西昆仑造山带位于青藏高原西构造结的东缘，呈东宽西窄“帚状”展布(图 1a)。近年来，不同学者对西昆仑造山带岩浆岩的形成时代和构造环境进行了研究，进展显著(许荣华等, 1994; Bi et al., 1999; 姜耀辉等, 2000; Jiang et al., 2001, 2008; 王元龙等, 1997; 崔建堂等, 2006, 2007; 高晓峰等, 2013; Zhang et al., 2016)。西昆仑地区石炭-二叠纪火山岩集中分布在南北两个带。南带从东向西主要出露在苏巴什、麻扎、瓦恰地区，形成于岛弧构造环境(丁道桂等, 1996; 计文化等, 2004; 李博秦等, 2006)。北带主要分布在阿羌、库地北、奥依塔格等地。目前对北带火山岩的形成环境还存在不同认识，如阿羌地区火山岩形成于裂谷环境(边小卫等, 2002; 高晓峰等, 2015；贠杰等, 2015)，库地北火山岩为成熟洋盆(邓万明, 1989, 1995; 李天福和张建新, 2014)、大洋岛弧(方爱民等, 2003)，盖孜-奥依塔格火山岩形成于短暂扩张的洋盆或弧后盆地(邓万明, 1989, 1995; 慕生禄, 2016)。究其原因，主要有：(1)缺乏火山岩与相关侵入岩形成先后顺序的野外系统观察；(2)缺少高精度同位素年龄限定；(3)缺少系统的同位素示踪研究；(4)限于地质调查程度，区域对比不够。

图 1

Fig. 1

图 1 西昆仑构造单元划分、石炭系-中二叠统分布略图(a)及奥依塔格地区地质简图(b) ①库尔良-可岗断裂带；②库地-其曼于特结合带；③昆中断裂带；④苏巴什-康西瓦-瓦卡结合带；⑤阿尔金断裂带；⑥郭扎错-西金乌兰湖结合带；⑦喀喇昆仑断裂；⑧龙木错-乔戈里峰结合带；⑨班公湖-怒江结合带；Ⅰ塔里木地块；Ⅱ西昆北陆缘褶皱带；Ⅲ西昆中复合岩浆弧；Ⅳ西昆南晚古生代弧盆系；Ⅴ巴颜喀拉残留盆地；Ⅵ甜水海-北羌塘地块；Ⅶ喀喇昆仑-南羌塘地块 Fig. 1 The sketch map of tectonic sub-units, Carboniferous-Mid-Permian distribution of West Kunlun orogenic belt (a) and the geological map in Aytag area (b)

针对西昆仑造山带北带岩浆岩研究中存在的上述薄弱环节，作者在区域地质填图和高原北部地区1:100万编图基础上，选择岩浆岩类型较为齐全、分布相对集中的奥依塔格地区，通过对火山岩、相关基性侵入岩的野外调研，进行系统的岩石学、地球化学、同位素年代学和同位素地球化学研究，分析该地区岩浆岩的源区特征、岩石成因和构造背景，结合区域对比，探讨西昆仑造山带北带的大地构造属性。

西昆仑造山带位于青藏高原西部，塔里木盆地西南侧(图 1a)。以库地-其曼于特结合带和昆中断裂带进一步分为西昆北、西昆中和西昆南单元。西昆北为塔里木陆块南部的大陆边缘，普遍可见上泥盆统与下伏地层的不整合；下古生界及其以下地层零星，石炭-二叠系分布较广泛；古生代中酸性侵入岩较少。西昆中为早古生代和晚古生代的复合岩浆弧，广泛出露前寒武系，缺失南华-震旦系，古生界以上地层零星出露；古生代中酸性侵入岩广泛发育。西昆南仅在东部的苏巴什一带有所保留，为早古生代增生楔的基底上叠加晚古生代的弧-盆系(李荣社等, 2008)，主要出露石炭-二叠系和少量深变质地质体。

西昆仑石炭-二叠纪火山岩分布如图 1a。其中北带岩浆岩从东向西主要分布在于田县南部阿羌-普鲁、叶城县南部的库地北一些可沟以及阿克陶县南部的奥依塔格-昆盖山以北地区，奠基于西昆北早古生代陆缘褶皱带之上。岩浆岩以火山岩为主，基性-超基性侵入岩较少，在阿羌和奥依塔格地区有中酸性侵入岩产出。东部火山岩地层称“阿羌组”，下段以玄武岩为主夹少量英安岩、硅质岩，上段以玄武岩、安山岩为主夹灰岩、板岩等。与上下地层均为断层接触，厚度大于1847m。阿羌组下段硅质岩含早-中二叠世放射虫化石组合(边小卫等, 2002; 高晓峰等, 2015)，与之相伴有中酸性侵入岩。中部库地北火山岩称一些克沟组，研究程度较高。以玄武岩、枕状玄武岩、杏仁状安山岩为主，夹少量安山岩、英安岩、流纹岩、火山碎屑岩、灰岩、砾岩等，枕状构造发育。不整合于上泥盆统奇自拉夫组之上，或与两侧地层断层接触，厚1645～3402m。上部地层中发育具鲍马序列的火山碎屑浊流沉积，局部有硅质岩，代表深水环境产物。目前，关于库地玄武岩的形成时代仍存在较大争议(周辉等, 1998; 方爱民等, 2000; 张传林等, 2004; 郝杰等, 2003)，多数人将其视为库地蛇绿岩的组成部分(邓万明, 1989, 1995; 王元龙等, 1997; 王志洪等, 2000; 李天福和张建新, 2014)。西部火山岩分布在奥依塔格-昆盖山一带，称乌鲁阿特组(李荣社等, 2008)，以基性熔岩为主夹少量酸性熔岩和薄层、纹层状灰岩。

南带火山岩断续分布于西昆中南缘及昆南构造带上。东部最为发育，出露于乌鲁克库勒湖-黄羊滩一带，是苏巴什蛇绿岩的组成部分，以玄武岩为主，伴有堆晶结构的辉长岩、辉橄岩及含放射虫硅质岩，含有晚石炭世切斯特期-莫若旺期以及中二叠世两个放射虫组合，与南北两侧石炭-二叠纪地层断裂接触(计文化等, 2004)。在麻扎以北也有少量分布，呈透镜状夹于侏罗系和志留系之间，以中酸性火山岩为主夹少量玄武岩，伴有规模很小的基性-酸性侵入岩，其中角闪石英闪长岩锆石SHRIMP年龄为338±10Ma(李博秦等, 2006)。瓦恰一带的中酸性侵入岩及基性火山岩研究程度低，至今缺乏可靠的测年数据。

