Ages and geochemistry of the Erbeng granite in southern Tianshan orogenic belt, Xinjiang: New constraints on the tectonic evolution of the southern Tianshan Ocean
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摘要:
额尔宾山花岗岩岩体位于南天山晚古生代侵入岩带, 对该花岗岩进行锆石U-Pb定年获得296.1±1.8Ma的年龄, 为早二叠世。岩石主量元素分析结果表明, 该花岗岩的SiO2含量为66.96%~67.3%, 富碱(Na2O+K2O=7.53%~7.97%), K2O/Na2O>1(1.15~1.27), 属高钾钙碱性系列岩石; Al2O3为15.56%~15.62%, Al2O3>K2O+Na2O+CaO, 属于过铝型。岩石稀土元素配分模式呈现轻稀土元素(LREE)富集((La/Yb)N=27.03~30.62)、重稀土元素(HREE)亏损((LREE/HREE)=18.2~20.1)、具有中等程度的负Eu异常(δEu=0.64~0.68)。微量元素判别结果显示, 其具有I-A型花岗岩过渡的特征。结合区域地质背景综合分析, 初步认定该岩体可能形成于南天山同碰撞向后碰撞构造体制转换时期, 据此可以推测南天山洋盆闭合时限至少应该在早二叠世以前。
Abstract:Erbeng plutons are located along the South Tianshan Late Paleozoic intrusive rock belts. LA-ICP-MS dating yielded a zir-con U-Pb age of 296.1±1.8Ma(MSWD=0.05), suggesting that this body was emplaced in the Early Permian. The granites from the Erbeng plutons are characterized by silica(66.96%~67.3%) and rich alkali(Na2O+K2O=7.53%~7.97%), obvious variation of K2O/Na2O(1.15~1.27) with the A/CNK being 0.99~1.03, suggesting that they are of weakly peraluminous and high-K calc-alkaline series. They are enriched in LREE((La/Yb)N=27.03~30.62) and depleted in HREE((LREE/HREE)=18.2~20.1). They have negative Eu anomaly(δEu=0.64~0.68), with slightly right-dipping V-type chondrite-normalized rare earth element patterns. Geochemical-ly, they show transition features from I to A type granites. This age, together with their geochemical signatures of I-A type granite and the zircon saturation temperatures of 819~837℃, indicates that this body was emplaced at a transition stage from syncollision to post-collision. From the zircon U-Pb ages combined with regional geological background, the authors infer that the southern Tian-shan Ocean might have been closed at least before the beginning of the Early Permian.
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Keywords:
- Erbeng plutons /
- zircon U-Pb dating /
- South Tianshan Ocean /
- closure time
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中亚造山带（CAOB）是地球上最大的增生造山带之一，也是全球显生宙地壳增生与改造最显著的地区，成为了大陆动力学研究的重点[1]。中亚造山带北邻西伯利亚克拉通，南缘自西向东依次与塔里木克拉通、华北克拉通两大古老地块相接壤[2]，并且经过1000~280Ma长达720Ma的复杂演变和发展[3-4]，期间经历了陆缘增生造山、后碰撞地壳增生过程、陆内造山3个阶段。目前的研究认为，在新元古代和整个古生代时期，中亚造山带的构造演化与古亚洲洋开启-闭合过程及各个地体之间的碰撞造山密切相关，经历了复杂的地壳增生过程，增生方式以岛弧杂岩体侧向拼贴和地幔物质底垫为主。
南天山地区位于中亚造山带西南缘，在大地构造上包括南天山碰撞带和塔里木地块北缘。近年来，国内外的很多学者对南天山的构造演化进行了大量的研究[5-13]，取得了可观进展，但是对于南天山洋的构造属性、南天山洋的闭合时间等几个关键性问题仍有较大争议。目前认为，南天山洋可能为一广阔大洋[14-18]、有限洋盆[19]或弧后洋盆[20-23]。对于南天山的研究，更大的争议在于南天山洋的闭合时代，如存在泥盆纪闭合[23-24]、石炭纪闭合[12, 25-32]、二叠纪闭合[33-39]、三叠纪闭合[40-44]等不同观点。对南天山洋盆闭合时限的约束是南天山演化研究的重要方面。目前对于南天山洋的闭合时代没有统一的定论，而该问题的探讨和研究对于研究南天山的构造演化具有重要的意义。本文对南天山中部额尔宾山一带侵入岩进行了详细的岩相学及地球化学研究，发现这套岩石侵位于早二叠世，并显示出IA型花岗岩过渡的特征。这些数据为探讨南天山洋盆的闭合时限提供了重要的约束。
1. 区域地质背景
中国新疆南天山地区在大地构造上属于中亚造山带西南缘，构造上包括南天山碰撞带和塔里木地块北缘。从地理位置上，中国境内的南天山是指塔里木盆地北缘、汗腾格里—库米什缝合线以南的山系，东延被星星峡北-阿齐库都克-艾比湖（缝合线）天山主干断裂斜截[10]。南天山作为一个典型的增生碰撞型构造单元，其地质演化与古生代南天山洋开启-俯冲闭合，以及紧随其后的塔里木地块和中天山地块的陆陆碰撞造山密切相关。李锦轶[45]、夏林圻等[46]的研究认为，南天山造山带是在早古生代洋盆及被动陆缘陆-陆坡相沉积建造的基础上发育起来的，经历了晚古生代洋盆俯冲关闭和褶皱冲断的过程。南天山洋可能出现于中—晚奥陶世，从志留纪到石炭纪，总体显示多岛洋格局，泥盆纪时期开始向北俯冲，在晚石炭世塔里木大陆与伊犁地块发生最终碰撞，形成了挤压背景下的同碰撞环境，随着南天山多岛洋的不断俯冲消减，在290Ma左右，由于重力不均衡发生了岩石圈底部的拆沉作用，构造环境由同碰撞向后碰撞伸展环境转化。二叠纪期间，天山地区的构造演化都发生在陆内环境，岩浆活动主要以双峰式的幔源岩浆活动为主，在南天山碰撞带和康古尔塔格碰撞带形成了众多的伸展构造背景下的侵入岩和火山岩。在构造上，二叠纪是强烈构造变形的关键时期，南天山在古生代期间经历了2期全区性的强烈构造变形，早期构造变形发生在石炭纪末期—二叠纪初，以挤压体制为主，晚期发生在二叠纪中—晚期，绝大部分地区都以走滑体制为主。早二叠世末期，南天山进入了后碰撞地壳演化阶段。南天山碰撞带主要分布规模较大的有英买来岩体、盲起苏岩体、黄尖石山岩体、川乌鲁杂岩体等，塔里木地块北缘主要分布霍什布拉克岩体、库尔勒岩体、麻扎山岩体、瓦吉里塔格岩体等岩体，多形成于石炭纪末期—早二叠世末期[43]。这些岩石为研究古生代南天山地区的地质演化和成矿规律提供了重要信息。
