張忠利，楊成棟，張 斌，王永強(qiáng)，李 強(qiáng)，楊富全

(1.新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局七〇六隊(duì)，新疆 阿勒泰 836500；2.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所 自然資源部成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100037)

0 引 言

阿爾泰造山帶呈NW—SE向橫貫中國(guó)、俄羅斯、哈薩克斯坦、蒙古四國(guó)，是中亞造山帶的重要組成部分。中國(guó)新疆阿爾泰是哈薩克斯坦阿爾泰的東延部分，大地構(gòu)造上位于西伯利亞板塊與哈薩克斯坦—準(zhǔn)噶爾板塊之間，發(fā)育著大量與火山作用有關(guān)的Fe、Cu、Pb-Zn、Au等多金屬及稀有金屬(Li、Be、Nb、Ta)礦床。新疆阿爾泰在長(zhǎng)期的構(gòu)造演化中形成了大量的侵入巖，占有超過40%的面積[1](圖1)。這些侵入巖以酸性巖漿為主，中性和基性巖漿侵入較少，具有多時(shí)代、多類型、多成因、多來源的特點(diǎn)[2-3]。研究這些侵入巖對(duì)了解區(qū)域構(gòu)造演化過程具有重要的意義。

克蘭盆地是新疆阿爾泰南緣NW向斜列的4個(gè)火山-沉積盆地(由東南至西北分別為麥茲、克蘭、沖乎爾和阿舍勒盆地)之一，蘊(yùn)含有豐富的礦產(chǎn)資源，是新疆南阿爾泰重要的金屬礦產(chǎn)集中分布區(qū)，由于其獨(dú)特的地理位置、地質(zhì)構(gòu)造格局和豐富的礦產(chǎn)資源，一直以來是地質(zhì)學(xué)家研究的熱點(diǎn)地區(qū)之一。盡管前人對(duì)克蘭盆地內(nèi)出露的地層、構(gòu)造-巖漿活動(dòng)、變形和變質(zhì)作用、礦產(chǎn)等做了較多研究[4-17]，但是缺乏對(duì)盆地及外圍廣泛發(fā)育的花崗質(zhì)侵入巖的細(xì)致研究，侵入巖與盆地內(nèi)與成礦有關(guān)的火山巖系時(shí)間關(guān)系和成因聯(lián)系尚不清楚，這不僅制約了該區(qū)進(jìn)一步的地質(zhì)找礦工作，也阻礙了阿爾泰構(gòu)造演化研究進(jìn)程。

泥盆紀(jì)是克蘭盆地乃至阿爾泰(包括準(zhǔn)噶爾盆地北緣)非常重要的地質(zhì)時(shí)代，該時(shí)期火山作用強(qiáng)烈，既形成了多樣的巖石組合，也是重要的成礦期[13,18-21]。本文在野外地質(zhì)調(diào)查基礎(chǔ)上，對(duì)克蘭盆地出露的泥盆紀(jì)花崗巖開展了詳細(xì)的地質(zhì)學(xué)、巖相學(xué)及年代學(xué)研究，并結(jié)合前人區(qū)域研究成果，總結(jié)了克蘭盆地侵入巖的時(shí)空分布規(guī)律，探討了泥盆紀(jì)侵入巖與火山巖的關(guān)系、成因聯(lián)系及形成背景，旨在為進(jìn)一步研究克蘭盆地的形成和演化機(jī)制提供新依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

