东昆仑中段灶火沟花岗岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其构造意义

2020-10-11菅坤坤何元方赵端昌

地球科学与环境学报 2020年5期

菅坤坤，何元方，赵端昌，高峰，王星，袁璋

(1. 陕西省地质调查院，陕西西安 710054； 2. 陕西省矿产地质调查中心，陕西西安 710068)

0 引言

东昆仑造山带位于青藏高原北部和中央造山带西段，是中央造山带的重要组成部分[1]，带内出露大量的花岗质岩浆岩，以晚古生代—早中生代花岗岩为主体，记录着东昆仑造山带古特提斯洋的洋壳俯冲、陆陆(弧)碰撞和后碰撞等构造岩浆事件，对于研究古特提斯洋的构造岩浆演化具有重要意义。前人研究表明，东昆仑于晚石炭世开始进入古特提斯洋演化阶段，由于古特提斯洋向北俯冲于东昆仑地体之下[2]，产生了大量与俯冲作用相关的弧岩浆岩，然而，目前对于洋壳俯冲的时限仍存在不同的认识：国显正等认为洋壳向北俯冲的时限为晚二叠世—早三叠世[3-13]；李玉龙等认为古洋壳于中二叠世已开始向北俯冲[14-15]。另外，对于洋盆闭合的时限也存在不同的认识：Huang等认为古特提斯洋晚二叠世已经闭合，早三叠世进入到后碰撞阶段[16-17]；陈国超等认为东昆仑于中三叠世进入同碰撞阶段，中—晚三叠世进入后碰撞阶段，并形成了一系列具有同碰撞、后碰撞属性的花岗岩类以及A型花岗岩[18-23]。

目前，对于东昆仑晚古生代—早中生代花岗质岩浆岩的研究主要集中在东段都兰—清水泉—玛沁一带和西段祁漫塔格地区，对于东昆仑中段的研究相对薄弱，在一定程度上制约了对整个东昆仑造山带构造演化的认识。东昆仑造山带自然环境恶劣，研究程度很低，基于此，本文以东昆仑中段灶火沟花岗岩为研究对象，对岩体开展了详细的岩相学、岩石地球化学和锆石U-Pb年代学研究，探讨其形成时代、成因及构造环境，为东昆仑造山带晚古生代—早中生代岩浆活动及古特提斯洋构造演化提供新的资料。

1 区域地质背景及岩体地质特征

图(b)中，Ⅰ为东昆中构造混杂岩带；Ⅱ为东昆南蛇绿混杂岩带图1 东昆仑大地构造简图及灶火沟地区地质简图Fig.1 Simplified Tectonic Framework of East Kunlun and Geological Sketch Map of Zaohuogou Area

东昆仑造山带是经历了多期次的俯冲、碰撞形成的复杂造山带，是中央造山带的一部分[1]。研究区位于东昆仑中段，根据前人及本次地质调查工作取得的成果，以东昆中构造混杂岩带为界将研究区划分为东昆北构造岩浆岩带与东昆南构造带[24][图1(b)]。东昆北构造岩浆岩带出露大面积中二叠世—中三叠世侵入岩、以及古元古界白沙河岩组和中元古界小庙岩组结晶基底岩系。其中，白沙河岩组主要岩性为黑云母斜长片麻岩、白云质大理岩、石榴石黑云母斜长片麻岩、石英岩和云母石英片岩，其变质程度可达高绿片岩相-角闪岩相。小庙岩组以石英岩、云母石英片岩、黑云母斜长片麻岩和大理岩为主，其原岩为海相泥质-砂质-碳酸盐岩和板内火山岩-细粒陆源碎屑岩-碳酸盐岩建造，并经历高达角闪岩相的中深变质作用。王旭斌等在东昆仑东段塔妥地区通过LA-ICP-MS锆石U-Pb定年获得了2 624～1 551 Ma的年龄谱，并分析确定小庙岩组形成于1 690～1 597 Ma，属中元古代[25]。东昆中构造混杂岩带具有复杂的物质组成和构造变形，卷入地层单元主要包括中元古界万宝沟群、奥陶系—志留系纳赤台岩群，构造混杂岩带内岩浆岩主要有早志留世石英闪长岩和花岗闪长岩。东昆南构造带出露地层主要为下寒武统沙松乌拉组、下—中三叠统洪水川组和中三叠统闹仓坚沟组。

