坡北基性-超基性岩体位于塔里木板块东北部，区域上出露的地层主要为古元古界北山群、中元古界古硐井群、下古生界寒武系双鹰山组等，岩体形态主要受白地洼-淤泥河断裂控制，岩体长轴与该断裂平行，平面上呈相互联通的岩盆状，出露面积约180km²。前人对坡北岩体进行了专题地质填图^[1]，岩体的主要岩性为橄榄岩、橄榄辉长岩、辉长苏长岩、辉长岩等。辉长岩构成整个岩体的主体，其中有20多个超基性小侵入体。岩体内部赋存大型铜镍矿床，其中主要的含矿岩体为坡一、坡十超基性岩体，赋矿岩性主要为辉橄岩和纯橄岩，矿石以稀疏浸染状矿为主，品位较低，目前还没有进入开发利用阶段。

很多学者对坡北岩体的地球化学特征、岩浆演化等进行了大量的研究^[2-8]，获得主体辉长岩锆石U-Pb年龄为278±2 Ma和274±4 Ma^{[2, 4]}，对岩体内不同类岩石的岩浆演化关系研究较少。本文在系统收集和总结前人研究成果的基础上，对岩体中不同类型岩石的同位素年代学、岩石地球化学、矿物地球化学、同位素地球化学进行了研究，探讨岩体的形成时代与岩浆演化过程。

1.   地质背景

坡北岩体的填图单元主要可划分为辉长岩、辉长苏长岩、橄榄辉长岩、橄榄岩类(图 1)，基性岩类与超基性岩类之间为侵入接触关系(图版Ⅰ)。

图  1  坡北基性-超基性岩体地质图^[1]

1—第四系；2—黑云母片岩夹黑云母斜长变粒岩及大理岩；3—绿帘阳起片岩、黑云石英片岩夹似层状、透镜状白云石英片岩；4—矽卡岩、大理岩；5—钾长花岗岩；6—黑云母花岗岩；7—闪长岩；8—辉长岩；9—辉长苏长岩；10—橄榄辉长苏长岩；11—橄榄辉长岩；12—橄榄岩类(包括二辉橄榄岩、含长二辉橄榄岩、纯橄岩)；13—辉绿岩；14—花岗岩脉；15—石英脉；16—断层；17—面理构造；18—测年样品点位

Figure  1.  Geological map of Pobei basic-ultrabasic intrusion

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  图版Ⅰ 

a.橄榄岩侵入橄榄辉长岩；b.橄榄岩正交偏光下结构特征；c.橄榄岩侵入辉长岩；d.橄榄辉长岩正交偏光下结构特征，可见橄榄石及单斜辉石大晶体内包含斜长石；e.橄榄辉长苏长岩正交偏光下结构特征，可见辉石与斜长石相互包含；f.辉长岩正交偏光下结构特征, 辉石中包裹斜长石。Ol—橄榄石；Pl—斜长石；Cpx—单斜辉石；Opx—斜方辉石

  图版Ⅰ. 

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1.1   岩相学特征

橄榄岩类包括岩石类型有橄榄二辉岩、含长二辉橄榄岩、二辉橄榄岩、单斜辉石岩等，主要出露于坡北岩体的西南岩盆内。超基性岩体数量众多，形态各异，面积不等，主要沿北东东向不连续分布。其中坡一为最大的超基性岩体，形态为椭圆形，面积约1.8 km²。橄榄岩类在基性-超基性岩体中属于较晚侵位，岩石整体颜色较深，发育较强的蛇纹石化与伊丁石化，呈现为棕红色的伊丁石斑点。橄榄岩中含有稀疏浸染状的硫化物，是坡一、坡十小侵入体中的主要含矿岩石。

橄榄辉长岩在坡北岩体中广泛分布，侵入于辉长岩与辉长苏长岩中，地貌上表现为正地形。在西南岩盆中，橄榄辉长岩呈不规则的长条状，其长轴与区域断裂近于平行，在东北岩盆中，橄榄辉长岩呈环形脉状产出，发育矿物定向构造。岩石为灰黑色，具块状构造，表现出球状风化特点，岩石内部含有少量硫化物，呈星点状分布。由于橄榄石发生蛇纹石化与伊丁石化，局部可见红棕色的伊丁石斑点。

辉长苏长岩呈不规则形态侵入于辉长岩中，出露范围被辉长岩限定，主要出露于2个岩盆的中部。野外表现为风化后形成的碎块，岩石颜色为深绿色-黄褐色，大部分为纹层状构造。斜方辉石蚀变为绢石，呈褐黄色斑点，部分岩石中可见浸染状钛铁矿。

辉长岩可划分为2类，第一类为早期侵入的辉长岩，构成坡北岩体的主体，岩石颜色为青灰色，蚀变较其他岩性弱；另一类呈岩枝状侵入超基性岩内部，为细粒辉长岩，出露较少。

1.2   岩石学特征

纯橄岩(图版Ⅰ-a、b)：岩石为深绿色，中细粒状镶嵌结构，块状构造。橄榄石含量可达95%以上，粒径为0.5~2.1 mm，呈不规则颗粒状紧密镶嵌生长，裂隙十分发育，蛇纹石化强烈，伴随着析出磁铁矿，磁性增强；辉石含量一般小于5%，呈不规则粒状分布于橄榄石晶粒之间，粒径小于0.2 mm。

橄榄辉长岩(图版Ⅰ-a、d)：岩石为灰黑色，中细粒辉长结构，块状构造。斜长石含量约为60%，呈长条状或板状，半自形，粒径为0.5~3 mm；单斜辉石含量为30%，为不规则粒状到半自形短柱状，粒径为0.5~2 mm，可见辉石包裹斜长石颗粒；橄榄石含量为5%~7%，颗粒较大，粒径为0.5~2.5 mm，发育网状裂理，蚀变较轻。

