尼加提·阿布都遜，木合塔爾·扎日，吳兆寧

1.新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院，烏魯木齊 830046 2.新疆大學(xué)中亞造山帶大陸動(dòng)力學(xué)與成礦預(yù)測自治區(qū)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊 830046

?

中天山卡瓦布拉克雜巖帶中閃長巖的鋯石U-Pb年齡及Hf同位素特征

尼加提·阿布都遜1,2，木合塔爾·扎日1,2，吳兆寧1

1.新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院，烏魯木齊 830046 2.新疆大學(xué)中亞造山帶大陸動(dòng)力學(xué)與成礦預(yù)測自治區(qū)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，烏魯木齊 830046

卡瓦布拉克雜巖帶出露于中天山地塊東段卡瓦布拉克--阿克塔格地區(qū)，沿卡瓦布拉克斷裂呈東西向展布。筆者選擇構(gòu)成該雜巖帶的中--基性巖石主體——閃長巖，開展了LA-ICP-MS鋯石U-Pb年代學(xué)和LA-MC-ICP-MS鋯石Hf同位素研究。結(jié)果表明：閃長巖中鋯石呈自形--半自形，發(fā)育典型的巖漿鋯石振蕩生長環(huán)帶，Th/U值較高(均大于0.40)，且Th、U含量呈現(xiàn)較好的正相關(guān)關(guān)系，為典型的巖漿成因鋯石；這些鋯石的206Pb/238U年齡加權(quán)平均值為(375±1) Ma，MSWD=0.081，屬晚泥盆世，可代表其結(jié)晶年齡；鋯石具有較均一的Hf同位素組成，初始比值為0.282 655～0.282 747、εHf(t)值為4.0～7.2，其對(duì)應(yīng)的虧損地幔模式年齡為714～842 Ma。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料認(rèn)為，卡瓦布拉克雜巖帶中的閃長巖由虧損巖石圈地幔發(fā)生部分熔融而形成。

中天山；卡瓦布拉克；閃長巖；鋯石U-Pb年齡；Hf同位素

0 引言

卡瓦布拉克雜巖帶主要由中--基性、超基性巖石組成，東西向延伸100多千米，是中天山地塊最具有學(xué)術(shù)價(jià)值的地質(zhì)現(xiàn)象之一。這兩套成因和來源都不相同、形成時(shí)代也可能不同的巖石產(chǎn)出在一起，它們所蘊(yùn)含的地質(zhì)演化和大地構(gòu)造信息，對(duì)重建中天山南緣古生代期間洋陸構(gòu)造格局及其演變過程具有重要意義。新疆地礦局于20世紀(jì)60年代初首次發(fā)現(xiàn)該雜巖帶，但因當(dāng)時(shí)以地質(zhì)找礦為主要工作目的，對(duì)其年代學(xué)、成因等沒有進(jìn)行深入研究*新疆維吾爾自治區(qū)地礦局地質(zhì)科學(xué)研究所. 新疆維吾爾自治區(qū)超基性巖及鉻鐵礦資料匯編.烏魯木齊： 新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，1979.。21世紀(jì)初，李錦軼*李錦軼. 國土資源大調(diào)查項(xiàng)目“東天山構(gòu)造格架研究”研究報(bào)告. 北京：中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所, 2002.在探索東天山南部地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造演化的研究過程中，基于該雜巖的巖石組合、野外地質(zhì)產(chǎn)狀和地球化學(xué)分析結(jié)果，認(rèn)為其中的中--基性巖不是蛇綠巖的組成部分，是后碰撞造山階段熱侵入作用的產(chǎn)物，而超基性巖可能來自大洋巖石圈地幔的巖石，并指出它們可能代表一條古俯沖-碰撞帶，卡瓦布拉克斷裂帶則是一條古板塊之間的分界線 。雖然前人②對(duì)該雜巖帶總體地質(zhì)特征及巖石組合有一定的研究，但關(guān)于其侵位時(shí)間序列至今仍沒有確切的同位素年代學(xué)證據(jù)，從而制約了人們對(duì)該雜巖的深入認(rèn)識(shí)。筆者選擇構(gòu)成卡瓦布拉克雜巖帶中--基性巖石主體的閃長巖，首次對(duì)其進(jìn)行精確的LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素年代學(xué)和LA-MC-ICP-MS鋯石Hf同位素研究，以期為該雜巖帶的成因及構(gòu)造演化過程研究提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于中天山地塊東段的卡瓦布拉克--阿克塔格一帶，為前寒武系中深變質(zhì)區(qū)，其北以阿奇克庫都克--沙泉子斷裂與覺羅塔格構(gòu)造帶相接，南以卡瓦布拉克斷裂與南天山造山帶相鄰(圖1)。區(qū)內(nèi)地層出露相對(duì)連續(xù)和完整，以長城系星星峽群和薊縣系卡瓦布拉克群為主。星星峽群巖性為石英片巖、二云石英片巖、石英巖，夾少量大理巖，局部見層理構(gòu)造。卡瓦布拉克群主要為一套濱海相碳酸鹽巖建造，與下伏星星峽巖群多呈斷層接觸。該群可劃分為3個(gè)組:第一組主要為灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)大理巖夾少量石英片巖及二云石英片巖；第二組主要為石英片巖、石英巖；第三組主要為大理巖、白云巖及灰?guī)r，夾有硅質(zhì)巖和石英砂巖，發(fā)育一定程度的硅化，富含不同類型疊層石[2-3]。新元古代及海西兩期巖漿熱液活動(dòng)在該區(qū)影響強(qiáng)烈，造成該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造異常復(fù)雜[4-5]。星星峽群和卡瓦布拉克群中廣泛發(fā)育韌性剪切帶，呈 NWW 向或近 EW 向延伸[3]。

