阿尔金清水泉斜长角闪岩同位素定年及其地球化学特征

王立社， 李智明 杨鹏飞 段星星 张耀选， 仇银江， 乔耿彪

阿尔金清水泉斜长角闪岩同位素定年及其地球化学特征

王立社1，2， 李智明1， 杨鹏飞1， 段星星1， 张耀选2， 仇银江2， 乔耿彪1

（1.国土资源部 岩浆作用成矿与找矿重点实验室， 中国地质调查局 西安地质调查中心， 陕西 西安 710054； 2.新疆地质勘查基金项目管理中心， 新疆 乌鲁木齐 830001）

阿尔金南缘清水泉地区与超基性岩及斜长花岗岩伴生的斜长角闪岩岩石地球化学组成显示： SiO2和Al2O3含量较高， 分别为47.63%～55.26% 和16.42%～18.97%， Na2O+K2O含量低为4.91%～5.60%， MgO和Mg#值较低为4.41%～5.72%和44.9～57.9， 具有负Eu异常， 其Mg#与TiO2、FeOT及Cr与Rb呈明显的相关性， 表明岩石为地幔岩浆经分异演化形成。岩石富集大离子亲石元素Rb、Ba、Sr及Sm和Th， 亏损高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf、Yb、Y、Lu及Ti， 且Th/Ta为2.61～18.12＞1，Nb/La为0.21～0.66＜1， 指示岩石在演化过程中受到了陆壳的混染， 推断岩石形成于裂谷环境。利用LA-ICP-MS微区原位定年获得斜长角闪岩中锆石206Pb/238U加权平均年龄为461±4 Ma， 指示阿尔金南缘在中奥陶世早期处于伸展的构造动力学背景之下， 为研究阿尔金构造带的形成及演化提供了新的证据。

斜长角闪岩； 地球化学； 岩石成因； 同位素年龄； 阿尔金

0 引 言

阿尔金造山带位于新疆、青海、甘肃省交界地带， 是西北地区主要大地构造单元（塔里木、柴达木以及东西昆仑、天山、柴北缘、北祁连和北山构造带）的衔接地带， 又是青藏高原北部的自然边界， 在地质演化历史中处于重要的构造位置。阿尔金南缘主断裂是中亚大陆内一条重要的走滑断裂带， 认识其形成和演化史关系到中国西北地区乃至中亚大陆地质构造的划分， 具有十分重要的地质意义。沿该带长约700 km的范围内， 断续分布着70余个规模不等的镁铁-超镁铁质岩体。前人研究显示， 沿该断裂带于田县至新疆青海交界范围内镁铁-超镁铁质岩体具有蛇绿岩特征， 命之为“阿帕-茫崖混杂岩带蛇绿岩”（何国琦等， 1994； 董显杨等， 1995； 赖绍聪等， 1996； 刘良等， 1998； 张旗和周国庆， 2001； 李向民等， 2009； 陈宣华等， 2009）， 其中玄武岩具有N-MORB和E-MORB特征（王焰等， 1999； 马中平等，2011）， 是古生代前存在于冈瓦纳大陆和西伯利亚陆块之间的“原特提斯洋”（杨经绥等， 2009； 马中平等，2009； 许志琴等， 2010）。同时现有的研究表明， 沿阿尔金造山带南缘存在一条500 Ma左右的（早古生代）陆壳深俯冲型高压-超高压变质岩带（刘良等， 1996，2002， 2003， 2007， 2009； 张建新等， 1999， 2010； 车自成等， 2002； 曹玉亭等， 2010； Wang et al.， 2011； Liu et al.， 2012）， 该带为“原特提斯洋”洋壳深俯冲、随后的陆壳深俯冲以及之后折返作用的产物（杨经绥等，2009； 许志琴等， 2010）， 可能与该蛇绿岩所代表的洋关闭有关。近来笔者在阿尔金南缘断裂带中段的清水泉一带进行区域地质调查和矿产勘查的过程中发现一套与超镁铁质岩和斜长花岗岩伴生的斜长角闪岩， 本文首次对其进行同位素定年， 分析其地球化学特征， 探讨其地质背景和在阿尔金构造演化中的意义。

1　区域地质背景

阿尔金造山带经历了太古宙古老地壳形成和多期的岩浆活动、古元古代（2500～1800 Ma）强烈改造和中基性岩浆侵入、新元古代（1000～800 Ma）碰撞造山和大规模的岩浆活动（王超等， 2006； 刘永顺等，2009； Wang et al.， 2013）、早古生代古板块（或地块）之间相互俯冲-碰撞形成的复杂构造带， 之后又遭受中新生代走滑断裂系的改造。依据区内不同地质体的地质特征、岩石学、地球化学和同位素年代学方面研究， 该造山带由北向南依次可划分为阿北变质地体、红柳沟-拉配泉构造混杂岩带、阿中米兰河-金雁山地块、阿南茫崖构造混杂岩带等4个构造单元（许志琴等， 1999； 刘良等， 1999）。研究区位于阿南茫崖构造混杂岩带上（图1）， 主要出露有古元古界阿尔金群、中元古界巴什库尔干群、新元古界索尔库里群等老变质岩系及中生代侏罗系， 新生代古近系、新近系和第四系等。区内岩浆岩发育， 沿阿尔金南缘断裂带串珠状分布， 构成规模较大的岩带；有基性-超基性岩和中酸性岩， 形成时代有晋宁期、加里东期、海西期及燕山期等， 中酸性岩主要分布在主断裂带南部。