橄榄辉长苏长岩(图版Ⅰ-e)：岩石为灰褐色，中细-中粒辉长结构、包含结构，块状构造。斜长石含量约为50%，颗粒直径0.3~4 mm，自形-半自形，多为板状或长条状。可见斜长石与辉石互相包裹关系。其中斜方辉石含量为20%~25%，颗粒直径为0.2~2 mm; 单斜辉石含量为15%~20%，颗粒直径为0.3~2.5 mm; 橄榄石含量为5%~10%，颗粒直径为0.5~2 mm，内部裂理发育，周围可见斜方辉石反应边。

辉长岩(图版Ⅰ-c、f)：岩石呈灰黑色，细粒辉长结构，块状构造。主要造岩矿物为斜长石和单斜辉石。斜长石含量为65%，半自形板状，粒径为0.2~1.5 mm；单斜辉石含量为35%，不规则粒状到半自形柱状，粒径为0.2~1.3 mm。部分辉石发生角闪石化，颗粒内部包裹斜长石颗粒。

2.   矿物地球化学特征

纯橄榄岩中橄榄石的MgO含量为47.6%~49.6%，FeO含量为8.7%~11.7%，F_o(镁铁比值)值为88.0%~90.9%;橄榄辉长岩中橄榄石的MgO含量为39.82%~41.30%，FeO含量为9.52%~15.81%，F_o值为82.7%~90.1%;橄榄辉长苏长岩中橄榄石的MgO含量为29.30%~42.80%，FeO含量为10.93%~18.58%，F_o值为80.5%~82.8%；辉长岩中橄榄石的MgO含量为30.98%~32.93%，FeO含量为30.35%~32.77%，F_o值为63.0%~66.1%。由此可见，坡北岩体纯橄榄岩中橄榄石F_o值最高，达到90.9%；辉长岩中橄榄石F_o值最低，为63.0%。

斜长石在各类岩石中多为填隙相，半自形-他形短柱状、板状。橄榄岩中斜长石牌号在68.1~87.2之间；橄榄辉长岩中斜长石牌号在73.8~85.4之间，为培长石，含长结构中被包裹的斜长石牌号较高，最高可达97，为钙长石；辉长苏长岩中斜长石牌号在49.4~68.4之间，为拉长石；辉长岩中斜长石牌号在68.3~70.7之间；坡北岩体中各类岩性中斜长石SiO₂与An的相关性较好，呈负相关，辉长苏长岩中斜长石的牌号最低，仅49.4。

坡北岩体不同岩性中单斜辉石主要为透辉石，斜方辉石主要为古铜辉石与紫苏辉石。各岩性中单斜辉石成分相似，MgO和CaO含量连续变化，而且呈负相关关系，说明不同岩相具有相似的原始岩浆成分；TiO₂含量和Al_z(单斜辉石中Al在四面体配位位置所占比例)的百分比值具有裂谷环境堆晶岩中单斜辉石特征^[9]。

3.   同位素测年

基性-超基性岩体中锆石一般较少，当岩浆结晶出斜长石时，指示岩浆达到硅饱和，具备形成锆石的条件，因此，基性-超基性岩定年一般挑选富含斜长石的岩石；当岩浆没有结晶出斜长石时，指示岩浆没有达到硅饱和，只能形成斜锆石，因此，对于不含斜长石的超基性岩定年，一般挑选斜锆石。总之，基性-超基性岩进行锆石定年，需要采集样品的量足够大，一般在20 kg以上。

对坡北基性-超基性岩体中各类岩石进行锆石年代学的研究，采用SHRIMP和LA-ICP-MS方法测试各类样品。由廊坊物化探队完成各类岩性样品的单颗粒锆石挑选，制靶、阴极发光照相，SHRIMP测试在北京离子探针中心，LA-ICP-MS测试在中国地质科学院地质研究所完成。锆石样品的挑选、制备和测试方法见参考文献[10-11]。本次选取坡北岩体内各岩相代表性岩石样品进行锆石U-Pb年代学研究。所选样品的岩性包括含长橄榄岩(PB-2)、橄榄辉长岩(PB23-21)、辉长苏长岩(Pd27-2)、辉长岩(P23-22)。

3.1   含长橄榄岩形成时代

橄榄岩样品PB-2为含长橄榄岩，测试方法为锆石SHRIMP U-Pb测年。阴极发光图像(图 2-a)显示锆石颗粒呈自形到半自形，粒径在50~200 μm之间，大多数锆石长宽比为1:1~2:1，少量大于4:1，大部分锆石发育明显的岩浆振荡环带，部分锆石晶体形态较好，晶棱清晰，表现出典型的岩浆锆石特征。

图  2  坡北岩体含长橄榄岩(a)、辉长苏长岩(b)、辉长岩(c)、橄榄辉长岩(d)锆石阴极发光图像(左)及锆石U-Pb年龄谐和图(右)

Figure  2.  Cathodoluminescence images of zircons(left) and zircon U-Pb isotope concordia plots(right) for the peridotite(a), gabbronorite(b), gabbro(c), olivine gabbro(d) in the Pobei intursion

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在U-Pb年龄谐和图中(图 2-a)，测试结果可以划分为2期。测试结果年龄较大的一期，年龄范围为273.1±3.6~287.4±4.1 Ma，年龄加权平均值为280±2 Ma。而年龄较小的一期，点号为12、14、17、18、19、20，其年龄范围则集中在239.8±3.6~260.2±6.9 Ma之间。年龄较大一期锆石的Th/U值为0.15~0.36，年龄较小的一期锆石Th/U值为0.65~0.84，二者区别明显。

前人研究获得的坡北岩体各类岩性的形成年龄为270~280 Ma，可知样品橄榄岩的形成时代为较大一期的锆石年龄，即280±2 Ma。而年龄较小的这期锆石，可能是岩浆期后热液作用的结果。

3.2   辉长苏长岩形成时代

辉长苏长岩样品PD27-2测试方法为SHRIMP锆石U-Pb测年。阴极发光图像(图 2-b)显示锆石颗粒呈半自形，长轴长度为50~150 μm，大部分长宽比为2:1。部分锆石岩浆振荡环带清晰，且环带较宽，为典型的岩浆锆石特征。锆石Th/U值变化较大，在0.23~0.99之间。

