2. 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室, 武汉 430074;
3. 中国地质大学资源学院, 武汉 430074
2. State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China;
3. Faulty of Earth Resources, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China
造山带是大陆构造的基本单元,是研究和理解大陆动力学的天然实验室(邓晋福等,2004)。侵入岩是造山带的重要组成部分,与造山带的形成与演化关系密切,既是不同造山事件(如洋-陆俯冲、陆-陆碰撞、底侵作用和拆沉作用等)中物质与能量再分配的记录者,又是探测造山带壳幔结构及深部过程的岩石探针(Bonin et al., 1998;肖庆辉等,2002;邓晋福等,2004)。因此,对古老造山带不同时代不同类型侵入岩的成因开展细致的研究,不仅能反演整个造山带具体的构造演化阶段,而且还能深入地了解造山事件中深部壳幔相互作用的过程。
东昆仑造山带位于青藏高原的北缘,夹持于北中国板块群与南中国板块群之间,是横贯中国大陆的巨型(长约5000km)构造带——中央造山带的重要组成部分(许志琴等,2006;杨经绥等,2010),同时也是青藏高原内另一条可与冈底斯带相媲美的巨型岩浆岩带(莫宣学等,2007)。该造山带东段大量出露早古生代和晚古-早中生代两个时期的侵入岩(图 1),分别对应始特提斯和古特提斯两期不同的构造演化。因此,对这两套不同时期侵入岩开展细致的研究,能够为反演东昆仑造山带始特提斯和古特提斯具体的构造演化过程提供重要的岩石学和年代学证据。然而,相比晚古-早中生代侵入岩,该造山带早古生代侵入岩的研究非常薄弱。本文作者及所在项目组通过三年多的野外和室内的详细工作,重新查明了东昆仑东段早古生代侵入岩的时空分布特征,并且发现该区早泥盆世的侵入岩分布规模较大,其面积可占全部早古生代岩体的60%。而相关研究显示在东昆仑的西段地区同样出露大量早泥盆世的侵入岩(肖庆辉等,2009;赵振明等,2008;谌宏伟等,2006)。早泥盆世时期,东昆仑造山带东段和西段同时出现如此大规模的岩浆活动,其成因与深部的动力学机制是什么?其与始特提斯的构造演化究竟有何关系?这些问题值得去深入探讨。
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图 1 东昆仑造山带东段大地构造位置(a)和侵入岩地质分布简图(b) Fig. 1 The tectonic location (a) and simplified geological map (b) of east part of the Eastern Kunlun Orogen |
本研究主要选取该造山带东段跃进山岩体为对象,开展详细的岩石学、锆石U-Pb年代学和Sr-Nd-Hf同位素等工作,综合分析其岩石成因与深部动力学机制,在此基础上,结合区域资料来探讨其对东昆仑造山带乃至整个中央造山带始特提斯构造演化的指示意义。
1 区域地质背景与岩体地质特征以昆中缝合带和昆南缝合带为界,东昆仑造山带可分为昆北地体、昆南地体和巴颜喀拉地体(许志琴等,2007)。昆北地体位于东昆仑北缘逆冲断裂与祁漫塔格-昆中早古生代火山岛弧岩浆岩带之间,由于东昆仑北缘逆冲断裂的作用,使得东昆仑北地体向北推覆于柴达木盆地之上。该地体以大面积出露前寒武纪的变质基底和早古生代-中生代的侵入杂岩为特征。古元古代金水口岩群在区内广泛分布,主要由一套古老的深变质岩系(主要为高角闪岩相-麻粒岩相)组成,以发育强烈变形的变基性火山岩(斜长角闪岩)-陆源碎屑岩(片麻岩)-镁质碳酸盐岩组合为特征。张建新等(2003) 测定金水口群麻粒岩相的夕线黑云二长片麻岩的变质年龄为460±8Ma,具有深熔成因的花岗质岩石的深熔年龄为402±6Ma,反映金水口群经历了早古生代的约460Ma的麻粒岩相变质作用和随后约402Ma左右与深熔作用有关的构造热事件,这表明东昆仑北地体前寒武纪基底在早古生代造山过程中发生了明显的再活化,与祁连-阿尔金地体类似。该地体分布有大量的早古生代-中生代的侵入岩,其中早古生代侵入岩以晚奥陶世-中泥盆世花岗岩为主体,并含少量的闪长岩和辉长岩,而中生代侵入岩以晚二叠世-三叠纪花岗岩为主,并出露较多的基性岩体和基性岩墙群。
本文报道的早泥盆世跃进山岩体正位于昆北地体内,并且隶属青海省海西州都兰县诺木洪乡(N36°13.244′、E96°28.702′,海拔约3200km以上)(图 1)。该岩体侵入古元古代金水口群白沙河岩组(其形成时代可约束在2.0~1.9Ga,据王国灿等(2007) )中,在岩体的南部有较多中生代中酸性侵入岩(图 2)。该岩体岩性复杂,主要是由二长花岗岩、花岗闪长岩、含堇青石花岗岩和少量的辉长岩组成(图 2)。前人已对该岩体中的含堇青石花岗岩的年代学、地球化学和同位素等开展了比较详尽的研究(龙晓平等, 2005, 2006;余能等,2005;张建新等,2003),因此,本文主要对其中的二长花岗岩、花岗闪长岩和辉长岩开展具体的研究工作。这三个岩石单元的主要特征如下。
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图 2 跃进山岩体地质简图(底图据青海省区调综合地质大队, 1996①修改) Fig. 2 Simplified geological map of the Yuejinshan intrusive rocks |
① 青海省区调综合地质大队.1996. 1:5万金水口幅地质调查报告
(1) 二长花岗岩分布面积相对较大,主要位于跃进山主峰周围(图 2)。岩石局部发育面理,面理产状为68°∠50°,可见大量的围岩捕掳体(图 3c),捕掳体成分主要为黑云斜长片麻岩,其大小为10cm×10cm~10m×2m,最大甚至可达20m×5m,并且越靠近围岩,捕掳体数量增多,体积增大。在岩体与围岩接触部位可见围岩明显的混合岩化现象(图 3b)。此外,岩石中出现少量的富云母包体,推测其可能为地壳发生深融作用产生花岗岩浆后残留下来的耐融残余(Barbarin, 1999; 肖庆辉等,2002);该岩石为灰白色,半自形中细粒结构,块状构造,典型的矿物组合为石英(25%~30%)、斜长石(30%~35%)、钾长石(30%~35%)和黑云母(2%~7%),部分样品中含有少量的石榴子石(图 4a)。5个岩石样品在QAP和TAS分类图投点,均落在二长花岗岩的范围内(图 5)。