奥依塔格一带岩浆岩分布位置及相互关系见图 1。乌鲁阿特组火山岩出露面积大，构成岩浆岩的主体，呈北西向带状延伸，长130km、宽10～17km。区域上与长城系、志留系呈断层接触，上被中二叠统砾岩不整合覆盖，内部有石炭-二叠纪英云闪长岩、斜长花岗岩、辉长岩、辉绿岩等侵入体。奥依塔格村西剖面可代表该火山岩地层的组成及产出状态(图 2)。如剖面所示乌鲁阿特组以基性熔岩为主，枕状构造发育(图 3a)，上部层位夹有少量灰岩，总体缺少陆缘碎屑沉积，说明为海相水下喷发环境。还可见到火山质角砾岩(9～11层，图 3b)与纹层状硅质岩共生、水平层理极为发育的薄层状灰岩(20～22层)与纹层状凝灰岩(图 3c)相伴的斜坡-深水盆地沉积序列。此外，角砾岩与细粒辉长岩共生(9～12层)，前者中不仅有辉长岩角砾，辉长岩角砾比例向北显著增多(靠近辉长岩)，而且基质为单一的基性火山岩；后者靠近角砾岩处碎裂、碳酸盐化强、矿物粒度细，远离则碎裂程度、碳酸盐化程度减弱，矿物粒度加大，表现一种近火山口的次火山岩结构、构造特点。

图 2

Fig. 2

图 2 奥依塔格乌鲁阿特组火山岩地质剖面图 Fig. 2 The geological section of volcanic rock from Wuluater Formation in Aytag area, West Kunlun

图 3

Fig. 3

图 3 奥依塔格枕状玄武岩(a)、角砾岩(b)和凝灰岩(c)野外照片 Fig. 3 The field photographs of pillow basalt (a), breccia (b) and ash tuff (c) from Aytag

辉绿岩脉分布比较广泛，中巴公路盖孜村东、奥依塔格大队部南、北等地均有。与乌鲁阿特组火山岩地层以及辉长岩呈侵入关系。在中巴公路1578～1579km牌之间出露最好，目估密集度达到70%，平行直立状侵入基性火山岩中，近东西向延伸，岩脉通常宽数十厘米到一米，有明显的对称冷凝边。在奥依塔格村一带，岩脉密度较小，侵入于英云闪长岩及玄武岩中，亦近东西向延伸，向北或向南陡倾；厚几十厘米到几米，长几十米到百余米，延伸稳定。

岩枝或岩珠状产出的辉长岩零星，奥依塔格大队部南与乌鲁阿特组火山岩呈极不规则穿插接触，从边部向中心，矿物粒度显著增大，边部岩石为辉绿结构、向内部逐渐变为中粒-中粗粒辉长结构。除上述结构的显著变化外，浅色矿物含量也有明显的变化。斜长花岗岩呈条带状与辉长岩大体并行产出，其宽度不等，从几厘米到十几厘米，与围岩辉长岩呈渐变过渡接触，结构及成分的变化显示其可能为岩浆分离结晶的产物。

奥依塔格一带岩浆岩类型多样，有喷出相的火山岩，有浅成相的辉绿岩，也有深成的辉长岩、英云闪长岩和斜长花岗岩。

其中火山岩以玄武岩为主，少量安山岩和英安岩。玄武岩多为绿-灰绿色、少数暗紫红色，间粒、斑状、球粒状结构，块状、枕状、杏仁状构造(样品D01/11-1～6、D02-13～14采自其中，采样位置见图 2)。杏仁体由绿泥石、方解石充填，大小0.5～3mm，圆状、椭圆状和云朵状。斑晶含量多小于15%，主要为普通角闪石，次为辉石，角闪石呈长柱状，多次闪石化，辉石呈短柱状，大部分破碎不完整。基质成分主要由斜长石、辉石组成。斜长石呈板条状、部分针状、纤维状；辉石成针状、纤维状雏晶。

安山岩为灰绿色，斑状、变余交织结构，块状、杏仁状构造。斑晶少量，为斜长石。基质由钠长石、绿泥石、绿帘石、纤闪石和石英组成。

英安岩零星分布于火山岩上部层位。紫红色，斑状结构，基质霏细结构，局部具有显微文象结构，流纹构造。斑晶，约5%～8%，由长石、石英组成，二者有时构成文象交生。基质由钠长石、石英及少量绿泥石、绢云母组成，长英质呈霏细状分布于斑晶周围。

浅成岩主要为辉绿岩(样品D04/1～6采自其中，位置见图 1b采样点2)呈岩脉状，深灰色、灰绿色，辉绿结构、块状构造；主要矿物蚀变斜长石约41%、绿泥石约25%、绿帘石约25%、石英约4%；岩石蚀变较强，辉石几乎完全由绿泥石、绿帘石取代，仅有少量的蚀变残余辉石。

辉长岩为灰色-灰绿色，中粒变余辉长结构，块状构造(样品D03-7～11采自其中，位置见图 1b采样点1)。矿物成分主要有斜长石、辉石。斜长石半自形板状，2～4mm，大部分被细粒黝帘石集合体交代；辉石半自形短柱状，2～3mm，大部分被纤闪石集合体交代。

斜长花岗岩(样品D03-6采自其中，位置见图 1b采样点1)与辉长岩伴生，浅灰绿色，块状构造、花岗结构、文象结构、交代结构；矿物成分：蚀变斜长石约50%，石英约20%～25%，绿泥石约10%，绿帘石约15%，少量葡萄石；斜长石有较强的绢云母化和钠黝帘石化、绿泥石化，呈半自形板状，从蚀变特征以及局部保留的格子双晶看，一些斜长石是由钾长石蚀变而成；石英与斜长石(钾长石蚀变而成)接触部位呈文象结构，此外斜长石内部有时包含蠕虫状石英；上述结构特征说明岩浆作用的晚期有钠质的交代。

锆石样品靶的制备，首先是将挑选好的透明无裂隙不含包裹体的锆石用环氧树脂固定，待环氧树脂充分固化后抛光至锆石露出核部，然后进行锆石的CL显微成像及LA-ICP-MS分析。锆石的CL图像分析是利用西北大学大陆动力学国家重点实验室Cameca电子探针仪上加载的阴极荧光仪完成。锆石的U-Pb同位素组成利用四极杆ICP-MS Elan6100DRC进行测定。本研究在标准模式下进行。激光剥蚀系统为德国MicroLas公司生产的GeoLas200M，分析采用激光束斑直径为30μm，激光脉冲为10Hz，能量为32～36mJ。锆石年龄采用国际标准锆石91500作为外标。年龄计算及谐和图采用Isoplot/Ex(ver 2.94)程序(Ludwig, 1991)完成。LA-ICP-MS详细分析步骤和数据处理方法见袁洪林等(2003)。