南天山是由多个不同时代、不同成因的地质体拼合的一个复杂造山带，北以那拉提山南缘断裂为界与那拉提山相邻，南以南天山山前断裂与塔里木盆地相邻，由额尔宾山、哈尔克山、虎拉山3个既独立又相互联系的山脉组成。构造位置上，额尔宾侵入岩位于额尔宾山弧前增生杂岩带中（图 1），该杂岩带主要是泥盆纪地层，下泥盆统—上泥盆统均有出露，其中下泥盆统占主要部分，围岩为一套陆源碎屑沉积岩，即细碎屑岩夹碳酸盐岩，岩体周围围岩残留体和捕掳体较多，接触带可见明显的围岩蚀变，广泛发育角岩化、矽卡岩化、硅化、大理石化等围岩蚀变。该岩体下方与早古生代地层阿尔皮什麦布拉克组整合接触，其上被萨阿明组角度不整合覆盖或为断层接触。额尔宾山山系内弧前增生杂岩带的侵入岩主要分布有石炭纪同碰撞花岗岩和二叠纪后造山花岗岩2大类型，同碰撞花岗岩主要分布在额尔宾山中部地区，呈巨大的岩基及细小的岩株出露于盲起苏—哈尔萨拉一带，近东西向展布，岩体侵入于泥盆纪地层中，岩性主要有中细粒花岗闪长岩、中粗粒花岗闪长岩、中粗粒似斑状花岗闪长岩等。额尔宾山东部出露有近东西向展布的尔古提岩基，侵入于晚志留世陆源碎屑岩中，岩性以二长花岗岩为主。
2. 样品特征
额尔宾山岩体位于额尔宾山东部，出露于泥盆纪地层中，近东西向展布，南界面平直，向北陡倾，北面略有弯曲，向北倾（图 2-a、图 3）。对该岩体获取了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄样。所采样品为糜棱岩化细-中粒斑状二长花岗岩，呈变余似斑状-基质细中粒花岗结构，局部见糜棱结构，似片麻状构造。主要矿物组成为斜长石（25%~30%）、钾长石（25%~30%）、石英（20%~25%）、黑云母(10%~15%)，副矿物为磷灰石、锆石、磁铁矿等，次生矿物为绢云母、绿帘石、绿泥石等。岩石由斑晶和基质组成。斑晶为钾长石，呈近半自形板状，大小为10~15mm，星散状分布，常见格子双晶，钠质条纹，并可见半自形斜长石小包体。条纹微细脉状为固溶体出溶的产物。钾长石种属为微斜条纹长石。基质为斜长石、钾长石、石英。斜长石呈半自形板状，大小一般为1~2mm（细），部分2~3mm（中），略显定向分布。发育韵律环带，最多11环。常见聚片双晶、卡钠复合双晶、肖钠双晶。局部绢云母化。钾长石呈半自形-他形粒状，大小一般为2~3mm，部分1~2mm，少数3~5mm，定向分布。内部格子双晶、钠质条纹发育，条纹微细脉状，为固溶体出溶的产物。活化明显，交代斜长石，使其具有蠕英等交代结构。塑性变形明显，常见波状消光、压溶条纹（强应变域条纹发育）。石英呈他形粒状，大小一般为0.5~2mm，定向分布。塑性变形十分明显，主要塑性变形特征为：波状消光强烈，常见带状消光、变形纹，糜棱化普遍，集合体条纹状定向分布。黑云母呈片状，直径0.5~1mm，部分1~2mm，定向分布。集合体条痕状定向分布。常见解理弯曲，局部绿泥石化（图 2-b、c）。
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图 2 额尔宾山岩体地质略图（据参考文献[①]修改）及显微结构照片b—钾长石斑晶（正交偏光)；c—样品变余似斑状-基质细中粒花岗结构-局部糜棱结构（正交偏光）；Q—石英；Bi—黑云母；Pl—斜长石Figure 2. Geological sketch map of Erbeng plutons and microstructure photographs3. 样品分析方法
本次用于定年的样品采自额尔宾岩体，5件新鲜未蚀变样品采自该岩体的不同位置，用于元素地球化学分析。样品的主量、微量元素测试分析在核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成，主量元素测试依据GB/T14506，用X射线荧光谱法，分析精度一般优于2%，仪器为飞利浦PW2404Ｘ射线荧光光谱仪；微量和稀土元素测试依据DZ/T0223—2001，采用电感耦合等离子体质谱（ICPMS）法，仪器为Finnigan MAT制造HR-ICP-MS(Element)，样品溶解在高压溶样弹中进行。锆石U-Pb测试在香港大学地球科学系完成，所用仪器为VGPQ Excell ICP-MS及与之配套的NewWave UP213激光剥蚀系统，激光剥蚀所用束斑直径30μm，频率6Hz，剥蚀时间30~60s，剥蚀深度20~40μm。为保证测试的精确度及准确度，对每个锆石颗粒进行测试前均在样品表面进行10s的剥蚀，以排除普通铅的污染。锆石年龄采用国际标准锆石91500进行外标校正，分析过程中每隔5个样品分析点进行1次标样校正，以保证标样和样品的仪器条件完全一致, 详细的分析条件和分析流程参见Xia等[48]。
4. 分析结果
4.1 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果
样品中的锆石整体自形程度较高，多成柱状，部分呈浑圆状，颗粒较大，宽度一般为70~120μm，多数长宽比达2∶1，部分长柱状的长宽比大于4∶1（图 4）。阴极发光图像显示，锆石的晶形相对完好，振荡环带清晰，具有典型的岩浆锆石特征。该岩石样品的LAICP-MS锆石U-Pb分析结果列于表 1，分析点2、6、9、12、14、16、19、22的207Pb/235U值较大，可能具有较高的普通铅组成，因此这些点不参与年龄加权平均值的计算，其余14个点的206Pb/238U年龄集中于295~297Ma的范围内。在一致曲线中，数据点集中分布于一致线上或附近（图 5），206Pb/238U年龄加权平均值为296.1±1.8Ma（n=14，MSWD=0.05），该年龄可代表额尔宾山岩体的结晶时代。
表 1 LA-ICP-MS锆石(样品TS08127)U-Th-Pb测定结果Table 1. LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb data of the granites from Erbeng plutons(sample TS08127)点号 U/Th 207Pb/235U ±δ/% 206Pb/238U ±δ/% 207Pb/206Pb ±δ/% 207Pb/235U ±δ/% 206Pb/238U ±δ/% 207Pb/206Pb ±δ/% 同位素比值 同位素年龄 1 1.43 0.34372 0.00406 0.04709 0.00051 0.05292 0.00011 300 3 297 3 325 12 #2 2.57 0.4625 0.0097 0.04713 0.00054 0.07099 0.00052 386 7 297 3 957 25 3 1.15 0.34111 0.01385 0.04681 0.00052 0.05285 0.00223 298 10 295 3 322 98 4 2.25 0.3388 0.00335 0.04712 0.00043 0.05216 0.00014 296 3 297 3 293 10 5 1.47 0.34056 0.00526 0.04707 0.00068 0.05248 0.00016 298 4 297 4 306 16 #6 0.88 0.38427 0.00938 0.04703 0.00186 0.06008 0.00051 330 7 296 11 607 45 7 1.81 0.34217 0.00462 0.04705 0.00062 0.05275 0.00011 299 3 296 4 318 14 8 2.36 0.34368 0.00338 0.04696 0.00042 0.05307 0.00012 300 3 296 3 332 10 #9 3.52 0.37052 0.00614 0.04701 0.00058 0.05708 0.00022 320 5 296 4 495 17 10 0.46 0.33906 0.0045 0.04704 0.00060 0.05230 0.00014 296 3 296 4 299 14 11 1.61 0.34234 0.00701 0.04695 0.00095 0.05288 0.000130 299 5 296 6 324 21 #12 0.77 0.38233 0.0115 0.04707 