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图 3 跃进山岩体野外露头照片 (a)-二长花岗岩与花岗闪长岩的接触界限;(b)-片麻岩与二长花岗岩接触处可见混合岩化;(c)-二长花岗岩中的围岩捕掳体;(d)-辉长岩侵入二长花岗岩中 Fig. 3 Outcrop photos of the Yuejinshan intrusive rocks |
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图 4 跃进山岩体三个不同岩石单元显微镜下照片 (a)-二长花岗岩; (b)-花岗闪长岩;(c)-中粒辉长岩.Bi-黑云母;Hb-角闪石;Kf-钾长石;Opa-不透明矿物;Pl-斜长石 Fig. 4 Photomicrographs of the typical textures of the Yuejinshan intrusive rocks |
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图 5 火成岩QAP分类三角图(底图据IUGS 1972推荐,Le Maitre, 1989)和化学成分TAS分类图(底图据Middlemost, 1994) QAP图中:3b-二长花岗岩;4-花岗闪长岩.TAS图中:2b-亚碱性辉长岩;3-辉长闪长岩;4-闪长岩;5-花岗闪长岩;6-二长花岗岩 Fig. 5 The QAP (after Le Maitre, 1989) and TAS (after Middlemost, 1994) classification diagrams |
(2) 花岗闪长岩分布面积相对较小,主要出露于跃进山以北和以南地区(图 2),局部发育发育面理,面理产状为85°∠75°,与围岩接触处同样可见围岩混合岩化现象。该岩石与二长花岗岩接触边界模糊,两者互相穿插与捕掳。岩石为灰-灰白色,半自形中细粒结构,块状构造,典型矿物组合为石英(25%~30%)、斜长石(40%~50%)、钾长石(20%~26%)和黑云母(4%~10%),不含石榴子石矿物(图 4b)。5个岩石样品在QAP和TAS分类图投影多数落在花岗闪长岩的范围内(图 5)。
(3) 辉长岩分布于跃进山以北黑刺沟的西侧,侵入于二长花岗岩中(图 3c),局部条带状构造较明显。该岩石为深灰色-灰色,中-粗粒辉长结构,镜下可见大部分辉石均被角闪石替代。典型矿物组合为角闪石(35%~42%)、辉石(5%~8%)、斜长石(40%~45%)、黑云母(3%~5%)和不透明矿物(5%~8%),部分样品还含有少量的金红石。
2 样品处理与测试方法选取具有代表性的样品进行锆石的分选,分选按照标准程序进行,经过机械粉碎、重磁和电磁分析后,在双目镜下手工挑纯,随机选择晶形完好并且纯净透明的锆石来制靶(分选工作主要是在河北省廊坊诚信地质服务公司完成)。锆石样品靶制成后,对锆石进行透射光、反射光和阴极发光照相,以供测试选点用。锆石U-Pb同位素定年在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室(GPMR)利用LA-ICP-MS完成。激光剥蚀系统为GeoLas 2005,ICP-MS为Agilent 7500a。激光剥蚀过程中采用氦气作载气、氩气为补偿气以调节灵敏度。在等离子体中心气流(Ar+He)中加入了少量氮气,以提高仪器灵敏度、降低检出限和改善分析精密度(Hu et al., 2008)。每个时间分辨分析数据包括大约20~30s的空白信号和50s的样品信号。对分析数据的离线处理(包括对样品和空白信号的选择、仪器灵敏度漂移校正、元素含量及U-Th-Pb同位素比值和年龄计算)采用软件ICPMSDataCal(Liu et al., 2008a, 2010a)完成。详细的仪器操作条件和数据处理方法同Liu et al.(2008a, 2010a, b)。锆石U-Pb谐和图和年龄加权平均图主要采用ISOPLOT程序(Ver3.23)(Ludwig,2003)来绘制。
在手标本和薄片镜下对野外采集的样品进行详细的观察,选择具有代表性样品,并去掉岩石样品表面的风化物,保证测试的样品新鲜,没有裂隙和后期的脉体。此外将样品粉碎至200目以下,以备测试。全岩主量元素分析主要在湖北省地质实验研究所武汉综合岩矿测试中心完成,氧化物测定采用X荧光光谱a系数测定法,H2O的测定采用重量法,CO2的测定采用非水滴定法,分析精度均为1%(H2O除外)。其中有两个样品(NM06-5和NM06-7) 的主量元素是在澳实矿物实验室(广州)利用X荧光光谱分析完成。全岩稀土和微量元素分析是在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室(GPMR)利用Agilent 7500a ICP-MS分析完成。用于ICP-MS分析的样品处理如下:(1) 称取粉碎至大约200目的岩石粉末50mg于Teflon溶样器中;(2) 采用Teflon溶样弹将样品用 HF + HNO3在195℃条件下消解48h;(3) 将在120℃条件下蒸干除Si后的样品用2%HNO3稀释2000倍,定容于干净的聚酯瓶。详细的样品消解处理过程、分析精密度和准确度同Liu et al. (2008b)。
全岩Sr-Nd同位素分析在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室(GPMR)采用Finnigan公司的 MAT-261热电离同位素质谱仪进行比值测量,仪器的准确度通过标样NBS987和La Jolla国际标样进行监测,Sr同位素的质量分馏用88Sr/86Sr=8.375209校正,Nd同位素质量分馏用146Nd/144Nd=0.721900校正,详细流程见Gao et al. (2004) 。锆石Lu-Hf同位素分析主要是在西北大学大陆动力学国家重点实验室完成。使用仪器为Nu Plasma HR(Nu Instruments,UK)多接收电感耦合等离子质谱仪,其激光系统为Geolas2005 193nm准分子激光,其脉冲频率为8Hz,激光束直径为44μm,激光束的能量为10J·cm-2。176Lu和176Yb对176Hf的同质异位干扰通过监测175Lu和172Yb信号强度,采用175Lu/176Lu=0.02655和176Yb/172Yb=0.5886进行校正。其仪器详细的运行过程和分析过程可参见Yuan et al. (2008) 。