灶火沟花岗岩出露于东昆仑中段灶火沟北部，构造位置处于东昆北构造岩浆岩带内。岩体呈NW—SE向展布，与区域构造线方向协调一致[图1(a)]。研究区内岩体南北宽5.0～8.5 km，东西向延伸大于30 km，出露面积约为225 km2，呈岩基状产出。北部与古元古界白沙河岩组和中元古界小庙岩组呈侵入接触关系，侵入界线截然，局部可见花岗岩体中发育片岩捕掳体；南部与东昆中构造混杂岩带呈断层接触。花岗岩整体呈块状构造，受东昆中断裂带早中生代活动影响，靠近断裂带附近花岗岩发生糜棱岩化。灶火沟花岗岩岩性主要为石英闪长岩、花岗闪长岩、英云闪长岩和二长花岗岩，不同岩性之间呈渐变式接触关系。其中，石英闪长岩和花岗闪长岩中普遍发育镁铁质暗色微粒包体[图2(a)、(b)]，英云闪长岩和二长花岗岩中包体明显减少。包体呈灰色—灰黑色，形态多呈长条状、椭圆状、水滴状等不规则状，指示岩体可能经历了强烈的岩浆混合作用。

2 岩相学特征

Qz为石英；Pl为斜长石；Kf为微斜长石；Bi为黑云母；Hb为角闪石图2 灶火沟花岗岩野外及典型结构显微照片Fig.2 Outcrop Photos and Microphotographs Showing the Typical Textures of Zaohuogou Granitoids

石英闪长岩的岩石新鲜面呈灰黑色—灰色[图2(a)]，具中细粒花岗结构(粒径为0.2～3.0 mm)、块状构造。岩石主要由斜长石(体积分数为40%～55%)、石英(5%～15%)、角闪石(10%～25%)和黑云母(10%～20%)组成，副矿物主要有磷灰石、锆石和少量不透明矿物(1%～2%)。其中，斜长石呈半自形板、柱状，发育聚片双晶，蚀变严重，多绢云母化[图2(c)]；石英呈他形粒状；黑云母呈片状，发育一组极完全解理；角闪石呈长柱状。黑云母和角闪石多发生绿泥石化。

花岗闪长岩的岩石新鲜面呈灰色—灰白色[图2(b)]，具中细粒花岗结构(粒径为0.8～4.5 mm)、块状构造。岩石主要由石英(体积分数为20%～30%)、斜长石(35%～50%)、钾长石(5%～15%)、角闪石(5%～15%)和黑云母(5%～10%)组成，副矿物主要有磷灰石和锆石(1%～2%)。其中，斜长石多呈半自形板、柱状，发育聚片双晶[图2(d)]、卡钠复合双晶，局部绢云母化；钾长石呈板状，发育简单双晶、格子双晶；石英呈他形粒状，表面干净无蚀变；黑云母呈片状，发育一组极完全解理，多发生绿泥石化；角闪石呈柱状或长柱状，少量发育简单双晶。

英云闪长岩的岩石新鲜面呈浅灰色—灰白色，具中细粒花岗结构(粒径为0.5～4.0 mm)、块状构造。岩石主要由石英(体积分数为20%～25%)、斜长石(50%～60%)、钾长石(1%～5%)、角闪石(1%～5%)和黑云母(1%～5%)组成[图2(e)]，副矿物主要为锆石和磷灰石(1%～3%)。暗色矿物多发生绿泥石化。

二长花岗岩的岩石新鲜面呈浅红色，具中细粒花岗结构(0.5～4.5 mm)、块状构造。岩石主要由斜长石(体积分数为25%～30%)、碱性长石(30%～40%)、石英(20%～25%)和角闪石(5%～10%)组成，副矿物主要为磷灰石、锆石和不透明矿物(1%～2%)。斜长石多绢云母化，发育聚片双晶；碱性长石主要为正长石，发育简单双晶，次为微斜长石，发育格子双晶[图2(f)]；石英呈他形粒状，表面干净无蚀变；黑云母呈片状，蚀变严重，多发生绿泥石化；角闪石呈半自形柱状或六边形状，横切面可见菱形解理，多发生绿泥石化。

