魯浩，劉歡，萬鵬，薄軍委，李金濤，孫景耀

1)山東省第三地質礦產勘查院，山東煙臺，264004；2)長安大學地球科學與資源學院，西安，710054

內容提要:碎石溝花崗巖體位于東昆侖造山帶西段木孜塔格地區(qū)，是該地區(qū)幾個主要花崗巖體之一。為了查明該巖體的成因類型、物質來源及形成時代，并在此基礎上進一步探討木孜塔格地區(qū)的區(qū)域構造演化過程及東昆侖造山帶地球動力學背景，對該巖體進行了詳細的巖石學、地球化學及鋯石U-Pb年代學研究。巖石學特征表明，碎石溝花崗巖主要由灰白色中細粒二長花崗巖組成，在巖體邊部可見少量灰白色花崗閃長巖。巖石地球化學研究表明，該巖體具有高硅(SiO2=67.54 %～71.56 %)、高堿(Na2O=3.08%～4.50%、K2O=3.05%～4.20%)、富鋁的特點(Al2O3=14.26%～16.58%)，屬于準鋁質—弱過鋁質高鉀鈣堿性系列；稀土元素含量較高(126.31×10-6～160.13×10-6)，總體表現(xiàn)出輕稀土富集，重稀土虧損的右傾式配分模式，具有Eu的弱負異常(δEu=0.68～0.85)；微量元素相對富集Rb、Th、K等大離子親石元素，虧損Nb、Ta、Hf、Sr等高場強元素，顯示出 I 型花崗巖的特征。本次研究獲得碎石溝巖體二長花崗巖的鋯石U-Pb年齡為208.0±1.1 Ma(MSWD=1.0)，屬于晚三疊世巖漿活動產物。結合區(qū)域構造演化特征，碎石溝花崗巖來源于下地殼物質部分熔融，并且在形成過程中存在幔源巖漿底侵及殼幔巖漿混合作用，其構造背景為后碰撞環(huán)境。

東昆侖造山帶位于中央造山系西段，青藏高原北緣，是經歷了多期構造運動的復合型大陸造山帶(莫宣學等，2007)，因其獨特的構造演化史，受到了地質學者的廣泛關注。東昆侖造山帶南鄰巴顏喀拉地塊，北鄰柴達木地塊，西部通過阿爾金斷裂與西昆侖造山帶銜接，東部通過溫泉斷裂與共和盆地相連，東西延伸約1500 km。以祁漫塔格—香日德蛇綠混雜巖帶、阿其克庫勒湖—昆中蛇綠混雜巖帶、木孜塔格—布青山—阿尼瑪卿蛇綠混雜巖帶為界，前人將東昆侖造山帶自北向南依次劃分為北祁漫塔格構造帶(東昆北)、東昆中構造帶和東昆南構造帶(殷鴻福等，1997；潘桂堂等，2013；吳才來等，2014；Meng Fancong et al．，2015；陳國超等，2017a，2019；Dong Yunpeng et al.，2018；高棟等，2019)。在長期的地質演化過程中，東昆侖造山帶經歷了復雜多樣的構造演化，廣泛出露不同時代、不同成因的花崗巖。這些花崗巖從時代上看主要分為早古生代和晚古生代—早中生代兩個階段，尤其是早中生代(印支期)巖體普遍發(fā)育，幾乎遍布全區(qū)，多以巖株、巖脈的形式在空間上呈不規(guī)則狀、透鏡狀或長條狀沿NW—SE向區(qū)域性斷裂分布(莫宣學等，2007；豐成友等，2012 ；Ding Qingfeng et al.,2014；Huang Hui et al.,2014；馬昌前等，2015；胡朝斌等，2018；陳國超等，2018；陳邦學等，2019；李猛等，2020)。

大部分學者認為，東昆侖造山帶三疊紀花崗巖類為后碰撞伸展背景下伴隨加厚地殼拆沉作用的產物(羅照華等，2002；陳國超等，2013，2018；奧琮等，2015；邵鳳麗，2017；高永寶等，2017；王疆濤，2017)。東昆侖地區(qū)在晚三疊世已經進入后碰撞階段，地殼增厚使下地殼物質部分熔融，“相對松弛”的應力背景使下地殼發(fā)生拆沉，引發(fā)軟流圈物質上涌底侵至下地殼底部，與殼源花崗質巖漿發(fā)生不同程度的混合，從而形成東昆侖地區(qū)晚三疊世花崗巖類(諶宏偉等，2005；豐成友等，2012；孔會磊等，2016；菅坤坤等，2017；湯鴻偉等，2018；陳國超等，2019)。另有少部分學者認為東昆侖地區(qū)在中三疊世以前已經進入后碰撞階段，花崗巖的形成的主導方式不是巖漿混合作用，而是早期俯沖洋殼部分熔融形成的，并且在這一時期形成具A型花崗巖特征的巖脈(Huang Hui et al.,2014；Ding Qingfeng et al.,2014)。

