北阿尔金巴什考供-斯米尔布拉克花岗杂岩特征及锆石SHRIMP+U-Pb定年.pdf

中国科学 D 辑 地球科学 2007 年 第 37 卷 第 1 期 1026 收稿日期 2005-07-21; 接受日期 2005-12-15 国家自然科学基金批准号 40472034, 40672049、中国地质调查局地质大调查项目编号 1212010611803、国家重点自然科学基金批准号 49732070、国家重点基础研究发展计划批准号 G1998040800和国土资源部“十五”重点科技项目批准号 20010101资助 * E-mail wucailai 中国科学杂志社 SCIENCE IN CHINA PRESS 北阿尔金巴什考供-斯米尔布拉克花岗杂岩 特征及锆石 SHRIMP U-Pb 定年 吴才来 ①* 姚尚志② 曾令森① 杨经绥① Joseph L. Wooden③ 陈松永 ① Frank K. Mazadab③ ① 中国地质科学院地质研究所, 北京 100037; ② 安徽地质调查院, 合肥 230001; ③ Stanford University, CA94305, USA 摘要 北阿尔金巴什考供-斯米尔布拉克杂岩体位于巴什考供盆地北缘, 呈东西向展布, 宽约 26 km, 长约 30 km, 出露面积约 140 km2. 主要由灰黑色石英闪长岩、灰白色花岗岩、粉红色花 岗岩和花岗伟晶岩组成. 围岩为前寒武系片岩、变质泥岩及变质凝灰岩. 岩石地球化学特征表明, 石英闪长岩属钙碱性系列, 具有Ⅰ型花岗岩的属性; 而粉红色和灰白色花岗岩属高钾钙碱性系列, 具有 S 型花岗岩的属性. 锆石 SHRIMP 定年结果表明, 石英闪长岩的年龄为481.65.6 Ma, 而 灰白色花岗岩和粉红色花岗岩的年龄在误差范围内基本一致, 分别为437.03.0433.13.4 Ma 和44311434.61.6 Ma. 结合区域地质特征, 认为石英闪长岩可能形成于洋壳俯冲环 境, 而灰白色和粉红色花岗岩可能形成于碰撞后环境. 关键词 石英闪长岩 花岗岩 锆石 SHRIMP U-Pb 定年 巴什考供-斯米尔布拉克 北阿尔金米兰河-金雁山地块基底为一套前寒武 纪变质岩系, 主要为片麻岩、片岩和高压变质泥岩[1], 基底上出露大量的镁铁质-超镁铁质岩体, 并发育有 玄武岩、枕状熔岩、细碧岩、硅质岩、凝灰岩和花岗 岩等[2], 是一套由蛇绿岩和具复理石特征的深海、半 深海碎屑岩、 碳酸盐岩和变质岩组成的俯冲碰撞杂岩 带. 其中高压变质泥质岩出露于俯冲增生楔杂岩中 部贝克滩东侧, 呈薄层状或透镜状产出, 走向近东西, 南北宽15 km, 东西长约40 km, 与围岩呈断层接触, 是陆壳物质俯冲到约 80 km 深处形成的一套高压变 质岩系[3,4]. 杂岩带上的玄武岩分别是过渡型洋中脊 玄武岩和洋岛型玄武岩[2,5], 玄武岩的 Sm-Nd 等时线 年龄为508.1341524.1444 Ma[1]. 花岗岩体与围 岩片麻岩和片岩呈侵入接触关系, 部分花岗岩脉穿 插其中, 花岗岩体边缘相含有围岩的捕虏体. 陈 宣华等[6]对该带上的最大花岗岩体-阔什布拉克岩体 进行了锆石 U-Pb TIMS年代学研究, 得出岩体的形 成时代为 443 Ma, 并对其形成的构造环境作了探讨, 认为形成于岛弧环境[7]. 吴才来等[8]对巴什考供盆地 南缘花岗杂岩进行了岩石地球化学和锆石 SHRIMP 定年研究, 得出该杂岩体的巨斑花岗岩、红色花岗 岩、 灰白色似斑状花岗岩和粉红色似斑状花岗岩的年 龄分别为 474, 446, 437 和 434 Ma, 形成于陆陆碰撞- 碰撞后的构造环境. 本文主要对巴什考供-斯米尔布 拉克杂岩体进行岩石学、 地球化学和锆石SHRIMP U- Pb 年代学研究. 1 岩体地质特征 巴什考供-斯米尔布拉克杂岩体位于巴什考供盆 地北缘, 贝克滩背斜的南翼图 1. 根据 120 万巴什 万方数据 第 1 期 吴才来等 北阿尔金巴什考供-斯米尔布拉克花岗杂岩特征及锆石 SHRIMP U-Pb 定年 11 考供幅区域地质调查报告[9], 本文研究的岩体分别为 晚元古第二次侵入的闪长岩39 号、花岗闪长岩43 号岩体, 第三次侵入的花岗岩48 号岩体和第五次 侵入的红色花岗岩63 号岩体图 1. 