新疆西南天山低压高温变质带深熔时代及其地质意义*

施建荣 刘福来 刘平华 孟恩 刘超辉 杨红 王舫 蔡佳

SHI JianRong1，2，LIU FuLai1，LIU PingHua1，MENG En1，LIU ChaoHui1，YANG Hong1，WANG Fang1 and CAI Jia1

1. 中国地质科学院地质研究所，北京 100037

2. 中国地质调查局天津地质矿产研究所，天津300170

1. Institute of Geology，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing 100037，China

2. Tianjin Institute of Geology and Mineral Resources，China Geological Survey，Tianjin 300170，China

2013-12-15 收稿，2014-02-15 改回.

1 引言

深熔作用在造山带的高级变质岩中非常普遍，一般认为在高级变质岩中通过前进变质(深熔)反应可以形成不同规模的熔体(魏春景和王伟，2007)，新生成熔体则与残留体发生不同程度混合构成了混合岩。深熔作用在熔体的形成过程中涉及一系列复杂的含流体和不含流体的熔融反应，对于地壳中物质的迁移和化学组分的重新分配是一种重要的地质过程，因此深熔作用与造山带的演化密切相关，受到研究者的广泛关注(Mehnert，1968;Sawyer，1999，2001;Kriegsman，2001;Brown，2007)。造山带高级变质岩中存在的混合岩主要由深熔作用形成，混合岩的年代学研究对于理解部分熔融、变质演化和造山过程的相互关系具有重要意义。

西南天山造山带是世界上典型的大洋型俯冲形成的高压-超高压变质带(张立飞等，2005，2008)，自从Zhang et al.(2002a，b)在榴辉岩中报道了柯石英假象和绿辉石的石英出熔条纹以及变质成因的菱镁矿，提出新疆西南天山榴辉岩经历了超高压变质作用的认识以来，该高压-超高压变质带逐渐引起了国内外地质学家的广泛关注(Klemd，2003;张立飞等，2002，2005，2008，2013)，并成为世界上除西Alps 的Zermatt-saas 带(Reinecke，1991)外有关洋壳型俯冲变质演化的热点地区之一。经过近20 年的研究，西南天山造山带在岩石学、岩相学、成因矿物学、地球化学、同位素年代学、流体地质学以及变质作用P-T 轨迹等诸多方面取得了一系列重要成果和进展。例如，在榴辉岩及其围岩多硅白云母片岩中发现超高压指示矿物柯石英，证实了西南天山造山带经历了超高压变质作用(Lü et al.，2008，2009;Yang et al.，2013;吕增和张立飞，2012);基本确定了高压-超高压变质带峰期变质年龄约320 ～310Ma 左右(Su et al.，2010;Klemd et al.，2011;Li et al.，2011);识别出高压-超高压变质带变基性岩原岩类型可细分为N-MORB、E-MORB、OIB 等(Gao and Klemd，2003;艾永亮等，2005;施建荣等，2013);建立了西南天山造山带的造山演化模式(高俊等，1997，2006，2009)。

然而，在西南天山造山带形成过程中，出露于高级变质岩中深熔长英质脉体的研究仍处于起步阶段。野外地质考察结果表明，以长英质麻粒岩为代表的高级变质岩多发生不同程度的深熔作用，长英质熔体聚集成无根不规则脉状、条带状或团块状分布其中。以往的研究认为，与深熔作用密切相关的泥质低压麻粒岩的峰期变质时代为271.0 ±3.8Ma(Zhang et al.，2008)，苟龙龙和张立飞(2009)也获得了与此相近的280Ma 的泥质麻粒岩的变质时代，并认为南天山洋向伊犁中天山板块之下俯冲和塔里木板块与伊犁板块碰撞过程中，在陆壳一侧形成了陆源岩浆弧，由于受到下部岩浆热源的影响，在拉伸环境下造成低压麻粒岩相变质作用，同时也形成了大量的深熔长英质脉体。目前，长英质脉体的深熔时代仍缺乏深入而系统的研究，制约了人们对于西南天山造山带洋-陆俯冲后碰撞造山过程有关岩浆事件的研究，也制约了人们对于西南天山双变质带形成与演化的认识。因此，本文以西南天山造山带木扎尔特地区出露的夕线石榴黑云斜长片麻岩中的长英质脉体为重点研究对象，开展了锆石UPb 年代学研究，并与区域上已有的后碰撞花岗岩定年结果进行对比，探讨这些长英质脉体形成和演化的动力学意义。