0.00071 0.05850 0.00046 329 8 296 4 549 40 13 1.36 0.34282 0.00415 0.04704 0.00047 0.05284 0.00017 299 3 296 3 322 12 #14 1.84 0.37044 0.00902 0.04706 0.00062 0.05686 0.00039 320 7 296 4 486 31 15 2.31 0.35152 0.00782 0.04702 0.00046 0.05422 0.00132 306 6 297 3 380 56 #16 2.52 0.36838 0.00416 0.04710 0.00057 0.05684 0.00023 318 3 297 4 485 12 17 0.84 0.34582 0.00463 0.04703 0.00062 0.05334 0.00014 302 3 296 4 343 14 18 2.08 0.34107 0.00398 0.04708 0.00055 0.05254 000010 298 3 297 3 309 12 #19 1.16 0.36855 0.00433 0.04715 0.00060 0.05678 0.00016 319 3 297 4 483 13 20 1.94 0.34304 0.00427 0.04705 0.00061 0.05293 0.05293 299 3 296 4 326 13 21 1.00 0.35135 0.0149 0.04683 0.00048 0.05442 0.00237 306 11 295 3 388 100 #22 1.73 0.52256 0.00603 0.06765 0.00071 0.05601 0.00017 427 4 422 4 453 11 注：#为计算时除外的点 ![]()
图 5 额尔宾山岩体锆石U-Pb谐和图Figure 5. Zircon U-Pb concordia diagram for granites from Erbeng plutons4.2 地球化学特征
额尔宾岩体中的花岗岩样品的主量、微量和稀土元素分析结果见表 2。
表 2 额尔宾岩体花岗岩样品主量、微量和稀土元素分析结果及相关参数Table 2. Major, trace, and rare earth elements of the granites from Erbeng plutons样品号 TS08127-1 TS08127-2 TS08127-3 TS08127-4 TS08127-5 样品号 TS08127-1 TS08127-2 TS08127-3 TS08127-4 TS08127-5 SiO2 67.23 67.30 67.25 67.25 66.96 Zr 255 318 299 290 306 TiO2 0.66 0.65 0.66 0.66 0.65 Nb 14.0 14.2 13.9 14.6 14.4 Al2O3 15.62 15.56 15.62 15.56 15.56 Cs 5.63 5.70 5.90 5.68 5.73 Fe2O3 3.36 3.33 3.34 3.30 3.37 Ba 1213 1057 1102 1072 1181 MnO 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 La 69.3 76.1 72.67 72.2 74.7 MgO 1.39 1.39 1.40 1.39 1.40 Ce 140 148 140 140 146 CaO 2.77 2.84 2.85 2.87 2.76 Pr 16.0 17.1 16.0 16.4 17.2 Na2O 3.37 3.47 3.46 3.53 3.66 Nd 56.1 59.2 55.4 57.5 60.3 K2O 4.27 4.10 4.07 4.05 4.31 Sm 9.25 9.55 8.80 9.29 9.55 P2O3 0.28 0.29 0.28 0.29 0.28 Eu 1.65 1.70 1.64 1.71 1.70 LOI 0.44 0.47 0.47 0.50 0.46 Gd 5.67 5.94 5.31 5.83 5.96 Total 99.45 99.45 99.45 99.45 99.46 Tb 0.84 0.85 0.78 0.85 0.83 Na2O+K2O 7.64 7.57 7.53 7.58 7.97 Dy 4.24 4.28 3.81 4.31 4.2 K2O/Na2O 1.27 1.18 1.18 1.15 1.18 Ho 0.77 0.79 0.72 0.79 0.79 里特曼指数δ 2.39 2.34 2.32 2.35 2.63 Er 1.99 2.04 1.85 2.06 2.06 A/CNK 1.03 1.02 1.02 1.01 0.99 Tm 0.29 0.31 0.28 0.31 0.30 A/NK 1.19 1.53 1.53 1.55 1.53 Yb 1.79 1.95 1.70 1.90 1.93 Sc 7.47 7.96 8.48 7.88 8.00 Lu 0.27 0.28 0.26 0.28 0.29 Ti 3888 4042 4306 3994 4150 Hf 5.90 7.46 7.03 6.87 7.55 V 56.1 58.2 62.6 57.4 58.7 Ta 1.17 1.21 1.07 1.21 1.23 Cr 14.0 15.6 23.5 16.6 13.7 Pb 28.1 27.1 27.3 27.2 29.5 Mn 406 421 459 422 422 Th 35.6 26.4 25.4 26.0 32.1 Co 6.77 6.97 7.88 6.79 7.44 U 4.25 2.71 2.69 2.89 3.71 Ni 7.07 7.10 6.83 7.04 7.22 LREE 293.18 312.49 295.12 297.18 304.09 Cu 11.6 11.5 11.4 11.0 11.3 HREE 15.84 16.43 14.71 16.32 16.44 Zn 56.4 55.4 59.3 58.5 56.5 1REE 309.02 328.92 309.82 313.50 320.53 Ga 20.6 20.7 21.5 20.9 21.6 LREE/HREE 18.51 19.02 20.07 18.21 18.49 Ge 1.50 1.48 1.64 1.42 1.45 LaN-/YbN 27.85 28.09 30.62 27.03 27.73 Rb 181 177 181 176 185 δEu 0.65 0.64 0.68 0.66 0.64 Sr 481 468 476 472 476 Tzr，℃ 819 837 833 828 830 Y 19.5 19.8 18.6 20.2 19.7 注：主量元素单位为%；微量、稀土元素单位为10-6；A/CNK=（Al2O3）/(CaO+K2O+Na2O)摩尔数分数比；A/NK=(Al2O3)/(K2O+Na2O)摩尔数分数比；δ=(K2O+Na2O)2/(SiO2-43)；δEu=EuN(SmN+GdN)*1/2，球粒陨石、原始地幔数据据参考文献[49]；ΣREE、HREE均不含Y，TZr(℃)=12900/[lnDZr(496000/熔体)+0.85M+2.95]-273.15[53] 4.2.1 主量元素
额尔宾山岩体SiO2含量为66.96%~67.30%，具有高钾（K2O=4.05%~4.31%)、富铝（Al2O3=15.56%~15.62%）、较高的K2O/Na2O值（1.15~1.27）特征，P2O5含量为0.28%~0.29%，TiO2为0.65%~0.66%，CaO为2.76%~2.87%，MgO为1.39%~1.40%，主量元素总体显示高硅富碱低钙的特征。铝饱和指数（A/CNK）为0.99~1.03，属于准铝质岩石。在SiO2-K2O图解中，样品点落入高钾钙碱性系列区域（图 6-a）。在A/CNK-A/NK图解中，样品点投影均落入准铝质-弱过铝质的区域内（图 6-b），结合K2O-Na2O图解（图 7），额尔宾山岩体显示过渡型花岗岩的特征。