新疆阿爾泰分為北阿爾泰、中阿爾泰、南阿爾泰和額爾齊斯帶，克蘭盆地屬南阿爾泰(圖1)。盆地及外圍出露的地層單元有：中寒武統(tǒng)—下奧陶統(tǒng)地層、中—上志留統(tǒng)庫魯木提群、上志留統(tǒng)—下泥盆統(tǒng)康布鐵堡組和中—上泥盆統(tǒng)阿勒泰鎮(zhèn)組(圖2)。中寒武統(tǒng)—下奧陶統(tǒng)地層為楊富全等厘定的一套新的巖石地層單位[12]，分布于克蘭盆地東北底部、西北延伸部位和東北外圍，巖石組合為矽線石黑云斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃片巖、矽線石云母片巖、黑云斜長(zhǎng)角閃片巖、變粒巖和變質(zhì)砂巖等，原巖為陸源碎屑巖和火山巖，經(jīng)歷了角閃巖相變質(zhì)作用。中—上志留統(tǒng)庫魯木提群分布于盆地西南底部阿克巴斯套斷裂附近，為一套中—深變質(zhì)陸源碎屑巖夾變質(zhì)中酸性火山巖建造，主要巖性為矽線石黑云斜長(zhǎng)片麻巖、十字石紅柱石綠泥石片巖。上志留統(tǒng)—下泥盆統(tǒng)康布鐵堡組和中—上泥盆統(tǒng)阿勒泰鎮(zhèn)組是克蘭盆地的主體。上志留統(tǒng)—下泥盆統(tǒng)康布鐵堡組可劃分為上、下兩個(gè)亞組：下亞組主要巖性為(黑云、二云)石英片巖、千枚巖、變質(zhì)流紋巖、變質(zhì)英安巖、變質(zhì)凝灰?guī)r、變質(zhì)(凝灰)火山角礫巖；上亞組主要巖性為變質(zhì)流紋巖、變粒巖、變質(zhì)凝灰?guī)r夾片麻巖、綠泥石黑云片巖、大理巖薄層或透鏡體?？挡艰F堡組是克蘭盆地最重要的賦礦地層，賦存有大量Fe、Cu、Pb-Zn、Au等多金屬礦床。中—上泥盆統(tǒng)阿勒泰鎮(zhèn)組為一套淺變質(zhì)的海相碎屑巖夾碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖建造，局部夾基性火山巖及火山碎屑巖，與下伏康布鐵堡組呈斷層接觸。

圖件引自文獻(xiàn)[15]，有所修改圖1 新疆阿爾泰區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖及花崗巖年齡分布Fig.1 Geological Sketch Map and Distribution of Ages from Granitoids in Altay of Xinjiang

區(qū)域構(gòu)造線呈NW—SE向(圖2)，褶皺和斷裂均發(fā)育。阿勒泰復(fù)式向斜是克蘭盆地內(nèi)規(guī)模最大的褶皺，構(gòu)成盆地的主體，軸向?yàn)镹W—SE，軸面傾向NE，西南翼正常，東北翼倒轉(zhuǎn)且廣泛發(fā)育次級(jí)褶皺，次級(jí)褶皺軸向與主構(gòu)造線一致，以緊閉的線性褶皺為主。核部為阿勒泰鎮(zhèn)組，兩翼依次為康布鐵堡組、庫魯木提群或中寒武統(tǒng)—下奧陶統(tǒng)地層。盆地內(nèi)發(fā)育多組走向的斷裂，其中NW向斷裂為規(guī)模最大的一組。較大的斷裂有克因?qū)m斷裂、阿巴宮斷裂和阿克巴斯套斷裂，均沿不同地層單元的邊界發(fā)育。阿巴宮斷裂屬于區(qū)域性大斷裂，與克因?qū)m斷裂一起控制著康布鐵堡組的分布。阿克巴斯套斷裂為區(qū)域控盆斷裂，控制著泥盆系的分布。

克蘭盆地及周邊奧陶紀(jì)、泥盆紀(jì)、二疊紀(jì)侵入巖均有分布，巖性以花崗巖為主(圖2)，中性和基性巖漿侵入很少。

2 樣品特征及分析方法

2.1 樣品特征

本文所分析的4件樣品采自新疆阿爾泰克蘭盆地西南部和東北部，采樣位置見圖2。樣品ALTL1-01為中細(xì)粒含二云正長(zhǎng)花崗巖，坐標(biāo)為(47°47′00″N，88°07′12.7″E)；樣品LTF16-06為中粗粒二云二長(zhǎng)花崗巖，坐標(biāo)為(47°52′47″N，88°00′54″E)；樣品LTF16-07為白云二長(zhǎng)花崗巖，坐標(biāo)為(47°53′58.4″N，88°00′31.2″E)；樣品MYLT16-5為中粗粒英云閃長(zhǎng)巖，坐標(biāo)為(48°01′56″N，87°57′41″E)。

