2017-9期-2

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1 第 3 卷第期 01 年月地质通报 GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA Vol.3,No. Sep.,01 东昆仑南缘布青山地区得力斯坦花岗闪长岩 LA-ICP-MS 锆石 U-Pb 年龄及其地质意义邵东 1, 计文化, 李荣社, 陈守建, 李猛, 王刚 1 1, 赵如意 SHAO Dong 1, JI Wenhua, LI Rongshe, CHEN Shoujian, LI Meng, WANG Gang 1, ZHAO Ruyi 1 1. 核工业二〇三研究所, 陕西咸阳 1000;. 中国地质调查局西安地质调查中心, 陕西西安 No. 03 Research Institute of Nuclear Industry, Xianyang 1000, Shaanxi, China;. Xi'an Center of Geological Survey, China Geological Survey, Xi'an 1004, Shaanxi, China 摘要 : 布青山构造混杂岩带地处青藏高原东北缘, 是东昆仑南缘一条重要的构造单元边界, 带内构造岩浆活动强烈, 早古生代晚古生代中酸性侵入岩较发育采用 LA-ICP-MS 锆石 U-Pb 同位素测年技术, 对研究区内得力斯坦花岗闪长岩进行高 0 精度的年代学测试, 获得 Pb/ 3 U 年龄加权平均值为 414.3±1.Ma, 表明其侵位时间为晚志留世早泥盆世结合前人研究成果, 认为得力斯坦花岗闪长岩是洋壳俯冲板块部分熔融的产物, 暗示布青山地区原特提斯洋向北俯冲可能持续到晚志留世早泥盆世, 进而为研究东昆仑地区的地质构造演化提供新的约束关键词 : 锆石 U-Pb 年龄 ; 花岗闪长岩 ; 原特提斯洋 ; 布青山构造混杂岩中图分类号 :P.1;P +.3 文献标志码 :A 文章编号 :11-(01)0-1-0 Shao D, Ji W H, Li R S, Chen S J, Li M, Wang G, Zhao R Y. LA-ICP-MS zircon U-Pb dating of granodiorite from Delisi tan of the Buqingshan area, southern margin of East Kunlun Mountains, and its geological implications. Geological Bulletin of China, 01, 3():1-1 Abstract: The Buqingshan tectonic mélange, which is an important tectonic boundary on the southern margin of East Kunlun Mountains, is located in the northeast of the Tibetan Plateau. In this area, tectonic movement is active and Early Paleozoic-Late Pa leozoic intermediate-acidic intrusive rocks are well developed. With high-precision geochronologic analysis, LA-ICP-MS zircon U-Pb dating was conducted for zircons from Delisitan granodiorite and, as a result, the 0 Pb/ 3 U weighted average age of 414.3± 1.Ma was obtained, which