全岩的主量、微量元素及同位素分析均在西北大学大陆动力学国家重点实验室完成。主量元素在日本理学RlxZroo XRF仪上测定，元素分析误差 < 5%；微量和稀土元素是在美国PerkinElmer公司Elan 6looDRC型电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)上进行的，样品测试经AVG-1和BHVO-1国际标样监控，分析精度一般优于2%～5%。Sr、Nd、Pb同位素分析用AG50W-X8(200～400mesh)、HDEHP(自制)和AG1-X8(200～400mesh)离子交换树脂对Sr、Nd、Pb同位素进行分离，并在多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICPMS, Nu Plasma HR, Nu Instruments, Wrexham, UK)上，采用静态模式(Static mode)测试。其中Nd同位素标样La Jolla的测定值为¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd=0.511859±6(2σ，n=20)，Sr同位素国际标样NBS 987测定值为⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.710250±12(2σ，n=15)。Sr和Nd同位素组成分别用⁸⁶Sr/⁸⁸Sr=0.1194和¹⁴⁶Nd/¹⁴⁴Nd=0.7219校正仪器的质量分馏。Pb同位素比值采用外部加入NBS997 Tl至分离后的样品中，并利用²⁰⁵Tl/²⁰³Tl=2.3872来校正仪器的质量分馏，同时用NBS 981进行外部校正。未校正的NBS 981的测定值分别为：²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=16.9402±9，²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.4962±10，²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=36.7214±22，²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb=0.914762±14，²⁰⁸Pb/²⁰⁶Pb=2.167730±34(2σ，n=25)。

对斜长花岗岩样品(D03-6)进行的锆石LA-ICP-MS定年，分析结果见表 1和图 4。样品中的锆石多为无色透明半自形，粒径较小；少数浅黄色；个别为无色透明、细小自形晶。本文对具有清晰震荡环带的20粒锆石进行了LA-ICP-MS同位素测试。其中一颗锆石的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为337±3Ma，代表了捕获的早期岩浆锆石。另外两颗锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄分别为275±1Ma、282±2Ma，核对它们的CL图像后发现均存在细小的裂纹，不具地质意义。其余的17颗锆石，表面年龄可分成二组(图 5)。第一组锆石11个点，²⁰⁶Pb/²³⁸U表面年龄集中，加权平均年龄为313.6±1.6Ma(MSWD=1.3，error bars=1σ)。第二组锆石6个点，²⁰⁶Pb/²³⁸U表面年龄集中，加权平均年龄为291.6±1.7Ma(MSWD=0.57，error bars=1σ)。两组锆石加权平均值的误差与单个分析误差基本一致，均落在谐和线上，谐和年龄分别为315.2±2.5Ma(MSWD=0.81，error bars=1σ)和292.9±3.5Ma(MSWD=0.50，error bars=1σ)，谐和年龄值与加权平均年龄值接近。核对它们的CL图像，发现第二组锆石个体普遍较小，除此之外，锆石形态、表面特征以及振荡环带结构等均相似；Th/U比值分别为0.78～1.58之间(平均1.27)和0.75～2.68之间(平均为1.64)；均显示岩浆成因锆石的特征。如前所述，斜长花岗岩侵位在石炭纪乌鲁阿特组火山岩中，后者中夹有少量流纹岩、安山岩夹层。推测，斜长花岗岩在侵位过程中可能捕获了上述火山岩中锆石，因此313.6±1.6Ma可能是火山岩地层的时代。而291.6±1.7Ma代表斜长花岗岩的侵位年龄。

图 4

Fig. 4

图 4 奥依塔格斜长花岗岩锆石阴极发光图像 圆圈为测点位置，数字为测年年龄 Fig. 4 CL images of zircons for plagiogranite from Aytag

表 1

Table 1

表 1(Table 1)

表 1 奥依塔格斜长花岗岩单颗粒锆石LA-ICP-MS法U-Pb同位素测定结果 Table 1 LA-ICP-MS U-Th-Pb isotopic data of zircons from Aytag plagiogranite 测点号 (×10-6) Th/U 204Pb 206Pb 207Pb 208Pb 232Th 238U 比值 1σ 比值 1σ 比值 1σ 比值 1σ Age (Ma) 1σ Age (Ma) 1σ Age (Ma) 1σ Age (Ma) 1σ D03-6斜长花岗岩 -01☆ 37.07 233.6 15.51 75.10 2600 1171 2.22 0.0574 0.0009 0.3674 0.0046 0.0464 0.0003 0.0132 0.0001 506 17 318 3 293 2 265 2 -02☆ < 1.12 110.9 6.95 23.94 829.8 566.2 1.47 0.0566 0.0012 0.3582 0.0071 0.0459 0.0003 0.0150 0.0002 476 31 311 5 289 2 300 3 -03☆ 2.13 136.4 7.88 23.91 767.5 659.3 1.16 0.0527 0.0010 0.3379 0.0053 0.0465 0.0003 0.0149 0.0001 315 24 296 4 293 2 300 3 -04☆ 48.42 250.7 15.5 80.75 3466 1293 2.68 0.0548 0.0009 0.3508 0.0048 0.0464 0.0003 0.0114 0.0001 405 20 305 4 292 2 228 2 -05 11.68 233.5 20.15 48.01 1502 1232 1.22 0.0527 0.0021 0.3165 0.0126 0.0436 0.0003 0.0137 0.0001 315 95 279 10 275 2 274 1 -06 2.04 60.79 5.83 11.47 323.3 300.0 1.08 0.0554 0.0035 0.3438 0.0212 0.0450 0.0005 0.0140 0.0001 427 143 300 16 284 3 282 2 -07★ 23.37 137.4 8.06 24.47 817.2 651.5 1.25 0.0532 0.0010 0.3595 0.0062 0.0491 0.0003 0.0149 0.0002 335 27 312 5 309 2 300 3 -08★ < 1.08 59.41 3.53 9.00 285.5 275.4 1.04 0.0538 0.0015 0.3735 0.0096 0.0503 0.0004 0.0158 0.0002 364 43 322 7 316 2 317 5 -09★ 2.31 151.1 10.71 34.97 1149 734.5 1.56 0.0582 0.0017 0.3956 0.0109 0.0493 0.0004 0.0154 0.0002 536 45 338 8 310 3 308 4 -10☆ 1.56 131.9 7.96 30.96 1100 695.2 1.58 0.0535 0.0019 0.3405 0.0114 0.0462 0.0004 0.0149 0.0002 349 58 298 9 291 3 299 4 -11★ < 0.99 64.24 4.00 9.79 335.2 326.6 1.03 0.0534 0.0015 0.3667 0.0094 0.0498 0.0004 0.0160 0.0002 346 43 317 7 313 2 321 5 -12★ < 1.14 96.12 5.82 15.56 479.6 448.3 1.07 0.0538 0.0012 0.3712 0.0077 0.0500 0.0004 0.0160 0.0002 362 34 321 6 315 2 321 4 -13☆ < 1.25 47.31 3.01 5.26 178.6 238.1 0.75 0.0566 0.0017 0.3607 0.0100 0.0462 0.0004 0.0148 0.0003 477 46 313 7 291 2 297 5 -14★ < 1.13 62.57 3.68 7.24 224.9 288.2 0.78 0.0535 0.0014 0.3707 0.0089 0.0503 0.0004 0.0157 0.0002 350 40 320 7 316 2 314 5 -15★ < 1.23 92.93 5.37 15.54 492.0 428.3 1.15 0.0526 0.0010 0.3648 0.0064 0.0503 0.0003 0.0156 0.0002 312 28 316 5 316 2 312 3 -16★ < 1.22 78.58 4.97 11.10 330.5 366.0 0.90 0.0557 0.0017 0.3803 0.0109 0.0496 0.0004 0.0162 0.0003 438 48 327 8 312 3 325 6 -17★ < 1.11 96.72 5.59 18.92 590.7 459.9 1.28 0.0544 0.0010 0.3720 0.0063 0.0496 0.0003 0.0161 0.0002 388 26 321 5 312 2 324 3 -18★ < 1.24 184.5 10.93 43.01 1302 883.8 1.47 0.0531 0.0009 0.3656 0.0054 0.0499 0.0003 0.0168 0.0002 335 22 316 4 314 2 336 3 -19 1.04 39.30 2.226 10.44 296.7 167.7 1.77 0.0533 0.0016 0.3945 0.0110 0.0537 0.0004 0.0169 0.0002 341 48 338 8 337 3 340 4 -20★ < 1.32 97.42 5.69 37.08 1112 452.7 2.46 0.0537 0.0014 0.3699 0.0090 0.0500 0.0004 0.0158 0.0002 358 40 320 7 314 2 317 3 注：★代表第一组锆石；☆代表第二组锆石；204Pb、206Pb、207Pb、208Pb、232Th及238U为原始测量值

