第 4 期朱伯鹏等 : 阿尔泰巴利尔斯河一带岩体 LA MC ICP MS 锆石 U Pb 年代学岩石成因及地质意义引言阿尔泰造山带是中亚造山带的重要组成部分 [1], 发育有大量花岗岩一直以来, 国内外诸 [2-7] 多学者将中国阿尔泰花岗岩作为主要的研究课题, 对其成因和构

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黔茹
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1 现代地质 GEOSCIENCE 第 32 卷第 4 期 2018 年 8 月 DOI: /j geoscience Vol 32 No 4 Aug 2018 阿尔泰巴利尔斯河一带岩体 LA MC ICP MS 锆石 U Pb 年代学岩石成因及地质意义朱伯鹏, 秦纪华, 何斌, 张汉青, 吴晓贵 ( 新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第四地质大队, 新疆阿勒泰 ) 摘要 : 新疆阿尔泰巴利尔斯河一带岩体岩石类型复杂, 主要岩石组合为花岗闪长岩黑云二长花岗岩和二长花岗岩花岗闪长岩和二长花岗岩中 LA MC ICP MS 锆石 U Pb 测年结果分别为 (386 4±2 8)Ma 和 (386 8±1 2)Ma 花岗闪长岩黑云二长花岗岩和二长花岗岩地球化学分析结果显示, 岩石 SiO 2 含量为 74 33% ~76 70%, 里特曼指数为 1 49~ 2 04,A/CNK 值介于 1 00~1 07, 大离子亲石元素 Rb Th 等和轻稀土元素相对富集, 高场强元素 Sr Ti Nb 等和重稀土元素则相对亏损, 具较强的负 Eu 异常 (δeu=0 31~0 84), 表明该岩石为具有富钾钙碱性弱过铝质特征的高分异 I 型花岗岩综合研究认为, 巴利尔斯河一带岩体形成于与俯冲作用有关的活动大陆边缘的岩浆弧构造环境, 是古亚洲洋向北俯冲消减过程中岩浆上侵就位的产物关键词 : 花岗岩 ;LA MC ICP MS 锆石 U Pb 测年 ; 岩石成因 ; 巴利尔斯河 ; 阿尔泰 ; 新疆中图分类号 :P588 1 文献标志码 :A 文章编号 : (2018) LA MC ICP MSU PbGeochronologyandPetrogenesisofPlutonsin BaliersiRiverAreaofAltayandTheirGeologicalImplications ZHUBopeng,QINJihua,HEBin,ZHANGHanqing,WUXiaogui (No 4GeologicalParty,XinjiangBureauofGeologyandMineralResourcesExplorationandDevelopment,Altay,Xinjiang ,China) Abstract:RocktypesintheBaliersiRiverareaoftheChineseAltayOrogen(Xinjiang)arecomplex,including granodiorite,biotitemonzograniteandmonzogranite.la MC ICP MSzirconU Pbdatingrevealsthatthegrano dioriteandmonzogranitewereformedat(386 4±2 8)Maand(386 8±1 2)Ma,respectively.Geochemical analysisofthegranodiorite,biotitemonzograniteandmonzograniteshow thatthesio 2 contentsrangefrom 74 33% to76 70%,Ritmanindex(σ)rangefrom1 49to2 04,andtheA/CNKvaluesrangefrom1 00to 1 07.Inaddition,therocksshowenrichmentsinLILEs(e g,rb,th)andlrees,andobviousdepletions inhreesandhfses(e g,sr,ti,nb)andstrongnegativeeuanomaly(δeu=0 31to0 84),suggesting thattherocksarehigh Kcalc alkaline,peraluminoushighly fractionedi typegranites.integratedwithprevious studies,itisconcludedthatgranitoidsinthebaliersiriverareawereformedinacontinentalmarginmagmatic arcseting,viathenorth dippingsubductionofthepaleo AsianOcean. Keywords:granitepluton;LA MC ICP MSzirconU Pbdating;petrogenesis;BaliersiRiver;Altay;Xin jiang 收稿日期 : ; 改回日期 : ; 责任编辑 : 戚开静基金项目 : 中国地质调查局项目阿尔泰成矿带地质矿产调查评价 ( ) 作者简介 : 朱伯鹏, 男, 硕士,1985 年出生, 矿物学岩石学矿床学专业, 主要从地质矿产研究工作 @qq com 引用格式 : 朱伯鹏, 秦纪华, 何斌, 等. 阿尔泰巴利尔斯河一带岩体 LA MC ICP MS 锆石 U Pb 年代学岩石成因及地质意义 [J]. 现代地质,2018,32(4): ZHUBopeng,QINJihua,HEBin,etal.LA MC ICP MSU PbGeochronologyandPetrogenesisofPlutonsinBaliersiRiver AreaofAltayandTheirGeologicalImplications[J].Geoscience,2018,32(4):