implies that the Delisitan granodiorite was formed in Late Silurian-Early Devonian period. Summary of previous researches shows that the granodiorite was the product of partial melting of the subducting oceanic crust, and this means that the Proto- Tethys oceanic crust of Buqingshan area was subducted northward from Cambrian until Late Silurian- Early Devonian. These results provide a new constraint for the study of tectonic evolution in the East Kunlun area. Key words: zircon U-Pb age; granodiorite; Proto-Tethys Ocean; Buqingshan tectonic mélange 布青山构造混杂岩带是东昆仑地区出露较好保存较完整的一条构造混杂岩带 [1], 因其特殊的构造位置复杂的物质组成多期次的造山作用和漫长的构造演化史而备受瞩目, 是研究中央造山带构造演化及其大陆动力学的关键地区 [-3] 研究表明, 布青山构造混杂岩带是原特提斯大洋岩收稿日期 :01-1-0; 修订日期 :01-0- 资助项目 : 中国地质调查局项目东昆仑关键地区区域地质调查 ( 编号 : ) 秦 - 祁 - 昆重要结合带区域地质专项调查 ( 编号 : ) 和中国核工业地质局项目甘肃省龙首山成矿带铀矿资源调查评价与勘查 ( 编号 :011) 作者简介 : 邵东 (1- ), 男, 硕士, 助理工程师, 从事构造地质和铀矿地质研究 sd@cugb.edu.cn

2 第 3 卷第期邵东等 : 东昆仑南缘布青山地区得力斯坦花岗闪长岩 LA-ICP-MS 锆石 U-Pb 年龄 13 石圈板块俯冲消减的位置所在 [4-], 以发育早寒武 [-] 世和早石炭世期蛇绿岩为重要标志此外, 带内早古生代晚古生代中酸性岩浆活动广泛而强烈, 以发育一系列岛弧型中酸性岩体为特征 [10-1], 包括花岗闪长岩英安岩凝灰岩等, 其中花岗闪长岩体出露面积较大, 分布也较广泛前人对带内发育的花岗闪长岩进行了较多岩石学和岩石地球化学方面的分析 [11,1], 但仅对部分岩体做了年代学测试, 且成岩年龄相差较大 (44~ 40Ma), 未能形成统一认识 [1-13,1,1], 制约了对本区早古生代地质演化的认识近年来, 笔者在布青山地区大比例尺地质填图的基础上, 以区内分布较广泛的得力斯坦花岗闪长岩为研究对象, 对岩体的地质特征进行了详细解剖, 并对其做了精确的年代学测试, 为探讨本区早古生代原特提斯洋的地质构造演化提供新的依据 1 区域地质概况研究区地处青藏高原东北缘, 位于东昆仑造山带和巴颜喀拉造山带的结合部位, 夹持于东昆南断裂与布青山南坡断裂之间 [], 呈 NWW 向展布, 是东昆仑南缘一条重要的构造单元边界 [1] ( 图 1- a) 布青山构造混杂岩带是由不同时期不同构造环境的物质经历俯冲碰撞隆升陆内调整等复杂过程而最终就位的, 其内部物质组成较复杂, 属于典型造山带非史密斯地层单元 [0-] 混杂岩带内主要由不同类型不同性质大小不一的岩块和基质组成, 其中岩块包括早寒武世洋中脊型蛇绿岩早石炭世洋中脊型蛇绿岩早古生代岛弧花岗闪长岩英安岩及凝灰岩晚古生代海山灰岩 / 玄武岩组合及下中二叠统马尔争组沉积组合, 基质则主要是围绕岩块分布的绿片岩和长英质糜棱岩 ( 图 1) 混杂岩带内得力斯坦花岗闪长岩体出露于得力斯坦沟北部, 呈带状近东西向分布于早寒武世蛇绿岩以北, 