东昆仑造山带东段香日德地区早三叠世侵入岩岩石时代及形成机制探讨

刘卫东

(山东省第七地质矿产勘查院，山东临沂 276006)

东昆仑造山带东段香日德地区早三叠世侵入岩岩石时代及形成机制探讨

刘卫东

(山东省第七地质矿产勘查院，山东临沂 276006)

近年来，随着高精度锆石U-Pb测年技术的应用，众多学者认为东昆仑造山带晚华力西期-印支期岩浆岩异常发育，为主要的活动时期，并且将东昆仑造山带东段的岩浆活动界定在260～220Ma时间段内。该文对东昆仑造山带地区东段香日德地区出露的花岗岩进行详细的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究，获得花岗闪长岩锆石LA-ICP-MS U-Pb表面年龄加权平均值为(248.43±0.64)Ma，应该为岩体结晶年龄，属于早印支期。同时东昆仑东段的岩浆活动随着时间的推移，还表现出由东向西(沟里→香日德→香日德)和由南向北(东昆南→东昆北)扩散的趋势。

东昆仑造山带；侵入岩；香日德地区；早三叠世

0 引言

近年来，随着高精度锆石U-Pb测年技术的应用，众多学者认为东昆仑造山带晚华力西期-印支期岩浆岩异常发育，为主要的活动时期，并且将东昆仑造山带东段的岩浆活动界定在260～220Ma时间段内。如殷鸿福等[1]和孙雨等[2]在东昆南哈拉尕吐花岗岩岩体内获得锆石U-Pb年龄为252～255Ma；刘成东、莫宣学等[3]在东昆仑东部约格鲁岩体中获得锆石U-Pb年龄值为242Ma左右；宋忠宝等[4]在东昆仑哈日扎花岗闪长斑岩中获得(234.5±4.8)Ma的U-Pb年龄值；罗明非、莫宣学等[5]在东昆仑香日德地区获得220Ma和223Ma的U-Pb年龄值；曹建辉等[6]在沟里地区获得225Ma的U-Pb年龄值；李碧乐等[7]在沟里阿斯哈岩体内获得244Ma的U-Pb年龄值；陈国超等[8]在东昆南和勒冈希里克特岩体内获得225Ma的U-Pb年龄值；熊富浩等[9]在东昆北白日其利基性岩墙内获得250Ma的U-Pb年龄值；马昌前等[10]在东昆北获得了250～248Ma范围的基性岩墙U-Pb年龄值；陈宣华等[11]在香日德南岩体内获得228Ma、251Ma、245Ma、248Ma和253Ma等几组U-Pb年龄值。该文以东昆仑造山带东段香日德地区花岗岩最新的LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学数据为基础，综合前人的研究成果，对东昆仑造山带东段晚华力西期-印支期的岩浆侵入活动以及侵入岩的形成机制进行讨论。

1 地质背景

香日德地区属于东昆仑造山带东段，潘桂堂[12]将其大地构造位置划归为东昆仑弧盆系北昆仑岩浆弧。工作区内发育NW向东昆中断裂带以及其多次造山活动产生的近EW向和近NE向断裂。前寒武纪变质基底、古元古代镁铁质-超镁铁质岩以及古生代-中生代中酸性侵入岩为工作区主要出露的地质体，还有小面积出露的晚三叠世火山岩。其中变质基底为古元古代金水口岩群和长城纪小庙组。金水口岩群经历了多期次变质变形作用，其主要岩性为黑云斜长片麻岩、二云斜长片麻岩、斜长角闪片岩、斜长角闪岩为主，夹大理岩、浅粒岩、变粒岩、二云母片岩、石英片岩等。多期次的断裂构造切割、韧性剪切破坏，部分岩石已糜棱岩化或变质为糜棱岩，横向置换强烈、原始层理荡然无存、不同岩性之间的层序关系不复存在，现存的构造面理为后期多期变形置换重建的结果，具无层无序的特点，经多期次岩浆岩侵蚀形成相对独立的地层体。小庙组主要岩性为黑云石英片岩、绿帘石英片岩、二长变粒岩夹黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩、斜长角闪片岩及石英岩等。其受区域变质作用和多期次构造作用的影响，岩石片理发育，片理产状多变，受构造影响南部岩石糜棱岩化强烈。古元古代镁铁质-超镁铁质岩呈线状展露于东昆中断裂带内，呈孤岛状分布。古生代-中生代中酸性侵入岩主体岩性为花岗闪长岩、二长花岗岩以及石英闪长岩等，岩体内多发育暗色细粒闪长质包体，多呈不规则状展布于岩体内。晚三叠世火山岩为鄂拉山组火山岩，岩性可分为3个岩性段：安山岩段、流纹岩熔岩段和火山碎屑岩段[13-15]。该套火山岩总体面貌为灰绿—灰紫色、紫红色，底部以灰绿色为主，中上部以紫红、灰紫色为主的特点，显示陆相火山岩喷发特征，与早期中酸性侵入岩为不整合接触关系(图1)。