1.吐哈地塊；2.覺羅塔格構(gòu)造帶；3.康古爾塔格碰撞帶；4.阿奇山--雅滿蘇構(gòu)造帶；5.中天山地塊；6.南天山造山帶；7.塔里木地塊；8.敦煌地塊北部活動(dòng)陸緣；9.紅柳河--玉石山碰撞帶；10.區(qū)域性斷裂：①康古爾塔格--黃山--鏡兒泉斷裂；②雅滿蘇斷裂；③阿奇克庫都克--沙泉子斷裂；④卡瓦布拉克斷裂；⑤塞里克沙依--星星峽斷裂；⑥辛格爾斷裂；⑦紅柳河斷裂。據(jù)參考文獻(xiàn)[1]修編。圖1 卡瓦布拉克地區(qū)大地構(gòu)造位置圖Fig.1 Tectonic map of Kawabulak area

2 巖體地質(zhì)及巖相學(xué)特征

卡瓦布拉克雜巖帶出露于中天山地塊東段卡瓦布拉克--阿克塔格地區(qū)，地理坐標(biāo)西起E91°38′、N41°32′，東至E92°49′、N41°25′，沿卡瓦布拉克斷裂大致呈東西向展布，長105 km，寬4～8 km，總出露面積約8.01 km2(圖2)。在該雜巖帶中，出露巖體共計(jì)100多個(gè)，被分成19個(gè)巖體群。多數(shù)巖體長寬比大，呈脈狀和透鏡狀，長軸延長與區(qū)域構(gòu)造線一致；個(gè)別因后期斷裂影響改造，呈不規(guī)則等軸狀，規(guī)模稍大。雜巖帶的構(gòu)造變形，主要集中在卡瓦布拉克斷裂帶內(nèi)，表現(xiàn)為強(qiáng)烈劈理化，劈理面產(chǎn)狀為175°∠71°，走向與卡瓦布拉克斷裂基本相同。巖石類型包括以蛇紋巖為主的超基性雜巖、劈理化輝長巖及變質(zhì)玄武巖、閃長巖為主的中--基性雜巖和紅色花崗巖。其中以閃長巖為主的雜巖體，沿整個(gè)巖帶都比較發(fā)育。

1.雜巖帶巖體；2.斷裂；3.巖體(群)編號(hào)；4.地名；5.采樣位置。據(jù)腳注①修編。圖2 卡瓦布拉克雜巖帶地質(zhì)簡圖Fig.2 Geological sketch map of Kawabulak complex——————————① 新疆維吾爾自治區(qū)地礦局地質(zhì)科學(xué)研究所. 新疆維吾爾自治區(qū)超基性巖及鉻鐵礦資料匯編.烏魯木齊： 新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，1979.

本次研究對(duì)象為卡瓦布拉克雜巖帶中出露面積相對(duì)較大且露頭較新鮮的閃長巖(圖3)，采用LA-ICP-MS法對(duì)其進(jìn)行U-Pb同位素年齡測試。樣品采自哈-羅公路(235省道)250 km處，地理坐標(biāo)為N41°30′11.6″，E91°47′23.9″。樣品呈深灰色，半自形細(xì)粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物組成為斜長石、角閃石和少量輝石。斜長石體積分?jǐn)?shù)約為64%，為更-中長石，半自形板狀，粒徑為0.5～1.5 mm。角閃石體積分?jǐn)?shù)約為35%，半自形柱狀，粒徑為0.5～2.0 mm，分布于斜長石顆粒之間。副礦物有鋯石、磷灰石、黃鐵礦等，其中黃鐵礦多褐鐵礦化，粒度為0.05～0.1 mm(圖3)。

Pl.斜長石；Hb.角閃石；Aug.輝石。圖3 卡瓦布拉克雜巖帶中閃長巖的野外照片與鏡下顯微照片F(xiàn)ig.3 Field photographs and microphotographs of the studied diorite from Kawabulak complex