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图 7 K2O-Na2O判别图解I、A、S—分别为I型、A型和S型花岗岩Figure 7. K2O-Na2O discrimination diagram of Erbeng plutons4.2.2 微量和稀土元素
微量和稀土元素总的特点：①稀土元素总量变化范围为309.02×10-6~328.92×10-6，Ga丰度较高（20.6×10-6~21.6×10-6），轻稀土元素（LREE）介于293.18×10-6~312.49×10-6之间，重稀土元素（HREE）变化范围为14.71×10-6~16.44×10-6。②原始地幔标准化蛛网图上，显示Th、U、La、Ce、Nd、Zr、Hf富集，而Ta、Sr、Ti等强烈亏损。③稀土元素配分模式图中，曲线特征比较一致，显示出弱负Eu异常（Eu/Eu*=0.64~0.68），富集LREE，(La/Yb)N=27.03~30.62，轻、重稀土元素分馏明显，稀土元素球粒陨石标准化分布模式呈一定程度的V型（图 8）。在花岗岩判别图（图 9、图 10）中，样品点大都位于A型与I、S型花岗岩区边界附近，且偏于A型区域，显示出I、S型和A型过渡型花岗岩的特点。但是岩石矿物成分中未见典型的S型花岗岩矿物，如堇青石、石榴子石等，矿物组成中含有磁铁矿及地球化学特征，表明额尔宾山岩体不可能是S型花岗岩，应该为I-A型过渡的花岗岩。
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图 8 额尔宾山岩体稀土元素球粒陨石标准化图解及微量元素原始地幔标准化蛛网图（底图据参考文献[51]）Figure 8. Chondrite-normalized REE patterns and primitive mantle normalized trace element spider diagrams of the granites from Erbeng plutons![]()
图 9 岩体(Zr+Nb+Ce+Y)-TFeO/MgO(a)和(Zr+Nb+Ce+Y)-（Na2O+K2O）/CaO (b)图解（底图据参考文献[52]）A—A型花岗岩；I—I型花岗岩S—S型花岗岩；M—M型花岗岩；FG—分异的I型花岗岩；OGT—未分异的I、A、S型花岗岩Figure 9. Diagrams of Zr+Nb+Ce+Y versus, TFeO/MgO(a) and Zr+Nb+Ce+Y versus(Na2O+K2O)/CaO for the Erbeng plutons![]()
图 10 额尔宾山岩体10000Ga/Al-Zr（a）、1000Ga/Al-(K2O+Na2O)（b）图解（底图据参考文献[52]）I、A、S—分别为I型、A型和S型花岗岩Figure 10. Diagrams of 10000 Ga/Al versus Zr and K2O+Na2O for the Erbeng plutons5. 讨论
5.1 额尔宾山岩体形成时代
晚古生代晚期是南天山岩浆侵入活动的高峰期，但相对于吉尔吉斯南天山，中国境内南天山由于剥蚀程度较低，花岗质侵入岩总体不发育, 其形成时代主要为晚石炭世—早二叠世[54]。根据前人对南天山一带侵入岩的研究，南天山最为发育早二叠世花岗岩(300~270Ma)，主要岩性包括黑云母角闪花岗岩、花岗闪长岩、二长花岗岩、钾长花岗岩、黑云母花岗岩等，呈带状广泛分布于中国境内南天山及吉尔吉斯境内的南天山地区[7, 9, 43, 55-56]。额尔宾山岩体的锆石LA-ICP-MS年龄分析表明，岩体形成于296.1±1.8Ma，为早二叠岩浆活动的产物。
5.2 额尔宾山岩体形成的构造背景
在花岗岩微量元素构造判别图解(Y+Nb)-Rb和Y-Nb图解（图 11）上，数据点落入火山弧花岗岩（VAG）和同碰撞花岗岩（syn-COLG）区内。但张旗等[57]指出，不同类型的花岗岩分别对应于不同的地球动力学环境和源区，对于花岗岩的构造环境的判别不能简单地将成分特征判别图解与构造环境结合起来。吴福元等[58]也指出，由此得到的花岗岩构造环境判别图会给出模棱两可，甚至相互矛盾的结论。单纯从花岗岩的地球化学成分区分同碰撞和碰撞后花岗岩非常困难。目前达成共识的是，碰撞代表挤压环境，挤压导致地壳加厚；碰撞后为伸展环境，伸展导致地壳减薄。同碰撞花岗岩的形成与挤压构造事件相伴，形成的深度大；而碰撞后的花岗岩与随后的伸展构造事件相关，形成的深度小。因此结合该区不同类型花岗岩的形成时代及其深度，可以很好地解释当时的大地构造环境[57]。后碰撞花岗岩比较复杂，因此对投点落在火山弧花岗岩、同碰撞花岗岩和板内花岗岩交界位置的情况，应该加以具体分析。
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图 11 Y-Nb和（Yb+Nb）-Rb构造判别图[59]WPG—板内花岗岩；VAG—火山弧花岗岩；ORG—洋中脊花岗岩；syn-COLG—同造山花岗岩Figure 11. Discrimination diagrams of Yb versus Nb and Y+Nb versus Rb由于缺乏详细的Sr-Nd同位素资料，对于额尔宾山二长花岗岩原岩和成因模式不能进行准确的限制。但是区内的同碰撞盲起苏侵入岩，其形成以壳源为主，并伴有少量幔源物质参与，总体与地壳加厚有关[54]，时间稍晚的碱性麻扎尔塔格石英正长斑岩脉的形成过程中则很少有地壳物质的参与，麻扎尔塔格正长岩源区为地幔[60]，可能反映这个阶段构造环境中的伸展程度越来越明显。
前人对形成于拉张构造环境下的南天山碱性（A型）花岗岩的年代学研究积累了很多有意义的数据，南天山伊兰克里黑云母霞石歪长伟晶岩的年龄为273Ma，黑英山克其克果勒霓霞正长岩的年龄为275Ma[56]；南天山塔里木西黑云霓辉花岗岩的年龄为275Ma；吉尔吉斯境内南天山Kok-kiya和UCh-koshkon A型花岗岩均形成于279Ma；吉尔吉斯天山Mudryum A型花岗岩的年龄为281Ma；Djan-gart黑云母角闪花岗岩为296±4 Ma[55]；吉尔吉斯境内Maidandir岩体为288.6±6.3Ma，AK-shiyrak黑云母角闪花岗岩为292±3Ma[61]，表明在早二叠世，南天山地区已经处于伸展的构造背景下；姜常义等[62]认为，南天山闪长岩298Ma和284Ma的似斑状花岗岩为碰撞造山作用下的产物，南天山后碰撞钾长花岗岩的年龄280~266Ma和南天山后造山碱性岩的年龄275~260Ma表明，南天山的碰撞造山作用可能在石炭纪末期就已结束[43]。赵振华等[63]对西天山的晚古生代的后碰撞火山-浅侵位岩浆岩进行系统的研究，得到250~306Ma的年龄，认为石炭纪末—早二叠世（250~300Ma)是整个西天山构造格架演化的重大转折时期，由俯冲、碰撞造山期的挤压开始转向后碰撞的伸展和拉伸阶段。前人厘定的南天山后碰撞阶段形成的岩体，如英买来黑云二长花岗岩的年龄为291.0±2.6Ma[64]；巴雷公花岗岩为273±2Ma[47]；川乌鲁杂岩为289.3±9.3Ma[61]；而盲起苏岩体（296.9±5.4Ma和304.2±11.2Ma）及铁列克岩体306Ma则形成于同碰撞构造背景下[47]。早二叠世，中天山、南天山和塔里木北缘形成了大量的辉绿岩脉，暗示该时期区域上已处于伸展背景[64]。南天山的吉尔吉斯天山InyIchekclesisty I型花岗岩年龄为295.3±4.4Ma；Terekty I型花岗岩为291±5Ma；Terekty闪长岩I型花岗岩为294±5.3Ma；Tashkoro含角闪石花岗岩I型花岗岩为299±4Ma[61]。因此，南天山的碰撞作用很可能在石炭纪末期结束，二叠纪之后，南天山开始进入碰撞后演化阶段。额尔宾山岩体很可能是南天山构造体制转化背景下形成的，为大陆碰撞至后碰撞过渡型花岗岩，形成的构造环境应为同碰撞到后碰撞的转折阶段。