在U-Pb年龄谐和图中(图 2-b)，有7个数据点成群分布，2、5、7、8、11、12号点则在谐和线上零散分布。其中2、5、12号点的锆石可见不规则的继承内核，其年龄数据偏大，7、8、11号点锆石具有次生边，导致年龄偏小。其他7个点的年龄值相近，年龄区间为266.0±3.9~284.0±5.8 Ma，年龄加权平均值为273.5±2.9 Ma，为辉长苏长岩的岩浆结晶年龄。

3.3   辉长岩形成时代

辉长岩样品P23-22测试方法为锆石SHRIMP U-Pb测年。阴极发光图像(图 2-c)显示锆石颗粒呈自形-半自形，长轴长度为90~160 μm，大部分锆石的长宽比为2:1~3:1，少数为长柱状，其长宽比为4:1。大部分锆石晶体形态较好，具有明显的岩浆振荡环带。锆石Th/U值除7号点为0.22外，其余各点比值相近，为0.62~0.74，具有典型岩浆锆石的特征(Th/U>0.4)。

在U-Pb年龄谐和图中，测点数据几乎都落在谐和线上，获得的年龄区间为271.7±3.7~282.1±4.0 Ma，年龄加权平均值为277.1±2.2 Ma，代表了辉长岩样品P23-22的岩浆结晶年龄。

3.4   橄榄辉长岩形成时代

橄榄辉长岩样品PB23-21，用锆石LA-ICP-MS U-Pb方法测试年龄。阴极发光图像(图 2-d)显示锆石颗粒呈半自形-他形，长轴长度在60~180 μm之间，长宽比大部分为2:1~3:1。部分锆石发育较宽的岩浆振荡环带，锆石Th/U值在0.68~1.37之间，表现出典型的岩浆锆石特征。

在U-Pb年龄谐和图中，测点均落在谐和线上，所有分析点的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄值较一致，年龄区间为269.0±5.6~281.4±5.7 Ma，加权平均年龄为275.5±1.5 Ma，代表了橄榄辉长岩样品的形成年龄。

4.   岩石地球化学特征

4.1   主量元素

基性岩类的MgO含量相对于超基性岩类较低，Al₂O₃、CaO和Na₂O的含量较高，且变化明显，可能与岩石中的斜长石含量有关。高的MgO含量和低的SiO₂含量表明橄榄岩内部发生了橄榄石的堆晶作用。在SiO₂-(Na₂O+K₂O)图解(图 3-a)中坡北所有样品点都落在亚碱性范围，在SiO₂-(FeO/MgO)图解(图 3-b)中橄榄岩样品点落在拉斑系列，而基性岩的样品点落在钙碱性系列，即坡北岩体母岩浆为拉斑玄武系列，具有向钙碱性演化的趋势。

图  3  坡北岩体SiO₂-(Na₂O+K₂O)(a)和SiO₂-(FeO/MgO)(b)图解

Figure  3.  Diagrams of SiO₂-(Na₂O+K₂O) (a) and SiO₂-(FeO/MgO)(b) for the Pobei intrusion

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4.2   微量元素

从稀土元素配分图(图 4)可以看出，各岩类的稀土元素总量相差不大，分配模式一致，都为平坦型，都具有正Eu异常，但橄榄岩中的Eu异常相比其他岩类弱，可能是由于基性岩中存在斜长石的堆晶。微量元素原始地幔标准化蛛网图显示，各岩性都亏损高场强元素(如Nb、Ta、Zr、Hf)，其中橄榄岩为弱的Nb、Ta负异常，不显示Zr、Hf负异常，橄榄岩的Sr含量也低于其他岩类，这与基性岩中长石含量较高相符。一般情况下，地幔各单元岩石样品微量元素经过原始地幔标准化后，蛛网图中没有明显的Nb、Ta负异常，地壳混染或地幔俯冲交代作用是Nb、Ta负异常的主要原因^[16]。各类岩石总体显示较一致的分布模式，表明其虽然分不同阶段侵入就位，但应该为同源岩浆的产物。

图  4  坡北岩体稀土元素配分曲线图(a~d)和微量元素蛛网图(e~h)

(原始地幔与球粒陨石标准值据参考文献[12-13])，数据据参考文献[6, 14-15])

Figure  4.  Chondrite-normalized REE patterns(a-d) and primitive-mantle normalized trace element spider diagrams(e-h) of the Pobei intrusion

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5.   讨论

坡北岩体中不同类型岩石的稀土元素球粒陨石标准化图为平坦型，但橄榄岩中Eu异常不明显，基性岩中正Eu异常较橄榄岩明显。微量元素地幔标准化图中存在明显的Nb、Ta负异常与Zr、Hf负异常，而橄榄岩中的Nb、Ta、Zr、Hf负异常较其他岩性不明显。岩石地球化学数据总体显示出较一致的分布模式，表明不同类型岩石应该为同源岩浆的产物。坡北岩体不同岩性中单斜辉石的MgO和CaO含量、斜长石的SiO₂含量和An值表现为连续变化，且呈负相关关系，进一步说明坡北岩体中不同类型岩石是同一母岩浆分离结晶的产物^[17]。

坡北岩体西南段可见大量长城系古硐井群片岩与少数的下石炭统红柳园组大理岩等地层的残留顶盖或顶垂体，可作为坡北岩体发生同化混染的野外证据。当混染作用较强时则会出现拉斑玄武岩系列的镁铁质岩浆转化为钙碱性系列^[18]。坡北岩体主量元素从橄榄岩的拉斑玄武岩系列转化为基性岩的钙碱性系列，应是地壳混染所致。在La/Nb-m/f图解(图 5-a)中，各岩性m/f值几乎连续变化，表明各岩性可能为同源岩浆演化的产物，且橄榄岩受地壳混染程度明显低于其他岩性。而同化混染作用会对岩浆Sr、Nd同位素组成产生影响，其中对于Sr同位素的影响大于Nd同位素。前人的Sr-Nd同位素研究成果表明^{[3, 15, 20-21]}，混染程度最小的橄榄岩起源于亏损地幔，总体具有向EMⅡ富集地幔端元演化的趋势，ε_Nd(t)变化不大(6.63~-1.79)，(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i值变化较大(0.7009~0.7079)，指示坡北岩体起源于亏损地幔，经历明显的地壳混染作用。