3 分析方法

鋯石單礦物分離由河北省廊坊區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)實(shí)驗(yàn)室完成。樣品經(jīng)破碎、細(xì)磨篩選和淘選分離后，在雙目顯微鏡下挑選具代表性、晶形好、無裂紋和無包裹體的鋯石進(jìn)行年代學(xué)研究。將分選出的鋯石與標(biāo)準(zhǔn)鋯石(TEM)用環(huán)氧樹脂固定在玻璃板上，然后將被固定的鋯石顆粒磨至約一半，以便全面觀察鋯石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。再經(jīng)過拋光、清洗處理后，對(duì)其進(jìn)行陰極發(fā)光掃描電子顯微鏡照相，以了解鋯石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，選擇最佳測試部位進(jìn)行U-Pb同位素年齡測試。激光剝蝕熔融等離子質(zhì)譜(LA-ICP-MS)鋯石U-Pb同位素分析在北京大學(xué)造山帶與地殼演化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。鋯石的U-Th-Pb同位素分析是將美國相干公司(Coherenc)的ComPex 102 ArF準(zhǔn)分子激光器(工作物質(zhì)ArF，波長193 nm)與Agilent 7500cs型ICP-MS以及MicroLas 公司的GeoLas 200M光學(xué)系統(tǒng)連接，用美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院研制的人工合成硅酸鹽玻璃標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)NIST610進(jìn)行儀器最優(yōu)化，采用PLE標(biāo)準(zhǔn)鋯石外部校正法進(jìn)行鋯石原位U-Pb分析，用He氣做為剝蝕物質(zhì)的載氣。分析中采用的激光束斑直徑為32 μm，激光剝蝕深度為30～40 μm，頻率為5 Hz，能量密度為12 J/cm2。數(shù)據(jù)采集為20 s氣體空白和60 s激光剝蝕。每隔4個(gè)樣品分析點(diǎn)測一次PL2標(biāo)準(zhǔn)樣，每隔12個(gè)樣品分析點(diǎn)測一次610標(biāo)準(zhǔn)樣，以便保證標(biāo)準(zhǔn)樣和樣品的儀器條件完全一致。同位素比值采用Glitter(4.0)程序[6]處理，樣品的加權(quán)平均年齡計(jì)算及諧和圖的繪制采用Isoplot(3.0)軟件[7]完成。普通鉛校正采用Anderson[8]的方法實(shí)現(xiàn)，單個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)誤差均為1σ，加權(quán)平均值誤差為2σ。

鋯石原位Lu-Hf同位素測試在中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所國土資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。采用儀器為Finnigan Neptune多接收等離子質(zhì)譜(LA-MC-ICP-MS)，用New wave UP213紫外激光剝蝕系統(tǒng)熔樣。實(shí)驗(yàn)過程中采用 He 作為剝蝕物質(zhì)載氣，根據(jù)鋯石大小，剝蝕直徑采用 55 μm或40 μm，激發(fā)頻率為10 Hz，平均激光能量為2.5 g/cm3。測定時(shí)使用鋯石國際標(biāo)樣 GJ1 和 Plesovice 作為參考物質(zhì)，分析點(diǎn)與U/Pb定年分析點(diǎn)為同一位置。相關(guān)儀器運(yùn)行條件及詳細(xì)分析流程見文獻(xiàn)[9]。具體原理與分析方法見文獻(xiàn)[10]，Hf同位素計(jì)算參數(shù)據(jù)文獻(xiàn)[11]。

4 鋯石U-Pb分析結(jié)果及Hf同位素組成

4.1 鋯石U-Pb年代學(xué)

樣品(KB2)中選取的測年鋯石多為淺黃色--無色透明短柱狀、半截錐狀、中長柱狀、渾圓狀等，粒度多為800～150 μm。陰極發(fā)光(CL)圖像(圖4)表現(xiàn)出典型的巖漿韻律環(huán)帶和明暗相間的條帶結(jié)構(gòu)，表明鋯石為巖漿成因。

U-Pb年齡(白字)和Hf同位素(紅字)測試位置(黃圈)。圖4 卡瓦布拉克雜巖帶中閃長巖鋯石代表性CL圖像Fig.4 Representative zircon CL images of diorites from Kawabulak complex

圖6 卡瓦布拉克雜巖帶中閃長巖的LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡諧和圖(a、b)和直方圖(c)Fig.6 LA-ICP-MS zircon U-Pb Concordia diagrams (a, b) and line diagrams of weighted average ages(c) of diorites from Kawabulak complex

鋯石U-Pb分析共測試了31個(gè)點(diǎn)，測試結(jié)果見表1。一般認(rèn)為，巖漿成因的鋯石 Th/U值大于0.40，且Th和U之間具有明顯的正相關(guān)關(guān)系，而變質(zhì)重結(jié)晶鋯石則小于0.10[12]。本次測定的31個(gè)數(shù)據(jù)的Th/U值為0.38～1.05，其中除有1個(gè)測點(diǎn)(KB2-4)的Th/U值(0.38)稍低外，其余30個(gè)測點(diǎn)的Th/U值均>0.40，且Th、U質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)出較好的正相關(guān)關(guān)系(圖5)，同樣表明了本次測試的鋯石為巖漿成因。

圖5 卡瓦布拉克雜巖帶中閃長巖的鋯石w(Th)-w(U)圖解Fig.5 w(Th)-w(U) plots of zircons of diorites from Kawabulak complex

由鋯石U-Pb諧和圖(圖6a)上可以看出，鋯石年齡可以分為2組：第一組只有1個(gè)測點(diǎn)KB2-28，位于鋯石邊部，其邊緣較亮且晶體稍破碎，較低的年齡值(164 Ma)可能代表了后期變質(zhì)熱事件年齡，也或者與晶體破碎導(dǎo)致放射性成因Pb丟失有關(guān)；第二組共有30個(gè)測點(diǎn)，其年齡變化范圍較小，在誤差范圍內(nèi)有一致的207Pb/206Pb、207Pb/235U、206Pb/238U值，所有分析點(diǎn)都集中于一致線上很小的區(qū)域(圖6b)，表明這些鋯石顆粒形成后U-Pb同位素體系是封閉的，基本上沒有U或Pb的丟失或加入。其中206Pb/238U的年齡變化于374～377 Ma，其加權(quán)平均值為(375±1)Ma(圖6c)。這組年齡數(shù)據(jù)點(diǎn)在諧和圖上集中分布，可信度高(MSWD=0.081)，是鋯石結(jié)晶年齡或巖漿侵位時(shí)代的具體展現(xiàn)，代表了卡瓦布拉克雜巖帶中閃長巖的形成年齡。