利用锆石饱和温度计计算的结果可近似代表花岗岩近液相线的温度，也近似代表岩浆起源时温度的最小值。笔者对南天山内可获得充分地球化学数据的不同岩体分别进行了锆石饱和温度计算，计算结果列于表 3中。形成于石炭纪巴音沟蛇绿岩中的斜长花岗岩及西天山阿吾拉勒正长岩的锆石饱和温度，除1个样品略高于800℃（804℃）外，其他均低于800℃。形成时代晚于额尔宾山岩体的碱性岩带上的岩体，如麻扎尔塔格正长岩、麻扎尔塔格石英正长斑岩脉、巴楚正长岩等岩体的形成温度较高，均高于930℃。从锆石饱和温度的变化可看出，从晚石炭世到早二叠世，石炭纪岩体的温度低于800℃，可能暗示源区的残留物较多，并且有流体的加入，此后的伸展背景下形成岩体的温度均大于800℃，甚至更高，暗示其形成过程中很可能有外来热的加入。在锆石饱和温度随着时间变化的图（图 12）上，岩浆形成的温度基本随着碰撞结束时间呈现总体上升的趋势，额尔宾山岩体的锆石饱和温度变化介于同碰撞岩体和后碰撞岩体锆石饱和温度区间内。前人厘定的南天山A型花岗岩均属于高温花岗岩，而俯冲和碰撞很难达到这样的温度。因此，从花岗岩的形成温度看，这一时期的花岗岩不太可能形成于俯冲或同碰撞阶段。这些岩体形成的高热可能与碰撞拼贴结束后，造山后伸展体制导致的软流圈上涌、幔源岩浆的底侵作用有关[58]。额尔宾山岩体的锆石饱和温度范围819~837℃，高于同碰撞花岗岩盲起苏岩体的锆石饱和温度范围639~804℃, 接近后碰撞的Maida’adir花岗岩的793~826℃，以及巴雷公花岗岩体的807~832℃。因此，全岩锆石饱和温度计算结果表明，额尔宾山岩体很可能是在南天山构造体制发生转换阶段形成的，为同碰撞向后碰撞转换阶段的产物。
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图 12 南天山部分岩体锆饱和温度示意图Figure 12. Schematic diagram showing zircon saturation temperatures from intrusive bodies in Chinese South Tianshan表 3 南天山部分晚石炭世—早二叠世花岗质侵入岩形成年龄、锆石饱和温度Table 3. Formation ages and calculation results of zircon saturation temperatures of late Carboniferous to early Permian granitoid plutons in Chinese South Tianshan分类 地区及岩性 时代/Ma SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O2 MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5 Zr T/℃ 资料来源 碱性岩带 巴楚正长岩 275 890~1010℃； [65] 麻扎尔塔格正长岩 277±4（SHRIMP锆石U-Pb） 67.08 0.30 14.77 3.56 0.12 0.38 1.13 5.79 4.40 0.01 1006 940 [60] 67.49 0.31 14.83 3.77 0.13 0.44 1.11 5.92 4.69 0.01 1000 936 67.71 0.30 14.93 3.76 0.16 0.40 1.13 5.58 4.50 0.00 987 943 66.52 0.30 14.92 4.66 0.14 1.32 0.72 5.63 4.79 0.01 999 945 67.54 0.30 15.00 3.84 0.15 0.46 0.56 5.77 4.63 0.00 920 942 麻扎尔塔格石英正长斑岩脉 273.0±3.7（SHRIMP锆石U-Pb） 66.52 0.30 14.92 4.66 0.14 0.32 0.72 5.63 4.79 0.01 1000 945 [66] 67.49 0.31 14.83 3.77 0.13 0.44 1.11 5.92 4.69 0.01 1001 936 67.54 0.30 15.00 3.84 0.15 0.46 0.56 5.77 4.63 0.00 920 942 67.71 0.30 14.93 3.76 0.16 0.40 1.13 5.58 4.50 0.00 987 943 67.66 0.31 14.90 3.78 0.13 0.40 1.13 5.76 4.65 0.01 1079 948 石炭纪 巴音沟蛇绿岩中的斜长花岗岩 324.8士7.1(U-Pb) 76.52 0.10 12.79 0.74 0.07 0.60 2.05 3.65 0.20 0.08 103 772 [67] 74.45 0.10 14.76 0.45 0.05 0.56 1.24 3.81 0.30 0.13 70 755 西天山阿吾拉勒正长岩 311.9±2.5 60.46 0.86 16.64 7.42 0.14 0.59 1.09 3.16 8.58 0.50 236 795 [68] 58.93 0.91 16.85 8.72 0.14 0.59 1.09 3.16 8.58 0.50 200 779 60.11 0.75 17.63 6.58 0.11 0.84 1.22 3.52 7.96 0.43 175 774 59.12 1.21 15.69 10.57 0.14 0.26 1.67 3.66 6.72 0.66 216 778 57.84 0.91 16.18 9.45 0.18 0.99 1.11 2.09 9.76 0.54 279 804 59.93 1.05 15.42 9.09 0.13 0.74 1.57 2.09 9.05 0.48 267 798 同碰撞 盲起苏侵人岩同碰撞花岗岩 296±5.4
304.2±11.672.62 0.30 14.01 0.26 0.02 0.86 1.32 3.17 4.83 0.11 143 804 [47] 71.19 0.28 14.28 0.33 0.03 1.08 1.33 3.52 4.65 0.10 189 802 73.48 0.25 13.42 0.34 0.03 1.07 1.50 3.36 4.65 0.09 142 774 74.18 0.13 13.63 0.43 0.03 0.51 1.20 3.80 4.43 0.08 48.70 692 62.39 0.88 9.86 0.97 0.07 2.62 4.64 3.99 2.51 0.18 91.10 639 后碰撞 吉尔吉斯境内南天山后碰撞花岗岩 296 66.75 0.53 14.28 4.14 0.08 0.56 2.11 3.82 5.82 0.15 392 835 [61] 67.36 0.51 14.91 3.41 0.06 0.55 2.37 4.564 4.57 0.14 263 839 66.59 0.71 14.43 4.97 0.08 0.84 3.15 2.94 4.54 0.21 268 844 281 73.88 0.10 13.09 1.40 0.04 0.06 0.78 4.00 4.96 0.03 157 779 278 71.55 0.32 13.25 5.53 0.06 0.34 0.94 3.50 4.84 0.07 206 875 278 71.18 0.38 13.37 5.27 0.05 0.39 1.42 4.01 4.93 0.08 589 893 278 69.78 0.40 13.08 5.23 0.07 0.49 1.37 3.96 4.76 0.08 479 920 吉尔吉斯境内南天Maida'adir花岗岩 288.6±6.3 73.00 0.22 13.80 1.81 0.04 0.37 1.08 3.09 5.30 0.10 165 793 [69] 72.40 0.39 13.50 2.33 0.04 0.38 1.52 2.42 5.80 0.11 252 826 巴雷公花岗岩 273±2 70.55 0.38 14.11 3.15 0.04 0.64 1.65 3.28 5.17 0.10 251 819 [69] 70.14 0.39 14.32 3.05 0.04 0.49 1.48 3.23 5.17 0.10 274 832 68.68 0.36 15.31 3.06 0.06 0.59 1.87 3.73 4.99 0.10 274 826 70.65 0.36 14.48 3.07 0.05 0.58 1.87 3.43 5.02 0.09 221 807 70.84 0.46 13.61 3.24 0.05 0.79 2.07 3.19 5.06 0.13 306 830 5.3 南天山碰撞造山及洋盆闭合时代
