陳小寧，袁萬明，＊，張愛奎，段宏偉，郝娜娜，李 希（.中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 科學(xué)研究院，北京 00083；.青海省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，青海 西寧 80008）

東昆侖巴音郭勒地區(qū)鋯石裂變徑跡年代學(xué)：構(gòu)造活動(dòng)新證據(jù)

陳小寧1，袁萬明1，＊，張愛奎2，段宏偉1，郝娜娜1，李 希1
（1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 科學(xué)研究院，北京 100083；2.青海省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，青海 西寧 810008）

東昆侖西段祁漫塔格地區(qū)總體研究程度較低，前人年代學(xué)資料報(bào)道亦少，且主要屬于印支期之前。本文在巴音郭勒地區(qū)花崗巖類樣品中獲得了系列鋯石裂變徑跡年齡數(shù)據(jù)，不僅為本地區(qū)地質(zhì)研究提供了裂變徑跡年代學(xué)資料，而且揭示了所經(jīng)歷的多期構(gòu)造活動(dòng)。鋯石裂變徑跡年齡變化在201～109Ma之間，具有201、185、164～163和139～109Ma年齡組。這些年齡很好地體現(xiàn)了地區(qū)內(nèi)所經(jīng)歷的兩次擠壓和兩次伸展構(gòu)造活動(dòng)，其中年齡201和139～109Ma是羌塘地體和岡底斯地體，先后于中—晚三疊世和晚侏羅世—早白堊世時(shí)期分別向北俯沖并與其北側(cè)地塊相互碰撞-匯聚-拼合的體現(xiàn)；而年齡185Ma和164～163Ma則分別與早侏羅世和中侏羅世區(qū)內(nèi)造山后伸展事件有關(guān)。

裂變徑跡；鋯石；構(gòu)造活動(dòng)；祁漫塔格；東昆侖

青海省東昆侖是青藏高原北部一條巨型構(gòu)造巖漿帶，同時(shí)也是一條重要的多金屬成礦帶，引起國(guó)內(nèi)外地質(zhì)學(xué)家廣泛關(guān)注。巴音郭勒地區(qū)位于東昆侖造山帶西段，成礦條件優(yōu)越，大中型礦床密布?，F(xiàn)已完成大量基礎(chǔ)地質(zhì)和成礦作用研究工作，特別是對(duì)區(qū)域構(gòu)造背景、主要事件序列和不同巖石構(gòu)造組合取得了許多重要成果［15］。但目前研究仍停留在定性描述和礦產(chǎn)普查階段，相關(guān)年代學(xué)研究涉及甚少。裂變徑跡核技術(shù)是近年來發(fā)展較快的定年方法，可較好地反映造山帶構(gòu)造活動(dòng)熱事件［6-8］。本文以巴音郭勒地區(qū)巖體為主要研究對(duì)象，利用鋯石裂變徑跡技術(shù)方法，探討地區(qū)內(nèi)不同期次構(gòu)造活動(dòng)及其年代學(xué)制約。

1 地質(zhì)背景

巴音郭勒河地區(qū)位于柴達(dá)木盆地南緣東昆侖祁漫塔格弧后裂陷構(gòu)造帶中，長(zhǎng)約35km，寬約25km（圖1）。巴音郭勒河斷裂總體走向近東西方向，晚更新世—全新世活動(dòng)顯著，斷裂在地貌上表現(xiàn)出非常清楚的斷層陡砍，性質(zhì)以逆斷層為主，屬于本區(qū)NNW-NWW向的柴達(dá)木盆地北緣活動(dòng)斷裂系內(nèi)的一條次級(jí)擠壓構(gòu)造［9］。河流兩岸發(fā)育多條NE、NW走向的斷裂，自加里東期以來，區(qū)內(nèi)花崗巖的空間展布、發(fā)育規(guī)模、成因類型等方面均始終受到北東向和北西向兩組構(gòu)造帶活動(dòng)強(qiáng)度、力學(xué)性質(zhì)交替變化的控制，且由老到新總體上存在著由北向南逐漸遷移的變化趨勢(shì)。河兩岸分布多個(gè)金屬礦床，有虎頭崖多金屬礦床、景忍鐵礦床、肯德可克鐵多金屬礦床等。區(qū)內(nèi)出露的主要地層包括下元古界金水口巖群中-深變質(zhì)巖、薊縣系淺變質(zhì)碳酸鹽巖夾碎屑巖、上泥盆統(tǒng)砂礫巖和火山巖、石炭系中厚層碳酸鹽巖和細(xì)碎屑巖［10］及上三疊統(tǒng)陸相中酸性火山巖系。

圖1 巴音郭勒地區(qū)地質(zhì)圖與樣品位置Fig.1 Geological map with sample locations in Bayinguole area of Eastern Kunlun Mountains