表 1 奥依塔格斜长花岗岩单颗粒锆石LA-ICP-MS法U-Pb同位素测定结果 Table 1 LA-ICP-MS U-Th-Pb isotopic data of zircons from Aytag plagiogranite

图 5

Fig. 5

图 5 奥依塔格斜长花岗岩锆石谐和图 Fig. 5 LA-ICP-MS U-Pb zircon concordia diagram for plagiogranite from Aytag

玄武岩、斜长花岗岩、辉长岩、辉绿岩主量、微量、稀土元素及同位素测试结果见表 2。

表 2

Table 2

表 2(Table 2)

表 2 奥依塔格地区岩浆岩主量元素(wt%)、微量元素(×10-6)和Nd-Sr-Pb同位素测试结果 Table 2 Major element (wt%), trace element (×10-6) and Nd-Sr-Pb element data of magmatic rock from Aytag 样品号 D01/11-1 D01/11-2 D01/11-3 D01/11-4 D01/11-5 D01/11-6 D02/13 D02/14 D03-6 D03-7 岩性 枕状玄武岩 块状玄武岩 斜长花岗岩 辉长岩 SiO2 50.92 46.44 51.86 52.05 49.58 51.13 52.54 48.57 70.68 47.58 TiO2 0.74 0.79 0.85 0.81 0.85 0.77 1.90 0.73 0.32 0.33 Al2O3 15.84 18.12 16.61 14.57 17.64 14.44 14.47 18.31 13.60 18.78 Fe2O3 7.16 5.14 3.90 3.00 3.46 11.35 4.14 3.28 1.23 2.46 FeO 2.14 3.38 1.99 5.21 2.13 1.52 7.50 7.55 3.85 4.17 MnO 0.15 0.18 0.15 0.14 0.15 0.15 0.26 0.14 0.11 0.11 MgO 7.33 10.31 9.19 8.58 10.75 7.30 5.36 6.42 0.67 8.98 CaO 8.33 8.35 6.47 10.67 6.11 6.31 5.93 8.11 2.32 12.51 Na2O 4.21 3.24 4.96 2.95 4.51 4.91 4.06 3.06 4.59 2.42 K2O 0.69 0.10 0.38 0.16 0.24 0.44 0.51 0.04 0.39 0.05 P2O5 0.19 0.13 0.13 0.08 0.13 0.11 0.24 0.06 0.07 0.03 LOI 1.82 4.00 2.87 1.56 3.89 1.41 2.28 4.23 1.73 2.21 CO2 0.14 0.08 0.15 0.08 0.07 0.05 0.09 0.04 0.14 0.11 Total 99.52 100.18 99.36 99.78 99.44 99.84 99.19 100.50 99.56 99.63 Mg# 0.61 0.70 0.75 0.66 0.79 0.53 0.46 0.52 0.20 0.72 Sc 37.9 28.3 28.2 38.0 25.4 33.4 37.1 38.8 15.1 15.3 V 200 269 267 255 149 234 379 268 14.2 97.5 Cr 314 298 296 558 325 324 9.53 42.1 2.82 196 Co 58.6 66.3 65.5 63.2 67.9 63.8 82.6 46.4 105 63.6 Ni 117 97 95.6 174 150 104 8.48 19.1 1.97 131 Ga 13.0 20.5 20.3 14.1 14.6 12.2 17.6 15.2 17.0 13.0 Rb 12.3 2.27 2.24 2.53 4.54 7.67 9.61 0.87 5.5 1.26 Sr 132 131 129 140 78.7 62.3 84.1 171 106 171 Y 19.6 19.4 19.2 15.3 17.8 15.2 35.0 15.4 42.0 9.2 Zr 42.6 45.8 45.4 32.4 50.9 44.1 101 25.3 108 22.2 Nb 1.80 1.94 1.91 1.19 2.40 1.49 3.59 0.59 1.57 0.73 Cs 0.56 0.13 0.12 0.06 0.23 0.37 0.25 0.05 0.38 0.06 Ba 23.8 11.8 11.8 19.5 9.2 13.0 53.4 8.0 67.9 20.5 La 6.00 5.44 5.34 2.99 4.44 5.75 8.42 1.43 6.49 1.32 Ce 13.20 12.10 11.90 6.20 9.83 11.80 20.30 2.72 16.40 2.32 Pr 2.11 1.91 1.89 1.19 1.61 1.85 3.13 0.75 2.65 0.64 Nd 10.20 9.01 8.89 5.60 7.57 8.50 15.80 3.64 14.00 2.84 Sm 2.84 2.62 2.56 1.85 2.31 2.27 4.67 1.50 4.54 1.04 Eu 1.08 1.01 0.99 0.72 0.86 0.89 1.81 0.59 1.68 0.58 Gd 3.13 2.88 2.78 2.04 2.57 2.32 5.39 1.88 5.68 1.20 Tb 0.55 0.52 0.53 0.40 0.48 0.42 0.96 0.40 1.11 0.26 Dy 3.42 3.40 3.31 2.65 3.10 2.62 6.22 2.70 7.24 1.69 Ho 0.77 0.79 0.79 0.62 0.72 0.61 1.47 0.67 1.81 0.42 Er 2.10 2.21 2.15 1.71 1.96 1.70 4.07 1.88 5.21 1.11 Tm 0.30 0.32 0.31 0.24 0.28 0.24 0.58 0.28 0.77 0.16 Yb 1.97 2.16 2.14 1.61 1.86 1.69 3.94 2.00 5.35 1.12 Lu 0.29 0.32 0.32 0.24 0.27 0.26 0.58 0.29 0.81 0.16 Hf 1.14 1.23 1.21 0.87 1.29 1.17 2.86 0.79 3.59 0.56 Ta 0.13 0.14 0.13 0.09 0.15 0.13 0.33 0.02 0.29 0.07 Pb 3.95 8.46 8.31 7.07 2.31 2.05 3.65 1.60 1.64 1.13 Th 1.24 1.17 1.13 0.88 1.17 1.17 1.53 0.54 1.75 0.38 U 0.36 0.37 0.35 0.22 0.33 0.50 0.44 0.11 0.38 0.12 (La/Yb)N 2.18 1.81 1.79 1.33 1.71 2.44 1.53 0.51 0.87 0.85 (87Rb/86Sr)m 0.2702 0.0501 0.0501 0.0521 0.1669 0.3561 0.3306 0.0147 0.0214 (87Sr/86Sr)m 0.70769 0.70787 0.70819 0.70651 0.70801 0.70822 0.70713 0.70572 0.70419 (147Sm/144Nd)m 0.1693 0.1761 0.1743 0.2003 0.1844 0.1614 0.1786 0.2488 0.2222 (143Nd/144Nd)m 0.51266 0.51267 0.51269 0.51275 0.51269 0.51266 0.51275 0.51300 0.51302 (87Sr/86Sr)t 0.706570 0.707657 0.707977 0.706296 0.707314 0.706744 0.705753 0.705660 0.704105 εNd(t) 1.5 1.4 1.9 2.1 1.4 1.7 2.8 5.1 6.5 (143Nd/144Nd)t 0.51234 0.51233 0.51236 0.51237 0.51234 0.51235 0.51240 0.51252 0.51260 (206Pb/204Pb)m 18.426 18.224 18.704 18.238 18.703 18.92 18.523 18.151 18.126 (207Pb/204Pb)m 15.633 15.622 15.649 15.63 15.646 15.656 15.631 15.583 15.585 (208Pb/204Pb)m 38.422 38.25 38.647 38.27 38.649 38.665 38.508 38.251 38.219 (206Pb/204Pb)t 18.118 18.077 18.561 18.133 18.217 18.087 18.115 17.920 17.770 (207Pb/204Pb)t 15.617 