青海沟里地区斜长角闪岩锆石UPb年代学、LuHf同位素特征及其指示意义

吴胜宝 孙国胜 李雪 孙九达 齐雨宁 王卓一 马冬

吴胜宝，孙国胜，李雪，等. 青海沟里地区斜长角闪岩锆石UPb年代学、LuHf同位素特征及其指示意义.吉林大学学报（地球科学版），2024，54（3）：862876.doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20220254.

Wu Shengbao， Sun Guosheng， Li Xue，et al. Zircon UPb Geochronology and LuHf Isotope of Amphibolite in Gouli Area， Qinghai Province， and Their Tectonic Implications. Journal of Jilin University（Earth Science Edition），2024，54（3）：862876. doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20220254.

摘要：

东昆仑造山带金水口群的沉积和變质时代一直存在争议。本文利用LAICPMS技术对青海省都兰县沟里地区金水口群中的斜长角闪岩进行了锆石UPb年代学、LuHf同位素研究。结果显示：斜长角闪岩中6个测点的碎屑锆石年龄集中在2.1～2.0 Ga之间，碎屑锆石最小年龄为1 829 Ma，变质锆石的上交点年龄为（1 905±300）Ma，误差较大，但暗示金水口群沉积时间漫长，沉积时代不晚于中元古代早期，故本文认为金水口群沉积时代在1 800 Ma左右；年龄集中于2 100 Ma的碎屑锆石具有麻粒岩相变质锆石特征。变质锆石年龄集中于450～420 Ma之间，12个点的加权平均年龄为（444.3±5.3）Ma，为早古生代，该年龄与东昆仑造山带响应原特提斯洋俯冲拼合并发生区域深熔作用的年龄基本一致；锆石176Lu/177Hf值较低，变质锆石εHf （t）值为-35.41～-3.75，TDM2介于3 641～1 666 Ma之间，源岩物质为古老地壳再循环的产物；古元古代碎屑锆石εHf （t）值为-2.98～25.58，TDM2介于2 833～920 Ma之间，源区为来源于亏损地幔的陆壳，与太古宙TTG岩系相似，暗示阿尔金地块的TTG岩系为金水口群提供了部分物质来源。金水口群沉积于活动大陆边缘或初始裂谷盆地，上部沉积盖层冰沟群与万宝沟群沉积于浅海陆棚，沉积过程具有连续性。

关键词：

金水口群；斜长角闪岩；锆石UPb定年；锆石LuHf同位素分析；东昆仑造山带

doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20220254

中图分类号：P597

文献标志码：A

收稿日期：20220910

作者简介：吴胜宝（1998—），男，硕士研究生，主要从事地球化学方面的研究，E-mail：1244549726@qq.com

通信作者：孙国胜（1964—），男，教授，博士，主要从事地球化学和矿物学方面的研究，E-mail： 691836152@qq.com

基金项目：中国地质调查局项目（DD201901506）

Supported by the Project of China Geological Survey （DD201901506）

Zircon UPb Geochronology and LuHf Isotope of Amphibolite in Gouli Area， Qinghai Province， and Their Tectonic Implications

Wu Shengbao，Sun Guosheng，Li Xue，Sun Jiuda， Qi Yuning， Wang Zhuoyi，Ma Dong

College of Earth Sciences， Jilin University， Changchun 130061， China

Abstract：

The sedimentary and metamorphic ages of the Jinshuikou Group in the East Kunlun orogenic belt has been controversial. In this paper， the zircon UPb geochronology and LuHf isotope of amphibolite in Jinshuikou Group in Gouli area， Dulan County， Qinghai Province were studied by LAICPMS technique. The results

