東昆侖造山帶東段香日德地區早三疊世侵入巖巖石時代及形成機制探討

劉衛東

(山東省第七地質礦產勘查院，山東臨沂 276006)

東昆侖造山帶東段香日德地區早三疊世侵入巖巖石時代及形成機制探討

劉衛東

(山東省第七地質礦產勘查院，山東臨沂 276006)

近年來，隨著高精度鋯石U-Pb測年技術的應用，眾多學者認為東昆侖造山帶晚華力西期-印支期巖漿巖異常發育，為主要的活動時期，并且將東昆侖造山帶東段的巖漿活動界定在260～220Ma時間段內。該文對東昆侖造山帶地區東段香日德地區出露的花崗巖進行詳細的LA-ICP-MS鋯石U-Pb年代學研究，獲得花崗閃長巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb表面年齡加權平均值為(248.43±0.64)Ma，應該為巖體結晶年齡，屬于早印支期。同時東昆侖東段的巖漿活動隨著時間的推移，還表現出由東向西(溝里→香日德→香日德)和由南向北(東昆南→東昆北)擴散的趨勢。

東昆侖造山帶；侵入巖；香日德地區；早三疊世

0 引言

近年來，隨著高精度鋯石U-Pb測年技術的應用，眾多學者認為東昆侖造山帶晚華力西期-印支期巖漿巖異常發育，為主要的活動時期，并且將東昆侖造山帶東段的巖漿活動界定在260～220Ma時間段內。如殷鴻福等[1]和孫雨等[2]在東昆南哈拉尕吐花崗巖巖體內獲得鋯石U-Pb年齡為252～255Ma；劉成東、莫宣學等[3]在東昆侖東部約格魯巖體中獲得鋯石U-Pb年齡值為242Ma左右；宋忠寶等[4]在東昆侖哈日扎花崗閃長斑巖中獲得(234.5±4.8)Ma的U-Pb年齡值；羅明非、莫宣學等[5]在東昆侖香日德地區獲得220Ma和223Ma的U-Pb年齡值；曹建輝等[6]在溝里地區獲得225Ma的U-Pb年齡值；李碧樂等[7]在溝里阿斯哈巖體內獲得244Ma的U-Pb年齡值；陳國超等[8]在東昆南和勒岡希里克特巖體內獲得225Ma的U-Pb年齡值；熊富浩等[9]在東昆北白日其利基性巖墻內獲得250Ma的U-Pb年齡值；馬昌前等[10]在東昆北獲得了250～248Ma范圍的基性巖墻U-Pb年齡值；陳宣華等[11]在香日德南巖體內獲得228Ma、251Ma、245Ma、248Ma和253Ma等幾組U-Pb年齡值。該文以東昆侖造山帶東段香日德地區花崗巖最新的LA-ICP-MS鋯石U-Pb年代學數據為基礎，綜合前人的研究成果，對東昆侖造山帶東段晚華力西期-印支期的巖漿侵入活動以及侵入巖的形成機制進行討論。

1 地質背景

香日德地區屬于東昆侖造山帶東段，潘桂堂[12]將其大地構造位置劃歸為東昆侖弧盆系北昆侖巖漿弧。工作區內發育NW向東昆中斷裂帶以及其多次造山活動產生的近EW向和近NE向斷裂。前寒武紀變質基底、古元古代鎂鐵質-超鎂鐵質巖以及古生代-中生代中酸性侵入巖為工作區主要出露的地質體，還有小面積出露的晚三疊世火山巖。其中變質基底為古元古代金水口巖群和長城紀小廟組。金水口巖群經歷了多期次變質變形作用，其主要巖性為黑云斜長片麻巖、二云斜長片麻巖、斜長角閃片巖、斜長角閃巖為主，夾大理巖、淺粒巖、變粒巖、二云母片巖、石英片巖等。多期次的斷裂構造切割、韌性剪切破壞，部分巖石已糜棱巖化或變質為糜棱巖，橫向置換強烈、原始層理蕩然無存、不同巖性之間的層序關系不復存在，現存的構造面理為后期多期變形置換重建的結果，具無層無序的特點，經多期次巖漿巖侵蝕形成相對獨立的地層體。小廟組主要巖性為黑云石英片巖、綠簾石英片巖、二長變粒巖夾黑云斜長片麻巖、斜長角閃巖、斜長角閃片巖及石英巖等。其受區域變質作用和多期次構造作用的影響，巖石片理發育，片理產狀多變，受構造影響南部巖石糜棱巖化強烈。古元古代鎂鐵質-超鎂鐵質巖呈線狀展露于東昆中斷裂帶內，呈孤島狀分布。古生代-中生代中酸性侵入巖主體巖性為花崗閃長巖、二長花崗巖以及石英閃長巖等，巖體內多發育暗色細粒閃長質包體，多呈不規則狀展布于巖體內。晚三疊世火山巖為鄂拉山組火山巖，巖性可分為3個巖性段：安山巖段、流紋巖熔巖段和火山碎屑巖段[13-15]。該套火山巖總體面貌為灰綠—灰紫色、紫紅色，底部以灰綠色為主，中上部以紫紅、灰紫色為主的特點，顯示陸相火山巖噴發特征，與早期中酸性侵入巖為不整合接觸關系(圖1)。