2 地质背景

图1 西南天山造山带地质简图(据吕增和张立飞，2012修改)1-晚古生代火山岩及火山碎屑岩;2-前寒武纪基底，古生代花岗岩及地层(未分);3-前寒武纪角闪岩相变质岩;4-古生代地层;5-高压-超高压变质带;6-逆断层;7-断层;8-研究区Fig.1 Simplified geological map of the southwestern Tianshan orogen (modified after Lü et al.，2012)1-Late Paleozoic volcanic and volcaniclastic rocks;2-Precambrian basement，Paleozoic granites and strata;3-Precambrian amphibolite facies metamorphic rocks;4-Paleozoic strata;5-HP-UHP belt;6-thrust fault;7-fault;8-study area

图2 西南天山木扎尔特河一带低压高温变质带地质图(据Gou et al.，2012 修改)Fig.2 Geological map of the low-pressure and high-temperature metamorphic belt，Muzhaerte River，southwestern Tianshan(modified after Gou et al.，2012)

新疆西南天山造山带是中亚南天山造山带的重要组成部分，由塔里木板块向伊犁-中天山板块之下俯冲形成(高俊，1997)，是近年来新发现的由洋壳深俯冲形成的高压-超高压变质带，也是洋-陆碰撞之后高压-超高压岩石折返和抬升过程中岩浆活动、深熔作用最为强烈的地区之一，是研究大洋板块俯冲和折返过程中壳-幔循环的理想场所。高压-超高压变质带主要出露于西南天山西部昭苏县境内(图1)，以榴辉岩、蓝片岩、石榴白云母片岩的广泛出露为特征。在这个高压-超高压变质带北侧的木扎尔特河一带，与之平行出露一条低压高温麻粒岩相变质带(李强和张立飞，2004)，该低压高温变质带南起长阿吾子断裂，北至阿登布拉克断裂(图2)，出露一套以长英质麻粒岩为代表的典型的高级变质岩，前人曾认为该区域为前寒武纪的结晶基底(王宝喻等，1994;王广瑞，1996)，而李强和张立飞(2004)研究认为该区低压高温变质带与其南侧的高压-超高压低温变质带组成了双变质带。

图3 西南天山木扎尔特河及支流霍坦布拉克长英质脉体与寄主岩石野外露头照片(a)-长英质脉体呈条带状产于夕线石榴黑云斜长片麻岩中;(b)-长英质脉体呈细脉状产于夕线石榴黑云斜长片麻岩中;(c)-长英质脉体呈条带状产于粗粒石榴黑云斜长片麻岩中;(d)-长英质脉体呈不规则团块状产于石榴黑云斜长片麻岩中;(e、f)-含石榴石长英质脉体;(g)-长英质脉体与角闪黑云斜长片麻岩在接触面附近渐变过渡;(h)-长英质脉体呈细脉状、透镜状产于石榴黑云斜长片麻岩中Fig.3 Outcrop photos of host rock and felsic leucosome from the region of Muzhaerte River and its tributary Huotanbulake，southwestern Tianshan(a)-felsic leucosome as strips in sillimanite-garnet-biotite-plagioclase gneiss;(b)-felsic leucosome as veinletes in sillimanite-garnetbiotite-plagioclase gneiss;(c)-felsic leucosome as strips in coarse garnet-biotite-plagioclase gneiss;(d)-felsic leucosome as irregular ore bodies in garnet-biotite-plagioclase gneiss;(e，f)-garnet-bearing felsic leucosome;(g)-transitional contact interface between felsic leucosome and hornblende-biotite-plagioclase gneiss are;(h)-felsic leucosome as veinletes and lenses in garnet-biotite-plagioclase gneiss

