2015, Vol. 31
2. 新疆大学新疆中亚造山带大陆动力学与成矿预测实验室, 乌鲁木齐 830046
2. Xinjiang Key Laboratory for Geodynamic Processes and Metallogenic Prognosis of the Central Asian Orogenic Belt, Xinjiang University, Urumqi 830046, China
新疆阿尔泰造山带岩浆侵入活动剧烈，以酸性侵入岩为主(Windley et al., 2002)，主要有4个峰值：460Ma、400Ma、375Ma和280Ma(Wang et al., 2006; 童英等，2007; 杨富全等，2008)。酸性岩的岩石地球化学特征能够指示地球动力学机制和造山带陆壳增生过程(Han et al., 1997; Barbarin，1999; Wang et al., 2009)，前人通过阿尔泰造山带酸性岩岩石学、年代学、地球化学的研究，提出陆壳的侧向增生模型和双向增生模型(王涛等，2010; Cai et al., 2011; Long et al., 2011)。然而，酸性岩的研究不能很好地解决阿尔泰地区强烈的壳幔相互作用。
阿尔泰造山带南缘镁铁-超镁铁质岩出露较少，前人对它们的研究也相对较少。目前仅在晚古生代火山-沉积盆地北侧的库卫-青河一带和额尔齐斯构造带两侧见少量露头(图 1)，主要形成于中泥盆世(380~390Ma左右)(库卫岩体，本文; 查干郭勒岩体，项目未刊数据)、晚石炭世(309Ma)(如萨尔托海岩体，项目未刊数据)和早二叠世(280~270Ma左右)(如喀拉通克含Cu-Ni硫化物岩体; 韩宝福等，2004; 张作衡等，2005; 张招崇等，2003，2006; Pirajno et al., 2008)，在可可托海也出露少量早泥盆世基性侵入岩体(锆石U-Pb SHRIMP年龄为408Ma，Wang et al., 2006)。其中，380Ma的镁铁-超镁铁质岩体为近年来新发现岩体，沿额尔齐斯断裂北缘呈北西向带状分布，与阿尔泰造山带总体走向一致，这些岩体具有钒钛磁铁矿化和铜镍矿化，与中亚造山带内为数不多的铜镍-钒钛铁复合矿化镁铁-超镁铁杂岩 体(如东天山地区香山、牛毛泉、土墩南(二红洼)岩体和西天山的哈拉达拉岩体)(王玉往等，2010a; 龙灵利等，2012; 秦克章等，2012)有一定的相似性。铜镍-钒钛铁复合型矿化镁铁-超镁铁杂岩体是铜镍和钒钛铁的重要来源(Barry，1994; 沈承珩等，1995; 王玉往等，2010a)。同时，镁铁-超镁铁质岩石也是研究壳幔相互作用的理想 对象。
本文通过对阿尔泰南缘库卫岩体年代学和地球化学的研究，来探讨其岩浆来源、演化以及形成的大地构造背景，从而为阿尔泰造山带南缘构造演化研究提供新资料，该研究也对阿尔泰地区铜镍矿和钒钛磁铁矿的找矿勘查具有重要的指导意义。 2 区域地质背景
阿尔泰造山带位于中亚造山带西南缘，呈北西-南东向横贯于中、俄、哈、蒙四国，构造上位于西伯利亚板块和哈萨克斯坦-准噶尔板块接合部位。新疆阿尔泰是阿尔泰造山带在中国新疆的部分，由红山嘴-诺尔特断裂、阿巴宫断裂、巴寨断裂和额尔齐斯断裂分为北阿尔泰、中阿尔泰和南阿尔泰块体(图 1)。
 | 图 1 阿尔泰造山带及库卫一带镁铁-超镁铁质岩体分布略图(据张立武等，2014①)Fig. 1 Altay orogenic belt and distribution sketch map of mafic-ultramafic intrusions around Kuwei |
① 张立武. 2014. 新疆富蕴县塔尔结拜地区地质矿产图
阿尔泰造山带南缘位于阿巴宫-克兹加尔断裂和额尔齐斯断裂之间(Li et al., 2003)，区内出露地层主要有下中元古界克木齐群片麻岩、混合岩、大理岩，上元古界富蕴群片岩，上志留-下泥盆统康布铁堡组变质火山-沉积岩、中-上泥盆统阿勒泰镇组浅变质沉积岩夹少量火山岩，也有少量寒武系浅变质陆源碎屑岩、奥陶系火山岩-陆源碎屑岩、志留系库鲁姆提群片岩、条带状混合岩。区域岩浆活动发育，以酸性侵入岩为主，基性-超基性岩浆侵入活动主要集中于二叠纪和泥盆纪(杨富全等，2012; Ye et al., 2014; Zhang et al., 2014)。火山岩主要分布在NW向四个斜列的火山沉积盆地(阿舍勒盆地、冲乎尔盆地、克兰盆地和麦兹盆地)中，形 成时代主要集中在泥盆纪，石炭纪火山作用仅有零星表现，石炭纪之后几乎未发生大规模火山活动。阿尔泰造山带南缘也是我国重要的多金属成矿带之一，发育有铜、铅、锌、铁、金等矿床(如阿舍勒铜锌矿、蒙库铁矿、可可塔勒铅锌矿等)。 3 库卫镁铁质杂岩岩石岩相学特征