巖體多以巖基和巖株形式分布，華力西期、印支期和燕山期均有產(chǎn)出，中酸性侵入巖以含黑云母閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖出露最多。巴音郭勒河以北烏蘭烏珠爾似斑狀二長(zhǎng)花崗巖Ar-Ar同位素地質(zhì)年齡為（271.1±2.2）Ma［11］，為早二疊世空谷期；景忍?hào)|部二長(zhǎng)花崗巖SHRIMP年齡為（204.0±2.6）Ma［12］、（219.2± 1.4）Ma［13］，為晚三疊世卡尼，即諾利期；長(zhǎng)山似斑狀二長(zhǎng)花崗巖SHRIMP年齡為（220± 1）Ma［13］，為晚三疊世卡尼期［11］。巖石化學(xué)特征表明其屬于偏鋁質(zhì)：弱過鋁質(zhì)，鈣堿性系列。

2 樣品分布、分析方法與實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1 樣品分布

樣品K34-4和K34-7分別采自鉆孔ⅥZK3903的5m和301m深處巖心柱，地表位置如圖1所示，其余樣品均采自巴音郭勒河周圍出露的巖體。樣品巖性：K26為黃鐵絹英巖化蝕變巖、K30-3為紅色正長(zhǎng)斑巖、K31為中?；◢弾r、K34-4為蝕變花崗巖、K34-7為細(xì)粒鉀長(zhǎng)花崗巖、K36為花崗閃長(zhǎng)巖。

2.2 分析方法

室內(nèi)將野外采集的巖石樣品粉碎，使粉碎后的粒徑與巖石中礦物粒徑接近。經(jīng)淘洗粗選后，利用常規(guī)手段，對(duì)鋯石單礦物提純，選出符合要求的礦物顆粒。將鋯石顆粒放在載玻片上，并和另1塊無礦物粒的載玻片一起，在250℃左右的電熱板上預(yù)熱3～5min，之后將1片約0.5mm厚的襯底塑料片蓋在礦粒上，再蓋另1塊熱載玻片，輕壓使鋯石嵌入塑料片中，冷卻后將塑料片研磨，制作光薄片。利用KOH＋NaOH溶液在210℃下蝕刻約25h揭示自發(fā)徑跡，達(dá)到專業(yè)光學(xué)顯微鏡可觀測(cè)的程度［1415］。鋯石的中子注量選用CN2的鈾玻璃標(biāo)定。裂變徑跡需在高精度光學(xué)顯微鏡高倍鏡下觀測(cè)，鏡下準(zhǔn)確識(shí)別裂變徑跡至關(guān)重要。依據(jù)Green［16］建議的程序，選擇平行c軸的柱面測(cè)量自發(fā)徑跡和誘發(fā)徑跡密度以及水平封閉徑跡長(zhǎng)度。最后，利用ξ常數(shù)法和標(biāo)準(zhǔn)裂變徑跡年齡方程計(jì)算年齡。

2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)最終得到的6個(gè)鋯石樣品的裂變徑跡分析結(jié)果列于表1。

表1 鋯石裂變徑跡分析結(jié)果Table 1 Zircon fission track analysis result

參數(shù)χ2是用來評(píng)價(jià)所測(cè)單顆粒年齡是否屬于同一組年齡的概率［17］。χ2＜5%是單顆粒年齡不均勻分布的界限，若年齡分散，則基于泊松變異的常規(guī)分析［18］無效，裂變徑跡年齡實(shí)質(zhì)上是權(quán)重平均年齡，應(yīng)根據(jù)具體情況討論其地質(zhì)意義。

2.4 結(jié)果討論

6個(gè)樣品的鋯石裂變徑跡中年齡介于（185± 8）～（124±6）Ma之間，年齡跨度較大。其中兩個(gè)樣品的χ2檢驗(yàn)值＜5%，表明了非單一熱事件的影響，可對(duì)它們進(jìn)行年齡分組。單顆粒年齡直方圖及頻率曲線如圖2所示。

使用Binomfit軟件［19］對(duì)裂變徑跡年齡進(jìn)行分組（圖3），樣品K30-3可分解為109、139和163Ma 3組年齡，樣品K34-4可分解為164、201Ma兩組年齡。

對(duì)所有鋯石裂變徑跡年齡進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，繪制年齡總分布直方圖（圖4）。由圖4可見，鋯石裂變徑跡年齡的大致年齡組為：201、185、164～163、139～109Ma。

圖2 鋯石樣品單顆粒年齡直方圖及其頻率曲線Fig.2 Histogram and frequency curve of zircon single grain age

圖3 樣品K30-3、K34-4單顆粒年齡分布直方圖和雷達(dá)圖Fig.3 Histogram and radial plot of single grain age for sample K30-3and K34-4

