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  地质通报  2018, Vol. 37 Issue (4): 642-654  
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李琦, 曾忠诚, 陈宁, 张若愚, 赵江林, 王天毅, 易鹏飞. 阿尔金造山带青白口纪亚干布阳片麻岩年龄、地球化学特征及其地质意义[J]. 地质通报, 2018, 37(4): 642-654.
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Li Q, Zeng Z C, Chen N, Zhang R Y, Zhao J L, Wang T Y, Yi P F. Zircon U-Pb ages, geochemical characteristics and geo-logical significance of Yaganbuyang gneiss in Qingbaikou period along the Altun orogenic belt[J]. Geological Bulletin of China, 2018, 37(4): 642-654.
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基金项目

中国地质调查局项目《新疆阿尔金地区1:5万J45E010020等六幅区域地质矿产调查》(编号:12120114081901)、《新疆西昆仑1:5万喀英迪吉勒嘎等五幅区域地质调查》(编号:1212011120533)

作者简介

李琦(1986-), 男, 硕士, 工程师, 从事区域地质调查工作。E-mail:739304107@qq.com

通讯作者

曾忠诚(1983-), 男, 硕士, 高级工程师, 从事区域地质调查及构造地质学研究。E-mail:113191186@qq.com

文章历史

收稿日期: 2017-05-20
修订日期: 2017-06-07
阿尔金造山带青白口纪亚干布阳片麻岩年龄、地球化学特征及其地质意义
李琦 , 曾忠诚 , 陈宁 , 张若愚 , 赵江林 , 王天毅 , 易鹏飞     
陕西省地质调查中心, 陕西 西安 710068
摘要: 出露于阿中地块库木塔什萨依一带的亚干布阳片麻岩主要岩性为黑云斜长片麻岩、黑云二长片麻岩。利用LA-ICPMS方法进行锆石微区U-Pb同位素定年,得到206Pb/238U年龄加权平均值为900.2±2.9Ma,表明亚干布阳片麻岩原岩形成于新元古代早期青白口纪;地球化学结果显示,主量元素具有高SiO2、Al2O3、K2O+Na2O含量,低Na2O、MgO、CaO和TiO2含量的特征,A/CNK值介于0.95~1.22之间,属于高钾钙碱性系列的过铝质花岗岩。岩石富集Rb、Th、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Sr、P、Hf、Ti等高场强元素;岩石轻稀土元素分馏较强而重稀土元素分馏较弱,具有明显的负Eu异常,总体呈右倾的“Ⅴ”字形稀土元素配分模式,显示典型的地壳重熔型花岗岩特征。亚干布阳片麻岩的源岩主要为地壳中沉积岩类的部分熔融,形成于俯冲-同碰撞构造环境。综上说明亚干布阳片麻岩是新元古代早期俯冲碰撞热事件的产物,反映阿中地块和柴达木地块青白口纪处于汇聚碰撞阶段,构造岩浆活动强烈,与Rodinia超大陆汇聚事件具有一致性。
关键词: 亚干布阳片麻岩    LA-ICP-MS锆石U-Pb定年    地球化学    罗迪尼亚超大陆    阿尔金    
Zircon U-Pb ages, geochemical characteristics and geo-logical significance of Yaganbuyang gneiss in Qingbaikou period along the Altun orogenic belt
LI Qi, ZENG Zhongcheng, CHEN Ning, ZHANG Ruoyu, ZHAO Jianglin, WANG Tianyi, YI Pengfei     
Shaanxi Center of Geological Survey, Xi'an 710068, Shaanxi, China
Abstract: The Yaganbuyan gneiss is outcropped in the Kumutashisayi area of the Azhong Block. The gneiss rocks are composed mainly of biotite plagioclase gneiss and biotite monzonitic gneiss. The U-Pb dating of zircons from the gneiss using LA-ICP-MS yielded an age of 900.2 ±2.9Ma, which indicates that Yaganbuyan gneiss was generated in Early Neoproterozoic. Geochemical analy-sis shows that major elements are characterized by high SiO2, Al2O3 and K2O+Na2O content, and low Na2O, MgO, CaO and TiO2 content, with A/CNK being 0.95~1.22, suggesting that the granite belongs to the typical high-K calc-alkaline series with peralumi-nous nature. The gneisses are enriched in large ion lithophile elements of Rb, Th, K and depleted in high field strength elements of Nb, Sr, P, Hf, Ti. These characteristics are similar to features of the continental collision type granite. REE distribution patterns show negative anomaly of Eu and distinct enrichment of LREE relative to HREE. The chondrite-normalized REE patterns are right-in-clined, with a clear Ⅴ trough. The source rock of the gneiss was mainly from the partial melting of sedimentary rocks in the crust and generated in a subduction-collisional environment. These features indicate that the Yaganbuyan gneiss was formed in the Neopro-terozoic, and that a subductional collision event took place in the Qaidam microplate and the Azhong plate, which coincides with the assembly event of the supercontinent Rodinia.
Key words: Yaganbuyan gneiss    LA-ICP-MS zircon U-Pb dating    geochemistry    Rodinia supercontinent    Alun    