其中 39 号岩体 与 43 号岩体的岩性有一定的变化范围, 但从野外及 室内显微镜下的观察结果来看, 基本上属于石英闪 长岩类. 第三次侵入体48 号岩体较大, 呈岩基、岩 株状产出. 该岩体包裹了第二次侵入的花岗闪长岩 43 号, 同时又被第五次侵入的红色花岗岩63 号穿 插图 1. 可见, 巴什考供花岗岩体为一杂岩体[10]. 总体上看, 该杂岩体呈近东西向分布, 岩体东部 出露较宽, 西部变窄, 主要由石英闪长岩、灰白色花 岗岩、粉红色花岗岩和花岗伟晶岩脉组成. 灰白色花 岗岩中分布有大小不等、宽窄不一的花岗伟晶岩脉, 图 1 北阿尔金巴什考供地区地质简图 根据 120 万巴什考供幅地质图修编 万方数据 12 中国科学 D 辑 地球科学 第 37 卷 粉红色花岗岩呈不规则脉状分布石英闪长岩中, 同 时也包含了不规则状的石英闪长岩团块. 石英闪长岩CL03-127A 浅灰黑色, 中细粒结 构, 块状构造, 局部地方变形强烈, 暗色矿物和浅色 矿物分别集中形成条带状构造, 主要矿物为斜长石 4555, 其 次 为 角 闪 石 1525 、 石 英 510, 少量的黑云母15. 变形的条带状 石英闪长岩中, 长石呈不规则板状, 角闪石呈不规则 柱状, 相间定向排列. 石英为不规则粒状, 粒度大小 变化较大, 在岩石中的分布也不均匀. 灰白色花岗岩 浅灰色, 中粒结构, 块状构造, 主要矿物为钾长石4050、石英1525, 其 次为斜长石510、白云母25、黑云母 15. 钾长石呈较大的它形粒状, 石英呈较小的 不规则粒状, 充填于钾长石颗粒之间. 白云母呈细长 的片状, 分布于钾长石颗粒之间, 黑云母呈不规则片 状. 少量的斜长石也为它形粒状, 粒度与钾长石相 近. 粉红色花岗岩 粉红色, 中粒结构, 块状构造, 主要矿物为钾长石5060、石英2030, 其 次为黑云母210. 石英、长石均为不规则粒状, 局部地方两者的粒度呈连续不等粒; 局部地方钾长 石呈粗大颗粒, 石英呈较小的不规则粒状. 石英在岩 石中的分布不均匀, 局部地方呈集合体. 黑云母呈片 状, 在岩石中的分布也不均匀. 长石和石英等矿物中 的裂纹发育, 显示受到挤压应力的作用. 花岗伟晶岩 浅灰白色, 伟晶结构, 块状构造, 主要矿物为钾长石5060和石英3040. 钾 长石为粗大的粒状, 不同颗粒之间, 分布着小颗粒的 石英和鳞片状黑云母和白云母, 局部地方两种云母 围绕着长石周边分布. 2 分析方法 2.1 化学全分析 本文的岩石化学全分析由中国地质科学院测试 研究所国家地质实验测试中心完成. 氧化物用 X 荧 光光谱仪 3080E 测试, 执行标准分别为 Na2O, MgO, Al2O3, SiO2, P2O5, K2O, CaO, TiO2, MnO, Fe2O3和 FeO, 按 GB/T14506.28-1993 标准; H2O按 GB/T14506.2- 1993 标准; CO2按 GB 9835-1988 标准; LOI 按 LY/T 1253-1999标准; 稀土元素 La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Y 和微量元素 Cu, Pb, Th, U, Hf, Ta, Sc, Cs, V, Co, Ni 用等离子质谱 Excell 测试, 执行标准为DZ/T0223-2001; 微量元素Sr, Ba, Zn, Rb, Nb, Zr 和 Ga 用 X 荧光光谱仪 2100 测试, 执行 JY/T016-1996 标准. 2.2 锆石 SHRIMP U-Pb 同位素分析 野 外 分 别 采 集 样 品K29-31, CL03-108A, CL03-135, CL03-168 和 K30-1 各约 2 kg, 破碎至 80120目, 用水淘洗粉尘后, 先用磁铁除去磁铁矿等 磁性矿物, 再用重液选出锆石, 最后在双目镜下选出 锆石. 将锆石和标样一起粘在玻璃板上, 用环氧树胶 浇铸, 制成薄片并抛光. 然后, 拍摄正交偏光和阴极 发光照片. 