3 测试结果 3.1 锆石U-Pb年代学本次主要是对跃进山岩体中的花岗闪长岩和辉长岩样品进行锆石LA-ICP-MS U-Pb定年。其中,花岗闪长岩样品(NM06-1)的锆石均为无色或浅黄色,透明或半透明,多为柱状晶形,长宽比在1:1到3:1之间,部分锆石内可见包裹体。本次共测定23颗锆石共26个点(图 6),具体的测试数据见表 1。该样品中有大量的捕获锆石,岩浆环带较发育,边部较黑,可能受到后期热液改造,年龄有430Ma、451Ma、875Ma、1506Ma。另外样品还存在少量的变质锆石,具有圆形的核和增生的边,但不具明显的环带特征,可能与变质重结晶作用有关,测得增生边的年龄约为500Ma。在测定的锆石中,有5颗锆石具有明显的岩浆振荡环带特征,其Th/U比值(0.4~0.65)均大于0.4,为典型的岩浆锆石(Belousova et al., 2002; 钟玉芳等,2006),其206Pb/238U加权平均年龄(图 6) 为407±3Ma(MSWD=1.17),应代表该花岗闪长岩的形成年龄。
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图 6 花岗闪长岩(NM06-1)典型锆石阴极发光图像和锆石U-Pb谐和图 小圈表示锆石U-Pb定年测试点,大圈表示锆石Lu-Hf同位素测试点 Fig. 6 Zircon CL images and U-Pb concordia diagram for the Yuejinshan granodiorite (NM06-1) |
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表 1 跃进山花岗闪长岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果 Table 1 Zircon LA-ICP-MS U-Pb data for the Yuejinshan granodiorite (NM06-1) |
辉长岩样品(YJ05-4)的锆石均为浅黄褐色,半透明,多为宽板状晶形(图 7)。本次共测定共测定22颗锆石25个点,具体的测试数据见表 2。多数锆石具有明显的岩浆振荡环带,边部与多数核部均给出一致的年龄(图 7),共测试17组数据,其Th/U比值为0.36~0.56,206Pb/238U年龄加权平均值为406±3Ma(图 7),代表了该辉长岩的形成年龄,该年龄在误差范围内与花岗闪长岩年龄完全一致。此外,有部分核部不具明显的环带特征(图 7),此次共测定8个点,206Pb/238U表面年龄的加权平均值为424±3Ma(MSWD=1.8),可能代表从围岩捕获的锆石的年龄。
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图 7 辉长岩(YJ05-4)典型锆石阴极发光图像和锆石U-Pb谐和图 小圈表示锆石U-Pb定年测试点,大圈表示锆石Lu-Hf同位素测试点 Fig. 7 Zircon CL images and U-Pb concordia diagram for the Yuejinshan gabbro (YJ05-4) |
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表 2 跃进山辉长岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果 Table 2 Zircon LA-ICP-MS U-Pb data for the Yuejinshan gabbro (YJ05-4) |
表 3中列出跃进山岩体三个不同岩石单元的主量、稀土和微量元素以及全岩Sr-Nd同位素测定结果以及计算得到的相关参数,文中主量元素、稀土和微量元素相关图解均采用GEOKIT软件绘制(路远发,2004)。
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表 3 跃进山岩体主量元素(wt%)、稀土和微量元素(×10-6)以及全岩Sr-Nd同位素组成 Table 3 Whole-rock major elements (wt%), trace elements (10-6) and Sr-Nd isotopic compositions of the Yuejinshan intrusive rocks |
二长花岗岩和花岗闪长岩在主量元素组成上相似,均具有相对高的硅(SiO2分别为72.02%~73.72%和69.69%~71.02%),相对低的铁(FeOT分别为1.14%~1.89%和2.17%~2.94%)、镁(MgO分别为0.30%~0.75%和0.86%~1.28%,Mg#分别为32~42和40~48)、钛(TiO2分别为0.19%~0.28%和0.32%~0.43%)及钙(CaO分别为1.43%~1.79%和1.94%~2.85%)。两种岩石碱的含量均较高(K2O+Na2O分别为7.69%~8.40%和6.45%~7.88%),并且多数样品相对富钾,K2O/Na2O分别为1.18~1.63和0.64~2.02,在K2O-SiO2图上投影多数落入高钾钙碱性系列内(图 8)。两种岩石的Al2O3含量分别为13.93%~14.49%和14.37%~15.11%,A/CNK分别为1.03~1.07和1.05~1.12,均大于1.0,在A/NK-A/CNK图解中均落在过铝质的范围,与S型花岗岩的强烈富铝有差别(A/CNK大于1.1)。在以SiO2为横坐标的哈克图解上(图 9),两种FeOT、MgO、TiO2、Al2O3、P2O5和MnO与SiO2呈明显的负线性相关关系,类似于同源岩浆演化的特点。在稀土和微量元素组成上,两种岩石同样显示相似的特征。岩石稀土元素总量(ΣREE)均较高,分别为160.2×10-6~197.8×10-6和148.5×10-6~248.1×10-6,稀土元素球粒陨石标准化分布型式图(图 10)显示两种岩石轻重稀土分异较明显,轻稀土富集,重稀土相对亏损,其中(La/Yb)N分别为6.39~33.71和7.65~44.70,LREE/HREE分别为6.21~16.78和7.59~26.84,具有明显的Eu负异常,δEu分别为0.42~0.58和0.43~0.71,反映其源区均有大量斜长石晶出;微量元素原始地幔标准化蛛网图(图 10)显示两种岩石均富集大离子亲石元素(LILE: Rb、Th和K)和轻稀土(LREE),明显亏损高场强元素(HFSE: Nb、Ta、Ti和P),相对于Rb和Th亏损Ba,具有陆壳物质的特点。