阿尔金造山带位于青藏高原北部边缘,为亚洲大陆内部巨型NEE向断裂体系,断裂东北端切割祁连造山带及阿拉善地块,西南端插入昆仑造山带,把塔里木地块和柴达木地块分隔开,是中—新生代以来强烈活动的左形走滑断裂带[1-2]。阿尔金造山带自北向南可划分为红柳沟-拉配泉(蛇绿)构造混杂岩带、阿中地块、阿帕-茫崖构(蛇绿)造混杂岩带3个三级构造单元[3]。近年来,在阿尔金造山带及其邻区发现有新元古代早期热-构造事件[4-10],这些中元古代末期—新元古代早期的岩浆构造事件被认为与罗迪尼亚(Rodinia)超大陆汇聚事件有关,说明塔里木、柴达木、祁连等地块在这一时期存在与全球超大陆形成有关的汇聚碰撞,这次构造事件(塔里木运动或晋宁运动)造成了塔里木变质基底最终固结[10]。但是对于本文研究区所处的阿中地块新元古代岩浆活动和大地构造环境缺乏详细的研究。

1:25万苏吾什杰幅区调从原“阿尔金群”中解体一套变质古侵入岩,分布于阿尔金南缘主断裂与卡尔恰尔-阔实复合构造带之间,认为是阿中地块结晶基底的主要组成部分。据岩石类型、区域分布、残留的侵入接触关系等,进一步划分出3个构造岩石单位,即盖里克片麻岩(眼球状花岗闪长质片麻岩)、亚干布阳片麻岩(黑云二长片麻岩)和喀拉乔喀片麻岩(眼球状花岗质片麻岩),归并为硝家谱片麻岩套。岩相学、岩石地球化学特征表明,亚干布阳片麻岩具有低钾、高钠等类似于TTG岩套的地球化学特点。而盖里克片麻岩和高钾的喀拉桥喀片麻岩明显不具有这样的特点,它们同为结晶基底演化晚期的长英质古侵入岩,形成于同碰撞构造环境,可能与早前寒武纪的陆核聚集相关,酸性侵入岩的广泛发育与当时较高的地热梯度有关。进一步结合崔军文等[11]在帕夏拉依档一带盖里克片麻岩中获得的单颗粒锆石U-Pb年龄2679±142Ma,考虑变质侵入岩与围岩的接触关系,初步确定亚干布阳片麻岩、盖里克片麻岩原岩形成时代为新太古代—古元古代,喀拉乔喀片麻岩时代置于古元古代。然而通过本次调查研究,在盖里克片麻岩中获得了886.5±5Ma的同位素测年数据[12],在亚干布阳片麻岩中获得了锆石U-Pb年龄值900.2±2.9Ma,均属于青白口纪。