在美国斯坦福大学离子探针 SHRIMP-RG 上测定锆石的U, Th和Pb同位素含量及定年. 实验选 择的标样为R334191.1 Ma, 数据的误差范围1σ. 数据处理使用美国 Berkeley 地质年代学中心 Kenneth R. Ludwig 编制的计算程序. 3 分析结果 3.1 岩石地球化学特征 选择了区内代表性花岗岩体作了 22 个样品的全 岩化学分析表 1, 特征分别叙述如下. 该杂岩体化学成分变化较大表 1, 但总体上可 分为两大类图 2 一是花岗岩类, SiO2变化于 70.9276.43之间; 另一为闪长岩类, SiO2变化于 55.5959.45之间. 两类岩石之间缺少 SiO2含量为 图 2 Q-A-P 图据文献[13] ◇示石英闪长岩, △示灰白色花岗岩, □示粉红色花岗岩, ○示花岗伟 晶岩 万方数据 第 1 期 吴才来等 北阿尔金巴什考供-斯米尔布拉克花岗杂岩特征及锆石 SHRIMP U-Pb 定年 13 表 1 北阿尔金巴什考供花岗杂岩化学成分 岩石名称 石英闪长岩 灰白色花岗岩 样品编号 k29-29 k29-42 k29-31 k29-37k30-7CL03-137A CL03-127ACL03-132A CL03-136k30-6 SiO2 54.12 54.18 54.47 55.05 55.5959.43 59.45 70.92 71.80 73.08 TiO2 0.60 0.53 0.52 0.63 0.920.51 0.57 0.38 0.37 0.21 Al2O3 19.06 13.90 17.62 18.48 17.5717.48 17.57 14.29 14.15 13.35 Fe2O3 2.01 1.87 1.87 2.04 2.261.76 2.04 0.65 0.44 0.34 FeO 3.85 5.45 4.57 4.44 7.082.93 3.84 1.90 1.87 1.24 MnO 0.06 0.10 0.07 0.08 0.120.08 0.15 0.04 0.04 0.02 MgO 3.83 9.16 5.04 4.27 3.643.02 2.74 0.65 0.67 0.29 CaO 6.17 6.80 6.12 7.06 8.274.65 6.25 1.55 1.56 0.76 Na2O 5.53 3.01 4.90 4.77 3.204.49 3.48 2.89 2.88 2.80 K2O 2.33 2.80 2.81 1.95 1.142.76 2.22 5.44 5.15 6.40 P2O5 0.23 0.8图8, Th/U比值平均 为 0.6, 显示了岩浆结晶型锆石的特征. 锆石的视年 龄变化于437.91.4 492.21.4 Ma 之间, 但图 7a 中②, ③, ⑤号锆石具有裂纹, 可能有 Pb 的丢失, 年 图 6 巴什考供盆地南缘花岗杂岩微量元素蛛网图 图中的样品号及其岩石名称同表 1, 原始地幔值引自文献[15] 万方数据 18 中国科学 D 辑 地球科学 第 37 卷 图 7 选择的代表性锆石阴极发光图像 龄值偏小. 因此, 除去这些点, 将其他位于谐和线上 的数据进行平均, 得出岩体的形成年龄为481.65.6 Ma图 9. 样品 CL03-108A 样品为灰白色花岗岩, 主要矿 物为碱性长石、石英, 少量的黑云母、白云母. 锆石 为自形柱状、 粒状, 长宽比为 1.5121, 少量的锆石 万方数据 第 1 期 吴才来等 北阿尔金巴什考供-斯米尔布拉克花岗杂岩特征及锆石 SHRIMP U-Pb 定年 19 图 8 样品锆石 U-Th 相关图 为 41. 锆石的阴极发光图像表明, 一部分锆石为黑 色, U 的含量较高, 为 161010−6999510−6, 测定的 年龄值较大; 而大部分锆石周边为黑色, 中间为灰白 色的圆形或椭圆形如图7b-④, 其U的含量远低于 边部, 年龄值相对较小表2. 整体来看, Th和U之间 也具有较好的相关性R2≈0.6, Th/U 比值大于 0.6图 8. 测定的 12 颗锆石中, 除 9 号锆石年龄较大外 1170.39.7 Ma, 其余锆石年龄变化于417.64.3 491.24.9 Ma之 间 . 