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图 8 跃进山岩体K2O-SiO2(底图据Peccerillo and Taylor, 1976)和A/NK-A/CNK图解(底图据Shand, 1927) Fig. 8 K2O-SiO2 (after Peccerillo and Taylor, 1976) and A/NK-A/CNK (after Shand, 1927) diagrams |
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图 9 跃进山岩体不同岩石单元哈克图解 Fig. 9 Harker digrams of major elements for the Yuejinshan intrusive rocks |
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图 10 跃进山岩体不同岩石单元稀土元素球粒陨石标准化分布型式图(标准化值据Talyor, 1985)和微量元素原始地幔标准化蛛网图(标准化值据Sun and McDonough, 1989) Fig. 10 Chondrite-normalized REE patterns (normalizing data after Talyor, 1985) and primitive mantle-normalized trace element spidergrams (normalizing data after Sun and McDonough, 1989) of the Yuejinshan intrusive rocks |
与二长花岗岩和花岗闪长岩相比,辉长岩具有相对低的硅(SiO2为45.98%~51.96%),相对高的铁(FeOT为8.17%~12.70%)、镁(MgO为4.60%~6.42%,Mg#为48~50)、钛(TiO2为4.50%~6.54%)和钙(CaO为8.98%~10.32%)。而与传统的辉长岩相比,跃进山辉长岩具有异常高的Fe和Ti含量(图 11),反映其应具有特殊的成因。岩石碱含量较低,并且相对富钠(K2O+Na2O为2.08%~3.23%,K2O/Na2O为0.11~0.20),在火成岩化学成分TAS分类图(图 5)落在亚碱性辉长岩的范围内,在K2O-SiO2图中落在钙碱性系列与低钾(拉斑)系列的交界处(图 8)。 岩石Al2O3含量为14.55%~16.28%,A/CNK和A/NK分别为0.66~0.74和3.23~4.50,为准铝质岩石。稀土元素总量最低,ΣREE为36.22×10-6~52.37×10-6。稀土元素球粒陨石标准化分布型式图(图 10)显示其轻重稀土分异不太明显,轻稀土略微富集,重稀土相对略微亏损,其中(La/Yb)N为1.94~3.15,LREE/HREE为2.65~3.48,Eu正异常明显,δEu为1.17~1.69。微量元素原始地幔标准化蛛网图(图 10)显示该辉长岩具有明显的Nb-Ta-Ti正异常。
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图 11 (CaO+Al2O3)-(FeOT+TiO2)-MgO 图解(底图据Zhou et al., 2005) 图中,Pl表示斜长石,Cpx表示单斜辉石,Opx表示斜方辉石;阴影部分表示攀枝花富Fe-Ti辉长岩(数据据Zhou et al., 2005),Pl和Cpx组成的线代表传统的辉长岩变化范围,箭头表示富Fe趋势 Fig. 11 (CaO+Al2O3)-(FeOT+TiO2)-MgO diagram of the Yuejinshan gabbros (after Zhou et al., 2005) |
全岩Sr-Nd同位素分析共测试二长花岗岩样品3件、花岗闪长岩样品2件以及辉长岩4件,其测试结果及计算得到的相关参数可见表 3。其中,二长花岗岩样品的87Sr/86Sr初始比值(ISr)变化范围较大,为0.710~0.740,其εNd(t)值较低,为-4.05~-5.80,t2DM为1.47~1.62Ga;花岗闪长岩的87Sr/86Sr初始比值(ISr)为0.710,其εNd(t)值相对较高,为-3.54~-3.71,t2DM为1.43~1.45Ga;辉长岩的87Sr/86Sr初始比值(ISr)总体较高,ISr为0.711~0.714,其εNd(t)值变化相对较大,为-3.44~-6.82,t2DM为1.43~1.70Ga。锆石Lu-Hf同位素分析共测试花岗闪长岩样品8个点(典型的测点位置可见图 6),辉长岩样品16个点(有效点14个,典型的测点位置可见图 7),具体的测试结果和计算得到的相关参数可见表 4。其中,花岗闪长岩样品的εHf(t)变化在-3.00~0.86之间,tDM2为1.34~1.59Ga;辉长岩的εHf(t)变化在-2.19~1.05之间,tDM2为1.33~1.53Ga。
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表 4 跃进山花岗闪长岩和辉长岩的锆石Lu-Hf同位素组成 Table 4 Zircon Lu-Hf isotopic compositions of the Yuejinshan granodiorite (NM06-1) and gabbro (YJ05-4) |
关于跃进山岩体的形成时代,前人开展了不少工作。最初,1:5万金水口幅地质图(青海省区调综合地质大队,1996)根据二长花岗岩的全岩Sm-Nd同位素年龄(1295Ma)判断该岩体的形成时代为中元古代。随后张建新等(2003) 和龙晓平等(2006) 分别利用SHRIMP和LA-ICP-MS获得跃进山以西金水口含堇青石花岗岩的锆石U-Pb年龄为402±6Ma或411±17Ma,表明该岩石的形成时代应为早泥盆世。然而,对于该岩体其他三个岩石单元一直缺乏精确的年代学工作。本次研究利用锆石LA-ICP-MS U-Pb定年获得花岗闪长岩的形成年龄为407±3Ma,辉长岩的形成年龄为406±3Ma,与金水口含堇青石花岗岩的锆石U-Pb年龄基本一致。由于二长花岗岩的捕获锆石过多和测试仪器的限制,因此此次无法获得其准确的年龄。然而,野外露头的观察显示二长花岗岩与花岗闪长岩的接触界限模糊,接触处二者相互穿插与捕获,这表明两者的形成应近于同时。综合上述认识,可以判断跃进山岩体形成时代应为早泥盆世。