show that the ages of detrital zircons in amphiboliterange from 2.1 to 2.0 Ga， with the youngest detrital zircons dating to 1 829 Ma；The upper intersection age of metamorphic zircons is （1 905±300） Ma， although with a large error. However， this implies a lengthy deposition time for the Jinshuikou Group， not extending beyond the Early Mesoproterozoic. Therefore， this study proposes a deposition time of about 1 800 Ma for the Jinshuikou Group. The detrital zircons with ages of 2 100 Ma are characterized by granulite facies metamorphic zircon. Metamorphic zircon ages are concentrated between 450 and 420 Ma， with a weighted average age of 12 points is （444.3±5.3） Ma （Early Paleozoic）， consistent with the age of regional anatexis in the East Kunlun orogenic belt in response to the subduction and amalgamation of the Proto-Tethys Ocean. The zircon 176Lu/177Hf values are low， the εHf （t） values of metamorphic zircons are -35.41-3.75， and the TDM2 is between 3 6411 666 Ma. The source rock materials are the product of ancient crustal recycling. The εHf （t） values of the Proterozoic detrital zircons are -2.9825.58， and the TDM2 is between 2 833920 Ma. The source area is the continental crust from the depleted mantle， which is similar to the Archean TTG rock series， suggesting that the TTG rock series of Altyn block provides some material sources to Jinshuikou Group. The Jinshuikou Group was deposited on the active continental margin or the initial rift basin， while the Binggou Group and Wanbaogou Group， the upper sedimentary cover， were deposited on the shallow sea shelf， with a continuous deposition process.

Key words：

Jinshuikou Group; amphibolite; zircon UPb dating; zircon LuHf isotope analysis; East Kunlun orogenic belt

0  引言

东昆仑造山带东承秦岭造山带、西接塔里木盆地、北邻柴达木地块、南邻巴颜喀拉地块，呈北西—南东向展布［14］。造山带主要由绿片岩相低麻粒岩相火山沉积岩系组成［58］，出露金水口群、苦海群、冰沟群和万宝沟群等古老地层。前人在冰沟群与万宝沟群中分别发现古老叠层石和藻类化石，确定冰沟群属蓟县系，万宝沟群属长城系［8］。这些发现推进了东昆仑造山带元古宙构造演化历史的研究。

金水口群為东昆仑造山带内最为古老的变质基底岩系，岩石建造以片麻岩、斜长角闪岩和大理岩为主，成岩规模大，固结程度高，长期受到相关研究人员的关注。学者们［5，912］对金水口群片麻岩进行了锆石UPb年代学研究，获得的锆石UPb年龄主要集中在4个区间：2 500～2 400、2 000～1 800、1 000～900和500～400 Ma。目前学界广泛认同处于500～400 Ma区间的变质锆石指示了一期早古生代高角闪岩相低麻粒岩相的强烈变质作用，同时榴闪岩与榴辉岩的发现指示金水口群中可能存在超高压变质［1011，1314］。其他几个区间年龄，由于大部分为捕获锆石年龄，故难以直接确定其意义。

对于金水口群的沉积成岩年龄，早期学者认为其岩石成岩于始太古代［7］。随着研究的不断深入，学界逐渐形成2种主流观点：一种观点认为金水口群形成于古元古代［2，10，1516］；另一种观点认为金水口群形成于中元古代［56］。由于缺乏完全变质锆石的年龄数据，金水口群沉积与变质年龄难以确定。同时，金水口群的大地构造属性也同样存在争议。陈有炘［9］认为金水口群形成于大陆岛弧或活动大陆边缘相关环境；周文孝等［15］认为岩石总体沉积环境为伸展向挤压转换构造条件下的大陆裂谷。以上可知，金水口群的年龄以及金水口群的原岩环境争议颇大，这限制了东昆仑造山带变质基底的进一步研究。

本文以沟里地区金水口群中变基性岩（斜长角闪岩）为研究对象，开展详细的锆石UPb年代学和锆石LuHf同位素研究，并探究岩石的碎屑锆石年龄及岩浆源区性质，以期为确定金水口群沉积时代以及岩石形成环境提供进一步约束，并为东昆仑造山带古元古代变质演化历史研究提供参考依据。

1  地质背景

前人［12，4，1314，1719］研究表明，东昆仑造山带具有元古宙至新生代的悠久演化历史，经历了多期岩浆作用与变质作用。它与秦岭造山带、西昆仑造山带合称中央造山带，连接华北克拉通、扬子克拉通、塔里木地台。中央造山带和三大古地台共同构成中国区域构造格架。对于东昆仑造山带的次级构造单元划分，不同学者提出了不同的观点［10，13，15，1920］，本文采用将东昆仑造山带三分的观点［10，13，1920］，即以昆北断裂、昆中断裂为界，将东昆仑造山带划分为昆北地体、昆中地体、昆南地体。各地体的地层出露情况差距较大，地层沉积不连续，且大多受区域岩浆作用和变质作用改造（图1）。