图  5  坡北岩体La/Nb-m/f图解(a)与(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i-ε_Nd(t)地壳混染模拟图(b)^[19]

Figure  5.  Diagrams of m/f vs. La/Nb(a) and ε_Nd(t)vs.(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i (b) for crust mixing simulation in the Pobei intrusion

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结晶分异作用会导致岩浆成分连续性的变化，而地壳混染与之不同，更可能为突变性的影响岩浆成分。坡北基性-超基性岩的主量元素MgO、SiO₂含量出现间断，本文采用地幔端元(DM)，上地壳(UC)值((¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd)_i=0.5115，(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i=0.71)^[22]和下地壳(LC)值((¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd)_i=0.511，(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i=0.72)^[19]为端元进行粗略模拟，基性岩受到4%~15%下地壳物质的混染(图 5-b)。因此，超基性岩与基性岩的岩石地球化学特征差异应是地壳混染程度不同导致的，橄榄岩经历地壳混染程度明显低于其他岩类，导致其Sr的含量低于基性岩，Nb、Ta负异常较弱。

表  1  坡北岩体中不同岩相SHRIMP锆石U-Th-Pb定年结果

Table  1.  SHRIMP U-Th-Pb isotopic dating results for the zircon from different lithofacies of the Pobei intrusion

测点编号	含量/10-6			Th/U	同位素比值							年龄/Ma
	206Pb	232Th	238U		207Pb/206Pb	1σ/±%	207Pb/235U	1σ/±%	206Pb/238U	1σ/±%		206Pb/238U	1σ
含斜长石橄榄岩(PB2-1)
PB2-1	17.1	77	438	0.18	0.0504	3.0	0.314	3.3	0.04526	1.3		285.4	3.7
PB2-2	8.67	38	222	0.18	0.0539	2.6	0.339	3.0	0.04560	1.4		287.4	4.1
PB2-3	10.4	46	271	0.17	0.0495	2.7	0.3052	3.0	0.04470	1.4		281.9	3.9
PB2-4	13.4	75	355	0.22	0.0484	4.1	0.291	4.3	0.04356	1.4		274.8	3.7
PB2-5	7.87	52	212	0.26	0.0577	5.5	0.346	5.7	0.04343	1.5		274.1	4.0
PB2-6	7.26	29	186	0.16	0.0497	3.4	0.310	3.7	0.04529	1.5		285.5	4.2
PB2-7	10.4	48	273	0.18	0.0494	4.8	0.302	5.0	0.04429	1.4		279.4	3.9
PB2-8	18.8	133	492	0.28	0.0489	2.3	0.3006	2.7	0.04454	1.3		280.9	3.7
PB2-9	14.9	63	389	0.17	0.0539	2.0	0.3314	2.5	0.04456	1.4		281.0	3.9
PB2-10	14.5	52	372	0.15	0.0489	2.7	0.3037	3.1	0.04505	1.4		284.1	3.8
PB2-11	9.62	43	250	0.18	0.0479	7.5	0.295	7.7	0.04460	1.8		281.3	4.9
PB2-12	6.57	150	196	0.79	0.0543	4.2	0.293	4.5	0.03917	1.7		247.7	4.0
PB2-13	12.1	91	321	0.29	0.0555	3.9	0.336	4.3	0.04390	1.8		277.0	4.8
PB2-14	5.15	110	154	0.74	0.0538	3.4	0.289	3.8	0.03900	1.5		246.6	3.7
PB2-15	18.9	177	508	0.36	0.0508	2.4	0.3031	2.7	0.04328	1.3		273.1	3.6
PB2-16	21.4	113	564	0.21	0.0524	2.3	0.3184	2.7	0.04407	1.4		278.0	3.8
PB2-17	4.61	96	128	0.77	0.0453	13	0.257	13	0.0412	2.7		260.2	6.9
PB2-18	6.57	155	192	0.84	0.0468	4.9	0.256	5.1	0.03961	1.5		250.4	3.7
PB2-19	6.95	132	211	0.65	0.0413	9.0	0.216	9.1	0.03790	1.5		239.8	3.6
PB2-20	7.99	188	241	0.81	0.0530	3.1	0.282	3.4	0.03852	1.5		243.7	3.5
PB2-21	6.17	27	165	0.17	0.0459	9.2	0.273	9.3	0.04312	1.6		272.2	4.2
辉长苏长岩(PD27-2)
Pd27-2-1	29.9	186	826	0.23	0.05058	1.5	0.2938	2.1	0.04213	1.5		266.0	3.9
Pd27-2-2	14.0	305	332	0.95	0.0521	2.1	0.3523	2.5	0.04902	1.4		308.5	4.1
Pd27-2-3	13.7	117	362	0.33	0.0505	3.1	0.306	3.4	0.04388	1.4		276.8	3.8
Pd27-2-4	7.21	294	185	1.64	0.0489	8.2	0.303	8.5	0.04503	2.1		284.0	5.8
Pd-27-2-5	12.2	284	295	0.99	0.0502	3.7	0.331	3.9	0.04783	1.4		301.2	4.1
Pd-27-2-6	15.2	349	410	0.88	0.0502	3.0	0.2981	3.3	0.04306	1.4		271.8	3.8
Pd-27-2-7	10.00	71	288	0.25	0.0531	2.3	0.2967	2.7	0.04053	1.4		256.1	3.6
Pd27-2-8	6.05	51	176	0.30	0.0458	6.1	0.250	6.3	0.03949	1.7		249.7	4.1
Pd27-2-9	17.9	143	487	0.30	0.0508	2.0	0.2988	2.4	0.04269	1.3		269.5	3.5
Pd27-2-10	12.8	113	337	0.35	0.0508	2.5	0.3099	2.9	0.04425	1.4		279.1	3.8
Pd27-2-11	13.9	188	473	0.41	0.0495	2.5	0.2334	2.8	0.03417	1.3		216.6	2.9
Pd27-2-12	13.0	108	332	0.34	0.0526	3.5	0.330	3.8	0.04549	1.4		286.8	4.1
Pd27-2-13	16.6	158	444	0.37	0.0513	3.1	0.306	3.3	0.04331	1.4		273.3	3.7
辉长岩(P23-22)
1	5.60	100	146	0.71	0.0424	11	0.257	11	0.04397	1.6		277.4	4.4
2	9.78	154	258	0.62	0.0570	2.3	0.3483	2.8	0.04429	1.5		279.4	4.0
3	8.88	168	234	0.74	0.0512	4.6	0.311	4.8	0.04399	1.4		277.5	3.9
4	15.2	266	398	0.69	0.0512	3.6	0.315	3.9	0.04454	1.4		280.9	3.7
5	9.51	169	246	0.71	0.0487	6.6	0.300	6.7	0.04474	1.5		282.1	4.0
6	18.0	101	476	0.22	0.0516	2.3	0.3130	2.6	0.04401	1.3		277.7	3.6
7	8.20	117	213	0.56	0.0489	6.5	0.298	6.7	0.04427	1.5		279.2	4.1
8	13.0	236	344	0.71	0.0484	3.9	0.292	4.2	0.04382	1.4		276.4	3.7
9	7.94	150	210	0.74	0.0482	7.0	0.290	7.2	0.04365	1.5		275.4	4.1
10	11.4	219	303	0.75	0.0530	3.3	0.320	3.7	0.04377	1.7		276.2	4.6
11	9.86	174	262	0.68	0.0529	2.9	0.319	3.3	0.04376	1.5		276.1	4.0
12	8.67	158	233	0.70	0.0542	3.6	0.323	3.9	0.04325	1.5		273.0	3.9
13	10.2	164	274	0.62	0.0492	3.6	0.292	3.9	0.04305	1.4		271.7	3.7