岩体内部发育有少量超镁铁质岩捕虏体, 可能为捕获早期蛇绿岩所致花岗闪长岩体沿沟分东西个岩体, 西边岩体长约 1.km, 最宽处约 1km; 东边岩体长约 km, 宽达 1.km 西边岩体北西侧与树维门科组下段 (C P 1sh 1 ) 生物碎屑灰岩呈韧性剪切带接触, 东边岩体北侧与中元古界苦海岩群 (Pt K) 黑云斜长片麻岩呈逆冲断层接触, 岩体南侧均与格曲组上段 (P 3g 1 ) 砾岩呈逆冲断层接触 ( 图 - a), 南北界条近东西向断层均逆冲于花岗闪长岩体之上, 断层内部及边界劈理发育, 表现出沿断层边界向岩石内部劈理逐渐变弱的特征样品采集和测试方法在得力斯坦沟北部东边的花岗闪长岩体采集新鲜未混染的超镁铁质花岗闪长岩样品 (14D10-1TW), 采样点地理坐标为北纬 3 04 东经 41 样品岩性为灰白色中细粒片麻状花岗闪长岩 ( 图 -b) 岩石为灰白色, 半自形粒状结构, 块状构造弱片麻状构造岩石中矿物主要由斜长石 (0%~%) 石英 (0%~%) 钾长石 (10%~1%) 角闪石 (%~10%) 和黑云母 (%~%) 组成 ( 图 -c d), 还有少量磷灰石磁铁矿等副矿物矿物粒径主要介于 0.~1mm 之间, 部分斜长石颗粒较大, 呈板状, 发育聚片双晶, 双晶纹宽窄不一, 部分斜长石发生绢云母化 ; 石英颗粒较小, 粒径 0.1~ 0.mm, 具港湾状结构, 波状消光明显, 分布于斜长石间隙, 石英不同程度次生加大, 且呈拉长状分布, 具弱片麻状构造 ; 钾长石分布于斜长石周围, 发育典型格子双晶 ; 暗色矿物角闪石呈长柱状, 黑云母呈片状分布, 但大部分已发生绿泥石化及钠黝帘石化锆石分选由河北省廊坊区域地质调查所完成, 测试锆石制靶及阴极发光 (CL) 照相由北京锆年领航科技有限公司完成采用浮选和电磁选方法进行锆石分选, 在双目镜下挑选出晶形和透明度较好的锆石颗粒, 将其粘贴在环氧树脂表面, 打磨抛光后制成样靶, 并进行透射光反射光和阴极发光显微观察及照相 LA-ICP-MS 锆石 U-Pb 同位素测试在西安地质调查中心同位素实验室完成, 实验仪器包括 Agilent 00x 型 LA-ICP-MS 及与之配套的 Geolas Pro 准分子激光器实验过程使用 13nm 激光器对锆石进行剥蚀及 U-Pb 同位素原位测定, 采用 3μm 的激光束斑直径.0J/cm 的激光能量密度和 Hz 的激光频率及标准锆石 GJ-1 作为外标进行元素分馏校正, 数据及图件处理采用 ICP-MS [3] [4] 0 DataCal 程序和 Isoplot3.0 程序完成, 采用 Pb 校正法对普通铅进行校正, 利用 NIST10 玻璃标样作为外标计算锆石样品中的 U Pb 含量

3 14 地质通报 GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA 01 年图 1 东昆仑布青山地区地质简图 ( 据参考文献 1 修改 ) Fig. 1 Geological sketch map of the Buqingshan area, East Kunlun Mountains 1 第四系 ; 上二叠统格曲组下段 ;3 下中二叠统马尔争组 ;4 上石炭统 - 下二叠统树维门科组 ; 中元古界苦海岩群 ;~ 寒武纪得力斯坦蛇绿岩组合 : 辉橄岩 ; 辉长岩 ; 玄武岩 ; 硅泥岩 ;10~1 石炭纪哈尔郭勒蛇绿岩组合 :10 辉橄岩 ;11 辉长岩 ;1 玄武岩 ; 13 石炭纪洋岛玄武岩 ;14 凝灰岩 ;1 花岗闪长岩 ;1 糜棱岩带 ;1 绿片岩带 ; 1 走滑断层 ;1 逆断层 ;0 逆冲推覆构造 ;1 采样位置 ; 研究区 3 测试结果 3.1 锆石 CL 特征得力斯坦花岗闪长岩样品的锆石 CL 图像显示 ( 图 3), 锆石颗粒多呈淡黄色 - 无色透明的长柱状锥状, 粒径为 0~10μm, 长宽比介于 1. 1~ 1 之间, 自形程度较高 ; 锆石具有典型的振荡环带结构, 表明其为岩浆锆石, 结晶年龄可代表花岗闪长岩的成岩年龄 3. 锆石 U-Pb 测年本次共选择 0 颗锆石进行测试 ( 表 1) 阴极发光图像显示,0 颗锆石测试结果相似,0 个测点的 Pb 含量为 ~0 10 -,U 含量为 ~ ,Th/U 值介于 0.444~0.0 之间, 平均值为 0., 显示出较好的正相关性, 与岩浆成因锆石特征相符 0 个测点中 1 号点数据谐和度较差, 可能是残留或捕获的岩浆成因锆石遭受后期热事件影响的测定结果, 故未参与年龄加权平均

