南阿尔金吐拉地区中压基性麻粒岩变质作用及地质意义

李妍 于胜尧 纪文涛

摘   要：南阿尔金吐拉地区基性麻粒岩呈透镜体分布于泥质片麻岩中。基性麻粒岩主要矿物组成为石榴子石、斜方辉石、单斜辉石、角闪石、黑云母和斜长石，显示“巴罗式”变质作用（中压麻粒岩相变质作用）特征。目前南阿尔金吐拉地区发育的“巴罗式”变质岩研究相对薄弱，对岩石学特征、变质演化轨迹及“巴罗式”变质作用成因机制亦不明确。传统矿物温压计指示基性麻粒岩的峰期变质温压条件为T=820 ℃～870 ℃，P=8.0～8.5 kPa，退变质阶段温压T=700 ℃～750 ℃，P=6～7.5 kPa，为一个降温降压顺时针型的P-T演化轨迹。锆石U-Pb定年加权平均年龄为～450 Ma，结合岩相学研究和锆石特征，认为其代表了峰期麻粒岩相变质时代。基性麻粒岩与区域上深熔作用和花岗质岩浆作用变质年龄相似，较南阿尔金UHP榴辉岩和HP麻粒岩的峰期变质时代晚40～50 Ma，与榴辉岩折返过程中麻粒岩相叠加变质作用时代较相似。说明吐拉地区“巴罗式”变质作用及同时代花岗质岩浆作用和混合岩化作用可能是由于俯冲陆壳发生断离并开始折返上升，在伸展环境下由幔源岩浆上涌加热中地壳形成的。

关键词：南阿尔金;中压麻粒岩;“巴罗式”变质作用

南阿尔金造山带为一个典型高压-超高压变质带，高压-超高压岩石分布于江尕勒萨依、英格利萨伊、淡水泉、木那布拉克4个地区。前人对区内高压-超高压变质岩变质作用及演化历史开展了大量研究，确定一条顺时针的P-T演化轨迹，指示了与大陆俯冲-深俯冲作用相关的高压变质事件和俯冲碰撞后的折返事件[1-4]。年代学研究结果显示高压-超高压变质时代为～500 Ma[1，4-7] 。前人在南阿尔金吐拉地区厘定一套麻粒岩相变质岩，主要岩石类型包括石榴矽线黑云片麻岩、石榴角闪二辉麻粒岩，在吐拉西侧20 km范围内呈EW向展布，表明该套麻粒岩具孔兹岩系特征[8]。初步资料显示，这些“巴罗式”变质岩变质年龄明显晚于高压-超高压变质作用（40～50 Ma）[9-11]。

本文在前人研究基础上，对吐拉地区基性麻粒岩进行岩相学及地球化学研究，利用传统温压计计算该岩石变质作用发生时的温压条件，获得该岩石在早古生代的P-T轨迹，并进一步探讨“巴罗式”变质作用的成因机制，这对整个南阿尔金造山带早古生代造山过程的重塑具重要意义。

1  區域地质背景

阿尔金造山带位于青藏高原东北缘，介于塔里木盆地与柴达木盆地之间。阿尔金造山带从北到南可分为4个构造单元：阿北地块、红柳沟-拉配泉蛇绿混杂岩带、米兰河-金雁山地块和南阿尔金俯冲碰撞杂岩带（图1-（a））[1，12-14]。其中南阿尔金俯冲-碰撞杂岩带为早古生代大陆深俯冲作用产物，该带主要位于阿尔金西部，在西起且末东至茫崖长达250 km 范围展布，被称为“阿尔金山岩群”。该单元主要由3种具碰撞杂岩带特征的岩石组合构成[15]：①英云闪长质-花岗质片麻岩（～70%）;②变沉积岩包括蓝晶（矽线）石榴片麻岩和大理岩（～25%）;③榴辉岩、石榴辉石岩、角闪岩、基性-超基性岩石和花岗岩的块体和透镜体（～5%）。本文所研究的基性麻粒岩位于吐拉地区，采样位置见图1-（b）。

2  岩石学特征

本次研究样品基性麻粒岩呈深灰色，主要由石榴子石、单斜辉石、斜方辉石、角闪石、斜长石及少量黑云母组成。石榴子石变斑晶多为自形粒状，发育明显裂纹，几乎不含包体，边部可见典型“白眼圈”结构（图2-a），代表了典型的减压反应结构。斜长石有两种产出状态：一种分布于石榴子石边部构成“白眼圈”结构（图2-a）;另一种呈它形粒状分布于基质中（图2-b） 。角闪石多为半自形-它形柱状分布于单斜辉石、斜方辉石、石榴石边部（图2-a-d），为退变质过程产物。单斜辉石和斜方辉石呈半自形-它形柱状分布于基质中，多被角闪石交代（图2-b，d）。通过上述岩相学研究，基性麻粒岩可划分出两个变质阶段：峰期矿物组合为Grt+Pl1+Cpx+Opx，以石榴子石、单斜辉石、斜方辉石和斜长石平衡共生为特征;退变质阶段矿物组合为石Grt+Pl2+Cpx+Opx+Hbl，以典型“白眼圈”结构为特征，斜长石和角闪石围绕石榴子石边部生长。矿物名称缩写见[16]。推测变质峰期（M1）到退变质阶段（M2）的变质反应如下[17-18]：Grt+H2O=Amp+Pl2;Opx+Pl1+H2O=Hbl+Qtz

3  分析方法

矿物化学成分分析在中国海洋大学电子探针室的JEOJ JXA-8230电子探针仪进行测试。运行条件为15 kV的加速电压，20 nA的电子束电流，5 μm的电子束斑，少数矿物及包裹体采用2 μm的电子束斑，检测时间10 s。为观察石榴子石成分变化，选取一条通过石榴子石中心的直线，等间距选点分析石榴子石成分的变化，同时选点时注意避开包体。

锆石U-Pb定年测定利用中国地质科学院矿产资源研究所MC-ICP-MS实验室的Finnigan Neptune 型MC-ICP-MS仪器及与之配套的Newwave UP 213激光剥蚀系统完成。激光剥蚀所用斑束直径为25 μm，频率为10 Hz，能量密度约2.5 J/cm2，以He为载气。LA-MC-ICP-MS激光剥蚀采样采用单点剥蚀方法，测试前用锆石GJ-1调试仪器，使之达到最佳状态。锆石U-Pb定年以锆石GJ-1为外标，U，Th含量以锆石M127（U：923×10-6;Th：439×10-6; Th/U：0.475）为外标进行校正。测试过程中每测定5～7个样品前后重复测定两个锆石GJ-1对样品进行校正，并测量一个锆石 Plesovice，观察仪器状态以保证测试精确度。数据处理采用ICPMSDataCal程序[19]，锆石年龄谐和图据Isoplot3.0程序获得。详细实验测试过程可见[20]。

4  测试结果