青海溝里地區斜長角閃巖鋯石UPb年代學、LuHf同位素特征及其指示意義

吳勝寶，孫國勝，李雪，等. 青海溝里地區斜長角閃巖鋯石UPb年代學、LuHf同位素特征及其指示意義.吉林大學學報（地球科學版），2024，54（3）：862876.doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20220254.

Wu Shengbao， Sun Guosheng， Li Xue，et al. Zircon UPb Geochronology and LuHf Isotope of Amphibolite in Gouli Area， Qinghai Province， and Their Tectonic Implications. Journal of Jilin University（Earth Science Edition），2024，54（3）：862876. doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20220254.

摘要：

東昆侖造山帶金水口群的沉積和變質時代一直存在爭議。本文利用LAICPMS技術對青海省都蘭縣溝里地區金水口群中的斜長角閃巖進行了鋯石UPb年代學、LuHf同位素研究。結果顯示：斜長角閃巖中6個測點的碎屑鋯石年齡集中在2.1～2.0 Ga之間，碎屑鋯石最小年齡為1 829 Ma，變質鋯石的上交點年齡為（1 905±300）Ma，誤差較大，但暗示金水口群沉積時間漫長，沉積時代不晚于中元古代早期，故本文認為金水口群沉積時代在1 800 Ma左右；年齡集中于2 100 Ma的碎屑鋯石具有麻粒巖相變質鋯石特征。變質鋯石年齡集中于450～420 Ma之間，12個點的加權平均年齡為（444.3±5.3）Ma，為早古生代，該年齡與東昆侖造山帶響應原特提斯洋俯沖拼合并發生區域深熔作用的年齡基本一致；鋯石176Lu/177Hf值較低，變質鋯石εHf （t）值為-35.41～-3.75，TDM2介于3 641～1 666 Ma之間，源巖物質為古老地殼再循環的產物；古元古代碎屑鋯石εHf （t）值為-2.98～25.58，TDM2介于2 833～920 Ma之間，源區為來源于虧損地幔的陸殼，與太古宙TTG巖系相似，暗示阿爾金地塊的TTG巖系為金水口群提供了部分物質來源。金水口群沉積于活動大陸邊緣或初始裂谷盆地，上部沉積蓋層冰溝群與萬寶溝群沉積于淺海陸棚，沉積過程具有連續性。

關鍵詞：

金水口群；斜長角閃巖；鋯石UPb定年；鋯石LuHf同位素分析；東昆侖造山帶

doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20220254

中圖分類號：P597

文獻標志碼：A

收稿日期：20220910

作者簡介：吳勝寶（1998—），男，碩士研究生，主要從事地球化學方面的研究，E-mail：1244549726@qq.com

通信作者：孫國勝（1964—），男，教授，博士，主要從事地球化學和礦物學方面的研究，E-mail： 691836152@qq.com

基金項目：中國地質調查局項目（DD201901506）

Supported by the Project of China Geological Survey （DD201901506）

Zircon UPb Geochronology and LuHf Isotope of Amphibolite in Gouli Area， Qinghai Province， and Their Tectonic Implications

Wu Shengbao，Sun Guosheng，Li Xue，Sun Jiuda， Qi Yuning， Wang Zhuoyi，Ma Dong

College of Earth Sciences， Jilin University， Changchun 130061， China

Abstract：

The sedimentary and metamorphic ages of the Jinshuikou Group in the East Kunlun orogenic belt has been controversial. In this paper， the zircon UPb geochronology and LuHf isotope of amphibolite in Jinshuikou Group in Gouli area， Dulan County， Qinghai Province were studied by LAICPMS technique. The results

show that the ages of detrital zircons in amphiboliterange from 2.1 to 2.0 Ga， with the youngest detrital zircons dating to 1 829 Ma；The upper intersection age of metamorphic zircons is （1 905±300） Ma， although with a large error. However， this implies a lengthy deposition time for the Jinshuikou Group， not extending beyond the Early Mesoproterozoic. Therefore， this study proposes a deposition time of about 1 800 Ma for the Jinshuikou Group. The detrital zircons with ages of 2 100 Ma are characterized by granulite facies metamorphic zircon. Metamorphic zircon ages are concentrated between 450 and 420 Ma， with a weighted average age of 12 points is （444.3±5.3） Ma （Early Paleozoic）， consistent with the age of regional anatexis in the East Kunlun orogenic belt in response to the subduction and amalgamation of the Proto-Tethys Ocean. The zircon 176Lu/177Hf values are low， the εHf （t） values of metamorphic zircons are -35.41-3.75， and the TDM2 is between 3 6411 666 Ma. The source rock materials are the product of ancient crustal recycling. The εHf （t） values of the Proterozoic detrital zircons are -2.9825.58， and the TDM2 is between 2 833920 Ma. The source area is the continental crust from the depleted mantle， which is similar to the Archean TTG rock series， suggesting that the TTG rock series of Altyn block provides some material sources to Jinshuikou Group. The Jinshuikou Group was deposited on the active continental margin or the initial rift basin， while the Binggou Group and Wanbaogou Group， the upper sedimentary cover， were deposited on the shallow sea shelf， with a continuous deposition process.