2 第 4 期朱伯鹏等 : 阿尔泰巴利尔斯河一带岩体 LA MC ICP MS 锆石 U Pb 年代学岩石成因及地质意义引言阿尔泰造山带是中亚造山带的重要组成部分 [1], 发育有大量花岗岩一直以来, 国内外诸 [2-7] 多学者将中国阿尔泰花岗岩作为主要的研究课题, 对其成因和构造环境等方面进行了深入研究, 认为该造山带花岗岩具有多时代多类型多成因多来源等特征, 形成于多种构造环境 [8-26] 随着岩石年代学精度的不断提高, 许多学者展布的岩枝岩墙岩基状, 侵位于长城系苏普特岩群和下泥盆统康布铁堡组中根据相互接触和穿插关系, 岩体划分为二长花岗岩和花岗闪长岩各侵入体局部均发育不同程度的片麻状构造, 片麻理与区域构造线基本一致, 呈北西南东向 ( 图 2) 花岗闪长岩主要侵位于康布铁堡组第二段和第三段, 具弱片麻状构造, 岩体与地层呈明显的侵入接触关系花岗闪长岩体呈不规则岩株状, 沿中细粒二长花岗岩侵入体边部呈带状分布, 利用锆石 SHRIMPU Pb 和 LA MC ICP MS 锆石 U 两者为脉动接触关系, 界线明显, 在岩体中局部 Pb 法对中国阿尔泰花岗岩类进行了精确定年工作, 可见细粒二长花岗岩小岩枝侵入其中二长花岗结果显示中国阿尔泰有多次强烈的岩浆侵入活动, 岩为侵入岩主体, 呈岩基状, 侵位于苏普特岩群其峰值为 460 Ma 410 Ma 380 Ma 和 265 第二第三岩组, 侵入体内残留地层较多岩体 Ma [12-15] 同时, 大量岩石地球化学和同位素数据受构造作用发育构造片理及劈理二长花岗岩体为阿尔泰花岗岩类成因构造演化造山作用和外侧与地层接触处为中细粒黑云二长花岗岩, 黑陆壳增生等方面的研究奠定了良好基础云母含量高, 接触带内具有弱片麻状构造, 局部近年来, 随着巴利尔斯河一带一系列铁矿床界线不清晰, 与主体二长花岗岩为渐变过渡 ( 点 ), 如乌吐布拉克巴拉巴克布拉克巴利尔关系斯等磁铁矿床的发现勘查和开发, 该地区基础花岗闪长岩呈浅灰白色, 块状构造, 中细粒地质研究, 特别是该地区岩浆侵入活动与成矿关花岗结构岩石由斜长石钾长石角闪石石 [18] 系的研究显得尤为重要杨富全等和张志欣英黑云母组成斜长石 (45%) 为粒状, 少数呈 [23] 等对乌吐布拉克铁矿蒙库铁矿和巴利尔斯半自形板状, 粒径 0 4~3 2mm, 轻度泥化绢铁矿区岩浆侵入活动做了大量研究工作, 但对区云母化钾长石 (20%) 为粒状, 粒径 0 3~2 2 域岩体研究较为薄弱, 岩体岩石成因构造环境 mm, 具条纹结构格子状双晶, 多为条纹长石, 等方面还有待深入研究笔者通过该地区 1 5 万少量为微斜长石角闪石 (10%) 为针状长柱状, 区域地质调查工作对巴利尔斯河一带岩体开展了粒径 1~2mm, 局部蚀变明显, 为绿泥石化石剖面测制和地质路线调查等工作, 详细研究了岩英 (18%) 为它形粒状, 粒径 0 2~2 6mm, 强波体地质特征同位素年代学和岩石地球化学, 以状消光黑云母为片状, 片径 0 1~0 7mm, 黄期限定岩体形成时代, 探讨岩石成因和构造环境, 褐色, 可见绿泥石化, 含量约 5% 磷灰石为为阿尔泰花岗岩形成演化以及区域构造演化提供柱状粒状, 粒径 0 03~0 20mm, 微量磁铁新信息矿为粒状, 粒径 0 03~0 10mm, 微量中细粒二长花岗岩呈浅灰色, 块状构造, 中 1 地质概况及岩相学特征细粒花岗结构由斜长石钾长石石英黑云中国阿尔泰造山带位于新疆北部, 呈北西向母组成斜长石呈它形粒状, 粒径 2 0~0 4mm, 展布, 大地构造位置属西伯利亚板块南缘, 北至斜长石聚片双晶不发育, 轻微泥化, 含量约 25% 中蒙中俄及中哈边境, 南以额尔齐斯玛因鄂石英具波状消光, 含量约 20% 钾长石呈它形粒博构造带与哈萨克斯坦准噶尔板块北缘相邻状, 粒径多在 2 0~0 8mm 之间, 少量颗粒较粗 [27] 何国琦等以红山嘴诺尔特断裂和阿巴宫库 ( 粒径 11 2~4 0mm), 钾长石发育条纹结构, 格尔提断裂为界将中国阿尔泰造山带划分为北阿尔子双晶, 呈定向分布, 含量约为 45% 黑云母呈泰中阿尔泰和南阿尔泰 3 个块体研究区属中半自形片状, 片径 1 2~0 4mm, 具褐浅黄多阿尔泰块体 ( 图 1), 区域上总体构造线走向呈北色, 长轴平行定向排列, 含量约 2% 磷灰石呈粒西方向 (310 ~330 ), 由一系列北西向线性褶皱状, 粒径 0 4~0 1mm, 微量和沿走向侵入其间的大量岩体组成黑云二长花岗岩呈灰白色, 块状构造, 中细研究区岩体分布较为广泛, 呈北西南东向粒花岗结构由斜长石钾长石石英黑云母

3 现６８２代地质２０１８年图１新疆阿尔泰巴利尔斯河一带地质简图据新疆地质矿产局第四地质大队 ① 修编Ｆ１ＧｃｓｋｃｍｐｆｂｓＲｖｆＣｓＡｙｆＦｕＧｃＴｍＸｊＧｙｄＭＢｕｕ１康布铁堡组上段２康布铁堡组中段３康布铁堡组下段４苏普特岩群５二长花岗岩６黑云二长花岗岩７二云花岗岩８花岗闪长岩９闪长岩１０铁矿床点１１矽卡岩１２断裂１３河流１４样点０磷灰石呈粒状微量组成斜长石呈它形粒状粒径２００６ｍｍ性含量约１斜长石聚片双晶不发育轻微泥化含量约３０石英呈它形粒状波状消光油脂光泽含量约２样品及测试方法２５钾长石呈短柱状粒径多在２００８ｍｍ本次分别对区内二长花岗岩黑云二长花岗之间发育格子双晶含量约３５黑云母呈半岩和花岗闪长岩进行样品采集其中全岩地球化自形片状片径１２０４ｍｍ具褐浅黄多色学样品５件二长花岗岩２件黑云二长花岗岩２５万区域地质调查报告 ① 新疆地质矿产局第四地质大队新疆富蕴县巴尔鲁克库珠尔特１