花岗闪长岩镜下特征正交偏光 P3g1 格曲组下段砾岩 Gd 得力斯坦花岗闪长岩 Qtz 石英 Pl 斜长石 Kfs 钾长石 Bt 黑云母 Hbl 角闪石 Ser 绢云母值计算其余 1 个测点均位于谐和线上或其附近 CL 图像和年龄分布看 1 颗岩浆锆石是在相对稳图 4 且 Pb/ U 年龄极接近年龄加权平均值定的

4 第 3 卷第期邵东等东昆仑南缘布青山地区得力斯坦花岗闪长岩 LA-ICP-MS 锆石 U-Pb 年龄 1 图东昆仑布青山地区得力斯坦花岗闪长岩野外宏观及镜下显微照片 Fig. Field photograph and microphotographs of Delisitan granodiorite in the Buqingshan area, East Kunlun Mountains a 得力斯坦花岗闪长岩与格曲组下段砾岩逆冲断层接触关系 b 灰白色中细粒片麻状花岗闪长岩 c d 花岗闪长岩镜下特征正交偏光 P3g1 格曲组下段砾岩 Gd 得力斯坦花岗闪长岩 Qtz 石英 Pl 斜长石 Kfs 钾长石 Bt 黑云母 Hbl 角闪石 Ser 绢云母值计算其余 1 个测点均位于谐和线上或其附近 CL 图像和年龄分布看 1 颗岩浆锆石是在相对稳图 4 且 Pb/ U 年龄极接近年龄加权平均值定的结晶环境下形成的锆石 U-Pb 体系封闭为 ± 1.Ma MSWD=0.0 置信度 % 从 414.3±1.Ma 代表了得力斯坦花岗闪长岩的结晶年 0 3 图 3 东昆仑布青山地区得力斯坦花岗闪长岩锆石阴极发光(CL)图像 Fig. 3 Zircon CL images of the granodiorite sample in Delisitan of the Buqingshan area, East Kunlun Mountains

5 1 地质通报 GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA 01 年表 1 东昆仑布青山地区得力斯坦花岗闪长岩 LA-ICP-MS 锆石 U-Th-Pb 分析结果 Table 1 LA-ICP-MS U-Th-Pb isotopic data of zircons from granodiorite sample in Delisitan of the Buqingshan area, East Kunlun Mountains 样品测点元素含量 /10 - Pb Th U Th/U 0 Pb/ 0 Pb 1σ 同位素比值 0 Pb/ 3 U 1σ 0 Pb/ 3 U 1σ 0 Pb/ 0 Pb 同位素年龄 /Ma 0 1σ Pb/ 3 U 1σ 0 Pb/ 3 U 1σ 谐和度 /% 注 : 谐和度 =( 0 Pb/ 3 U 年龄 )/( 0 Pb/ 3 U 年龄 ) 100 龄, 成岩时代为晚志留世早泥盆世 4 讨论前人对布青山构造混杂岩带内的中酸性岩浆事件颇为关注, 进行了较多岩石地球化学方面的研 [,11,13,1,1,] [11] [1] 究边千韬等李瑞保等对研究区内处于同一构造带且距离得力斯坦仅 3km 的亿可哈拉尔花岗闪长岩进行了详细的岩石地球化学分析, 结果显示, 其 SiO (3.% ~.%) %,Al O 3 (14.1% ~1.3% ) 主体 1%,MgO(0.