值得注意的是,本文研究的跃进山早泥盆世岩浆活动并不是一个孤立的岩浆事件,在东昆仑造山带的东段和西段同样存在着大量早泥盆世的岩浆活动记录。在东昆仑造山带的东段地区,整个早古生代侵入岩的分布中,早泥盆世侵入岩面积可达60%左右,除了跃进山早泥盆世侵入岩外,本项目组利用LA-ICP-MS对该区域内其他典型的早泥盆世岩体进行准确的锆石U-Pb定年,获得金水口以西黑熊沟花岗闪长岩的锆石U-Pb年龄为408±5Ma,闪长岩的锆石U-Pb年龄为409±5Ma,大格勒富含暗色微粒包体的二长花岗岩的锆石U-Pb年龄为403±3Ma(据马昌前等,未刊资料)。在东昆仑造山带的西段地区,祁漫塔格喀雅克登杂岩体中辉长岩锆石SHRIMP U-Pb年龄为403±7Ma(谌宏伟等,2006);茶德尔塔格西英云闪长岩的锆石U-Pb年龄为413±14Ma,阿尔格山北英云闪长岩的锆石U-Pb年龄为403±3Ma,塔鹤托坂日花岗闪长岩黑云母40Ar-39Ar坪年龄为406±3Ma,喀雅克登塔格石英闪长岩和二长花岗岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄分别为408±8Ma和408±5Ma,祁漫塔格山北侧东沟二长花岗岩的锆石U-Pb年龄为410±2Ma(转赵振明等,2008);祁漫塔格地区石英二长闪长岩和二长花岗岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄分别为408±2Ma和408±5Ma(肖庆辉等,2009)。此外,对东昆仑造山带早古生代岩浆岩中现已测定的673个锆石U-Pb年龄数据进行统计并作图,在年龄直方图上出现了两个明显的峰值(图 12),分别为433Ma和405Ma,同样表明早泥盆世时期整个东昆仑造山带应存在大规模的岩浆事件。
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图 12 东昆仑造山带早古生代岩浆岩锆石U-Pb年龄统计直方图 图中673个锆石U-Pb定年数据分别据本文、马昌前等未刊资料、崔美慧等(2011) 、高永宝和李文渊(2011) 、高晓峰等(2010) 、张亚峰等(2010) 、张耀玲等(2010a)、周春景等(2010) 、陆露等(2010) 、龙晓平等(2006) 、任军虎等(2009) 、谌宏伟等(2006) 和张建新等(2003) Fig. 12 The histogram of zircon U-Pb ages of Early Paleozoic magmatic rocks in the Eastern Kunlun Orogen |
本次研究的跃进山岩体中花岗质岩石类型较多,成分相对复杂,因此准确地识别这些花岗质岩石的成因类型,对于深入了解跃进山岩体的成因机制及构造背景具有非常重要的意义。该岩体中二长花岗岩和花岗闪长岩中均不含堇青石,具有相对高的钠含量(Na2O含量分别为3.19%~3.52%和2.61%~3.94%),A/CNK(分别为1.03~1.07和1.05~1.12)均大于1.0但多数小于1.1,各元素氧化物含量与SiO2含量的协变图大多具有线性的关系(图 9),P2O5随着SiO2的增加而降低符合Ⅰ型花岗岩的演化趋势(Wolf et al., 1994;Chappell et al., 1999),这些特征与典型的S型花岗岩相区别(Chappell and White, 1974, 2001)。但是其CIPW标准矿物计算中同样出现刚玉分子,含量分别为0.62%~1.49%和1.21%~1.70%,多数大于1%,矿物成分缺少角闪石,与典型的Ⅰ型花岗岩具有较大的区别(Chappell and White, 1974, 2001),具有Ⅰ-S型过渡的特征。然而,余能等(2005) 的研究结果显示,含堇青石花岗岩含有堇青石和石榴子石等富铝矿物,具有相对低的钠(Na2O含量为1.11%~2.62%),A/CNK值(1.12~2.05)大于1.1,CIPW标准矿物计算中出现刚玉分子,并且其含量(1.21%~6.54%)均大于1%,为典型的S型花岗岩(Chappell and White, 1974;吴福元等,2007)。
花岗岩的多样性主要取决于源岩的特征(张旗等,2008)。大量实验岩石学资料显示,不同的源岩可以熔出不同的花岗质岩浆(Gerdes et al., 2000; Altherr et al., 2000; Topuz et al., 2005)。关于Ⅰ型花岗岩的源岩,最初被认为是地壳深部中基性变火成岩(Chappell and White, 1974; Chappell, 1988)。然而,近几年基于锆石Lu-Hf和O同位素的研究结果发现,受幔源岩浆改造的变沉积物部分熔融同样可以形成Ⅰ型花岗岩(Kemp et al., 2007),此外,在地壳重熔过程中,源岩中沉积物贡献的减少和变火成岩等成分的增多同样也可以使岩浆成分由S型向Ⅰ型转变,形成典型的Ⅰ型或者I-S过渡类型岩浆(Collins and Richards, 2008)。跃进山二长花岗岩和花岗闪长岩相对富集LILE和LREE,亏损HFSE,不相容元素Nb-Ta-Ti具明显的负异常(图 10),具有相对高的ISr值(分别为0.710~0.740和0.710)、相对低的εNd(t)值(分别为-4.05~-5.80和-3.54~-3.71)和偏古老的t2DM(分别为1.47~1.62Ga和1.43~1.45Ga),类似于地壳物质的特征。但是值得注意的是,在花岗闪长岩样品中,除NM05-1和NM06-7外,其余3个样品Nb/Ta值(16.39~22.60),接近或高于幔源岩石的Nb/Ta值(约17.5,Hofmann, 1988; Green, 1995),明显高于壳源岩石的Nb/Ta值(约为11,Taylor and Mclennan, 1985; Green, 1995),并且所有样品的Zr/Hf值(34.20~40.23)接近或高于幔源岩石(约36.3,Hofmann, 1988; Green, 1995),明显高于地壳岩石的Zr/Hf值(约33,Taylor and Mclennan, 1985; Green, 1995);二长花岗岩样品Nb/Ta值(8.31~13.30)和Zr/Hf值(33.30~40.55)多数同样明显高于地壳岩石。另外,花岗闪长岩样品具有相对高的εHf(t)值,其变化在-3.00~0.86。上述特征表明跃进山花岗闪长岩与二长花岗岩的成因并非由单纯的古老地壳物质重熔,其形成可能有地幔物质的参与。与二长花岗岩相比,花岗闪长岩具有明显高的Mg#、Nb/Ta和Zr/Hf值,相对低的ISr值和相对高的εNd(t)值(图 13)及偏年轻的t2DM,应反映古老地壳物质的熔体与幔源熔体不同比例混合的结果。但是野外和镜下均未发现明显的岩浆混合证据(如暗色微粒包体和各种不平衡结构等),暗示着幔源和壳源两种熔体的成分应发生了较为均一的混合。二长花岗岩和花岗闪长岩均高硅、富碱,明显亏损Ba、Sr、P、Ti、Eu、Nb、Ta等元素,并且具有高的分异指数(DI分别为85~90和77~83),充分说明两种岩石均经历了较高程度的分异演化(邱检生等,2008;朱弟成等,2009)。其中,P的亏损与磷灰石的分离结晶作用有关;Nb、Ta和Ti的亏损与富钛矿物相(如钛铁矿和金红石等)有关;Eu的亏损与斜长石或钾长石的分离结晶作用有关,Ba和Sr亏损基本上支持斜长石和钾长石的分离结晶作用(图 14);MgO和FeOT随SiO2的降低(图 9)可能与黑云母或角闪石的分离结晶作用有关。因此,本文认为跃进山二长花岗岩和花岗闪长岩的形成应经历了两个阶段,首先是壳源熔体与幔源熔体在源区发生不同程度的混合形成母岩浆,随后又经历了较高程度的分异演化并最终固结成岩。