本文研究区木扎尔特一带出露的主体岩性为堇青石榴夕线石片麻岩、夕线石片麻岩、混合岩化片麻岩和混合岩化斜长角闪岩，还包括少量的基性二辉麻粒岩、二云母片岩、角闪石岩以及花岗岩类岩石，而花岗岩类岩石包括S 型花岗岩、花岗闪长岩和英云闪长岩等。文中长英质脉体的寄主岩石为夕线石榴黑云斜长片麻岩、石榴黑云斜长片麻岩，少量为角闪黑云斜长片麻岩与斜长角闪岩。岩石深熔现象发育，可见大量长英质脉体呈形态各异的条带状(图3a，c，g)、细脉状(图3b)、不规则团块状(图3d)、不规则透镜状(图3h)等分布于寄主岩石片麻岩中，二者边界多呈渐变过渡关系，这种新生的长英质脉体与寄主岩石构成了典型的混合岩。样品MZ10-5、MZ10-7 采自西南天山木扎尔特河支流霍坦布拉克沿岸，MZ12-5 则采自木扎尔特河沿岸近卡拉旁子南侧，采样位置如图2 所示。

3 岩相学特征

3.1 寄主岩石

本文讨论的寄主岩石主要为夕线石榴黑云斜长片麻岩(图4a)与角闪黑云斜长片麻岩(图4b)，两类岩石均具有片状粒状变晶结构，片麻状构造。前者主要矿物组成为斜长石(30% ～45%)、石榴石(10% ～15%)、黑云母(25% ～30%)、夕线石(3% ～6%)、石英(20% ～25%)。石榴石他形粒状，粒径0.5 ～2mm，内部包裹有黑云母和石英等细小矿物颗粒。夕线石含量较少，呈纤状、毛发状。黑云母为细小片状-鳞片状，定向排列，构成了岩石的片麻理，部分黑云母呈不规则残留体状产出，在显微镜下可观察到黑云母发生脱水熔融反应形成细小的毛发状夕线石(图4c，d)。后者主要矿物组成为斜长石(40% ～45%)、黑云母(20% ～25%)、角闪石(10% ～15%)、石英(20% ～25%)。黑云母深棕褐色，定向排列，呈细小片状-鳞片状分布于斜长石与石英颗粒之间。角闪石为绿色，呈不规则粒状分布于黑云母附近。

3.2 长英质脉体

长英质脉体的主要矿物组成为钾长石+斜长石+石英，部分含有少量黑云母，并具有明显的花岗结构，其特征与典型变泥质岩石部分熔融的长英质脉体的矿物组成特征相似(Gilotti and Elvevold，2002;Lang and Gilotti，2007)。样品MZ10-5 野外观察呈灰白色，粒状变晶结构，片麻状构造，呈条带状产于寄主岩石夕线石石榴黑云斜长片麻岩中(图3a)，脉体规模不一，宽度由几厘米到几十厘米不等，镜下观察主要矿物组成为斜长石(45% ～55%)，钾长石(20% ～25%)，石英(30% ～35%)，含少量黑云母(图4e)，黑云母呈鳞片状或残留状产出。样品MZ10-7 白色，中粗粒花岗结构，块状构造，岩石中含有不等量的中粗粒石榴石，石榴石为暗红色，自形粒状，多呈集合体状分布(图3e，f)，镜下观察主要矿物组成为斜长石(55% ～60%)，石英(35% ～40%)，石榴石(3% ～5%)，钾长石含量较少(图4f，g)。样品MZ12-5 灰色-灰白色，粒状变晶结构，片麻状构造，呈条带状产于寄主岩石角闪黑云斜长片麻岩中，矿物粒度明显加粗(图3g)，脉体与寄主岩石渐变过渡，二者可能一起经历了变形改造，使得它们面理方向一致。部分脉体产于石榴黑云斜长片麻岩中，镜下观察主要矿物组成为斜长石(50% ～55%)，钾长石(10% ～15%)，石英(30% ～35%)，含少量残留状黑云母(图4h)。

图5 西南天山木扎尔特河支流霍坦布拉克长英质脉体代表性锆石的阴极发光图像与LA-ICP-MS 定年结果Fig.5 Representative cathodoluminescence (CL)images and LA-ICP-MS ages of zircons from the tributary Huotanbulake of Muzhaerte River，southwestern Tianshan