昆北地体无前寒武纪古老地层出露，最老地层仅为奥陶纪碎屑岩系，受古生代岩浆作用和改造发生低级变质，岩性为绿片岩与大理岩，并夹有部分枕状熔岩［8，22］。最古老的花岗岩年龄为904 Ma，表明昆北地体可能响应了全球Rodinia超大陆汇聚事件［23］。

昆中地体则存在元古宙古老变质岩系，如古元古代金水口群和中—新元古代冰沟群等。金水口群为东昆仑造山带最为古老的变质基底，岩性以黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩和大理岩为主体，夹有长英质变粒岩和石英岩等［5，7，9，1516，22，24］。该群在500～400 Ma经历了高角闪岩相麻粒岩相变质作用［7，9，15，22，2425］。早古生代榴闪岩与榴辉岩的发现，指示金水口群中可能发生过超高压变质［1314］。冰沟群为一套中—新元古代的中低级变质岩系，主体岩性为碳酸盐岩及片岩，该地层中发现古老叠层石与藻类化石，被划入蓟县系［8，25］。何登峰［10］对冰沟群进行了研究，根据冰沟群继承锆石年龄，将冰沟群的沉积时限限定于1.3～1.0 Ga，属于中元古代。

昆南地体元古宙变质岩系为苦海杂岩和万宝沟群，含晚泥盆世磨拉石建造。苦海杂岩属中元古代地层［10，16，26］，岩性主要由各类片麻岩、斜长角闪岩、片岩及混合岩组成，经历早古生代变质作用而发生角闪岩相变质［810，17］。王国灿等［16］获得苦海群斜长角闪岩下交点年龄约为750 Ma，何登峰［10］在苦海群副变质岩中获得770 Ma的一组谐和年龄，并认为苦海群沉积时代为古元古代末期—中元古代早期。万宝沟群为一套浅变质的火山碎屑岩系及碳酸

盐岩。碳酸盐岩中发现叠层石化石和小壳类化石［8］，故岩群被划分入长城系。

本次研究区域位于青海省都兰县沟里地区，构造位置为昆中地体中部，昆北断裂和昆中断裂分别位于研究区的北部和南部，具有十分重要的地质意义（图1）。研究区内地层以金水口群为主体，上三叠统鄂拉山组零星出露，其中金水口群以黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩和大理岩为主体，夹少量片岩、黑云变粒岩和石英岩等。由于区域内大量加里东期和印支期花岗岩侵入破坏，以及多期次动力变质作用叠加改造，使得岩石层序混乱，原岩沉积构造、叠覆关系难以识别。上三叠统鄂拉山组主要为一套陆相酸性火山碎屑岩建造，同时伴有少量正常沉积建造［8］，风化剥蚀严重，岩石建造残缺不全。

2  样品采集与岩相学特征

样品采集于青海都兰县沟里地区香日德镇附近（图2）。斜长角闪岩呈似层状嵌入黑云斜长片麻岩中，风化面与新鲜面均为灰黑色，说明岩石风化程度较低（图3a、b、c）；岩石具粒状变晶结构，块状构造。岩相学鉴定岩石主要成分为角闪石、斜长石（图3d、e）、石英。角闪石体积分数为70%，粒径为0.2～0.5 mm，可见1～2组斜交完全解理，正中—正高突起，具浅黄绿—深绿多色性，斜消光，消光角较小，约20°，正延性，二轴晶负光性；部分角闪石发生黝帘石化，矿物平行消光，干涉色接近一级灰白，单偏光下颜色为浅绿色，多色性不明显，兼具角闪石和黝帘石特征。斜长石体积分数为25%，粒径为0.1～0.3 mm，他形粒状，正低突起，干涉色一级灰白，可见聚片双晶。石英体积分数为5%，粒径约为0.1 mm，他形粒状，正低突起，干涉色一级黄白，一轴晶正光性。

3  分析方法

锆石制靶和

阴极荧光CL照相在廊坊市宇能（宇恒）矿岩技术服务有限公司完成。

首先采用重液法和磁法工艺提取全岩样品中的锆石，并在双目镜下手工挑选和纯化；然后选取有代表性的锆石颗粒及标样同时置于无色透明的环氧树脂中，制成样品靶；最后固化后抛光至锆石中心部位暴露出来。采用反射透镜光显微镜成像技术，利用英国Gatan公司生产的MonoCL4+荧光光谱装置拍摄锆石阴极荧光CL图像。