因此,本文在详实的野外地质调查的基础上,从岩石学、年代学、地球化学等方面对研究区青白口纪亚干布阳片麻岩进行了研究,探讨其岩石成因和构造环境,为阿尔金造山带新元古代罗迪尼亚超大陆汇聚阶段构造演化提供了新证据。

1 区域地质背景及岩石学特征

调查区大地构造位置位于阿尔金造山带,地处塔里木地块与柴达木地块接合部位,岩浆活动频繁而强烈、分布范围广、规模大,岩浆作用表现为多期次、多类型、多构造环境的特点。据各侵入体间的接触关系、岩石地球化学特征和同位素年代学资料,将研究区侵入岩从早到晚划分为青白口纪、中—晚奥陶世、晚奥陶世—早志留世和中志留世4期(图 1)。青白口纪从早到晚依次出露亚干布阳片麻岩、盖里克片麻岩和片麻状花岗岩3个侵入填图单位。中—晚奥陶世从早到晚依次出露二长花岗岩、偶含斑黑云二长花岗岩和正长花岗岩3个侵入填图单位。晚奥陶世—早志留世从早到晚依次出露辉长岩、闪长岩、花岗闪长岩、黑云二长花岗岩、正长花岗岩和碳酸岩6个侵入填图单位。中志留世主要出露黑云二长花岗岩。

图 1 阿尔金造山带地质构造图(a)及研究区地质简图(b)(据参考文献修改) Fig.1 Geological and tectonic map of Altun orogenic belt(a) and geological sketch map of the study area (b) TRB—塔里木盆地;QL—祁连山;QDB—柴达木盆地;WKL—西昆仑;EKL—东昆仑;HMLY—喜马拉雅山;INP—印度板块;Ⅰ —阿北变质地块;Ⅱ—红柳沟-拉配泉混杂岩带;Ⅲ—米兰河-金雁山地块;Ⅳ—阿尔金南缘俯冲碰撞杂岩带;Q—第四系;N2y—新近系油砂山组;J1-2dm—侏罗系大煤沟组;∈OMm—奥陶纪茫崖蛇绿混杂岩;QbS—青白口系索尔库里群;Pt1A—古元古代阿尔金岩群;O-S—玉苏普阿勒塔格岩体;O2-3—帕夏拉依档岩体;γδοQb—亚干布阳片麻岩;γδQb—盖里克片麻岩;OΣH—超基性岩块体;β—玄武岩块体;v—辉长岩脉;νQb—斜长角闪岩

亚干布阳片麻岩分布于研究区西北库木塔什萨依一带,围岩为阿尔金岩群a岩组与盖里克片麻岩。亚干布阳片麻岩与阿尔金岩群a岩组为构造面理平行接触,局部残留侵入接触关系特征,表现为亚干布阳片麻岩中包裹阿尔金岩群捕虏体,在阿尔金岩群中可见亚干布阳片麻岩脉体。亚干布阳片麻岩与盖里克片麻岩为脉动接触关系,同时又被中晚奥陶世帕夏拉依档岩体穿插。本文选取的亚干布阳片麻岩薄片样品采自研究区库木塔什萨依下游,根据野外露头观察和薄片鉴定结果,岩性主要为灰白色-灰色黑云斜长片麻岩和黑云二长片麻岩(图版Ⅰ)。

图版Ⅰ   PlateⅠ   a.亚干布阳片麻岩中阿尔金岩群捕虏体;b.亚干布阳片麻岩中花岗岩脉体;c.黑云斜长片麻岩显微镜下照片(D5700/1Bb-02,12.5×正交偏光);d.黑云二长片麻岩显微镜下照片(D0503/1Bb,4×正交偏光)。1—斜长石;2—石英;3—黑云母;4—微斜长石

