦年齡譜，對應坪年齡為442.5±4 Ma（MSWD=0.5，39Ar=97%）（圖3b）。在反等時圖解上， 構成年齡坪的數據點（■）形成了一條相關性良好的等時線， 對應等時年齡為441.6±3.9 Ma （MSWD=0.3）， 對應初始捕獲氬比值為303±4。

鉀長石09NQ48Kfs進行了11個階段的逐步升溫激光加熱分析， 形成了一個低溫和一個高溫年齡坪； 總氣體年齡為316.8±3.8 Ma， K/Ca比值為183 ±20 （圖4a）。低溫年齡坪由1～3階段的數據點組成，對應的坪年齡為307.5±2.9 Ma （MSWD=0.26，39Ar約占37%）； 高溫年齡坪由6～11階段的數據點組成， 對應的坪年齡為324.3±3.0 Ma（MSWD=0.13，39Ar約占49%） （圖4b）。在反等時線圖解上， 低溫坪（·）和高溫坪（■）階段的數據點對應的等時年齡分別為307.3±2.9 Ma （MSWD=0.03）和324.4±3.2 Ma （MSWD= 0.16）， 相應的截距值則分為303±11和288±91 （圖4c），在誤差范圍內都與現代空氣氬（295.5）一致， 暗示該樣品不含過剩40Ar。

圖3　錫鐵山黑云母花崗質片麻巖淺色體角閃石激光階段加熱40Ar/39Ar定年結果Fig.3 Plots based on the40Ar/39Ar data of the amphibole 09NQ48Amp from the leucosome within biotite granitic gneiss by laser stepwise heating

圖4　錫鐵山黑云母花崗質片麻巖淺色體鉀長石激光階段加熱40Ar/39Ar定年結果Fig.4 Plots based on the40Ar/39Ar data of the K-feldspar 09NQ48Kfs from the leucosome within biotite granitic gneiss by laser stepwise heating

4　討 論

4.140Ar/39Ar定年地質意義

錫鐵山副片麻巖和正片麻巖具有相似的地球化學成分和一致的Nd模式年齡（1.88～2.28 Ga）， 且正片麻巖可能是副片麻巖在新元古代（～952 Ma）原地熔融作用的產物（張建新等， 2003）。在早古生代， 二者與所夾的榴輝巖的基性原巖一起卷入了深俯沖作用， 經歷了共同的高壓-超高壓變質作用（Zhang et al.， 2008， 2009b； Zhang et al.， 2011， 2012）。孟繁聰等（2005b）對區內的花崗質片麻巖進行了SHRIMP鋯石U-Pb定年， 獲得435±7 Ma的加權平均年齡（10個分析點）， 解釋為片麻巖發生高角閃巖相-麻粒巖相變質作用的時代。

本次研究的淺色體來自錫鐵山黃羊溝黑云母花崗質片麻巖， 用于40Ar/39Ar定年的礦物分別為角閃石和鉀長石。角閃石激光階段加熱獲得的坪年齡為442.5±4.0 Ma， 在誤差范圍內與前人獲得的花崗質片麻巖鋯石變質年齡（～435 Ma）基本一致。考慮到在一般情況下角閃石的Ar同位素封閉溫度（500～ 650℃， Villa， 1998）要低于鋯石的Pb同位素封閉溫度（～900℃， Cherniak and Watson， 2001）和片麻巖中壓麻粒巖相變質作用時的溫度（705～800 ℃， Zhang et al.，2008）， 角閃石40Ar/39Ar定年結果可有以下三種解釋: （1）淺色體自結晶形成后經歷了極其快速的冷卻抬升；（2）樣品含有均勻過剩40Ar， 坪年齡和等時年齡均無任何地質意義； （3）過剩40Ar只存在于角閃石的流體包裹體中， 并在低溫階段就已經釋放出來（導致最初2個階段表觀年齡偏老）， 而礦物晶格中并不含過剩40Ar， 其坪年齡為角閃石在麻粒巖相條件下的初始結晶年齡， 代表了錫鐵山地區黑云母花崗質片麻巖發生混合巖化（深融作用）的時代。綜合考慮， 我們認為第3種解釋更為合理， 理由如下:

已有研究表明， 錫鐵山地區的高壓-超高壓變質巖及其圍巖深俯沖后并未經歷極其快速的冷卻折返演化歷史， 而是一個近升溫降壓的折返過程（Zhang et al.， 2005， 2008， 2009b； Mattinson et al.，2007； Zhang et al.， 2012）。再者， 由于深熔作用會強烈的削弱深俯沖巖石的流變學性質， 該類巖石的抬升速率（可能受底辟流作用驅動）一般認為是相對緩慢的（Wallis et al.， 2005）。