锆石LAICPMS测年分析在北京燕都中实测试技术有限公司完成。分析仪器为美国 NewWave公司生产的193 nm激光剥蚀进样系统（UP193SS）和美国AGILENT科技有限公司生产的Agilent7500a型四级杆等离子体质谱仪联合构成的激光等离子质谱仪（LAICPMS）。实验中激光器工作频率为10 Hz，测试点的束斑直径为30 μm，预剥蚀时间为5 s，剥蚀时间为45 s，载气采用高纯度氦气剥蚀物质，氩气作为补偿气以调节灵敏度，气体流速为0.88 L/min。UPb同位素定年采用锆石标准91500作为外标，标准锆石TEMORA和Qinghu作为监控盲样；微量元素分馏校正采用玻璃标准物质NIST610作为外标，Si为内部标准计算，NIST612和NIST614为监控盲样。

年龄计算采用国际标准程序Isoplot，比值采用

Glitter程序，单个数据点误差全为1σ，加权平均值误差为2σ，平均年龄值中大于1 000 Ma的锆石点位选用207Pb/206Pb年龄，小于1 000 Ma的锆石点位选用206Pb和238U年龄进行计算。按照Andersen［2728］的方法进行了常见的铅校正。

锆石Hf同位素分析在吉林大学测试中心完成。测试采用Neptune型多接收等离子体质谱仪和GeolasPro型激光剥蚀系统联用的方法，分析仪器型号为NeptunePlus。实验使用氦气为载气，氩气和少量氮气为补偿气以提高实验灵敏度。测试竖斑直径为32 μm，所有测试位置与UPb定年点位相同或靠近。参考物质为GJ1和Plesovice国际标准锆石。

4  分析结果

4.1  锆石CL图像特征

斜长角闪岩的锆石均为变质锆石，阴极发光图像呈暗褐—暗棕色，形状以不规则粒状为主，少数为浑圆状、短柱状和长柱状。短柱状锆石晶体晶形完整，晶棱、晶锥发育良好。不规则粒状及浑圆状锆石颗粒长宽比总体接近1∶1，短柱状锆石颗粒长宽比则为1∶2～1∶3，粒径为60～90 μm。根据锆石CL图像与形态特征的差异，可将锆石分为4类。

第一类为短柱状锆石（图4a），具有核边结构，由具强—弱发光（灰白—灰黑色）效应的核部和相对弱发光（灰黑色—黑色）效应的变质增生边组成。绝大部分锆石核部残缺不全，内部分带不明显。边部变质增生边围绕核部生長，形态与核部基本一致，宽度介于5～15 μm之间。在边部和核部之间可隐约见到亮色溶蚀边，溶蚀边为环带状，形状规则，宽度小于2 μm。该类锆石虽为短柱状锆石，但核部不具有典型岩浆锆石的振荡环带，属于变质锆石。

第二类为不规则粒状锆石（图4b），锆石核部为无分带或面状分带的变质锆石；边部往往为较暗的变质增生带，宽度为5～10 μm；在变质增生带和核

部锆石之间存在因溶蚀作用形成的亮边，溶蚀边也为环带状，但形状不规则，宽度为2～5 μm。该类锆石中核部无分带，明显为完全变质增生锆石。其余锆石内部结构遭受破坏，但不具有典型岩浆振荡环带特征，应是变质改造不完全所致。

第三类为浑圆状锆石（图4c），具有核幔边结构。该类锆石可进一步分为两种：第一种锆石是核部无分带、扇形分带和面状分带的变质锆石，锆石颗粒圆滑。幔部为颜色较浅的变质增生边，宽度为5～10 μm；锆石边部为明亮的溶蚀边，溶蚀边厚度为5～10 μm，形状为极不规则的圆环状。锆石最外部隐约可见灰色的变质增生边，厚度小于2 μm。第二种锆石为核部具有规则环带的岩浆锆石，锆石具核幔边结构。幔部为颜色较浅的变质增生边，宽度为5～20 μm；边部为颜色发亮的溶蚀边，宽度为5～10 μm。