通過對現(xiàn)有資料的研究，東昆侖造山帶三疊紀花崗巖類的研究主要集中在東段(劉成東等，2002；羅明非等，2014；Xia Rui et al.,2014；Ding Qingfeng et al.,2014；陳國超等，2019)，對東昆侖造山帶西段三疊紀花崗巖類的研究相對薄弱，而且主要集中在東昆北構造帶中的祁漫塔格地區(qū)(諶宏偉等，2005；劉云華等，2006；吳祥珂等，2011；豐成友等，2012；李猛等，2020)，而對位于東昆南構造帶的木孜塔格地區(qū)三疊紀花崗巖類研究很少，僅有少量關于木孜塔格蛇綠混雜巖帶(吳峻等，2001；蘭朝利等，2002)和新生代火山巖的相關報道(涂其軍等，2007；岳躍破等，2020)，指出古特提斯洋于二疊紀—晚三疊世北向俯沖消亡過程中，在木孜塔格地區(qū)形成了較成熟的溝—弧—盆體系(吳峻等，2001)，但對于該地區(qū)洋盆閉合時限及三疊紀構造—巖漿演化特征鮮有報道。

東昆侖造山帶西段木孜塔格地區(qū)中生代花崗巖類出露相對較少(圖1)，本文研究的碎石溝花崗巖，是該地區(qū)僅有的幾個出露面積較大的中生代花崗巖體之一。作者在野外地質調查的基礎上，對碎石溝巖體進行詳細的巖石學、地球化學、鋯石U-Pb年代學研究，通過查明該巖體的成因類型、巖漿物質來源及其形成機制，討論碎石溝花崗巖體與古特提斯構造演化的關系，進一步了解木孜塔格地區(qū)洋陸轉換及殼幔相互作用過程，從而為東昆侖造山帶三疊紀構造—巖漿演化的研究提供相關地質證據。

圖1 東昆侖造山帶中生代巖漿巖分布圖(據Dong Yunpeng et al.,2018修改)Fig.1 Distribution of Mesozoic magmatic rocks in the East Kunlun orogenic belt(modifeid from Dong Yunpeng et al.,2018)

1 地質背景及巖石學特征

東昆侖造山帶自北向南主要由東昆北(祁漫塔格)弧后盆地、東昆中微陸塊(復合巖漿弧)、昆南增生雜巖帶和巴顏喀拉前陸盆地組成(李榮社等，2008)，分別對應前述的北祁漫塔格構造帶、東昆中構造帶和東昆南構造帶。

木孜塔格地區(qū)在大地構造區(qū)劃上位于東昆侖造山帶西段南緣(吳峻等，2001)，屬于昆南增生雜巖帶。區(qū)內地層較發(fā)育，以晚古生代—中生代地層為主，主要為中泥盆統(tǒng)布拉克巴什組(D2bl)、下石炭統(tǒng)托庫孜達坂組(C1tk)、下二疊統(tǒng)碧云山組(P1by)、中二疊統(tǒng)卡爾瓦組(P2krw)、上三疊統(tǒng)桃湖組(T3th)等，局部出露少量中元古代變質基底(長城系小廟組(Chx))及新生代地層。區(qū)內巖漿活動頻繁，自元古代至中生代均有巖漿巖活動，活動方式為火山噴發(fā)和巖漿侵入，形成一系列侵入巖及火山巖，但普遍規(guī)模不大，侵入巖多以巖株、巖脈形式產出，主要巖性有花崗閃長巖、二長花崗巖、閃長巖、輝長巖等。區(qū)內構造活動強烈，均具有多期性、繼承性特點，其中昆北斷裂帶、昆中斷裂帶及昆南斷裂帶的發(fā)生、發(fā)展及演化控制著本區(qū)的構造巖漿活動、沉積作用及成礦作用。