总之，长英质脉体中石英和钾长石的含量明显高于其寄主岩石，粒度也大于寄主岩石。在长英质脉体和寄主岩石的结合部位，矿物有明显加大的现象，表明矿物发生了明显的重结晶作用。在长英质脉体中还发育典型的蠕英石，表现为在斜长石颗粒内部出现蠕虫状石英颗粒，为斜长石发生钾质交代作用形成(图4e)。

图6 西南天山木扎尔特河长英质脉体代表性锆石的阴极发光图像与LA-ICP-MS 定年结果Fig.6 Representative cathodoluminescence (CL)images and LA-ICP-MS ages of zircons from the region of Muzhaerte River，southwestern Tianshan

4 实验方法

文中样品采自西南天山木扎尔特河及支流霍坦布拉克河沿岸，样品重量约5kg。在系统的野外观察和室内岩相学研究基础上，在河北省廊坊市区域地质调查研究院碎样室对样品进行破碎、清洗、烘干和筛选。在此基础上，采用磁选和重液分离技术分选出不同粒级的锆石晶体，然后在双目镜下挑选出约200 粒形态完整、粒度粗大、透明度相对较好的锆石晶体，制成符合阴极发光图像照相和LA-ICP-MS 锆石UPb 定年的标准锆石靶。锆石U-Pb 定年的LA-ICP-MS 测试在天津地质矿产研究所同位素实验室Neptune 型MC-ICP-MS上进行，上述实验测试条件详见(耿建珍等，2012)的文献资料，文中矿物代号据(Whitney and Evans，2010)的资料。

5 锆石阴极发光图像特征

长英质脉体(MZ10-5)锆石长柱状，自形晶，棱角清晰。根据锆石的阴极发光图像特征，可将锆石可划分为三种类型，第一种类型的锆石内部均匀(图5a，b)，具有弱发光效应(灰色-灰黑色)，少量锆石颗粒具有斑杂状构造(图5c);第二种类型的锆石阴极发光图像显示明显的双层结构(图5dh)，具有相对强发光效应的继承性核(灰色-灰白色)和弱发光效应的边(灰黑色)，继承性核的形态不规则，呈浑圆状、港湾状等，溶蚀结构明显，多数继承性核呈斑杂状(图5d-g)，少数则具有弱的岩浆结晶环带(图5h)，而边部则具有典型深熔锆石的特点，发光较均匀;第三种类型的锆石具有强发光效应(白色-灰白色)继承性的核和弱发光效应(灰黑色)的边，锆石边部具有典型的密集岩浆结晶环带(图5i)。

含石榴石的长英质脉体(MZ10-7)锆石自形，棱角清晰，短柱状-长柱状，长度约300 ～500μm，长宽比一般为2∶1，个别为3∶1。具有弱的发光效应(灰色-灰黑色)，发光均匀(图5j-l)，锆石成因相对简单，为深熔成因。

长英质脉体(MZ12-5)锆石为自形短柱状，个别锆石边部呈次圆状，长度为200 ～300μm 之间，锆石U 含量高，受U放射性衰变的影响，锆石的核部大部分区域遭受了强烈的破坏和重结晶。阴极发光图像显示，锆石核部为似泡沫状结构，而暗灰色均一发光的边部则较干净，为深熔成因(图6ac)。

6 锆石U-Pb 定年结果

采用LA-ICP-MS 定年技术，对3 件深熔长英质脉体(MZ10-5、MZ10-7、MZ12-5)进行了不同性质锆石微区U-Pb定年测试，其结果列入表1、表2、表3 中。

6.1 长英质脉体(MZ10-5)