第４期朱伯鹏等阿尔泰巴利尔斯河一带岩体ＬＡＭＣＩＣＰＭＳ锆石ＵＰｂ年代学岩石成因及地质意义６８３图２巴利尔斯河一带岩体野外及显微特征照片Ｆ２ＦｄｐｓｄｍｃｐｐｓｆｄｓＢｓＲｖ二长花岗岩片麻状构造ｂ黑云二长花岗岩ｃ花岗闪长岩ｄ二长花岗岩显微镜下单偏光照片Ｐ斜长石Ｑ石英Ｋｆｓ钾长石ｐｕ型ＭＣＩＣＰ

4 第４期朱伯鹏等阿尔泰巴利尔斯河一带岩体ＬＡＭＣＩＣＰＭＳ锆石ＵＰｂ年代学岩石成因及地质意义６８３图２巴利尔斯河一带岩体野外及显微特征照片Ｆ２ＦｄｐｓｄｍｃｐｐｓｆｄｓＢｓＲｖ二长花岗岩片麻状构造ｂ黑云二长花岗岩ｃ花岗闪长岩ｄ二长花岗岩显微镜下单偏光照片Ｐ斜长石Ｑ石英Ｋｆｓ钾长石ｐｕ型ＭＣＩＣＰＭＳ及与之配套的ＮｗＷｖ件花岗闪长岩１件锆石ＵＰｂ同位素样品２Ｎ１３激光剥蚀系统详细的仪器参数数据软件二长花岗岩１件花岗闪长岩１件即ＹＱ４６ＵＰ２８３２锆石年龄Ｅ８９０２３５Ｎ４７３３３０ＹＱ５５Ｅ８９１３４０件处理校正等见相关文献２Ｐｂ谐和图的绘制采用ＩｓｐＮ４７２９３０ＹＱ６８Ｅ８９０７５２Ｎ４７３４１０加权平均值计算及ＵＹＱ６２Ｅ８９１００６Ｎ４７３１４０ＹＱ５７Ｅ８９０４２０Ｎ４７３１１０均采自新鲜的岩石露头具体采样位置见图１３０软件３３３分析结果１锆石ＬＡＭＣＩＣＰＭＳ年龄岩石样品主量元素稀土元素和微量元素分３析在中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究花岗闪长岩和二长花岗岩样品ＬＡＭＣＩＣＰＭＳ所完成采用粉末样品压片制样主量元素和稀锆石ＵＰｂ同位素结果见表１锆石阴极发光ＣＬ土元素之外的其他微量元素用Ｘ射线荧光光谱法图像显示锆石颗粒多呈无色浅灰褐色半自测定主量元素分析精度优于５其中ＦＯ采用形自形透明半透明短柱状及双锥状晶体容量法分析稀土元素采用电感耦合等离子体发晶棱清楚粒度较小长轴多变化于５０２００μｍ射光谱ＩＣＰＡＥＳ分析分析精度优于１０之间长短轴比一般约为２１５３在阴极发光ＬＡＭＣＩＣＰＭＳ锆石ＵＰｂ定年样品图３图像中大多数锆石具有清晰的振荡环带结构图在河北省区域地质调查研究所实验室利用标准技３显示典型岩浆锆石特征术对锆石进行分选和制靶锆石的阴极发光ＣＬ花岗闪长岩Ｈ１测定了２０个锆石的２０个测显微照相在中国地质科学院地质研究所离子探针点其中２号和８号测点年龄相对较小可能与仪器上完成采用日立ＨＩＴＡＣＨＩＳ３０００Ｎ型扫描岩体形成后遭受后期热液改造时导致Ｐｂ同位素丢Ｐｂ同位素测定在中国地质科电子显微镜锆石Ｕ失有关予以剔除其余１８颗锆石ＴＵ比值为４４１３３均大于０４显示岩浆成因特征在学院矿产资源研究所国土资源部成矿作用与资源０Ｐｂ谐和曲线图图４中１８个数据点评价重点实验室分析完成分析仪器为Ｆ锆石的Ｕ

5 684 现代地质 2018 年表 1 巴利尔斯河一带花岗闪长岩和二长花岗岩 LA MC ICP MS 锆石 U Pb 同位素分析结果 Table1 LA MC ICP MSzirconU PbdataoftheBaliersiRivermonzogranitesandgranodioritessamples 含量 /10-6 比值年龄 /Ma 测试点 Th/U 207 Pb/ 206 Pb 207 Pb/ 235 U 206 Pb/ 238 U 207 Pb/ 206 Pb Pb/ 235 U 206 Pb/ 238 U Pb Th U 测值 1σ 测值 1σ 测值 1σ 测值 1σ 测值 1σ 测值 1σ H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H R R R R R R R R R R R R R R R R R R R R 注 : 样品 H 1 为花岗闪长岩 ; 样品 R 1 为二长花岗岩

第 4 期朱伯鹏等 : 阿尔泰巴利尔斯河一带岩体 LA MC ICP MS 锆石 U Pb 年代学岩石成因及地质意义 685 图 3 巴利斯河一带花岗闪长岩 (a) 和二长花岗岩 (b) 样品锆石阴极发光 (CL) 图像 Fig 3 Representativecathodoluminescence(CL) imagesof