黑云斜长片麻岩:岩石具有鳞片粒状变晶结构,片麻状构造。矿物特征如下:斜长石估量65%,粒度大小0.20~2.15mm,呈半自形板柱状、他形粒状、长条状,部分晶体表面较浑浊,次生泥化、绢云母化较强,长轴略有定向,集晶形成条带。石英含量约20%,粒度大小0.12~2.40mm,呈他形粒状、长条状、显微透镜状,集晶形成团块或条带。黑云母含量约15%,粒度大小0.15~2.40mm,呈片状,断续定向排列,集晶形成条带。铁质含量小于1%,呈不规则粒状、条带状,杂乱分布。其变质程度相当于中压角闪岩相,中温中压的变质条件。推测原岩为英云闪长岩。

黑云二长片麻岩:岩石具有鳞片粒状变晶结构,片麻状构造。矿物特征如下:斜长石含量约30%,粒度大小0.12~1.05mm,呈半自形板柱状、他形粒状、透镜状,次生泥化、绢云母化较强,长轴略有定向,集晶形成条带。微斜长石含量约15%,粒度大小0.19~0.53mm,呈半自形宽板状、他形粒状,具格子双晶,晶体表面较干净,集晶形成团块。石英含量约30%,粒度大小0.10~0.88mm,呈他形粒状、长条状,长轴定向,紧密结合,集晶形成透镜体或条带。黑云母含量约20%,粒度大小0.10~0.65mm,呈片状,断续定向排列,集晶形成条带。白云母含量约5%,粒度大小约0.10~1.10mm,呈片状,断续定向排列,集晶形成条带。其变质程度相当于中压角闪岩相,中温中压的变质条件。原岩可能为花岗闪长岩。

2 测试分析方法

本次工作在亚干布阳片麻岩中选取1件黑云斜长片麻岩样品(PM003/11-1RZ)进行锆石LAICP-MS U-Pb测年,采样位置为北纬38°28′、东经88°50′,同时选择其中新鲜的黑云二长片麻岩样品2件、黑云斜长片麻岩样品3件进行主量、微量和稀土元素分析。

测年样品每件采集重量约15kg,样品在核工业二〇三研究所分析测试中心采用常规方法进行粉碎、淘选、重选、磁选分离出锆石,然后在西北大学大陆动力学国家重点实验室手工挑选出晶形和透明度较好的锆石颗粒,粘贴在环氧树脂表面,待环氧树脂充分固化后,再对其进行抛光至锆石内部出露。在西北大学大陆动力学国家重点实验室进行反射光、透射光和阴极发光(CL)显微照相。通过反射光、透射光和CL图像分析,选择吸收程度均匀和形态不同的区域进行测定。其中,LA-ICP-MS原位U-Pb定年实验采用Agilent 7500型ICP-MS和德国Lambda Physik公司的Compex102ArF准分子激光器(波长193nm)并用Micro Las公司的Geolas光学系统联机进行。数据分析处理采用GLITTER 4.0并用锆石91500进行校正。采用Isoplot3获得锆石U-Pb年龄及其谐和图。实验原理和流程见参考文献[13-14]。

主量、稀土、微量元素检测分析由核工业二〇三研究所分析测试中心完成。FeO采用容量法分析,其余主量元素采用XRF法分析,使用仪器为荷兰帕纳科公司制造的Axios X射线光谱仪。微量和稀土元素采用ICP-MS法分析,使用仪器为Thermo Fisher Scientific公司制造的XSERIES2型ICPMS,主量元素分析数据中烧失量值介于1.46%~ 2.24%之间,总量在99.49%~99.66%之间,满足精度标准要求;主量元素分析误差小于1%,微量和稀土元素分析精度优于5%。