% ~.30%)<3%,Y( ~ )<1 10 -,Sr ( ~ )> , 且岩石富集大离子亲石元素和轻稀土元素,Eu 无异常或弱负异常, 与严格意义上的埃达克岩地球化学特征相似, 认为其是洋壳俯冲板块部分熔融的产物, 对探讨洋陆转换具有重要的地质意义研究发现, 埃达克岩是俯冲带构造环境的产物 [-], 不仅可以在俯冲早期形成, 在俯冲晚期也可以形成典型的埃达克岩 [11] 在大比例尺地质填图过程中, 笔者发现区内的花岗闪长岩体介于昆中岩浆弧和以蛇绿岩 [] 为标志的俯冲带之间, 且更靠近蛇绿岩, 与王焰等提出的通常埃达克岩熔融深度较正常岛弧火山岩浅, 导致埃达克岩比正常岛弧型岩浆岩更靠近俯冲带吻合岩石成因研究表明, 得力斯坦花岗闪长岩很可能与大洋岩石圈板块俯冲密切相关东昆仑地区原特提斯洋寒武纪时即存在向北的俯冲作用 [4,1,], [-30] 且大规模的俯冲消减发生在奥陶纪, 表明俯冲作用持续时间较长现阶段研究普遍认为, 志留纪中晚期东昆仑地区原特提斯洋盆便完成了主体拼 [1,31] [1,1,3-33] 合, 随即转入后碰撞及陆内演化阶段前人研究发现, 东昆仑地区万保沟岩体 (41.Ma) []

6 第 3 卷第期邵东等 : 东昆仑南缘布青山地区得力斯坦花岗闪长岩 LA-ICP-MS 锆石 U-Pb 年龄 1 西安地质调查中心同位素实验室李艳广和汪双双博士的指导, 镜下显微鉴定过程中得到叶芳张汉文研究员的大力帮助, 在此一并表示衷心的感谢参考文献图 4 东昆仑布青山地区得力斯坦花岗闪长岩锆石 U-Pb 谐和图 Fig. 4 Zircon concordia diagram of granodiorite from Delisitan of the Buqingshan area, East Kunlun Mountains 诺木洪南胡晓钦岩体 (4. Ma) [34] 同秦昆接合部存在的志留纪泥盆纪侵入岩 (43~401Ma), 属同一阶段的岩浆活动, 代表了洋壳俯冲消减作用的 [10] 产物, 结合东昆仑中段晚志留世早泥盆世诺木 [3] 洪蛇绿岩 (41±Ma) 的发现, 认为东昆仑少数地 [] 区在早泥盆世早期仍然有残留洋盆存在本文获得的东昆仑南缘布青山地区得力斯坦花岗闪长岩成岩年龄为 414.3±1.Ma, 印证其形成时代晚于混染的早寒武世得力斯坦蛇绿岩 (1.4±.3Ma) [], 同时暗示该区早古生代原特提斯洋向北俯冲可能持续到晚志留世早泥盆世而下泥盆统牦牛山组磨拉石及火山碎屑岩建造 (40.1±.Ma) 标志 [1,3] 着东昆仑早古生代洋盆的闭合, 也进一步表明布青山地区晚志留世早泥盆世洋盆可能已萎缩的很小结论得力斯坦花岗闪长岩是洋壳俯冲板块部分熔融的产物, 采用 LA-ICP-MS 锆石 U-Pb 测年技术测得岩体的结晶年龄为 414.3±1.Ma, 表明其侵位时间为晚志留世早泥盆世, 暗示布青山地区原特提斯洋向北俯冲可能持续到晚志留世早泥盆世, 且当时洋盆可能已萎缩的很小致谢 :LA-ICP-MS 锆石 U-Pb 同位素测定得到 [1]Yang J S, Robinson P T, Jiang C F, et al. Ophiolites of the Kunlun Mountains, China and their tectonic implications[j]. Tectonophysics, 1,(1/4):1-31. [] 殷鸿福, 张克信. 中央造山带的演化及其特点 [J]. 地球科学,1,3 (): [3] 杨经绥, 许志琴, 马昌前, 等. 复合造山作用和中国中央造山带的科学问题 [J]. 中国地质,010,3(1):1-11. [4] 张克信, 林启祥, 朱云海, 等. 东昆仑东段混杂岩建造时代厘定的古生物新证据及其大地构造意义 [J]. 