3 分析方法

3.1 锆石U-Pb定年

用于锆石U-Pb定年的样品均采自野外新鲜的露头，经人工去除风化面后由河北省廊坊市诚信地质服务有限公司完成锆石挑选。首先，在双目镜下挑选不同晶型、不同颜色的锆石颗粒粘在双面胶上；然后，用无色透明的环氧树脂固定，待环氧树脂充分固化后对锆石表面进行抛光，直至锆石内部暴露。通过反射光、透射光、阴极发光图像对锆石的内部结构进行分析，之后进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年。锆石原位U-Pb同位素分析在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室的LA-ICP-MS仪器上用标准测定程序进行，测试仪器为Agilent 7500a型质谱仪和GeoLas 2005型激光剥蚀系统，使用氦气作为激光剥蚀物质的载气，激光束斑直径为32 μm。数据处理利用ICPMSDataCal[26]完成，年龄采用Isoplot软件计算。

3.2 全岩地球化学

用于全岩主量、微量元素分析的样品均为研磨至200目以下的新鲜粉末样品。主量元素分析采用湖北省地质实验研究所(武汉综合岩矿测试中心)的RIX2100型X射线荧光光谱仪完成，样品分析精度优于5%。微量元素分析在武汉综合岩矿测试中心利用Agilent 7500a型ICP-MS仪完成。用于ICP-MS分析的样品处理步骤如下：①将研磨至200目以下的50 mg岩石粉末置于特氟龙(Teflon)坩埚中；②采用特氟龙溶样弹将样品用混合酸(HF+HNO3)在195 ℃条件下消解超过48 h;③将在120 ℃条件下蒸干除Si后的样品用2% HNO3稀释2 000倍，并定容于干净的聚酯瓶中。样品分析精度优于5%～10%。

4 结果分析

4.1 锆石U-Pb年代学特征

本次研究选取未发生蚀变的花岗闪长岩、英云闪长岩和二长花岗岩进行锆石U-Pb定年，样品编号分别为D2651-1(坐标为(36°08′33.8″N，93°27′54″E))、18-0(36°07′13.2″N，93°43′46.9″E)、16-26(36°08′3.8″N，93°38′5.8″E)。二长花岗岩、英云闪长岩、花岗闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素分析结果见表1。

表1 LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素分析结果Tab.1 Analysis Results of LA-ICP-MS Zircon U-Pb Isotope

4.1.1 二长花岗岩

二长花岗岩(样品16-26)中的锆石颗粒均呈淡黄色或无色透明，大部分呈自形长柱状，少量呈短柱状，长为80～220 μm，长宽比为4∶1～1.5∶1.0，阴极发光图像[图3(a)]上见明显的锆石韵律环带，且具有较高的Th、U含量(质量分数，下同)，Th含量为(205.88～800.73)×10-6,U为(459.19～777.52)×10-6，Th/U值为0.40～1.02，均大于0.40，具有典型的岩浆锆石特征[27-28]。此次共测试了20个分析点，其中分析点16-26-5、16-26-14和16-26-16明显偏离谐和曲线，不参与年龄谐和曲线作图和加权平均年龄计算。在二长花岗岩年龄谐和曲线[图4(a)]上，其余17个分析点均投影在曲线上或附近区域，其206Pb/238U值为(263±2)～(259±2)Ma，加权平均年龄为(262.1±1.0)Ma[图4(d)]，平均标准权重偏差(MSWD)为0.37，代表二长花岗岩的结晶年龄。

4.1.2 英云闪长岩

英云闪长岩(样品18-0)中的锆石颗粒均呈淡黄色或无色透明，大部分呈自形长柱状，少量呈短柱状，长为55～240 μm，长宽比为3.5∶1.0～1.2∶1.0，阴极发光图像[图3(b)]上大部分锆石具有继承核，分析点18-0-1核部年龄为(441±4)Ma，与研究区出露的志留纪过铝质花岗岩时代[29]一致。锆石韵律环带发育，所有分析点具有较高的Th、U含量，Th含量为(109.20～444.60)×10-6，U为(236.40～638.40)×10-6，Th/U值为0.43～0.71，与典型的岩浆锆石特征[28]类似。此次共完成了17颗锆石18个分析点的测试，其中分析点18-0-1为继承锆石，分析点18-0-3明显偏离年龄谐和曲线。在英云闪长岩年龄谐和曲线[图4(b)]上，其余16个分析点均投影在曲线上或附近区域，其206Pb/238U值为(261±3)～(258±2)Ma，加权平均年龄为(260.0±1.1)Ma[图4(e)]，平均标准权重偏差为0.16，代表英云闪长岩的结晶年龄。