6 第 4 期朱伯鹏等 : 阿尔泰巴利尔斯河一带岩体 LA MC ICP MS 锆石 U Pb 年代学岩石成因及地质意义 685 图 3 巴利斯河一带花岗闪长岩 (a) 和二长花岗岩 (b) 样品锆石阴极发光 (CL) 图像 Fig 3 Representativecathodoluminescence(CL) imagesof zirconsfromthegranodiorite(a)andmonzogranite(b) 均位于 U Pb 谐和线上或附近, 得到 206 Pb/ 238 U 年龄加权平均值为 (386 8±1 2) Ma(MSWD = 0 18) 中细粒二长花岗岩 20 颗锆石测点的年龄分成 3 组, 第一组 2 颗锆石 ( 点 17, 点 20) 的 206 Pb/ 238 U 年龄介于 401~479Ma 之间, 可能是岩浆上升过程中捕获的奥陶系志留系锆石第二组 2 颗锆石 ( 点 10, 点 19) 的 206 Pb/ 238 U 年龄介于 351~365 Ma 之间, 较年轻, 可能与岩石形成后遭受热液改造时导致 Pb 同位素丢失有关 [34] 第三组 16 颗锆石 ( 点 1 20) 在误差范围内有较一致的 206 Pb/ 238 U 比值, 在谐和图 ( 图 4b) 上基本成群集中分布在谐和线上及其附近, 得到的 206 Pb/ 238 U 年龄加权平均值为 (386 4±2 8)Ma(MSWD=0 06) 综上所述, 巴利尔斯河一带花岗闪长岩和二长花岗岩体的主体岩浆侵位结晶年龄为 (386 8± 1 2)Ma 和 (386 4±2 8)Ma, 为中泥盆世 3 2 岩石化学特征由巴利尔斯河一带黑云二长花岗岩二长花岗岩和花岗闪长岩主量元素和微量元素分析结果 ( 表 2) 可以看到, 样品 SiO 2 含量较高, 为 74 33% ~76 70%,K 2 O 含量为 3 57% ~4 80%,Na 2 O 含量为 2 97% ~3 55%, 富碱 (Na 2 O+K 2 O,6 83% ~8 22%) 并相对富钾 (K 2 O/Na 2 O 值均 >1); 样品里特曼指数为 1 49~2 04, 小于 3 3, 表明具有亚碱性岩石特征在 SiO 2 -K 2 O 图解 ( 图 5a) 中, 样品均落入高钾钙碱性系列分异指数 (DI) 介于 84 7~92 7 之间, 指示该时期岩体经历了高程度的分异演化过程 Al 2 O 3 含量介于 12 34% ~ 13 59% 之间, 岩石的铝饱和指数 (A/CNK) 介于 1 00~1 07 之间, 小于 1 1, 在 A/CNK-A/NK 图解中样品落入弱过铝质岩石系列区域, 同时落入 Ⅰ 型花岗岩区域 ( 图 5b) 黑云二长花岗岩二长花岗岩和花岗闪长岩的稀土元素总量 ( REE) 为 ~ , 轻重稀土比值 (LREE/HREE) 为 4 70~10 16,(La/Yb) N 和 (La/Sm) N 分别为 3 33 ~12 18 和 1 76~3 34, 具有轻稀土元素 (LREE) 富集及重稀土元素 (HREE) 相对亏损的特征在球粒陨石标准化稀土元素配分模式图 ( 图 6a) 上, 所有样品均具有相似的配分模式, 表现为轻稀土曲线右倾而重稀土曲线相对平坦的特征, 并有显著 V 形谷状的负 Eu 异常, 是典型岛弧岩浆岩特征 δeu 为 0 31~0 84, 具有明显负 Eu 异常, 暗示岩浆在向上运移演化过程中可能经历了较强的图 4 巴利尔斯河一带花岗闪长岩 (a) 和二长花岗岩 (b) 中锆石 U Pb 谐和图 Fig 4 LA MC ICP MSzirconU PbconcordiadiagramsoftheBaliersiRivergranodiorite(a)andmonzogranite(b)

7 686 现代地质 2018 年表 2 巴利尔斯河一带花岗岩样品主量 (w B /%) 稀土及微量元素(w B /10-6 ) 分析结果 Table2 Compositionsofmajorelements(%),traceelementsandREEs(10-6 )ofthebaliersirivergranite 样号 SiO 2 Na 2 O MgO Al 2 O 3 P 2 O 5 K 2 O CaO TiO 2 MnO Fe 2 O 3 FeO 烧失量总量 A/CNK σ DI YQ YQ YQ YQ YQ 样号 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Y Rb YQ YQ YQ YQ YQ 样品 Ba Th U Li Ta Nb Ce Sr P Zr Hf Ti δeu (La/Yb) N ΣREE Rb/Sr YQ YQ YQ YQ YQ 注 :YQ 46 YQ 55 为黑云二长花岗岩 ;YQ 68 YQ 62 为二长花岗岩 ;YQ 57 为花岗闪长岩斜长石的分离结晶作用或源区残留斜长石岩石的高场强元素 (HFSE) 含量较高,Th 为 ~ ,U 为 ~ ,Zr 为 ~ ,Hf 为 ~ , 但 Nb( ~ ) 与 Ta( ~ ) 的含量相对较低,Nb/Ta 比值在 9 4~14 8 之间原始地幔标准化蛛网图 ( 图 6b) 显示了较为一致的分布模式, Nb Ti P Sr Ba 元素呈现明显的负异常,Th K La Hf 元素呈现正异常 Sr 的负异常说明了岩石经历了斜长石的分离结晶作用或源区残留斜长石, 与稀土元素反映的特征一致 ;Zr P Ti 元素的负异常暗示锆石磷灰石钛铁矿等的分离结晶, 或是源区有锆石磷灰石和钛铁矿的残留 [22] 岩和花岗闪长岩, 多经历了区域变形作用, 发育程度不同的片麻状构造在中阿尔泰地块, 花岗岩体形成时代主要集中于泥盆纪 (413~372Ma), 如蒙库岩体 (404~ 400Ma,SHRIMP 锆石 U Pb 年龄 ) [18] 可可托海岩体 ((399±2)Ma,TIMS 锆石 U Pb 年龄 ) [12] 和二厂房岩体 ((398±3 5)Ma,LA ICP MS 锆石 U Pb 年龄 ) [25] 同时, 在阿尔泰南缘也发现了大量的该时期具有岛弧特征的火山岩基性侵入岩及弧后扩张的产物库尔提蛇绿岩 [28] 本次获得的花岗闪长岩和中细粒二长花岗岩锆石 U Pb 年龄分别为 (386 8±1 2)Ma (386 4 ±2 8)Ma, 属中泥盆世岩浆侵入活动的产物, 这与区域大面积分布的中泥盆世花岗岩体时代相一致, 进一步证实了 380~400Ma 的岩浆活动是阿 4 讨论尔泰造山带岩浆活动的高峰, 为阿尔泰造山作用的时期 [18] 4 1 花岗岩形成时代及其地质意义杨富全等认为巴利尔斯河一带一系列铁矿关于中国阿尔泰造山带花岗岩的形成时代, 床 ( 点 )( 乌吐布拉克巴拉巴克布拉克巴利尔斯 [8-25] 许多学者利用锆石 SHRIMPU Pb 法和 LA 等磁铁矿床 ) 的形成与区域岩浆侵入活动密切有 MC ICP MS 锆石 U Pb 法进行了详细研究, 认为阿关, 因此本次研究成果可以间接证明该地区一系尔泰花岗质岩浆侵入活动从奥陶纪一直持续至三列铁矿床的形成时代为 386Ma 左右, 这与张志欣 [23] 叠纪, 其中 400Ma 左右的花岗质岩石分布最为广等在乌吐布拉克铁矿得到的成矿时代 (388~ 泛, 多沿区域构造线分布, 主要岩石类型有花岗 386Ma) 相一致