4.2 鋯石Hf同位素組成

在LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年的基礎(chǔ)上，對(duì)KB2樣品的30顆鋯石進(jìn)行了鋯石微區(qū)Hf同位素測定，測試對(duì)象與測年顆粒相一致，分析結(jié)果列于表2。εHf(t)值和模式年齡用巖體的諧和年齡計(jì)算。所測鋯石的176Yb/177Hf和176Lu/177Hf值范圍分別為0.010 311～0.032 436、0.000 298～0.001 066。所有鋯石176Lu/177Hf值均小于0.002，表明鋯石在形成以后沒有放射性成因Hf的積累，且沒有受后期巖漿熱事件的影響，所測樣品的176Lu/177Hf值可以代表其形成時(shí)的Hf同位素比值[13]。

表2 卡瓦布拉克雜巖帶中閃長巖的Lu-Hf同位素分析數(shù)據(jù)及相關(guān)的特征參數(shù)

注：tDM為虧損地幔模式年齡；fLu/Hf為分餾因子。

樣品KB2所測30顆鋯石中，除點(diǎn)KB2-04具較高的Hf同位素組成及較年輕的虧損地幔模式年齡(176Hf/177Hf=0.282 860；εHf(t)=11.2；tDM=553 Ma)之外，其余29顆鋯石Hf同位素組成較均一：176Hf/177Hf值為0.282 655～0.282 747，加權(quán)平均值為0.282 692±0.000 020(2σ，n=29)；εHf(t)值為4.0～7.2，平均值為5.3；虧損地幔模式年齡變化范圍為714～842 Ma(均值為788 Ma)。

5 討論

5.1 雜巖帶的形成時(shí)代

對(duì)中天山地塊卡瓦布拉克雜巖帶中閃長巖的LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年，獲得206Pb/238U表面年齡為(375±1) Ma。結(jié)合所測鋯石的陰極發(fā)光特征及Th/U值，將上述年齡解釋為閃長巖的侵位年齡。從野外接觸關(guān)系可以判斷，雜巖帶中以蛇紋巖為主的超基性巖與劈理化輝長巖及玄武巖為主的基性巖組合，形成比較早；以閃長巖為主的中--基性雜巖形成較晚，屬于后期火成巖；紅色花崗巖形成最晚。盡管目前尚未獲得其他巖石類型結(jié)晶成巖的同位素年齡，但由本文所報(bào)道的年齡數(shù)據(jù)可推斷，超基性--基性巖石侵位早于375 Ma，而酸性巖則晚于375 Ma。

5.2 地質(zhì)意義

卡瓦布拉克雜巖帶中閃長巖的Hf同位素組成比較均一，由表2可知,176Lu/177Hf值為0.000 298～0.001 066，176Hf/177Hf值為0.282 655～0.282 747，εHf(t)均為正值，為4.0～7.2，平均值為5.3。在鋯石εHf(t)直方圖(圖7)上，所有數(shù)據(jù)都落在球粒隕石演化線的右側(cè)。176Hf/177Hf-t年齡圖解(圖8)中，鋯石投點(diǎn)落于球粒隕石與虧損地幔演化線之間。這些數(shù)值表明，其母巖漿起源于虧損地幔源區(qū)。中天山其他地區(qū)的幔源巖石也具有與該閃長巖一致的Hf同位素組成，如白石泉和天宇二疊紀(jì)鐵鎂--超鐵鎂質(zhì)巖體[14]，反映中天山地幔經(jīng)歷了長期基性巖漿熔融和抽提作用，并造成了地幔儲(chǔ)庫的虧損。這些幔源巖石在成因上與古洋殼的俯沖以及碰撞后造山帶伸展、垮塌作用密切相關(guān)[15-19]，反映古生代是中天山地區(qū)地殼增生的重要時(shí)段[20-24]。卡瓦布拉克雜巖帶中閃長巖的礦物學(xué)及Hf同位素特征，顯示其自身就是晚古生代地殼增生的重要組分之一。

圖7 卡瓦布拉克雜巖帶中閃長巖的鋯石εHf(t)直方圖Fig.7 Zircons εHf(t) histograms of diorites from Kawabulak compelx

圖8 卡瓦布拉克雜巖帶中閃長巖的鋯石176Hf/177Hf-t年齡圖解Fig.8 Zircons 176Hf/177Hf-t diagram of diorites from Kawabulak compelx