15.614 15.642 15.625 15.621 15.613 15.610 15.571 15.566 (208Pb/204Pb)t 38.086 38.103 38.501 38.138 38.104 38.048 38.059 37.893 37.862 样品号 D03-8 D03-9 D03-10 D03-11 D04-1 D04-2 D04-3 D04-4 D04-5 D04-6 岩性 辉长岩 辉绿岩 SiO2 48.67 47.84 47.87 48.47 51.62 51.48 49.41 47.74 49.60 50.26 TiO2 0.36 0.53 0.33 0.32 1.21 1.20 1.02 0.38 1.24 1.24 Al2O3 18.03 17.58 17.84 17.07 15.59 15.72 15.18 13.46 15.56 15.94 Fe2O3 1.87 1.94 1.93 1.73 5.78 5.97 5.86 2.56 7.38 5.91 FeO 3.75 4.72 3.88 4.57 7.36 7.24 6.67 6.38 7.24 7.77 MnO 0.10 0.12 0.12 0.13 0.20 0.21 0.22 0.27 0.22 0.21 MgO 9.00 9.70 9.79 9.90 4.28 4.40 5.92 11.55 4.44 4.61 CaO 12.48 11.56 12.26 12.45 6.99 7.34 8.82 8.56 8.45 8.03 Na2O 2.28 2.25 2.07 2.10 2.61 2.20 1.52 1.38 1.74 1.60 K2O 0.08 0.15 0.11 0.07 0.02 0.04 0.03 0.04 0.03 0.01 P2O5 0.02 0.04 0.02 0.02 0.07 0.08 0.07 0.02 0.08 0.10 LOI 3.00 3.56 3.25 2.79 3.81 3.73 4.97 8.04 3.59 4.14 CO2 0.13 0.12 0.12 0.07 0.28 0.21 1.12 3.13 0.30 0.04 Total 99.64 99.99 99.47 99.62 99.54 99.61 99.69 100.38 99.57 99.82 Mg# 0.75 0.73 0.76 0.74 0.38 0.39 0.47 0.71 0.37 0.39 Sc 19.0 28.2 24.4 22.5 41.1 40.3 38.5 32.2 40.0 41.2 V 116 160 128 122 412 409 364 213 429 429 Cr 412 431 854 426 3.93 4.76 165 743 4.81 3.84 Co 63.3 55.6 76 68.5 52 72.5 75.3 51.3 66.1 60.5 Ni 125 126 135 141 3.95 4.24 45.1 196 4.49 4.08 Ga 11.8 13.0 11.8 12.0 17.5 17.8 16.0 11.8 18.3 18.0 Rb 1.87 2.77 2.19 1.71 1.04 1.53 1.37 1.38 1.35 1.09 Sr 144 131 145 144 154 150 156 90.2 175 164 Y 9.1 13.4 8.9 9.4 23.2 23.0 20.6 12.8 20.6 23.0 Zr 20.3 29.4 17.8 19.1 56.5 51.5 39.5 19.3 45 47.9 Nb 0.67 0.90 0.60 0.67 0.76 0.75 0.67 0.52 0.76 0.74 Cs 0.09 0.14 0.10 0.11 0.14 0.13 0.18 0.21 0.14 0.17 Ba 23.3 35.7 26.4 23.5 25.9 34.2 24.6 15.5 23.0 21.4 La 1.03 1.48 0.89 1.10 2.15 2.21 1.82 1.00 1.97 2.12 Ce 1.57 3.04 1.13 1.78 5.46 5.53 4.29 1.42 4.78 5.38 Pr 0.56 0.78 0.48 0.58 1.22 1.23 1.04 0.52 1.11 1.22 Nd 2.43 3.78 2.04 2.52 6.46 6.47 5.40 2.24 5.96 6.56 Sm 0.99 1.43 0.86 0.98 2.41 2.42 2.10 1.00 2.23 2.45 Eu 0.51 0.64 0.45 0.50 0.96 0.99 0.87 0.35 0.98 1.05 Gd 1.17 1.75 0.99 1.17 2.96 2.98 2.64 1.27 2.78 3.06 Tb 0.27 0.37 0.24 0.27 0.59 0.59 0.54 0.29 0.55 0.60 Dy 1.68 2.42 1.50 1.68 3.94 3.86 3.63 2.05 3.60 3.91 Ho 0.40 0.58 0.37 0.40 0.94 0.92 0.89 0.51 0.85 0.93 Er 1.09 1.57 0.95 1.05 2.63 2.60 2.53 1.46 2.40 2.63 Tm 0.16 0.23 0.14 0.16 0.39 0.39 0.37 0.23 0.35 0.37 Yb 1.08 1.54 0.95 1.04 2.70 2.61 2.48 1.57 2.42 2.58 Lu 0.16 0.22 0.14 0.15 0.40 0.39 0.37 0.24 0.35 0.38 Hf 0.51 0.77 0.39 0.46 1.70 1.56 1.28 0.58 1.38 1.46 Ta 0.07 0.06 0.06 0.06 0.04 0.08 0.06 0.00 0.07 0.05 Pb 0.93 0.99 1.06 1.20 1.41 2.02 1.54 1.76 2.58 1.49 Th 0.37 0.41 0.35 0.41 0.54 0.55 0.53 0.48 0.55 0.53 U 0.10 0.09 0.05 0.07 0.11 0.11 0.11 0.14 0.11 0.09 (La/Yb)N 0.68 0.69 0.67 0.76 0.57 0.61 0.53 0.46 0.58 0.59 (87Rb/86Sr)m 0.0376 0.0610 0.0437 0.0344 0.0195 0.0296 0.0253 0.0442 0.0224 0.0192 (87Sr/86Sr)m 0.70381 0.70398 0.70389 0.70409 0.70461 0.70460 0.70480 0.70531 0.70472 0.70461 (147Sm/144Nd)m 0.2469 0.2289 0.2542 0.2346 0.2257 0.2259 0.2356 0.2689 0.2258 0.2262 (143Nd/144Nd)m 0.51308 0.51305 0.51307 0.51304 0.51305 0.51302 0.51304 0.51304 0.51302 0.51304 (87Sr/86Sr)t 0.703657 0.703722 0.703709 0.703947 0.704526 0.704473 0.704695 0.705125 0.704626 0.704529 εNd(t) 6.8 6.8 6.2 6.4 7.0 6.3 6.4 5.2 6.3 6.8 (143Nd/144Nd)t 0.51261 0.51261 0.51258 0.51259 0.51262 0.51258 0.51259 0.51253 0.51259 0.51261 (206Pb/204Pb)m 18.066 18.126 17.996 18.146 18.024 18.046 18.144 18.277 17.982 18.123 (207Pb/204Pb)m 15.574 15.568 15.579 15.576 15.531 15.554 15.551 15.584 15.573 15.569 (208Pb/204Pb)m 38.129 38.241 38.128 38.229 38.009 38.074 38.199 38.465 38.082 38.177 (206Pb/204Pb)t 17.710 17.835 17.838 17.939 17.764 17.864 17.905 18.009 17.840 17.912 (207Pb/204Pb)t 15.555 15.553 15.571 15.565 15.517 15.545 15.539 15.570 15.566 15.558 (208Pb/204Pb)t 37.708 37.802 37.779 37.866 37.605 37.786 37.834 38.174 37.857 37.800 注：Mg#=Mg2+/(Mg2++TFe2+), FeOT=FeO+0.9×Fe2O3; N代表球粒陨石标准化.Rb、Sr、Sm和Nd丰度用同位素稀释法测定.m代表测量值；t代表经过年龄校正的初始值.玄武岩校正年龄值为313.6Ma，辉绿岩、辉长岩校正年龄值为291.6Ma