碎石溝巖體位于木孜塔格峰北東約100 km處碎石溝溝口一帶，巖體產出狀態(tài)明顯受其北側向陽泉—花海灘斷裂控制，呈北西—南東向展布，東西長約9 km，南北寬約800 m，出露面積約4 km2。巖體主體侵入于下石炭統(tǒng)托庫孜達坂組(C1tk)，該組主要為一套碎屑巖夾碳酸鹽巖及含放射蟲硅質巖組合，局部可見火山巖斷塊出露，由南向北巖石變質作用逐漸增強，巖性由巖屑砂巖、變質巖屑砂巖向碎裂巖化巖屑砂巖、弱糜棱巖化巖屑砂巖過渡。碎石溝巖體與圍巖地層總體呈侵入接觸關系，局部與蝕變玄武巖、硅質巖呈斷層接觸(圖2)，由于受到后期構造運動影響，巖石普遍較破碎，野外露頭較差，巖體巖性相對較單一，主要為灰白色中細粒二長花崗巖，邊部可見少量灰白色花崗閃長巖，二者野外特征相似，接觸界線不明顯，推測二者可能為漸變過渡關系。巖體內部偶見閃長巖、閃長玢巖、花崗斑巖等，均呈細脈狀產出。

圖2 新疆東昆侖木孜塔格地區(qū)碎石溝花崗巖地質簡圖Fig.2 Geological map of the Suishigou granite in Muztag area,East Kunlun,Xinjiang

灰白色中細粒二長花崗巖：巖石表面風化呈淺灰色、土黃色，新鮮面呈灰白色，局部淺肉紅色，中細粒花崗結構，塊狀構造。巖石主要由斜長石(40%～45%)、鉀長石(35%～40%)、石英(20%～25%)和黑云母(0～10%)等組成。副礦物主要為磁鐵礦、磷灰石、鋯石。斜長石呈半自形板狀，中細粒，雙晶發(fā)育，可見韻律環(huán)帶，部分具輕微—中等程度絹云母化、隱晶簾石化，種屬為奧長石(An=25～30)；鉀長石呈半自形—他形板狀，中細粒，呈不規(guī)則狀充填，不均勻分布，常見鈉質條紋，種屬為微斜條紋長石；石英多呈他形粒狀，細粒，呈不規(guī)則狀充填孔隙，不均勻分布；黑云母呈半自形鱗片狀，中細粒，星散狀分布，多發(fā)生綠泥石化蝕變(圖3a、b)。

圖3 新疆東昆侖木孜塔格地區(qū)碎石溝花崗巖野外手標本及鏡下照片:(a)、(b)二長花崗巖；(c)、(d)花崗閃長巖Fig.3 Photographs and microscopic photos of Suishigou granite in Muztag area,East Kunlun,Xinjiang:(a),(b)monzogranite;(c),(d)granodioriteBi—黑云母；Kf—鉀長石；Pl—斜長石；Q—石英 Bi—biotite；Kf—potash feldspar；Pl—plagioclase；Q—quartz

灰白色(碎裂狀)中細?；◢忛W長巖：巖石呈灰白色、灰黃色，中細?；◢徑Y構—碎裂結構，塊狀構造。巖石主要由斜長石(55%～60%)、鉀長石(5%～10%)、石英(20%～25%)、黑云母(10%～15%)組成，偶見角閃石。副礦物主要為磁鐵礦、鋯石、磷灰石。斜長石呈半自形板狀，中細粒，鑲嵌狀、雜亂分布，常見聚片雙晶、卡鈉復合雙晶，種屬為奧長石(An=25～30)。鉀長石近半自形—他形粒狀，中細粒，星散狀、填隙狀分布。內常見格子雙晶、鈉質條紋，條紋微細脈狀，為固溶體出溶產物，種屬為微斜條紋長石。石英他形粒狀，中粒，填隙狀分布。黑云母片狀，中粒，星散狀分布。個別樣品見少量蝕變暗色礦物(<5%)，半自形柱狀，粒度<1.5～0.5 mm，已完全程度綠泥石化、綠簾石化，殘留晶形，判斷原礦物為角閃石或黑云母等，不均勻分布(圖3c，d)。

2 樣品采集及分析方法

用于鋯石U-Pb測年、主量元素、微量元素、稀土元素分析的花崗巖樣品均采于碎石溝巖體，其中二長花崗巖樣品6件，花崗閃長巖樣品3件，所有樣品采自于地表花崗巖露頭，巖石新鮮。

主量、微量和稀土元素的測試工作由山東省第三地質礦產勘查院實驗測試中心完成。主量元素利用TAS-990F型原子吸收分光光度計進行測試，F(xiàn)eO由氫氟酸、硫酸溶樣，采用重鉻酸鉀滴定的容量法進行測試，誤差小于等于2%；微量和稀土元素利用ICAP Q型電感耦合等離子質譜儀完成，誤差小于等于5%。分析結果見表1。

