东昆仑巴音郭勒地区锆石裂变径迹年代学：构造活动新证据

陈小宁，袁万明，＊，张爱奎，段宏伟，郝娜娜，李 希（.中国地质大学 科学研究院，北京 00083；.青海省第三地质矿产勘查院，青海 西宁 80008）

东昆仑巴音郭勒地区锆石裂变径迹年代学：构造活动新证据

陈小宁1，袁万明1，＊，张爱奎2，段宏伟1，郝娜娜1，李 希1
（1.中国地质大学 科学研究院，北京 100083；2.青海省第三地质矿产勘查院，青海 西宁 810008）

东昆仑西段祁漫塔格地区总体研究程度较低，前人年代学资料报道亦少，且主要属于印支期之前。本文在巴音郭勒地区花岗岩类样品中获得了系列锆石裂变径迹年龄数据，不仅为本地区地质研究提供了裂变径迹年代学资料，而且揭示了所经历的多期构造活动。锆石裂变径迹年龄变化在201～109Ma之间，具有201、185、164～163和139～109Ma年龄组。这些年龄很好地体现了地区内所经历的两次挤压和两次伸展构造活动，其中年龄201和139～109Ma是羌塘地体和冈底斯地体，先后于中—晚三叠世和晚侏罗世—早白垩世时期分别向北俯冲并与其北侧地块相互碰撞-汇聚-拼合的体现；而年龄185Ma和164～163Ma则分别与早侏罗世和中侏罗世区内造山后伸展事件有关。

裂变径迹；锆石；构造活动；祁漫塔格；东昆仑

青海省东昆仑是青藏高原北部一条巨型构造岩浆带，同时也是一条重要的多金属成矿带，引起国内外地质学家广泛关注。巴音郭勒地区位于东昆仑造山带西段，成矿条件优越，大中型矿床密布。现已完成大量基础地质和成矿作用研究工作，特别是对区域构造背景、主要事件序列和不同岩石构造组合取得了许多重要成果［15］。但目前研究仍停留在定性描述和矿产普查阶段，相关年代学研究涉及甚少。裂变径迹核技术是近年来发展较快的定年方法，可较好地反映造山带构造活动热事件［6-8］。本文以巴音郭勒地区岩体为主要研究对象，利用锆石裂变径迹技术方法，探讨地区内不同期次构造活动及其年代学制约。

1 地质背景

巴音郭勒河地区位于柴达木盆地南缘东昆仑祁漫塔格弧后裂陷构造带中，长约35km，宽约25km（图1）。巴音郭勒河断裂总体走向近东西方向，晚更新世—全新世活动显著，断裂在地貌上表现出非常清楚的断层陡砍，性质以逆断层为主，属于本区NNW-NWW向的柴达木盆地北缘活动断裂系内的一条次级挤压构造［9］。河流两岸发育多条NE、NW走向的断裂，自加里东期以来，区内花岗岩的空间展布、发育规模、成因类型等方面均始终受到北东向和北西向两组构造带活动强度、力学性质交替变化的控制，且由老到新总体上存在着由北向南逐渐迁移的变化趋势。河两岸分布多个金属矿床，有虎头崖多金属矿床、景忍铁矿床、肯德可克铁多金属矿床等。区内出露的主要地层包括下元古界金水口岩群中-深变质岩、蓟县系浅变质碳酸盐岩夹碎屑岩、上泥盆统砂砾岩和火山岩、石炭系中厚层碳酸盐岩和细碎屑岩［10］及上三叠统陆相中酸性火山岩系。

图1 巴音郭勒地区地质图与样品位置Fig.1 Geological map with sample locations in Bayinguole area of Eastern Kunlun Mountains

岩体多以岩基和岩株形式分布，华力西期、印支期和燕山期均有产出，中酸性侵入岩以含黑云母闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩出露最多。巴音郭勒河以北乌兰乌珠尔似斑状二长花岗岩Ar-Ar同位素地质年龄为（271.1±2.2）Ma［11］，为早二叠世空谷期；景忍东部二长花岗岩SHRIMP年龄为（204.0±2.6）Ma［12］、（219.2± 1.4）Ma［13］，为晚三叠世卡尼，即诺利期；长山似斑状二长花岗岩SHRIMP年龄为（220± 1）Ma［13］，为晚三叠世卡尼期［11］。岩石化学特征表明其属于偏铝质：弱过铝质，钙碱性系列。

