东昆仑中段沙松乌拉地区花岗闪长岩锆石U-Pb年龄及其地质意义①

付军 董进生 孙宏亮 白建海

青海省地质调查院 青海省青藏高原北部地质过程与矿产资源重点实验室，青海 西宁 810012

沙松乌拉地区位于青藏高原北部，柴达木盆地南缘，东昆仑山脉中段。东昆仑造山带位于华北板块的南缘，东昆仑造山带沿东昆仑-鄂拉山一线分布，呈近东西向展布（图1），南端以昆南缝合带为界，南邻巴颜喀拉，北端以昆北断裂为界与柴达木地块分界，西端延入新疆被阿尔金大型走滑断裂所截，东端大体以唐格木断裂和赛什塘-苦海断裂为界与秦岭弧盆系分界。潘桂棠等以昆中断裂为界将东昆仑划分为祁漫塔格地块、昆北地块、昆南结合带三个构造单元，该区基底集中分布[1,2]。笔者以沙松乌拉地区花岗闪长岩的地质特征、岩石学及年代学研究为基础，进而讨论了研究区早三叠世花岗闪长岩的地质意义。

1 区域地质背景

大地构造位置属东昆仑造山带的中东段，是北昆仑岩浆弧和南昆仑结合带的结合部位（图1）。出露地层有古元古界金水口岩群、新元古界万保沟群，下寒武统沙松乌拉组，奥陶-志留系纳赤台群，志留系赛什腾组，上泥盆统牦牛山组、下三叠统洪水川组、下-中三叠统闹仓坚沟组、中三叠统希里可特组及上三叠统八宝山组。变质作用类型以区域动热变质作用为主，局部叠加有接触变质作用和动力变质作用。东昆仑造山带内不同期次的花岗岩极为发育，主要的岩浆作用时期是晚古生代-早中生代，近年来1∶5 万地质调查表明，主体为晚二叠世-晚三叠世花岗岩，主要分布于东昆仑北坡和东昆仑南坡。北以昆中断裂为界毗邻北昆仑地块，南界部分为中生代侵入岩。

图1 沙松乌拉地区地质图及采样位置Fig.1 Geological map and sampling location of Shasongwula area

2 研究区地质概况

早三叠世侵入岩呈岩基或岩株状，出露大量，共解体出5 个侵入体。侵入体分布于昆仑山主脊南北两侧，呈岩株状沿昆中断裂近东西向断续展布，受近东西向构造作用，平面形态呈带状，部分呈近椭圆状，展布方向与区域构造线方向的基本一致。早三叠世花岗闪长岩与晚二叠世花岗闪长岩为脉动侵入，侵入岩的岩石类型多样，花岗闪长岩-二长花岗岩-钾长花岗岩组合为主。不同侵入体，多呈长条状或透镜状，长轴方向近东-西向，围岩为古元古界金水口岩群和晚二叠世花岗岩、上志留统牦牛山组（图1），围岩中接触变质作用强烈，侵入接触关系清楚，岩体边部见有较多的围岩捕虏体。

3 岩相学特征

沙松乌拉地区花岗岩主要有花岗闪长岩、中细粒二长花岗岩、钾长花岗岩，总体上均呈浅灰白色-浅肉红色，以中细粒半自形粒状结构、块状构造为其特征。岩石中多数造岩矿物均有不同程度的蚀变现象，如长石类矿物多具粘土、绿泥石及云母化，钾长石波状消光，斜长石双晶弯曲，岩石破碎，石英碎粒状，这种现象在接触带、构造破碎带更为明显。该期次花岗岩的矿物含量变化范围广，矿物成分不均一，但主要矿物种类基本相同，如斜长石均为中-更长石，钾长石为微斜长石和微斜条纹长石，均含有角闪石、黑云母暗色矿物等。由早期侵入体至晚期侵入体，随着石英的增多，钾长石、黑云母逐渐增高而角闪石明显减少，表明该期次的花岗岩具有同源岩浆演化的特点。

花岗闪长岩为浅灰色，半自形中粒花岗结构，粒度0.39～3.90mm，块状构造。矿物成分：斜长石45%，为中长石，An＝35～39，呈板状它形晶；石英20%，呈不规则的它形粒状晶；钾长石14%，为微斜长石，呈不规则的它形粒状晶，格状双晶发育；角闪石15%，呈柱状，显角闪式解理，色泽为褐色，为普通角闪石；黑云母5%，片状，深褐-黄褐色，发育一组及完全解理；副矿物为磷灰石、榍石、锆石。蚀变特征：斜长石具较强粘土化，伴绢云化、帘石化。