Key words：

Jinshuikou Group; amphibolite; zircon UPb dating; zircon LuHf isotope analysis; East Kunlun orogenic belt

0" 引言

東昆侖造山帶東承秦嶺造山帶、西接塔里木盆地、北鄰柴達木地塊、南鄰巴顏喀拉地塊，呈北西—南東向展布［14］。造山帶主要由綠片巖相低麻粒巖相火山沉積巖系組成［58］，出露金水口群、苦海群、冰溝群和萬寶溝群等古老地層。前人在冰溝群與萬寶溝群中分別發現古老疊層石和藻類化石，確定冰溝群屬薊縣系，萬寶溝群屬長城系［8］。這些發現推進了東昆侖造山帶元古宙構造演化歷史的研究。

金水口群為東昆侖造山帶內最為古老的變質基底巖系，巖石建造以片麻巖、斜長角閃巖和大理巖為主，成巖規模大，固結程度高，長期受到相關研究人員的關注。學者們［5，912］對金水口群片麻巖進行了鋯石UPb年代學研究，獲得的鋯石UPb年齡主要集中在4個區間：2 500～2 400、2 000～1 800、1 000～900和500～400 Ma。目前學界廣泛認同處于500～400 Ma區間的變質鋯石指示了一期早古生代高角閃巖相低麻粒巖相的強烈變質作用，同時榴閃巖與榴輝巖的發現指示金水口群中可能存在超高壓變質［1011，1314］。其他幾個區間年齡，由于大部分為捕獲鋯石年齡，故難以直接確定其意義。

對于金水口群的沉積成巖年齡，早期學者認為其巖石成巖于始太古代［7］。隨著研究的不斷深入，學界逐漸形成2種主流觀點：一種觀點認為金水口群形成于古元古代［2，10，1516］；另一種觀點認為金水口群形成于中元古代［56］。由于缺乏完全變質鋯石的年齡數據，金水口群沉積與變質年齡難以確定。同時，金水口群的大地構造屬性也同樣存在爭議。陳有炘［9］認為金水口群形成于大陸島弧或活動大陸邊緣相關環境；周文孝等［15］認為巖石總體沉積環境為伸展向擠壓轉換構造條件下的大陸裂谷。以上可知，金水口群的年齡以及金水口群的原巖環境爭議頗大，這限制了東昆侖造山帶變質基底的進一步研究。

本文以溝里地區金水口群中變基性巖（斜長角閃巖）為研究對象，開展詳細的鋯石UPb年代學和鋯石LuHf同位素研究，并探究巖石的碎屑鋯石年齡及巖漿源區性質，以期為確定金水口群沉積時代以及巖石形成環境提供進一步約束，并為東昆侖造山帶古元古代變質演化歷史研究提供參考依據。

1" 地質背景

前人［12，4，1314，1719］研究表明，東昆侖造山帶具有元古宙至新生代的悠久演化歷史，經歷了多期巖漿作用與變質作用。它與秦嶺造山帶、西昆侖造山帶合稱中央造山帶，連接華北克拉通、揚子克拉通、塔里木地臺。中央造山帶和三大古地臺共同構成中國區域構造格架。對于東昆侖造山帶的次級構造單元劃分，不同學者提出了不同的觀點［10，13，15，1920］，本文采用將東昆侖造山帶三分的觀點［10，13，1920］，即以昆北斷裂、昆中斷裂為界，將東昆侖造山帶劃分為昆北地體、昆中地體、昆南地體。各地體的地層出露情況差距較大，地層沉積不連續，且大多受區域巖漿作用和變質作用改造（圖1）。

昆北地體無前寒武紀古老地層出露，最老地層僅為奧陶紀碎屑巖系，受古生代巖漿作用和改造發生低級變質，巖性為綠片巖與大理巖，并夾有部分枕狀熔巖［8，22］。最古老的花崗巖年齡為904 Ma，表明昆北地體可能響應了全球Rodinia超大陸匯聚事件［23］。

