新疆西昆仑神仙湾地区辉绿玢岩锆石U-Pb年龄及地质意义

廖登海，刘志勇，何小敏

（1.成都理工大学地球科学学院，四川成都 610059；2.四川省地质矿产勘查开发局四0 二地质队，四川成都 611743）

1 区域地质背景

研究区位于新疆西昆仑-喀喇昆仑高山区，大地构造位置属神仙湾二叠-三叠纪边缘裂陷带，北部以乔尔天山-岔路口断裂带为界与甜水海微陆块对接，南部以龙木错-双湖结合带（乔戈里峰-空喀山口蛇绿岩带）为界与喀喇昆仑-南羌塘陆块相邻。甜水海-北羌塘微陆块群中部被区域深大断裂乔尔天山-岔路口断裂分为甜水海微陆块和神仙湾二叠-三叠纪边缘裂陷带两个次级单元(图1-a)，二者物质组成和构造演化有着很大差异［1］。神仙湾边缘裂陷带地层主要见加里东期褶皱基底、早中二叠世神仙湾组、晚三叠世温泉山组，和其上的侏罗-白垩系碳酸盐岩建造。研究区褶皱基底为志留系温泉沟组下段浅变质碎屑岩；神仙湾组岩性下部以砂岩为主夹板岩，上部主体为深灰色板岩、灰岩夹灰色、灰绿色放射虫硅质岩、泥硅质板岩等，总体为一套半深水-深水环境下的浊积扇沉积；温泉山组为一套浅海相碳酸盐岩建造，岩性主要为生物碎屑灰岩，另可见角砾状灰岩、亮晶灰岩、泥晶灰岩、砂屑灰岩等(图1)。从早中二叠世-晚二叠世，反映了水体逐渐变浅，整体向上隆升的趋势，这可能与古特提斯洋向北俯冲消减，由扩张转向闭合，喀喇昆仑-南羌塘陆块、神仙湾边缘裂陷带和甜水海微陆块由南向北依次拼贴挤压隆升有关［2］。

图1 神仙湾地区大地构造位置（a）及区域地质图(b)（据文献［1］、［6］修改）

2 地质及岩石特征

本次研究的辉绿玢岩脉，侵入于加里东期褶皱基底的下志留统温泉沟组一段（S1w1）地层中，与二长闪长岩侵入接触(图2)。温泉沟组一段岩性为绢云母板岩、石英绢云千枚岩与变质长石石英砂岩等互层，辉绿玢岩北西-南东走向，呈脉状，与围岩接触面平整，长度约3km，宽度约80m～100m。辉绿玢岩呈深灰绿色，具似斑状结构，基质具辉绿结构，致密块状构造。斑晶为斜长石，呈半自形宽板状，晶体有绢云母、粘土化蚀变，斑晶大小1mm～4mm，含量约3%。基质为细晶状的斜长石（拉长石），含量约70%；辉石主要为普通辉石，少量斜方辉石，含量约15%；磁铁矿含量约4%，并见少量橄榄石及蚀变矿物蛇纹石、绿泥石等。

3 锆石U-Pb测年

在神仙湾边防哨所北侧爬浪山附近的辉绿玢岩脉中部采集新鲜未蚀变的岩石（样品编号PM27TW1）做LA-ICP-MS锆石U-Pb测年，详细的制样和实验过程见参考文献［3］。辉绿玢岩锆石测年结果列于表1中，阴极发光（CL）图与谐和图见图3、图4。辉绿玢岩中锆石呈自形-半自形长柱状、等轴柱状，长轴多在100μm～200μm，长宽比在1.5：1～3:1，锆石颗粒多破碎呈残缺状、或边部溶蚀呈圆状，多数可见清晰震荡环带，具岩浆锆石特征。分析结果显示（表1），辉绿玢岩中锆石的Th/U比值变化范围在0.13～2.43，除测点6和测点13外，其余点的Th/U比值均大于0.4，显示岩浆锆石特征。该样品15个测年点结果显示（图3），有四个不谐和测点（测点3、6、7、13）年龄较老，时代早于被侵入地层，且从CL图上看，锆石边部被溶蚀呈浑圆状、港湾状，是捕获古老地层中的继承性锆石可能性较大［4］；11号测点年龄值较小（257±3Ma），震荡分带不清晰，笔者认为该锆石可能受热液蚀变作用的影响，形成的变质锆石，代表后期构造热事件；其余十个点年龄较谐和，具有一致的206Pb/238U年龄，可分为两组，其中一组（测点1、4、5、10、14）锆石U-Pb谐和年龄为300.2±6.0Ma（MSWD=13）（图4-a）；另外一组（测点2、8、9、12、15）谐和年龄为437.3±2.4Ma（MSWD=3.3）（图4-b）。

图3 辉绿玢岩锆石阴极发光图

图4 神仙湾地区辉绿玢岩锆石U-Pb年龄谐和图

表1 神仙湾地区辉绿玢岩（PM27TW1）LA-ICP-MS锆石测年分析结果

4 讨论与结论

费光春等［5］在研究西藏洞中拉地区辉绿玢岩时，用最年轻的一组年龄代表岩体的侵位时代。神仙湾地区的辉绿玢岩侵位于温泉沟组一段（S1w1）地层，且地层中有特征的古生物化石限定其时代［6］，显然辉绿玢岩侵位应晚于早志留世，因此，300.2±6.0Ma（MSWD=13）为岩体的结晶年龄，代表辉绿玢岩的侵位时代，属晚石炭世。伴随古特提斯洋大约于晚泥盆世--早石炭世的打开［7］，西昆仑神仙湾地区处于扩张环境，晚石炭世辉绿玢岩脉就是该时期伸展背景下的构造岩浆产物。

较老的一组捕获锆石年龄（437.3±2.4Ma）与研究区北部西昆仑地体康西瓦一带的加里东期孔兹岩系年龄一致［8］，与神仙湾边缘裂陷带存在加里东期褶皱基底的事实相符［9］。另外三个捕获锆石属新元古代青白口纪（817±11Ma、894±12Ma）和中元古代长城纪（1623±29Ma）的继承性锆石，进一步证实了神仙湾边缘裂陷带也有长城系和青白口系过渡基底的存在；最老的13号测点年龄（2243±17Ma）与库地-奥依塔格缝合带以北的北昆仑微陆块上最古老变质基底的片麻岩年龄（2261Ma）接近［8］，说明神仙湾边缘裂陷带与北边的微陆块群具有亲缘性。探讨所获得的锆石年龄数据，并与区域进行对比，对于恢复西昆仑一带古构造格局和研究西昆仑-喀喇昆仑造山带的构造演化具有十分重要的科学意义。