阿尔泰造山带南缘沿额尔齐斯断裂北缘分布有几十个镁铁质岩体，这些岩体成群出露，主要呈岩株、岩枝、岩脉产出，长轴呈北西向展布，与区域构造线方向一致，各岩体规模大小不一，其中库卫岩体规模最大，位于富蕴县北西约30km处。该岩体呈透镜状，东西长约8000m，宽500~2300m，面积约13km2，长轴走向310°左右。岩体侵位于元古界-奥陶系中深变质的片麻岩和片岩中(Ye et al., 2014)，北部与花岗岩体接触。岩体具有一定的分带，由中心到边部依次为橄榄辉长岩、辉长岩和角闪辉长岩(图 1)，北东和南西两侧均见有闪长岩。岩体西部见有少量辉石岩岩脉，其中零星可见星点状黄铁矿化，局部见有铜、镍矿化。在角闪辉长岩和橄榄辉长岩中普遍发育磁铁矿化。局部可见橄榄辉长岩与中细粒角闪辉长岩呈条带状产出。库卫西段镁铁质杂岩体中平均品位TFe 16.20%、MFe 8.83%，并伴生钒、钛、钴的矿化(周刚，2012)。主要岩石类型特征如 下。
中粒辉长岩：岩石呈灰白色，嵌晶含长结构，块状构造。为早期形成岩石，常被后期条带状橄榄辉长岩和含橄辉长岩切穿(图 2a)。主要由斜长石(60%)、辉石(35%)、角闪石(5%)和少量不透明金属矿物组成。斜长石呈半自形-自形板状，杂乱分布，粒径一般2.0~4.0mm，少数0.2~2.0mm，具聚片双晶，表面干净，少见裂纹；辉石、少量角闪石呈半自形-他形晶，杂乱分布，粒径一般2.0~4.0mm，少部分0.2~2.0mm，辉石、角闪石粒间分布有斜长石。辉石主要为透辉石和少量紫苏辉石，可见角闪石反应边，其核部常见尘点磁铁矿和少量黄铁矿(图 2b)，少量与不透明矿物构成文象(或指纹)交生；角闪石主要呈辉石反应边产出。
 | 图 2 库卫镁铁-超镁铁质岩体岩相学特征 (a)条带状橄榄辉长岩穿切中粒辉长岩；(b)中粒辉长岩中磁铁矿、钛铁矿与黄铁矿、黄铜矿共存；(c)条带状橄榄辉长岩由暗色辉长岩和含橄斜长岩组成；(d、e)条带状橄榄辉长岩中矿物的定向排列；(f)条带状橄榄辉长岩中黄铁矿与磁铁矿共存；(g-i)橄榄苏长辉长岩手标本和镜下特征，黄铁矿、黄铜矿与钛铁矿共存；(j)角闪辉长岩中磁铁矿呈填隙状胶结非金属矿物；(k)含橄辉长岩穿切中粒辉长岩；(l)含橄辉长岩镜下特征Fig. 2 Petrographical characteristics of the Kuwei mafic-ultramafic intrusions (a)b and ed olivine gabbro crosscut medium grained gabbro;(b)magnetite，ilmenite，pyrite and chalcopyrite coexist in medium grained gabbro;(c)b and ed olivine gabbro comprise dark gabbro and olivine-bearing plagioclasite;(d，e)orientation arrangement of minerals in b and ed olivine gabbro;(f)pyrite and magnetite coexist in b and ed olivine gabbro;(g-i)pyrite，chalcopyrite and ilmenite coexist in olivine norite gabbro;(j)magnetite bonding non-metallic minerals in bojite;(k)olivine-bearing gabbro cosscut medium grained gabbro;(l)characteristics of olivine-bearing gabbro in microscope |
条带状橄榄辉长岩：主要呈脉状产出，野外见其切穿中粒辉长岩(图 2a)，两者之间无截然界限，也未见发育冷凝边和烘烤边。岩石呈灰黑色，具条带状构造，暗色辉长岩和含橄斜长岩互成条带(图 2c)。暗色辉长岩条带主要由斜长石(25%~35%)、辉石(35%~45%)、橄榄石(10%~15%)、角闪石(8%)和金属矿物(15%)组成。斜长石呈半自形板状，少量近半自形板状-他形粒状，长轴多定向，粒径一般0.1~1.0m，具聚片双晶，晶体内部少见裂纹；辉石呈半自形-他形晶，粒径一般0.2~1.0mm，杂乱分布，有时辉石内部及边缘分布有少量斜长石，主要为透辉石，也见少量紫苏辉石，偶见角闪石反应边；角闪石呈他形-半自形柱状，粒径0.2~1.0mm，多呈填隙状杂乱分布于辉石和斜长石间，局部也见交代辉石；橄榄石呈他形粒状，分布于斜长石和辉石间。副矿物有磷灰石、钛铁氧化物和磁铁矿，钛铁氧化物和磁铁矿呈粒间填隙状分布。含橄斜长岩主要由斜长石(93%)和橄榄石(7%)组成，斜长石粒度较粗，且呈自形晶定向排列，可见包裹磁铁矿和磷灰石。与暗色辉长岩呈条带状，系橄榄石和斜长石堆晶的产物(图 2d，e)。该岩石中可见黄铁矿与磁铁矿共存(图 2f)。