中天山地塊南緣古生代巖漿巖被視為南天山洋構(gòu)造演化過程的產(chǎn)物[25-28]。巴侖臺(tái)--庫米什地區(qū)出露一套早泥盆世((396±4)～(416±5)Ma)的弧型花崗巖[29-30]，說明至少在早泥盆世之前南天山洋已經(jīng)開始向北俯沖于中天山地塊之下。洋殼俯沖-消減過程中，俯沖板片上部地幔楔發(fā)生熔融及玄武質(zhì)巖漿上涌帶來的熱引起中、下地殼的局部熔融，引起大陸邊緣火山-巖漿活動(dòng)，分別形成玄武質(zhì)侵入巖及重熔型花崗巖[31-33]。中天山南緣存在的高壓變質(zhì)帶中，榆樹溝蛇綠巖的鋯石U-Pb年齡為(364±5)Ma[34]、斜長角閃巖中變質(zhì)角閃石40Ar/39Ar坪年齡為(368±5)Ma[35]，代表其變質(zhì)作用的年齡；其東側(cè)銅花山一帶藍(lán)片巖中藍(lán)閃石40Ar/39Ar坪年齡為(360.7±1.6) Ma[36]，說明該期高壓變質(zhì)事件的形成年齡約為360 Ma。此外，巴侖臺(tái)地區(qū)340 Ma的早石炭世侵入巖具有鈣堿性火山弧花崗巖的地球化學(xué)特征[37]。據(jù)此推測，中天山南緣洋殼俯沖事件一直持續(xù)到早石炭世。中天山地塊南緣在卡瓦布拉克地區(qū)存在晚泥盆世的雜巖為典型的幔源巖漿活動(dòng)產(chǎn)物，可能代表該區(qū)活動(dòng)大陸邊緣巖漿弧的一部分。然而，由于缺乏巖石地球化學(xué)和全巖Sr-Nd同位素證據(jù)，該雜巖體形成的具體構(gòu)造環(huán)境和深部巖漿過程還有待于進(jìn)一步研究。

6 結(jié)論

1)鋯石U-Pb同位素測年獲得卡瓦布拉克雜巖帶中閃長巖的侵位年齡為(375±1) Ma(MSWD=0.081)，表明中天山地塊南緣在卡瓦布拉克地區(qū)存在晚泥盆世的巖漿活動(dòng)。

2)閃長巖具有較均一的Hf同位素組成，初始比值為0.282 655～0.282 747、εHf(t)值為4.0～7.2，其對(duì)應(yīng)的虧損地幔模式年齡為714～842 Ma。結(jié)合礦物學(xué)特征，認(rèn)為其母巖漿起源于虧損巖石圈地幔的部分熔融，可能代表該區(qū)活動(dòng)大陸邊緣巖漿弧的一部分。

本研究在測試分析各環(huán)節(jié)中，先后得到了河北省廊坊區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)實(shí)驗(yàn)室、北京大學(xué)造山帶與地殼演化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所國土資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等相關(guān)單位和個(gè)人的大力支持與幫助；北京大學(xué)孫克克、中國地質(zhì)大學(xué)(北京)博士生秦切等同學(xué)為樣品測試、數(shù)據(jù)處理提供了幫助，在此表示誠摯的謝意。

[1] 孫桂華,李錦軼,王德貴,等. 東天山阿其克庫都克斷裂南側(cè)花崗巖和花崗閃長巖鋯石SHRIMP U-Pb測年及其地質(zhì)意義[J]. 地質(zhì)通報(bào), 2006, 25(8): 945-952. Sun Guihua, Li Jinyi, Wang Degui, et al. Zircon SHRIMP U-Pb Ages of Granite and Granodiorite at the South Side of the Aqqikkuduk Fault, East Tianshan, Xinjiang, China, and Its Tectonic Implications[J]. Geological Bulletin of China, 2006, 25(8): 945-952.

[2] 董麗霞. 新疆東天山原卡瓦布拉克群的解體及重新厘定[J]. 新疆地質(zhì), 2005, 23(1): 19-22. Dong Lixia. The Split and Rearranged of Original Kawabulake Group of East Tianshan in Xinjiang[J]. Xinjiang Geology, 2005, 23(1): 19-22.

[3] 彭明興,鐘春根,左瓊?cè)A,等. 東天山卡瓦布拉克地區(qū)片麻狀花崗巖形成時(shí)代及地質(zhì)意義[J]. 新疆地質(zhì), 2012, 30(1): 12-18. Peng Mingxing, Zhong Chungen, Zuo Qionghua, et al. The Formation Age and Their Geological Significance of Gneissose Granites Neighbouring Kawabulake Area[J]. Xinjiang Geology, 2012, 30(1): 12-18.

[4] 田少亭,彭明興,張雄華,等. 中天山卡瓦布拉克地區(qū)中元古代卡瓦布拉克群硅質(zhì)巖成因[J]. 新疆地質(zhì), 2012, 30(4): 309-403. Tian Shaoting, Peng Mingxing, Zhang Xionghua, et al. The Origin of Siliceous Rock in Kawabulake Group of Mesoproterozoic in Zhongtianshan of Xinjiang[J]. Xinjiang Geology, 2012, 30(4): 309-403.

[5] 李錦軼,張進(jìn),楊天南,等. 北亞造山區(qū)南部及其毗鄰地區(qū)地殼構(gòu)造分區(qū)與構(gòu)造演化[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：地球科學(xué)版, 2009, 39(4): 584-605. Li Jinyi, Zhang Jin, Yang Tiannan, et al. Crustal Tectonic Division and Evolution of the Southern Part of the North Asian Orogenic Region and Its Adjacent Areas[J]. Journal of Jilin University: Earth Science Edition, 2009, 39(4): 584-605.