錫鐵山地區含過剩40Ar的角閃石樣品階段加熱40Ar/39Ar定年通常形成單調遞減（胡榮國等， 2013）或馬鞍型（Zhang et al.， 2005）表觀年齡圖譜； 等時線圖解法獲得遠高于現代空氣Ar比值的截距值和年輕合理的等時年齡。而本次分析的角閃石樣品階段加熱形成了平坦的表觀年齡圖譜、相關性良好的等時線、與坪年齡一致的等時年齡以及在誤差范圍內和現代空氣氬比值一致的截距值， 這些特征都暗示該樣品未受過剩40Ar污染。

研究表明， 角閃石的Ar同位素封閉溫度可以遠高于實驗模擬得出的封閉溫度， 在某些特殊的地質環境下， 甚至可以＞650 ℃（Berger and York， 1981；Wilke et al.， 2010）。而本次研究的淺色體其變質溫度為675±15 ℃， 與假設的最高封閉溫度基本一致。因此角閃石在此條件下結晶是能夠保持體系封閉的。

退一步而言， 即使角閃石的封閉溫度低于混合巖化作用時的熔融溫度， 在礦物結晶過程中， 含水流體的存在與否及其含量的多少對于Ar在變質礦物（如角閃石、多硅白云母等）中的擴散和運移會起到非常重要的影響， 其決定性要顯著的超過溫度起到的作用（Villa， 1998； Di Vincenzo and Palmeri， 2001），而深熔過程被認為是一個缺乏含水流體的封閉體系（Breton and Thompson， 1988； Johannes， 1988）。此外，后成合晶在錫鐵山麻粒巖相和角閃巖相退變質階段的廣泛發育， 同樣暗示整個退變質過程含水流體的存在是非常有限的（Zhang et al.， 2005； Zhang et al.，2011）。此條件下， 從熔融到冷凝結晶過程中該樣品處于封閉狀態， 其形成年齡可以用來約束混合巖化發生的年代（Yang et al.， 2005）。

鉀長石40Ar/39Ar階段加熱定年獲得了一個低溫和一個高溫坪， 對應的坪年齡分別為307.5±2.9 Ma 和324.3±3.0 Ma。考慮到緩慢冷卻的鉀長石內有多個不連續分布的擴散域， 致使對應不同的封閉溫度（Lovera et al.， 1989）， 我們把高溫和低溫坪年齡分別解釋為鉀長石冷卻到～250 ℃和～200 ℃的時間。基于以上研究， 我們可以對錫鐵山混合巖化片麻巖的抬升冷卻過程進行歸納: ～443 Ma時， 錫鐵山的陸殼巖石在地下～30 km處發生深熔作用， 角閃石長英質淺色體隨后從熔融體中結晶出來（對應的溫度為675±15 ℃）， 而后在～324 Ma抬升至地表～7 km處（～250 ℃）， 對應的抬升速率為～0.2 km/Ma， 冷卻速率為～3.6 ℃/Ma； 到302 Ma進一步抬升至地下～6 km的深度（～200 ℃）， 抬升和冷卻速率分別降至～0.1 km/Ma和～2.3 ℃/Ma。

4.2淺色體形成機制

通過與錫鐵山榴輝巖中的淺色體進行對比（Chen et al.， 2012）， 我們發現榴輝巖淺色體與黑云母片麻巖淺色體在礦物組成、形成時間以及形成機制上有明顯差異: 前者主要由斜長石（60%～70%）和石英（30%～40%）組成， 只含有極少量的白云母、黑云母、鉀長石以及角閃石； 后者鉀長石（30%～40%）和角閃石（～15%）所占比例顯著增加， 石英（～10%）和斜長石（25%～35%）則含量急劇降低。此外， 前者的形成時代為428±2 Ma， 折返階段的黝簾石和綠輝石脫水分解導致榴輝巖在折返過程中部分熔融是該類脈體形成的主要機制， 與區內的碰撞后I型花崗巖是同一次構造熱事件的產物（Chen et al.， 2012）； 后者形成于442.5±4.0 Ma， 稍晚于錫鐵山地區片麻巖超高壓變質作用年代（460～455 Ma）（Zhang et al.， 2012）， 但與柴北緣地區基性高壓麻粒巖峰期變質作用時代（450～434 Ma）基本一致（Zhang et al.， 2008； Yu et al.，2011， 2012）。因此， 錫鐵山花崗質片麻巖在構造折返的高壓麻粒巖相減壓（升溫）階段， 誘發的深熔作用（部分熔融）是淺色體形成的主要機制， 它代表的是熔體在源區冷凝結晶的產物。片麻巖中含大量高鉀含水礦物——黑云母和白云母是導致淺色脈體堿性長石含量增高的決定性因素； 深熔作用的發生很可能也是導致錫鐵山地區片麻巖中超高壓變質標志性礦物（如柯石英、微粒金剛石等）無法保存的主要因素之一。值得注意的是， 雖然錫鐵山地區的地殼物質在～443 Ma的時候就已經發生部分熔融， 但是大規模的（淺色）花崗巖上侵卻是出現在428 Ma以后（孟繁聰等， 2005b）， 暗示其演化是一個由半深熔轉向高度深熔的過程: 即在深熔作用的初期， 地殼物質熔融程度較低， 還無法形成大規模的流體來形成花崗巖巖漿。類似的地質現象在喜馬拉雅造山帶也存在（Yang et al.， 2005）。