2　岩体地质及岩相学特征

清水泉地区以阿尔金南缘断裂为界， 北部为索尔库里群，未变质或者轻微变质，岩性为泥灰岩、粉砂岩、钙质粉砂岩、粉砂质灰岩、硅质岩以及安山岩岩块、变玄武岩岩块等； 南部为酸性岩-中性岩-基性-超基性岩分布区。NEE向左行走滑的阿尔金南缘断裂带从区内通过， 区内断裂、小褶曲、劈理、片理发育。斜长角闪岩与超基性岩及斜长花岗岩呈近东西走向， 岩石较破碎。槽探工程及钻探工程编录显示辉橄岩、橄榄岩等超基性岩石与斜长角闪岩往往呈层状、似层状过渡接触， 其中辉橄岩较厚， 橄榄岩、辉石岩较薄（厚度仅为5～15 cm）， 斜长角闪岩厚度变化较大， 其原岩应为辉长岩类。岩体层理产状受构造影响变化大， 东部产状为195°∠58°、中部产状为260°∠50°， 西部产状为20°∠52°（图2）。采样在近东西向大沟与近南北向大沟交汇处山坡， 坐标为：E88°21.778′， N38°07.732′。岩石露头为自然露头， 呈灰黑色， 似块状构造， 矿物粒度较细， 一般＜2 mm。新鲜岩石为灰色， 经镜下鉴定为绿泥-绿帘石化斜长角闪岩， 岩石矿物组成为： 斜长石（30%～70%）， 它形粒状变晶， 表面轻度绢云母化， 粒径为 0.1 mm× 0.5 mm～0.3 mm×0.5 mm， 长轴趋于半平行排列； 角闪石（30%～60%）， 粒柱状， 粒径为 0.05 mm×0.1 mm～0.4 mm×1.0 mm， 粒晶长轴半平行排列； 绿帘石（5%～8%）， 呈不规则它形交代黑云母及角闪石； 绿泥石（5%～7%）， 为普通角闪石及黑云母蚀变产物；石英（1%～8%）， 呈它形粒状、斑杂状集合分布； 钛铁矿（0.5%～1.5%）， 为它形-半自形细粒状， 粒径为0.02～0.2 mm； 绢云母（1%～1.5%）， 呈细鳞片状交代斜长石； 此外， 见少许榍石、黄铁矿（图 2）。不同地段岩石的矿物含量有变化， 但是矿物组成较稳定。

图1　阿尔金构造地质简图和清水泉地质简图Fig.1 Geological sketch map of Altyn Tagh and geological sketch map of the Qingshuiquan area

3　岩石地球化学特征

元素地球化学分析测试在西安地质矿产研究所实验测试中心完成， 主量元素采用 Panalytical公司产PW4400型X萤光光谱仪（XRF）测定， 分析误差低于5%； 微量元素和稀土元素采用Thermo Fisher公司产X-seriesll型电感偶合等离子质谱仪（ICP-MS）测定， 相对标准偏差优于5%。测试结果见表1。

3.1主量元素地球化学特征

斜长角闪岩发生了轻微的绿泥-绿帘石蚀变，因此样品存在1.61%～3.14%的烧失量。其SiO2含量范围为 47.6%～55.3%， MgO含量较低为 4.41%～5.72%， Na2O+K2O含量比较稳定为 4.91%～5.60%，且Na2O＞K2O， TiO2含量变化于1.01%～2.38%， Al2O3（16.4%～19.0%）和 CaO（6.79%～8.72%）含量较高， FeOT值为 6.75%～10.1%。在硅碱图解（图略）中， 除样品CqH5落入碱性与亚碱性结合区域外， 其余均落入亚碱性范围； 在AFM图解（图略）中全部落入钙碱系列范围内。由于斜长角闪岩是由辉长岩变质而来， 在中低级变质过程中K、Na及Fe等往往会发生迁移， 所以这些图解仅用来概略指示岩石系列，但 Ti、Mn及 P元素在同样的变质过程中较稳定，因此利用TiO2-10×Mn-10×P2O5判别图解对样品进行判定， 发现样品处于洋岛碱性玄武岩、岛弧钙碱性玄武岩以及岛弧拉斑玄武岩的交界区域（图 3），虽然多落入洋岛碱性玄武岩区域， 但仍表明岩石复杂的成因背景。

图2　岩石及显微岩石学照片Fig.2 Phots of the occurrences and hand specimen and microphotograph of the amphibolite

表1　斜长角闪岩主量元素（%）及微量元素（μg/g）化学组成Table 1 Major （%） and trace element （μg/g） concentrations of the amphibolites

图3　岩石主元素构造环境判别图解（据Mullen， 1983）Fig.3 Major element tectonic discriminant diagram for the rocks

3.2微量元素地球化学特征

斜长角闪岩稀土总量 ΣREE（不含 Y）为 160.82～550.15 μg/g， LREE含量变化较大为146.24～523.59 μg/g， HREE含量为 14.6～26.6 μg/g， 轻、重稀土LREE/HREE和 LaN/YbN比值分别为 10.0～19.7及11.1～30.4， 表明轻重稀土元素分馏明显。球粒陨石标准化配分模式图（图 4a）显示各样品具有一致的右倾型曲线， 轻微的负Eu异常， 各样品轻稀土间稍有分异， 重稀土相对汇聚。

原始地幔标准化微量元素蛛网图（图 4b）显示斜长角闪岩富集大离子亲石元素Rb、Ba、Sr， 以及Sm和 Th， 亏损高场强元素 Nb、Ta、Zr、Hf、Yb、Y和Lu， 这些特征与岛弧及裂谷成因基性岩一致。