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表  2  坡北岩体橄榄辉长岩(PB23-21)LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb定年结果

Table  2.  LA-ICP-MS U-Th-Pb isotopic dating results for the zircon from olivine gabbro (PB23-21) of the Pobei intrusion

测点编号	含量/10-6			Th/U	同位素比值							年龄/Ma
	206Pb	232Th	238U		207Pb/206Pb	1σ/±%	207Pb/235U	1σ/±%	206Pb/238U	1σ/±%		206Pb/238U	1σ
橄榄辉长岩(PB23-21)
01	97	341.2	375.1	0.91	0.0524	0.11	0.3129	0.70	0.0434	0.07		273.6	4.6
02	172	614.1	611.0	1.01	0.0525	0.09	0.3112	0.64	0.0430	0.09		271.3	5.3
03	122	418.6	526.9	0.79	0.0522	0.09	0.3174	0.78	0.0441	0.09		278.1	5.3
04	179	642.0	616.8	1.04	0.0527	0.08	0.3122	0.67	0.0430	0.08		271.1	4.9
05	180	657.0	649.4	1.01	0.0521	0.08	0.3060	0.72	0.0426	0.09		269.0	5.6
06	101	355.5	405.3	0.88	0.0522	0.09	0.3117	0.64	0.0433	0.07		273.0	4.5
07	374	1351.5	1459.1	0.93	0.0519	0.08	0.3116	0.82	0.0435	0.10		274.5	6.3
08	158	542.2	663.9	0.82	0.0518	0.09	0.3153	0.75	0.0441	0.09		278.5	5.3
09	95	327.4	361.9	0.90	0.0523	0.11	0.3171	0.79	0.0440	0.09		277.4	5.5
10	62	212.0	284.0	0.75	0.0536	0.11	0.3206	0.71	0.0433	0.07		273.5	4.3
11	120	417.8	436.0	0.96	0.0522	0.09	0.3150	0.78	0.0437	0.09		276.0	5.4
12	157	540.0	550.0	0.98	0.0530	0.10	0.3227	0.76	0.0441	0.08		278.3	5.1
13	462	1646.2	1480.3	1.11	0.0521	0.07	0.3155	0.65	0.0439	0.08		276.8	4.7
14	2859	10438.6	10248.7	1.02	0.0523	0.06	0.3173	0.70	0.0439	0.09		277.2	5.4
15	132	456.9	531.5	0.86	0.0525	0.09	0.3186	0.66	0.0440	0.08		277.8	4.9
16	190	665.3	736.2	0.90	0.0520	0.08	0.3142	0.66	0.0438	0.08		276.2	4.8
17	205	688.5	1012.3	0.68	0.0521	0.09	0.3132	0.68	0.0436	0.08		275.0	4.7
18	89	305.3	357.9	0.85	0.0524	0.12	0.3162	0.80	0.0437	0.08		275.9	5.2
19	257	885.9	815.6	1.09	0.0530	0.10	0.3253	0.88	0.0445	0.09		280.4	5.7
20	91	314.4	410.5	0.77	0.0525	0.10	0.3129	0.71	0.0433	0.07		273.0	4.3
21	92	304.9	392.7	0.78	0.0531	0.09	0.3241	0.67	0.0443	0.06		279.3	3.8
22	517	1904.7	1350.5	1.41	0.0525	0.07	0.3105	0.62	0.0429	0.07		270.8	4.3
23	268	934.8	788.0	1.19	0.0525	0.08	0.3186	0.77	0.0440	0.09		277.5	5.5
24	117	400.3	553.0	0.72	0.0523	0.09	0.3114	0.70	0.0432	0.07		272.8	4.4
25	126	426.9	503.2	0.85	0.0523	0.11	0.3167	0.72	0.0439	0.08		277.1	4.9
26	82	283.5	296.3	0.96	0.0524	0.11	0.3120	0.80	0.0432	0.08		272.5	5.3
27	399	1408.5	1336.4	1.05	0.0519	0.08	0.3109	0.64	0.0435	0.07		274.3	4.3
28	91	312.0	354.2	0.88	0.0522	0.10	0.3143	0.65	0.0437	0.06		275.4	3.7
29	214	737.0	924.6	0.80	0.0518	0.07	0.3087	0.67	0.0432	0.08		272.6	5.1
30	252	905.6	736.2	1.23	0.0516	0.08	0.3111	0.56	0.0437	0.06		275.6	3.5
31	527	1889.3	1717.8	1.10	0.0518	0.07	0.3075	0.60	0.0431	0.07		271.8	4.6
32	91	320.9	368.7	0.87	0.0528	0.11	0.3149	0.74	0.0433	0.09		273.2	5.6
33	316	1126.2	1053.9	1.07	0.0514	0.08	0.3121	0.72	0.0441	0.09		277.9	5.3
34	121	428.1	407.1	1.05	0.0514	0.10	0.3120	0.76	0.0440	0.08		277.5	4.9
35	122	425.8	588.2	0.72	0.0518	0.09	0.3099	0.70	0.0434	0.09		273.7	5.6
36	282	965.3	755.0	1.28	0.0515	0.08	0.3142	0.76	0.0443	0.11		279.2	6.8
37	328	1202.9	985.7	1.22	0.0514	0.07	0.3073	0.67	0.0434	0.09		273.9	5.5
38	192	691.7	676.7	1.02	0.0515	0.07	0.3152	0.81	0.0444	0.10		280.2	6.3
39	633	2305.6	1676.2	1.36	0.0515	0.06	0.3140	0.73	0.0442	0.10		278.8	6.0
40	327	1163.0	1032.5	1.13	0.0521	0.08	0.3201	0.76	0.0446	0.10		281.2	6.0
41	196	720.6	550.8	1.31	0.0518	0.08	0.3140	0.76	0.0439	0.10		277.1	6.0
42	98	339.1	378.8	0.90	0.0524	0.09	0.3224	0.69	0.0446	0.09		281.4	5.7