橄榄苏长辉长岩：岩石呈灰黑色，具嵌晶含长结构，包橄结构，块状构造。主要由橄榄石(38%)、辉石(35%~40%)和斜长石(25%~30%)组成，见有少量镁铁尖晶石、磁铁矿等副矿物。橄榄石呈粒状，粒径1.0~1.4mm，常见粒中包裹镁铁尖晶石；辉石呈半自形-他形粒状，有紫苏辉石和普通辉石，杂乱分布，粒径一般0.2~0.75mm；斜长石多呈半自形-他形板状，杂乱分布，粒径一般0.2~2.0mm，多具聚片双晶，也见包裹自形金属矿物。副矿物多呈自形-半自形，为早期结晶相(图 2g-i)。
角闪辉长岩：岩石呈灰黑色，具包橄结构，块状构造。主要由橄榄石(25%)、辉石(30%~35%)、斜长石(25%~30%)、角闪石(10%~15%)和金属矿物(磁铁矿和钛铁矿)(10%)组成。金属矿物均呈两种形式存在，一种为填隙状，一种为自形晶状，见填隙状金属矿物胶结辉石和斜长石(图 2j)。
含橄辉长岩：为岩浆演化晚期的产物，野外呈脉体切穿中粒辉长岩(图 2k)。主要由斜长石(65%)、辉石(25%)、角闪石(10%)组成。斜长石相对新鲜，部分呈半自形-近半自形板状，杂乱分布，粒径一般0.2~2.0mm；部分被辉石包裹，具聚片双晶，少量粒内可见轻微裂纹；辉石、角闪石杂乱分布，粒径一般0.2~2.0mm，少2.0~2.5mm，呈柱状。辉石包括透辉石、紫苏辉石，局部次闪石化，有时粒内及边缘嵌布少量斜长石，局部可见角闪石反应边(图 2l)。 4 分析测试方法
测年样品的破碎和锆石的挑选工作由廊坊市地源矿物测试分选技术服务有限公司实验室完成，样品严格按照实验流程，经过粉碎、重液分离和磁选，再在双目镜下挑选出相对晶形好、无裂缝、干净透明的锆石晶体。锆石测年样品靶的制作和锆石阴极发光照相在北京锆年领航科技有限公司中心完成。
LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年测试在天津地质矿产研究所同位素实验室完成，利用Thermo Fisher公司制造的Neptune型激光烧蚀多接收器等离子体质谱仪(LA-MC-ICP-MS)进行微区原位U-Pb同位素测定。与等离子体质谱仪配套的进样设备激光器为美国ESI公司生产的UP193-1-FX ArF准分子激光器，激光波长193nm，脉冲宽度5ns。锆石定年激光剥蚀所用斑束直径为35μm，激光能量密度约为10~11J/cm2，频率为8~10Hz，激光剥蚀物质以He为载气送入Neptune的电感耦合等离子体。锆石中的U、Pb在8000℃以上的高温等离子体中发生离子化，利用动态变焦扩大色散可以同时接收质量数相差很大的U-Pb同位素，从而进行锆石微区U-Pb同位素原位同时测定。LA-MC-ICPMS激光剥蚀采样采用单点剥蚀的方式，锆石U-Pb定年采用TEMORA和GJ-1作为外部锆石年龄标准进行U-Pb同位素分馏校正(Black et al., 2003; Jackson et al., 2004)。采用中国地质大学刘勇胜博士研发的ICPMS Data Cal程序(Liu et al., 2010)和Ludwig KR的Isoplot程序(Ludwig，2003)进行数据处理，采用Tom Andersen的方法进行普通铅校正(Andersen，2002)。利用NIST612玻璃标样作为外标计算锆石样品的Pb、U、Th含量。详细实验测试过程可参见李怀坤等(2010)的描述。
主量元素、微量和稀土元素分析在广州澳实分析测试中心完成。主量元素利用X荧光光谱仪(ME-XRF26)测试，其中Al2O3、CaO、Fe2O3、K2O、MgO、MnO、Na2O、P2O5、SiO2、TiO2采用GB/T 14506.28—2010标准，H2O+按GB/T 14506.2—2010标准，CO2按GB 9835—1988标准，FeO用滴定法测定，按照GB/T 14506.14—2010标准执行，LOI采用LY/T 1253—1999标准。微量元素用四酸消解、质谱/光谱仪综合分析(ME-MS61)，稀土元素采用硼酸锂熔融、等离子质谱法(ME-MS81)测定。
5 年代学研究 本次用于锆石测年的3件样品分别采自库卫岩体中的橄榄苏长辉长岩(KW12-05)、含橄辉长岩(KW12-16)和中粒辉长岩(KW12-20)。3件样品的锆石在透射光下多为无色或浅黄褐色，多呈他形-半自形长柱状及双锥状晶体，晶棱及晶面清楚。长轴变化于60~400μm之间，长短轴比变化于1:1~5:1之间。在阴极发光图像中，大多数锆石均发育较好的振荡环带结构(图 3)，显示了岩浆锆石的特点(Claesson et al., 2000; Belousova et al., 2002)。各类岩石锆石U-Pb测年分析数据见表 1，其测试结果如下。