1—第四系;2—晚三疊世鄂拉山組;3—長城紀小廟組;4—古元古代金水口(巖)群;5—志留紀侵入巖;6—石炭紀侵入巖;7—中二疊世—晚三疊世；8—超基性巖;9—地質界線;10—逆斷層/正斷層;11—走滑斷層/性質不明斷層;12—地名;13—同位素采樣位置圖1 東昆侖造山帶香日德地區地質簡圖(地質圖綜合該次成果及青海省1∶100萬地質圖，大地構造圖取自潘桂堂，2009)

2 樣品描述及測試方法

該次研究所采集的各類樣品主要來源于實測地質剖面，個別樣品為路線地質填圖中采集，見圖1所示。共采集U-Pb鋯石樣品1件，編號為U-Pb1483-1，巖性為灰色中細粒花崗閃長巖，巖石新鮮無蝕變，中細?；◢徑Y構，塊狀構造。鋯石U-Pb同位素定年在天津地質礦產研究所同位素實驗室完成，測試方法為：激光燒蝕多接收電感耦合等離子體質譜儀(LA-MC-ICPMS)。測試關鍵參數為：利用193nm激光器對鋯石進行剝蝕，激光剝蝕的斑束為35μm，激光能量密度為13～14J/cm2，頻率為8～10Hz，外部采用TEMORA為標準鋯石。

3 巖體地質及巖相學特征

香日德地區花崗巖主體為灰—灰白色中細粒花崗閃長巖，是東昆侖造山帶花崗巖的一部分，主體展布方向為北西向，其與前寒武紀、長城紀小廟組為侵入接觸關系。在花崗巖巖體內廣泛發育暗色細粒閃長質包體(圖2a、2f)，包體長軸方向多在0.2～0.6m。

香日德地區花崗巖主要為灰白色中細?；◢忛W長巖，多呈灰—淺灰白色，中細?；◢徑Y構，塊狀構造，巖石粒度1～2mm，少數達3～4mm。巖石主要由斜長石(40%～45%)、石英(35%～32%)、鉀長石(15%～13%)及少量黑云母(7%±)、角閃石(3%±)構成。其中：①斜長石：An=26～34，為更中長石，自形板狀。斜長石由于蝕變具絹云母化、少量高嶺土化、黝簾石化，交代不均勻呈凈邊結構，局部可見環帶構造(圖2e)，少量與石英規則交代呈蠕蟲狀結構(圖2d)，可見聚片雙晶現象(圖2b)，雙晶紋相對致密。②鉀長石：他形粒狀，填隙狀分布，晶內常包裹斜長石、黑云母等礦物小顆粒。③石英：他形粒狀，多重熔聚合，裂紋發育，粒內可見波狀消光(圖2c)，有的充填于長石、黑云母顆粒間，有的處于斜長石顆粒間。④黑云母：呈葉片狀，星散狀分布，大小0.2～2mm，局部綠泥石化，少量交代角閃石，在黑云母中間偶見部分熔蝕，形成由石英充填的穿孔結構(圖2e)。⑤角閃石：呈柱狀，半自形不規則狀，星散狀分布，大小0.2～2mm，局部被黑云母穿插狀交代，與黑云母一起斷續似線痕狀分布?；◢忛W長巖巖體中包體為灰黑色細粒黑云閃長巖(圖2f)，細粒結構，塊狀構造。副礦物為磁鐵礦、鋯石、榍石、磷灰石。

(a)花崗閃長巖巖體中可見的暗色細粒閃長巖包體；(b)花崗閃長巖中斜長石具聚片雙晶及環帶韻律現象，黑云母呈棕黃褐色，薄片D1483-1，正交偏光；(c)花崗閃長巖中石英具波狀消光，巖石經構造、變質作用略定向，薄片Dp13-4-1，正交偏光；(d)花崗閃長巖中斜長石與石英規則交生，呈蠕蟲狀結構，薄片Dp13-10-1，正交偏光；(e)花崗閃長巖中斜長石具環帶，高嶺土交代不均勻呈凈邊結構，石英充填于長石、黑云母晶粒間，薄片Dp13-12-1，正交偏光；(f)花崗閃長巖體中暗色細粒閃長巖鏡下照片，薄片D1489-1，正交偏光；Q—石英；Pl—斜長石；Bi—黑云母；Am—角閃石圖2 東昆侖造山帶香日德地區花崗閃長巖野外和鏡下照片