8 第 4 期朱伯鹏等 : 阿尔泰巴利尔斯河一带岩体 LA MC ICP MS 锆石 U Pb 年代学岩石成因及地质意义 687 图 5 巴利尔斯河一带花岗岩主量元素成分图 Fig 5 PlotsofmajorelementcompositionsfortheBaliersiRivergranites a 硅 - 钾图 ( 据 Rickwood [35] );b A/CNK-A/NK 图 ( 据 Maniar 等 [36] ) 图 6 巴利尔斯河一带花岗岩稀土元素配分型式 (a 球粒陨石标准化值据 Boynton [37] ) 和微量元素蛛网图 (b 原始地幔标准化值据 Sun 等 [38] ) Fig 6 Chondrite normalizedreepaterns(a chondritenormalizingvaluesfromboynton [37] )andprimitivemantle normalized traceelementspidergrams(b primitivemantle normalizingvaluesfromsunetal [38] )ofthebaliersirivergranites 4 2 岩体成因本文研究的花岗闪长岩黑云二长花岗岩和二长花岗岩具弱过铝质特征,CIPW 标准矿物中刚玉分子含量均小于 1%, 岩石矿物组成中也没有堇青石白云母石榴子石等 S 型花岗岩中常见的过铝矿物,P 2 O 5 的含量也远低于 S 型花岗岩的含量值 0 15% [39], 因此本文研究的花岗岩不是 S 型花岗岩另外, 本文研究花岗岩体在地球化学特征上显示出了部分 A 型花岗岩特征, 即富 SiO 2, 具有较高的 K 2 O+Na 2 O 值和较低的 MgO CaO P 2 O 5 含量,TFeO/MgO 比值和 Ce Nb Y Ga 等元素含量较低 Ga/Al 比值高是判断 A 型花岗岩的重要指标, 岩石样品中只有 1 件样品 (YQ 62)10000 Ga/Al 比值高于 A 型花岗岩的下限值 (2 60) 以 Ga/Al 比值为基础的花岗岩类型判别图解 ( 图 7a c) 中, 样品主要落入靠近 A 型花岗岩的 I 型和 S 型花岗岩区域, 仅有 1 件样品 (YQ 62) 落入 A 型花岗岩的范围在 (Zr+Nb +Ce+Y)-TFeO/MgO 图解 ( 图 7d) 中落入高分异 I 型花岗岩的范围研究区花岗闪长岩黑云二长花岗岩和二长花岗岩稀土元素表现为轻稀土富集重稀土相对亏损, 具负 Eu 异常,Sr 含量较低且在原始地幔标准化微量蛛网图 ( 图 7b) 中表现为负异常长石类矿物为该岩体主要造岩矿物, 推测不是由于长石类矿物分离而造成锶的负异常, 该岩体源区本身

9 688 现代地质 2018 年图 7 巴利尔斯河一带花岗岩类型 Ga/Al 对 Y Ce Zr 及 (Nb+Y+Ce+Zr)-TFeO/MgO 判别图解 ( 底图据 Whalen 等 [39], 图例同图 5) Fig 7 Diagramsof10,000 Ga/Alvs Y,Ce,Zr,and(Nb+Y+Ce+Zr)vs TFeO/MgOfortheBaliersiRiver granites(basemapafterwhalenetal [39] ) OGT 未分异的 I 型 S 型和 M 型花岗岩区 ;FG 高分异的 Ⅰ 型花岗岩区锶含量低, 暗示了该地区花岗质岩浆可能起源于下地壳 ( 下地壳锶含量低 ) 岩体中 Rb/Sr 比值为 1 01~3 27, 高于上地壳的 Rb/Sr 比值 (0 25), 指示岩体经历了高程度的分离结晶作用 ;Nb/Ta 比值介于 9 50~14 82, 平均值为 11 80, 大于大陆地壳 Nb/Ta 值 (11), 小于原始地幔 Nb/Ta 比值 (17 5);Th/U 比值介于 7 90~12 66 之间, 大于下地壳 Th/U 比值 (6 00) [40], 表明岩浆物质来源可能和下地壳物质熔融有关, 并伴随有地幔物质的参与综上所述, 巴利尔斯河一带花岗岩体为下地壳部分熔融的高分异 I 型花岗岩, 在源区有地幔物质的混入, 并发生了岩浆分异作用 4 3 成岩构造环境判别尽管诸多学者对阿尔泰造山带泥盆纪构造环境存在不同认识, 如大陆边缘裂谷环境 [27,41-42] 与俯冲有关的岛弧或弧后盆地环境 [8,43-44] 活动大陆边缘的陆弧环境 [45-46] 活动大陆边缘的伸展 [47] 环境等, 但随着研究的深入, 越来越多的学者认同阿尔泰泥盆纪时期处于活动大陆边缘, 岩浆活动与板块俯冲有关巴利尔斯河一带花岗闪长岩黑云二长花岗岩和二长花岗岩具有钙碱性过铝质特点, 轻稀土元素富集重稀土相对亏损, 微量元素 Cs Rb Th U La Hf 等富集,Nb Ti Sr Ba 等元素亏损, 这与该区中泥盆世花岗岩地球化学特征相一致另外, 微量元素特征值 Th/Nb 比值较高,Th 含量远大于 Ta,Ta/Yb<0 5 及出现 Eu 负异常的特点 (Th/Nb=1 42~2 55,Ta/Yb=0 13 ~0 37,Th/Ta=13 39~29 92,δEu=0 31~ 0 84) 与俯冲带有关的陆缘弧岩浆岩的地球化学特征一致 [48-53], 暗示其形成与俯冲带关系密切在