第四类为长柱状锆石（图4d），仅有1粒。该锆石明显具岩浆振荡环带，属岩浆锆石。环带发光效应强弱不一，边部较暗，应为后期变质作用改造结果。

4.2  锆石UPb年代学特征

本次研究共分析了23粒锆石颗粒，获得29个有效测点（表1）。这些有效测点的Th的质量分数为（6.77～528.84）×10-6，U的质量分数为（150.21～969.93）×10-6， Th/U值介于0.01～1.20之间。测点的UPb年龄值介于2 390～420 Ma之间（表1），差距较大。锆石UPb年龄谐和图（图5a）中可见部分偏离锆石UPb谐和线的测点。锆石年龄集中于四个区间，分别是2 400～1 800、1 000～450、450～420和1 700 Ma。2 400～1 800 Ma年龄区间的锆石属于捕获锆石，最老的捕获锆石年龄为2 390 Ma，最年轻的碎屑锆石年龄为1 829 Ma。6个测点年龄值介于2 200～ 2 100 Ma之间，其年龄可限制岩石的最大形成年龄。1 700 Ma的锆石属于岩浆锆石，核部年龄为（1 700±17）Ma，为锆石形成年龄。1 000～450 Ma年龄区间的锆石属于变质锆石，年龄跨度大，总体小于1 000 Ma。450～420 Ma年龄区间的锆石属于变质锆石，12个点的加权平均年龄为（444.3±5.3）Ma（MSWD=1.5）。

锆石UPb谐和年龄图中，变质锆石的不谐和线因其结论可靠而被广泛运用。不谐和线与谐和线的上交点年龄为变质锆石形成年龄，但如果锆石数据投影点远离上交点，则误差较大。锆石UPb年龄谐和图（图5b）中获得变质锆石上交点年龄为（1 908±300）Ma，由于锆石数据投影点远离上交点，误差较大，暗示岩石沉积时间长。下交点年龄为（416±55）Ma，误差较大，暗示变质时间跨度较大。

4.3  锆石LuHf同位素特征

锆石具有稳定的化学性质和很高的Hf同位素封闭温度，即使在高级变质作用下也能很好地保留初始Hf同位素组成，因此锆石中LuHf同位素非常适合于岩石成因研究［29］。本文在锆石UPb测年的基础上，参照CL图像，选择20个测点进行锆石LuHf同位素测试，分析结果如表2所示，锆石εHf （t）t演化图解见图6。锆石测试点的176Yb/177Hf值为0.002 467～0.038 049，176Lu/177Hf值为0.000 094～0.001 365，176Hf/177Hf值为0.281 309～0.282 397。所有锆石测试点的176Lu/177Hf值小（均

小于0.002），表明锆石在形成以后具有较低的放射性成因Hf 的积累［29］。

锆石LuHf同位素数据可根据测点的锆石UPb年龄分为两类：第一类测点锆石UPb年龄约为450 Ma，为变质锆石，对应锆石CL图像中不规则锆石一类。此类锆石以锆石单点207Pb/206Pb年龄计算的εHf （t）值为-35.41～-3.75，二阶段模式年龄在3 641～1 666 Ma之间，与原年龄差距极大，εHf （t）t演化图解（图6）数据点投影于球粒陨石演化线下方区域，说明岩石沉积物主要来源于古老地壳的物质再循环。第二类测点锆石在1 700 Ma以上，基本为碎屑锆石，对应锆石CL图像中浑圆状锆石一类。此类锆石以锆石单点207Pb /206Pb年龄计算的εHf （t）为-2.98～25.58，二阶段模式年龄在2 833～920 Ma之间。其中：有2个测点二阶段模式年龄远低于锆石UPb年龄，其εHf （t）值也极高（>20），εHf （t）t演化图解数据点投影于亏损地幔区域；其余测点εHf （t）介于-2.98～6.62之间，εHf （t）t演化图解数据点投影于球粒陨石演化线与亏损地幔之间，二阶段模式年龄在2 833～2 198 Ma之间，且与一阶段模式年龄、锆石表观年龄均相差不大。以上数据说明第二类锆石原岩的岩浆源区为亏损地幔的新生陆壳，与太古宙TTG岩系相似（图6）［29］。