昆中地體則存在元古宙古老變質巖系，如古元古代金水口群和中—新元古代冰溝群等。金水口群為東昆侖造山帶最為古老的變質基底，巖性以黑云斜長片麻巖、斜長角閃巖和大理巖為主體，夾有長英質變粒巖和石英巖等［5，7，9，1516，22，24］。該群在500～400 Ma經歷了高角閃巖相麻粒巖相變質作用［7，9，15，22，2425］。早古生代榴閃巖與榴輝巖的發現，指示金水口群中可能發生過超高壓變質［1314］。冰溝群為一套中—新元古代的中低級變質巖系，主體巖性為碳酸鹽巖及片巖，該地層中發現古老疊層石與藻類化石，被劃入薊縣系［8，25］。何登峰［10］對冰溝群進行了研究，根據冰溝群繼承鋯石年齡，將冰溝群的沉積時限限定于1.3～1.0 Ga，屬于中元古代。

昆南地體元古宙變質巖系為苦海雜巖和萬寶溝群，含晚泥盆世磨拉石建造。苦海雜巖屬中元古代地層［10，16，26］，巖性主要由各類片麻巖、斜長角閃巖、片巖及混合巖組成，經歷早古生代變質作用而發生角閃巖相變質［810，17］。王國燦等［16］獲得苦海群斜長角閃巖下交點年齡約為750 Ma，何登峰［10］在苦海群副變質巖中獲得770 Ma的一組諧和年齡，并認為苦海群沉積時代為古元古代末期—中元古代早期。萬寶溝群為一套淺變質的火山碎屑巖系及碳酸

鹽巖。碳酸鹽巖中發現疊層石化石和小殼類化石［8］，故巖群被劃分入長城系。

本次研究區域位于青海省都蘭縣溝里地區，構造位置為昆中地體中部，昆北斷裂和昆中斷裂分別位于研究區的北部和南部，具有十分重要的地質意義（圖1）。研究區內地層以金水口群為主體，上三疊統鄂拉山組零星出露，其中金水口群以黑云斜長片麻巖、斜長角閃巖和大理巖為主體，夾少量片巖、黑云變粒巖和石英巖等。由于區域內大量加里東期和印支期花崗巖侵入破壞，以及多期次動力變質作用疊加改造，使得巖石層序混亂，原巖沉積構造、疊覆關系難以識別。上三疊統鄂拉山組主要為一套陸相酸性火山碎屑巖建造，同時伴有少量正常沉積建造［8］，風化剝蝕嚴重，巖石建造殘缺不全。

2" 樣品采集與巖相學特征

樣品采集于青海都蘭縣溝里地區香日德鎮附近（圖2）。斜長角閃巖呈似層狀嵌入黑云斜長片麻巖中，風化面與新鮮面均為灰黑色，說明巖石風化程度較低（圖3a、b、c）；巖石具粒狀變晶結構，塊狀構造。巖相學鑒定巖石主要成分為角閃石、斜長石（圖3d、e）、石英。角閃石體積分數為70%，粒徑為0.2～0.5 mm，可見1～2組斜交完全解理，正中—正高突起，具淺黃綠—深綠多色性，斜消光，消光角較小，約20°，正延性，二軸晶負光性；部分角閃石發生黝簾石化，礦物平行消光，干涉色接近一級灰白，單偏光下顏色為淺綠色，多色性不明顯，兼具角閃石和黝簾石特征。斜長石體積分數為25%，粒徑為0.1～0.3 mm，他形粒狀，正低突起，干涉色一級灰白，可見聚片雙晶。石英體積分數為5%，粒徑約為0.1 mm，他形粒狀，正低突起，干涉色一級黃白，一軸晶正光性。

3" 分析方法

鋯石制靶和

陰極熒光CL照相在廊坊市宇能（宇恒）礦巖技術服務有限公司完成。

首先采用重液法和磁法工藝提取全巖樣品中的鋯石，并在雙目鏡下手工挑選和純化；然后選取有代表性的鋯石顆粒及標樣同時置于無色透明的環氧樹脂中，制成樣品靶；最后固化后拋光至鋯石中心部位暴露出來。采用反射透鏡光顯微鏡成像技術，利用英國Gatan公司生產的MonoCL4+熒光光譜裝置拍攝鋯石陰極熒光CL圖像。