洋盆闭合过程中遗留下来的直接的地质记录，大多在随后的碰撞造山过程中湮灭，难以取得直接的地质学和年代学证据来限定洋盆闭合的时代。目前，南天山是由伊犁-中天山地块和塔里木地块碰撞而成的古生代碰撞带的观点已经达成共识[28]，但对于洋盆闭合的时代及陆陆碰撞的具体时间均未形成一致的认识。通过对南天山碰撞造山及后碰撞花岗岩进行时代研究，不仅可以对碰撞造山过程提供时间约束，也可以为南天山洋的最终闭合时代给予上限限制。本次研究识别出额尔宾山岩体为同碰撞向后碰撞过渡的花岗岩，并通过锆石U-Pb测年确定其形成时代为296Ma，对南天山洋闭合时代和南天山碰撞造山时代给予了时间约束。
最新的研究结果表明，中泥盆世—中石炭世，南天山洋壳向中天山伊犁板块之下北向俯冲[70]；晚石炭世，塔里木微板块与伊犁中天山板块发生最终碰撞[71]，形成了挤压背景下的同碰撞环境花岗岩，如盲起苏同碰撞花岗岩；此后，南天山由同碰撞向后碰撞环境转变，随着地壳的伸展减薄，高钾花岗质熔浆上升侵位, 形成造山结束阶段的碱性花岗岩。额尔宾山岩体正是产生于这一阶段，对应于岩石圈由挤压向伸展构造体制转变的过渡阶段或初始伸展阶段。额尔宾山岩体的出现表明，至少在早二叠世初南天山洋盆已经闭合，碰撞造山结束，进入后碰撞演化阶段。
上述结论得到了一系列地质证据的支持。高俊等[72]综合古地磁资料、区内的沉积特征等认为，南天山的碰撞造山结束时间早于二叠纪。李锦轶等[12]研究发现，南天山发育二叠纪造山型金矿，揭示洋盆在二叠纪之前关闭。朱志新等[6]识别出南天山地区存在富铝同碰撞花岗岩，最小年龄为300Ma，同时识别出后碰撞花岗岩的时限为250~290Ma，表明在晚石炭世末南天山洋已经关闭但碰撞造山还未结束，而在早二叠世早期南天山进入后碰撞阶段。黄河等[61]认为，约290Ma南天山的构造环境由同碰撞向后碰撞伸展环境转化。Konopelko等[73]认为，乌兹别克斯坦和吉尔吉斯天山内的后碰撞侵入岩集中于290~280Ma的短暂区间，并根据吉尔吉斯南天山侵入岩系统的年代学和构造背景研究，将后碰撞开始的时间限定在300Ma左右。从区域地质看，南天山境内大量的碱性花岗岩呈带状分布，形成时代集中于280Ma左右，并在天山地区出现了双峰式火山岩及陆相磨拉石堆积[74]，塔里木北缘古生代活动陆缘的小提坎里克组板内双峰式火山岩获得296.2±6.1Ma的锆石U-Pb年龄，指示额尔宾山岩体与双峰式火山岩有密切的时空关系[75]。此外，二叠纪在中天山、南天山和塔里木北缘形成了大量的辉绿岩脉[76]，暗示在二叠纪南天山洋早已闭合，碰撞造山已经结束，南天山和中天山、塔里木北缘已连为一体，均处于伸展背景。蔡东升等[10]指出，南天山洋盆呈自东向西剪刀式的闭合，结合南天山西段古洋盆在中二叠世以前闭合的认识，额尔宾山岩体限制的南天山东段洋盆闭合的时间为早二叠世以前的认识是合理的。
6. 结论
（1）锆石U-Pb测年结果显示，额尔宾山花岗岩形成时代为早二叠世初期（约296Ma）。
（2）额尔宾山岩体属于弱过铝质和高钾钙碱性系列，具有I-A型过渡型花岗岩的特点，其锆石饱和温度估算为819~837℃。结合前人研究成果及区域地质背景分析认为，该岩体形成于同碰撞向后碰撞转变的过渡时期，表明至少在早二叠世初期，南天山已经完成碰撞造山，进入初始伸展阶段，南天山洋盆在二叠纪之前已经闭合。
致谢: 中国地质大学（北京）朱弟成教授和中国地质科学院地质所石玉若博士在评审本文过程中提出了很多有益的修改建议；锆石单矿物挑选工作得到河北省地质矿产调查所实验室相关工作人员的帮助；锆石的U-Pb定年和数据处理得到了香港大学地球科学系耿红燕博士、Wong Jean博士的帮助，在此一并表示衷心的感谢。 -
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图 2 额尔宾山岩体地质略图（据参考文献[①]修改）及显微结构照片
b—钾长石斑晶（正交偏光)；c—样品变余似斑状-基质细中粒花岗结构-局部糜棱结构（正交偏光）；Q—石英；Bi—黑云母；Pl—斜长石
Figure 2. Geological sketch map of Erbeng plutons and microstructure photographs
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图 5 额尔宾山岩体锆石U-Pb谐和图
Figure 5. Zircon U-Pb concordia diagram for granites from Erbeng plutons
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图 7 K2O-Na2O判别图解
I、A、S—分别为I型、A型和S型花岗岩
Figure 7. K2O-Na2O discrimination diagram of Erbeng plutons
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图 8 额尔宾山岩体稀土元素球粒陨石标准化图解及微量元素原始地幔标准化蛛网图（底图据参考文献[51]）
Figure 8. Chondrite-normalized REE patterns and primitive mantle normalized trace element spider diagrams of the granites from Erbeng plutons
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图 9 岩体(Zr+Nb+Ce+Y)-TFeO/MgO(a)和(Zr+Nb+Ce+Y)-（Na2O+K2O）/CaO (b)图解（底图据参考文献[52]）
A—A型花岗岩；I—I型花岗岩S—S型花岗岩；M—M型花岗岩；FG—分异的I型花岗岩；OGT—未分异的I、A、S型花岗岩
Figure 9. Diagrams of Zr+Nb+Ce+Y versus, TFeO/MgO(a) and Zr+Nb+Ce+Y versus(Na2O+K2O)/CaO for the Erbeng plutons
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图 10 额尔宾山岩体10000Ga/Al-Zr（a）、1000Ga/Al-(K2O+Na2O)（b）图解（底图据参考文献[52]）
I、A、S—分别为I型、A型和S型花岗岩
Figure 10. Diagrams of 10000 Ga/Al versus Zr and K2O+Na2O for the Erbeng plutons
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图 11 Y-Nb和（Yb+Nb）-Rb构造判别图[59]
WPG—板内花岗岩；VAG—火山弧花岗岩；ORG—洋中脊花岗岩；syn-COLG—同造山花岗岩
Figure 11. Discrimination diagrams of Yb versus Nb and Y+Nb versus Rb
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图 12 南天山部分岩体锆饱和温度示意图
Figure 12. Schematic diagram showing zircon saturation temperatures from intrusive bodies in Chinese South Tianshan
表 1 LA-ICP-MS锆石(样品TS08127)U-Th-Pb测定结果
Table 1 LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb data of the granites from Erbeng plutons(sample TS08127)