中細(xì)粒含二云正長(zhǎng)花崗巖(樣品ALTL1-01)新鮮面呈灰白色[圖3(a)、(b)]，具變余中細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)、半定向構(gòu)造，主要由鉀長(zhǎng)石(體積分?jǐn)?shù)為50%～55%)、斜長(zhǎng)石(約15%)、石英(約25%)、白云母(約5%)和黑云母(約2%)等組成。鉀長(zhǎng)石呈半自形板狀—他形粒狀，多為0.2～2.0 mm的細(xì)粒，少量為2～3 mm的中粒，呈鑲嵌狀分布，部分略顯方向性排列，為微斜長(zhǎng)石，格子雙晶顯著，具高嶺土化。斜長(zhǎng)石呈半自形板狀，粒徑為0.20～1.75 mm，呈雜亂狀分布，可見聚片雙晶，具弱黏土化。石英呈他形粒狀，粒徑為0.1～1.5 mm，呈鑲嵌狀分布，表面干凈，部分粒內(nèi)略顯波狀消光。白云母呈片狀，片徑為0.2～2.0 mm，部分長(zhǎng)軸定向排列，單偏光下無色，正交光下具鮮艷的二、三級(jí)干涉色。黑云母呈鱗片狀、片狀，片徑為0.10～1.25 mm，長(zhǎng)軸定向排列，單偏光下具黃褐—黃色多色性，多呈綠泥石假象產(chǎn)出，少殘留。副礦物為不透明礦物，見次生礦物高嶺土、黏土和綠泥石等。

中粗粒二云二長(zhǎng)花崗巖(樣品LTF16-06)新鮮面呈灰白色[圖3(c)、(d)]，具中粗?；◢徑Y(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，主要由斜長(zhǎng)石(體積分?jǐn)?shù)為25%～30%)、鉀長(zhǎng)石(約40%)、石英(20%～25%)、黑云母(3%～5%)和白云母(5%～10%)組成。斜長(zhǎng)石呈半自形—近半自形板狀，粒徑大部分為2～3 mm，較少部分為0.2～2.0 mm，呈雜亂狀排列，部分斜長(zhǎng)石呈堆狀聚集分布，具高嶺土化，局部白云母化，聚片雙晶發(fā)育。鉀長(zhǎng)石呈近半自形—他形粒狀，為微斜長(zhǎng)石，粒徑大部分為5～10 mm，少部分為2～5 mm，少量小于2 mm，主要呈雜亂狀排列，少量填隙于斜長(zhǎng)石粒間，具弱高嶺土化，局部白云母化，粒內(nèi)有斜長(zhǎng)石、文象狀石英等嵌布。石英呈他形粒狀，粒徑大部分為5～10 mm，部分小于5 mm，填隙于長(zhǎng)石粒間，部分呈堆狀聚集分布，粒內(nèi)具波狀、斑狀消光。黑云母、白云母呈葉片狀，片徑小于2 mm，呈零散狀分布；黑云母顯棕色，多色性明顯，局部白云母化；白云母交代黑云母、長(zhǎng)石。副礦物為不透明礦物、磷灰石和鋯石，見次生礦物絹云母、高嶺土和褐鐵礦等。

白云二長(zhǎng)花崗巖(樣品LTF16-07)新鮮面呈灰白色[圖3(e)、(f)]，具定向構(gòu)造、變余花崗結(jié)構(gòu)，主要由斜長(zhǎng)石(體積分?jǐn)?shù)為30%～35%)、鉀長(zhǎng)石(30%～35%)、石英(20%～25%)、白云母(10%～15%)和黑云母(約2%)組成。斜長(zhǎng)石呈他形粒狀—近半自形板狀，粒徑為0.05～2.00 mm，定向明顯，部分為粒狀變晶，部分為原巖殘留，殘留斜長(zhǎng)石多具絹云母化。鉀長(zhǎng)石呈近半自形板狀—他形粒狀，粒徑一般為0.05～2.00 mm，個(gè)別可達(dá)5 mm，定向明顯，部分為粒狀變晶，部分為原巖殘留，殘留部分為微斜長(zhǎng)石，具高嶺土化，個(gè)別鉀長(zhǎng)石粒內(nèi)有板條狀斜長(zhǎng)石嵌布。石英呈他形粒狀，粒徑大部分為0.1～1.0 mm，較少部分為1.0～3.0 mm，為變晶集合體，定向較明顯，粒內(nèi)具波狀、帶狀消光，少量石英粒內(nèi)有文象狀鉀長(zhǎng)石嵌布。白云母、黑云母呈鱗片狀、葉片狀，片徑小于0.4 mm，集合體多呈條紋狀、線紋狀聚集定向分布，部分白云母與變晶長(zhǎng)石混雜在一起。黑云母量少，顯棕色，具白云母化。副礦物為不透明礦物、磷灰石、鋯石和榍石，見次生礦物褐鐵礦、黃鉀鐵釩、高嶺土和絹云母等。