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表  3  坡北岩体各岩性岩石全岩主量、微量和稀土元素分析结果

Table  3.  Whole-rock major, trace elements and REE data of the Pobei intrusion

元素	HPS-06	HPS-12	HPS-14	HPS-17	HPS-19	HPS-23	HPS-25	HPS-27	HPS-31	HPS-32		P23-21	P317-8	P317-17		IB-20	2016PB-6		A-21	A-28	A-13	A-29	A-43	A-45	A-65	M-76	M-95	A-56	A-74		A-75	A-80	A-17		A-23	A-30	A-63
	单辉橄榄岩											橄榄辉长岩				橄榄辉长岩			橄榄辉长苏长岩												辉长苏长岩				辉长岩
SiO2	38.4	38.5	38.1	38	40.2	39.3	36.9	39.2	40.7	40.7		46.43	48.6	47.06		48.75	45.56		47.62	49.01	50.64	50.59	47.15	47.37	49.23	51.56	48.42	51.27	48.71		49.58	48.44	47.84		47.79	51.06	50.38
TiO2	0.15	0.17	0.1	0.15	0.19	0.25	0.13	0.27	0.26	0.45		0.16	0.27	0.4		0.25	0.36		0.16	0.2	0.28	0.38	0.13	0.13	0.28	0.37	0.23	0.22	0.26		0.27	0.25	0.16		0.19	0.31	0.27
Al2O3	5.47	5.06	4.33	4.94	5.5	6.34	2.19	5.26	7.14	6.66		19.13	21.78	17.12		17.87	16.45		20.61	20.82	17.48	15.43	22.9	22.26	19.62	20.15	18.01	20.94	17.92		18.46	19.18	20.83		19.08	19.84	20.76
Fe2O3	11.5	13	12.3	11.4	11.5	11.1	12.1	10.8	10.9	10.9		4.47	4.51	7.61		4.85	5.96		6.33	5.8	6.56	7.36	4.9	5.07	5.65	7.17	5.12	4.65	6.23		6.88	6.45	5.97		6.12	5.58	5.23
MnO	0.16	0.2	0.18	0.17	0.16	0.16	0.16	0.15	0.16	0.16		0.07	0.08	0.12		0.09	0.09		0.09	0.09	0.12	0.13	0.07	0.07	0.09	0.12	0.09	0.09	0.11		0.11	0.1	0.08		0.09	0.09	0.1
MgO	32.8	33.1	33.1	33.4	31.6	32.7	37	33.4	32.1	31.7		10.58	6.59	10.45		10.21	10.22		10.61	8.47	9.02	10.15	7.77	8.61	8.25	7.07	10.08	6.92	9.5		9.24	8.92	9.13		9.9	6.67	7.39
CaO	2.9	3.4	2.46	2.52	4.13	3.37	1.61	3.41	3.73	3.59		15.26	14.88	13.67		16.16	14.35		11.45	12.6	12.48	13.1	13	12.82	13.81	10.6	15.21	12.28	14.38		12.91	13.79	10.44		12.04	12.55	11.65
Na2O	0.36	0.39	0.27	0.43	0.57	0.69	0	0.55	0.81	0.84		1.19	1.88	1.54		1.69	4.72		2.17	2.11	2.34	2.19	1.93	1.95	2.13	2.92	1.72	2.5	1.68		2.11	1.83	2.61		1.94	2.75	2.33
K2O	0.14	0.06	0.17	0.24	0.15	0.14	0.08	0.1	0.18	0.22		0.05	0.08	0.1		0.05	0.15		0.07	0.1	0.12	0.1	0.08	0.07	0.11	0.14	0.06	0.12	0.05		0.09	0.08	0.18		0.18	0.15	0.2
P2O5	0.018	0.028	0.015	0.025	0.022	0.036	0.02	0.029	0.032	0.038		0.01	0.01	0.02		0.01	0.02		0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.03	0.02	0.02	0.02		0.02	0.02	0.03		0.02	0.02	0.02
烧失量	6.83	5.02	7.83	7.55	5.18	5	8.6	5.35	2.97	4		2.03	0.41	0.64		0.63	0.46		0.79	0.72	0.92	0.27	1.61	1.27	0.74	0.57	1.75	1.09	0.68		0.37	0.92	2.69		2.57	1	1.61
总计	98.73	98.93	98.86	98.83	99.2	99.09	98.79	98.52	98.98	99.26		99.38	99.09	98.73		100.56	98.34		99.92	99.94	99.98	99.72	99.56	99.64	99.93	100.7	100.71	100.1	99.54		100.04	99.98	99.96		99.92	100.02	99.94
Sc	8	7.27	7.24	6.53	12.6	7.32	8.11	12	8.35	8.29		15.8	29.93	18.76		26.18	23.95		15.5	20.08	29.42	31.07	18.21	15.31	26.53	22.09	40.18	8	7.27		7.24	6.53	7.32		8.11	7.72	12
Cr	2.08	1.21	2.15	1.97	1.97	2	2.42	2.21	2.09	1.93		594.91	174.43	642.9		226.32	379.01		554.1	594.5	482.1	382.5	407.3	450.4	548.6	225.1	687.9	2.08	1.21		2.15	1.97	2		2.42	2.22	2.21
Co	115	125	127	109	116	111	130	116	111	109		45.63	28.31	41.3		45.82	50.51		52.58	38.33	36.58	43.05	34.82	38.54	36.91	58.38	65.58	115	125		127	109	111		130	117	116
Ni	788	684	1070	805	786	952	1000	1020	952	927		236.32	38.5	107.72		149.08	160.94		172.7	134.5	58.03	69.14	111.2	155.4	72.81	49.41	97.34	788	684		1070	805	952		1000	1060	1020
Cu	109	92	186	48	118	59	104	50	48	52		153.37	20.27	49.27		46.83	65.9		85.76	43.13	31.9	68.27	63.08	60.91	32.29	33.52	48.66	109	92		186	48	59		104	43	50
Rb	5.6	1.21	4.69	7.68	4.22	5.59	2.97	3.09	5.16	5.29		2.2	2.21	2.09		1.06	0.92		3.18	3.34	3.34	3.22	3.74	2.98	3.46	3.91	1.57	5.6	1.21		4.69	7.68	5.59		2.97	2.35	3.09
Sr	20	46	12	16.9	121	83.1	11.8	88.2	116	84.8		329.7	403.77	248.74		347.17	342.92		227.5	261.2	238.5	208.9	338.7	295.9	265	497.9	406.4	317.7	268.4		305.1	326	337.5		218.9	316.6	306.9