鋯石LAICPMS測年分析在北京燕都中實測試技術有限公司完成。分析儀器為美國 NewWave公司生產的193 nm激光剝蝕進樣系統（UP193SS）和美國AGILENT科技有限公司生產的Agilent7500a型四級桿等離子體質譜儀聯合構成的激光等離子質譜儀（LAICPMS）。實驗中激光器工作頻率為10 Hz，測試點的束斑直徑為30 μm，預剝蝕時間為5 s，剝蝕時間為45 s，載氣采用高純度氦氣剝蝕物質，氬氣作為補償氣以調節靈敏度，氣體流速為0.88 L/min。UPb同位素定年采用鋯石標準91500作為外標，標準鋯石TEMORA和Qinghu作為監控盲樣；微量元素分餾校正采用玻璃標準物質NIST610作為外標，Si為內部標準計算，NIST612和NIST614為監控盲樣。

年齡計算采用國際標準程序Isoplot，比值采用

Glitter程序，單個數據點誤差全為1σ，加權平均值誤差為2σ，平均年齡值中大于1 000 Ma的鋯石點位選用207Pb/206Pb年齡，小于1 000 Ma的鋯石點位選用206Pb和238U年齡進行計算。按照Andersen［2728］的方法進行了常見的鉛校正。

鋯石Hf同位素分析在吉林大學測試中心完成。測試采用Neptune型多接收等離子體質譜儀和GeolasPro型激光剝蝕系統聯用的方法，分析儀器型號為NeptunePlus。實驗使用氦氣為載氣，氬氣和少量氮氣為補償氣以提高實驗靈敏度。測試豎斑直徑為32 μm，所有測試位置與UPb定年點位相同或靠近。參考物質為GJ1和Plesovice國際標準鋯石。

4" 分析結果

4.1" 鋯石CL圖像特征

斜長角閃巖的鋯石均為變質鋯石，陰極發光圖像呈暗褐—暗棕色，形狀以不規則粒狀為主，少數為渾圓狀、短柱狀和長柱狀。短柱狀鋯石晶體晶形完整，晶棱、晶錐發育良好。不規則粒狀及渾圓狀鋯石顆粒長寬比總體接近1∶1，短柱狀鋯石顆粒長寬比則為1∶2～1∶3，粒徑為60～90 μm。根據鋯石CL圖像與形態特征的差異，可將鋯石分為4類。

第一類為短柱狀鋯石（圖4a），具有核邊結構，由具強—弱發光（灰白—灰黑色）效應的核部和相對弱發光（灰黑色—黑色）效應的變質增生邊組成。絕大部分鋯石核部殘缺不全，內部分帶不明顯。邊部變質增生邊圍繞核部生長，形態與核部基本一致，寬度介于5～15 μm之間。在邊部和核部之間可隱約見到亮色溶蝕邊，溶蝕邊為環帶狀，形狀規則，寬度小于2 μm。該類鋯石雖為短柱狀鋯石，但核部不具有典型巖漿鋯石的振蕩環帶，屬于變質鋯石。

第二類為不規則粒狀鋯石（圖4b），鋯石核部為無分帶或面狀分帶的變質鋯石；邊部往往為較暗的變質增生帶，寬度為5～10 μm；在變質增生帶和核

部鋯石之間存在因溶蝕作用形成的亮邊，溶蝕邊也為環帶狀，但形狀不規則，寬度為2～5 μm。該類鋯石中核部無分帶，明顯為完全變質增生鋯石。其余鋯石內部結構遭受破壞，但不具有典型巖漿振蕩環帶特征，應是變質改造不完全所致。

第三類為渾圓狀鋯石（圖4c），具有核幔邊結構。該類鋯石可進一步分為兩種：第一種鋯石是核部無分帶、扇形分帶和面狀分帶的變質鋯石，鋯石顆粒圓滑。幔部為顏色較淺的變質增生邊，寬度為5～10 μm；鋯石邊部為明亮的溶蝕邊，溶蝕邊厚度為5～10 μm，形狀為極不規則的圓環狀。鋯石最外部隱約可見灰色的變質增生邊，厚度小于2 μm。第二種鋯石為核部具有規則環帶的巖漿鋯石，鋯石具核幔邊結構。幔部為顏色較淺的變質增生邊，寬度為5～20 μm；邊部為顏色發亮的溶蝕邊，寬度為5～10 μm。