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图 13 εNd(t)-Isr协变图解 图中含堇青石花岗岩数据余能等(2005) ,东昆仑其他早泥盆世侵入岩数据据马昌前等未刊资料;柴北缘早泥盆世花岗岩数据据吴锁平(2008) 和马昌前等未刊资料;北秦岭早泥盆世花岗岩和闪长岩分别据田伟和魏春景(2005) 和张宗清等(2006) Fig. 13 εNd(t) vs. Isr diagram |
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图 14 Ba-Sr图解(底图据Li et al., 2007) 图中PlAn50-斜长石(An=50);PlAn15-斜长石(An=15).Kf-钾长石;Bi-黑云母;Ms-白云母;Amp-角闪石;Grt-石榴子石;矢量表示主要的造岩矿物发生了50%的分离结晶作用.图例同图 13 Fig. 14 Ba-Sr diagram (after Li et al., 2007) |
相对于Ⅰ型花岗岩而言,S型花岗岩的源区较为单一,通常为上地壳经历风化作用的沉积岩(主要是变泥质岩和变杂砂岩为主)(Chappell and White, 1974; Harris, 2000)。余能等(2005) 的研究显示,含堇青石花岗岩富集LILE和LREE,亏损HFSE(Nb、Ta、Ti等),具有相对高的Isr(0.711~0.750)和低的εNd(t)值(-9.04~-11.84)(图 13),其t2DM(1.88~2.11Ga)与古元古代金水口群白沙河组的形成年龄基本一致,表明该岩石应主要为古元古代金水口群白沙河组变沉积物部分熔融的产物。Sylvester(1998) 根据脱水熔融实验的成果提出可用CaO/Na2O比值可以作为判断强过铝质花岗岩(特别是S型花岗岩)源区的重要指标,通常由变泥质岩熔融形成的强过铝花岗岩的CaO/Na2O比值一般小于0.3,而由变杂砂岩熔融形成的强过铝花岗岩的CaO/Na2O比值一般大于0.3。利用余能等(2005) 的数据重新计算CaO/Na2O比值为0.53~0.92,明显大于0.3,因此可以综合判断跃进山含堇青石花岗岩应为元古代金水口群白沙河组中变沉积物(主要是变杂砂岩)部分熔融的产物。
4.2.2 辉长岩成因跃进山辉长岩具有相对高的ISr(0.711~0.714)和相对低的εNd(t)值(-3.44~-6.82),显示了富集地幔的特征(图 13)。将辉长岩样品在SiO2和εNd(t)以及Isr协变图(图 15)投影发现,εNd(t)值与SiO2呈现明显的负线性关系,而Isr却与SiO2呈现明显的正相关关系,表明该辉长岩的形成过程中受到了地壳物质的混染,经历了较为明显的AFC过程(Halama et al., 2004; DePaolo, 1981)。但是,锆石Lu-Hf同位素研究结果显示辉长岩的εHf(t)值相对集中,为-2.19~1.05,Hf的二阶段模式年龄(tDM2为1.33~1.53Ga)远大于其形成年龄(406±3Ma),这表明该辉长岩受地壳混染的程度较低,应来自富集地幔的源区。此外,该辉长岩具有明显的Nb、Ta和Ti的正异常(图 10),反映其地壳混染对辉长岩成分的影响较少。综上,可以将辉长岩的成因解释为富集地幔部分熔融产生熔体,在上升侵位的过程中与围岩发生了较低程度的混染并发生了分离结晶作用最终固结成岩。
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图 15 跃进山辉长岩SiO2和εNd(t)以及Isr协变图 Fig. 15 SiO2 vs. εNd(t) and Isr diagram |
然而,这种成因模式难以解释跃进山辉长岩显著高Fe和Ti(FeOT为8.17%~12.70%,TiO2为4.50%~6.54%)的特征(图 11),因为由地幔部分熔融产生的富Fe熔体通常具有很高密度,其很难从地幔迁移到地壳中(Zhou et al., 2005)。研究表明,橄榄石、单斜辉石和斜长石等矿物的分离结晶作用会使残余的熔体更富Fe(如Hanski, 1992),因此国内外不少学者倾向用拉斑玄武质母岩浆的高度分异模式来解释这种富Fe-Ti的辉长岩,如四川攀枝花辉长岩,格陵兰Skaergaard辉长岩和索马里北部Barkasan辉长岩等(Zhou et al., 2005; Brooks et al., 1991; Aden et al., 1996)。本文研究的跃进山辉长岩与上述地区的辉长岩的成分非常相似,具有相对高的TiO2(为4.50%~6.54%)、FeOT(8.17%~12.70%)、Cu(11.5×10-6~30.6×10-6)和Cu/Ni值(1.41~6.41),相对富集的LREE((La/Yb)N为1.94~3.15,LREE/HREE为2.65~3.48),相对低的Mg#(48~50)、Cr(3.8×10-6~60.4×10-6)、Ni(1.8×10-6~12.5×10-6)值,这表明该辉长岩应为拉斑玄武质母岩浆经过高度结晶分异的晚期产物(Zhou et al., 2005;Lesher and Stone, 1996, Lesher and Keays, 2002)。其中,Ni相对于Cu亏损应与早期橄榄石的结晶分异有关(Barnes et al., 1985),而Eu的正异常则表明斜长石在早期未发生强烈的分异。因此,本文认为辉长岩的形成应经历了如下过程:首先是富集地幔部分熔融产生低Fe-Ti拉斑玄武质熔体,接着这种低Fe-Ti熔体上升侵位至地壳同时发生分异,在这一过程中受到了地壳物质的少量混染,在经历了较高程度的结晶分异后产生高Fe-Ti的熔体并最终固结成岩。