3 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果

黑云斜长片麻岩样品中的锆石自形程度较好,多呈长柱状,透明度较好,锆石长度介于153~ 266μm之间,宽度介于53~133μm之间。从CL图像(图 2)可以看出,所有锆石具有清晰的岩浆振荡环带,个别锆石具有白色边,可能为后期热液改造的结果。一般岩浆锆石的Th/U值介于0.2~1.0之间,而变质锆石的Th/U值一般小于0.1[15]。样品中的锆石Th/U值为0.23~0.70,均显示典型的壳源岩浆锆石的特征。

图 2 亚干布阳片麻岩中典型锆石阴极发光(CL)图像和年龄值 Fig.2 Representative zircon CL images and ages of Yaganbuyang gneiss

本次工作对黑云斜长片麻岩样品的30粒锆石进行了30个分析点测试,其中27个测点的数据组成一个年龄密集区(图 3表 1),206Pb/238U年龄加权平均值为900.2±2.9Ma,这27个测点都位于岩浆锆石的振荡环带微区,Th/U值较高,为岩浆锆石特征[16]。因此,900.2±2.9Ma年龄值代表黑云斜长片麻岩原岩的形成年龄。另外,有3个测点(10、19、22、13)的年龄值明显偏离谐和线,不参与年龄加权平均值计算。测点10介于锆石核部和环带之间,662±9Ma年龄值可能为混合年龄,无实际地质意义;测点19、22位于锆石白色蚀变边上,年龄值401±7Ma、402±11Ma可能代表后期构造热事件年龄。1:25万苏吾什杰幅报告根据亚干布阳片麻岩与围岩接触关系,认为其形成时代为新太古代—古元古代,本次LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年数据表明,其形成年龄为900.2±2.9Ma,属青白口纪。

图 3 亚干布阳片麻岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄谐和图 Fig.3 LA-ICP-MS zircon U-Pb concordia diagram of Yaganbuyang gneiss
表 1 亚干布阳片麻岩(样品PM003-11) LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素分析结果 Table 1 LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb isotopic analyses of Yaganbuyang gneiss(sample PM003-11)
4 岩石地球化学特征

亚干布阳片麻岩的主量、微量及稀土元素测试结果见表 2

表 2 亚干布阳片麻岩主量、微量和稀土元素分析结果 Table 2 Major, trace and REE contents of the Yaganbuyang gneiss
4.1 原岩恢复

除伴有强烈交代作用的变质岩,如各种交代蚀变岩、混合岩等外,所有变质岩都是特定原岩在相对封闭条件下经变质作用的产物,其成分变化基本上是等化学的,因而,岩石化学和地球化学特征基本反映原岩特征,并主要受原岩形成作用和成岩构造环境所制约[17]。本文在详细的薄片观察基础上,利用岩石化学和地球化学特征进行了原岩恢复。

对亚干布阳片麻岩的5件样品(其中黑云斜长片麻岩3件,黑云二长片麻岩2件)进行变质岩原岩恢复投图分析。据西蒙南((al+fm)-(c+alk))-Si图解(图 4)可以看出,1个样品点落在火山岩区,4个样品点在火山岩区与沉积岩区的边缘, 并靠近火山岩。从SiO2-TiO2图解(图 5)可以看出,1个样品点落在火山岩区,4个样品点落在火山岩区与沉积岩区的边缘,并靠近火山岩。总体反映出亚干布阳片麻岩为正变质特征。从R1-R2花岗岩分类图解(图 6)可以看出,3个黑云斜长片麻岩样品点分布于英云闪长岩区域,2个黑云二长片麻岩样品点分布于花岗闪长岩区域,与薄片鉴定原岩恢复结果一致。

图 4 Si-((al+fm)-(c+alk))图解(底图据参考文献[18]) Fig.4 Si-((al+fm) -(c+alk))diagram
图 5 SiO2-TiO2图解(底图据参考文献[18]) Fig.5 SiO2-TiO2 diagram
图 6 R1-R2图解(底图据参考文献[19]) Fig.6 R1-R2 diagram
4.2 主量元素