图3 锆石阴极发光图像及对应年龄Fig. 3 CL Images of Zircons and Corresponding Ages

4.1.3 花岗闪长岩

花岗闪长岩(样品D2651-1)中的锆石颗粒均呈淡黄色或无色透明，大部分呈自形长柱状，少量呈短柱状及粒状，长为80～280 μm，长宽比为3∶1～1∶1。阴极发光图像[图3(c)]显示锆石具有明显的韵律环带。所有分析点均具有较高的Th、U含量，Th含量为(163.91～615.24)×10-6，U为(482.61～1 127.65)×10-6，Th/U值为0.33～0.55，平均值为0.41，与典型的岩浆锆石特征[30-31]类似。此次共完成了18颗锆石18个分析点的测试，其中分析点D2651-1-1、D2651-1-10和D2651-1-11谐和度偏低，不参与年龄谐和曲线作图和加权平均年龄计算。在花岗闪长岩年龄谐和曲线[图4(c)]上，其余15个分析点均投影在曲线上或附近区域，其206Pb/238U值为(263±4)～(260±3)Ma，加权平均年龄为(261.6±1.6)Ma[图4(f)]，平均标准权重偏差为0.11，代表花岗闪长岩的结晶年龄。误差范围内，花岗闪长岩、英云闪长岩和二长花岗岩形成于同一时代。

图4 锆石U-Pb年龄谐和曲线及年龄分布Fig.4 Concordia Diagrams and Distributions of Zircon U-Pb Ages

4.2 地球化学特征

4.2.1 主量元素

东昆仑中段灶火沟花岗岩主量、微量和稀土元素分析结果见表2。石英闪长岩SiO2含量为60.94%～62.75%，MgO含量为2.44%～3.07%，Mg#值为44.16～48.98，TiO2含量为0.73%～0.82%，CaO含量为5.52%～6.36%，Na2O+K2O值为4.51%～5.33%，K2O/Na2O值为0.46～0.85，Al2O3含量为15.14%～16.22%，铝饱和指数(A/CNK)为0.87～0.90；花岗闪长岩和英云闪长岩SiO2含量为65.17%～73.16%，MgO含量为0.66%～1.97%，Mg#值为33.76～41.63，TiO2含量为0.26%～0.66%，CaO含量为2.09%～4.17%，Na2O+K2O值为5.35%～6.80%，K2O/Na2O值为0.34～1.07，Al2O3含量为13.63%～15.28%，铝饱和指数为0.96～1.05；二长花岗岩SiO2含量为71.07%～74.14%，MgO含量为0.40%～0.87%，Mg#值为26.47～34.08，TiO2含量为0.22%～0.36%，CaO含量为1.50%～3.22%，Na2O+K2O值为5.36%～7.61%，K2O/Na2O值为1.07～1.31，仅一个样品为0.40，Al2O3含量为12.73%～14.50%，铝饱和指数为1.00～1.05。

表2 主量、微量和稀土元素分析结果Tab.2 Analysis Results of Major, Trace and Rare Earth Elements

在花岗岩TAS图解[图5(a)]中，所有样品落在闪长岩-花岗闪长岩-花岗岩区域，属亚碱性系列岩石。岩石里特曼指数为1.02～1.92，均小于3.30，属钙碱性系列。在SiO2-K2O图解[图5(b)]中，所有样品落在中钾钙碱性和高钾钙碱性系列区域。其中，石英闪长岩落在中钾钙碱性系列区域，花岗闪长岩和英云闪长岩落在中—高钾钙碱性系列区域，二长花岗岩主要落在高钾钙碱性系列区域，仅一个样品落在中钾钙碱性系列区域。在A/NK-A/CNK图解[图6(a)]中，所有样品落在准铝质—弱过铝质区域。其中，石英闪长岩全部为准铝质区域，花岗闪长岩和英云闪长岩落在准铝质—弱过铝质区域，二长花岗岩全部为弱过铝质。在哈克图解(图7)中，Fe2O3、FeO、MgO、TiO2、Al2O3、CaO、P2O5、MnO与SiO2含量成明显的负相关关系，Na2O与SiO2含量相关性不明显，K2O与SiO2含量成正相关关系。不同岩性单元显示连续的成分变化趋势，具有同源岩浆演化的特点。