4　岩石成因

在基性岩中， Ni、Mg等被橄榄石、辉石或尖晶石容纳， 随着岩浆的演化而变贫。因此， 这些元素的含量和岩石固结指数 SI（=100×MgO/（MgO+FeO+ Fe2O3+Na2O+K2O））都能够反映基性岩石是否为原生玄武质岩浆。大多数原生玄武岩浆的固结指数为40左右或更大， 当发生结晶分异时， SI值降低， 本文岩石SI值为22.1～30.1（小于40）， 且MgO（4.41%～5.72%）及Ni（12.7～61.6 μg/g）含量较低， Mg#值（44.9～57.9）小于原始岩浆 68～78（王人镜， 1984）， 表明岩石发生过结晶分异作用。在 Mg#-TiO2、Mg#-FeOT关系图（图5a、b）中， Mg#与TiO2、FeOT呈明显的负相关性， 这是因为岩浆在低氧逸度（和水含量）条件下会推迟演化过程中磁铁矿的晶出， 致使残余岩浆朝富 Fe和Ti、贫Si的方向演化， 即Fenner演化趋势。这种演化趋势比较少见， 但同样存在于地球演化的不同时期和构造环境中（Brooks et al.， 1991）， 例如形成于大陆裂谷环境的东格陵兰 Skaergaard（Brooks et al.，1991）、攀枝花（Zhou et al.， 2005）等地区Ti-Fe富集的玄武岩。岩石的镁铁比值m/f为0.8～1.34＜2， 属于吴利仁（1963）所划分的富铁质基性岩石类型， 该区已发现的长清铁矿就产于该套岩石中， 而且矿石中含Ti、V及 Cr较高， 也表明 Fenner演化的存在。在Cr-Rb关系图（图5c）中， Cr（倾向于在基性岩中富集）与 Rb（倾向于在酸性岩中富集）呈明显的正相关， 表明有类似演化作用的存在。Rb/Nb-Rb/Zr关系图（图5f）中， 样品表现为直线型正斜率， 较好的线性关系指示部分熔融作用和分离结晶作用存在于岩浆演化过程中（张贵山等， 2009）。MgO对SiO2和Al2O3的关系图（图 5d、e）显示， 它们间具有负相关性， 指示富镁矿物的分离结晶作用， 但离散率较高。这种情况的出现通常有两种可能， 一是样品来自不同的岩体， 二是岩石受到混染作用。由于样品来自于同一岩体， 故岩石可能是受到地壳的混染作用。Nb和Ti的亏损以及 Th/Ta＞1和Nb/La＜1是判别岩石受地壳混染作用的可靠微量元素指标（Saunders et al.， 1992； 王焰等， 2000）。清水泉斜长角闪岩Th/Ta为2.61～18.12＞1， Nb/La为0.21～0.66＜1， 其Nb和 Ti亏损， 均指示岩石在演化过程中曾受到陆壳的混染。

图5　斜长角闪岩Mg#-TiO2（a）， Mg#-FeOT（b）， Cr-Rb （c）， MgO-SiO2（d）， MgO-Al2O3（e）， Rb/Nb-Rb/Zr （f）关系图Fig.5 Variation plots for Mg#vs. TiO2（a）， Mg#vs. FeOT（b）， Cr vs. Rb （c）， MgO vs. SiO2（d）， MgO vs. Al2O3（e） and Rb/Nb vs. Rb/Zr （f） of the amphibolites

5　构造环境探讨

由于高场强元素Zr、Nb、Ta、Hf、Y和Ti等活动性稳定， 不易受中高级变质和热液蚀变的影响，能基本反映源区的特点， 因此其相关图解常用来判定岩石的性质。在Hf/3-Th-Ta（Wood et al.， 1979）、Hf/3-Th-Nb（Wood， 1980）和2Nb-Zr/4-Y（Meschede， 1986）等构造环境判别图解中（图6）， 样品落入岛弧玄武岩区、洋脊玄武岩区和板内玄武岩区， 显示构造背景较复杂。然而， 前文我们对岩石的成因分析显示岩石曾受到大陆地壳的混染， Ernst （2005）指出“由于大陆地壳或大陆岩石圈的混染作用能够给予似岛弧信号（例如： 低Nb、Ta和Ti） ， 从而常常会导致将受到混染的大陆玄武岩误判成岛弧玄武岩”。因此， 须利用非 Nb、Ta 或 Ti作为判别因子的地球化学图解，利用Zr/Y-Zr图解（图6）进一步判定， 结果岩石一致地落入了板内玄武岩附近。马中平等（2009）曾分析过与斜长角闪岩伴生的超基性岩稀土特征， 发现其LREE与HREE分异不明显、略富集LREE、具显著Eu正异常的REE配分模式及稀土总量与形成于裂谷环境的攀枝花 V-Ti磁铁矿石（Zhou et al.，2005）、东天山地区裂谷或地幔柱成因（毛景文等，2006）的含 V-Ti-磁铁矿床及 Cu-Ni矿床香山西岩体（王玉往等， 2006）的REE分布模式相类似。这些超基性岩的微量元素蛛网图与形成于裂谷环境的攀枝花V-Ti磁铁矿石（Zhou et al.， 2005）也一致。综上，推断清水泉斜长角闪岩体形成于裂谷环境。