圖3 東昆侖香日德地區早三疊世花崗巖鋯石陰極發光圖

4 花崗巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素測年

在香日德花崗閃長巖陰極發光(CL)圖像(圖3)中可以看出，鋯石顏色多為灰黑色，多為自形顆粒，粒徑多在75～120μm，鋯石長寬比值相對不高，形態多為中短柱、個別表現為近圓狀，震蕩環帶明顯且環帶相對較窄，個別為扇形分帶結構。部分鋯石還可見包裹體、以及核部的殘留核，表現出明顯的巖漿成因鋯石。Rubatto D等[16]認為巖漿鋯石的震蕩環的寬度可能與鋯石結晶時巖漿的溫度有關，高溫條件下由于微量元素擴散的速度快，常形成較寬的結晶震蕩環帶；低溫下微量元素的擴散速度相對慢，一般形成的結晶震蕩環帶較窄。東昆侖香日德地區花崗閃長巖鋯石震蕩環窄，推斷該地區花崗巖具有低溫特征。

樣品D1483-1鋯石U-Pb LA-ICP-MS分析結果(表1)顯示鋯石Th/U比值主要在0.5～1之間，接近于1，符合巖漿巖Th/U比值一般大于0.4接近1的標準。該次工作共測點20個(表1)，其中1-18、20號點206Pb/238U諧和年齡和表面年齡加權平均值為(248.43±0.64)Ma(MSDW=0.55)，據此將248Ma作為香日德花崗閃長巖的最后固結年齡，見圖4、圖5。

表1 東昆侖東段香日德地區花崗閃長巖(樣品U-Pb1483-1)LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素分析結果

圖4 東昆侖香日德地區早三疊世花崗巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡諧和圖

圖5 東昆侖香日德地區早三疊世花崗巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡直方圖

5 時代與形成機制探討

5.1 東昆侖東段巖漿活動的時代討論

前人研究成果表明，東昆侖造山帶東段的巖漿活動主要集中在260～220Ma時間段內，見表2。

結合此次在香日德地區花崗閃長巖中獲得的248Ma的鋯石U-Pb同位素年齡值，該文認為東昆侖造山帶在260～240Ma和230～220Ma兩個時間段內巖漿活動異常強烈(圖6)，也是東昆侖造山帶東段華力西期-印支期巖漿活動的高峰時段。在260～240Ma期間，東昆侖東段地區存在巖漿混合作用，發育火山弧花崗巖，與安第斯型活動大陸邊緣花崗巖類似，主要與區域上阿尼瑪卿洋向北側的東昆侖陸塊俯沖有關。在230～220Ma期間，主要發育碰撞或碰撞后花崗巖，與區域上東昆侖地塊和巴顏喀拉地塊進入陸陸碰撞期有關。240～230Ma期間巖漿活動報道的相對較少，該時期正是東昆侖地塊和巴顏喀拉地塊陸陸碰撞開始時期，可能由于處于構造體制開始轉換的時期，巖漿活動相對較弱。