4.2.3 形成的动力学机制对跃进山岩体的成因分析表明,跃进山花岗闪长岩和二长花岗岩形成与地幔物质加入存在联系,而含堇青石花岗岩则主要是与古老地壳物质的重熔有关,其与地幔的关系似乎不大。但是利用Waston (1979) 、Waston and Harrison (1983) 锆石饱和温度公式计算估算跃进山岩体不同岩石单元的形成温度发现含堇青石花岗岩锆石饱和温度(823~853℃,平均为833℃)明显高于二长花岗岩(774~836℃,平均为800℃)和花岗闪长岩(783~832℃,平均为814℃)(图 16),表明该堇青石花岗岩的形成需要很高的热量,其最可能的途径应是玄武质岩浆底侵供热。因此,本文认为跃进山岩体的形成应该经过了如下过程:首先是富集地幔发生部分熔融产生玄武质岩浆,玄武质岩浆上升侵位至地壳,一方面提供热源,引起古老的地壳物质(主要是变杂砂岩)的部分熔融,产生S型岩浆,最终形成了含堇青石花岗岩;另一方面提供物源,注入壳源岩浆并与其发生混合作用产生I-S过渡型岩浆,经历较高程度的分异后最终形成二长花岗岩和花岗闪长岩。而富Fe-Ti辉长岩则是玄武质岩浆经过高度演化后的晚期产物。
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图 16 花岗岩铝饱和指数(A/CNK)-锆石饱和温度(T)和闪长岩Mg#-SiO2图解(据Kaygusuz et al., 2008修改) 跃进山含堇青石花岗岩数据据余能等(2005) ;东昆仑其他早泥盆世花岗岩和闪长岩数据据马昌前等未刊资料和赵振明等(2008) ;柴北缘早泥盆世花岗岩和闪长岩数据据吴锁平(2008) 、吴才来等(2004) 和马昌前等未刊资料;北秦岭早泥盆世花岗岩及闪长岩数据据Lerch et al. (1995) 和田伟和魏春景(2005) ;华南和冈底斯Ⅰ型花岗岩分别据Li et al. (2007) 和朱弟成等(2009) ;北高喜马拉雅淡色花岗岩数据据Zhang et al. (2004) Fig. 16 Alumina saturation index (A/CNK) vs. zircon saturated temperature diagram of granites and Mg#-SiO2 diagram of diorites |
前文提到,跃进山侵入岩并不是一个孤立的岩浆事件,早泥盆世时期在东昆仑造山带西段以及东段的其他地区均出现大规模的岩浆活动。这些岩浆活动与跃进山侵入岩类似,主要是以出露过铝质花岗岩(包括花岗闪长岩和二长花岗岩)、闪长岩(主要以英云闪长岩和石英闪长岩为主)和少量辉长岩为特征。其中,弱过铝质岩石均具有较高的锆石饱和温度,明显不同于北高喜马拉雅淡色花岗岩,而与华南和西藏冈底斯有幔源参与的Ⅰ型花岗岩的锆石饱和温度类似(图 16),暗示其形成过程中可能有幔源物质的参与。而准铝质闪长岩多数具有高的Mg#值,其Mg#值分布在46.3~68.7之间,均大于45(数据据赵振明等(2008) 和马昌前等未刊资料),这些岩石不可能由变质玄武岩部分熔融产生(图 16,Altherr et al., 2000),其形成应与富集地幔的部分熔融或者壳幔混合作用有关。另外,在东昆仑东段大格勒二长花岗岩体中发现了较多的暗色微粒包体,具有岩浆混合成因的特点。以上这些特征均表明,早泥盆世时期,东昆仑地区幔源岩浆活动频繁,整个地区可能处于强烈伸展的环境。
4.3 对始特提斯构造演化的指示现有的研究认为,东昆仑造山带应主要经历了始特提斯和古特提斯两期重要演化过程。然而,由于该造山带缺乏系统的研究工作,对始特提斯洋构造演化的相关问题(如洋盆闭合、地体的碰撞以及造山事件的结束等)一直未能得到很好的解决。
已有的研究为东昆仑始特提斯洋的打开、扩张和消减的时限提供了一些资料。东昆仑始特提斯洋的打开和扩张应发生在早寒武世之前(Yang et al., 1996;陆松年,2002)。早寒武世末期,始特提斯洋开始俯冲消减,东昆仑造山带的东段和西段均出现与板块俯冲有关的岩浆与变质事件记录。如张亚峰等(2010) 测定都兰可可沙地区石英闪长岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为515.2±4.4Ma,可能代表了昆中洋盆俯冲开始的时间。崔美慧等(2011) 测定东昆仑祁漫塔格山鸭子泉岛弧闪长岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为480±3Ma;李怀坤等(2006) 测定的昆中缝合带清水泉麻粒岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为507±8.3Ma,表明大洋岩石圈已俯冲至40~45km深处发生了高温中压麻粒岩相变质作用。张建新等(2003) 测定诺木洪南部金水口群中夕线黑云二长片麻岩的变质时代为460Ma,表明昆北带在460Ma左右时发生岛弧型低压角闪岩相-麻粒岩相变质。陈能松等(2002) 测定对昆中断裂附近与岛弧有关的玄武质-英安质熔岩的单颗粒锆石U-Pb年龄为448±4Ma,陈能松等(2000) 测定香日德南部与岛弧构造有关的变质变形闪长岩的锆石U-Pb年龄为446.5±9.1Ma,张耀玲等(2010a)对纳赤台群流纹岩锆石SHRIMP U-Pb年龄为450.4±4.3Ma,本项目组测定胡晓钦地区具有火山弧玄武岩特征的辉长闪长岩锆石U-Pb年龄为444±2Ma(据马昌前等,未刊资料)。以上均表明早寒武世末到晚奥陶世,东昆仑地区存在明显的始特斯洋持续的俯冲消减过程。然而对于始特提斯洋何时关闭及地体碰撞何时开始等问题还存在着较多的争论。比较典型的有两种观点:一种认为是晚奥陶世,以吐木勒克蓝闪石片岩及其伴生的辉长岩(Ar-Ar年龄为445±2Ma)的出现作为可能代表俯冲结束和碰撞开始的标志(莫宣学等,2007);另外一种则认为晚奥陶世-早志留世时期为弧后裂解拉张阶段,以基性岩墙群、A型花岗岩和弧后复理石沉积为标志(任军虎等,2009;高晓峰等,2010;高永宝和李文渊,2011;黎敦朋等,2003),洋盆最终关闭的时间可能为中志留世(陈能松等,2002;陆露等,2010)。本项目组的工作曾在东昆仑东段发现了早志留世高钾埃达克岩,表明早志留世时期该地区地壳厚度很大,可能与地体的碰撞加厚有关,因此,本文更倾向将晚奥陶世作为洋盆主体关闭和陆壳开始俯冲碰撞的时间,基性岩墙群、A型花岗岩和弧后复理石沉积可能只代表局部的拉张裂解,当然这仍需要更多的地质事实去验证。早泥盆世时期东昆仑造山带东段和西段开始出现大量的过铝质花岗岩(Ⅰ型或S型)和闪长岩-辉长岩组合,该组合与Bonin(2004) 总结的后碰撞岩石组合(过铝质酸性岩石与准铝质镁铁质-长英质岩石共生)类似,此外这些岩石具有很强的幔源岩浆作用的印记,时代与牦牛山组伸展型磨拉石建造的形成时限(423±2~406±3Ma,据张耀玲等,2010b;陆露等,2010)一致,表明至少从早泥盆世开始,东昆仑地区已由碰撞挤压环境转向后碰撞的伸展环境。