1—第四系;2—晚三叠世鄂拉山组;3—长城纪小庙组;4—古元古代金水口(岩)群;5—志留纪侵入岩;6—石炭纪侵入岩;7—中二叠世—晚三叠世；8—超基性岩;9—地质界线;10—逆断层/正断层;11—走滑断层/性质不明断层;12—地名;13—同位素采样位置图1 东昆仑造山带香日德地区地质简图(地质图综合该次成果及青海省1∶100万地质图，大地构造图取自潘桂堂，2009)

2 样品描述及测试方法

该次研究所采集的各类样品主要来源于实测地质剖面，个别样品为路线地质填图中采集，见图1所示。共采集U-Pb锆石样品1件，编号为U-Pb1483-1，岩性为灰色中细粒花岗闪长岩，岩石新鲜无蚀变，中细粒花岗结构，块状构造。锆石U-Pb同位素定年在天津地质矿产研究所同位素实验室完成，测试方法为：激光烧蚀多接收电感耦合等离子体质谱仪(LA-MC-ICPMS)。测试关键参数为：利用193nm激光器对锆石进行剥蚀，激光剥蚀的斑束为35μm，激光能量密度为13～14J/cm2，频率为8～10Hz，外部采用TEMORA为标准锆石。

3 岩体地质及岩相学特征

香日德地区花岗岩主体为灰—灰白色中细粒花岗闪长岩，是东昆仑造山带花岗岩的一部分，主体展布方向为北西向，其与前寒武纪、长城纪小庙组为侵入接触关系。在花岗岩岩体内广泛发育暗色细粒闪长质包体(图2a、2f)，包体长轴方向多在0.2～0.6m。

香日德地区花岗岩主要为灰白色中细粒花岗闪长岩，多呈灰—浅灰白色，中细粒花岗结构，块状构造，岩石粒度1～2mm，少数达3～4mm。岩石主要由斜长石(40%～45%)、石英(35%～32%)、钾长石(15%～13%)及少量黑云母(7%±)、角闪石(3%±)构成。其中：①斜长石：An=26～34，为更中长石，自形板状。斜长石由于蚀变具绢云母化、少量高岭土化、黝帘石化，交代不均匀呈净边结构，局部可见环带构造(图2e)，少量与石英规则交代呈蠕虫状结构(图2d)，可见聚片双晶现象(图2b)，双晶纹相对致密。②钾长石：他形粒状，填隙状分布，晶内常包裹斜长石、黑云母等矿物小颗粒。③石英：他形粒状，多重熔聚合，裂纹发育，粒内可见波状消光(图2c)，有的充填于长石、黑云母颗粒间，有的处于斜长石颗粒间。④黑云母：呈叶片状，星散状分布，大小0.2～2mm，局部绿泥石化，少量交代角闪石，在黑云母中间偶见部分熔蚀，形成由石英充填的穿孔结构(图2e)。⑤角闪石：呈柱状，半自形不规则状，星散状分布，大小0.2～2mm，局部被黑云母穿插状交代，与黑云母一起断续似线痕状分布。花岗闪长岩岩体中包体为灰黑色细粒黑云闪长岩(图2f)，细粒结构，块状构造。副矿物为磁铁矿、锆石、榍石、磷灰石。

(a)花岗闪长岩岩体中可见的暗色细粒闪长岩包体；(b)花岗闪长岩中斜长石具聚片双晶及环带韵律现象，黑云母呈棕黄褐色，薄片D1483-1，正交偏光；(c)花岗闪长岩中石英具波状消光，岩石经构造、变质作用略定向，薄片Dp13-4-1，正交偏光；(d)花岗闪长岩中斜长石与石英规则交生，呈蠕虫状结构，薄片Dp13-10-1，正交偏光；(e)花岗闪长岩中斜长石具环带，高岭土交代不均匀呈净边结构，石英充填于长石、黑云母晶粒间，薄片Dp13-12-1，正交偏光；(f)花岗闪长岩体中暗色细粒闪长岩镜下照片，薄片D1489-1，正交偏光；Q—石英；Pl—斜长石；Bi—黑云母；Am—角闪石图2 东昆仑造山带香日德地区花岗闪长岩野外和镜下照片