Y	2.14	3.91	1.73	3.19	3.88	4.05	2.83	4.15	4.06	5.76		4.25	6.33	7.04		6.72	7.73		2.59	3.53	5.91	7.51	2.26	2.35	5.09	7.02	7.96	3.57	4.62		3.87	3.54	2.64		3.63	4.5	3.8
Zr	7.21	15.2	4.61	11.7	10.1	21.9	9.46	18.9	17.1	27.8		4.97	9.28	11.18		6.68	10.71		4.73	6.22	7.66	10.76	4.03	5.52	8.36	11.22	10.18	5.76	5.52		7.2	7.38	5.38		5.78	6.25	7.16
Nb	0.09	0.16	0.13	0.2	0.17	0.47	0.15	0.36	0.27	0.48		0.11	0.28	0.24		0.1	0.1		0.09	0.17	0.14	0.15	0.1	0.14	0.19	0.47	0.13	0.13	0.06		0.14	0.16	0.12		0.12	0.15	0.25
Ba	2.32	1.61	2.55	1.82	18	10.6	3.47	8.74	19	9.85		13.57	28.68	30.09		15.35	11.37		15.02	23.48	31.19	18.19	20.55	17.35	26.2	72.58	25.64	23.8	16.54		25.73	27.81	27.21		15.69	35.51	33.05
La	0.19	0.38	0.22	0.32	0.45	0.98	0.38	0.74	0.76	1.09		0.84	1.55	1.67		1.05	0.94		0.66	0.95	0.99	0.9	0.91	0.84	1.14	2.28	1.08	0.89	0.62		0.78	0.81	0.94		0.78	0.89	1.24
Ce	0.53	1.23	0.55	1.02	1.22	2.58	1.11	2.18	2.19	3.16		2.05	3.8	4.03		2.74	2.82		1.63	2.25	2.22	2.51	1.73	1.93	2.74	5.02	3.07	2.1	1.73		2.02	2.15	2.14		1.88	2.22	2.83
Pr	0.1	0.21	0.08	0.17	0.2	0.39	0.17	0.35	0.36	0.5		0.31	0.55	0.62		0.46	0.5		0.23	0.31	0.39	0.42	0.28	0.27	0.4	0.67	0.5	0.3	0.28		0.3	0.32	0.29		0.28	0.33	0.38
Nd	0.58	1.19	0.47	0.99	1.11	1.78	1.01	1.75	1.76	2.71		1.66	2.89	3.47		2.48	2.93		1.28	1.61	2.14	2.4	1.32	1.33	2.14	3.43	3.01	1.51	1.66		1.77	1.73	1.46		1.51	1.73	1.78
Sm	0.22	0.45	0.19	0.36	0.42	0.52	0.36	0.46	0.53	0.82		0.59	0.87	1.14		0.91	1.06		0.4	0.48	0.73	0.91	0.33	0.36	0.69	0.92	1.07	0.5	0.6		0.61	0.58	0.4		0.54	0.62	0.48
Eu	0.12	0.16	0.11	0.14	0.18	0.25	0.12	0.2	0.27	0.37		0.43	0.63	0.63		0.54	0.64		0.39	0.43	0.54	0.53	0.4	0.4	0.52	0.73	0.67	0.54	0.43		0.45	0.41	0.45		0.41	0.54	0.5
Gd	0.23	0.48	0.23	0.37	0.55	0.59	0.41	0.63	0.54	0.97		0.78	1.21	1.54		1.24	1.41		0.56	0.69	1.09	1.34	0.5	0.54	0.98	1.37	1.49	0.71	0.88		0.84	0.77	0.59		0.71	0.87	0.66
Tb	0.05	0.11	0.04	0.09	0.11	0.11	0.09	0.12	0.11	0.18		0.14	0.2	0.24		0.22	0.27		0.09	0.11	0.19	0.22	0.08	0.08	0.16	0.2	0.24	0.11	0.15		0.14	0.13	0.09		0.13	0.14	0.11
Dy	0.36	0.65	0.3	0.47	0.71	0.66	0.5	0.76	0.68	1.06		0.88	1.23	1.75		1.44	1.64		0.52	0.72	1.2	1.5	0.46	0.48	1	1.51	1.76	0.71	0.99		0.88	0.79	0.55		0.77	0.88	0.71
Ho	0.07	0.15	0.07	0.11	0.16	0.14	0.11	0.17	0.16	0.23		0.18	0.25	0.32		0.29	0.32		0.12	0.15	0.25	0.31	0.09	0.1	0.2	0.29	0.33	0.15	0.2		0.18	0.16	0.11		0.16	0.18	0.14
Er	0.22	0.37	0.17	0.35	0.4	0.4	0.34	0.44	0.44	0.65		0.47	0.72	0.88		0.78	0.92		0.33	0.38	0.72	0.87	0.27	0.28	0.58	0.92	0.93	0.39	0.52		0.47	0.44	0.32		0.43	0.5	0.44
Tm	0.03	0.05	0.03	0.04	0.07	0.06	0.05	0.06	0.06	0.09		0.06	0.09	0.14		0.1	0.12		0.05	0.06	0.09	0.13	0.03	0.04	0.08	0.13	0.13	0.06	0.07		0.07	0.06	0.05		0.06	0.07	0.06
Yb	0.22	0.4	0.18	0.3	0.41	0.39	0.28	0.41	0.41	0.58		0.41	0.67	0.71		0.68	0.74		0.28	0.36	0.6	0.71	0.18	0.23	0.45	0.8	0.73	0.38	0.47		0.4	0.33	0.29		0.37	0.4	0.44
Lu	0.04	0.06	0.02	0.04	0.06	0.07	0.05	0.07	0.06	0.1		0.06	0.09	0.11		0.09	0.1		0.04	0.06	0.09	0.12	0.03	0.04	0.07	0.12	0.11	0.06	0.07		0.06	0.06	0.05		0.06	0.06	0.06
Hf	0.2	0.37	0.13	0.28	0.3	0.5	0.27	0.45	0.45	0.71		0.2	0.3	0.42		0.29	0.45		0.15	0.22	0.26	0.4	0.12	0.16	0.29	0.34	0.41	0.19	0.22		0.24	0.26	0.18		0.22	0.23	0.22
Ta	0.01	0.02	0.01	0.03	0.02	0.04	0.02	0.03	0.01	0.04		0.03	0.04	0.03		0.02	0.02		0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.01	0.01	0.01	0.01		0.02	0.02	0.03		0.02	0.02	0.02
Th	0.02	0.05	0.03	0.08	0.07	0.21	0.06	0.11	0.05	0.13		0.08	0.17	0.13		0.07	0.04		0.05	0.1	0.16	0.1	0.12	0.08	0.11	0.8	0.81	0.06	0.02		0.04	0.04	0.09		0.05	0.06	0.13
U	0.03	0.01	0.03	0.18	0.04	0.06	0.02	0.03	0.01	0.04		0.03	0.07	0.08		0.13	0.03		0.02	0.05	0.19	0.37	0.21	0.04	0.04	1.29	1.4	0.06	0.03		0.13	0.11	0.06		0.13	0.07	0.08
Pb	2	0.42	1.13	2.56	1.09	1.24	1.02	0.7	0.81	0.85		1.37	1.12	1.1		0.6	0.52		1	1.18	1.07	0.86	1.04	0.86	0.83	2.34	1.46	0.96	0.8		0.82	1.4	1.26		1.35	1.08	1.51
来源	[6]											本文				[14]			[15]
注：主量元素含量单位为%，微量和稀土元素含量单位为10-6