Ir线为碱性系列(上)和亚碱性系列(下)岩石分界线；图(a)引自文献[32];图(b)引自文献[33]图5 TAS图解和SiO2-K2O图解Fig.5 Diagrams of TAS and SiO2-K2O

图(a)引自文献[34] 图6 A/NK-A/CNK图解和SiO2-P2O5图解Fig.6 Diagrams of A/NK-A/CNK and SiO2-P2O5

图7 哈克图解Fig.7 Harker Diagrams

4.2.2 稀土和微量元素

灶火沟花岗岩稀土元素总含量较低((106.62～182.76)×10-6)，平均值为144.25×10-6。其中，石英闪长岩稀土元素总含量为(131.68～181.36)×10-6，花岗闪长岩和英云闪长岩为(117.34～182.76)×10-6，二长花岗岩为(106.62～168.35)×10-6。所有样品(La/Yb)N值为3.78～27.41，(La/Sm)N值为2.29～8.60，(Gd/Yb)N值为1.01～2.39，表明岩石轻、重稀土元素之间分馏程度较高，且轻稀土元素分馏程度高于重稀土元素。其中，石英闪长岩(La/Yb)N值为3.78～8.99，(La/Sm)N值为2.29～3.55，(Gd/Yb)N值为1.23～1.66；花岗闪长岩和英云闪长岩(La/Yb)N值为4.68～27.41，(La/Sm)N值为2.53～8.60，(Gd/Yb)N值为1.01～2.39；二长花岗岩(La/Yb)N值为8.41～18.13，(La/Sm)N值为5.05～7.04，(Gd/Yb)N值为1.09～2.14。岩石Eu异常大部分为0.56～0.99，表现出中等—弱负Eu异常，仅两个花岗闪长岩样品为1.05和1.09，表现出弱的正Eu异常。

ws为样品含量；wc为球粒陨石含量；wp为原始地幔含量；同一图中相同线条对应不同样品;球粒陨石和原始地幔标准化数据引自文献[35]图8 球粒陨石标准化稀土配分模式和原始地幔标准化微量元素蛛网图Fig.8 Chondrite-normalized REE Pattern and Primitive Mantle-normalized Trace Element Spider Diagram

花岗岩球粒陨石标准化稀土元素配分模式[图8(a)]中，所有样品具有相似的趋势，均显示轻稀土元素富集、重稀土元素相对亏损的右倾型。原始地幔标准化微量元素蛛网图[图8(b)]中，所有样品均具有富集大离子亲石元素(Rb、Th、K)和轻稀土元素(La、Ce)、亏损高场强元素(Ta、Nb、Ti、P)的特征，同时又具有Ta、Nb、Ti的负异常。

5 讨论

5.1 岩石类型

目前，从物源角度划分为I、S、A和M型花岗岩的分类方案已被大多数人接受[36-37]。东昆仑中段灶火沟花岗岩中未见碱性暗色矿物，可以排除碱性花岗岩的可能。其10 000Ga/Al值为1.9～2.6，Zr+Nb+Ce+Y值为(177～334)×10-6，均低于A型花岗岩的相应值(10 000Ga/Al值为2.6,Zr+Nb+Ce+Y值为350×10-6)[38]，故东昆仑中段灶火沟花岗岩不是A型花岗岩。

研究表明，典型S型花岗岩是指含白云母、堇青石和石榴子石等矿物的强过铝质花岗岩类岩石，其A/CNK值大于1.1，刚玉含量大于1%[39]，而I型花岗岩的典型矿物是角闪石和辉石[40-41]。灶火沟花岗岩岩石组合为石英闪长岩-英云闪长岩-花岗闪长岩-二长花岗岩，属准铝质至弱过铝质系列，铝饱和指数为0.87～1.05，全部小于1.1，CIPW标准矿物中无刚玉或其含量小于1%，暗色矿物为角闪石和黑云母，具有明显不同于S型花岗岩的特征。实验研究表明，S型花岗岩具有较高的P2O5含量，且随着岩浆分异作用的进行，P2O5含量具有递增的演化趋势[42]，I型花岗岩则表现出相反的趋势。在SiO2-P2O5图解[图6(b)]中，灶火沟花岗岩的P2O5与SiO2含量之间表现出良好的负相关性，这明显不同于S型花岗岩的特征。综上所述，灶火沟花岗岩为I型花岗岩。