5  讨论

5.1  金水口群形成时代

关于金水口群的形成时代，最早的观点是始太古代［7］。之后青海省区调队、青海省区调综合地质大队、青海省区域地质调查队先后对金水口岩群展开相关研究，分别获得1 990 Ma的RbSr等时线年龄、1 880 Ma的SmNd等时线年龄和（1 970±16）Ma的RbSr等时线年龄［8，30-31］。此后张建新等［11］在黑云斜长片麻岩中获得了年龄集中于1 800～1 600 Ma的继承锆石UPb年龄、500～400 Ma的变质锆石UPb年龄以及2组大于2 400 Ma的年龄，并据此认为1 800～1 600 Ma的继承锆石年龄可反映其主要物源沉积年龄，岩石变质时代为加权平均年龄（460±8）Ma，与区域深熔作用时代（（402±6）Ma）基本保持一致。王国灿等［22］获得（1 920±120）Ma的锆石UPb上交点年龄，认为区域于1 900 Ma发生过一期强烈变质，该期变质事件直接导致金水口群固结成岩。何登峰［10］获得了大量2 000 Ma以上的继承锆石UPb年龄数据，推断金水口群的最大沉积年龄不早于2 000 Ma，岩石的最终成岩年龄应为2 000～1 800 Ma。周文孝等［15］获得了少量小于1 800 Ma的碎屑锆石年龄，李猛等［21］获得了峰值在1 650～1 400 Ma的碎屑锆石年龄，推测岩石沉积时代不会早于古元古代。同时陈能松等［31］根据前人测年结果指出，金水口群沉积碎屑锆石年龄在1.8 Ga左右，该年龄或可作为金水口群开始沉积的年龄，但却不能表征岩石最后固结成岩年龄，岩石的成岩年龄应晚于碎屑锆石最小年龄1.6 Ga，岩石应于中元古代固结成岩。陈有炘等［6］于可可沙的金水口群片麻岩中获得了大量1 800～1 600 Ma的碎屑锆石年龄。碎屑锆石具有

岩浆锆石特征，指示区域与中元古代早期可能存在一期岩浆作用，岩石沉积时代应晚于该期岩浆作用。自此，金水口群形成年代形成2种主流观点，一种认为该群固结于古元古代，另一种认为该群固结于中元古代。

本文斜长角闪岩的测年结果显示，岩石碎屑锆石的年龄区间为2 400～1 800 Ma，主体碎屑锆石年龄为2 200～2 100 Ma，这与何登峰［10］对金水口群的测年结果一致。谐和线上6个2 200～2 100 Ma之间的年龄数据加权平均年龄为（2 130±20）Ma，表明变质岩的物源年龄集中于2 130 Ma。碎屑锆石最年轻年龄为1 829 Ma，金水口群沉积时代应晚于该年龄。

文中变质锆石的上交点年龄为（1 908±300）Ma，但变质锆石主体年龄为500～400 Ma，最高为（866±20）Ma。虽然变质锆石主体年龄与上交点年龄差距过大，但上交點年龄可将金水口群的沉积年龄限制在古元古代晚期—中元古代早期。

在后期强烈构造变质作用影响下，岩浆锆石被改造破坏，原生岩浆锆石难以保持原有形态特征，难以发现。沟里地区的斜长角闪岩中获得了1粒长柱状、具有典型岩浆振荡环带的锆石颗粒。该锆石颗粒没有明显磨圆，Th/U值大于0.2，具有岩浆锆石的典型特征。陈有炘等［6］对可可沙地区的金水口群进行了锆石UPb同位素年代学研究，获得（1 683±28）Ma的上交点年龄，并认为东昆仑造山带内存在一期1 782～1 600 Ma的岩浆事件记录，且可可沙地区金水口群沉积时代晚于沟里地区金水口群沉积时代［6］。因此，本文获得的长柱状锆石（图4d）应该为1 782～1 600 Ma的岩浆事件所形成的锆石，锆石形成时金水口群已经沉积。

综合上述数据并结合前人观点，本文认为金水口群沉积时代应为1 800 Ma左右。

5.2  金水口群物质来源

因锆石LuHf同位素体系封闭温度远高于锆石UPb同位素体系，且在后期构造热事件下该体系仍能保持封闭，因此锆石LuHf同位素体系常用于物源归属判断［29］。斜长角闪岩的锆石LuHf同位素体系测试结果显示，变质锆石的锆石εHf （t）介于-35.41～-3.75之间，二阶段模式年龄从古元古代到太古宙不等，主体为古元古代，说明金水口群的原岩物质来源复杂，主要为古元古代物质，夹有少量太古宙地质体的剥蚀沉积物。