中粗粒英云閃長(zhǎng)巖(樣品MYLT16-5)新鮮面呈灰白色[圖3(g)、(h)]，具中粗?；◢徑Y(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，主要由斜長(zhǎng)石(體積分?jǐn)?shù)為70%～75%)、石英(約20%)和云母(黑云母和白云母，5%～10%)組成。斜長(zhǎng)石呈半自形板狀，以粒徑為5.0～6.5 mm的粗粒為主，2.0～5.0 mm的中粒次之，呈雜亂狀分布，正低突起，可見聚片雙晶和卡鈉復(fù)合雙晶，部分隱約可見環(huán)帶結(jié)構(gòu)，少具正邊結(jié)構(gòu)，常具絹云母化。石英呈半自形—他形粒狀，以粒徑為2.0～5.0 mm的中粒為主，0.5～2.0 mm的細(xì)粒次之，呈雜亂狀分布，粒間局部呈縫合線狀接觸，可見波狀消光和帶狀消光。黑云母和白云母呈鱗片狀，粒徑一般為0.3～2.0 mm，呈雜亂狀分布，部分黑云母已經(jīng)被綠泥石和鐵質(zhì)交代呈假象，多色性明顯。副礦物為不透明礦物、磷灰石和鋯石，見次生礦物絹云母和綠泥石等。

2.2 分析方法

采集上述4件花崗巖樣品進(jìn)行鋯石U-Pb定年。鋯石分選工作在河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所(廊坊)實(shí)驗(yàn)室完成。首先用水將樣品表面清洗并晾干、粉碎至80目，然后經(jīng)過用水粗淘、強(qiáng)磁分選、電磁分選和用酒精細(xì)淘之后，在實(shí)體顯微鏡下手工挑選出鋯石。在實(shí)體顯微鏡下挑選裂隙相對(duì)少、表面盡量潔凈、透明度相對(duì)較高的鋯石制作環(huán)氧樹脂樣品靶，經(jīng)過打磨和拋光后，拍攝鋯石反射光和透射光、陰極發(fā)光(CL)圖像。鋯石樣品靶的制作和鋯石陰極發(fā)光照相在北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司完成。

鋯石U-Pb定年在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所同位素實(shí)驗(yàn)室完成，所用儀器為Finnigan Neptune型MC-ICP-MS分析儀及與之配套的Newwave UP 213激光剝蝕系統(tǒng)。鋯石U-Pb定年激光剝蝕所用束斑直徑為25 μm，頻率為10 Hz，能量密度約為2.5 J·cm-2，以He為載氣。信號(hào)較小的207Pb、206Pb、204Pb(+204Hg)和202Hg用離子計(jì)數(shù)器接收，208Pb、232Th、238U信號(hào)用法拉第杯接收，實(shí)現(xiàn)了所有目標(biāo)同位素信號(hào)的同時(shí)接收，且不同質(zhì)量數(shù)的峰基本上都是平坦的，進(jìn)而可以獲得高精度的數(shù)據(jù)，均勻鋯石顆粒207Pb/206Pb、206Pb/238Pb、207Pb/235U值的測(cè)試精度(誤差類型為2σ)均為2%左右，對(duì)鋯石標(biāo)準(zhǔn)的定年精度和準(zhǔn)確度(誤差類型為2σ)為1%左右。LA-MC-ICP-MS激光剝蝕采樣采用單點(diǎn)剝蝕的方式，鋯石U-Pb定年以鋯石標(biāo)樣GJ-1為外標(biāo)，U、Th含量以鋯石標(biāo)樣M127(U含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)為 923×10-6，Th 為439×10-6，Th/U值為0.475[49])為外標(biāo)進(jìn)行校正。在測(cè)試過程中每測(cè)定10個(gè)分析點(diǎn)后，前后重復(fù)測(cè)定3個(gè)鋯石標(biāo)樣(2個(gè)GJ-1和1個(gè)Plesovice)進(jìn)行校正。數(shù)據(jù)處理采用ICPMADataCa 4.3程序，測(cè)試過程中絕大多數(shù)分析點(diǎn)206Pb/204Pb值大于1 000，未進(jìn)行普通鉛校正，204Pb由離子計(jì)數(shù)器檢測(cè)，204Pb含量異常高的分析點(diǎn)可能受包體等普通鉛的影響，對(duì)204Pb含量異常高的分析點(diǎn)在計(jì)算時(shí)剔除，鋯石U-Pb年齡諧和曲線用Isoplot 3.0程序獲得，表達(dá)式中所列單個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的誤差類型均為1σ，諧和年齡具95%的置信度。詳細(xì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試過程可參見文獻(xiàn)[50]。