 | 图 3 库卫镁铁-超镁铁质岩石代表性锆石阴极发光(CL)图像Fig. 3 CL images of representative zircons from Kuwei mafic-ultramafic rocks |
 | 表 1 库卫镁铁-超镁铁质岩石LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄结果表Table 1 LA-ICP-MS zircon U-Pb dating data for the Kuwei mafic-ultramafic rocks |
橄榄苏长辉长岩(KW12-05)中锆石U含量变化于13.4×10-6~185×10-6之间，Th/U比值为0.45~1.01，显示了岩浆锆石的特征(Rubatto，2002)。206Pb/238U和207Pb/235U谐和性较好，206Pb/238U表面年龄为390.2~411.8Ma，加权平均年龄为397.5±2.3Ma(MSWD=3.9)(图 4)。30个分析点都集中于谐和线及其附近很小的区域内，表明锆石在形成后U-Pb体系保持封闭，没有明显的U或Pb同位素的丢失或加入。结合锆石阴极发光图及元素特征分析，该年龄代表了橄榄苏长辉长岩的结晶年龄。
 | 图 4 库卫镁铁-超镁铁质岩石LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄谐和图Fig. 4 LA-ICP-MS zircon U-Pb age concordia diagrams of Kuwei mafic-ultramafic rocks |
含橄辉长岩(KW12-16)中锆石U含量变化于32.1×10-6~1740×10-6之间，Th/U比值为0.11~1.18。206Pb/238U表面年龄介于383.1~846.9Ma之间，变化范围较大，可以分为三组，分别为：年龄最老的14号点(846.9Ma)，可能代表了含橄辉长岩岩浆上升过程中俘获围岩的锆石年龄；年龄较老的4号、11号和12号点(419.4Ma、397.5Ma和400.5Ma)，可能代表了其 上升过程中俘获围岩和中粒辉长岩的锆石年龄；其余10个数据(383.1~386.4Ma)聚集在谐和线及其附近很小的区域内，加权平均年龄为385.2±1.6Ma(MSWD=0.12)(图 4)，代表了该岩体的结晶年龄，其形成于中泥盆世。
中粒辉长岩(KW12-20)中锆石U含量变化于41.6×10-6~1126×10-6之间，Th/U比值为0.20~3.70。206Pb/238U 表面年龄变化范围较大，介于243.7~929.9Ma之间，与含橄辉长岩类似，3号点可能代表了岩浆上升过程中俘获围岩的锆石年龄；较小的年龄值可能受后期岩浆作用(如穿插该岩体的含橄辉长岩和条带状橄榄辉长岩，图 2)影响而不能代表中粒辉长岩的形成年龄；其余9个数据(387.6~406.4Ma)聚集在谐和线及其附近很小的区域内，加权平均年龄为398.7±3.7Ma(MSWD=3.0)(图 4)，代表了该岩体的结晶年龄，其形成于早泥盆世。 6 地球化学特征
本次研究共采集了4件中粒辉长岩、3件含橄辉长岩、4件细粒条带状橄榄辉长岩和5件橄榄苏长辉长岩样品，对其进行主量、微量和稀土元素地球化学分析，测试结果见表 2。
| 表 2 库卫镁铁-超镁铁质岩石主量(wt%)、微量及稀土(×10-6)元素组成Table 2 Major(wt%) and trace(×10-6)element data for the Kuwei mafic-ultramafic rocks |
由表 2可以看出，不同岩石类型的主量元素含量明显不同。条带状橄榄辉长岩的SiO2含量较低，介于40.73%~41.13%之间；中粒辉长岩、含橄辉长岩和橄榄苏长辉长岩的SiO2含量相当，均介于46.02%~47.13%之间。所有岩石的Na2O含量高于K2O含量。中粒辉长岩和含橄辉长岩的TiO2含量(分别为0.39%~0.5%和0.31%~0.57%)和P2O5含量(<0.1%)明显低于条带状橄榄辉长岩和橄榄苏长辉长岩中TiO2(分别为2.54%~2.8%和1.78%~1.82%)和P2O5含量(分别为0.36%~0.44%和0.28%~0.29%)。前两者的Al2O3和CaO含量高达18.75%~21.4%和15.45%~17.3%，高于后两者的15.2%~16.75%和11.1%~11.6%。前两者的全铁含量明显低于后两者，后两者含更多的Fe、Ti、P，这与其含较多的钛铁金属矿物、磷灰石和较少含量的斜长石特点相一致。