6　锆石U-Pb同位素年代学

锆石分选在廊坊区域地质调查研究院进行， 将样品破碎至约 100 μm， 先磁法和重液分选， 然后再在双目镜下手工挑选。锆石粒径一般在0.2 mm× 0.1 mm～0.4 mm×0.1 mm左右， 晶体长宽比值一般在1∶1～2∶1之间， 主要为淡黄色， 少量黄褐色， 浅烟灰色， 晶形有柱状、双锥柱状、锥状， 透明度好，玻璃光泽， 少量见矿物包体， 晶面光滑、平整， 晶体轮廓清晰， 个别见横向裂纹。

锆石年龄测定在西北大学大陆动力学国家重点实验室进行， 测定对象为晶形好且无明显包裹体及裂隙的锆石， 用DEVCON环氧树脂将锆石固定， 仔细抛光至锆石核部露出， 然后对其进行锆石显微（反射光和透射光）照相、CL显微成像研究。锆石的CL照相采用FEI公司产XL30型SFEG电子束进行分析。为了获得较准确的U-Pb年龄， 锆石测点位置根据反射光和透射光照片， 再结合CL图像选取， 尽量避开裂隙和包裹体， 避免测点落入不同世代锆石的混合区域。LA-ICP-MS 锆石微区U-Pb同位素分析采用Agilent7500型ICP-MS和德国Lambda Physik公司的ComPex102ArF准分子激光器（工作物质ArF，波长193 nm）， 以及MicroLa公司的GeoLas 200M光学系统的联机进行。激光束斑直径为30 μm， 激光剥蚀深度为20～40 μm。测试He为剥蚀物质的载气， 用NIST SRM 610人工合成硅酸盐玻璃标准作为参考物质调试仪器； 进行单点剥蚀采样； 锆石年龄采用91500和 GJ-1作为外部标准物质， 元素含量采用NIST610作为外部标准物质。数据处理采用 Glitter（ver4.0）程序， 年龄谐和图和加权平均年龄计算及绘制均采用Isoplot3， 详细分析步骤和数据处理方法以及仪器工作参数见柳小明等（2002）、袁洪林等（2003）和Yuan et al. （2008）。

图6　岩石构造环境判别图Fig.6 Trace element tectonic discriminant diagrams for the rocks

锆石的 CL图像（图 7a）显示锆石内部结构比较简单， 多具清晰的岩浆振荡环带。为了较全面地了解锆石的形成年龄， 本次对锆石核部到结晶环带均进行了测试分析。结果显示（表2）， 锆石的稀土元素含量很高且变化范围大， ΣREE为25.23～787.84 μg/g， 稀土元素配分模式曲线左倾（图 7b）， 轻稀土元素具有不同程度的亏损、重稀土元素强烈富集， LREE/HREE为0.03～0.43； 由于Ce4+离子半径与Zr相近， 比其他轻稀土元素更易进入到锆石晶格中， 所有测点都具有明显一致的 Ce正异常（δCe=1.33～80.27）； 除一个样品具有微弱的Eu正异常（δEu=1.2）外， 其余均为Eu负异常（δEu=0.41～0.80）， 这是因为Eu更易进入到长石中而造成锆石Eu的负异常； 锆石测点Th、U、Nb和Ta含量分别为14.1～446 μg/g、60.7～626 μg/g、0.04～2.61 μg/g和0.009～0.932 μg/g， Nb/Ta、Th/U比值分别为2.56～11.22、0.23～1.07， 比值较大， 显示岩浆锆石的特征。

图7　锆石CL图像及U-Pb年龄和锆石球粒陨石标准化图解（标准化值据Taylor and McLemann， 1985）Fig.7 CL images， U-Pb ages and chondrite-normalized REE pattern for the zircon grains

对挑选出的锆石共进行了33次分析， 11个测点的信号较差且明显偏离谐和线， 可能与其204Pb含量过高有关（Andersen， 2002）， 剔除后剩余22个锆石点测试结果见图8和表2、表3。U-Pb同位素年龄测试结果显示， 所测锆石的206Pb/238U 表面年龄范围为448±7～476±8 Ma， 加权平均年龄为461±4 Ma（n=22， MSWD=1.18）（图8）， 表明岩体结晶主体年龄为461±4 Ma， 形成于古生代中奥陶世早期。

图8　锆石U-Pb年龄谐和图Fig.8 U-Pb concordia diagram for the zircon grains

7　地质背景探讨

前人研究显示， 阿尔金南、北缘各有一条蛇绿岩带， 其中阿尔金北缘蛇绿混杂岩带分布于红柳沟-肃北县一带， 已报道红柳沟火山岩年龄508±41 Ma（刘良， 1999）和辉长岩年龄479±9 Ma（杨经绥等， 2008），贝壳滩洋岛玄武岩年龄524 Ma， 硅质岩地层含晚寒武世-早奥陶世海绵骨针与牙形石（车自成等， 2002），恰什坎萨依洋岛玄武岩年龄 448±3 Ma（修群业等，2007）。在蛇绿岩带南部厘定出510～470 Ma的沟弧盆背景下的岛弧火山岩， 指出俯冲由北向南进行（刘永顺等， 2009）。阿尔金南缘蛇绿岩位于阿帕-茫崖一带， 其东段发现了481±53 Ma具有MORB和OIB特征的基性火山岩（刘良， 1998； 校培喜， 2003）和456±5 Ma的伸展环境基性火山岩（Wang et al.， 2014）和年龄为 445±1 Ma产于类似岛弧环境的角闪辉长岩（董增产等， 2011）； 西段识别出原岩为洋中脊、洋岛、岛弧玄武岩的早古生代绿片岩组合（覃小峰等，2007）； 从茫崖蛇绿混杂岩、构造岩浆活化带阿中-阿南俯冲碰撞型花岗岩的配置分析， 南阿尔金洋的俯冲是自南向北的（1∶25万茫崖幅区域地质调查），或沿南阿尔金断裂发生过自南而北的岩石圈尺度的俯冲作用（崔军文， 2011）。综合前人的研究成果不难看出阿尔金两条蛇绿岩带的年龄基本为晚寒武世以前，而且是南、北对向俯冲。此外， 在阿尔金东南的邻区东昆仑地区阿尼玛卿一带原特提斯洋盆蛇绿岩年龄为522±4 Ma（TIMS锆石U-Pb法， 陆松年， 2002），518±3 Ma（单颗粒锆石U-Pb法， Yang et al.， 1996）和516±6 Ma（锆石U-Pb法， 刘战庆等， 2011）， 晚寒武世洋壳开始向北俯冲（朱云海等， 2002； 张亚峰等，2010）。这些资料表明早古生代时， 阿尔金及东昆仑地区处在一个复杂的构造-岩浆活跃期。

