南天山喬洛特達板花崗巖巖體成因

摘" "要：近年來，眾多學者對吉爾吉斯洋、南天山洋盆演化取得了較多高精度測年證據，為探討洋盆形成構造演化提供了基礎資料。本文取得的鋯石U-Pb同位素年齡位于天山中南段巴音布魯克地區，該地區巖漿活動意味著天山中南段洋盆與板塊活動記錄。喬洛特達板巖體位于南天山北緣，由閃長巖、花崗閃長巖、二長花崗巖構成。以花崗閃長巖巖體作為研究對象，其微量元素顯示富集Rb，K，Th，U，La，Ce，Nd，Hf，Sm；虧損Ba，Nb，P，Zr，Ti的地球化學特征。顯示高硅、高鋁特征，具輕稀土元素富集、重稀土元素虧損、弱負銪異常的稀土元素分布模式。測得花崗閃長巖鋯石U-Pb年齡為（450.8±4.4）Ma（晚奧陶世），結合南天山北緣和中天山南緣同期花崗巖的出現，認為喬洛特達板花崗閃長巖體是破壞性活動板塊邊緣的產物。

關鍵詞：鋯石U-Pb年齡；花崗閃長巖；喬洛特達板巖體；巴音布魯克北緣

研究區地跨伊犁-中天山兩個構造帶，位于巴音布魯克北東部。其中，南部南天山構造帶被認為是天山古大洋盆演化過程形成的一條重要構造帶[1-5]；其北界的汗騰格里峰-科克蘇河-巴輪臺-庫米什一線（中天山南緣斷裂帶）是分割哈薩克斯坦-準噶爾板塊和塔里木板塊的重要界線[6]。目前，多數學者認為早古生代期間南天山洋向北俯沖于中天山之下，北部中天山南緣為活動大陸邊緣，在中天山南緣庫米什-巴倫臺及西南天山等地確定了大量與俯沖消減有關的早古生代火山弧花崗巖類[7-10]；然而，部分早古生代花崗巖顯示鋁質“A”型花崗巖成因特征，也有學者提出奧陶紀花崗巖顯示“I”型花崗巖特征[11]，南天山490～380 Ma期間存在與造山有關的晚期擴張事件[8]。對于研究南天山洋盆開始俯沖消減運動的時間、洋盆閉合時限，雖取得了較多資料，但學者的認識不盡相同，主要是對花崗巖的分布地區及成因存在分歧。

前人在南天山北緣識別出部分早古生代花崗巖體[12-14]，該巖體位于塔里木地塊北緣南天山與伊犁-中天山地塊交界的關鍵地帶。喬洛特達板巖體為早古生代復式巖體（圖1），前人未對巖體年代學標志及成因做系統性研究，本文通過花崗巖年代學、地球化學特征的研究，為探討花崗巖體成因提供幫助。

1" 巖體特征及巖石學特征

1.1" 巖體特征

喬洛特達板復式巖體延伸數十公里，寬約5 km，位于巴音布魯克東北部額爾賓山一帶，處于天山構造帶南緣。區內出露地層主要為中泥盆統阿克塔什組，為一套以灰巖、碎屑巖為主的沉積相地層，多數地區被第四系覆蓋。區內巖體呈不規則巖基出露，呈EW向展布（圖2，3），巖體南部為阿克塔什組碳酸巖蓋層，北部大面積被第四系覆蓋，零星出露早石炭世阿克沙克組。巖體主要巖性為花崗閃長巖，局部有后期巖體侵入，構成復式巖基。花崗閃長巖略發育定向構造，顯示弱片麻狀構造（圖4）。

1.2" 巖石學特征

花崗閃長巖：內更長石（55%）呈半自形板狀，粒徑1×1.5～1.5×2 mm，在更長石間有半自形板狀、粒狀鉀長石（10%），粒徑0.3×0.5 mm，鉀長石交代更長石，在更長石中形成蠕蟲狀結構。在長石間有片狀黑云母（5%），粒徑0.1×0.3 mm，少量白云母，石英（28%）呈粒狀，受構造擠壓表面多現裂紋（圖5）。

2" 分析方法

鋯石樣品在新疆維吾爾自治區礦產實驗研究所經單礦物分選，鋯石U-Pb同位素定年利用北京科薈測試技術有限公司的LA-Q-ICP-MS分析完成。激光剝蝕系統為ESINWR193 nm，ICP-MS為AnalytikjenaPlasmaQuantMSEliteICP-MS。對分析數據的離線處理（包括對樣品和空白信號的選擇、儀器靈敏度漂移校正、元素含量及U-Th-Pb同位素比值和年齡計算）采用軟件ICPMSDataCal完成。鋯石微量元素含量利用SRM610作為外標、Si作內標的方法進行定量計算。玻璃中元素含量的推薦值據GeoReM數據。U-Pb同位素定年采用鋯石標準GJ-1作外標進行同位素分餾校正，每分析5～10個樣品點，分析2次GJ-1。對于與分析時間有關的U-Th-Pb同位素比值漂移，利用GJ-1的變化采用線性內插方式進行校正。鋯石U-Pb年齡諧和圖繪制和年齡權重平均計算均采用Isoplot完成[15-17]。

3" 分析測試成果

鋯石多為無色透明，個別為淺黃色，呈自形短柱狀、正方雙錐狀，顆粒晶形較為完整，陰極發光圖像表現出典型的巖漿韻律環帶和明暗相間條帶結構（圖6），表明其為巖漿結晶產物。從樣品測得的同位素比值和年齡數據可看出（表1），鋯石中Th含量變化為148×10-6～1 033×10-6，U含量變化為206×10-6～1 804×10-6，變化幅度較大，Th，U含量呈較好的正相關關系，且具較高的Th/U值（0.37～0.95）。鋯石微區測試數據共16個，所有數據點集中分布于諧和曲線附近，分析測試的鋯石在U-Pb年齡一致曲線圖上構成較集中的鋯石群（圖7），樣品加權平均206Pb/238U年齡為（450.8±4.4） Ma（MSWD=3.3），時代屬晚奧陶世[18]。