中粒辉长岩和含橄辉长岩的m/f值(分别为2.06~2.46和1.93~2.27)和Mg#(分别为67~71和65~69)明显高于条带状橄榄辉长岩和橄榄苏长辉长岩的m/f值(分别为0.68~0.72和1.19~1.20)和Mg#(分别为40~42和54~55)，m/f值表明中粒辉长岩和含橄辉长岩属镁质镁铁质岩，条带状橄榄辉长岩和橄榄苏长辉长岩属铁质镁铁质岩。所有岩类的Mg#值与Al2O3和CaO呈明显的正相关，与FeOT、TiO2和K2O+Na 2O呈明显的负相关(图 5)。各岩类间的氧化物呈连续渐变趋势，不存在成分的间断，表明它们可能为同源岩浆演化的产物。全岩硅-碱图(图 6a)表明：条带状橄榄辉长岩属碱性系列；中粒辉长岩、含橄辉长岩和橄榄苏长辉长岩 属亚碱性系列，并具有向拉斑系列岩石演化的趋势(图 6b)。
 | 图 5 库卫镁铁-超镁铁质岩石Mg#与氧化物关系图Fig. 5 Mg# versus major elements and compatible elements diagrams of the Kuwei mafic-ultramafic rocks |
 | 图 6 库卫镁铁-超镁铁质岩石硅碱图(a)和AFM图解(b)Fig. 6 SiO2 vs. Na2O+K2O diagram(a) and AFM diagram(b)for Kuwei mafic-ultramafic rocks |
由表 2和微量元素原始地幔标准化配分模式图(图 7a)可以看出，不同岩石类型的微量元素特征有一定的差异，条带状橄榄辉长岩和橄榄苏长辉长岩的Nb(5.4×10-6~6.8×10-6)和Ta(0.8×10-6~1.13×10-6)含量接近，明显高于中粒辉长岩和含橄辉长岩的相应值(0.3×10-6~0.9×10-6和0.15×10-6~0.31×10-6)，前两者的Cr含量明显低于后两者，但V和Y含量高于后两者。橄榄苏长辉长岩的Ni和Zr含量明显高于其他的岩石类型，条带状橄榄辉长岩的Zn含量明显高于另外三种岩石。所有岩石具有相似的相容元素特征，表现为Cr、Co、Ni较原始地幔强烈亏损，但它们的Ni/Cu比值明显不同，中粒辉长岩和橄榄苏长辉长岩相对较高(分别为1.4~2.3和3.0~3.4)，条带状橄榄辉长岩和含橄辉长岩相对较低(分别为0.2~0.3和0.8~1.0)，可能与橄榄石含量不同有关。条带状橄榄辉长岩和橄榄苏长辉长岩的S含量高于中粒辉长岩和含橄辉长岩，可能与前两者岩石中含有较多硫化物有关。此外，前两者均呈现Ba、U、Nb、Ta、Sr、P和Ti正异常，Th和Pb的负异常；后两者则呈现Ba、U、Ta、Pb、Sr和Ti正异常，Th、Nb和P的负异常。条带状橄榄辉长岩和橄榄苏长辉长岩的Nb/Ta比值(分别为5.1~5.8和6.5~8.4)高于中粒辉长岩和含橄辉长岩的相应比值(分别为1.7~2.2和1.9~2.9)。
 | 图 7 库卫镁铁-超镁铁质岩石微量元素原始地幔配分模式图(a)和稀土元素配分模式图(b)(标准化值据Sun and McDonough，1989)Fig. 7 Plots of primitive mantle-normalized trace elements patterns(a) and chondrite-normalized REE patterns(b)for the Kuwei mafic-ultramafic rocks(normalized values after Sun and McDonough，1989) |
在稀土元素球粒陨石标准化配分模式图(图 7b)可以看出，所有样品总体上显示了一致的轻稀土相对富集(LREE/HREE=2.06~2.87，(La/Yb)N=1.27~2.36)、轻稀土较重稀土分馏明显((La/Sm)N=0.88~1.53，(Gd/Yb)N=1.10~1.62)的右倾型分布模式和Eu的正异常，然而它们的稀土元素总量(∑REE)明显不同，轻稀土富集程度和Eu异常程度有别。条带状橄榄辉长岩和橄榄苏长辉长岩的稀土总量(分别为84.8×10-6~97.52×10-6和67.3×10-6~74.98×10-6)较中粒辉长岩和含橄辉长岩的稀土总量(分别为12.82×10-6~17.24×10-6和12.67×10-6~ 28.11×10-6)高，但前两者的Eu异常(δEu)程度(分别为1.04~1.14和1.17~1.23)低于后两者(分别为1.34~1.57和1.21~1.62)。
总之，就微量和稀土元素特征来看，所有岩类(主要是不同岩石类型中地球化学特征对比)具有相似的配分模式，仅在含量上有些差异，表明它们可能具有相同的岩浆来源和不同的演化过程。 7 讨论 7.1 年代学意义