表1 新疆東昆侖木孜塔格地區(qū)碎石溝花崗巖主量元素(%)和稀土、微量(×10-6)分析結果Table 1 Analysis results of major elements (%),rare earth and trace elements (×10-6)of the Suishigou granite in Muztag area,East Kunlun,Xinjiang

樣品號16YQ4417YQ1417YQ1817YQ1917YQ2717YQ3016YQ6217YQ2317YQ24巖性二長花崗巖花崗閃長巖Th11.21 9.60 11.10 10.10 10.00 11.00 11.77 10.00 10.20 Ga18.85 19.80 18.00 19.20 20.40 18.80 18.81 18.20 18.30 V5.82 9.86 7.91 6.17 9.36 7.63 4.39 5.94 6.08 Hf1.65 5.70 5.10 5.30 5.40 5.20 1.65 5.10 5.50 Cs4.67 10.20 5.01 6.33 7.20 6.67 5.95 6.03 6.99 Sc2.19 3.60 3.10 3.08 3.81 2.98 2.19 2.42 3.24 Ta1.04 0.87 3.28 0.83 0.97 0.93 1.04 1.00 0.81 U1.90 1.42 1.51 2.32 1.49 1.34 1.15 1.36 1.73 K2.83 2.60 2.34 2.75 2.36 2.42 2.82 2.48 2.68 Na2.62 2.18 2.07 2.09 2.34 2.20 2.24 2.02 2.24 Ti1979 2648 2511 2491 2580 2677 1952 2595 2654 P410.6 445.5 410.9 514.7 482.4 575.8389.7430.3431.7Nb/Ta13.02 10.49 2.82 10.92 9.68 10.05 12.65 9.20 11.15 Zr/Hf92.00 28.58 30.94 29.81 31.65 31.44 81.15 31.96 29.33 Rb/Sr0.44 0.41 0.44 0.52 0.41 0.49 0.48 0.40 0.57 Rb/Ba0.32 0.22 0.20 0.24 0.24 0.25 0.35 0.20 0.24

同位素測年樣品的鋯石挑選和制靶由河北廊坊峰澤源實驗測試有限公司承擔完成。巖石破碎后用常規(guī)浮選和電磁選方法進行分選，然后在雙目鏡下挑選出晶型和透明度較好、無包裹體、無裂痕的鋯石顆粒，用于制靶。對其進行透射光、反射光及陰極發(fā)光CL照相，避開內部裂隙和包裹體的干擾，選定鋯石測試點位，以獲得準確年齡。鋯石測年在中國地質調查局天津地質調查中心實驗室進行，測年儀器為美國Thermo Fisher公司制造的Neptune 型MC-ICP-MS及與之相配套的Newwave UP 193 nm激光剝蝕系統(tǒng)。激光束斑直徑為35 μm，剝蝕深度為20～40 μm，能量密度為13～14 J/cm2，頻率為8 Hz。鋯石年齡標樣為GJ-1，以NIST SRM610為外標計算Pb、U、Th元素含量，普通鉛由208Pb校正法進行校正(李懷坤等，2009)。數(shù)據處理采用ICP-MS DataCal程序，鋯石U-Pb諧和圖用Isoplot程序繪制(Ludwig，2003)。測得鋯石U-Pb同位素數(shù)據見表2，數(shù)據誤差均為1σ。

表2 新疆東昆侖木孜塔格地區(qū)碎石溝二長花崗巖LA-MC-ICP-MS鋯石U-Pb測年分析結果表Table 2 LA-MC-ICP-MS Zircon U-Pb dating results of Suishigou monzogranite in Muztag area,East Kunlun,Xinjiang

3 分析結果

3.1 巖石地球化學特征

巖石樣品主量元素分析結果見表1，對樣品的主量元素在去除燒失量后進行百分化處理，以下的討論和作圖均按照歸一化后的數(shù)據進行。從分析結果上看，碎石溝花崗巖總體具有高硅、高堿、富鋁的特點。其中：

二長花崗巖樣品SiO2含量介于69.00%～71.56%，平均70.38%；Na2O為3.30%～3.93%，平均3.65%；K2O為3.05%～3.77%，平均3.43%。在TAS圖解中，樣品點主體落入花崗巖和花崗閃長巖范圍(圖4a)；二長花崗巖里特曼指數(shù)(σ)為1.46～2.23，平均1.84，堿度率(AR)為2.17～2.59，屬高鉀鈣堿性系列(圖4b)；Al2O3為14.26%～16.02%，平均14.90%；鋁飽和指數(shù)(A/CNK)為0.93～1.10，平均1.00，為準鋁質—弱過鋁質花崗巖(圖4c)。