从样品(MZ10-5)的39 个不同性质锆石微区进行的UPb 年龄结果(表1)来看，锆石记录的年龄可划分为2 组(表1、图7)，第一组14 个继承性核部锆石微区记录的206Pb/238U年龄变化于453 ～321Ma 之间，集中变化于426 ～419Ma，相应的Th/U 比值变化于0.112 ～0.282 之间，记录的206Pb/238U加权年龄为421.8 ±3.2Ma(MSWD =0.41，n =6)(图7)，这组年龄数据点在谐和图上相对集中分布，可信度高，代表锆石的结晶年龄，在误差范围内与寄主岩石夕线石榴黑云斜长片麻岩和石榴黑云斜长片麻岩一组集中分布的约420Ma 继承性碎屑锆石年龄完全一致(待发表)，表明研究区长英质脉体可能是寄主岩石片麻岩部分熔融结晶的产物。第二组25个锆石变质增生边记录的206Pb/238U 年龄十分相似，变化于292 ～255Ma 之间，集中变化于281 ～271Ma 之间，加权平均年龄为276.5 ±2.0Ma(MSWD=0.49，n=14)(图7)，相应的Th/U 比值较小，变化于0.044 ～0.085 之间，均小于0.1，具有深熔锆石的特点，代表了长英质脉体的形成时间，即深熔事件发生的年龄，表明寄主岩石片麻岩发生部分熔融的时间为早二叠世。在锆石206Pb/238U 年龄分布图(图8)上，样品也显示明显的继承性岩浆结晶年龄和深熔年龄两组。

表1 西南天山木扎尔特河支流霍坦布拉克长英质脉体(MZ10-5)锆石LA-ICP-MS U-Pb 定年结果Table 1 LA-ICP-MS analyses of zircons from the felsic leucosome (sample MZ10-5)from the Huotanbulake，Muzhaerte River，southwestern Tianshan

6.2 含石榴石长英质脉体(MZ10-7)

从样品(MZ10-7)的39 个不同性质锆石微区进行的UPb 年龄结果(表2)来看，锆石记录的年龄除一个年龄315Ma较大外(图9)，其余38 个锆石记录的206Pb/238U 年龄集中变化于284 ～265Ma 之间，加权平均年龄为272.0 ± 1.7Ma(MSWD=2.9，n =38)，相应的Th/U 比值除个别点大于0.1外，其它比值较小，变化于0.029 ～0.081 之间，为典型的深熔锆石，代表了深熔事件发生的年龄。

表2 西南天山木扎尔特河支流霍坦布拉克长英质脉体(MZ10-7)锆石LA-ICP-MS U-Pb 定年结果Table 2 LA-ICP-MS analyses of zircons from the felsic leucosome (sample MZ10-7)in the tributary Huotanbulake，Muzhaerte River，southwestern Tianshan

6.3 长英质脉体(MZ12-5)

从样品(MZ12-5)的24 个不同性质锆石微区进行的UPb 年龄结果(表3)来看，锆石记录的年龄较集中(表3、图10)，锆石记录的206Pb/238U 年龄变化于318 ～261Ma 之间，相应的Th/U 比值变化于0.043 ～0.105 之间，年龄多数集中变化于270 ～261Ma，加权平均年龄为265.5 ±1.5Ma(MSWD=1.4，n=18)，相应的Th/U 比值较小，变化于0.043 ～0.066之间，具有深熔锆石的特点，代表了深熔事件发生的年龄。

表3 西南天山木扎尔特河长英质脉体(MZ12-5)锆石LA-ICP-MS U-Pb 定年结果Table 3 LA-ICP-MS analyses of zircons from the felsic leucosome (sample MZ12-5)in the Muzhaerte River，southwestern Tianshan

图7 西南天山木扎尔特河支流霍坦布拉克长英质脉体深熔锆石LA-ICP-MS U-Pb 定年结果的206 Pb/238 U-207Pb/235U图解Fig.7 206 Pb/238 U-207 Pb/235 U diagram showing LA-ICP-MS U-Pb analyses of anatectic zircon from the felsic leucosome in the Huotanbulake， Muzhaerte River， southwestern Tianshan

图8 西南天山木扎尔特河支流霍坦布拉克长英质脉体深熔锆石206Pb/238U 年龄分布图Fig.8 The bindded frequency diagram of 206Pb/238 U ages recorded in anatectic zircon from the felsic leucosome in the Huotanbulake，Muzhaerte River，southwestern Tianshan

图9 西南天山木扎尔特河支流霍坦布拉克含石榴石长英质脉体深熔锆石LA-ICP-MS U-Pb 定年结果的206Pb/238U-207Pb/235U 图解Fig.9 206 Pb/238 U-207 Pb/235 U diagram showing LA-ICP-MS U-Pb analyses of anatectic zircon from felsic leucosome in the Huotanbulake，Muzhaerte River，southwestern Tianshan