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6.   结论

综合上述研究，笔者发现坡北基性-超基性杂岩体中，不同岩相形成时代上相似，辉长岩相和橄榄辉长岩相出露面积大，锆石U-Pb年龄相对较集中，而橄榄岩相和辉长苏长岩相出露面积小，锆石U-Pb年龄受到一定的干扰。不同岩相的岩石地球化学及矿物地球化学相似，但是受岩浆结晶分异作用和地壳混染作用影响，不同岩相中橄榄石的F_o值、斜长石的牌号、单斜辉石的MgO和CaO含量存在差异；特别是橄榄岩相受堆晶作用影响，与其他岩相相比，岩石地球化学成分上存在一定的差异。本次取得的主要认识如下。

(1) 坡北岩体主要由橄榄岩、橄榄辉长岩、辉长苏长岩、辉长岩等组成；各岩类形成年龄集中在270~280 Ma之间，其中辉长岩年龄为277.1±2.2 Ma；辉长苏长岩年龄为273.5±2.9 Ma；橄榄辉长岩年龄为275.5±1.5 Ma；含斜长石橄榄岩年龄为280.0±2.0 Ma，超基性岩结晶时间最早。

(2) 坡北岩体中不同类型岩石的微量与稀土元素地球化学数据显示出较一致的分配模式，具有同源岩浆演化的特征；结合Sr-Nd同位素数据，坡北岩体起源于亏损地幔，受到4%~15%下地壳物质的混染。

(3) 坡北岩体中不同类型岩石的年代学、岩石地球化学、矿物晶体化学及同位素地球化学特征具有一定差异，主要与岩浆结晶分异及地壳混染程度有关。