点号 U/Th 207Pb/235U ±δ/% 206Pb/238U ±δ/% 207Pb/206Pb ±δ/% 207Pb/235U ±δ/% 206Pb/238U ±δ/% 207Pb/206Pb ±δ/% 同位素比值 同位素年龄 1 1.43 0.34372 0.00406 0.04709 0.00051 0.05292 0.00011 300 3 297 3 325 12 #2 2.57 0.4625 0.0097 0.04713 0.00054 0.07099 0.00052 386 7 297 3 957 25 3 1.15 0.34111 0.01385 0.04681 0.00052 0.05285 0.00223 298 10 295 3 322 98 4 2.25 0.3388 0.00335 0.04712 0.00043 0.05216 0.00014 296 3 297 3 293 10 5 1.47 0.34056 0.00526 0.04707 0.00068 0.05248 0.00016 298 4 297 4 306 16 #6 0.88 0.38427 0.00938 0.04703 0.00186 0.06008 0.00051 330 7 296 11 607 45 7 1.81 0.34217 0.00462 0.04705 0.00062 0.05275 0.00011 299 3 296 4 318 14 8 2.36 0.34368 0.00338 0.04696 0.00042 0.05307 0.00012 300 3 296 3 332 10 #9 3.52 0.37052 0.00614 0.04701 0.00058 0.05708 0.00022 320 5 296 4 495 17 10 0.46 0.33906 0.0045 0.04704 0.00060 0.05230 0.00014 296 3 296 4 299 14 11 1.61 0.34234 0.00701 0.04695 0.00095 0.05288 0.000130 299 5 296 6 324 21 #12 0.77 0.38233 0.0115 0.04707 0.00071 0.05850 0.00046 329 8 296 4 549 40 13 1.36 0.34282 0.00415 0.04704 0.00047 0.05284 0.00017 299 3 296 3 322 12 #14 1.84 0.37044 0.00902 0.04706 0.00062 0.05686 0.00039 320 7 296 4 486 31 15 2.31 0.35152 0.00782 0.04702 0.00046 0.05422 0.00132 306 6 297 3 380 56 #16 2.52 0.36838 0.00416 0.04710 0.00057 0.05684 0.00023 318 3 297 4 485 12 17 0.84 0.34582 0.00463 0.04703 0.00062 0.05334 0.00014 302 3 296 4 343 14 18 2.08 0.34107 0.00398 0.04708 0.00055 0.05254 000010 298 3 297 3 309 12 #19 1.16 0.36855 0.00433 0.04715 0.00060 0.05678 0.00016 319 3 297 4 483 13 20 1.94 0.34304 0.00427 0.04705 0.00061 0.05293 0.05293 299 3 296 4 326 13 21 1.00 0.35135 0.0149 0.04683 0.00048 0.05442 0.00237 306 11 295 3 388 100 #22 1.73 0.52256 0.00603 0.06765 0.00071 0.05601 0.00017 427 4 422 4 453 11 注：#为计算时除外的点 
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表 2 额尔宾岩体花岗岩样品主量、微量和稀土元素分析结果及相关参数
Table 2 Major, trace, and rare earth elements of the granites from Erbeng plutons
样品号 TS08127-1 TS08127-2 TS08127-3 TS08127-4 TS08127-5 样品号 TS08127-1 TS08127-2 TS08127-3 TS08127-4 TS08127-5 SiO2 67.23 67.30 67.25 67.25 66.96 Zr 255 318 299 290 306 TiO2 0.66 0.65 0.66 0.66 0.65 Nb 14.0 14.2 13.9 14.6 14.4 Al2O3 15.62 15.56 15.62 15.56 15.56 Cs 5.63 5.70 5.90 5.68 5.73 Fe2O3 3.36 3.33 3.34 3.30 3.37 Ba 1213 1057 1102 1072 1181 MnO 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 La 69.3 76.1 72.67 72.2 74.7 MgO 1.39 1.39 1.40 1.39 1.40 Ce 140 148 140 140 146 CaO 2.77 2.84 2.85 2.87 2.76 Pr 16.0 17.1 16.0 16.4 17.2 Na2O 3.37 3.47 3.46 3.53 3.66 Nd 56.1 59.2 55.4 57.5 60.3 K2O 4.27 4.10 4.07 4.05 4.31 Sm 9.25 9.55 8.80 9.29 9.55 P2O3 0.28 0.29 0.28 0.29 0.28 Eu 1.65 1.70 1.64 1.71 1.70 LOI 0.44 0.47 0.47 0.50 0.46 Gd 5.67 5.94 5.31 5.83 5.96 Total 99.45 99.45 99.45 99.45 99.46 Tb 0.84 0.85 0.78 0.85 0.83 Na2O+K2O 7.64 7.57 7.53 7.58 7.97 Dy 4.24 4.28 3.81 4.31 4.2 K2O/Na2O 1.27 1.18 1.18 1.15 1.18 Ho 0.77 0.79 0.72 0.79 0.79 里特曼指数δ 2.39 2.34 2.32 2.35 2.63 Er 1.99 2.04 1.85 2.06 2.06 A/CNK 1.03 1.02 1.02 1.01 0.99 Tm 0.29 0.31 0.28 0.31 0.30 A/NK 1.19 1.53 1.53 1.55 1.53 Yb 1.79 1.95 1.70 1.90 1.93 Sc 7.47 7.96 8.48 7.88 8.00 Lu 0.27 0.28 0.26 0.28 0.29 Ti 3888 4042 4306 3994 4150 Hf 5.90 7.46 7.03 6.87 7.55 V 56.1 58.2 62.6 57.4 58.7 Ta 1.17 1.21 1.07 1.21 1.23 Cr 14.0 15.6 23.5 16.6 13.7 Pb 28.1 27.1 27.3 27.2 29.5 Mn 406 421 459 422 422 Th 35.6 26.4 25.4 26.0 32.1 Co 6.77 6.97 7.88 6.79 7.44 U 4.25 2.71 2.69 2.89 3.71 Ni 7.07 7.10 6.83 7.04 7.22 LREE 293.18 312.49 295.12 297.18 304.09 Cu 11.6 11.5 11.4 11.0 11.3 HREE 15.84 16.43 14.71 16.32 