表3　清水泉斜长角闪岩LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学分析数据Table 3 LA-ICP-MS zircon U-Pb dating results of the Qingshuiquan amphibolites

随着晚寒武世-早奥陶世洋壳俯冲， 随之发生陆块碰撞， 形成时代为504～486 Ma的江尕勒萨依、贝壳滩、巴什瓦克、红柳泉及英格利萨依高压-超高压岩石（车自成等， 1995； 刘良等， 1996； 张建新等，2002）， 以及碰撞造山型花岗质岩体（年龄为 497±2 Ma，孙吉明等， 2012）。

与清水泉斜长角闪岩伴生的斜长花岗岩为451～465 Ma形成的“I”型花岗岩， 产于板内环境， 为地幔岩浆分异形成（王立社等， 2016）。显然斜长角闪岩原岩与斜长花岗岩形成时代一致， 并且斜长角闪岩具有板内玄武岩的特征揭示： 中奥陶世早期阿尔金南缘板块碰撞已基本结束， 该区的大地构造背景开始由碰撞挤压转向伸展， 地幔岩部分熔融上升演化形成了具有双峰式特征的岩石组合（伍跃中等， 2009；2011）。马中平等（2011）在阿尔金南缘中西段发现的年龄为467±1 Ma长沙沟镁铁质-超镁铁质岩体， 曹玉亭等（2010）在阿尔金西段发现462±2 Ma复式花岗岩，康磊等（2013）在塔特勒克布拉克发现的 451±2 Ma复式花岗岩以及杨文强等（2012）发现迪木那里克453±3 Ma“S”型花岗岩体， 应是阿尔金南缘伸展背景下的岩浆响应。另外此地质时期南阿尔金地区“变质基底”岩石叠加了468～440 Ma的变质作用（张建新等， 2011）， 无疑也是受这一动力学背景的控制。这种构造动力背景也波及到阿尔金造山带的其他地区，如在拉配泉一带上寒武统被中奥陶统砾岩¯砂岩不整合覆盖， 就显示了碰撞造山之后向伸展背景转化的建造特征（1∶25万茫崖幅区域地质调查）。

8　结 论

（1） 清水泉地区与超基性岩及斜长花岗岩伴生的斜长角闪岩原岩为基性岩石， 为地幔岩浆结晶分异的产物。

（2） 斜长角闪岩原岩形成时代为 461±4 Ma， 表明阿尔金南缘在中奥陶世早期已经进入伸展的构造动力学背景之下。

致谢： 董云鹏、徐学义、张复新教授， 李行、秦克令研究员， 雷永孝教授级高工， 在成文过程中给予有益指导； 柳小明教授、程秀华高级工程师等给予样品分析大力支持； 西北大学刘良教授和西安地质矿产研究所马中平研究员详细审阅了本文， 并提出宝贵建议。作者在此一并致以特别感谢。

（References）：

曹玉亭， 刘良， 王超， 杨文强， 朱小辉. 2010. 阿尔金南缘塔特勒克布拉克花岗岩的地球化学特征、锆石U-Pb定年及Hf同位素组成. 岩石学报， 26（11）： 3259-3271.

车自成， 刘良， 刘洪福. 1995. 阿尔金山地区高压泥质岩石的发现及产出环境．科学通报， 40（14）： 1298-1300.

车自成， 刘良， 罗金海. 2002. 中国及其邻区区域大地构造学. 北京： 科学出版社： 354-386.

陈宣华， 尹安， George E Gehrels， 蒋荣宝， 陈正乐， 白彦飞. 2009. 阿尔金山东段地质热年代学与构造演化. 地学前缘， 16（3）： 207-219.

崔军文. 2011. 南阿尔金断裂的韧性剪切作用时代及其构造意义. 岩石学报， 27（11） ： 3422-3434.

董显杨， 李行， 叶良和. 1995. 中国超镁铁质岩. 北京： 地质出版社： 38-50.

董增产， 校培喜， 奚仁刚， 过磊， 高晓峰. 2011. 阿尔金南缘构造混杂岩带中角闪辉长岩地球化学特征及同位素测年. 地质论评， 57（2）： 207-216.

何国琦， 李茂松， 刘德权， 唐延龄， 周汝洪. 1994. 中国新疆古生代地壳演化及成矿. 乌鲁木齐： 新疆人民出版社： 43-47.

康磊， 刘良， 曹玉亭， 王超， 杨文强， 梁莎. 2013. 阿尔金南缘塔特勒克布拉克复式花岗质岩体东段片麻状花岗岩的地球化学特征、锆石U-Pb定年及其地质意义.岩石学报， 29（9）： 3039-3048.