图10 西南天山木扎尔特河长英质脉体深熔锆石LAICP-MS U-Pb 定年结果的206Pb/238U-207Pb/235U 图解Fig.10 206Pb/238U-207Pb/235U diagram showing LA-ICP-MS U-Pb analyses of anatectic zircon from felsic leucosome in the Muzhaerte River，southwestern Tianshan

7 讨论

7.1 长英质脉体中继承性碎屑锆石的年代学意义

西南天山造山带混合岩中长英质脉体(MZ10-5、MZ12-5)锆石阴极发光图像显示明显的双层结构，由继承性核和增生边组成。样品MZ10-5 继承性核的形态不规则，溶蚀结构明显，多数呈斑杂状，少数具有模糊的岩浆结晶环带，并具较高的Th/U 比值，表明这些锆石为岩浆锆石，并且受到后期深熔作用的影响，经历了一定程度的固态重结晶作用。锆石继承性核部获得206Pb/238U 加权年龄为421.8 ±3.2Ma，这组年龄数据点在谐和图上相对集中分布，与寄主岩石夕线石榴黑云斜长片麻岩、石榴黑云斜长片麻岩的继承性碎屑锆石420Ma 年龄完全一致(待发表)，表明研究区长英质脉体可能是寄主岩石片麻岩部分熔融结晶的产物。近年来，大量资料表明南天山早古生代存在强烈的花岗质岩浆活动(校培喜等，2006;徐学义等，2006;杨天南和王小平，2006;杨天南等，2006;朱志新等，2006;龙灵利等，2007;张成立等，2007)，该时期的花岗岩多形成于活动陆缘环境。蒲晓菲等(2011)在西南天山造山带哈布腾苏河和科布尔特河一带岛弧火山岩中通过SHRIMP 锆石U-Pb 定年也获得420 ～427Ma 岩浆结晶年龄，该年龄与本文获得的继承性岩浆锆石年龄在误差范围内一致，可能对应早古生代南天山洋俯冲消减过程中发生的岩浆事件。

7.2 深熔时代及其地质意义

本文长英质脉体中的锆石较复杂，但大部分为深熔作用过程中形成。样品MZ10-5 的锆石多具有继承性核和增生边，少部分锆石阴极发光图像均匀，完全为深熔作用过程中形成的锆石，代表了深熔事件的年龄，极少量锆石则保留了原岩锆石的特点，发育密集的岩浆振荡环带，与锆石的继承性核部年龄一起代表了原岩源区物质年龄分布的特点。样品MZ10-7 的锆石阴极发光图像均匀，锆石则完全由深熔作用形成。样品MZ12-5 锆石类型单一，多具有继承性核和增生边。综上所述，三个样品深熔成因锆石微区阴极发光图像均匀，具有弱的振荡环带，Th/U 比值多小于0.1，为典型的深熔锆石，获得的加权年龄为276.5 ±2.0Ma(MSWD =0.49，n=14)、272.0 ±1.7Ma(MSWD =2.9，n =38)、265.5 ±1.5Ma(MSWD=1.4，n=18)，代表了西南天山造山带晚古生代深熔事件发生的时间，该年龄与木扎尔特河一带碰撞后花岗岩年龄(Gou et al.，2012)在时间上具有一致性，表明西南天山造山带出现的造山后伸展-减薄的时间应界于晚石炭世到早二叠世之间。此外，苟龙龙和张立飞(2009)对西南天山低压高温变质带中泥质麻粒岩3 颗独居石进行了定年，认为西南天山低压高温麻粒岩峰期变质作用发生的时间为280 ±8Ma，与之伴生的S 型花岗岩获得的年龄为266 ±13Ma ～278±3Ma(Gou et al.，2012)，这些年龄与本文长英质脉体新生锆石确定的深熔时间在误差范围内较一致。