根 据 年 龄 数 据 点 在 238U/206Pb-207Pb/206Pb 谐和线上的分布特征, 得出上交 万方数据 20 中国科学 D 辑 地球科学 第 37 卷 表 2 巴什考供盆地南缘花岗杂岩锆石 SHRIMP U-Pb 定年结果 样品编号 206Pb/ U /μgg−1 Th /μgg−1 Th/U 207Pb/206Pb 误差/ 207Pb/ 235U 误差/ 206Pb /238U 误差/ 206Pb/238U 年龄 误差/ K29-31-1 0.2 1342 749 0.56 0.0576 1.25 0.61 1.31 0.0761 0.38 473.0 1.8 K29-31-2 0.8 1784 1320 0.74 0.0574 1.86 0.56 1.89 0.0703 0.34 437.9 1.4 K29-31-3 0.8 1615 1265 0.78 0.0569 2.10 0.55 2.13 0.0704 0.35 438.4 1.5 K29-31-4 0.2 1691 999 0.59 0.0565 1.24 0.60 1.28 0.0776 0.33 481.6 1.5 K29-31-5 0.5 961 433 0.45 0.0558 2.30 0.56 2.34 0.0730 0.44 454.3 1.9 K29-31-6 0.1 964 395 0.41 0.0570 1.15 0.62 1.23 0.0787 0.44 488.5 2.1 K29-31-7 0.0 2282 1448 0.63 0.0566 1.19 0.62 1.23 0.0793 0.29 492.2 1.4 K29-31-8 0.2 841 278 0.33 0.0572 1.22 0.60 1.31 0.0765 0.47 475.5 2.1 K29-31-9 0.3 992 539 0.54 0.0593 1.10 0.62 1.19 0.0757 0.44 470.4 2.0 K29-31-10 0.3 590 238 0.40 0.0551 2.55 0.58 2.61 0.0763 0.57 474.0 2.6 K29-31-11 0.1 1318 587 0.45 0.0574 0.95 0.62 1.03 0.0781 0.38 484.5 1.8 K29-31-12 0.1 1628 880 0.54 0.0574 0.86 0.62 0.93 0.0777 0.34 482.7 1.6 108A-1 3.2 2877 3217 1.12 0.0592 12.73 0.64 12.78 0.0780 1.04 484.4 4.8 108A-2 1.4 9995 2349 0.24 0.0571 13.15 0.62 13.19 0.0792 1.03 491.2 4.9 108A-3 0.1 405 197 0.49 0.0547 1.90 0.52 2.15 0.0692 1.01 431.3 4.2 108A-4 −0.2 588 556 0.95 0.0583 2.09 0.56 2.30 0.0694 0.97 432.7 4.1 108A-5 0.2 451 366 0.81 0.0558 2.18 0.55 2.40 0.0718 0.99 447.1 4.3 108A-6 0.1 1111 144 0.13 0.0557 1.13 0.58 1.44 0.0761 0.88 472.7 4.0 108A-7 2.1 2501 777 0.31 0.0601 4.83 0.58 4.90 0.0695 0.87 433.0 3.7 108A-8 0.0 1610 530 0.33 0.0566 0.89 0.62 1.25 0.0798 0.88 494.9 4.2 108A-9 0.0 643 59 0.09 0.0848 0.76 2.33 1.18 0.1991 0.90 1170.3 9.7 108A-10 0.1 530 224 0.42 0.0525 2.29 0.50 2.49 0.0697 0.98 