位于中央造山带北部的“北中央早古生代造山带”具有“多地体、多岛弧”的地体构架和“多俯冲和多碰撞造山”的动力学作用(许志琴等,2006),已经得到了众多资料的证实。然而对于其不同地区(包东昆仑、秦岭和柴北缘等)的始特提斯俯冲造山作用是否具有统一的时间、演化序列和动力学体系等问题的认识还不是很清楚。前人的工作已经利用造山带花岗岩类(包括花岗岩和闪长岩等)组合和时空分布特征划分出北秦岭和柴北缘两个地区的始特斯俯冲造山过程(王涛等,2009;雷敏,2010;吴才来等,2008;吴锁平,2008)。因此本文主要是在此基础上,结合区域上其他资料,对上述划分方案作进一步的补充(图 17)。其中,北秦岭始特提斯造山过程为:中寒武世-早奥陶世(507~475Ma)为洋壳俯冲阶段,出现石英闪长岩、过铝质Ⅰ型花岗岩和少量辉长岩;中奥陶世-早志留世末(469~428Ma)为陆壳俯冲碰撞阶段,出现过铝质Ⅰ型或S型花岗岩、少量的埃达克岩和闪长岩,并伴生有基性岩墙群;早泥盆世(415~400Ma)为后碰撞阶段,出现准铝质-弱过铝质Ⅰ型花岗岩、富镁闪长岩和少量辉长岩。柴北缘始特提斯造山过程为:晚寒武世-中奥陶世(496~460Ma)为洋壳俯冲阶段,产生弧火山岩、过铝质Ⅰ型花岗岩和少量辉长岩;晚奥陶世-早志留世末(446~428Ma)为块体拼合阶段,出现同碰撞S型花岗岩、火山弧花岗岩、环斑花岗岩和埃达克质岩;早泥盆世(410~395Ma)为后碰撞阶段,出现过铝质I-S过渡型花岗岩和富镁闪长岩;晚泥盆世晚期(375~370Ma)为板内阶段,出现多种类型的花岗岩和石英闪长岩。将东昆仑与北秦岭、柴北缘进行对比可以发现(图 17),东昆仑初始俯冲的时间最早,北秦岭次之,柴北缘最晚;尽管目前对东昆仑洋盆关闭和陆壳开始俯冲碰撞的时间还不确定,但是在中泥盆世-早志留世时期,三个地区均出现明显的岩浆间断,可能暗示着该时期为三个地区陆壳的主碰撞期;早泥盆世时期,三个地区均出现较多的岩浆活动,并且以出露过铝质花岗岩、高镁闪长岩或辉长岩为特征,其中北秦岭花岗岩和闪长岩均具有相对高的εNd(t)值,部分为正值(图 13),表明其形成可能有深部地幔物质的参与。三个地区早泥盆世花岗岩多数具有高的锆石饱和温度,闪长岩多数富镁(Mg#大于45,图 16),均显示了很强的幔源岩浆作用印记,此外东昆仑早泥盆世花岗岩的饱和温度明显高于秦岭和柴北缘花岗岩(图 16),可能反映该区存在更多的幔源岩浆底侵供热。以上均表明,早泥盆世时期,三个地区存在大量的幔源岩浆活动,这一时期相关地体的碰撞拼合已完成,区域构造体制开始由挤压转向伸展,并且在东昆仑地区伸展作用更强烈。
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图 17 东昆仑、柴北缘和北秦岭早古生代(-D)构造-岩浆演化序列 东昆仑早古生代岩浆作用数据据本文、马昌前等未刊资料、崔美慧等(2011) 、高永宝和李文渊(2011) 、高晓峰等(2010) 、李瑞保等(2011) 、张亚峰等(2010) 、张耀玲等(2010a)、陆露等(2010) 、龙晓平等(2006) 、任军虎等(2009) 、肖庆辉等(2009) 、赵振明等(2008) 、谌宏伟等(2006) 、张建新等(2003) 和陈能松等(2002, 2000);柴北缘早古生代岩浆作用数据据Yu et al. (2012) 、朱小辉等(2010) 、吴才来等(2008) 、吴锁平(2008) 、袁桂邦等(2002) 和马昌前等未刊资料;北秦岭早古生代岩浆作用数据据雷敏(2010) 、王涛等(2009) 、Yan et al.(2008) 、李惠民等(2006) 、张宗清等(2006) 、田伟和魏春景(2005) 、裴先治等(2003) 和陈岳龙等(1999) Fig. 17 Summary of Early Paleozoic tectonic and magmatic evolution of Eastern Kunlun, North Qinling and northern margin of Qaidam basin |
本文在对跃进山岩体的岩石学、锆石U-Pb年代学和Sr-Nd-Hf同位素的研究基础上,结合区域上的研究成果,分析跃进山岩体的成因并探讨东昆仑造山带及中央造山带始特提斯构造演化过程,获得了以下结论:
(1) 利用LA-ICP-MS U-Pb定年方法获得花岗闪长岩的形成年龄为407±3Ma,辉长岩的形成年龄为406±3Ma;
(2) 跃进山花岗质岩石的形成均与幔源岩浆作用关系密切。幔源岩浆诱发古老的地壳物质部分熔融产生S型岩浆最终形成含堇青石花岗岩,同时与壳源熔体发生混合产生I-S过渡型岩浆并经历较高程度的分异最终形成二长花岗岩和花岗闪长岩。
(3) 跃进山富Fe-Ti辉长岩为富集地幔部分熔融产生熔体经过高度分异演化的晚期产物,其形成过程中受到了地壳物质的混染;
(4) 早泥盆世为中央造山带(特别是东昆仑、北秦岭和柴北缘)始特斯构造体制转换的关键时期,这一时期相关地体的碰撞拼合已基本完成,区域构造体制开始由挤压转向伸展。
致谢 研究工作得到了许志琴院士和杨经绥研究员的关心与指导;文章撰写得到了廖群安教授的指导与帮助;野外地质考察和室内工作得到斯提瓦力地、郭盼、何优靖和李志磊等的帮助;样品处理与实验测试得到了中国地质大学(武汉)刘勇胜、胡兆初、陈海红和周炼等老师的帮助与指导;吴才来研究员和王涛研究员认真审阅本文,并提供了非常宝贵的意见;在此特表谢意。[] | Aden AJ, Frizzo P. 1996. Geochemistry and origin of low and high TiO2 mafic rocks in the Barkasan complex: A comparison with common Neoproterozoic gabbros of northern Somali crystalline basement. Journal of African Earth Sciences, 22(1): 43–54. DOI:10.1016/0899-5362(95)00119-0 |
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