中国科学 (D 辑 ),004,34(3):10-1. []Li W Y, Li S G, Guo A L, et al.zircon SHRIMP U-Pb ages and trace element geochemistry of the Kuhai gabbro and the Dur ngoi diorite in the southern east Kunlun tectonic belt and their geological implications[j].science in China (Ser.D),00,0(Supp): [] 计文化, 陈守建, 李荣社, 等. 青藏高原及邻区古生代构造 - 岩相古地理综合研究 [M]. 武汉 : 中国地质大学出版社,014:1-0. [] 朱云海, 张克信, 潘元明, 等. 东昆仑造山带不同蛇绿岩的厘定及其构造意义 [J]. 地球科学, 1,4(): [] 边千韬, 罗小全, 李红生, 等. 阿尼玛卿山早古生代和早石炭早二叠世蛇绿岩的发现 [J]. 地质科学,1,34(4):3-4. [] 刘战庆, 裴先治, 李瑞保, 等. 东昆仑南缘阿尼玛卿构造带布青山地区两期蛇绿岩的 LA-ICP-MS 锆石 U-Pb 定年及其构造意义 [J]. 地质学报,011,():1-14. [10] 张智勇, 张克信, 朱云海, 等. 昆秦接合部志留泥盆纪侵入岩及其构造环境 [J]. 地球科学 ( 中国地质大学学报 ), 00,30():1-1. [11] 边千韬,Pospelov I I, 李惠民, 等. 青海省布青山早古生代末期埃达克岩的发现及其构造意义 [J]. 岩石学报,00,3():-34. [1] 孙雨, 裴先治, 丁仨平, 等. 东昆仑哈拉尕吐岩浆混合花岗岩 : 来自锆石 U-Pb 年代学的证据 [J]. 地质学报,00,3(): [13] 刘战庆, 裴先治, 李瑞保, 等. 东昆仑南缘布青山构造混杂岩带早古生代白日切特中酸性岩浆活动 : 来自锆石 U-Pb 测年及岩石地球化学证据 [J]. 中国地质,011, 3(): [14] 刘彬, 马昌前, 张金阳, 等. 东昆仑造山带东段早泥盆世侵入岩的成因及其对早古生代造山作用的指示 [J]. 岩石学报,01,(): [1] 赵寿, 刘永乐, 王生明, 等. 东昆仑南缘哥日卓托金铜矿成矿特征及找矿标志 [J]. 西北地质,01, 4(1): [1] 陈加杰, 付乐兵, 魏俊浩, 等. 东昆仑沟里地区晚奥陶世花岗闪长岩地球化学特征及其对原特提斯洋演化的制约 [J]. 地球科学,01, 41(11):13-1. [1] 李瑞保, 裴先治, 李佐臣, 等. 东昆仑南缘布青山构造混杂岩亿可哈拉尔花岗闪长岩年代学地球化学特征及构造意义研究 [J]. 地球学报,014,3(): [1] 陈能松, 孙敏, 王勤燕, 等. 东昆仑造山带中带的锆石 U-Pb 定年与

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Q. ;J. ;C-P. - ; -O. - ;Qb. ;Ar. ; ;γδ5. Q2m. ;C2-P1t. ;P1-2s. ;P2y. ;1. ;2. 1 [25] (a) (b) - (c)(a [10] ;b [7] ) Fig.1 Schematicgeologicalmap

Q. ;J. ;C-P. - ; -O. - ;Qb. ;Ar. ; ;γδ5. Q2m. ;C2-P1t. ;P1-2s. ;P2y. ;1. ;2. 1 [25] (a) (b) - (c)(a [10] ;b [7] ) Fig.1 Schematicgeologicalmap 36 4 2017 7 GeologicalScienceandTechnologyInformation Vol.36 No.4 Jul. 2017 doi:10.19509/j.cnki.dzkq.2017.0404. : [J]. 201736(4):29-35. : ab b ab ( )a. ;b. 430074) : : 330~300 Ma 310 Ma U-Pb 330~300 Ma