[6] Jackson S E, Pearson N J. The Application of Laser Ablation-Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry in Situ U-Pb Zircon Geochronology[J]. Chemical Geology, 2004, 211: 47-69.

[7] Ludwig K. User’s Manual for Isoplot/EX Version 3.00 A Geochronological Toolkit for Microsoft Excel Brkeley Geochronology Center[J]. Special Publication, 2003, 4: 1-70.

[8] Andersen T. Correction of Common Lead in U-Pb Analyses that do not Report204Pb[J]. Chemical Geolgoy, 2003, 192: 59-79.

[9] 侯可軍,李延河,鄒天人,等. LA-MC-ICP-MS鋯石Hf同位素的分析方法及地質(zhì)應(yīng)用[J]. 巖石學(xué)報(bào), 2007, 23(10): 2595-2604. Hou Kejun, Li Yanhe, Zou Tianren, et al. Laser Ablation-MC-ICP-MS Technique for Hf Isotope Micronalysis of Zircon and Its Geological Applications[J]. Acta Petrologica Sinica, 2007, 23(10): 2595-2604.

[10] Wu F Y, Yang Y H, Xie L W, et al. Hf Isotopic Compisitions of the Standard Zircons and Baddeleyites Used in U-Pb Geochronology[J]. Chemical Geology, 2006, 234: 105-126.

[11] Scherer E E, Cameron K L, Blicher-Toft J. Lu-Hf Garnet Geochronology: Closure Temperature Relative to the Sm-Nd System and the Effects of Trace Mineral Inclusions[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta, 2000, 64: 3413-3432.

[12] Corfu F, Hanchar J M, Hoskin P W O, et al. Atlas of Zircon Textures[J]. Rev Miner Grochem, 2003, 53: 469-500.

[13] 吳福元,李獻(xiàn)華,鄭永飛,等. Lu-Hf同位素體系及其巖石學(xué)應(yīng)用[J]. 巖石學(xué)報(bào), 2007, 23(2): 185-220. Wu Fuyuan, Li Xianhua, Zheng Yongfei, et al. Lu-Hf Isotopic Systematics and Their Application in Petrology[J]. Acta Petrologica Sinica, 2007, 23(2): 180-220.

[14] Su B X, Qin K Z, Sakyi P A, et al. U-Pb Ages and Hf-O Isotopes of Zircons from Late Paleozoic Mafic-Ultramafic Units in the Southern Central Asian Orogenic Belt: Tectonic Implications and Evidence for an Early-Permian Mantle Plume[J]. Gondwana Research, 2011, 20: 516-531.

[15] 周長勇,葛文春,吳福元,等. 大興安嶺北段塔河輝長巖的巖石學(xué)特征及其構(gòu)造意義[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：地球科學(xué)版, 2005, 35(2):143-150. Zhou Changyong, Ge Wenchun, Wu Fuyuan, et al. Petrological Characteristics and Tectonic Implications of the Tahe Gabbro in the Northern Part of the Great Xing’an Rang[J]. Journal of Jilin University: Earth Science Edition, 2005, 35(2): 143-150.

[16] Su B X, Qin K Z, Sun H, et al. Subduction-Induced Mantle Heterogeneity Beneath Eastern Tianshan and Beishan: Insights from Nd-Sr-Hf-O Isotopic Mapping of Late Paleozoic Mafic-Ultramafic Complexes[J]. Lithos, 2012, 134-135: 41-51.

[17] 夏昭德,姜常義,凌錦蘭. 新疆筆架山早二疊世火山巖帶巖石成因：來自巖石學(xué)、地球化學(xué)及同位素年代學(xué)的制約[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：地球科學(xué)版, 2014, 44(3): 817-833. Xia Zhaode, Jiang Changyi, Ling Jinlan. Petrogenesis of Early Permian Bijiashan Volcanic Rocks in Beishan Area, Xinjiang, NW China: Evidence from Petrology, Geochemistry and Isotopic Geochronology[J]. Journal of Jilin University: Earth Science Edition, 2014, 44(3): 817-833.

[18] Huang Z Y, Long X P, Kroner A, et al. Geochemistry, Zircon U-Pb Ages and Lu-Hf Isotopes of Early Paleozoic Plutons in the Northwestern Chinese Tianshan: Petrogenesis and Geological Implications[J]. Lithos, 2013(182/183): 48-66.

[19] Tang D M, Qin K Z, Li C, et al. Zircon Dating, Hf-Sr-Nd-Os Isotopes and PGE Geochemistry of the Tianyu Sulfide-Bearing Mafic-Ultramafic Intrusion in the Central Asian Orogenic Belt, NW China[J]. Lithos, 2011(126): 84-98.

[20] 李錦軼,何國琦,徐新,等. 新疆北部及鄰區(qū)地殼構(gòu)造格架及其形成過程的初步探討[J]. 地質(zhì)學(xué)報(bào), 2006, 80(1): 148-168. Li Jinyi, He Guoqi, Xu Xin, et al. Crustal Tectonic Framework of Northern Xinjiang and Adjacent Regions and Its Formation[J]. Acta Geologica Sinica, 2006, 80(1): 148-168.

[21] Xiao W J, Windley B F, Badarch G, et al. Palaeozoic Accretionary and Convergent Tectonics of the Sou-thern Altaids: Implications for the Crustal Growth of Central Asia[J]. Journal of the Geological Society, 2004, 161: 339-342.