赖绍聪， 邓晋福， 赵海玲. 1996. 青藏高原北缘火山作用与构造演化. 西安： 陕西科学技术出版社： 74-96.

李向民， 马中平， 孙吉明， 徐学义， 雷永孝， 王立社， 段星星. 2009. 阿尔金断裂南缘约马克其镁铁-超镁铁岩的性质和年代学研究. 岩石学报， 25（4）： 862-872.

刘良， 车自成， 罗金海， 王焰， 高章鉴. 1996. 阿尔金西段榴辉岩的确定及其地质意义. 科学通报， 41（14）：1458-1488.

刘良， 车自成， 王焰， 罗金海， 陈丹玲. 1999. 阿尔金高压变质岩带的特征及其构造意义. 岩石学报， 15（1）：57-64.

刘良， 车自成， 王焰， 罗金海， 王建其， 高章鉴. 1998. 阿尔金茫崖地区早古生代蛇绿岩的Sm-Nd等时线年龄证据. 科学通报， 48（8）： 880-883.

刘良， 孙勇， 车自成， 罗金海， 陈丹玲， 王焰， 张安达， 陈亮，肖培喜， 王永和. 2002. 阿尔金发现超高压（＞3.8 GPa）石榴石二辉橄榄岩. 科学通报， 47（9）： 657-662.

刘良， 孙勇， 罗金海， 王焰， 陈丹玲， 张安达. 2003. 阿尔金英格利萨依花岗质片麻岩超高压变质. 中国科学，33（12）： 1184-1192.

刘良， 张安达， 陈丹玲， 杨家喜， 罗金海， 王超. 2007. 阿尔金江尕勒萨依榴辉岩和围岩锆石LA-ICP-MS微区原位定年及其地质意义. 地学前缘， 14（1）： 98-107.

刘永顺， 于海峰， 辛后田， 陆松年， 修群业， 李铨. 2009.阿尔金山地区构造单元划分和前寒武纪重要地质事件. 地质通报， 28（10）： 1430-1438.

刘战庆， 裴先治， 李瑞保， 李佐臣， 张晓飞， 刘智刚， 陈国超， 陈有炘， 丁仨平， 郭俊锋. 2011. 东昆仑南缘阿尼玛卿构造带布青山地区两期蛇绿岩的LA-ICPMS锆石U-Pb定年及其构造意义. 地质学报， 85（2）：185-194.

柳小明， 高山， 袁洪林， Bodo Hatten， Dorf Günther ， 陈亮，胡圣红. 2002. 193 nm LA-ICP-MS对国际地质标准参考物质中42种主量和微量元素的分析. 岩石学报，18（3）： 408-418.

陆松年， 于海峰， 赵凤清， 金巍， 李怀坤， 李铨， 杨春亮，李惠民， 郑健康， 张梅生， 蒋明媚， 葛肖虹， 修群业，张文治， 郭进京， 刘永江. 2002. 青藏高原北部前寒武纪地质初探. 北京： 地质出版社： 1-125.

马中平， 李向民， 孙吉明， 徐学义， 雷永孝， 王立社， 段星星. 2009．阿尔金山南缘长沙沟镁铁-超镁铁质层状杂岩体的发现与地质意义——岩石学和地球化学初步研究. 岩石学报， 25（4）： 793-804.

马中平， 李向民， 徐学义， 孙吉明， 唐卓， 杜涛. 2011. 南阿尔金山清水泉镁铁-超镁铁质侵入体LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年及其意义. 中国地质， 38（4）：1071-1078.

毛景文， Franco PIRAJNO， 张作衡， 柴凤梅， 杨建民， 吴华， 陈世平， 程松林， 张长青. 2006. 天山-阿尔泰东部地区海西晚期后碰撞铜镍硫化物矿床： 主要特点及可能与地幔柱的关系. 地质学报， 80（7）： 925-942.

覃小锋， 夏斌， 李江， 陆济璞， 许华， 周府生， 胡贵昂， 李乾. 2007. 阿尔金南缘构造带西段早古生代绿片岩的地球化学特征及构造环境．中国地质， 34（5）： 799-805.

孙吉明， 马中平， 唐卓， 李向民. 2012. 阿尔金南缘鱼目泉岩浆混合花岗岩LA-ICP-MS测年与构造意义．地质学报， 86（2）： 247-257.

王超， 刘良， 车自成， 陈丹玲， 张安达， 罗金海. 2006. 阿尔金南缘榴辉岩带中花岗片麻岩的时代及构造环境探讨. 高校地质学报， 12（1）： 74-82.

王立社， 杨鹏飞， 段星星， 龙小平， 孙吉明. 2016. 阿尔金南缘中段清水泉斜长花岗岩同位素年龄及成因研究.岩石学报， 32（3）： 759-774.

王人镜. 1984. 岩石化学. 武汉地质学院岩石教研室教材.

王焰， 刘良， 车自成， 陈丹玲， 罗金海. 1999. 阿尔金茫崖地区早古生代蛇绿岩的地球化学特征. 地质论评，45（增刊）： 1010-1014.

王焰， 钱青， 刘良， 张旗. 2000. 不同构造环境双峰式火山岩的主要特征. 岩石学报， 16（2）： 169-173.

王玉往， 王京彬， 王莉娟.， 彭晓明， 惠卫东， 秦全新.2006.岩浆铜镍矿与钒钛磁铁矿的过渡类型-新疆哈密香山西矿床. 地质学报， 10（1）： 61-73.

吴利仁. 1963. 论中国基性、超基性岩的成矿专属性. 地质科学， 4（1）： 29-41.