表2 近年來東昆侖東段巖漿同位素測年

東昆侖東段的巖漿活動隨著時間的推移，表現出由東向西(溝里→香日德→香日德)和由南向北(東昆南→東昆北)擴散的趨勢。

圖6 東昆侖造山帶東段晚華力西期-印支期巖漿巖年齡直方圖

5.2 形成機制探討

眾多學者在東昆侖造山帶開展過地球動力學演化的研究，姜春發等[17]對東昆侖地的瑪積雪山蛇綠巖進行研究，獲得了260Ma的年齡值，而且蛇綠巖的圍巖是C2-T1-2地層。潘桂堂等[18]提出阿尼瑪卿古特提斯洋到早三疊世才結束板塊的俯沖作用，而真正進入陸內造山是在晚三疊世。郭正府等[19]認為東昆侖造山帶晚華力西期-早燕山期巖漿演化可以劃分為3個階段：洋脊擴展(309～260Ma)、板塊俯沖(260～230Ma)和陸內造山(230～190Ma)。楊經綏等[20]對德爾尼花崗雜巖進行研究獲得(250±20)Ma的單顆鋯石U-Pb年齡值，認為與俯沖作用有關。莫宣學等[21]將東昆侖地區的巖漿活動劃分為4個階段：前寒武紀(元古宙)、早古生代、晚古生代-早中生代和晚中生代-新生代，晚古生代-早中生代階段中東昆侖造山帶的俯沖造山期在中-晚二疊世開始，止于中-晚二疊世到早三疊世。馬昌前等[10]對東昆侖早二疊世-晚三疊世鎂鐵制巖墻進行研究，表明東昆侖地區自280～220Ma的火成巖，都顯現俯沖作用的地球化學印跡，大洋初始俯沖階段為早二疊世，大規模俯沖階段為晚二疊世，到早三疊世板塊俯沖變弱至結束。在東昆侖東段，陳能松等[22]認為在246Ma(代表了古特提斯洋消亡的構造變質時間)東昆侖地區存在著中壓碰撞變質作用，即存在板塊的俯沖碰撞作用。陳宣華等[11]認為柴達木盆地東部基底二疊紀-三疊紀花崗巖類具有中等壓力(喜馬拉雅型)的特點。孫雨等[2]認為在東昆侖東段南側的哈拉尕吐花崗巖體(U-Pb年齡250Ma)是早期俯沖階段形成的，它代表了俯沖洋殼脫水產生的流體導致地幔楔熔融，然后底侵下地殼使其熔融的產物。陳國超等[8]認為東昆侖東段南側的和勒岡希里克特巖體和科科鄂阿龍巖體代表東昆侖地區晚三疊世進入到后碰撞階段，是拆沉作用導致幔源基性巖漿底侵下地殼和拆沉新生下地殼熔融的產物。以上前人成果共同表明，東昆侖東段香日德地區早三疊世花崗巖應該產于阿尼瑪卿洋俯沖減弱到結束的活動大陸邊緣構造環境之下。

對于東昆侖東段而言，開始于晚華力西期的阿尼瑪卿洋的俯沖作用持續至印支早期，阿尼瑪卿洋板塊沿當前的東昆南斷裂帶附近向北俯沖，俯沖帶內流體交代地幔，使其部分熔融形成巖漿源區。該區處于東昆中斷裂以北地區，由于受阿尼瑪卿洋板持續俯沖的作用，使東昆北地區地殼熔融形成基性巖漿。同時，俯沖作用導致深俯沖帶之上、活動大陸邊緣一側的東昆北地殼發生強烈伸展和巖石圈減薄(海溝處強烈的正面俯沖擠壓導致后緣的仲展)，引發大規模的底侵作用。由底侵作用帶來巨量的熱能，導致地殼物質熔融，形成大規模的花崗質巖漿[23]。酸性巖漿與基性巖漿發生混合，形成大面積分布的中酸性侵入巖，區域上構成了規模宏偉的東昆侖巨型巖漿巖帶，而現存的暗色包體則為中基性巖漿的殘留體。

6 結語

(1)獲得花崗閃長巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb表面年齡加權平均值為(248.43±0.64)Ma，應該為巖體結晶年齡，屬于早印支期。

(2)東昆侖東段的巖漿活動隨著時間的推移，還表現出由東向西(溝里→香日德→香日德)和由南向北(東昆南→東昆北)擴散的趨勢。

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Study on Rock Age and Formation Mechanism of Intrusive Rocks in Eary Triassic in Xiangride Area in East Kunlun Orogenic

LIU Weidong

(No. 7 Exploration Institute of Geology and Mineral Resources, Shandong Linyi 276006, China)

In recent years, accompanying with the application of high precision U-Pb zircon dating techniques, many scholars believe that late Variscan-Indosinian magmatic rocks developed abnormally in East Kunlun orogenic belt. It is main activity period, and magmatic activities in East Kunlun orogenic belt is defined in 260～220Ma. Granites exposed in Xiangride area in East Kunlun orogenic belt have been stuided in detail by using LA-ICP-MS and U-Pb zircon geochronology. It is obtained that zircon LA-ICP-MS-U-Pb surface age weighted average of granodiorite is (248.43 + 0.64) Ma. It should be the crystallization age of rock mass, and belongs to early indosinian. As the time goes, magmatic activities in the eastern section of East Kunlun also showed the diffusion trend from east to west (Gouli→ Xiangride→Xiangride) and from south to north (southern East Kunlun→ northern East Kunlun) .

East-Kunlun orogenic blet; intrusive rocks; Xiangride area; early Triassic

2016-03-25；

2016-06-25；編輯：王敏

青海省國土資源廳——青海省金星礦業有限公司公益性區域地質礦產調查基金項目(青國土資礦[2008]33號文)資助成果 作者簡介：劉衛東(1981—)，男，山東臨沂人，工程師，主要從事區域地質調查與找礦工作；E-mail：wolf1210@sina.com

P588.12

A

劉衛東.東昆侖造山帶東段香日德地區早三疊世侵入巖巖石時代及形成機制探討[J].山東國土資源，2016,32(12)：1-7.LIU Weidong. Study on Rock Age and Formation Mechanism of Intrusive Rocks in Eary Triassic in Xiangride Area in East Kunlun Orogenic [J].Shandong Land and Resources,2016,32(12)：1-7.