表 2 奥依塔格地区岩浆岩主量元素(wt%)、微量元素(×10-6)和Nd-Sr-Pb同位素测试结果 Table 2 Major element (wt%), trace element (×10-6) and Nd-Sr-Pb element data of magmatic rock from Aytag

枕状玄武岩样品的SiO₂含量变化于46.44%～52.05%，成分上主体属于玄武岩。其TiO₂含量低，变化于0.74%～0.85%，MgO平均含量变化于7.30%～10.75%，平均8.91%，Mg^#平均0.68，相容元素Ni、Cr含量较高，分别为95.6×10^-6～174×10^-6，296×10^-6～558×10^-6，接近原生岩浆的范围(Mg^#=0.65～0.75, 邓晋福, 1984; Ni=300×10^-6～450×10^-6、Cr=300×10^-6～ 500×10^-6，Frey et al., 1978)。这些特征表明枕状玄武岩没有经历显著的橄榄石、单斜辉石等镁铁质矿物的分离结晶。采用蚀变火山岩分类图解(图 6b)进行判断，枕状玄武岩主体为钙碱性系列。而2个块状玄武岩样品的SiO₂分别为48.57%、52.54%，成分上分属玄武岩、玄武安山岩。其TiO₂含量低，为0.73%、1.90%，MgO为6.42%、5.36%，Mg^#平均0.49，相容元素Ni、Cr含量很低。这些特征表明块状玄武岩经历了显著的橄榄石、单斜辉石等镁铁质矿物的分离结晶。在蚀变火山岩分类图解上，块状玄武岩样品落入拉斑系列区域。辉绿岩SiO₂含量变化于47.74%～51.62%之间，其TiO₂含量低，变化于0.38%～1.24%。MgO含量除样品D04-4较高外(11.55%)，其它样品较低，变化于4.28%～5.92%，Mg^#平均0.42，相容元素Ni、Cr含量低。MgO、CaO与SiO₂大体呈负相关，Al₂O₃、FeO^T、TiO₂及P₂O₅与SiO₂大体正相关，Sr、V与MgO呈负相关，Cr与MgO正相关(图 7)。这些特征表明辉绿岩经历了显著的橄榄石、单斜辉石等镁铁质矿物的分离结晶。采用蚀变火山岩分类图解进行判断，辉绿岩主体为拉斑系列。辉长岩SiO₂含量变化于47.58%～48.67%之间，TiO₂含量很低，变化于0.32%～0.53%。MgO含量变化于8.98%～9.90%之间，Mg^#平均0.74，相容元素Ni、Cr含量较高。MgO、FeO^T、CaO、TiO₂及P₂O₅与SiO₂，Sr、Cr、V与MgO含量间相关性不明显。蚀变火山岩分类图解判断，辉长岩为钙碱性系列。斜长花岗岩SiO₂含量为70.68%，TiO₂含量为0.32%。

图 6

Fig. 6

图 6 奥依塔格地区岩浆岩SiO2-Nb/Y图解(a)和SiO2-FeOT/MgO图解(b) 图 7、图 9、图 10图例同此图 Fig. 6 SiO2 vs. Nb/Y diagram (a) and SiO2 vs. FeOT/MgO diagram (b) for magmatic rock from Aytag

图 7

Fig. 7

图 7 奥依塔格地区岩浆岩Harker图解 Fig. 7 Variation of TiO2, Al2O3, FeOT, CaO, MgO, P2O5 vs. SiO2 and of Sr, V, Cr vs. Mg# for magmatic rock from Aytag

图 9

Fig. 9

图 9 奥依塔格岩浆岩Sr、Nd、Pb同位素相关图 数据来源：Old Western Indian Ocean MORB (Mahoney et al., 1998)；勉略北蛇绿岩、金沙江玄武岩(Xu et al., 2002; Xu and Castillo, 2004)；冈底斯埃达克岩(Hou et al., 2004)；羌塘埃达克岩(赖绍聪, 2003) Fig. 9 Sr, Nd and Pb isotopic correlation diagrams for magmatic rock from Aytag Data sources: Old Western Indian Ocean (Mahoney et al., 1998); Mian-Lue north ophiolite, Jinshajiang basalt (Xu et al., 2002; Xu and Castillo, 2004); Gangdese adakite (Hou et al., 2004); Qiangtang adakite (Lai, 2003)

图 10

Fig. 10

图 10 奥依塔格基性岩不活动微量元素构造环境判别图解(a, 底图据Pearce and Cann, 1973；b, 底图据李曙光, 1993) Fig. 10 Tectonic discrimination diagram based on immobile trace elements for the basic magmatic rock from Aytag (a, base map after Pearce and Cann, 1973; b, base maps after Li, 1993)