3 結(jié)果分析

對(duì)鋯石成因類型的準(zhǔn)確判斷是正確理解鋯石U-Pb年齡意義的關(guān)鍵。鋯石的成因類型需要結(jié)合形態(tài)學(xué)、地球化學(xué)和微區(qū)特征來綜合判別[51]。鋯石陰極發(fā)光圖像(圖4)顯示，4件花崗巖樣品的鋯石形態(tài)多為半自形—自形橢圓狀、長(zhǎng)柱狀和短柱狀，長(zhǎng)為50～175 μm，寬為40～75 μm。樣品ALTL1-01和LTF16-06中的鋯石可分為3類：強(qiáng)陰極發(fā)光的鋯石、弱陰極發(fā)光的鋯石和不具陰極發(fā)光特征的鋯石。大部分強(qiáng)陰極發(fā)光的鋯石都具有清晰的巖漿振蕩環(huán)帶。樣品LTF16-07的大部分鋯石都具有較強(qiáng)的陰極發(fā)光特征，發(fā)育清晰的巖漿振蕩環(huán)帶。樣品MYLT16-5則分為強(qiáng)陰極發(fā)光和弱陰極發(fā)光兩類鋯石，這兩類鋯石均發(fā)育清晰的巖漿振蕩環(huán)帶。通過綜合分析4件樣品的鋯石反射光、透射光和陰極發(fā)光圖像，選取不含礦物包裹體、無裂隙且具陰極發(fā)光和振蕩環(huán)帶部位作為年齡分析點(diǎn)。

Th/U值可以指示鋯石成因，巖漿鋯石Th/U值一般大于0.1，而變質(zhì)鋯石Th/U值則一般小于0.1[52]。4件樣品鋯石U、Th含量變化較大(表1)，U含量為(101～1 006)×10-6，Th為(23～1 068)×10-6，Th/U值為0.12～1.66，均大于0.1(一個(gè)最小值0.04除外)，表明鋯石為巖漿成因。

樣品ALTL1-01(中細(xì)粒含二云正長(zhǎng)花崗巖)中21個(gè)有效分析點(diǎn)的年齡值比較分散，可分成4類。第一類4顆鋯石(分析點(diǎn)ALTL1-01-6、12、13、14)的206Pb/238U表面年齡為479～490 Ma。第二類8顆鋯石(分析點(diǎn)ALTL1-01-1、2、3、11、15、17、19、21)在誤差范圍內(nèi)有較一致的207Pb/206Pb、207Pb/235U和206Pb/238U值，基本成群集中分布在年齡諧和曲線上及附近[圖5(a)]，其206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(404.6±4.7)Ma(平均標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重偏差(MSWD)為0.27)[圖5(b)]，該組年齡可代表中細(xì)粒含二云正長(zhǎng)花崗巖的侵位年齡。第三類6顆鋯石(分析點(diǎn)ALTL1-01-4、5、7、8、9、10)的206Pb/238U表面年齡為370～381 Ma。第四類3顆鋯石(分析點(diǎn)ALTL1-01-16、18、20)的206Pb/238U表面年齡為276～281 Ma。該樣品獲得的多組年齡數(shù)據(jù)顯示存在捕獲或繼承鋯石，出現(xiàn)第三類偏年輕年齡(370～381 Ma)的原因還有待于進(jìn)一步研究，可能是測(cè)試過程中的問題(分析點(diǎn)結(jié)果分散，偏離集中區(qū))，克蘭盆地從區(qū)域上毗鄰額爾齊斯帶，大量的年代學(xué)工作表明，額爾齊斯帶變形時(shí)間集中在261～297 Ma[53-58]。第四類偏年輕年齡(276～281 Ma)很可能是該期熱事件的影響，這些分析點(diǎn)位于切割了早期振蕩環(huán)帶的重結(jié)晶區(qū)域，具有新鋯石生長(zhǎng)的特點(diǎn)，體現(xiàn)出遭受剪切帶流體改造的特點(diǎn)。