4 同位素测年结果

4.1 测试方法

沙松乌拉花岗闪长岩样品（B-JDU-Pb129）采自大灶火沟脑，为早三叠世花岗闪长岩岩体的东侧（图1）。将新鲜花岗闪长岩进行同位素测年分析，锆石的挑选由河北省廊坊地调院矿物分离实验室完成，质量为10kg的样品经机械破碎后，用浮选、电磁选分选其中的锆石，然后在双目镜下手工挑选出晶形和透明度较好的锆石。锆石样品靶的制作和锆石阴极发光图像在天津地质矿产研究所进行，U-Pb同位素分析均由天津地质矿产研究所的Agilent 7500 ICP-MS仪器进行。实验中以He作为剥蚀物质载气，采用的激光束斑直径为63 μm[2-5]，采用Glitter(ver40，Macquarie University)序对锆石的同位素比值及元素含量进行计算并按照Andersen Tom的3D坐标法进行校正，用LAMICPMS Commo Lead Correction(ver3.15)对其进行了普通铅校正。年龄计算及谐和图采用Isoplot(ver3.2)[6]程序完成。

4.2 测试结果

锆石样品（B-JDU-Pb129）为浅黄色-无色透明呈正方双锥状、钮柱状及半截锥状自形晶体，阴极发光图像表现出典型的岩浆韵律环带和明暗相间的环条带结构等(图2)，属于岩浆结晶产物；锆石内部结构比较复杂，成因类型多样，部分锆石具有残留的核部，为继承核或捕获核部分锆石颗粒具有窄的浅色边，但核部仍显示出清晰的岩浆环带特征，浅色边为变质的增生边。

图2 花岗闪长岩中锆石的阴极发光照片Fig.2 Photograph of cathodoluminescence of zircon in granodiorite

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不同成因的锆石具有不同的Th、U 含量和Th／U 比值，岩浆锆石的Th、U 含量较高，且Th／U 比值较大(一般大于0.4)；变质锆石的Th、U 含量低，Th／U 比值小(一般小于0.1)。沙松乌拉花岗闪长岩样品（QⅢB-JDU-Pb129）中的锆石U-Pb 同位素测试数据经普通铅校正后，U-Pb 测试结果列于表1，锆石有效测试点共22 个；Th/U=0.3703～0.6198，一般大于0.4，属岩浆成因锆石[7]。在207Pb/235U-206Pb/238U谐和图上（图3），22 个锆石测点的207Pb/235U 年龄比较集中，介于243～251Ma 之间。这22 个点的206Pb/238U 年龄加权平均值为Mean=246.7±1.2Ma（MSWD=2.7），该年龄为该花岗闪长岩的结晶年龄，锆石的结晶年龄可以代表花岗闪长岩的成岩年龄。

图3 锆石U-Pb 年龄谐和图和加权平均年龄图Fig.3 Zircon U-Pb age concordant diagram and weighted average age diagram

5 形成时代与构造环境

沙松乌拉花岗闪长岩同位素年龄值为246.7±1.2Ma，即该期侵入岩形成的地质时期为早三叠世，野外在路线地质调查和剖面上见早三叠世花岗闪长岩脉超动侵入晚二叠世花岗闪长岩中，依据区域地质特征、岩石组合、同位素年龄及岩体空间接触关系，将该岩体形成时代厘定为早三叠世。

晚二叠世（256±1Ma）-早三叠世(246.7±1.2Ma)（P3-T1）的弧火山岩类和弧花岗岩类与安底斯活动大陆边缘弧火成岩类相似，这一时期变形是早古生代造山结束后于晚泥盆由挤压机制向伸展机制转换，形成火山盆地。罗照华[9]等研究认为晚三叠世火山岩及花岗岩类则与青藏大陆碰撞造山带的火成岩类相似，为陆相高钾钙碱性-钾玄岩质或强过铝质火成岩，它们分别清楚地记录了俯冲造山与碰撞造山的时限。莫宣学[10]等研究认为东昆仑地区自中-晚石炭世就开始了板块的俯冲，中-晚二叠世到早三叠世（240～260Ma）是主要的俯冲造山期。潘彤[11]等研究认为五龙沟金矿成矿时代为三叠纪。陈柏林[12]等研究认为五龙沟金矿床主成矿为印支早期，年龄237Ma 左右。沙松乌拉地区有大量早三叠世花岗闪长岩出露和构造蚀变岩型金矿存在，花岗闪长岩形成于俯冲岩浆弧的构造环境下，构造蚀变岩找矿工作应重视形成于俯冲岩浆弧的构造环境下的花岗闪长岩成矿作用。

6 结论

LA-ICP-MS 锆石U-Pb 测年结果表明，沙松乌拉花岗闪长岩的锆石U-Pb 年龄为246.7±1.2Ma，属于早三叠世。沙松乌拉花岗闪长岩的研究为区域成矿作用研究提供了新资料，东昆仑地区产于中生代俯冲岩浆弧环境下的花岗闪长岩具有很好的构造蚀变型金矿成矿潜力，今后构造蚀变岩找矿工作中应重视花岗闪长岩成矿作用。