岩石球粒陨石标准化稀土元素配分模式、原始地幔标准化微量元素蛛网图见图 8。枕状玄武岩的稀土配分曲线呈略微右倾型，轻稀土略富集，(La/Yb)_N变化于1.33～2.44之间，铕呈弱的正异常，δEu为1.16～1.41；在微量元素蛛网图中，富集大离子亲石元素(Rb、Th、K)，亏损Nb-Ta、Zr-Hf及Ti元素，而重稀土元素近似平坦。2个块状玄武岩的(La/Yb)_N分别为0.51和1.53，δEu分别为1.22和1.15；其微量元素特征与枕状玄武岩类似。

图 8

Fig. 8

图 8 奥依塔格地区岩浆岩球粒陨石标准化稀土元素分配型式(标准化值据Boynton, 1984)和原始地幔标准化微量元素分配型式(标准化值据Sun and McDonough, 1989) Fig. 8 Chondrite-normalized REE patterns (normalization values after Boynton, 1984) and primitive-mantle normalized spider diagrams for magmatic rock from Aytag (normalization values after Sun and McDonough, 1989)

辉绿岩、辉长岩的稀土配分曲线呈略微左倾型，重稀土略富集，(La/Yb)_N分别为0.46～0.61、0.67～0.85，铕显示正异常，δEu分别为0.90～1.45、1.53～2.52；在微量元素蛛网图中，富集大离子亲石元素Rb、Ba、U、Sr，亏损Nb、Ta，重稀土元素也近似平坦(需要说明的是样品D04-4的微量元素蛛网图跳跃性很大，烧失量高，在后续的讨论中不考虑该样品)。斜长花岗岩的稀土配分曲线近平坦型，(La/Yb)_N为0.87，δEu为1.02；微量元素蛛网图呈三弧隆起，重稀土元素配分型式同样近于平坦。

本次工作对6件枕状玄武岩、2件块状玄武岩、6件辉绿岩脉、5件辉长岩进行了Sr-Nd-Pb同位素测试，数据见表 2。

枕状玄武岩的初始Sr同位素比值变化较大(0.706296～0.707977)，ε_Nd(t)值为低的正值(1.4～2.1)；块状玄武岩的初始Sr同位素比值变化较大(0.705660～0.705753)，ε_Nd(t)值均为正值(2.8～5.1)，但略有变化；而辉长岩的Sr-Nd同位素较为稳定，初始Sr同位素比值为0.703657～0.704105，ε_Nd(t)值为较高的正值(6.2～6.8)；辉绿岩初始Sr同位素比值(0.704473～0.705125)略高于辉长岩，ε_Nd(t)值(5.2～7.0)与辉长岩类似。

在Sr-Nd同位素相关图上(图 9a)，枕状玄武岩和块状玄武岩具有相对较低的ε_Nd(t)值和较高的初始Sr同位素比值，主体位于冈底斯埃达克岩范围内，个别样品位于地幔排列及西印度洋MORB范围内；而辉长岩和辉绿岩具有较高的ε_Nd(t)值和低的初始Sr同位素比值，辉长岩均位于地幔排列及西印度洋MORB范围，辉绿岩相对辉长岩初始Sr同位素比值略高，位于西印度洋MORB右侧。

在Nd-Pb和Pb-Pb同位素相关图解上(图 9b-d)，枕状玄武岩和块状玄武岩具有相对较高的初始²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb比值。枕状玄武岩在图 9b和图 9c中主体位于西印度洋MORB范围之下、冈底斯埃达克岩范围的左侧边缘附近，个别样品位于西印度洋MORB范围及冈底斯埃达克岩重叠区，在图 9d上全部落到西印度洋MORB范围之内，并且邻近金沙江玄武岩范围；而块状玄武岩1个样品落入西印度洋MORB范围中的金沙江玄武区，另1个样品则与大多数枕状玄武岩相邻近。辉长岩和辉绿岩具有相似的初始²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb比值，在Nd-Pb同位素相关图解上全部落入西印度洋MORB范围内，并且主体位于金沙江玄武岩区内。

如前文区域地质背景所述，西昆仑石炭-二叠纪火山岩分为南北两个带。将奥依塔格基性岩与南带麻扎火山岩(李博秦等, 2006)中的基性岩石比较，差异显著。表现为后者具有稀土元素总量高，轻重稀土分馏显著，更加富集大离子亲石元素等特点，加之，其与流纹岩、安山岩紧密共生，被认为形成于岛弧构造环境。苏巴什蛇绿岩中玄武岩的稀土总量、轻稀土以及大离子富集程度也明显高于奥依塔格基性岩。近年来，在塔里木盆地发现了大量的二叠纪玄武岩(陈汉林等, 2009; Yu et al., 2011; 徐义刚等, 2013)，与塔西南达木斯一带玄武岩(厉子龙等, 2008; 李洪颜等, 2013)比较，发现后者富集大离子亲石元素及稀土元素，轻重稀土分馏显著，微量元素原始地幔标准化蛛网图显著右倾，被认为是地幔柱的产物。两者相比，差异悬殊。对比区内同期岩浆岩地球化学特征，发现奥依塔格基性岩与同处北带的库地玄武岩、阿羌火山岩有高度相似性(详述于后)。

奥依塔格基性岩均不同程度亏损Nb、Ta及Ti。它们反映的是源区特征呢，还是地壳混染的结果？枕状玄武岩Mg^#平均0.68，相容元素Ni、Cr分别为95.6×10^-6～174×10^-6，296×10^-6～558×10^-6，接近于原生岩浆值(邓晋福, 1984; Frey et al., 1978)，稀土配分模式图近于平坦、铕的弱正异常(图 8)，表明枕状玄武岩受地壳混染的可能性不大。块状玄武岩虽然Mg^#、Ni、Cr值较低，但是其稀土配分模式图也近于平坦、略显正铕异常，具有与枕状玄武岩相似的其微量元素特征。辉绿岩、辉长岩的Mg^#、Ni、Cr值与玄武岩类似，稀土配分模式图平坦，微量元素蛛网图与玄武岩类似；辉绿岩和辉长岩具有相似的初始Sr同位素比值和较高的正ε_Nd(t)值。此外，地壳物质的混染将产生随着SiO₂的增加⁸⁷Sr/⁸⁶Sr_(t)增高和ε_Nd(t)降低的趋势，而这种相关性和趋势在剔除了D04-4(高的烧失量)后，无论是⁸⁷Sr/⁸⁶Sr_(t)-SiO₂图，还是ε_Nd(t)-SiO₂图解(图略)中均没有相应的显示。总之，奥依塔格一带的基性岩没有明显受到地壳物质的混染，其地球化学特征能够反映源区地幔性质。