16.44 Zn 56.4 55.4 59.3 58.5 56.5 1REE 309.02 328.92 309.82 313.50 320.53 Ga 20.6 20.7 21.5 20.9 21.6 LREE/HREE 18.51 19.02 20.07 18.21 18.49 Ge 1.50 1.48 1.64 1.42 1.45 LaN-/YbN 27.85 28.09 30.62 27.03 27.73 Rb 181 177 181 176 185 δEu 0.65 0.64 0.68 0.66 0.64 Sr 481 468 476 472 476 Tzr，℃ 819 837 833 828 830 Y 19.5 19.8 18.6 20.2 19.7 注：主量元素单位为%；微量、稀土元素单位为10-6；A/CNK=（Al2O3）/(CaO+K2O+Na2O)摩尔数分数比；A/NK=(Al2O3)/(K2O+Na2O)摩尔数分数比；δ=(K2O+Na2O)2/(SiO2-43)；δEu=EuN(SmN+GdN)*1/2，球粒陨石、原始地幔数据据参考文献[49]；ΣREE、HREE均不含Y，TZr(℃)=12900/[lnDZr(496000/熔体)+0.85M+2.95]-273.15[53]
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表 3 南天山部分晚石炭世—早二叠世花岗质侵入岩形成年龄、锆石饱和温度
Table 3 Formation ages and calculation results of zircon saturation temperatures of late Carboniferous to early Permian granitoid plutons in Chinese South Tianshan
分类 地区及岩性 时代/Ma SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O2 MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5 Zr T/℃ 资料来源 碱性岩带 巴楚正长岩 275 890~1010℃； [65] 麻扎尔塔格正长岩 277±4（SHRIMP锆石U-Pb） 67.08 0.30 14.77 3.56 0.12 0.38 1.13 5.79 4.40 0.01 1006 940 [60] 67.49 0.31 14.83 3.77 0.13 0.44 1.11 5.92 4.69 0.01 1000 936 67.71 0.30 14.93 3.76 0.16 0.40 1.13 5.58 4.50 0.00 987 943 66.52 0.30 14.92 4.66 0.14 1.32 0.72 5.63 4.79 0.01 999 945 67.54 0.30 15.00 3.84 0.15 0.46 0.56 5.77 4.63 0.00 920 942 麻扎尔塔格石英正长斑岩脉 273.0±3.7（SHRIMP锆石U-Pb） 66.52 0.30 14.92 4.66 0.14 0.32 0.72 5.63 4.79 0.01 1000 945 [66] 67.49 0.31 14.83 3.77 0.13 0.44 1.11 5.92 4.69 0.01 1001 936 67.54 0.30 15.00 3.84 0.15 0.46 0.56 5.77 4.63 0.00 920 942 67.71 0.30 14.93 3.76 0.16 0.40 1.13 5.58 4.50 0.00 987 943 67.66 0.31 14.90 3.78 0.13 0.40 1.13 5.76 4.65 0.01 1079 948 石炭纪 巴音沟蛇绿岩中的斜长花岗岩 324.8士7.1(U-Pb) 76.52 0.10 12.79 0.74 0.07 0.60 2.05 3.65 0.20 0.08 103 772 [67] 74.45 0.10 14.76 0.45 0.05 0.56 1.24 3.81 0.30 0.13 70 755 西天山阿吾拉勒正长岩 311.9±2.5 60.46 0.86 16.64 7.42 0.14 0.59 1.09 3.16 8.58 0.50 236 795 [68] 58.93 0.91 16.85 8.72 0.14 0.59 1.09 3.16 8.58 0.50 200 779 60.11 0.75 17.63 6.58 0.11 0.84 1.22 3.52 7.96 0.43 175 774 59.12 1.21 15.69 10.57 0.14 0.26 1.67 3.66 6.72 0.66 216 778 57.84 0.91 16.18 9.45 0.18 0.99 1.11 2.09 9.76 0.54 279 804 59.93 1.05 15.42 9.09 0.13 0.74 1.57 2.09 9.05 0.48 267 798 同碰撞 盲起苏侵人岩同碰撞花岗岩 296±5.4
304.2±11.672.62 0.30 14.01 0.26 0.02 0.86 1.32 3.17 4.83 0.11 143 804 [47] 71.19 0.28 14.28 0.33 0.03 1.08 1.33 3.52 4.65 0.10 189 802 73.48 0.25 13.42 0.34 0.03 1.07 1.50 3.36 4.65 0.09 142 774 74.18 0.13 13.63 0.43 0.03 0.51 1.20 3.80 4.43 0.08 48.70 692 62.39 0.88 9.86 0.97 0.07 2.62 4.64 3.99 2.51 0.18 91.10 639 后碰撞 吉尔吉斯境内南天山后碰撞花岗岩 296 66.75 0.53 14.28 4.14 0.08 0.56 2.11 3.82 5.82 0.15 392 835 [61] 67.36 0.51 14.91 3.41 0.06 0.55 2.37 4.564 4.57 0.14 263 839 66.59 0.71 14.43 4.97 0.08 0.84 3.15 2.94 4.54 0.21 268 844 281 73.88 0.10 13.09 1.40 0.04 0.06 0.78 4.00 4.96 0.03 157 779 278 71.55 0.32 13.25 5.53 0.06 0.34 0.94 3.50 4.84 0.07 206 875 278 71.18 0.38 13.37 5.27 0.05 0.39 1.42 4.01 4.93 0.08 589 893 278 69.78 0.40 13.08 5.23 0.07 0.49 1.37 3.96 4.76 0.08 479 920 吉尔吉斯境内南天Maida'adir花岗岩 288.6±6.3 73.00 0.22 13.80 1.81 0.04 0.37 1.08 3.09 5.30 0.10 165 793 [69] 72.40 0.39 13.50 2.33 0.04 0.38 1.52 2.42 5.80 0.11 252 826 巴雷公花岗岩 273±2 70.55 0.38 14.11 3.15 0.04 0.64 1.65 3.28 5.17 0.10 251 819 [69] 70.14 0.39 14.32 3.05 0.04 0.49 1.48 3.23 5.17 0.10 274 832 68.68 0.36 15.31 3.06 0.06 0.59 1.87 3.73 4.99 0.10 274 826 70.65 0.36 14.48 3.07 0.05 0.58 1.87 3.43 5.02 0.09 221 807 70.84 0.46 13.61 3.24 0.05 0.79 2.07 3.19 5.06 0.13 306 830
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