2 样品分布、分析方法与实验结果

2.1 样品分布

样品K34-4和K34-7分别采自钻孔ⅥZK3903的5m和301m深处岩心柱，地表位置如图1所示，其余样品均采自巴音郭勒河周围出露的岩体。样品岩性：K26为黄铁绢英岩化蚀变岩、K30-3为红色正长斑岩、K31为中粒花岗岩、K34-4为蚀变花岗岩、K34-7为细粒钾长花岗岩、K36为花岗闪长岩。

2.2 分析方法

室内将野外采集的岩石样品粉碎，使粉碎后的粒径与岩石中矿物粒径接近。经淘洗粗选后，利用常规手段，对锆石单矿物提纯，选出符合要求的矿物颗粒。将锆石颗粒放在载玻片上，并和另1块无矿物粒的载玻片一起，在250℃左右的电热板上预热3～5min，之后将1片约0.5mm厚的衬底塑料片盖在矿粒上，再盖另1块热载玻片，轻压使锆石嵌入塑料片中，冷却后将塑料片研磨，制作光薄片。利用KOH＋NaOH溶液在210℃下蚀刻约25h揭示自发径迹，达到专业光学显微镜可观测的程度［1415］。锆石的中子注量选用CN2的铀玻璃标定。裂变径迹需在高精度光学显微镜高倍镜下观测，镜下准确识别裂变径迹至关重要。依据Green［16］建议的程序，选择平行c轴的柱面测量自发径迹和诱发径迹密度以及水平封闭径迹长度。最后，利用ξ常数法和标准裂变径迹年龄方程计算年龄。

2.3 实验结果

实验最终得到的6个锆石样品的裂变径迹分析结果列于表1。

表1 锆石裂变径迹分析结果Table 1 Zircon fission track analysis result

参数χ2是用来评价所测单颗粒年龄是否属于同一组年龄的概率［17］。χ2＜5%是单颗粒年龄不均匀分布的界限，若年龄分散，则基于泊松变异的常规分析［18］无效，裂变径迹年龄实质上是权重平均年龄，应根据具体情况讨论其地质意义。

2.4 结果讨论

6个样品的锆石裂变径迹中年龄介于（185± 8）～（124±6）Ma之间，年龄跨度较大。其中两个样品的χ2检验值＜5%，表明了非单一热事件的影响，可对它们进行年龄分组。单颗粒年龄直方图及频率曲线如图2所示。

使用Binomfit软件［19］对裂变径迹年龄进行分组（图3），样品K30-3可分解为109、139和163Ma 3组年龄，样品K34-4可分解为164、201Ma两组年龄。

对所有锆石裂变径迹年龄进行分析统计，绘制年龄总分布直方图（图4）。由图4可见，锆石裂变径迹年龄的大致年龄组为：201、185、164～163、139～109Ma。

图2 锆石样品单颗粒年龄直方图及其频率曲线Fig.2 Histogram and frequency curve of zircon single grain age

图3 样品K30-3、K34-4单颗粒年龄分布直方图和雷达图Fig.3 Histogram and radial plot of single grain age for sample K30-3and K34-4

图4 锆石裂变径迹年龄总分布直方图Fig.4 Histogram of zircon fission ages for all samples

3 地质意义

如上所述，锆石裂变径迹年龄为201、185、164～163、139～109Ma。这些年龄（组）均能较好地体现了地区内所经历的地质热事件。

青藏高原的形成包括两大阶段，即晚白垩世新特提斯洋盆闭合前青藏古陆形成阶段和晚白垩世后青藏高原隆升形成阶段。羌塘地体、冈底斯地体和喜马拉雅地体先后于中—晚三叠世、晚侏罗世—早白垩世和晚白垩世时期分别向北俯冲，南北两地体相互碰撞、汇聚，逐次拼合［2021］。中生代东昆仑造山带挤压事件主要有两个时期，即中—晚三叠世和晚侏罗世—白垩纪［2224］。锆石年龄201Ma应是中—晚三叠世南北地体碰撞的反映，这次挤压事件造成东昆仑造山带的一次崛起，引发广泛的岩浆作用事件，导致本区域地壳显著加厚，昆北断裂带发生左行走滑［25-26］。锆石年龄139～109Ma是晚侏罗世—早白垩世地体碰撞汇聚的响应，代表研究区及其柴达木盆地周缘山地在燕山晚期经历过抬升／冷却事件［27］；记录早白垩世青藏高原北部的快速抬升或阿尔金断裂的走滑隆升［28］，也与晚白垩世西太平洋Ontong-Java LIPs（昂通爪哇大火成岩省）的形成近于同时。