圖4 鋯石裂變徑跡年齡總分布直方圖Fig.4 Histogram of zircon fission ages for all samples

3 地質(zhì)意義

如上所述，鋯石裂變徑跡年齡為201、185、164～163、139～109Ma。這些年齡（組）均能較好地體現(xiàn)了地區(qū)內(nèi)所經(jīng)歷的地質(zhì)熱事件。

青藏高原的形成包括兩大階段，即晚白堊世新特提斯洋盆閉合前青藏古陸形成階段和晚白堊世后青藏高原隆升形成階段。羌塘地體、岡底斯地體和喜馬拉雅地體先后于中—晚三疊世、晚侏羅世—早白堊世和晚白堊世時(shí)期分別向北俯沖，南北兩地體相互碰撞、匯聚，逐次拼合［2021］。中生代東昆侖造山帶擠壓事件主要有兩個(gè)時(shí)期，即中—晚三疊世和晚侏羅世—白堊紀(jì)［2224］。鋯石年齡201Ma應(yīng)是中—晚三疊世南北地體碰撞的反映，這次擠壓事件造成東昆侖造山帶的一次崛起，引發(fā)廣泛的巖漿作用事件，導(dǎo)致本區(qū)域地殼顯著加厚，昆北斷裂帶發(fā)生左行走滑［25-26］。鋯石年齡139～109Ma是晚侏羅世—早白堊世地體碰撞匯聚的響應(yīng)，代表研究區(qū)及其柴達(dá)木盆地周緣山地在燕山晚期經(jīng)歷過抬升／冷卻事件［27］；記錄早白堊世青藏高原北部的快速抬升或阿爾金斷裂的走滑隆升［28］，也與晚白堊世西太平洋Ontong-Java LIPs（昂通爪哇大火成巖?。┑男纬山谕瑫r(shí)。

鋯石年齡185Ma（早侏羅世）和164～163Ma（中侏羅世）與區(qū)內(nèi)造山后伸展事件有關(guān)，所測(cè)樣品K34-7和K30-3的巖性分別為鉀長(zhǎng)花崗巖和正長(zhǎng)花崗斑巖，亦可體現(xiàn)這一點(diǎn)。東昆侖造山帶與柴達(dá)木盆地早—中侏羅世煤系地層的分布及黃鐵礦的存在，表明此時(shí)處于總體伸展的構(gòu)造環(huán)境，并可得到同期花崗巖類巖體地球化學(xué)性質(zhì)和相關(guān)地球物理資料等的佐證［2930］。Wang等［31］基于植物群和沉積特征研究，證實(shí)早—中侏羅世柴達(dá)木盆地總體上屬于溫暖的亞熱帶氣候，但期間有兩個(gè)氣候異常事件，即圖阿爾階和巴通階-卡洛夫階總體為潮濕-半潮濕氣候條件，形成以Cyatheaceae和Dicksoniaceae為代表的蕨類植物，這屬于較為典型的構(gòu)造伸展環(huán)境，氣候原因可能在于溫室效應(yīng)造成全球短暫的升溫，或與全球季風(fēng)的增強(qiáng)有關(guān)。正是這種氣候條件最終導(dǎo)致柴達(dá)木盆地內(nèi)煤質(zhì)形成減弱乃至結(jié)束。

4 結(jié)論

本文為巴音郭勒地區(qū)構(gòu)造活動(dòng)提供了鋯石裂變徑跡年代學(xué)數(shù)據(jù)，并揭示出該區(qū)多期次的構(gòu)造巖漿作用，得出了如下結(jié)論。

1）花崗巖樣品的鋯石裂變徑跡年齡變化范圍為201～109Ma，包括201、185、164～163和139～109Ma年齡組。除201Ma外，其他年齡均屬于燕山期。

2）鋯石年齡201Ma是中—晚三疊世羌塘地體向北俯沖碰撞的響應(yīng)；鋯石年齡139～109Ma揭示岡底斯地體于晚侏羅世—早白堊世時(shí)期向北的俯沖碰撞，這是地區(qū)內(nèi)所經(jīng)歷的兩次主要擠壓抬升事件。

3）鋯石年齡185Ma和164～163Ma則代表區(qū)內(nèi)所經(jīng)歷的兩次造山后伸展的構(gòu)造環(huán)境，分別為早侏羅世和中侏羅世構(gòu)造伸展事件，在巖石、沉積、氣候等方面均有體現(xiàn)。

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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

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查工作項(xiàng)目資助（2011-03-04-06）；國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（41172088，40872141）；青海省地勘基金資助項(xiàng)目（2013-1006）

陳小寧（1987—），女，河北張家口人，碩士研究生，地質(zhì)工程專業(yè)

＊通信作者：袁萬明，E-mail：ywm010＠sina.com