前人曾对库卫一带镁铁-超镁铁质岩体的形成时代开展过研究工作，如赵莉等(2006)获得库卫苏长岩6颗锆石的SHRIMP U-Pb加权年龄为47±1Ma(MSWD=1.3)，1颗锆石年龄为146.8Ma，认为该岩体是新生代区域隆升过程中形成的；Ye et al.(2014)获得库卫辉长岩和库卫南角闪辉长岩的LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄分别为381.2±2.8Ma(MSWD=1.7)和401~398Ma，认为这两个岩体分别形成于中泥盆世和早泥盆世。然而库卫岩体是由多期岩浆活动组成的杂岩体，且上述年龄变化范围(47~401Ma)较大，不能精确反映该杂岩体的形成时代。
本文利用LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年法获得了中粒辉长岩、橄榄苏长辉长岩和含橄辉长岩的加权平均年龄分别为398.7±3.7Ma、397.5±2.3Ma和385.2±1.6Ma，与岩相学观察结果一致，因此可以代表库卫岩体的形成时代。该结果与Ye et al.(2014)获得的381.2±2.8Ma年龄结果较为一致，与赵莉等(2006)获得的47±1Ma年龄结果差别较大。目前区域上已识别出的新生代岩浆活动仅见于青河县北西哈拉乔拉村一带(玄武岩40Ar/39Ar全岩年龄为17.59±0.05Ma，张前锋等，1994; K-Ar年龄为9.9±2.4Ma~18.4±1.3Ma，张元元等，2007)。周刚(2012)获得青河县乔拉喀拉和科克玉依基性岩U-Pb年龄分别为384Ma和381Ma，认为它们与库卫岩体形成时代一致，属区域上同期基性岩浆侵入活动。结合周刚(2012)和Ye et al.(2014)的研究结果及区域地质背景，本文认为早中泥盆世的年龄数据较为可靠，即库卫岩体形成于399~381Ma，是早中泥盆世岩浆活动的产物，该基性岩浆活动持续了约18Ma。这与阿尔泰南缘康布铁堡组存在的基性岩时代相近(早泥盆世; Chai et al., 2009)，说明它们应为同一构造背景下的产物，对研究阿尔泰地区的岩浆活动和构造演化具有重要意义。 7.2 岩浆来源及演化
根据原生岩浆的Mg#值(0.65~0.73)及相容元素Sc、Co、Ni含量的判别原则(张树明等，2002)，库卫岩体不是由原生岩浆直接结晶的，是岩浆演化的产物，各类岩石发育正堆晶结构、辉长结构、反应边结构、似斑状结构、嵌晶结构和包含结构等，反映了岩浆在演化过程中发生了非平衡的分离结晶作用。超镁铁质岩浆形成于地幔岩的高度部分熔融，具有重稀土富集或平坦的稀土配分型式(柴凤梅等，2007)，而各类岩石的Mg#介于40~71之间，具有轻稀土富集型配分曲线模式，表明它们也不是由超镁铁质岩浆结晶形成。同源岩浆演化形成的岩石，随着结晶分异作用的进行，它们的成分呈现出连续变化特征。前已述及，库卫岩体各岩石间的成分连续变化，不存在成分间断，表明它们系同源岩浆演化的产物。所有岩石具有大离子亲石元素和轻稀土元素富集特征，仅在Nb和P的含量上存在差异，也表明它们有相同的母岩浆，元素的差异系演化过程不同所致。MgO与各氧化物及相容元素的关系表明了岩浆具有拉斑玄武岩的演化趋势。岩石中的含水矿物(角闪石等)表明库卫岩体的母岩浆是含水的拉斑玄武质岩浆。
各岩类的大离子亲石元素及轻稀土元素富集，暗示可能是亏损地幔的岩浆受到了地壳物质混染或者是来自富集的岩石圈地幔。Kullerud et al.(2006)和Pearce(2008)指出地壳混染能够导致低的Nb/La、Nb/Th和高的Th/Yb比值。Zhang et al.(2014)认为这些强不相容元素比值也可以指示辉长岩母岩浆的地壳混染过程。库卫岩体Nb/La值介于0.17~0.76，均小于原始地幔的相应值(1.04，Sun and McDonough，1989)，然而Nb/Th值变化范围(2.00~64.44)较大，且Th/Yb值(0.02~0.17，除KW13-03和KW13-10外)小于原始地幔的相应值(0.17，Sun and McDonough，1989)，表明岩体受到大量地壳物质混染的可能性较小。除此之外，幔源岩浆经历地壳混染后，会导致Th和LREE的富集以及Nb的负异常，库卫岩体中所有岩石的Th含量极低(<0.2×10-6)，排除了岩浆受上地壳物质(Th平均含量为10.7×10-6，李献华等，2002)混染的可能性。所有岩石具有较为平坦的REE和微量元素配分曲线，Nb/U、La/Sm、Nb/Ta、Zr/Hf比值明显不同于地壳物质的混染特征，因此地壳混染不应是造成其主量元素含量较大变化的主要原因，而可能是源区混染。库卫岩体的Nb/Ta比值(1.67~8.39)远低于大陆地壳和原始地幔的相应值(13和17，Hofmann et al., 1986; Sun and McDonough，1989)，可能与俯冲作用有关。因为前人研究(Stolz et al., 1996; 葛文春等，1999; Stern，2002; Zhao and Zhou，2007)表明遭受来自俯冲消减板片脱水或熔融形成的流体和/或熔体改造的地幔，会形成富集大离子亲石元素、亏损高场强元素并且Nb/Ta强烈分馏的地幔源区。库卫岩体的高Pb含量(0.6×10-6~2.0×10-6)和低Ce/Pb比值(主要为4.0~13.4)也表明俯冲作用的影响(Seghedi et al., 2004; 柴凤梅等，2007)。因此，库卫岩体母岩浆可能来源于软流圈地幔和受俯冲板片熔体和流体交代的地幔楔的混合熔体。