[22] 高俊,錢青,龍靈利,等. 西天山的增生造山過程[J]. 地質(zhì)通報(bào), 2009, 28(12): 1804-1816. Gao Jun, Qian Qing, Long Lingli, et al. Accretionary Orogenic Process of Western Tianshan, China[J]. Geological Bulletin of China, 2009, 28(12): 1804-1816.

[23] Shi Y R, Jian P, Kroner A, et al. Zircon Ages and Hf Isotopic Compositions of Plutonic Rocks from the Central Tianshan (Xinjiang, Northwest China) and Their Significance for Early to Mid-Palaeozoic Crustal Evolution[J]. International Geology Review, 2014, 56: 1413-1434.

[24] 顧連興,張遵忠,吳昌志,等. 關(guān)于東天山花崗巖與陸殼垂向增生的若干認(rèn)識(shí)[J]. 巖石學(xué)報(bào), 2006, 22(5): 1103-1120. Gu Lianxing, Zhang Zunzhong, Wu Changzhi, et al. Some Problems on Granites and Vertical Growth of the Continental Crust in the Eastern Tianshan Mountains, NW China[J]. Acta Petrologica Sinica, 2006, 22(5): 1103-1120.

[25] 胡遠(yuǎn)清,廖群安,施文翔,等. 中天山路白山一帶晚石炭世I型和A型花崗巖組合的厘定及其意義[J]. 地質(zhì)科技情報(bào), 2009, 28(3): 10-18. Hu Yuanqing, Liao Qun’an, Shi Wenxiang, et al. Determination and the Geological Significances of the Late Carboniferous I-Type and A-Type Granites from Middle Tianshan Block, East Tianshan District, NW China[J]. Geological Science and Technology Information, 2009, 28(3): 10-18.

[26] Dong Y P,Zhang G W,Neubauer F,et al.Syn-and Post-Collisional Granitoids in the Central Tianshan Orogen: Geochemistry, Geochronology and Implications for Tectonic Evolution[J]. Gondwana Research, 2011, 20: 568-581.

[27] 朱志新,李錦軼,董連慧,等. 新疆西天山古生代侵入巖的地質(zhì)特征及構(gòu)造意義[J]. 地學(xué)前緣, 2011, 18(2): 170-179. Zhu Zhixin, Li Jinyi, Dong Lianhui, et al. Geological Characteristics and Tectonic Significance of Paleozoic Intrusive Rocks in Western Tianshan of Xinjiang Province[J]. Earth Science Frontiers, 2011, 18(2): 170-179.

[28] Long L L, Gao J, Klemd R, et al. Geochemical and Geochronological Studies of Granitoid Rocks from the Western Tianshan Orogen: Implications for Continental Growth in the Southwestern Central Asian Orogenic Belt[J]. Lithos, 2011(126): 321-340.

[29] 楊天南,李錦軼,孫桂華,等. 中天山早泥盆世陸弧: 來自花崗質(zhì)糜棱巖地球化學(xué)及SHRIMP-U/Pb定年的證據(jù)[J]. 巖石學(xué)報(bào), 2006, 22(1): 41-48. Yang Tiannan, Li Jinyi, Sun Guihua, et al. Earlier Devonian Active Continental Arc in Central Tian-shan: Evidence of Geochemieal Analysis and Zicron SHRIMP Dating on Mylonitizd Granitic Rock[J]. Acta Petrologica Sinica, 2006 22(1): 41-48.

[30] 楊天南,王小平. 新疆庫米什早泥盆世侵入巖時(shí)代、地球化學(xué)及大地構(gòu)造意義[J]. 巖石礦物學(xué)雜志, 2006, 25(5): 401-411. Yang Tiannan, Wang Xiaoping. Geochronology, Petrochemistry and Tectonic Implications of Early Devonian Plutons in Kumux Area, Xinjiang[J]. Acta Petrologica at Mineralogica, 2006, 25(5): 401-411.

[31] 雷如雄,吳昌志,屈迅,等. 中天山天湖東鐵鉬礦含礦片麻狀花崗巖年代學(xué)、地球化學(xué)和鋯石Hf同位素:對(duì)中天山古生代構(gòu)造演化的啟示[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：地球科學(xué)版, 2014, 44(5): 1541-1552. Lei Ruxiong, Wu Changzhi, Qu Xun, et al. Geochronology, Geochemistry and Zircon Hf Isotope Compisitions of the Ore-Bearing Gneiss Granite of the Tianhudong Iron-Molybdenum Ore Deposit in the Central Tianshan, West China: Implications for the Early Paleozoic Tectonic Evolution of Central Tianshan[J]. Journal of Jilin University: Earth Science Edition, 2014, 44(5):1541-1552.

[32] 馬中平,夏林圻,徐學(xué)義,等. 南天山北部志留系巴音布魯克組火山-侵入雜巖的形成環(huán)境及構(gòu)造意義[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：地球科學(xué)版, 2006, 36(5): 736-743. Ma Zhongping, Xia Linqi, Xu Xueyi, et al. The Tectonic Setting and Implication of Volcanic-Magmatic Complex from the Upper-Silurian Bayinbuluke Formation, Southern Tianshan[J]. Journal of Jilin University: Earth Science Edition, 2006, 36(5): 736-743.