第四類為長柱狀鋯石（圖4d），僅有1粒。該鋯石明顯具巖漿振蕩環帶，屬巖漿鋯石。環帶發光效應強弱不一，邊部較暗，應為后期變質作用改造結果。

4.2" 鋯石UPb年代學特征

本次研究共分析了23粒鋯石顆粒，獲得29個有效測點（表1）。這些有效測點的Th的質量分數為（6.77～528.84）×10-6，U的質量分數為（150.21～969.93）×10-6， Th/U值介于0.01～1.20之間。測點的UPb年齡值介于2 390～420 Ma之間（表1），差距較大。鋯石UPb年齡諧和圖（圖5a）中可見部分偏離鋯石UPb諧和線的測點。鋯石年齡集中于四個區間，分別是2 400～1 800、1 000～450、450～420和1 700 Ma。2 400～1 800 Ma年齡區間的鋯石屬于捕獲鋯石，最老的捕獲鋯石年齡為2 390 Ma，最年輕的碎屑鋯石年齡為1 829 Ma。6個測點年齡值介于2 200～ 2 100 Ma之間，其年齡可限制巖石的最大形成年齡。1 700 Ma的鋯石屬于巖漿鋯石，核部年齡為（1 700±17）Ma，為鋯石形成年齡。1 000～450 Ma年齡區間的鋯石屬于變質鋯石，年齡跨度大，總體小于1 000 Ma。450～420 Ma年齡區間的鋯石屬于變質鋯石，12個點的加權平均年齡為（444.3±5.3）Ma（MSWD=1.5）。

鋯石UPb諧和年齡圖中，變質鋯石的不諧和線因其結論可靠而被廣泛運用。不諧和線與諧和線的上交點年齡為變質鋯石形成年齡，但如果鋯石數據投影點遠離上交點，則誤差較大。鋯石UPb年齡諧和圖（圖5b）中獲得變質鋯石上交點年齡為（1 908±300）Ma，由于鋯石數據投影點遠離上交點，誤差較大，暗示巖石沉積時間長。下交點年齡為（416±55）Ma，誤差較大，暗示變質時間跨度較大。

4.3" 鋯石LuHf同位素特征

鋯石具有穩定的化學性質和很高的Hf同位素封閉溫度，即使在高級變質作用下也能很好地保留初始Hf同位素組成，因此鋯石中LuHf同位素非常適合于巖石成因研究［29］。本文在鋯石UPb測年的基礎上，參照CL圖像，選擇20個測點進行鋯石LuHf同位素測試，分析結果如表2所示，鋯石εHf （t）t演化圖解見圖6。鋯石測試點的176Yb/177Hf值為0.002 467～0.038 049，176Lu/177Hf值為0.000 094～0.001 365，176Hf/177Hf值為0.281 309～0.282 397。所有鋯石測試點的176Lu/177Hf值小（均

小于0.002），表明鋯石在形成以后具有較低的放射性成因Hf 的積累［29］。

鋯石LuHf同位素數據可根據測點的鋯石UPb年齡分為兩類：第一類測點鋯石UPb年齡約為450 Ma，為變質鋯石，對應鋯石CL圖像中不規則鋯石一類。此類鋯石以鋯石單點207Pb/206Pb年齡計算的εHf （t）值為-35.41～-3.75，二階段模式年齡在3 641～1 666 Ma之間，與原年齡差距極大，εHf （t）t演化圖解（圖6）數據點投影于球粒隕石演化線下方區域，說明巖石沉積物主要來源于古老地殼的物質再循環。第二類測點鋯石在1 700 Ma以上，基本為碎屑鋯石，對應鋯石CL圖像中渾圓狀鋯石一類。此類鋯石以鋯石單點207Pb /206Pb年齡計算的εHf （t）為-2.98～25.58，二階段模式年齡在2 833～920 Ma之間。其中：有2個測點二階段模式年齡遠低于鋯石UPb年齡，其εHf （t）值也極高（gt;20），εHf （t）t演化圖解數據點投影于虧損地幔區域；其余測點εHf （t）介于-2.98～6.62之間，εHf （t）t演化圖解數據點投影于球粒隕石演化線與虧損地幔之間，二階段模式年齡在2 833～2 198 Ma之間，且與一階段模式年齡、鋯石表觀年齡均相差不大。以上數據說明第二類鋯石原巖的巖漿源區為虧損地幔的新生陸殼，與太古宙TTG巖系相似（圖6）［29］。