5.2 岩石成因

研究表明，巨量酸性岩类的形成大多与地壳岩石的部分熔融有关[43]，而I型花岗岩的成因主要有镁铁质熔体的结晶分异、壳幔混合和壳源物质的部分熔融3种[42]。实验岩石学研究结果表明，与变沉积岩起源的熔体相比，由变质基性岩熔融形成的岩浆具有较低的(w(Na2O)+w(K2O))/(w(MgO)+w(FeO*)+w(TiO2))和w(CaO)/(w(FeO*)+w(MgO)+w(TiO2))，较高的w(Na2O)+w(K2O)+w(MgO)+w(FeO*)+w(TiO2)和w(CaO)+w(FeO*)+w(MgO)+w(TiO2)[44-45]。在花岗岩源区判别图解(图9)中，所有石英闪长岩、英云闪长岩和花岗岩闪长岩样品均落在角闪岩熔体区域，大部分二长花岗岩样品也落入角闪岩熔体区域，仅一个二长花岗岩样品落入变杂砂岩熔体区域。这可能是由于二长花岗岩的分离结晶程度较高，随着斜长石的分离结晶，使得熔体中CaO含量偏低，导致源区判别图解不能有效反映二长花岗岩的源区信息。根据岩石地球化学特征，灶火沟花岗岩为同源岩浆演化的产物。综上所述，灶火沟花岗岩源于下地壳基性岩的部分熔融。

图(a)引自文献[44];图(b)引自文献[45]图9 源区判别图解Fig.9 Source Discriminant Diagrams

灶火沟花岗岩大部分样品Nb/Ta值为5.5～10.7，与大陆地壳Nb/Ta平均值(10.91)相近，明显小于地幔Nb/Ta值(17.39～17.78)[46]，另外5个样品的Nb/Ta值为11.9～15.2，介于大陆地壳及地幔之间；岩石Zr/Hf值大部分为29.9～33.5，低于或接近地壳Zr/Hf值(约33.0)[47-48]，仅两个样品的Zr/Hf值为34.0和35.0，介于地壳与幔源岩石(Zr/Hf值约为36.3)[48-49]之间。这表明幔源物质对灶火沟花岗质岩浆也有所贡献。东昆仑晚古生代—早中生代岩浆作用过程中的壳幔混合现象已有大量报道[50-57]，且幔源玄武质岩浆活动持续长达30 Ma[8,11,58]。结合花岗闪长岩及石英闪长岩中普遍发育镁铁质暗色微粒包体的现象，可以认为灶火沟花岗岩受到一定程度的壳幔混合作用。

在哈克图解(图7)中，Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、TiO2、P2O5与SiO2含量成负相关关系，K2O与SiO2含量成正相关关系，暗示岩浆在演化过程中存在结晶分异。Fe2O3、FeO、MgO含量随SiO2含量的增加而明显降低，可能与角闪石、黑云母的结晶分异有关。原始地幔标准化微量元素蛛网图[图8(b)]中，岩石的Ba、Sr、Nb、Ta、P、Ti、Eu表现出明显的负异常。其中，Nb、Ta和Ti负异常与钛铁矿、榍石和金红石等含钛矿物的分离结晶有关；P负异常与磷灰石的结晶分异有关；Ba、Sr、Eu负异常与斜长石、钾长石的分离结晶有关，通常斜长石的分离结晶导致Sr、Eu负异常，而钾长石的分离结晶导致Ba、Eu负异常[59]。在Sr-Rb/Sr图解和Sr-Ba图解[图10(a)、(b)]中，岩石表现出斜长石、钾长石和黑云母分离结晶的趋势；在Zr-TiO2图解[图10(c)]中，岩石表现出磁铁矿和榍石的结晶分异趋势；在La-(La/Yb)N图解[图10(d)]中，岩石表现出良好的正相关特征，表明岩浆经历了独居石和褐帘石的分离结晶。