5.3  变质时代

斜长角闪岩中得到了一批年龄在450～420 Ma的测点，12个测点的加权平均值为（444.3±5.3）Ma（MSWD=1.5），说明岩石的变质时代为早古生代。目前已报道的金水口群的变质时代绝大部分集中于450～400 Ma之间。绝大多数学者在研究东昆仑造山带古老变质岩系时，获得了该期变质事件的相关记录：张建新等［11］对东昆仑北缘的金水口群麻粒岩相变质岩和深熔花岗岩进行了研究，获得片麻岩变质年龄为（460±8）Ma，深熔作用年龄为（402±6）Ma，表明该期变质事件年龄与区域内广泛出露的深熔作用花岗岩年龄一致，因此该期变质事件也被认为与区域内广泛发生的深熔作用有关。之后Meng等［13］在金水口群中发现榴辉岩，获得榴辉岩变质年龄为（428±2）Ma；祁生胜等［32］获得榴辉岩变质年龄为（411.1±1.9）Ma，说明该期变质作用可能达到超高压。陈有炘［9］对金水口群的变泥质岩与变基性岩进行了温压计算与锆石UPb年代学研究，获得变质温度660～770 ℃，压力0.35～0.65 GPa，属高角闪岩相低麻粒岩相变质。李诚浩等［33］获得岩石变质年龄为（492.8±5.1）Ma，与前人和本文所得变质年龄差距不大。

该期变质作用是东昆仑造山带最早也是最为强烈的一期变质作用，与秦岭造山带、大别—苏鲁造山带等共同记录了原特提斯洋的闭合以及相关微陆块拼合至塔里木—华北克拉通的演化过程［1314，16，3335］。在东昆仑造山带中识别出3条缝合带，3条缝合带分别对应东昆仑造山带三大断裂，即昆北断裂、昆中断裂、昆南断裂。三大断裂中均发现了蛇绿岩套残片岩石。昆北缝合带中黑山辉长岩时代为（486±6）Ma［13］。昆中缝合带中清水泉蛇绿岩中的辉长岩锆石UPb年龄为（522±3）～（518±3）Ma［10］；可可沙镁铁—超镁铁质杂岩中的辉长岩锆石UPb年龄为（509±7）Ma［36］。昆南缝合带中布青山蛇绿岩中的辉长岩锆石UPb年龄为（467±1）Ma［10］。这些蛇绿岩套的年龄略大于金水口群早古生代变质年龄与深熔作用年龄，说明三大缝合带的拼合是区域发生强烈变质作用的主要原因。这些年龄均位于原特提斯洋俯冲与碰撞的时限内，说明该期变质作用为原特提斯洋俯冲、碰撞导致。

5.4  构造意义

金水口群斜长角闪岩中发现一批古元古代变质碎屑锆石，其年龄大约为2 100 Ma，这些变质锆石应在捕获之前就已完成变质。对于这些碎屑锆石的来源，目前尚未见相关报道。前人［6，9 10，15，37］研究中所获得的大量元古宙捕获锆石，核部绝大部分具有岩浆振荡环带，晶棱晶柱比较分明，整体呈短柱状，磨圆较差，且Th/U值基本大于0.2［6，9-10，15，37］，具典型岩浆锆石特征。这些碎屑锆石应未曾经历过长时间的搬运，形成地点与原岩沉积地点相距较近。本文所得古元古代碎屑锆石磨圆程度很高，锆石破损严重，核部结构残缺不全，仅剩下部分残余，说明这些锆石经历过长时间的搬运，同时，这些面状分带与扇形分带均具有麻粒岩相变质锆石特征。

这些麻粒岩相碎屑变质锆石来源于何处？首先，碎屑锆石的年龄约为2 100 Ma，说明来源岩石变质时代应早于2 100 Ma，且岩石的变质程度应达麻粒岩相；其次，碎屑锆石的二阶段模式年龄为太古宙，且εHf （t）t演化图解数据点投影于球粒陨石和亏损地幔演化线之间，与太古宙TTG岩系锆石εHf （t）t演化图解相似；再次，金水口群的岩石建造、变质相系、沉积时代均与孔兹岩系相似，故两者沉积物质来源应有一定的相似性。此外，古元古代孔兹岩系被认为是古老克拉通中第一套“沉积岩系”，由含石榴石和夕线石的片麻岩、斜长角闪岩、含石榴石石英岩、长英质副片麻岩和大理岩组成；变质相为高角闪岩相麻粒岩相；沉积时代在2.0 Ga左右，变质时代在1.8 Ga左右；岩石沉积物的主要来源为太古宙TTG岩系［3840］。