结合前人在西南天山高压-超高压变质带的研究，其高压-超高压变质时代主要集中在320 ～310Ma 之间(Su et al.，2010;Klemd et al.，2011;Li et al.，2011;Yang et al.，2013)，这组高压-超高压变质年龄远大于木扎尔特河一带长英质脉体新生锆石记录的深熔作用的年龄(276.5 ～265.5Ma)，表明西南天山低压高温变质带发生深熔作用的时间要晚于高压-超高压变质作用发生的时间。并且三件长英质脉体新生锆石的时代存在差异，较老年龄与较新年龄相差近10Myr，可能是由于深熔锆石形成于不同的深度和构造过程所致。早期由于俯冲碰撞导致地壳加厚，在地壳深部发生了部分熔融，所形成的少量深熔锆石时代较早，可能记录了碰撞的时代。然而，随着地质演化的进程由早期的挤压向晚期的伸展构造体制转变，并伴随地壳减薄和强烈的部分熔融作用，在地壳的较浅层次就可形成大量的深熔锆石，所形成的锆石年龄自然也就比较年轻。

碰撞造山带的演化必将经历从挤压缩短向伸展减薄的构造体制转换过程(Gordon et al.，2008)，在构造体制转换过程中，伸展作用的开始会引起地壳减薄有关的热流的增加，并常常会发生部分熔融(Brown，2001;Foster et al.，2001;Liu et al.，2010)。综合已有的年龄资料，表明南天山造山带后碰撞花岗质岩浆活动主要发生在280 ～260Ma 之间，具有从高钾钙碱性系列向碱性系列演化的特征，暗示了陆壳的连续伸展减薄，代表了后碰撞造山阶段的造山带垮塌过程(姜常义等，1999;杨富全等，2001;Solomovich and Trifonov，2002;Kovalenko et al.，2004;刘楚雄等，2004;高俊等，2006;Solomovich，2007;王超等，2007)。并且伸展作用不限于西南天山，而具有更大的构造背景，在准噶尔盆地、天山山脉和塔里木盆地的许多地方，都分布有二叠纪的基性火山岩和辉绿岩墙群(姜常义等，1999)。因此，大量幔源岩浆的底侵作用为碰撞后花岗质岩浆的生成提供了热源，并导致研究区木扎尔特一带以长英质麻粒岩为代表的高级变质岩的形成，同时在其内部通过深熔作用形成了不同产状、不同规模的长英质脉体。因此，本文认为西南天山造山带长英质脉体276.5 ～265.5Ma 深熔作用的时间应代表西南天山造山带造山后构造体制转换的时间。深熔作用的时间与碰撞后花岗岩的形成时代在误差范围内相近，可能指示这部分长英质脉体发生深熔作用的热源由侵入的花岗质岩浆提供。由此可见，西南天山低压高温变质带的形成时代应归属于早二叠世-中二叠世，此时造山带已进入造山后伸展减薄的大地构造背景演化阶段，这与上述沿中天山南缘断裂北侧分布的约280 ～260Ma 间的后碰撞花岗质岩浆事件的构造背景相一致。因此，深入开展西南天山造山带中高级变质岩及其包含的长英质脉体的年代学研究对于深入揭示长英质熔体产生及运移的相关过程以及深熔作用与大规模花岗质岩浆产生之间关系都具有重要意义。

8 结论

(1)西南天山木扎尔特地区低压高温变质带中深熔长英质脉体主要呈不规则脉状、透镜状产于寄主岩石夕线石榴黑云斜长片麻岩、石榴黑云斜长片麻岩和角闪黑云斜长片麻岩中。

(2)西南天山木扎尔特地区低压高温变质带深熔长英质脉体中获得一组集中分布的421.8 ±3.2Ma 的继承性碎屑锆石年龄，该年龄可能对应于南天山志留纪晚期的岩浆事件。

(3)西南天山木扎尔特地区低压高温变质带长英质脉体深熔时代为早中二叠世，介于276.5 ～265.5Ma 之间，可能代表了低压高温变质带的形成时间，该年龄对应于中天山南缘断裂北侧出现的岩浆事件，代表早二叠世时期西南天山造山带已进入造山后伸展减薄的后碰撞造山演化阶段。

致谢 本次野外研究工作得到北京大学张立飞教授、吕增博士和博士研究生夏彬、陶仁彪、申婷婷、田作林以及西北大学苟龙龙博士的全力帮助;LA-ICP-MS 锆石U-Pb 年龄测定得到天津地质矿产研究所耿建珍的帮助;匿名审稿人认真审阅本文，并提出了许多宝贵的修改意见;在此一并致以诚挚的谢意。

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