样品具有高SiO2(66.33% ~68.39%,平均值67.34%)、Al2O3(14.25%~15.47%,平均值14.92%)、K2O(2.71%~4.70%,平均值3.83%)和全碱(5.51%~ 7.53%,平均值6.50%)含量,低Na2O(2.28%~3.11%,平均值2.68%)、MgO(1.07%~1.50%,平均值1.30%)、CaO(1.96%~3.38%,平均值2.71%)和TiO2(0.47%~ 0.71%,平均值0.61%)含量的特征。A/CNK值介于0.95~1.22之间,A/NK>1,这些地球化学特征显示,岩石主要为过铝质花岗岩(图 7)。岩石的碱度率指数AR为1.74~2.15,具有富铝的特点,Mg#值介于30.99~40.11之间,平均值33.51,里特曼指数σ为1.28~2.30,平均值1.75,显示钙碱系列岩石特征,在K2O-SiO2图解中样品几乎全部落入高钾钙碱性系列与钾玄岩系列范围(图 8),SiO2-Ce图解(图 9)显示,该岩石属于过铝质-高钾钙碱性系列的Ⅰ型花岗岩类。

图 7 A/CNK-A/NK图解(底图据参考文献[20]) Fig.7 A/CNK-A/NK diagram
图 8 SiO2-K2O图解(底图据参考文献[21]) Fig.8 SiO2-K2O diagram
图 9 SiO2-Ce图解 Fig.9 SiO2-Ce diagram
4.3 稀土和微量元素

亚干布阳片麻岩稀土元素总量(∑REE)为198.25× 10-6~314.36 × 10-6,∑ LREE/∑ HREE值为2.96~ 4.37,轻、重稀土元素分馏明显,(La/Yb)N=7.18~ 11.97,其中轻稀土元素分馏较强,(La/Sm)N=3.42~ 4.71,重稀土元素分馏较弱,(Gd/Yb)N=1.29~2.24,显示LREE(轻稀土元素)富集、HREE(重稀土元素)略显平坦的右倾的“Ⅴ”字形分布模式(图 10),表明样品具有典型的地壳重熔型花岗岩特征。所有样品都具有负Eu异常(δEu=0.40~0.64),暗示岩浆在形成过程中可能存在斜长石的分离结晶作用或源区有斜长石的残留。

图 10 球粒陨石标准化稀土元素配分图(底图据参考文献[22]) Fig.10 Chondrite-normalized REE patterns for Yaganbuyang gneiss

原始地幔标准化微量元素蛛网图(图 11)表现出相对富集Rb、K、Th、U等大离子亲石元素(LILE)和亏损Ba、Nb、Sr、P、Hf、Ti等高场强元素(HFSE)的地球化学特征,与活动陆缘岛弧区岩浆产物的地球化学特征一致。Nb的亏损说明斜长石作为熔融残留相或结晶分离相存在,即在熔融过程中斜长石没有耗尽;Ti的亏损可能同钛铁矿的分离结晶作用有关。

图 11 原始地幔标准化微量元素蛛网图(底图据参考文献[22]) Fig.11 Primitive mantle-normalized trace element spider diagram for Yaganbuyan gneiss
5 讨论 5.1 岩体成因分析