文中捕获锆石的年龄区间为2 390～1 829 Ma，主体年龄集中于2 100～2 200 Ma，这组年龄值与古元古代孔兹岩系的2.0 Ga的沉积时代接近。孔兹岩系沉积时，其物源为太古宙的TTG岩系，因此这些捕获锆石的来源与孔兹岩系一致，为太古宙TTG岩系。根据东昆仑造山带和其他古老地块的亲缘关系［10，17，38］，阿尔金地块与东昆仑造山带距离相对接近。

因阿尔金地块北缘阿克塔什塔格杂岩体中存在大量太古宙TTG岩系，且发育有2.1～1.9 Ga变质作用［4142］，与碎屑锆石的变质年龄基本一致，故此类碎屑变质锆石对应物源可能来源于阿尔金地块的阿克塔什塔格杂岩体。

5.5  东昆仑造山带基底演化历史

东昆仑造山带前寒武纪变质演化历史，因基底岩石（金水口群、苦海群）岩性复杂，受构造变质作用影响岩石叠覆关系混乱，难以深入研究。同时，在基底岩石中获得的锆石，绝大部分为捕获锆石，缺乏完全变质新生锆石，这也对确定地层沉积年代造成了相当大的困难，但目前仍有不少学术界普遍承认的地质结论。首先是中元古代冰沟群与万宝沟群的年龄。在中元古代冰沟群和万宝沟群中均发现了古老叠层石与早期藻类化石，这些化石为确定两岩组的年龄提供了充分的证据。其次是550～400 Ma期间，东昆仑造山带响应原特提斯洋碰撞闭合事件，发生了一系列强烈变质作用與岩浆作用。越来越多的证据表明，东昆仑造山带出露大量中元古代花岗岩［10，17，23，43］，年龄在1 000～900 Ma之间，为东昆仑造山带对罗迪尼亚超大陆合并事件的响应。对于岩石形成的构造环境，陈有炘［9］认为金水口群为一套活动大陆边缘沉积，周文孝等［15］认为金水口群形成于裂谷环境，钱一雄等［44］认为冰沟组形成于浅海陆棚环境。根据上述研究结果及本文的锆石UPb定年结果，可以认为金水口群在古元古代中期已经开始接受碎屑物质沉积，沉积环境为初始大陆裂谷或活动大陆边缘，片麻岩与斜长角闪岩交错沉积说明原岩泥质岩与基性岩混杂沉积，并接受了古老克拉通的碎屑物质；之后，在中元古代逐渐转为浅海陆棚相沉积，冰沟群与万宝沟群火山岩、碎屑岩、大理岩堆积沉积。这套岩石建造和初始裂谷盆地的岩石建造类似［29］。但在550～400 Ma，原特提斯洋俯冲、碰撞，形成高角闪岩相低麻粒岩相变质岩石，又说明东昆仑造山带具有碰撞造山带的演化特征。故东昆仑造山带基底的沉积构造演化历史，难以用一种单一的形成模式解释［2，910，1415，26，29，4546］。

6  结论

1）金水口群最年轻的捕获锆石为古元古代晚期，变质锆石的上交点年龄为（1 908±300）Ma，中元古代早期的岩浆锆石说明岩石沉积后经历过中元古代早期岩浆作用；本文认为金水口群的形成时代在1 800 Ma左右。

2）金水口群斜长角闪岩变质锆石平均年龄为（444.3±5.3）Ma，说明金水口群于早古生代发生变质。原特提斯洋俯冲、碰撞是金水口群发生变质的主要原因。

3）金水口群岩石的源区物质主要来源于古元古代陆壳物质，夹少量太古宙地质体的剥蚀沉积物。

4）金水口群继承碎屑锆石为麻粒岩相变质锆石，年龄集中于2 200～2 100 Ma之间，εHf （t）t演化图解与太古宙TTG岩系相似。结合金水口群与孔兹岩系的相似特征，金水口群部分沉积物质可能来源于阿尔金地体的TTG岩系。

5）东昆仑造山带元古宙基底变质岩的沉积环境演化过程存在连续性，与初始裂谷盆地演化过程相似。

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