中粒辉长岩和含橄辉长岩中P和Nb的负异常，条带状橄榄辉长岩和橄榄苏长辉长岩中P和Nb的正异常可能与磷灰石和尖晶石的分离结晶和堆晶作用有关。FeOT、TiO2与Mg#呈负相关，FeOT、TiO2和V之间呈明显的正相关(图 5)，所有样品中均未见玄武质岩浆早期结晶的尖晶石类矿物(如铬铁矿)，表明其成分变化明显受控于Fe-Ti氧化物。在条带状橄榄辉长岩和橄榄苏长辉长岩中它们的含量最高，表明有Fe-Ti氧化物的(如磁铁矿、钛铁矿)的堆晶，这与岩相学观察的结果一致，即岩石中发育大量Fe-Ti氧化物，并呈粒间矿物胶结单斜辉石和斜长石(图 2)。Co、Ni较原始岩浆极为亏损，并且与Mg#呈明显的负相关，表明不是橄榄石的分离结晶造成，可能受控于硫化物。Nb、Ta和Zr主要富集于富钛矿物中，尤其是Ta在钛铁矿、钛磁铁矿和榍石中高于一般造岩矿物可达一个数量级(肖庆华等，2010)，条带状橄榄辉长岩和橄榄苏长辉长岩的高Nb含量(5.4×10-6~6.8×10-6)、Ta(0.8×10-6~1.13×10-6)和Zr含量(39×10-6~149×10-6)应与岩石中有较多Fe-Ti氧化物有关。条带状橄榄辉长岩较其它岩体明显富FeO、TiO2、Na2O、P2O5、S和V，并且FeO、TiO2和P2O5同步富集，与典型含岩浆型磁铁矿床的岩体特征一致(姜常义等，2011)。中粒辉长岩、橄榄苏长辉长岩和含橄辉长岩相对富CaO、A12O3、Ni、Cr，与典型岩浆铜镍矿床岩体特征相似(姜常义等，2011)。条带状橄榄辉长岩具有相对较低的Mg#，表明其为岩浆演化相对晚期的产物。辉长岩相中含有伟晶状辉长岩的存在，暗示了晚期熔体中已富含挥发分。橄榄石中Ni含量较低，表明深部可能发生了镍的硫化物的熔离作用(赵莉等，2006)。所有岩石具有Eu和Sr的正异常，表明母岩浆在演化过程中发生了斜长石的堆晶。橄榄石常被辉石、斜长石包裹，说明其发生过橄榄石的分离结晶。
综上所述，推测库卫岩体母岩浆来源于受俯冲物质交代的地幔楔和软流圈的混合体，该玄武质母岩浆上升过程中，经历了两个岩浆房的演化过程，目前出露的岩体是高位岩浆房内岩浆结晶-分异-固结的产物，其深部可能存在与之相应的深部(低位)岩浆房，在深部岩浆房母岩浆可能经历了富镁矿物相(如橄榄石、斜方辉石等)的分离结晶/堆晶作用和硫化物的熔离。母岩浆经较高程度的演化导致钛铁氧化物在残余岩浆中逐步富集，进而促使了钛铁氧化物结晶沉淀。 7.3 与铜镍-钒钛铁复合型矿化岩体对比
岩浆型铜镍硫化物矿床和钒钛磁铁矿矿床均是与镁铁-超镁铁杂岩有关的矿床，但具有铜镍-钒钛铁复合型矿化的岩体并不多见，目前发现的仅有新疆东天山的香山西岩体(肖庆华等，2010)、土墩南(二红洼)岩体、牛毛泉岩体和西天山的哈拉达拉岩体(王玉往等，2010a)。这些岩体多分布于深大断裂带、大型剪切带和板块缝合线，或者是二叠纪(东天山岩体)或者是晚石炭世(西天山岩体)后碰撞伸展时期岩浆活动的产物；多为发育小型韵律层的中小岩体(规模为2.8~22km2)；岩石组合为超基性-基性-中性岩组合，且超基性岩越发育，铜镍矿化越强；金属氧化物(磁铁矿和钛铁矿)和硫化物(黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、镍黄铁矿)共生，常见磷灰石和榍石等副矿物；成矿岩石的物理化学参数具有独立的铜镍矿床和钒钛磁铁矿矿床的双重特征，不同的岩石类型是相似来源的岩浆经强烈分异的结果(王玉往等，2010a，b; 龙灵利等，2012)。
库卫地区基性岩浆活动持续时间长，岩浆分异充分，岩石类型丰富，不同的岩石类型是相似来源的岩浆经强烈分异的结果，岩浆演化过程中发生了橄榄石和斜长石的分离结晶／堆晶作用。库卫岩体轻稀土相对富集的配分模式不同于轻稀土亏损的N-MORB，也没有OIB和E-MORB的轻稀土富集程度强烈，排除了形成于洋中脊玄武岩和洋岛玄武岩的可能。与阿尔泰南缘克兰盆地康布铁堡组火山岩类似，所有岩石的Yb<5×10-6，Ta除了条带状橄榄辉长岩外均小于1×10-6，Ta/Yb<0.5，显示与俯冲作用有关的火山弧环境形成岩石的特点(Condie，1986; Maniar and Piccoli，1989)。前人对阿尔泰地区构造演化进行了大量的研究，取得了一些成果，也存在不同的认识。