锆石年龄185Ma（早侏罗世）和164～163Ma（中侏罗世）与区内造山后伸展事件有关，所测样品K34-7和K30-3的岩性分别为钾长花岗岩和正长花岗斑岩，亦可体现这一点。东昆仑造山带与柴达木盆地早—中侏罗世煤系地层的分布及黄铁矿的存在，表明此时处于总体伸展的构造环境，并可得到同期花岗岩类岩体地球化学性质和相关地球物理资料等的佐证［2930］。Wang等［31］基于植物群和沉积特征研究，证实早—中侏罗世柴达木盆地总体上属于温暖的亚热带气候，但期间有两个气候异常事件，即图阿尔阶和巴通阶-卡洛夫阶总体为潮湿-半潮湿气候条件，形成以Cyatheaceae和Dicksoniaceae为代表的蕨类植物，这属于较为典型的构造伸展环境，气候原因可能在于温室效应造成全球短暂的升温，或与全球季风的增强有关。正是这种气候条件最终导致柴达木盆地内煤质形成减弱乃至结束。

4 结论

本文为巴音郭勒地区构造活动提供了锆石裂变径迹年代学数据，并揭示出该区多期次的构造岩浆作用，得出了如下结论。

1）花岗岩样品的锆石裂变径迹年龄变化范围为201～109Ma，包括201、185、164～163和139～109Ma年龄组。除201Ma外，其他年龄均属于燕山期。

2）锆石年龄201Ma是中—晚三叠世羌塘地体向北俯冲碰撞的响应；锆石年龄139～109Ma揭示冈底斯地体于晚侏罗世—早白垩世时期向北的俯冲碰撞，这是地区内所经历的两次主要挤压抬升事件。

3）锆石年龄185Ma和164～163Ma则代表区内所经历的两次造山后伸展的构造环境，分别为早侏罗世和中侏罗世构造伸展事件，在岩石、沉积、气候等方面均有体现。

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Zircon Fission Track Thermochronology：New Evidence on Tectonic Activity in Bayinguole Area，Eastern Kunlun Mountains

CHEN Xiao-ning1，YUAN Wan-ming1，＊，ZHANG Ai-kui2，DUAN Hong-wei1，HAO Na-na1，LI Xi1
（1.Science Research Institute，China University of Geosciences，Beijing100083，China；2.No.3 Exploration Institute of Geology and Mineral Resources of Qinghai Province，Xining810008，China）

By now fewer research works have been done in Qimantage area，western section of Eastern Kunlun Mountains.A little published dating data fell into Indosinian period.A series of zircon fission track ages from granitoid samples were achieved and multiphase tectonic-magmatic activities were revealed in this paper.The zircon fission track age range from 201Ma to 109Ma might be divided into four groups，i.e.201Ma，185Ma，164-163Ma and 139-109Ma.These ages indicate two compressional and two stretching tectonic activities.The 201Ma and 139-109Ma ages present northward subductions of Qiangtang Terrane and Gangdise Terrane in Middle—Later Triassic andLate Jurassic respectively，resulting in collision-convergences with north-side terranes.The ages of 185Ma and 164-163Ma reflect post-orogenic stretching events in Early Jurassic and Late Jurassic，respectively.

fission track；zircon；tectonic activity；Qimantage；Eastern Kunlun

P542

A

1000-6931（2014）02-0378-07

10.7538／yzk.2014.48.02.0378

2013-09-17；

2013-11-09

中国地质调查局地质调查工作项目资助（2011-03-04-06）；国家自然科学基金资助项目（41172088，40872141）；青海省地勘基金资助项目（2013-1006）

陈小宁（1987—），女，河北张家口人，硕士研究生，地质工程专业

＊通信作者：袁万明，E-mail：ywm010＠sina.com