亚干布阳片麻岩岩石的K/Rb值(144.47~ 241.13,平均值182.79)与地壳岩石的比值(150~ 350)相近;显示了壳源演化岩石的特征。另外,Mg#值也是判断岩浆熔体单纯来源于地壳还是有地幔物质参与的有效参数,地壳部分熔融形成的熔体不管熔融程度如何,形成的岩石均具有较低的Mg#值(< 40),而高Mg#值(> 40)的岩石则可能与地幔物质加入有关[23],亚干布阳片麻岩的Mg#值(平均值为33.50)指示其主要来源于地壳的部分熔融。但是个别样品的Nb/Ta值(43.35、44.98)远大于地壳的Nb/Ta平均值8.3,显示幔源物质的特征[24],说明在成岩过程中存在少量幔源物质的参与。此外,岩石中Sr含量为90.80×10-6~193.40×10-6(< 400×10-6);Yb含量为2.61×10-6~3.34×10-6(> 2×10-6),Sr的负异常说明岩石经历了斜长石的分离结晶作用或源区残留有斜长石,与稀土元素反映的特征一致。在源岩C/MF-A/MF判别图解(图 12)中,样品点主要落入变质砂岩和变质泥岩范围,推断该岩石的源岩为地壳中沉积岩类的部分熔融。综上所述,亚干布阳片麻岩可能为幔源岩浆底侵使中下地壳沉积岩类发生部分熔融,且遭受幔源组分混染形成混合岩浆,经结晶分异作用后的产物。

图 12 C/MF-A/MF成因图解(底图据参考文献[25]) Fig.12 Petrogenetic C/MF-A/MF diagram for Yaganbuyan gneiss
5.2 构造环境分析

亚干布阳片麻岩具有过铝质-高钾钙碱性系列的Ⅰ型花岗岩类特征。Pitcher[27]认为,Ⅰ型花岗岩大多形成于2种构造环境:①活动大陆边缘(科迪勒拉型);②造山后抬升隆起带(加里东型)。其中,活动大陆边缘岩浆活动往往以钙碱性系列岩石为主,标志性的岩石组合为英云闪长岩-花岗闪长岩-闪长岩;造山后抬升减压熔融形成的Ⅰ型花岗岩岩石类型为双峰式花岗闪长岩、闪长岩-辉长岩。亚干布阳片麻岩原岩为花岗闪长岩的岩石组合,符合活动大陆边缘产出的岩石类型,明显区别于造山后抬升隆起带的岩石组合类型。此外,岩石中富集Rb、K、Th、U等大离子亲石元素和亏损Ba、Nb、Sr、P、Hf、Ti等高场强元素的地球化学特征,显示出与活动陆缘洋壳俯冲消减带岩浆活动相关的地球化学特征;另外,从R1-R2构造环境判别图解(图 13)可以看出,亚干布阳片麻岩样品大部分落入同板块碰撞前陆缘洋壳俯冲环境中,少数落入同碰撞环境中;在Pearce等[28]定义的花岗岩类型成构造环境(Y+Nb)-Rb、Yb-Ta、Y-Nb、(Yb+Ta)-Rb判别图(图 14)上,大多数样品投点落在火山弧花岗岩区,少数落入同碰撞花岗岩区。以上特征显示,青白口纪亚干布阳片麻岩原岩形成于俯冲-同碰撞环境,是新元古代早期俯冲碰撞热事件的产物。

图 13 岩石R1-R2构造环境判别图解(底图据参考文献[26]) Fig.13 R1-R2 discrimination diagram for Yaganbuyan gneiss 1—地幔分异产物;2—板块碰撞前;3—碰撞隆起后;4—造山晚期;5—非造山;6—同碰撞;7—造山期后
图 14 构造环境判别图解(底图全部据参考文献[28]) Fig.14 Tectonic discrimination diagrams a—(Y+Nb)-Rb构造环境判别图解;b—(Yb+Ta)-Rb构造环境判别图解;c—Yb-Ta构造环境判别图解;d—Y-Nb构造环境判别图解
5.3 构造意义