樣品LTF16-06(中粗粒二云二長(zhǎng)花崗巖)中17個(gè)有效分析點(diǎn)的年齡比較分散，可分成5類。第一類1顆鋯石(分析點(diǎn)LTF16-06-10)的207Pb/206Pb表面年齡為2 666 Ma。第二類1顆鋯石(分析點(diǎn)LTF16-06-2)的206Pb/238U表面年齡為883 Ma。第三類3顆鋯石(分析點(diǎn)LTF16-06-3、9、11)的206Pb/238U表面年齡為487～492 Ma。第四類9顆鋯石(分析點(diǎn)LTF16-06-1、4、5、6、7、8、13、15、16)在誤差范圍內(nèi)有較一致的207Pb/206Pb、207Pb/235U和206Pb/238U值，基本成群集中分布在年齡諧和曲線上及附近[圖5(c)]，其206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(386.7±4.8)Ma(MSWD值為0.41)[圖5(d)]，代表中粗粒二云二長(zhǎng)花崗巖的侵位年齡。第五類3顆鋯石(分析點(diǎn)LTF16-06-12、14、17)的206Pb/238U表面年齡為269～275 Ma。該樣品獲得的多組年齡數(shù)據(jù)顯示其存在多種捕獲或繼承鋯石，偏年輕的年齡則可能與二長(zhǎng)花崗巖形成后遭受區(qū)域上額爾齊斯帶(形成時(shí)代為261～297 Ma[53-58])流體改造導(dǎo)致Pb同位素丟失有關(guān)。

樣品LTF16-07(白云二長(zhǎng)花崗巖)中30個(gè)有效分析點(diǎn)的年齡明顯分成兩類。第一類6顆鋯石(分析點(diǎn)LTF16-07-7、8、12、14、15、30)的206Pb/238U表面年齡為422～439 Ma。第二類24顆鋯石的206Pb/238U表面年齡為388～401 Ma，在誤差范圍內(nèi)有較一致的207Pb/206Pb、207Pb/235U和206Pb/238U值，基本成群集中分布在年齡諧和曲線上及附近[圖5(e)]，其206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(395.6±2.9)Ma(MSWD值為0.31)[圖5(f)]，代表白云二長(zhǎng)花崗巖的侵位年齡。

樣品MYLT16-5(中粗粒英云閃長(zhǎng)巖)中19個(gè)有效分析點(diǎn)的206Pb/238U表面年齡比較集中，為397～417 Ma，在誤差范圍內(nèi)有較一致的207Pb/206Pb、207Pb/235U和206Pb/238U值，基本成群集中分布在年齡諧和曲線上及附近[圖5(g)]，其206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(406.6±3.1)Ma(MSWD值為0.68)[圖5(h)]，與諧和年齡((408.4±1.5)Ma,MSWD值為12)在誤差范圍內(nèi)一致，該年齡可代表中粗粒英云閃長(zhǎng)巖的侵位年齡。

表1 鋯石U-Pb同位素分析結(jié)果Tab.1 Analysis Results of Zircon U-Pb Isotope

續(xù)表1

圖5 鋯石U-Pb年齡諧和曲線和年齡分布Fig.5 Concordia Diagrams and Distributions of Zircon U-Pb Ages

4 討 論

4.1 古老鋯石的意義

本次4件花崗巖樣品的鋯石年齡數(shù)據(jù)中出現(xiàn)了多組捕獲或繼承鋯石，可分為4組。第一組1顆鋯石207Pb/206Pb表面年齡為2 666 Ma，為新太古代。第二組1顆鋯石206Pb/238U表面年齡為883 Ma，為新元古代。前人在阿爾泰很多地區(qū)獲得過前寒武紀(jì)古老鋯石年齡數(shù)據(jù)(表2)，這些古老鋯石年齡橫貫中太古代—新元古代的全部地質(zhì)年代(547～3 087 Ma)，具有連續(xù)分布特征，且在空間上涵蓋中阿爾泰、南阿爾泰和額爾齊斯帶的很多范圍，為阿爾泰可能存在前寒武紀(jì)基底提供了有力證據(jù)。第三組7顆鋯石的206Pb/238U表面年齡為479～492 Ma，為晚寒武世—早奧陶世，這組年齡與在克蘭盆地底部(原“庫魯木提群”)識(shí)別出的中寒武世—早奧陶世地層(主要巖性為矽線石黑云斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃片巖、矽線石云母片巖、黑云斜長(zhǎng)角閃片巖等)年齡(481～509 Ma[12])一致，可能代表巖漿上升過程中捕獲該套地層單元的鋯石年齡。第四組6顆鋯石的206Pb/238U表面年齡為422～439 Ma，為志留紀(jì)，該組年齡可能代表巖漿上升過程中捕獲中—上志留統(tǒng)庫魯木提群(主要巖性為黑云斜長(zhǎng)片麻巖、十字石紅柱石綠泥石片巖)的鋯石年齡。