张招崇等(2005，2007)认为古亚洲洋板块在志留纪时向南俯冲到西伯利亚板块之下，形成早泥盆世南阿尔泰成熟岛弧，北准噶尔岛弧与准噶尔洋的北向俯冲作用有关，并形成北塔山组基性熔岩；王涛等(2010)总结了阿尔泰花岗岩的时空演变和构造环境，提出阿尔泰造山带经历了奥陶纪-志留纪陆缘俯冲，泥盆纪陆弧及陆缘边缘裂解、弧后盆地形成，晚泥盆世最终洋盆闭合，早石炭世开始转入晚(或后)造山阶段；张海祥等(2004)通过对新疆阿尔泰富蕴县晚古生代埃达克岩、富铌玄武岩和玻安岩的研究，认为古亚洲洋在向南北两个方向发生了双向俯冲；耿新霞等(2010)认为古亚洲洋向北俯冲于西伯利亚板块之下，形成晚奥陶世-早泥盆世弧花岗岩、早泥盆世陆缘弧火山岩等，提出阿勒泰镇组双峰式火山岩的形成与古亚洲洋的北向俯冲作用有关。除此之外，阿尔泰造山带的形成时间也存在争议(于学元等，1995; Liu et al., 1997; Han et al., 1997; Graupner et al., 1999)。尽管如此，阿尔泰地区的构造演化也存在一些共识，即早中泥盆世时期处于俯冲消减环境(Zhang et al., 2009)，形成阿尔泰南缘库尔提蛇绿岩(许继峰等，2001)、北塔山组火山岩(苏慧敏等，2008)、康布铁堡组火山岩(Chai et al., 2009)、玉勒肯哈腊苏斑状花岗岩(赵战锋等，2009)以及一系列阿拉斯加型基性-超基性杂岩体(Ye et al., 2014)。因此，库卫岩体与区域上出露的火山岩、花岗岩和基性-超基性杂岩一样，应为俯冲消减环境的产物。
与典型赋存铜镍硫化物矿床岩体(喀拉通克岩体)、典型钛铁氧化物岩体(攀枝花岩体)以及含铜镍硫化物和铁钛氧化物岩体(香山西岩体)特征相比(表 3)，库卫岩体具有典型铜镍矿化岩体和钒钛铁矿化岩体的双重地球化学特征，在岩浆演化晚期的条带状构造岩石中铁钛氧化物发育，金属氧化物(磁铁矿、钛铁矿)和硫化物(黄铁矿、黄铜矿、少量镍黄铁矿)共存，与具有铜镍-钒钛铁复合矿化岩体具有一定的相似性。廖震等(2010)通过地球化学研究，认为库卫岩体表现出具有含铜镍矿化和钒钛磁铁矿矿化岩石的过渡特征。然而，库卫岩体的形成时代和形成环境明显不同于这些含矿岩体，岩体相对偏基性，超镁铁质岩石较少，演化晚期的岩石具有低的SiO2、K2O+Na2O以及MgO含量和高的TiO2含量，并且见有磁铁矿包裹硫化物(黄铁矿、磁黄铁矿)的现象，说明钛和铁是随着岩浆的结晶分异在残余熔体中富集的，岩浆的氧逸度在演化过程中逐渐升高，即铁钛的富集可能主要是通过岩浆自身演化升高氧逸度实现的。在原本氧逸度较低的岩浆房中，依靠岩浆自身的演化升高氧逸度，很难形成大规模的铁钛氧化物。
| 表 3 库卫镁铁-超镁铁质岩体与含铜镍硫化物和含铁钛氧化物代表性岩体对比表Table 3 Comparison of Kuwei mafic-ultramafic intrusion and CuNi-bearing and VTiFe-bearing intrusions |
综上所述，分析认为库卫岩体与铜镍-钒钛铁复合矿化岩体有一定的相似性，兼具铜镍矿化岩体和钒钛铁矿化岩体的双重特征，但形成铁钛矿床的潜力可能略显不足。 8 结论
(1)阿尔泰南缘库卫镁铁-超镁铁质岩体中中粒辉长岩、橄榄苏长辉长岩和含橄辉长岩的LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为398.7±3.7Ma、397.5±2.3Ma和385.2±1.6Ma，表明库卫岩体是早中泥盆世构造-岩浆活动的产物。
(2)条带状橄榄辉长岩属碱性系列，中粒辉长岩、含橄辉长岩和橄榄苏长辉长岩属亚碱性系列，并具向拉斑系列岩石演化的趋势。具有Ba、U、Ta、Pb、Sr和Ti的正异常，Th的负异常，显示了相似的LREE相对富集的右倾型分布模式和Eu的正异常，表明它们可能为同源岩浆演化的产物。
(3)库卫岩体具有铜镍-钒钛铁复合型矿化特点，为早中泥盆世俯冲消减环境的产物，原始岩浆来源于受俯冲物质交代的地幔楔和软流圈的混合体，不同的岩石类型是相似来源的岩浆经强烈分异的结果。
致谢 野外期间得到新疆地质矿产勘查开发局第四地质大队的大力支持；年龄、主量元素、微量及稀土元素得到了天津地质矿产研究所实验室和广州澳实分析测试中心相关工作人员的帮助；承蒙王焰研究员、龙灵利高工审阅稿件并提出宝贵建议；在此一并表示感谢！| [1] | Andersen T. 2002. Correction of common lead in U-Pb analyses that do not report 204Pb. Chemical Geology, 192(1-2): 59-79 |
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