综上所述，灶火沟花岗岩体形成于下地壳基性岩的部分熔融，其成因为幔源岩浆的底侵导致下地壳基性岩的部分熔融，随后壳源熔体与幔源熔体发生不同程度的混合作用形成母岩浆，而后经历了较高程度的结晶分异，最终固结成岩。

5.3 构造环境及地质意义

研究表明，从早石炭世开始，东昆仑进入古特提斯洋演化阶段，石炭纪—二叠纪是古特提斯洋发展的主要时期，布青山一带发育的石炭纪蛇绿岩、二叠纪洋岛/海山玄武岩组合[60-64]以及阿尼玛卿地区出露的石炭纪蛇绿岩[65]均支持东昆仑在晚古生代已进入古特提斯洋演化阶段，此时北部的东昆中构造混杂岩带和东昆北地块为滨浅海环境或相对稳定的板内环境，沉积地层发育石炭系大干沟组和缔敖苏组碎屑岩-碳酸盐岩-火山岩。

Cpx为黄铜矿；Opx为斜方辉石；Mgt为磁铁矿；Tit为榍石；Ap为磷灰石；Mon为独居石；Allan为褐帘石图10 Sr-Rb/Sr图解、Sr-Ba图解、Zr-TiO2图解和La-(La/Yb)N图解Fig.10 Diagrams of Sr-Rb/Sr, Sr-Ba, Zr-TiO2 and La-(La/Yb)N

已有研究表明，古特提斯洋于晚二叠世开始向北俯冲于东昆仑地体之下，受洋壳俯冲诱发产生了大量与俯冲作用相关的岩浆岩，时代集中在260～240 Ma[2,66-68]，俯冲作用一直持续到中三叠世。岩石类型包括中基性岩浆岩、中—高钾钙碱性花岗岩，如巴隆花岗岩[55]、哈拉尕吐花岗岩[69]、约格鲁岩[52]、按纳格角闪辉长岩[70]、扎玛休玛正长花岗岩[3]、都兰热水花岗岩[4]、大格勒花岗岩[71]以及大灶火沟晚二叠世陆缘火山岩[72]，均为洋壳俯冲的产物。区域上发育的下—中三叠统洪水川组大地构造属性为弧前盆地，其陆缘碎屑岩主要来自昆北—昆中地区的弧岩浆岩，砂岩源区为陆缘弧背景区，进一步证明了早—中三叠世东昆仑构造带仍处于俯冲背景下的陆缘弧-盆体系[73-76]。中三叠世中晚期，俯冲结束，东昆仑进入同碰撞阶段，形成了具有同碰撞属性的花岗岩类[18,20]；中—晚三叠世，区域上广泛发育高钾钙碱性-钾玄岩系列花岗岩组合[77-78]，且具有后碰撞花岗岩和A型花岗岩的属性[21-22]；另外，研究区北部发育的上三叠统鄂拉山组陆相火山岩、南部的上三叠统八宝山组磨拉石建造与下伏地层的角度不整合接触等，均支持研究区于晚三叠世碰撞造山结束进入板内演化阶段。

东昆北构造岩浆岩带大面积出露晚古生代—早中生代花岗岩类，岩石呈近EW向展布，与其南部布青山—阿尼玛卿蛇绿构造混杂岩带近平行状产出。前人通过统计与计算东昆仑中二叠世至中三叠世中酸性火成岩分析结果，发现该套花岗岩的形成与古特提斯洋的俯冲作用有关[7,66-67]，且岩石具有安第斯型活动大陆边缘构造属性[66-77]。灶火沟花岗岩构造位置处于东昆北构造岩浆岩带内，形成于中二叠世晚期，在花岗岩构造环境判别图解(图11)中，所有样品落在火山弧花岗岩区域。岩石La/Nb平均值为3，而活动大陆边缘地区火成岩La/Nb值通常大于2[79]，其围岩为古元古界白沙河岩组和中元古界小庙岩组结晶基底岩系，且英云闪长岩锆石中普遍发育古老的继承锆石。综合以上特征表明，灶火沟花岗岩形成于大陆弧环境。