表2 新疆阿爾泰前寒武紀(jì)鋯石統(tǒng)計(jì)結(jié)果Tab.2 Statistical Results of Precambrian Zircons in Altay of Xinjiang

4.2 巖體侵位時(shí)代和分布規(guī)律

本次研究獲得4件花崗巖的LA-MC-ICP-MS鋯石U-Pb年齡分別為(404.6±4.7)、(386.7±4.8)、(395.6±2.9)和(406.6±3.1)Ma，表明巖體侵位于早—中泥盆世。近年來，眾多學(xué)者對(duì)阿爾泰花崗質(zhì)巖石進(jìn)行的年代學(xué)研究表明，泥盆紀(jì)特別是400 Ma左右為阿爾泰造山帶內(nèi)巖漿侵入活動(dòng)的高峰期，也是最強(qiáng)烈的時(shí)期[18,67]。這一時(shí)期形成的花崗巖在阿爾泰造山帶內(nèi)大量分布，如瓊庫爾巖體(黑云母花崗巖,年齡為(399±4)Ma)[34]、沖乎爾盆地南巖體(黑云母花崗巖,年齡為(415±5)Ma)[25]、塔爾浪巖體(片麻狀花崗巖、二云母花崗巖、花崗巖，年齡為382～412 Ma)[29,33]、鐵列克巖體(黑云母花崗巖,年齡為(403±5)Ma)[39]、阿維灘巖體(片麻狀花崗巖，年齡為(400±6)Ma)[30]、可可托海巖體(黑云母花崗巖、花崗巖，年齡分別為(399±2)、(409±7)Ma)[30]、庫爾提巖體(片麻狀花崗巖，年齡為(416±5)Ma)[30]、蒙庫巖體(片麻狀花崗巖、英云閃長(zhǎng)巖，年齡為400～404 Ma)[31,37]、哈巴河巖體(二長(zhǎng)花崗巖，年齡為(406±2)Ma)[68]等。這些巖體主要分布于中阿爾泰和南阿爾泰的阿舍勒、沖乎爾、麥茲3個(gè)盆地中，克蘭盆地則較少報(bào)道。本次研究證實(shí)了在克蘭盆地同樣分布著年齡為400 Ma左右的花崗質(zhì)巖體。

Zheng等對(duì)小東溝一帶出露的中?；◢弾r和似斑狀花崗巖進(jìn)行了研究，獲得LA-MC-ICP-MS鋯石U-Pb年齡分別為409和400 Ma，表明該區(qū)域花崗巖同樣形成于早泥盆世[42]。由此可見，泥盆紀(jì)花崗巖在克蘭盆地周圍分布很廣，在盆地西南部和東北部均有分布。除泥盆紀(jì)花崗巖外，克蘭盆地東北部的塔拉特鐵鉛鋅礦北—鐵木爾特鐵(錳)礦東北—烏拉斯溝一帶還分布有奧陶紀(jì)花崗巖(如鐵木爾特東部巖體年齡為459 Ma[43]，阿巴宮北部巖體年齡為463 Ma[44])。盆地內(nèi)的將軍山巖體(年齡為283 Ma[45])、喇嘛昭巖體(276 Ma[46])、大喀拉蘇巖體(271 Ma，未發(fā)表)、巴斯鐵列克東礦段外圍布可薩拉巖體(277 Ma[47])和加爾巴斯套鐵礦區(qū)可斯?fàn)柟韼r體(287 Ma[48])等形成于二疊紀(jì)。綜合本文和以上年代學(xué)數(shù)據(jù)，可劃分出克蘭盆地不同時(shí)代花崗巖的分布范圍(圖2)。