伍跃中， 乔耿彪， 陈登辉. 2011. 东昆仑祁漫塔格地区构造岩浆作用与成矿关系初步探讨. 大地构造与成矿学， 35（2）： 232-241.

伍跃中， 王战， 过磊， 唐卓. 2009. 阿尔金山西南段花岗岩类的时空变化与构造作用——来自钾钠含量变化的证据. 大地构造与成矿学， 33（4）： 573-587.

校培喜. 2003. 阿尔金山中段清水泉-茫崖蛇绿构造混杂岩带地质特征. 西北地质， 36 （3） ： 14-23.

修群业， 于海峰， 刘永江， 陆松年， 毛德宝， 李惠民， 李铨. 2007. 阿尔金北缘枕状玄武岩的地质特征及其锆石U-Pb年龄. 地质学报， 81（6）： 787-794.

许志琴， 杨经绥， 嵇少丞， 张泽明， 李海兵， 刘福来， 张建新， 吴才来， 李忠海， 梁凤华. 2010. 中国大陆构造及动力学若干问题的认识. 地质学报， 84（1）： 1-29.

许志琴， 杨经绥， 张建新， 姜枚， 李海兵， 崔军文. 1999.阿尔金断裂两侧构造单元的对比及岩石圈剪切机制.地质学报， 73（3）： 193-205.

杨经绥， 史仁灯， 吴才来， 苏德辰， 陈松永， 王希斌，Wooden J. 2008. 阿尔金地区米兰红柳沟蛇绿岩的岩石学特征和 SHRIMP 定年. 岩石学报， 24（7） ： 1567-1584.

杨经绥， 许志琴， 张建新， 张泽明， 刘福来， 吴才来. 2009.中国主要高压-超高压变质带的大地构造背景及俯冲/折返机制的探讨. 岩石学报， 25（7）： 1529-1560.

杨文强， 刘良， 丁海波， 校培喜， 曹玉亭， 康磊. 2012. 南阿尔金迪木那里克花岗岩地球化学、锆石U-Pb年代学与Hf同位素特征及其构造地质意义. 岩石学报，28（12）： 4139-4150.

袁洪林， 吴福元， 高山， 柳小明， 徐平， 孙德有. 2003. 东北地区新生代侵入岩的激光锆石探针U-Pb 年龄测定与稀土元素成分分析. 科学通报， 48（4）： 1511-1520.

张贵山， 温汉捷， 李石磊， 胡瑞忠， 裘愉卓. 2009. 闽北角闪辉长岩的地球化学特征及其地球动力学意义. 矿物学报， 29（2）： 244-252.

张建新， 李怀坤， 孟繁聪， 相阵群， 于胜尧， 李金平. 2011.塔里木盆地东南缘（阿尔金山）“变质基底”记录的多期构造热事件： 锆石U-Pb年代学的制约. 岩石学报，27（1）： 23-46.

张建新， 孟繁聪， 于胜尧. 2010. 两条不同类型的HP/LT和UHP变质带对祁连-阿尔金早古生代造山作用的制约.岩石学报， 26（7）： 1967-1992.

张建新， 杨经绥， 许志琴. 2002. 阿尔金榴辉岩中超高压变质作用证据. 科学通报， 47（3）： 231-234.

张建新， 张泽明， 许志琴， 杨经绥， 崔军文. 1999. 阿尔金构造带西段榴辉岩的Sm-Nd及U-Pb年龄——阿尔金构造带中加里东期山根存在的证据. 科学通报，44（10）： 1109-1112.

张旗， 周国庆. 2001. 中国蛇绿岩．北京： 科学出版社：1-182.

张亚峰， 裴先治， 丁仨平， 李瑞保， 冯建赟， 孙雨， 李佐臣， 陈有炘. 2010. 东昆仑都兰县可可沙地区加里东期石英闪长岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及其意义.地质通报， 29（1）： 79-85.

朱云海， 张克信， 王国灿. 2002. 东昆仑复合造山带蛇绿岩、岩浆岩及构造岩浆演化. 武汉： 中国地质大学出版社： 5-105.

Andersen T. 2002. Correction of common lead in U-Pb analyses that do not report204Pb. Chemical Geology，192（1-2）： 59-79.

Brooks C K， Larsen L M and Nielsen T F D. 1991. Importance if iron-rich tholeiitic magma at divergent plate margins： A reappraisal. Geology， 19： 269-272.

Ernst R E， Buchan K L and Campbell I H. 2005. Frontier s in large igneous province research. Lithos， 79： 271-297.

Irvine T N and Barager W R A. 1971. A guide to the chemical classification of the common volcanic rocks. Canadian Journal of Earth Sciences， 8： 523-548.

Liu L， Wang C， Cao Y T， Chen D L， Kang L， Yang W Q and Zhu X H. 2012. Geochronology of multi-stage metamorphic events： Constraints on episodic zircon growth from the UHP eclogite in the South Altyn， NWChina. Lithos， 136-139： 10-26.

Meschede M. 1986. A method of discriminating between different types of mid-ocean ridge basalts and continental tholeiites with the Nb-Zr-Y diagram. Chemical Geology， 56： 207-218.

Mullen E D. 1983. MnO/TiO2/P2O5： A minor element discriminate for basaltic rocks of oceanic environments and its implications for petrogensis. Earth and Planetary Science Letters， 62： 53-62.

Saunders A D， Storey M， Kent R W and Norry M J. 1992. Consequences of plume-lithosphere interaction // Storey B C， Alabaster T and Pankhurst R J. Magmatism and the causes of continental break-up. Geological Society， London， Special Publications， 68： 41-60.