434.3 4.1 108A-12 0.1 530 224 0.42 0.0525 2.29 0.50 2.49 0.0697 0.98 434.3 4.1 108A-13 0.0 342 205 0.60 0.0548 2.17 0.53 2.43 0.0695 1.08 433.4 4.5 108A-14 0.1 327 162 0.49 0.0546 2.24 0.50 2.49 0.0669 1.07 417.6 4.3 132A-1 0.0 118 112 0.95 0.0556 4.12 0.53 4.23 0.0694 0.94 432.3 3.9 132A-2 0.0 6376 128 0.02 0.0555 0.39 0.56 0.42 0.0737 0.15 458.5 0.7 132A-3 0.5 2637 1383 0.52 0.0564 1.25 0.55 1.27 0.0702 0.24 437.1 1.0 132A-4 0.2 161 200 1.24 0.0558 2.32 0.50 2.45 0.0648 0.80 404.3 3.2 132A-5 1.3 287 197 0.69 0.0542 5.04 0.49 5.08 0.0656 0.62 410.2 2.4 132A-6 0.0 316 104 0.33 0.1137 1.13 4.99 1.24 0.3184 0.50 1770.9 9.5 132A-7 0.4 192 73 0.38 0.0544 2.24 0.52 2.36 0.0699 0.73 436.4 3.2 132A-8 0.1 624 180 0.29 0.0552 1.24 0.54 1.32 0.0710 0.48 442.5 2.1 132A-9 0.6 4562 2929 0.64 0.0552 1.28 0.55 1.29 0.0725 0.15 451.9 0.7 132A-10 0.7 1248 517 0.41 0.0565 2.01 0.55 2.03 0.0703 0.30 437.6 1.3 132A-11 1.6 2601 542 0.21 0.0559 3.31 0.52 3.31 0.0672 0.22 418.7 1.2 132A-12 0.0 1878 435 0.23 0.0547 0.62 0.55 0.66 0.0728 0.23 453.7 1.0 132A-13 0.0 68 37 0.54 0.0581 3.15 0.56 3.37 0.0703 1.19 436.9 5.2 132A-14 1.1 1264 366 0.29 0.0550 6.14 0.55 6.15 0.0726 0.39 452.1 1.9 132A-15 2.8 370 356 0.96 0.0593 7.38 0.57 7.41 0.0695 0.67 431.1 3.0 132A-16 0.3 257 134 0.52 0.0526 2.19 0.50 2.28 0.0688 0.63 430.6 2.7 CL03-171-1 11.46 1941 265 0.14 0.0533 35.3 0.52 35.29 0.0707 1.27 440.7 5.4 CL03-171-2 0.17 262 156 0.60 0.0539 2.36 0.54 2.44 0.0731 0.62 454.9 2.7 CL03-171-3 0.04 2241 474 0.21 0.0547 0.60 0.53 0.63 0.0701 0.21 437.0 0.9 CL-03171-4 0.46 201 150 0.75 0.0520 3.51 0.53 3.58 0.0746 0.73 463.8 3.2 CL03-171-5 4.09 906 288 0.32 0.0545 10.49 0.49 10.51 0.0647 0.56 404.4 2.2 CL03-171-6 0.19 1465 540 0.37 0.0547 1.23 0.53 1.26 0.0696 0.29 433.9 1.2 CL03-171-7 