4.3 巖體形成時(shí)代的地質(zhì)意義

王濤等總結(jié)了阿爾泰花崗巖的時(shí)空演變和構(gòu)造環(huán)境，提出阿爾泰造山帶經(jīng)歷了奧陶紀(jì)—志留紀(jì)陸緣俯沖，泥盆紀(jì)陸弧及陸緣邊緣裂解、弧后盆地形成，晚泥盆世最終洋盆閉合，并認(rèn)為阿爾泰造山帶在石炭紀(jì)已經(jīng)由區(qū)域擠壓變形發(fā)展為相對(duì)穩(wěn)定的伸展環(huán)境，由早期俯沖碰撞的構(gòu)造環(huán)境變化為晚造山或后造山階段[27]。董連慧等認(rèn)為阿爾泰造山帶中志留世—早泥盆世的花崗巖類主要由二長(zhǎng)花崗巖、正長(zhǎng)花崗巖及少量堿長(zhǎng)花崗巖組成，其地球化學(xué)屬性屬于廣義上的GG(花崗閃長(zhǎng)巖-花崗巖)組合[69]。這種侵入巖石組合發(fā)育在大陸邊緣弧靠近內(nèi)陸一側(cè)[70-71]。區(qū)域花崗質(zhì)巖石從奧陶紀(jì)的TTG(奧長(zhǎng)花崗巖-英云閃長(zhǎng)巖-花崗閃長(zhǎng)巖)組合到泥盆紀(jì)的GG組合，反映了火成巖的組成極性，這種空間組成極性指示俯沖方向以及地殼成熟度和地殼厚度的增加[69]。Zheng等對(duì)小東溝一帶早泥盆世花崗巖巖石地球化學(xué)的研究表明，新疆阿爾泰在泥盆紀(jì)處于活動(dòng)大陸邊緣的構(gòu)造背景下[42]。本文研究的克蘭盆地泥盆紀(jì)花崗巖很可能形成于陸緣弧環(huán)境[18,30]。同時(shí)結(jié)合前人區(qū)域構(gòu)造演化的研究認(rèn)為，克蘭盆地奧陶紀(jì)花崗巖則形成于陸緣俯沖作用的初期，二疊紀(jì)花崗巖形成于后造山或后碰撞的伸展構(gòu)造環(huán)境[72]。

17件鋯石U-Pb年齡數(shù)據(jù)表明，克蘭盆地康布鐵堡組火山巖時(shí)代由晚志留世末持續(xù)至早泥盆世末(382～413 Ma)，峰值為397 Ma[45]。本次測(cè)得的4件花崗巖的形成時(shí)代與克蘭盆地康布鐵堡組火山巖時(shí)代大體一致，為同一時(shí)期巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物，花崗巖的侵位可能略晚于火山巖。巖漿噴發(fā)活動(dòng)主要在克蘭盆地內(nèi)，巖漿侵入作用主要發(fā)生在盆地外的西南部和東北部，從分布范圍看，巖漿侵入強(qiáng)度大于巖漿噴發(fā)活動(dòng)?；鹕綆r組合和地球化學(xué)特征表明，康布鐵堡組火山巖形成于陸緣弧環(huán)境[73]?；◢弾r與火山巖的時(shí)空關(guān)系、地球化學(xué)特征和構(gòu)造環(huán)境表明兩者具有成因聯(lián)系，為陸緣弧構(gòu)造背景下同一巖漿事件的產(chǎn)物。

5 結(jié) 語

(1)分布于新疆阿爾泰克蘭盆地西南部和東北部的中細(xì)粒含二云正長(zhǎng)花崗巖、中粗粒二云二長(zhǎng)花崗巖、白云二長(zhǎng)花崗巖和中粗粒英云閃長(zhǎng)巖的LA-MC-ICP-MS鋯石U-Pb年齡分別為(404.6±4.7)、(386.7±4.8)、(395.6±2.9)和(406.6±3.1)Ma，表明巖體侵位于早—中泥盆世。

(2)年代學(xué)數(shù)據(jù)表明，克蘭盆地花崗巖的形成時(shí)代有奧陶紀(jì)、泥盆紀(jì)和二疊紀(jì)，其中泥盆紀(jì)花崗巖的分布范圍最大，泥盆紀(jì)特別是400 Ma左右為克蘭盆地花崗質(zhì)巖漿侵入活動(dòng)的高峰期，與區(qū)域上一致。

(3)結(jié)合區(qū)域資料認(rèn)為，克蘭盆地泥盆紀(jì)花崗巖與康布鐵堡組火山巖時(shí)代大體一致，花崗巖的侵位略晚于火山巖，花崗巖與康布鐵堡組火山巖為陸緣弧構(gòu)造背景下同一巖漿事件的產(chǎn)物。