10 第 4 期朱伯鹏等 : 阿尔泰巴利尔斯河一带岩体 LA MC ICP MS 锆石 U Pb 年代学岩石成因及地质意义 689 图 8 巴利尔斯河一带花岗岩体构造环境判别图解 ( 底图据 Pearce [53] ; 图例同图 5) Fig 8 TectonicdiscriminationdiagramsfortheBaliersiRivergranites(BasemapafterPearce [53] ) syn COLG 同碰撞花岗岩 ;WPG 板内花岗岩 ;VAG 火山弧花岗岩 ;ORG 洋脊花岗岩 (Y+Nb)-Rb (Yb+Ta)-Rb 构造环境判别图解中 ( 图 8), 所有岩石样品落入了火山弧花岗岩与板内花岗岩接触部位靠近火山弧花岗岩区域, 显示了与俯冲带有关的火山弧花岗岩特征前人研究结果表明, 同时期火山岩也具有俯冲带活动大陆边缘特征 [48] [23] 该区域内乌吐布拉克铁矿和巴利尔斯铁 [49] 矿的成矿构造背景均为泥盆纪 (388~385Ma) 活动大陆边缘的岩浆弧环境, 且成矿与区域岩浆侵入活动密切相关柴凤梅宋国学单强 [50-52] 等先后对泥盆纪阿尔泰造山带南缘的火山岩进行了详细的研究, 证实该时期火山岩的形成与古亚洲洋板块向西伯利亚大陆板块俯冲 - 消减作用引起的地壳熔融有关本文通过对巴利尔斯河一带花岗岩的研究, 认为其与阿尔泰南缘地区 380 ~400Ma 大规模花岗岩具有相似的构造环境 5 结论 (1) 巴利尔斯河一带花岗闪长岩和二长花岗岩 LA MC ICP MS 锆石 U Pb 年龄分别为 (386 2± 1 8)Ma 和 (386 4±2 8)Ma, 显示其为中泥盆世同一期岩浆活动的产物 (2) 巴利尔斯河一带花岗岩体为高分异的 Ⅰ 型花岗岩, 形成于与俯冲作用有关的活动大陆边缘构造环境, 其形成的动力学背景与古亚洲洋的向北俯冲消减有关致谢 : 本文在成稿过程中得到了匿名审稿人中国地质大学 ( 武汉 ) 胡新露副教授中国科学院新疆生态与地理研究所分院刘国仁教授级高级工程师的意见和建议 ; 黄庆赵运江胡荣辉张磊等同志参与了野外工作 ; 在此一并致谢参考文献 : [1] SENGOAM C,NATAL INBA,BURTMANVS.Evolutionof thealtaitectoniccolageandpaleozoiccrustalgrowthineurasia [J].Nature,1993,364: [2] 王中刚, 赵振华. 阿尔泰花岗岩的成因类型与演化 : 新疆地质科学 ( 第 1 辑 )[M]. 北京 : 地质出版社,1990: [3] 王中刚, 赵振华, 邹天人, 等. 阿尔泰花岗岩类地球化学 [M]. 北京 : 科学出版社,1998: [4] 王中刚, 朱笑青, 毕华, 等. 中国新疆花岗岩 [M]. 北京 : 地质出版社,2006: [5] 刘伟. 中国阿尔泰地区花岗岩的时代及成因特征 [J]. 大地构造与成矿学,1990,14(1): [6] 袁峰, 周涛发, 岳书仓. 阿尔泰诺尔特地区花岗岩形成时代及成因类型 [J]. 新疆地质,2001,19(4): [7] 王登红, 陈毓川, 徐志刚, 等. 阿尔泰成矿省的成矿系列及成矿规律 [M]. 北京 : 原子能出版社,2002: [8] WINDLEYBF,KMEA,GUOJH,etal.Neoproterozoicto PalaeozoicgeologyoftheAltaiorogen,NW China:newzirconage dataandtectonicevolution [J]. JournalofGeology,2002, 110: [9] 童英, 王涛, 洪大卫, 等. 阿尔泰造山带西段同造山铁列克花岗岩体锆石 U Pb 年龄及其构造意义 [J]. 地球学报, 2005,26( 增刊 ): [10] 童英, 王涛, 洪大卫, 等. 中国阿尔泰北部山区早泥盆世花岗岩的年龄成因及构造意义 [J]. 岩石学报,2007,23 (8): [11] 童英. 阿尔泰造山带晚古生代花岗岩年代学成因及其地质意义 [D]. 北京 : 中国地质科学院,2006: [12] WANGTao,HONGDawei,JAHNB,etal.Timing,petrogene sis,andsetingofpaleozoicsynorogenicintrusionsfromthealtai Mountains,NorthwestChina:implicationsforthetectonicevolu