5　結 論

（1） 錫鐵山黑云母片麻巖中的淺色體是地殼深熔的產物， 巖相學和礦物成分研究表明脈體形成溫壓條件為P=（6.5～9.6）×102MPa， T=640～690 ℃， 達麻粒巖相。

（2） 淺色體角閃石40Ar/39Ar定年結果顯示錫鐵山黑云母花崗質片麻巖在～443 Ma經歷深熔作用， 與區域（高壓）麻粒巖相變質作用相伴而生， 是構造折返減壓（升溫）階段， 發生部分熔融（深熔）作用的產物。

（3） 淺色體鉀長石40Ar/39Ar定年結果顯示經歷深熔作用后， 地殼物質從下地殼深度抬升至地表的過程具有低速率和低冷卻率的特征。

致謝： 在實驗過程中得到中國科學院廣州地球化學研究所蒲志平老師給予的大力支持， 中國地質科學院地質研究所孟繁聰研究員和一位匿名審稿專家評閱了本文， 提出了寶貴的意見和建議， 在此一并表示感謝！

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Anatexis and Cooling History of Granitic Gneiss in the Xitieshan Terrane， North Qaidam： Evidence from40Ar/39Ar Geochronological Study of Leucosome

HU Rongguo1， 2， 3， QIU Huaning2*， Jan R.WIJBRANS3， Fraukje M.BROUWER3，HE Liyan2and WANG Min2
（1. Guangxi Key Laboratory of Hidden Metallic Ore Deposits Exploration， Guilin University of Technology， Guilin 541004，Guangxi， China； 2. State Key Laboratory of Isotope Geochemistry， Guangzhou Institute of Geochemistry， Chinese Academy of Sciences， Guangzhou 510640， Guangdong， China； 3. Department of Petrology， VU University Amsterdam， De Boelelaan 1085， 1081 HV Amsterdam， the Netherlands）

Abstract：Felsic leucosome veins are widely distributed in biotite granitic gneiss in the Xitieshan terrane， North Qaidam，western China. The leucosome veins are derived from anatectic magmatites and consist mainly of plagioclase，K-feldspar， quartz and amphibole with minor biotite. Thermobarometric study indicates that the leucosome records granulite-facies metamorphic conditions of P=（6.5-9.6）×102MPa and T=640-690 ℃. Amphibole and K-feldspar separates from the leucosome veins were analyzed by the laser stepwise heating40Ar/39Ar method. The release pattern of the amphibole is characterized by older apparent ages for the first two steps， which account for ～3% of the cumulative39Ar released. The remainder of the experiment produced younger and concordant apparent age with a plateau age of 442.5±4.0 Ma. The data points constituting the age plateau yields a well-defined isochron with an intercept age of 441.6±3.9 Ma， and an initial40Ar/36Ar ratio （303±4） indistinguishable from that of atmosphere. Considering the leucosome was directly produced by crystallization of melt in the anatexis region， the amphibole plateau age of ca. 442.5 Ma provides an effective constraint on anatexis of the Xitieshan biotite-bearing granitic gneiss. K-feldspar produces an increasing staircase-shaped age spectrum with a younger plateau age of ca. 307.5 Ma in the first three steps and an older plateau age of ca. 324.3 Ma in the last segment. These ages are interpreted in terms of cooling through closure temperatures of ～200 ℃ and ～250 ℃， respectively.40Ar/39Ar data indicate low uplift velocities （0.1-0.2 km/Ma）and cooling rates （3-3.6 ℃/Ma） exhumation of the Xitieshan HP/UHP granitic gneiss after the anatexis.

Keywords:leucosome； granitic gneiss； anatexis；40Ar/39Ar dating； cooling history； Xitieshan terrane

中圖分類號：P597

文獻標志碼：A

文章編號：1001-1552（2016）01-0125-011

收稿日期：2014-02-10； 改回日期： 2014-08-08

第一作者簡介：胡榮國（1982-）， 男， 博士， 地球化學方向。Email: hurongguo@163.com

通信作者：邱華寧（1963-）， 男， 研究員， 地球化學方向。Email: qiuhn@gig.ac.cn