1.59 1285 305 0.24 0.0539 4.33 0.50 4.34 0.0672 0.35 419.4 1.4 万方数据 第 1 期 吴才来等 北阿尔金巴什考供-斯米尔布拉克花岗杂岩特征及锆石 SHRIMP U-Pb 定年 21 表 2续 样品编号 206Pb/ U /μgg−1 Th /μgg−1 Th/U 207Pb/206Pb 误差/ 207Pb/ 235U 误差/ 206Pb /238U 误差/ 206Pb/238U 年龄 误差/ CL03-171-8 2.08 13620 1500 0.11 0.0559 3.88 0.66 3.89 0.0859 0.18 531.5 0.9 CL03-171-93 0.10 1862 504 0.27 0.0547 0.77 0.53 0.82 0.0697 0.27 434.1 1.1 CL03-171-10 0.02 1395 756 0.54 0.0557 0.93 0.53 0.98 0.0696 0.32 433.7 1.3 CL03-171-11 0.12 2838 874 0.31 0.0540 0.87 0.52 0.90 0.0696 0.22 433.6 0.9 CL03-171-12 0.12 1207 475 0.39 0.0553 1.31 0.53 1.36 0.0693 0.35 432.1 1.5 CLO3-171-13 0.64 3859 1428 0.37 0.0558 1.62 0.54 1.63 0.0700 0.21 436.1 0.9 CL03-171-14 0.06 1410 57 0.04 0.554 1.16 0.53 1.21 0.0694 0.33 432.7 1.4 CL03-171-15 0.14 1676 337 0.20 0.564 1.40 0.51 1.43 0.0656 0.31 409.6 1.2 CL03-171-16 4.39 1283 438 0.34 0.562 9.83 0.50 9.84 0.0649 0.47 405.4 1.9 CL03-171-17 1.03 1384 433 0.31 0.535 3.09 0.48 3.11 0.0651 0.36 406.5 1.4 K30-1-1.2 0.01 2944 161 0.05 0.0558 0.05 0.53 1.38 0.0692 0.16 431.0 10.0 K30-1-2.1 0.04 1465 591 0.40 0.0557 0.07 0.54 1.24 0.0701 0.13 437.0 8.0 K30-1-2.2 25.48 5311 973 0.18 -0.0953 7.38 -1.00 −76.72 0.0759 0.52 472.0 31.0 K30-1-3.1 0.07 2178 771 0.35 0.0564 0.12 0.52 2.78 0.0664 0.31 415.0 19.0 K30-1-3.2 1.14 5671 390 0.07 0.0555 0.13 0.39 1.30 0.0516 0.11 324.0 7.0 K30-1-4.1 1.98 3932 131 0.03 0.0541 0.36 0.49 3.62 0.0652 0.17 407.0 10.0 K30-1-4.2 0.17 6670 315 0.05 0.0533 0.09 0.62 2.00 0.0840 0.22 520.0 13.0 K30-1-5.1 0.73 2321 87 0.04 0.0555 0.10 0.51 1.20 0.0669 0.09 418.0 5.0 K30-1-5.2 0.31 3309 465 0.14 0.0561 0.07 0.57 1.03 0.0734 0.09 456.0 5.0 K30-1-6.1 0.18 3826 1515 0.40 0.0566 0.24 0.56 3.43 0.0719 0.28 448.0 17.0 K30-1-7.1 0.01 927 152 0.16 0.0551 0.11 0.54 1.20 0.0707 0.05 