Sun S S and McDonough W F. 1989. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts： Implications for mantle composition and processes // Saunders A D and Norry M J. Magmatism in the Ocean Basins. Geological Society， London， Special Publications， 42（1）： 313-345.

Taylor S R and Mclemann S M. 1985. The Continental Crust：Its Composition of Melts and Evolution. Blackwell：Oxford Press： 312.

Wang C， Liu L， Chen D L and Cao Y T. 2011. Petrology，geochemistry， geochronology and metamorphic evolution of garnet peridotites from South Altyn Tagh UHP terrane， NW China： Records related to crustal slab subduction and exhumation history // Dobrzhinetskaya L， Faryad W， Wallis S and Cuthbert S. Ultrahigh Pressure Metamorphism： 25 Years After the Discovery of Metamorphic Coesite and Diamond. Elsevier： 541-576.

Wang C， Liu L， Yang W Q， Zhu X H， Cao Y T， Kang L，Chen S F， Li R S and He S P. 2013. Provenance and ages of the Altyn Complex in Altyn Tagh： Implications for the early Neoproterozoic evolution of northwestern China. Precambrian Research， 230： 193-208.

Wang C， Liu L， Xiao P X， Cao Y T， Yu H Y， Joseph G M and Liang W T. 2014. Geochemical and geochronologic constraints for Paleozoic magmatism-related to the orogenic collapse in the Qimantagh-South Altyn region，northwestern China. Lithos， 202-203： 1-20.

Wang L S， Yang P F， Duan X X， Long X P and Sun J M. 2016. Isotopic age and genesis of plagiogranite from Qingshuiquan area in the middle of South Altyn Tagh. Acta Petrologica Sinica， 32（3）： 759-774.

Wang Y， Qiang Q， Liu L and Zhang Q. 2000. Major geochemical characteristics of bimodal volcanic rocks in different geochemical environments. Acta Petrologica Sinica， 16（2）： 169-173.

Wood D A. 1980. The application of a Th-Hf-Nb diagram to problems of tectomagmatic classification and to establishing the nature of crustal contamination of the brtish Teriary volcanic province. Earth and Planetary Science Letters， 50： 11-30.

Wood D A， Joron J L and Treuil M. 1979. A re-appraisal of the use of trace elements to classify and discriminate between magma series erupted in different tectonic settings. Earth and Planetary Science Letters， 45： 326-336.

Yang J S， Robinson P T， Jiang C F and Xu Z Q. 1996. Ophiolites of the Kunlun Mountains， China and their tectonic implications. Tectonophysics， 258： 299-305.

Yuan H L， Gao S， Dai M N， Zong C L， Günther D， Fontaine G H， Liu X M and Di W C R. 2008．Simultaneous determinations of U-Pb age， Hf isotopes and trace element compositions of zircon by excimer laser-ablation quadrupole and multiple-collector ICP-MS. Chemical Geology， 247（1-2） ： 100-118.

Zhou M F， Robinson P T， Lesher C F， Keays R R， Zhang C J and Malpas J. 2005. Geochemistry， petrogenesis and metallogenesis of the Panzhihua gabbroic layered intrusion and associated Fe-Ti-V oxide deposits，Sichuan Province， SW China. Journal of Petrology，46（11）： 2253-2280.

Isotopic Age and Geochemical Characteristics of Qingshuiquan Amphibolite in South Altyn Tagh

WANG Lishe1，2， LI Zhiming1， YANG Pengfei1， DUAN Xingxing1，ZHANG Yaoxuan2， QIU Yinjiang2and QIAO Gengbiao1
（1. MLR Key Laboratory for the Study of Focused Magmatism and Giant Ore Deposits， Xi’an Center of Geological Survey， CGS， Xi’an 710054， Shaanxi， China； 2. Geological Exploration Fund Project Management Center，Urumqi 830001， Xinjiang， China）

The Qingshuiquan amphibolite distributes in the middle part of South Altyn Tagh associated with plagiogranite and ultramafic rocks. This amphibolite is characterized by relatively high SiO2（47.63%～55.26%）， Al2O3（16.42%～18.97%） contents，low K2O+Na2O （4.91%～5.60%）， MgO （4.41%～5.72%） contents and low Mg#values of 44.9～57.9， and negative Eu anomalies. The negative correlations of Mg#-TiO2， Mg#-FeOTand the positive correlations of Cr-Rb also suggest that the amphibolite was derived from mantle source and experienced differentiation. The rocks are enriched in large ion lithophile elements （Rb， Ba， Sr） and Sm， Th， depleted in high field strength elements （Nb， Ta，Zr， Hf， Yb， Y， Lu） and Ti， with Th/Ta＞1 （2.61～18.12）， Nb/La＜1 （0.21～0.66）. Thus， we suggest that the rocks were produced in rift environment and were contaminated by the crust. LA-ICP-MS zircon U-Pb dating yielded206Pb/238U weighted mean age of 461±4 Ma. Through comprehensive analysis， the south Altyn Tagh in the early Middle Ordovician was under extensional background.

amphibolite； geochemistry； petrogenesis； isotopic age； Altyn Tagh

P595； P597

A

1001-1552（2016）04-0839-014

2014-04-28； 改回日期： 2014-08-19

项目资助： 国家自然科学基金项目（41103021、41272089、41302051）和中国地质调查局项目（1212011220861）联合资助。

王立社（1976-）， 男， 副研究员， 博士， 从事地质矿产调查研究工作。Email： 804249689@qq.com