本次在亚干布阳片麻岩中获得的锆石U-Pb年龄为900.2±2.9Ma,形成于俯冲-同碰撞转折的构造环境,笔者于2015年在盖里克片麻岩中获得锆石U-Pb年龄886.5±5Ma,其形成于同碰撞构造环境[11],这些研究表明,阿尔金地区存在新元古代早期的花岗质岩浆活动,且与Rodinia超大陆的汇聚事件有关。近年在阿尔金地区发现了超大陆汇聚事件的相关记录,王超等[9]在阿尔金南缘江尕勒萨依一带(测区西侧)榴辉岩的围岩中得到花岗质片麻岩为碰撞型花岗岩,原岩形成于新元古代早期,加权平均年龄为923±13Ma,说明塔里木、柴达木、祁连等陆块作为Rodinia超大陆的一部分在新元古代早期曾发生过汇聚碰撞作用。王立社等[29]在阿尔金中段环形山S型花岗岩中获得的锆石U-Pb年龄为928±9Ma,认为原岩是在同碰撞汇聚构造地质背景下地壳杂砂岩部分熔融上侵形成的。1:5万清水泉等四幅区调获得了清水泉南片麻状花岗岩锆石U-Pb年龄为918±6.9Ma和922±8Ma,肖鲁克布拉克片麻状花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄为918±12Ma及924±11Ma[3];以上说明新元古代阿尔金地区汇聚事件时限集中在928~886Ma之间。

Rodinia超大陆的形成是由于格林威尔造山运动将全球分散的大陆块聚合而成,在中国表现为各主要克拉通地块通过晋宁期碰撞拼合发生过一次全面的多块体复杂拼贴[30]。与Rodinia超大陆汇聚有关的岩浆响应在阿尔金的邻区表现也十分醒目,柴达木北缘发育新元古代早期的花岗质片麻岩带,前人分别在鱼卡河、沙柳河、锡铁山、落凤坡等地区对其进行年代学研究,锆石U-Pb年龄集中在952~ 917Ma[31-34],说明柴达木北缘新元古代早期(952~ 917Ma)曾发生过一次强烈的板块汇聚过程。同样,在祁连造山带结晶基底中的新元古代早期花岗质岩浆活动在时代上基本一致,同位素年龄均介于943~917Ma之间,且该类花岗岩均具有同碰撞花岗岩类特点[35-37]。秦岭地区新元古代早期同构造花岗岩体发育较广泛,东起西峡寨根,西至武山李家沟,这些岩体明显遭受了强烈变形作用的改造,形成时代跨度集中在978~911Ma之间,表明秦岭造山带新元古代早期洋壳俯冲、陆块汇聚地质事件的存在[38-40]。通过以上对西部地区与Rodinia超大陆汇聚事件相关的构造热事件的时限进行比对,可以看出,新元古代早期柴北缘、祁连、秦岭地区洋壳俯冲、陆块汇聚地质事时限基本同步,主造山期基本一致,但是明显早于阿尔金地区,总体上表现出从东往西板块汇聚拼贴具有从早到晚的趋势。

6 结论

(1)亚干布阳片麻岩岩性主要为黑云斜长片麻岩、黑云二长片麻岩,原岩为英云闪长岩。LAICP-MS锆石U-Pb定年结果显示,亚干布阳片麻岩的形成年龄为900.2±2.9Ma,代表了亚干布阳片麻岩原岩的侵位时间,表明阿中地块存在新元古代早期的构造岩浆事件。

(2)亚干布阳片麻岩具有高Al2O3、K2O,低Na2O、MgO、CaO,富集Rb、Th、K,亏损Nb、Sr、P、Hf、Ti等特征,岩石轻稀土元素富集而重稀土元素亏损,具有明显的负Eu异常,总体呈右倾的“Ⅴ”字形稀土元素配分模式,属典型的高钾钙碱性系列的过铝质花岗岩,源岩可能由地壳中沉积岩类的部分熔融形成。

(3)根据构造判别图解,得出亚干布阳片麻岩原岩形成于俯冲-同碰撞构造转折环境,可能对应于新元古代的Rodinia超大陆汇聚事件,为限定新元古代阿中地块、柴达木地块拼合形成时代提供了新的依据。对比区域上新元古早期构造岩浆事件,表明新元古代柴北缘、祁连、秦岭地区汇聚事件时限基本同步,主造山期基本一致,但是明显早于阿尔金地区。

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