440.0 3.0 K30-1-7.2 0.05 2982 662 0.22 0.0553 0.08 0.56 0.85 0.0731 0.04 455.0 2.0 图 9 石英闪长岩K29-31的锆石 238U/206Pb-207Pb/206Pb 谐和曲线和平均年龄计算 万方数据 22 中国科学 D 辑 地球科学 第 37 卷 图 10 灰白色花岗岩CL03-108A的锆石 238U/206Pb-207Pb/206Pb 谐和曲线和平均年龄计算 图 11 灰白色花岗岩CL03-132A的锆石 238U/206Pb-207Pb/206Pb 谐和曲线和平均年龄计算 万方数据 第 1 期 吴才来等 北阿尔金巴什考供-斯米尔布拉克花岗杂岩特征及锆石 SHRIMP U-Pb 定年 23 点的年龄为136876 Ma, 下交点附近两组谐和线上 的平均年龄分别为433.13.4和48511 Ma图 10. 根据锆石晶形、 内部结构、 Th/U 比值等特征, 我们认 为, 433.13.4 Ma 代表岩体的形成时代, 而上交点 年龄136876 Ma 为花岗岩的源岩时代图 10. 样品 CL03-132A 样品取自杂岩体的东部灰白色 花岗岩. 岩石呈灰白色, 主要矿物为碱性长石、石英, 其次为斜长石和黑云母. 锆石大小不一, 大多数锆石 为自形晶, 并具有振荡环带, 如图 7c-③. 17 颗锆石 的测定结果表明, 锆石的 U, Th 含量分别变化于 6810−6637610−6和 3710−6292910−6之间, Th, U 之间相关性较好, Th/U 比值平均约为 0.5, 大多数具有 环带结构的锆石 Th/U 比值大于 0.3, 为岩浆结晶锆石. 其中, 6 号锆石为一老的继承性锆石, 视年龄为1770.9 9.5 Ma. 根据锆石的 238U/206Pb-207Pb/206Pb 图解, 得 出谐和线上交点年龄为1861130 Ma, 下交点年龄 为43412 Ma图 11, 上交点年龄反映了花岗岩的源 岩时代, 下交点年龄为岩体形成时代, 与计算的平均 年龄4373 Ma 在误差范围内基本一致图 11. 样品 CL03-171A 样品取自岩体的西部, 为粉红 色, 主要矿物为碱性长石和石英, 少量的黑云母. 锆 石为自形柱状, 长宽比为2131图7d. 16颗锆石 17 个点的测定结果表明表 2, 锆石的 U, Th 含量分 别变化于 20110−61362010−6和 5710−6150010−6 之间, Th, U之间相关性较好R20.6758图8, Th/U比 值平均约为 0.3, 年龄变化于405.41.9 531.50.9 Ma 之间, 择其谐和线上的年龄进行平均, 得出岩体的 形 成年龄 为434.61.6 Ma, 与 谐和线 交点年 龄 43216 Ma 在误差范围内基本一致图 12. 样品 K30-1 样品取自岩体中部的粉红色花岗岩. 岩石主要由碱性长石、石英组成, 其次为黑云母. 锆 石为长柱状, 长宽比为 2151图 7e, 共测定了 13 个点表 2, U 和 Th 含量变化较大, U 和 Th 之间的相 关性较差R2−0.1078图 8, Th/U 比值较小. 测定的 锆石年龄变化于4151952013 Ma 之间, 平均为 44311 Ma图 13, 238U/206Pb-207Pb/206Pb 谐和年龄为 43514 Ma图 13, 两者在误差范围内基本一致. 4 讨论 4.1 不同花岗岩体的侵位期次 野外观察表明, 粉红色花岗岩呈脉状和不规则 状穿插于石英闪长岩之中, 同时, 也穿插于灰白色花 岗岩之中, 结合灰白色花岗岩和粉红色花岗岩的锆 石 SHRIMP 年龄, 并考虑到年龄的误差范围, 我们认 图 12 粉红色花岗岩CL03-171的锆石 238U/206Pb-207Pb/206Pb 谐和曲线和平均年龄计算 万方数据 24 中国科学 D 辑 地球科学 第 37 卷 图 13 粉红色花岗岩K30-1的锆石 238U/206Pb-207Pb/206Pb 谐和曲线和平均年龄计算 为, 灰白色花岗岩略早于粉红色花岗岩, 类似于巴什 考供盆地南缘花岗杂岩中的灰白色似斑状花岗岩略 早于粉红色似斑状花岗岩[8]. 