[33] 曹銳,木合塔爾·扎日,陳斌,等.東天山板塊縫合帶石炭紀(jì)火山巖的元素和Sr-Nd同位素地球化學(xué)特征及其大地構(gòu)造意義[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：地球科學(xué)版, 2012, 42(2): 400-408. Cao Rui, Muhtar Zari, Chen Bin, et al. Geochemistry and Sr-Nd Isotopic Characteristics of the Carboniferous Volcanic Rocks from the Eastern Tianshan Suture Zone and Tectonic Implications[J]. Journal of Jilin University: Earth Science Edition, 2012, 42(2): 400-408.

[34] 王潤三,王焰,李惠民,等. 南天山榆樹溝高壓麻粒巖地體鋯石U-Pb定年及其地質(zhì)意義[J]. 地球化學(xué), 1998, 27(6): 517-522. Wang Runsan, Wang Yan, Li Huimin, et al. Zircon U-Pb Age and Its Geological Significance of High-Pressure Terrance of Granulite Facies in Yushougou Area, Southern Tianshan Mouantain[J]. Geochemica, 1998, 27(6): 517-522.

[35] 王潤三,周鼎武,王焰,等. 南天山榆樹溝高壓麻粒巖地體多期變質(zhì)定年研究[J]. 巖石學(xué)報(bào), 2003, 19(3): 452-460. Wang Runsan, Zhou Dingwu, Wang Yan, et al. Geochronology for the Multiple-Stage Metamorphism of High-Pressure Terrane of Granulite Facies from Yushugou Area, South Tianshan[J]. Acta Petrologica Sinica, 2003, 19(3): 452-460.

[36] 劉斌,錢一雄. 東天山三條高壓變質(zhì)帶地質(zhì)特征和流體作用[J]. 巖石學(xué)報(bào), 2003, 19(2): 283-296. Liu Bin, Qian Yixiong. The Geologic Characteristics and Fluid Evolution in the Three High-Pressure Metamorphic Belts of Eastern Tianshan[J]. Acta Petrologica Sinica, 2003, 19(2): 283-296.

[37] Ma X X, Shu L S, Meert J G, et al. The Paleozoic Evolution of Central Tianshan: Geochemical and Geochronological Evidence[J]. Gondwana Research, 2014, 25: 797-819.

Zircon U-Pb Isotopic Chronology and Hf Isotopes of Diorites from Kawabulak Complex,Central Tianshan

Nijat Abdursul1,2, Muhtar Zari1,2, Wu Zhaoning1

1.CollegeofGeologyandMiningEngineering,XinjiangUniversity,Urumqi830046,China2.XinjiangKeyLaboratoryforGeodynamicProcessesandMetallogenicPrognosisoftheCentralAsianOrogenicBelt,XinjiangUniversity,Urumqi830046,China

Kawabulak complex is distributed within Kawabulak-Aktagh area in the east section of Central Tianshan block, and extended nearly latitudinally along the Kawabulak fault. We present zircon LA-ICP-MS U-Pb chronology and LA-MC-ICP-MS Hf isotopes analyses of diorites that comprise the main parts of the intermediate and basic rocks of the complex. The zircons of diorites are mainly euhedral and hypidiomorphic texture with clear rings and high Th/U ratios(>0.40). The Th and U contents show a well positive correlation. This indicates that the zircons are typically from magma. The results show that the diorites intruded during the Late Devonian period with the206Pb/238U weighted average age of 375±1 Ma (MSWD=0.081). Zircon Hf analyses show a relatively homogeneous isotopic composition; the initial Hf values fall in between 0.282 655-0.282 747 and positiveεHf(t) values of +4.0-+7.2 with a depleted mantle mode age (from 714 to 842 Ma). Combining with previous studies, we suggest that the diorites from Kawabulak complex were formed through a partial melting of depleted lithospheric mantle.

Central Tianshan; Kawabulak; diorite; zircon U-Pb dating; Hf isotopes

10.13278/j.cnki.jjuese.201506112.

2015-01-20

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41162006，40862006)；新疆中亞造山帶大陸動(dòng)力學(xué)與成礦預(yù)測自治區(qū)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目(XJDX1102-2013-01)

尼加提·阿布都遜(1987--)，男，維吾爾族，講師，主要從事火成巖及區(qū)域大地構(gòu)造學(xué)方面的教學(xué)與科研工作，E-mail:nijatxju@163.com

木合塔爾·扎日(1960--)，男，維吾爾族， 教授，主要從事區(qū)域大地構(gòu)造及成礦預(yù)測方面的教學(xué)與科研工作，E-mail:1205215168@qq.com。

10.13278/j.cnki.jjuese.201506112

P588.12

A

尼加提·阿布都遜，木合塔爾·扎日，吳兆寧.中天山卡瓦布拉克雜巖帶中閃長巖的鋯石U-Pb年齡及Hf同位素特征.吉林大學(xué)學(xué)報(bào):地球科學(xué)版,2015,45(6):1-14.

Nijat Abdursul,Muhtar Zari,Wu Zhaoning.Zircon U-Pb Isotopic Chronology and Hf Isotopes of Diorites from Kawabulak Complex,Central Tianshan.Journal of Jilin University:Earth Science Edition,2015,45(6):1-14.doi:10.13278/j.cnki.jjuese.201506112.