新疆吉木乃縣阿依塔斯巖體鋯石U-Pb年齡、地球化學特征及其構造意義

劉興彪 周泳

（新疆有色地質勘查局七0六隊 阿勒泰 836500）

1 地質背景及巖石學特征

研究區劃屬北疆－興安地層大區（I），北疆地層區（Ⅰ1），北準噶爾地層分區（Ⅰ12），薩吾爾山地層小區（Ⅰ12-2）；大地構造位置位于哈薩克斯坦-準噶爾板塊（Ⅱ），準噶爾微板塊（Ⅱ1），薩吾爾-二臺晚古生代島弧帶（Ⅱ11）。

該序列巖體分布于卡森庫梅爾斷裂以北，由多個小巖體組成，巖體形狀不規則，面積均較小，出露面積14.55平方千米。主要以霏細斑巖、花崗斑巖為主，夾少量二長花崗巖和英安斑巖，巖體呈漸變過渡關系，局部發育不同程度的鉀化。巖石具斑狀結構，基質為花斑結構，塊狀構造。主要成分斑晶約含35%～40%、鉀長石約含15%～20%，粒度（0.48～2.80）×2.08mm，多呈半自形板狀、粒狀，條紋結構清晰，少量斜長石殘晶；長石約含5%，粒度0.32×0.16～0.96×0.48mm，多呈他形粒狀，隱約見聚片雙晶，多與鉀長石斑晶聚集；石英約含10%～15%，粒度0.56×0.40～3.60×2.88mm，他形粒狀，溶蝕邊、溶蝕港灣發育，表面干凈光潔。在巖體中穿插有安山巖、玄武巖，規模不大，多以透鏡體狀、孤島狀產出，多見有安山巖捕擄體，巖體內的節理裂隙發育，分化嚴重，巖石較破碎，多見有球狀風化面。

2 鋯石U-Pb年齡結果

在位于阿依塔斯巖體的正長花崗巖中采集了鋯石U－Pb 同位素年齡樣，巖石中的鋯石一般呈淺黃色、淺黃褐色，透明，金剛光澤，晶面光滑，晶棱平直，晶體呈正方雙錐柱狀、針狀，晶體長一般0.39～0.06mm、寬一般0.12～0.024 mm，長寬比值：2∶1、3∶1、3∶2、4∶2、5∶2、7∶2、8∶2。大部分有磨蝕圓化現象，部分內含暗色礦物包裹體和小鋯石。在鋯石特征挑選30個測試點，經北京鋯年領航科技有限公司測試，得到一組鋯石SHRIMP年齡，成果如下（圖1）：

圖1 阿依塔斯侵入巖鋯石的陰極發光圖

用相似的鋯石SHRIMP 年齡數據制作U－Pb 一致曲線（圖2），數據點基本都在U－Pb一致曲線附近分布，且數據點較為集中。以上特點說明這些鋯石基本是在巖漿結晶過程中形成，且在以后的地質歷史中鋯石保持了封閉體系，變化不大，沒有發生U和Pb 的丟失和加入，因而測得的年齡代表了巖體形成年齡，該年齡值為298.6±1.3Ma，說明其為早二疊世巖漿侵入活動的產物。

3 巖石地球化學特征

3.1 巖石主量元素化學特征

阿依塔斯序列侵入巖正長花崗斑巖巖石化學成分特征值如下：

⑴里特曼指數σ 為2.3、2.46、1.52，小于4，屬鈣堿性系列的巖石。堿指數（Na2O+K2O）/Al2O3分子數比為0.73、0.72、0.67，小于0.9，按洪大衛等（1987 年）對堿指數的劃分也屬于堿性巖石。

⑵堿質量Na2O+K2O 為8.78、9.0、7.5×10-2，表明弱堿；K2O/Na2O 比值為1.17、1.21、1.76，大于1，屬于富鉀型，反映地殼成熟度較高。