图3 东昆仑香日德地区早三叠世花岗岩锆石阴极发光图

4 花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年

在香日德花岗闪长岩阴极发光(CL)图像(图3)中可以看出，锆石颜色多为灰黑色，多为自形颗粒，粒径多在75～120μm，锆石长宽比值相对不高，形态多为中短柱、个别表现为近圆状，震荡环带明显且环带相对较窄，个别为扇形分带结构。部分锆石还可见包裹体、以及核部的残留核，表现出明显的岩浆成因锆石。Rubatto D等[16]认为岩浆锆石的震荡环的宽度可能与锆石结晶时岩浆的温度有关，高温条件下由于微量元素扩散的速度快，常形成较宽的结晶震荡环带；低温下微量元素的扩散速度相对慢，一般形成的结晶震荡环带较窄。东昆仑香日德地区花岗闪长岩锆石震荡环窄，推断该地区花岗岩具有低温特征。

样品D1483-1锆石U-Pb LA-ICP-MS分析结果(表1)显示锆石Th/U比值主要在0.5～1之间，接近于1，符合岩浆岩Th/U比值一般大于0.4接近1的标准。该次工作共测点20个(表1)，其中1-18、20号点206Pb/238U谐和年龄和表面年龄加权平均值为(248.43±0.64)Ma(MSDW=0.55)，据此将248Ma作为香日德花岗闪长岩的最后固结年龄，见图4、图5。

表1 东昆仑东段香日德地区花岗闪长岩(样品U-Pb1483-1)LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素分析结果

图4 东昆仑香日德地区早三叠世花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄谐和图

图5 东昆仑香日德地区早三叠世花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄直方图

5 时代与形成机制探讨

5.1 东昆仑东段岩浆活动的时代讨论

前人研究成果表明，东昆仑造山带东段的岩浆活动主要集中在260～220Ma时间段内，见表2。

结合此次在香日德地区花岗闪长岩中获得的248Ma的锆石U-Pb同位素年龄值，该文认为东昆仑造山带在260～240Ma和230～220Ma两个时间段内岩浆活动异常强烈(图6)，也是东昆仑造山带东段华力西期-印支期岩浆活动的高峰时段。在260～240Ma期间，东昆仑东段地区存在岩浆混合作用，发育火山弧花岗岩，与安第斯型活动大陆边缘花岗岩类似，主要与区域上阿尼玛卿洋向北侧的东昆仑陆块俯冲有关。在230～220Ma期间，主要发育碰撞或碰撞后花岗岩，与区域上东昆仑地块和巴颜喀拉地块进入陆陆碰撞期有关。240～230Ma期间岩浆活动报道的相对较少，该时期正是东昆仑地块和巴颜喀拉地块陆陆碰撞开始时期，可能由于处于构造体制开始转换的时期，岩浆活动相对较弱。

表2 近年来东昆仑东段岩浆同位素测年

东昆仑东段的岩浆活动随着时间的推移，表现出由东向西(沟里→香日德→香日德)和由南向北(东昆南→东昆北)扩散的趋势。

图6 东昆仑造山带东段晚华力西期-印支期岩浆岩年龄直方图

5.2 形成机制探讨

众多学者在东昆仑造山带开展过地球动力学演化的研究，姜春发等[17]对东昆仑地的玛积雪山蛇绿岩进行研究，获得了260Ma的年龄值，而且蛇绿岩的围岩是C2-T1-2地层。潘桂堂等[18]提出阿尼玛卿古特提斯洋到早三叠世才结束板块的俯冲作用，而真正进入陆内造山是在晚三叠世。郭正府等[19]认为东昆仑造山带晚华力西期-早燕山期岩浆演化可以划分为3个阶段：洋脊扩展(309～260Ma)、板块俯冲(260～230Ma)和陆内造山(230～190Ma)。杨经绥等[20]对德尔尼花岗杂岩进行研究获得(250±20)Ma的单颗锆石U-Pb年龄值，认为与俯冲作用有关。莫宣学等[21]将东昆仑地区的岩浆活动划分为4个阶段：前寒武纪(元古宙)、早古生代、晚古生代-早中生代和晚中生代-新生代，晚古生代-早中生代阶段中东昆仑造山带的俯冲造山期在中-晚二叠世开始，止于中-晚二叠世到早三叠世。马昌前等[10]对东昆仑早二叠世-晚三叠世镁铁制岩墙进行研究，表明东昆仑地区自280～220Ma的火成岩，都显现俯冲作用的地球化学印迹，大洋初始俯冲阶段为早二叠世，大规模俯冲阶段为晚二叠世，到早三叠世板块俯冲变弱至结束。在东昆仑东段，陈能松等[22]认为在246Ma(代表了古特提斯洋消亡的构造变质时间)东昆仑地区存在着中压碰撞变质作用，即存在板块的俯冲碰撞作用。陈宣华等[11]认为柴达木盆地东部基底二叠纪-三叠纪花岗岩类具有中等压力(喜马拉雅型)的特点。孙雨等[2]认为在东昆仑东段南侧的哈拉尕吐花岗岩体(U-Pb年龄250Ma)是早期俯冲阶段形成的，它代表了俯冲洋壳脱水产生的流体导致地幔楔熔融，然后底侵下地壳使其熔融的产物。陈国超等[8]认为东昆仑东段南侧的和勒冈希里克特岩体和科科鄂阿龙岩体代表东昆仑地区晚三叠世进入到后碰撞阶段，是拆沉作用导致幔源基性岩浆底侵下地壳和拆沉新生下地壳熔融的产物。以上前人成果共同表明，东昆仑东段香日德地区早三叠世花岗岩应该产于阿尼玛卿洋俯冲减弱到结束的活动大陆边缘构造环境之下。