如表 2所示，奥依塔格基性岩的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb_(t)介于17.710～18.009之间，而且主体小于18.200，位于古老西印度洋MORB范围之内。辉长岩、辉绿岩在所有的Nd-Pb和Pb-Pb图上(图 9b-d)，基本位于古老西印度洋MORB范围之内，并表现出与金沙江玄武岩的高度一致性。玄武岩在Nd-Pb、Pb-Pb图上位于或临近古老西印度洋MORB范围、而且多数位于金沙江玄武岩范围附近(图 9b-d)。此外，奥依塔格基性岩尚表现出与冈底斯埃达克岩的某种联系。上述特征暗示奥依塔格一带基性岩所代表的地幔具有南半球的“Dupal”异常。

如前文所述，奥依塔格基性岩岩石组合及地球化学特征与西昆仑北带基性岩(库地玄武岩、阿羌火山岩)类似，而与南带的岛弧型火山岩以及塔里木盆地内板内玄武岩有很大差异，暗示西昆仑北带火山岩可能形成于统一的构造背景。库地北玄武岩是北带火山岩研究程度最高的地区，邓万明(1995)等将一些克沟玄武岩与库地一带的方辉橄榄岩联系起来，结合微量元素判别图解，认为是蛇绿岩组合，形成于大洋环境，并将其向西与盖孜-奥依塔格、向东与苏巴什在空间上相连，认为是一条构造肢解的蛇绿岩带。方爱民等(2003)显然继承了将玄武岩与库地蛇绿岩相联系的看法，在总结已有研究成果的基础上，根据一些克沟玄武岩微量元素特征介于大洋岛弧和洋中脊之间，得出其形成于洋内弧构造环境。阿羌火山岩是1:25万于田县幅地质填图发现并填绘出的，与其共生的还有基性-超基性侵入岩，区调报告依据其岩石化学特征，结合南侧的卡勒拉塔什火山弧、苏巴什蛇绿岩的空间关系，认为其形成于大陆边缘裂谷环境。贠杰等(2015)也得出类似的结论。以下将从岩石地球化学、沉积环境以及区域地质背景三个方面进一步讨论北带岩浆岩形成的构造环境。

采用玄武岩的岩石地球化学特征判别其形成的构造环境已经积累了很多成功的经验，这里分别选择Zr/Y-Zr图解(图 10a)和La-La/Nb图解(图 10b)进行判别。为了使得选择的图解同样适用于辉绿岩及辉长岩，我们没有选择Ti，因为它对岩浆分离结晶作用很敏感，而选择元素在海水蚀变中较稳定，比值在分离结晶过程中保持不变的La、Nb、Zr、Y等四个元素。结果发现，在Zr/Y-Zr图解(图 10a)中，所有样品落在MORB与IAB的过渡范围，而远离板内玄武岩的范围；在La-Nb/La图解(图 10b)中，所有样品同样落在MORB和IAB的过渡区，而远离洋岛玄武岩(OIB)区，表明奥依塔格基性岩不可能形成于板内环境，与地幔柱无关。微量元素蛛网图显示，奥依塔格基性岩均不同程度地富集LILE、亏损Nb、Ta、Ti等，表明它们受到了流体交代，可能与俯冲带有关，在Nd-Sr相关图解中玄武岩及辉绿岩也主体落在高初始Sr同位素比值和正ε_Nd(t)值的区域，综合这些特征，奥依塔格基性岩形成于大洋中脊的可能性不大。判别岛弧和弧后盆地环境的关键是高场强元素Gd-Yb的排列形式，弧后盆地构造环境玄武岩重稀土元素型式是平坦的，而与岛弧环境的右倾形式差异显著。玄武岩、辉长岩、辉绿岩微量元素蛛网图均表现出重稀土元素平坦。仔细对比库地一些克沟玄武岩的地球化学特征，发现其也具有不同程度富集LILE、亏损Nb、Ta、Ti等，在Nd-Sr相关图解中主体落在高初始Sr同位素比值和正ε_Nd(t)值的区域，微量元素蛛网图中重稀土元素呈平坦形式等特点。阿羌火山岩缺少同位素示踪数据，但是稀土及微量元素组成和奥依塔格、库地非常类似。上述特征显示，奥依塔格基性岩形成于弧后盆地构造环境。

北带火山岩沉积的环境也具有相似性。首先，奥依塔格一带乌鲁阿特组火山岩枕状构造发育，伴生纹层状硅质岩、平行层理发育的灰岩以及滑塌角砾岩等；库地北玄武岩枕状构造普遍、火山碎屑岩中鲍马序列发育；阿羌一带火山岩中有放射虫硅质岩夹层等，表明北带火山岩沉积于斜坡-较深海盆地环境。区域上与上述火山岩相伴的还有碎屑岩、碳酸盐岩地层。如奥依塔格西北的特给乃奇克达坂组和恰尔隆一带石炭系、下中二叠统为一套深色薄层状碳质泥岩、粉砂岩组合。库尔良一带石炭系库尔良群为深色薄层状碳质泥岩、粉砂岩、英安质火山岩组合。盖孜东部的罕铁热克组以灰黑色碳酸盐岩为主，有生物碎屑灰岩、鲕状灰岩等。这种深浅相间、富集陆缘碎屑物的沉积环境也与弧后盆地背景类似，而与大洋盆地不同。

区域上，麻扎-康西瓦缝合带是分隔昆仑山造山带与塔什库尔干-甜水海地块的一条重要构造分界线(常承法等, 1982; 潘裕生, 1994; 姜春发等, 2000; Pan et al., 2004; 肖序常等, 2004)，随后的工作进一步修订了该带的东西延伸，向西通过瓦恰、在盖孜以南延出国境，向东通过卡勒拉塔什南与东昆仑的木孜塔格缝合带相连(李荣社等, 2008)。在该带以北的西昆中复合岩浆弧南缘断续发育了一套石炭-二叠纪的岛弧火山沉积系统，表明麻扎-康西瓦缝合带代表的洋盆是向北俯冲的，开始俯冲的时间不晚于石炭纪(李博秦等, 2006)。康西瓦一带属于西昆中复合岩浆弧的赛图拉岩群(康西瓦孔兹岩系)的变质或深熔成因锆石平均年龄为250～203Ma(许志琴等, 2007), 结合南侧广泛发育的三叠系巴颜喀拉山群沉积，暗示麻扎-康西瓦缝合带代表的洋盆最终关闭的时间很可能在晚三叠世。在这一区域地质背景约束下，结合上述岩石地球化学特征及沉积环境分析，提出西昆仑北带火山岩形成的构造背景是：古特提斯洋盆沿康西瓦-麻扎-瓦恰一线高角度向北俯冲，导致弧后扩展形成阿羌-库尔良-恰尔隆-奥依塔格弧后盆地，在弧后扩展的峰期形成了西昆仑北带石炭-二叠纪火山岩和大体同期的侵入岩组合。

致谢      在成文过程中夏林圻研究员对关于多元同位素示踪进行了悉心指导；李行研究员、李智佩研究员、马中平研究员关于火山岩形成环境提出了具体意见；徐学义研究员审阅了全文，提出了宝贵意见；杨娟茹和潘术娟分别清绘了地质体分布图和剖面图；朱弟成教授在论文修改过程中提出了很多建设性意见；在此一并表示诚挚感谢。