5" 討論

5.1" 金水口群形成時代

關于金水口群的形成時代，最早的觀點是始太古代［7］。之后青海省區調隊、青海省區調綜合地質大隊、青海省區域地質調查隊先后對金水口巖群展開相關研究，分別獲得1 990 Ma的RbSr等時線年齡、1 880 Ma的SmNd等時線年齡和（1 970±16）Ma的RbSr等時線年齡［8，30-31］。此后張建新等［11］在黑云斜長片麻巖中獲得了年齡集中于1 800～1 600 Ma的繼承鋯石UPb年齡、500～400 Ma的變質鋯石UPb年齡以及2組大于2 400 Ma的年齡，并據此認為1 800～1 600 Ma的繼承鋯石年齡可反映其主要物源沉積年齡，巖石變質時代為加權平均年齡（460±8）Ma，與區域深熔作用時代（（402±6）Ma）基本保持一致。王國燦等［22］獲得（1 920±120）Ma的鋯石UPb上交點年齡，認為區域于1 900 Ma發生過一期強烈變質，該期變質事件直接導致金水口群固結成巖。何登峰［10］獲得了大量2 000 Ma以上的繼承鋯石UPb年齡數據，推斷金水口群的最大沉積年齡不早于2 000 Ma，巖石的最終成巖年齡應為2 000～1 800 Ma。周文孝等［15］獲得了少量小于1 800 Ma的碎屑鋯石年齡，李猛等［21］獲得了峰值在1 650～1 400 Ma的碎屑鋯石年齡，推測巖石沉積時代不會早于古元古代。同時陳能松等［31］根據前人測年結果指出，金水口群沉積碎屑鋯石年齡在1.8 Ga左右，該年齡或可作為金水口群開始沉積的年齡，但卻不能表征巖石最后固結成巖年齡，巖石的成巖年齡應晚于碎屑鋯石最小年齡1.6 Ga，巖石應于中元古代固結成巖。陳有炘等［6］于可可沙的金水口群片麻巖中獲得了大量1 800～1 600 Ma的碎屑鋯石年齡。碎屑鋯石具有

巖漿鋯石特征，指示區域與中元古代早期可能存在一期巖漿作用，巖石沉積時代應晚于該期巖漿作用。自此，金水口群形成年代形成2種主流觀點，一種認為該群固結于古元古代，另一種認為該群固結于中元古代。

本文斜長角閃巖的測年結果顯示，巖石碎屑鋯石的年齡區間為2 400～1 800 Ma，主體碎屑鋯石年齡為2 200～2 100 Ma，這與何登峰［10］對金水口群的測年結果一致。諧和線上6個2 200～2 100 Ma之間的年齡數據加權平均年齡為（2 130±20）Ma，表明變質巖的物源年齡集中于2 130 Ma。碎屑鋯石最年輕年齡為1 829 Ma，金水口群沉積時代應晚于該年齡。

文中變質鋯石的上交點年齡為（1 908±300）Ma，但變質鋯石主體年齡為500～400 Ma，最高為（866±20）Ma。雖然變質鋯石主體年齡與上交點年齡差距過大，但上交點年齡可將金水口群的沉積年齡限制在古元古代晚期—中元古代早期。

在后期強烈構造變質作用影響下，巖漿鋯石被改造破壞，原生巖漿鋯石難以保持原有形態特征，難以發現。溝里地區的斜長角閃巖中獲得了1粒長柱狀、具有典型巖漿振蕩環帶的鋯石顆粒。該鋯石顆粒沒有明顯磨圓，Th/U值大于0.2，具有巖漿鋯石的典型特征。陳有炘等［6］對可可沙地區的金水口群進行了鋯石UPb同位素年代學研究，獲得（1 683±28）Ma的上交點年齡，并認為東昆侖造山帶內存在一期1 782～1 600 Ma的巖漿事件記錄，且可可沙地區金水口群沉積時代晚于溝里地區金水口群沉積時代［6］。因此，本文獲得的長柱狀鋯石（圖4d）應該為1 782～1 600 Ma的巖漿事件所形成的鋯石，鋯石形成時金水口群已經沉積。

綜合上述數據并結合前人觀點，本文認為金水口群沉積時代應為1 800 Ma左右。

5.2" 金水口群物質來源

因鋯石LuHf同位素體系封閉溫度遠高于鋯石UPb同位素體系，且在后期構造熱事件下該體系仍能保持封閉，因此鋯石LuHf同位素體系常用于物源歸屬判斷［29］。斜長角閃巖的鋯石LuHf同位素體系測試結果顯示，變質鋯石的鋯石εHf （t）介于-35.41～-3.75之間，二階段模式年齡從古元古代到太古宙不等，主體為古元古代，說明金水口群的原巖物質來源復雜，主要為古元古代物質，夾有少量太古宙地質體的剝蝕沉積物。