⑶Fe3+/Fe2+值9.64、5.63、2.80，反映巖石在氧化環境下形成。

⑷CIPW標準礦物計算結果出現十種礦物，為鋁過飽和的巖石。石英含量達到了33.81、32.96、45.82，二氧化硅過飽合。

3.2 巖石稀土元素特征

阿依塔斯序列巖石稀土元素成分及特征值有如下特點：

⑴阿依塔斯正長花崗巖稀土元素總量ΣREE分別為158.2、214.9、124.9×10-6，其中輕稀土總量ΣLREE 為143.1、182.4、114.4×10-6，重稀土總量HREE為15.1、32.5、10.5×10-6，輕、重稀土比值LREE/HREE 為9.48、5.61、10.89，表明具輕稀土富集，重稀土虧損的特征。在稀土元素球粒隕石（Leedy 等）標準化配分模式圖中（圖3），輕、重稀土分餾較明顯，呈中等傾斜的右傾平滑型曲線。

圖2 阿依塔斯花崗斑巖LA-ICP-MS U-Pb年齡諧和圖及統計直方圖

⑵兩個樣品LaN/YbN 比值分別為17.21、8.37、21.29，CeN/YbN 比值分別為10.42、4.74、13.5，La/Sm比值分別為9.16、7.51、7.60，均遠大于1，也表明輕稀土明顯富集特征。

圖3 阿依塔斯序列巖石稀土元素分配型式圖

⑶阿依塔斯序列正長花崗巖具負銪異常，δEu值為0.09、0.08、0.35，小于1，具明顯的負異常，為銪虧損型，表明具有殼源巖漿特征，其分離結晶作用較強，為晚期演化階段形成的鈣堿性花崗巖，說明該侵入巖為非造山帶的“A”型花崗巖特征。δCe 值為0.88、0.80、0.92，小于1，具不明顯的負異常，鈰為鈰虧損型。

3.3 微量元素特征

阿依塔斯序列巖石微量元素含量及數字特征值有如下特點：

圖4 阿依塔斯序列巖石微量元素比值蛛網圖

⑴在微量元素標準化的配分曲線圖上，為右傾斜的不規則曲線（圖4），K、Ba、Th大離子親石元素明顯富集，顯示Rb、Th 等不相容元素呈正異常和Sr、P、Ti等元素形成明顯的波谷，具負異常的特點。

⑵RbN/YbN比值為3.6、1.44、4.87，屬強不相容元素富集型。

⑶2PN/（NdN+HfN）比值為0.002、0.001、0.002，遠小于1，屬磷強虧損的巖石。

⑷2ThN/（RbN+KN）比值為6.05、5.92、4.72，大于1，反映巖石屬釷為分餾或富集的特征。

⑸2NbN/（KN+LaN）比值為0.72、1.06、0.84，大于1，反映巖石鈮富集，表明巖石具大陸殼的特征。

⑹2SrN/（CeN+NdN）比值為0.05、0.06、0.16，2TiN/（SmN+TaN）比值為0.03、0.02、0.04，均小于1，反映鍶、鈦虧損。

綜上所述，阿依塔斯序列侵入巖微量元素具P、Ti、Sr 等元素虧損，Ba、Th 等強不相容元素強烈富集的特點。Ce、La 等強不相容元素強烈富集說明正長花崗巖巖漿發生充分分異，P、Ti 等元素的虧損表明磷灰石和鈦鐵礦已發生明顯的分離結晶，Nb 的富集則顯示正長花崗巖具有陸殼的特點。

4 巖漿源區及構造環境討論

根據以上巖石化學特征，將阿依塔斯序列侵入巖劃分到富鉀系列、準鋁的“A”型花崗巖，A 型花崗巖巖漿起源于地幔和下地殼部分物質的重熔（White，A.J.R，等，1977年）。

圖5 阿依塔斯序列侵入巖構造環境判別圖

在R1-R2 圖解中（圖5-左），所有樣品落在“7”，為造山期后“A”型花崗巖，在Yb+Nb-Rb 圖解中（圖5-右），樣品全部落在“VAG”靠近“WPG”區內，為火山弧侵入巖向板內侵入巖的過渡環境，結合本旋回為陸內活動造山階段，判別該序列巖石形成于非造山期的陸內拉張環境。

綜上，阿依塔斯序列侵入巖為鈣堿系列的“A”型花崗巖，具地幔巖漿上升與地殼混染花崗巖特征，巖漿來源于地幔20～30km深度，位于陸內拉張環境。