4" 巖石地球化學特征

4.1" 主量元素特征

選擇樣品4件，按照堿-硅（TAS）分類對應為花崗閃長巖。從表2可看出，巖石高硅（SiO2=72.59%～73.41%），高鋁（AL2O3=14.00%～14.44%）、MgO（0.69%～1.04%）、CaO（1.56%～3.28%）和鐵（TFe2O3=1.89%～2.22%），鋁飽和指數A/CNK=1.038～1.151，分異指數DI=78.18～85.12，屬過鋁質鈣堿性巖系列。

4.2" 稀土元素特征

從圖8可看出，花崗閃長巖稀土總量中等（∑REE=146.82×10-6～470.32×10-6）和輕重稀土分餾（LaN/YbN=30.56～51.89），弱的銪負異常（δEu=0.5～0.82），顯示Eu輕微負異常，說明斜長石分離結晶程度較低；花崗閃長巖顯示輕重稀土分餾明顯，銪弱異常，稀土分布曲線右傾，參照微量元素分布形式，與活動大陸邊緣分布形式相一致。

4.3" 微量元素特征

從圖9可看出，Rb，Th，U，La，Ce，Nd，Hf，Sm，Ta元素富集；Ba，K，Nb，Sr，P，Zr，Ti，Y，Yb元素虧損。其大離子親石元素Rb富集，K輕富集，Sr，Ba虧損，高場強元素（非活動元素）Ta，Hf富集，Nb，Zr，P，Y虧損，說明花崗閃長巖巖漿可能來源于地幔上涌，混合地殼形成同化混染。

5" 結論

（1） 本次通過鋯石U-Pb測年方法取得花崗閃長巖年齡為（450.8±4.4） Ma，說明該巖體就位時代為晚奧陶世。

（2） 喬洛特達板巖體花崗閃長巖硅、鋁含量較高，Ca，Mg和Fe相對低，FeOT/MgO比值（1.68～2.61）顯示較低；ΣREE含量中等，輕重稀土分餾明顯，銪弱異常，稀土分布曲線右傾（圖9）。大離子親石元素（活動元素）Rb富集，K輕富集，Sr，Ba虧損，高場強元素（非活動元素）Ta，Hf富集，Nb，Zr，P，Y虧損（圖8），表現出過鋁質鈣堿性巖石系列的地球化學特征。前人對花崗巖的成因提出多種模式[18]，主要有幔源玄武質巖漿的結晶分異作用，幔源巖漿和殼源巖漿的混合作用，地殼物質部分熔融等。結合微量元素Ce，Zr，Y特征均顯示殼幔混源的特征[19]，結合C/MF-A/MF比值確定該花崗巖的源巖物質是未經風化作用的火成巖熔融而來[20-21]，是活動大陸邊緣產物。

（3） 主量元素表明花崗閃長巖為典型鈣堿性巖石。微量元素特征表明，花崗閃長巖大離子親石元素（LILE）Rb富集，K輕富集，Sr，Ba虧損，高場強元素（HFSE）Ta，Hf富集，Nb，Zr，P，Y虧損。該花崗巖類為典型的火山弧花崗巖，是與洋殼俯沖作用有關的下地殼和上地幔物質部分熔融所產生的巖漿，經分離結晶的產物[22]。從時間、空間分布及構造環境分析，喬洛特達板巖體與本區周邊奧陶紀花崗巖具一致性，均為奧陶紀南天山洋盆向北俯沖過程中，中天山古老結晶基底熔融形成，有相似的地球化學特征[10]，前人與本文研究均表明，晚奧陶世中天山西段地區，南天山洋盆存在一次向北的俯沖作用[23]。

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Zircon U-Pb Dating and Its Geochemistry Evidence for the Formation of the

Qiolotedaban Granite Body in the Southern Tianshan Mountains

Teng Yuxiang， Zheng Fei， Li Xianyang， Wang Zhe

（Xinjiang Geological Survey Institute，Urumqi，Xinjiang，830000，China）

Abstract： in recent years， many high-precision dating evidences have been obtained for the evolution of the Kyrgyz Ocean and the southern Ten-zan ocean basin， it provides helpful data for studying the formation and tectonic evolution of ocean basin. The zircon U-Pb isotopes obtained in this area are located in the Bayinbuluk area， south-central Ten-zan. The magmatic activity in this area means that the central-south Tianshan Mountains record the ocean basin and plate activity in south-central Ten-zan. The cholotada slate， a granitic body composed of diorite， Granodiorite and monzonite， is located in the northern margin of south Ten-zan. The granodiorite body is the object of study in this paper， the micronutrient show the characteristics of granite geochemistry enriched in Rb， k， Th， U， La， Ce， ND， Hf， Sm and deficient in BA， NB， p， Zr and Ti. The granodiorite show the characteristics of high silicon and high aluminum， with the distribution pattern of light rare earth element enrichment and heavy rare earth element deficiency， and weak negative europium anomaly. The granodiorite age was （450.8±4.4）Ma （Late Ordovician） by Zircon U-Pb method， combined with the occurrence of similar synchronic granites in the northern margin of south Ten-zan and the southern margin of central Ten-zan， it is suggested that the granodiorite of the cholo TEDA slate is a product of the edge of a destructive active plate.

Key words： Zircon U-Pb age; Granodiorite; Cholo Teda slate; Northern margin of Bayinbuluke