5.3" 變質時代

斜長角閃巖中得到了一批年齡在450～420 Ma的測點，12個測點的加權平均值為（444.3±5.3）Ma（MSWD=1.5），說明巖石的變質時代為早古生代。目前已報道的金水口群的變質時代絕大部分集中于450～400 Ma之間。絕大多數學者在研究東昆侖造山帶古老變質巖系時，獲得了該期變質事件的相關記錄：張建新等［11］對東昆侖北緣的金水口群麻粒巖相變質巖和深熔花崗巖進行了研究，獲得片麻巖變質年齡為（460±8）Ma，深熔作用年齡為（402±6）Ma，表明該期變質事件年齡與區域內廣泛出露的深熔作用花崗巖年齡一致，因此該期變質事件也被認為與區域內廣泛發生的深熔作用有關。之后Meng等［13］在金水口群中發現榴輝巖，獲得榴輝巖變質年齡為（428±2）Ma；祁生勝等［32］獲得榴輝巖變質年齡為（411.1±1.9）Ma，說明該期變質作用可能達到超高壓。陳有炘［9］對金水口群的變泥質巖與變基性巖進行了溫壓計算與鋯石UPb年代學研究，獲得變質溫度660～770 ℃，壓力0.35～0.65 GPa，屬高角閃巖相低麻粒巖相變質。李誠浩等［33］獲得巖石變質年齡為（492.8±5.1）Ma，與前人和本文所得變質年齡差距不大。

該期變質作用是東昆侖造山帶最早也是最為強烈的一期變質作用，與秦嶺造山帶、大別—蘇魯造山帶等共同記錄了原特提斯洋的閉合以及相關微陸塊拼合至塔里木—華北克拉通的演化過程［1314，16，3335］。在東昆侖造山帶中識別出3條縫合帶，3條縫合帶分別對應東昆侖造山帶三大斷裂，即昆北斷裂、昆中斷裂、昆南斷裂。三大斷裂中均發現了蛇綠巖套殘片巖石。昆北縫合帶中黑山輝長巖時代為（486±6）Ma［13］。昆中縫合帶中清水泉蛇綠巖中的輝長巖鋯石UPb年齡為（522±3）～（518±3）Ma［10］；可可沙鎂鐵—超鎂鐵質雜巖中的輝長巖鋯石UPb年齡為（509±7）Ma［36］。昆南縫合帶中布青山蛇綠巖中的輝長巖鋯石UPb年齡為（467±1）Ma［10］。這些蛇綠巖套的年齡略大于金水口群早古生代變質年齡與深熔作用年齡，說明三大縫合帶的拼合是區域發生強烈變質作用的主要原因。這些年齡均位于原特提斯洋俯沖與碰撞的時限內，說明該期變質作用為原特提斯洋俯沖、碰撞導致。

5.4" 構造意義

金水口群斜長角閃巖中發現一批古元古代變質碎屑鋯石，其年齡大約為2 100 Ma，這些變質鋯石應在捕獲之前就已完成變質。對于這些碎屑鋯石的來源，目前尚未見相關報道。前人［6，9 10，15，37］研究中所獲得的大量元古宙捕獲鋯石，核部絕大部分具有巖漿振蕩環帶，晶棱晶柱比較分明，整體呈短柱狀，磨圓較差，且Th/U值基本大于0.2［6，9-10，15，37］，具典型巖漿鋯石特征。這些碎屑鋯石應未曾經歷過長時間的搬運，形成地點與原巖沉積地點相距較近。本文所得古元古代碎屑鋯石磨圓程度很高，鋯石破損嚴重，核部結構殘缺不全，僅剩下部分殘余，說明這些鋯石經歷過長時間的搬運，同時，這些面狀分帶與扇形分帶均具有麻粒巖相變質鋯石特征。

這些麻粒巖相碎屑變質鋯石來源于何處？首先，碎屑鋯石的年齡約為2 100 Ma，說明來源巖石變質時代應早于2 100 Ma，且巖石的變質程度應達麻粒巖相；其次，碎屑鋯石的二階段模式年齡為太古宙，且εHf （t）t演化圖解數據點投影于球粒隕石和虧損地幔演化線之間，與太古宙TTG巖系鋯石εHf （t）t演化圖解相似；再次，金水口群的巖石建造、變質相系、沉積時代均與孔茲巖系相似，故兩者沉積物質來源應有一定的相似性。此外，古元古代孔茲巖系被認為是古老克拉通中第一套“沉積巖系”，由含石榴石和夕線石的片麻巖、斜長角閃巖、含石榴石石英巖、長英質副片麻巖和大理巖組成；變質相為高角閃巖相麻粒巖相；沉積時代在2.0 Ga左右，變質時代在1.8 Ga左右；巖石沉積物的主要來源為太古宙TTG巖系［3840］。