11 690 现代地质 2018 年 tionofanaccretionaryorogen[j].journalofgeology,2006, 114: [13] 张旗, 王焰, 李承东, 等. 花岗岩的 Sr-Yb 分类及其地质意义 [J]. 岩石学报,2006,22(9): [14] 张招崇, 闫升好, 陈柏林, 等. 新疆东准噶尔北部俯冲花岗岩的 SHRIMPU Pb 锆石定年 [J]. 科学通报,2006,55 (13): [15] 曾乔松, 陈广浩, 王核, 等. 阿尔泰冲乎尔盆地花岗质岩体的锆石 SHRIMPU Pb 定年及其构造意义 [J]. 岩石学报, 2007,23(8): [16] 周刚, 张招崇, 罗世宾, 等. 新疆阿尔泰山南缘玛因鄂博高温型强过铝花岗岩 : 年龄地球化学特征及其地质意义 [J]. 岩石学报,2007,23(8): [17] 周刚, 张招崇, 王新昆, 等. 新疆玛因鄂博断裂带中花岗质糜棱岩锆石 U PbSHRIMP 和黑云母 40 Ar- 39 Ar 年龄及意义 [J]. 地质学报,2007,81(3): [18] 杨富全, 毛景文, 闫升好, 等. 新疆阿尔泰蒙库同造山斜长花岗岩年代学地球化学及地质意义 [J]. 地质学报, 2008,82(4): [19] 刘锋, 杨富全, 毛景文, 等. 阿尔泰造山带阿巴宫花岗岩体年代学及地球化学研究 [J]. 岩石学报,2009,25(6): [20] 孙桂华, 李锦轶, 杨天南, 等. 阿尔泰山脉南部线性花岗岩锆石 SHRIMPU Pb 定年及其地质意义 [J]. 中国地质, 2009,36(5): [21] 柴凤梅, 董连慧, 杨富全, 等. 阿尔泰南缘克朗盆地铁木尔特花岗岩体年龄地球化学特征及成因 [J]. 岩石学报, 2010,26(2): [22] 刘国仁, 董连慧, 高福平, 等. 新疆阿尔泰克兰河中游泥盆纪花岗岩锆石 LA ICP MSU Pb 年龄及地球化学特征 [J]. 地球学报,2010,31(4): [23] 张志欣, 杨富全, 柴凤梅, 等. 阿尔泰南缘乌吐布拉克铁矿区花岗质岩石年代学及成因 [J]. 地质论评,2011,57 (3): [24] 董永观, 张传林, 周刚, 等. 新疆阿尔泰成矿带可可塔勒花岗岩体锆石 LA ICP MSU Pb 年龄及其地质意义 [J]. 资源调查与环境,2012,33(1): [25] 张亚峰, 蔺新望, 郭岐明, 等. 阿尔泰南缘可可托海地区二厂房岩体 LA ICP MS 锆石 U Pb 年代学岩石成因及其地质意义 [J]. 岩石矿物学杂志,2014,33(1): [26] 姜丽萍, 柴凤梅, 杨富全, 等. 新疆阿尔泰两棵树铁矿区二长花岗岩 LA ICP MS 锆石定年及地质意义 [J]. 现代地质, 2011,25(4): [27] 何国琦, 韩宝福, 岳永君, 等. 中国阿尔泰造山带的构造分区和地壳演化 : 新疆地质科学第 2 辑 [M]. 北京 : 地质出版社,1990:9-20. [28] 宋彪, 张玉梅, 万渝生, 等. 锆石 SHRIMP 样品靶制作年龄测定及有关现象讨论 [J]. 地质论评,2002,48(S1): [29] LIUXM,GAOS,DIWUCR,etal.Simultaneousinsitude terminationofu PbageandtraceelementsinzirconbyLA ICP MSin20μmspotsize[J].ChineseScienceBuletin,2007,52 (9): [30] LIUYS,HUZC,GAOS,etal.Insituanalysisofmajorand traceelementsofanhydrousmineralsbyla ICP MSwithoutap plyinganinternalstandard[j].chemicalgeology,2008,257: [31] LIUYS,HUZC,ZONGKQ,etal.Reappraisementandre finementofzirconu PbisotopeandtraceelementanalysesbyLA ICP MS[J].ChineseScienceBuletin,2010,55(15): [32] 侯可军, 李延河, 田有荣.LA MC ICP MS 锆石微区原位 U Pb 定年技术 [J]. 矿床地质,2009,28(4): [33] LUDWIGKR.ISOPLOT3 00:AGeochronologicalToolkitfor MicrosoftExcel[M].Berkeley:BerkeleyGeochronologyCenter, 2003: [34] 杨富全, 李凤鸣, 秦纪华, 等. 新疆阿舍勒铜锌矿区 ( 潜 ) 火山岩 LA MC ICP MS 锆石 U Pb 年龄及其地质意义 [J]. 矿床地质,2013,32(5): [35] RICKWOOD PC.Boundarylineswithinpetrologicdiagrams whichuseoxidesofmajorandminorelements[j].lithos, 1989,22: [36] MANIARPD,PICCOLIPM.Tectonicdiscriminationofgranit oids[j].geologicalsocietyofamericabuletin,1989,101: [37] BOYNTONW V.Geochemistryoftherareearthelements:mete oritestudies[m] //HENDERSONP.RareEarthElementGeo chemistry.amsterdam:elsevier,1984: [38] SUNSS,MCDONOUGHW F.Chemicalandisotopesystematics ofoceanic basalts: implicationsformantle composition and proceses[m] //SAUNDERSA D.Magmatism inoceanba sins.london:geologicalsocietyoflondon,1989,42: [39] WHALENJB,CURRIEKL,CHAPPELLBW.A typegran ites:characteristics,discriminationandpathogenesis[j].con tributionstomineralogypetrology,1987,95: [40] RUDNICK R L,CAO S.Thecompositionofcontinentalcrust [M]//RUDNICKRL.TreatiseonGeochemistry:TheCrust. Oxford:Elsevier,2003:1-64. [41] 陈毓川, 叶庆同, 冯京. 阿舍勒铜锌成矿带成矿条件和成矿预测 [M]. 北京 : 地质出版社,1996:1-85. [42] 王京彬, 秦克章, 吴志亮, 等. 阿尔泰山南缘火山喷流沉积型铅锌矿床 [M]. 北京 : 地质出版社,1998: [43] 牛贺才, 许继峰, 于学元, 等. 新疆阿尔泰富镁火山岩系的发现及其地质意义 [J]. 科学通报,1999,44(9): [44] 万博, 张连昌. 新疆阿尔泰南缘泥盆纪多金属成矿带 Sr Nd Pb 同位素地球化学与构造背景探讨 [J]. 岩石学报,2006, 22(1): [45] 许继峰, 梅厚钧, 于学元, 等. 准噶尔北缘晚古生代岛弧中与俯冲作用有关的 adakite 火山岩 : 消减板片部分熔融的产物 [J]. 科学通报,2001,46(8): [46] 张海祥, 牛贺才,HIROAKISato, 等. 新疆北部晚古生代埃达克岩富铌玄武岩组合 : 古亚洲洋板块南向俯冲的证据