从锆石的 SHRIMP 定年 结果来看, 巴什考供杂岩体中的灰白色和粉红色花 岗岩的时代与巴什考供盆地南缘花岗杂岩中的灰白 色和粉红色似斑状花岗岩的时代相同, 特征也相似, 可能具有相同的成因, 只是被新生代巴什考供盆地 分开而已. 花岗伟晶岩脉既在石英闪长岩中分布, 又 在灰白色花岗岩中分布, 同时还穿插到粉红色花岗 岩中, 因此, 它是最晚形成的. 石英闪长岩无论是从 野外产状还是从锆石 SHRIMP 年龄来看, 都应该是 较早一期的侵入岩. 从区域上看, 贝克滩背斜北翼的 恰什坎萨依石英闪长岩的锆石 SHRIMP 年龄为 481.55.3 Ma[16], 与本文的石英闪长岩年龄相同 481.65.6 Ma, 说明这一期岩浆作用在区域上具 有普遍性. 所以, 该杂岩体岩浆侵位的顺序是石英闪 长岩→灰白色花岗岩→粉红色花岗岩→花岗伟晶岩. 4.2 锆石 SHRIMP 年龄成因信息 5个样品的锆石 SHRIMP定年结果得出 6组不同 的年龄 ①1000 Ma. 其中, 灰白色和粉红色花岗岩的形成年龄主要属于第 3 组, 其源岩时代属第 6 组图 10, 11; 石英闪长岩的形成 年 龄 属 第 5 组 图 9, 但 灰 白 色 花 岗 岩 样 品 CL03-108A 中 4 颗锆石得出的谐和平均年龄为 48511 Ma, 与石英闪长岩的形成年龄481.65.6 Ma属同一年龄组. 从锆石的阴极发光图像看, 这几 颗锆石为自形晶, 具有环带构造, 如图 7b-①, ②, 与石英闪长岩中锆石的特征相同图 7, 因此, 我们 认为, 灰白色花岗质岩浆可能在上升侵位过程中捕 获了早期石英闪长岩中的锆石. 石英闪长岩中的⑤号锆石具有一个谐和年龄为 454.31.9 Ma图 9, 灰白色花岗岩样品中 5 颗锆石 得出的平均谐和年龄为453.83.6 Ma, 两者同属第 4 年龄组. 由锆石阴极发光特征可见, K29-31 中的⑤ 号锆石核部具有裂隙图 7a-⑤, 振荡环带已被破坏, 显然发生了放射性 Pb 的丢失; 而样品 CL03-132A 中 的②号锆石为不规则次磨圆柱状, 阴极发光图像显 示出边部的黑色图案延伸到核部图 7c-②, 且 Th/U 比为 0.02表 2, 其余锆石的内部均存在与边部 相同的黑色图案, 说明它们受到后期热事件的扰动, 万方数据 第 1 期 吴才来等 北阿尔金巴什考供-斯米尔布拉克花岗杂岩特征及锆石 SHRIMP U-Pb 定年 25 有放射性 Pb 的带入, 因而年龄大于其他的锆石. 因 此, 该组年龄本身不具有地质意义. 4 个花岗岩样品中各有一个锆石的年龄属第 2 年 龄组图 7b-○14, c-○11, d-⑦, e-3.1, 它们的视年 龄 分 别 为 417.64.3, 418.71.2, 419.41.4 和 41519 Ma, 且均位于谐和线上图 1013. 阴极发 光图像显示, 这些锆石的边部大多为黑色, 核部为灰 白色, 少数锆石的核部环带已不存在, 均为黑色, 但 边部还残留下不完整的环带图 7c-○11. 因此, 这一 组年龄可能反映了一次后期热事件. 样品CL03-132A中④, ⑤号锆石的粒度较大, 年 龄分别为404.343.2和410.22.4 Ma; CL03-171A 中的 4 颗锆石的平均谐和年龄为407.33.1 Ma, K30-1 中的 4.1 号锆石的年龄为407.210 Ma, 这些 锆石的内部环带均被改造, 结合区域地质资料, 我们 认为, 这一组年龄可能代表了一次构造岩浆热事件. 从区域上看, 晚志留世-早泥盆世的花岗岩体较普遍, 如贝克滩背斜北翼的喀孜萨依花岗岩体的锆石 SHRIMP 年龄为 405 Ma[17], 北祁连东部的黄羊河岩 体的锆石 ICP-MS 年龄为 383 Ma[18]和南祁连柴北缘 都兰野马滩花岗岩的锆石SHRIMP年龄为397 Ma等, 可能代表了区域上岩石圈的拆沉、板块折返的时 代[19]. 4.3 岩浆起源与成因 吴峻等[2]研究了阿尔金北缘混杂岩带上的玄武 岩地球化学特征后认为, 这些玄武岩分别为过渡洋 中脊型和洋岛型, 时代为 500524