文中捕獲鋯石的年齡區間為2 390～1 829 Ma，主體年齡集中于2 100～2 200 Ma，這組年齡值與古元古代孔茲巖系的2.0 Ga的沉積時代接近。孔茲巖系沉積時，其物源為太古宙的TTG巖系，因此這些捕獲鋯石的來源與孔茲巖系一致，為太古宙TTG巖系。根據東昆侖造山帶和其他古老地塊的親緣關系［10，17，38］，阿爾金地塊與東昆侖造山帶距離相對接近。

因阿爾金地塊北緣阿克塔什塔格雜巖體中存在大量太古宙TTG巖系，且發育有2.1～1.9 Ga變質作用［4142］，與碎屑鋯石的變質年齡基本一致，故此類碎屑變質鋯石對應物源可能來源于阿爾金地塊的阿克塔什塔格雜巖體。

5.5" 東昆侖造山帶基底演化歷史

東昆侖造山帶前寒武紀變質演化歷史，因基底巖石（金水口群、苦海群）巖性復雜，受構造變質作用影響巖石疊覆關系混亂，難以深入研究。同時，在基底巖石中獲得的鋯石，絕大部分為捕獲鋯石，缺乏完全變質新生鋯石，這也對確定地層沉積年代造成了相當大的困難，但目前仍有不少學術界普遍承認的地質結論。首先是中元古代冰溝群與萬寶溝群的年齡。在中元古代冰溝群和萬寶溝群中均發現了古老疊層石與早期藻類化石，這些化石為確定兩巖組的年齡提供了充分的證據。其次是550～400 Ma期間，東昆侖造山帶響應原特提斯洋碰撞閉合事件，發生了一系列強烈變質作用與巖漿作用。越來越多的證據表明，東昆侖造山帶出露大量中元古代花崗巖［10，17，23，43］，年齡在1 000～900 Ma之間，為東昆侖造山帶對羅迪尼亞超大陸合并事件的響應。對于巖石形成的構造環境，陳有炘［9］認為金水口群為一套活動大陸邊緣沉積，周文孝等［15］認為金水口群形成于裂谷環境，錢一雄等［44］認為冰溝組形成于淺海陸棚環境。根據上述研究結果及本文的鋯石UPb定年結果，可以認為金水口群在古元古代中期已經開始接受碎屑物質沉積，沉積環境為初始大陸裂谷或活動大陸邊緣，片麻巖與斜長角閃巖交錯沉積說明原巖泥質巖與基性巖混雜沉積，并接受了古老克拉通的碎屑物質；之后，在中元古代逐漸轉為淺海陸棚相沉積，冰溝群與萬寶溝群火山巖、碎屑巖、大理巖堆積沉積。這套巖石建造和初始裂谷盆地的巖石建造類似［29］。但在550～400 Ma，原特提斯洋俯沖、碰撞，形成高角閃巖相低麻粒巖相變質巖石，又說明東昆侖造山帶具有碰撞造山帶的演化特征。故東昆侖造山帶基底的沉積構造演化歷史，難以用一種單一的形成模式解釋［2，910，1415，26，29，4546］。

6" 結論

1）金水口群最年輕的捕獲鋯石為古元古代晚期，變質鋯石的上交點年齡為（1 908±300）Ma，中元古代早期的巖漿鋯石說明巖石沉積后經歷過中元古代早期巖漿作用；本文認為金水口群的形成時代在1 800 Ma左右。

2）金水口群斜長角閃巖變質鋯石平均年齡為（444.3±5.3）Ma，說明金水口群于早古生代發生變質。原特提斯洋俯沖、碰撞是金水口群發生變質的主要原因。

3）金水口群巖石的源區物質主要來源于古元古代陸殼物質，夾少量太古宙地質體的剝蝕沉積物。

4）金水口群繼承碎屑鋯石為麻粒巖相變質鋯石，年齡集中于2 200～2 100 Ma之間，εHf （t）t演化圖解與太古宙TTG巖系相似。結合金水口群與孔茲巖系的相似特征，金水口群部分沉積物質可能來源于阿爾金地體的TTG巖系。

5）東昆侖造山帶元古宙基底變質巖的沉積環境演化過程存在連續性，與初始裂谷盆地演化過程相似。

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