12 第 4 期朱伯鹏等 : 阿尔泰巴利尔斯河一带岩体 LA MC ICP MS 锆石 U Pb 年代学岩石成因及地质意义 691 [J]. 高校地质学报,2004,10(1): [47] YUANChao,SUNMin,XIAOWenjiao,etal.Accretionaryoro genesisofthechinesealtai:insightsfrom paleozoicgranitoids [J].ChemicalGeology,2007,242: [48] 陈汉林, 杨树锋, 厉子龙, 等. 阿尔泰晚古生代早期长英质火山岩的地球化学特征及构造背景 [J]. 地质学报, 2006,80(1): [49] 臧梅. 新疆阿尔泰南缘巴利尔斯铁矿成矿机制研究 [D]. 新疆 : 新疆大学,2013. [50] 柴凤梅, 毛景文, 董连慧, 等. 阿尔泰南缘克朗盆地康布铁堡组变质火山岩年龄及岩石成因 [J]. 岩石学报,2009,25 (6): [51] 宋国学, 秦克章, 刘铁兵, 等. 阿尔泰南缘阿舍勒盆地泥盆纪火山岩中古老锆石的 U Pb 年龄 Hf 同位素和稀土元素特征及其地质意义 [J]. 岩石学报,2010,26(10): [52] 单强, 曾乔松, 罗勇, 等. 新疆阿尔泰康布铁堡组钾质和钠质流纹岩的成因及其同位素年代学研究 [J]. 岩石学报, 2011,27(12): [53] PEARCEJA.Sourceandsetingsofgraniticrocks[J].Epi sodes,1996,19: 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪现代地质征稿简则现代地质是中国地质大学 ( 北京 ) 主办的地学领域的综合性学术刊物, 是中文核心期刊和中国科技核心期刊, 其影响因子近 6 年来一直保持在 1 0 以上, 并荣获中国高校优秀科技期刊奖和中国国际影响力优秀学术期刊奖本刊广泛征集地学领域各学科及其边缘学科的学术论文和最新研究成果的稿件, 内容包括 : 地层古生物构造岩石矿物矿床地球化学地球物理找矿勘探能源地质水文地质与工程地质数学地质遥感地质海洋地质灾害地质以及探矿工程等欢迎广大作者踊跃投稿来稿要求及注意事项 : (1) 稿件篇幅 ( 含图表 ) 一般不超过字, 要求论点明确论据充分数据可靠文字精练结构清晰严谨每篇论文必须有中英文题目作者姓名作者单位邮政编码摘要关键词 (3~8 个 ) 及正文参考文献 ; 在首页地脚处注明论文属何基金项目资助项目编号, 并提供第一作者简介 : 姓名, 性别, 职称, 学术职务, 出生年, 专业, 目前主要从事的研究方向以及地址 (2) 摘要应尽量写成报道性文摘, 简要阐述研究的目的方法结果结论 ( 为什么做此项研究? 使用什么方法? 得到什么结果? 根据得到的结果作者得出什么结论?), 内容一般为 300 字左右英文摘要应尽量与中文摘要相对应, 内容也可以更详细 (3) 引言需要言简意赅, 概括出研究背景和目的 : 前人在相关领域所做的工作和研究概况, 目前的研究热点存在的问题以及作者作此项研究的目的与意义 ; 本文的理论依据实验基础和研究方法, 简单阐述研究内容意义与前景等 (4) 量和单位一律使用国家法定计量单位, 须分清大小写, 正斜体, 注意上下角标第一次出现的符号变量需要注明其意义, 指明其使用的单位 (5) 图和表应有自明性, 附有相应的中英文图表名图件要求简明清晰, 大图宽度 <16cm, 小图宽度 <8cm 线条图使用 CorelDraw 软件清绘, 其他格式图件提供分辨率 >600dpi 的 TIF 图涉及国界的图应使用国家正式出版的蓝图作底图 ; 图中线条和各种符号要求清晰, 纵坐标横坐标及其单位必须写清楚, 图中要注明图例如图表中使用他人的研究成果, 请注明文献来源 (6) 参考文献按文内出现的先后顺序编号 ( 如 [1] [2] [3] [4] ) 在文后列出作者不能一稿两投来稿须经有关专家评审通过后才可录用发表 ; 编辑部有权对稿件作文字和技术性修改, 观点和内容的修改需征得作者的同意 ; 编辑部将按篇酌付稿酬, 并赠送刊物 ; 编辑部对发表的论文征收一定的版面费 ; 来稿请注明作者单位地址邮政编码联系电话电子信箱编辑部地址 : 北京市海淀区学院路 29 号中国地质大学现代地质编辑部 ; 邮编 :100083; 电话 : ; xddz@cugb edu cn; 欢迎通过现代地质网络投稿系统投稿, 网址 :htp /www geoscience net cn

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, 3.1 PM303, 10(2)( 5, 5 ), 1 w (SiO 2 ) 68% ~89%, 2( 1, 1) (Al 2O 3,Fe 2O 3,MnO) (MgO,K 2O, Na 2O),w(TiO 2 ) w (SiO 2 ) ;,w (TiO 2 ) 0.31% 36 3 2017 5 GeologicalScienceandTechnologyInformation Vol.36 No.3 May 2017 doi:10.19509/j.cnki.dzkq.2017.0302,,,. [J].,2017,36(3): 7-17. 1, 1, 1, 2, 1 3 (1., 264004;2. ( ), 430074; 3., 710000) :, (Al 2O