对于东昆仑东段而言，开始于晚华力西期的阿尼玛卿洋的俯冲作用持续至印支早期，阿尼玛卿洋板块沿当前的东昆南断裂带附近向北俯冲，俯冲带内流体交代地幔，使其部分熔融形成岩浆源区。该区处于东昆中断裂以北地区，由于受阿尼玛卿洋板持续俯冲的作用，使东昆北地区地壳熔融形成基性岩浆。同时，俯冲作用导致深俯冲带之上、活动大陆边缘一侧的东昆北地壳发生强烈伸展和岩石圈减薄(海沟处强烈的正面俯冲挤压导致后缘的仲展)，引发大规模的底侵作用。由底侵作用带来巨量的热能，导致地壳物质熔融，形成大规模的花岗质岩浆[23]。酸性岩浆与基性岩浆发生混合，形成大面积分布的中酸性侵入岩，区域上构成了规模宏伟的东昆仑巨型岩浆岩带，而现存的暗色包体则为中基性岩浆的残留体。

6 结语

(1)获得花岗闪长岩锆石LA-ICP-MS U-Pb表面年龄加权平均值为(248.43±0.64)Ma，应该为岩体结晶年龄，属于早印支期。

(2)东昆仑东段的岩浆活动随着时间的推移，还表现出由东向西(沟里→香日德→香日德)和由南向北(东昆南→东昆北)扩散的趋势。

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Study on Rock Age and Formation Mechanism of Intrusive Rocks in Eary Triassic in Xiangride Area in East Kunlun Orogenic

LIU Weidong

(No. 7 Exploration Institute of Geology and Mineral Resources, Shandong Linyi 276006, China)

In recent years, accompanying with the application of high precision U-Pb zircon dating techniques, many scholars believe that late Variscan-Indosinian magmatic rocks developed abnormally in East Kunlun orogenic belt. It is main activity period, and magmatic activities in East Kunlun orogenic belt is defined in 260～220Ma. Granites exposed in Xiangride area in East Kunlun orogenic belt have been stuided in detail by using LA-ICP-MS and U-Pb zircon geochronology. It is obtained that zircon LA-ICP-MS-U-Pb surface age weighted average of granodiorite is (248.43 + 0.64) Ma. It should be the crystallization age of rock mass, and belongs to early indosinian. As the time goes, magmatic activities in the eastern section of East Kunlun also showed the diffusion trend from east to west (Gouli→ Xiangride→Xiangride) and from south to north (southern East Kunlun→ northern East Kunlun) .

East-Kunlun orogenic blet; intrusive rocks; Xiangride area; early Triassic

2016-03-25；

2016-06-25；编辑：王敏

青海省国土资源厅——青海省金星矿业有限公司公益性区域地质矿产调查基金项目(青国土资矿[2008]33号文)资助成果 作者简介：刘卫东(1981—)，男，山东临沂人，工程师，主要从事区域地质调查与找矿工作；E-mail：wolf1210@sina.com

P588.12

A

刘卫东.东昆仑造山带东段香日德地区早三叠世侵入岩岩石时代及形成机制探讨[J].山东国土资源，2016,32(12)：1-7.LIU Weidong. Study on Rock Age and Formation Mechanism of Intrusive Rocks in Eary Triassic in Xiangride Area in East Kunlun Orogenic [J].Shandong Land and Resources,2016,32(12)：1-7.