圖4 新疆東昆侖木孜塔格地區(qū)碎石溝花崗巖SiO2—(Na2O+K2O)分類圖解(底圖據 Middlemost，1994)、Si—K2O圖(底圖據Maniar and Piccoli，1989)及A/CNK—A/NK圖解(底圖據Irvnet and Baragar，1971)Fig.4 SiO2—(Na2O + K2O)classification diagram (after Middlemost,1994),Si—K2O diagram (after Maniar and Piccoli,1989)and A/CNK—A/NK diagram (after Irvnet and Baragar,1971)of Suishigou granite in Muztag area,East Kunlun,Xinjiang

花崗閃長巖樣品SiO2含量介于67.54%～70.83%，平均69.43%；Na2O為3.08%～4.50%，平均3.84%；K2O為3.47%～4.20%，平均3.76%。在TAS圖解中，花崗閃長巖樣品點主體落入花崗巖和花崗閃長巖范圍(圖4a)；樣品里特曼指數(shù)(σ)為1.54～3.08，平均2.25，堿度率(AR)為1.97～2.81，屬高鉀鈣堿性系列(圖4b)；Al2O3為15.22%～16.58%，平均16.07%；鋁飽和指數(shù)(A/CNK)為1.01～1.25，平均1.09，屬于弱過鋁質花崗巖(圖4c)。

碎石溝巖體二長花崗巖與花崗閃長巖化學成分基本相似，均為高鉀鈣堿性系列準鋁質—弱過鋁質花崗巖，Al2O3、CaO、Na2O、K2O、P2O5等氧化物含量與SiO2含量呈明顯負相關，暗示可能存在礦物(斜長石、磷灰石等)的分離結晶。

稀土元素分析結果見表1，二長花崗巖與花崗閃長巖樣品稀土總量相當，前者ΣREE=126.31×10-6～135.98×10-6，平均131.17×10-6，后者ΣREE=129.60×10-6～160.13×10-6，平均139.80×10-6；二長花崗巖LREE/HREE=18.02～20.56，平均19.56，(La/Yb)N=50.08，(La/Sm)N=3.97，(Gd/Yb)N=6.63，花崗閃長巖LREE/HREE=19.01～21.36，平均19.87，(La/Yb)N=51.14，(La/Sm)N=3.99，(Gd/Yb)N=6.59，二者稀土元素配分曲線特征類似，均表現(xiàn)為輕稀土富集，重稀土虧損的右傾模式(圖5a)，而且二者輕重稀土分異程度較高，輕重稀土內部均有一定程度分餾；二長花崗巖δEu=0.77～0.85，平均0.81，花崗閃長巖δEu=0.68～0.79，平均0.75，二者均表現(xiàn)為Eu弱負異常，可能與斜長石分離結晶有關。

圖5 新疆東昆侖木孜塔格地區(qū)碎石溝花崗巖稀土元素球粒隕石標準化曲線(a)(標準化數(shù)值據Boynton,1984)及微量元素原始地幔標準化蛛網圖(b)(標準化數(shù)值據Sun and McDonough,1989)Fig.5 Chondrite-normalized REE patterns (a)(normalization values are from Boynton,1984)and primitive mantle-normalized trace-element spidergrams (b)(normalization values are from Sun and McDonough,1989)for the Suishigou granite in Muztag area,East Kunlun,Xinjiang

樣品微量元素原始地幔標準化蛛網曲線如圖5b，從圖上可以看出，碎石溝巖體二長花崗巖與花崗閃長巖樣品微量元素特征類似，均富集Rb、Th、K等大離子親石元素，虧損Nb、Ta、Hf、Sr等高場強元素；曲線中Ba、Sr、Nb顯示負異常，說明有斜長石的熔融殘留相或結晶分離相存在，Ti明顯虧損，可能與鈦鐵礦的分離結晶有關；相對于Rb與Th明顯虧損Ba，顯示出大陸弧背景下造山型花崗巖的特征(李昌年，1992)；二長花崗巖Nb/Ta平均為9.50、Rb/Ba平均為0.25、Zr/Hf平均為40.74、Rb/Sr平均為0.44，花崗閃長巖Nb/Ta平均為11.00、Zr/Hf平均為47.48、Rb/Ba平均為0.27、Rb/Sr平均為0.48，與地殼相關元素比值接近(Nb/Ta=8.3～16.7、Zr/Hf=35.5、Rb/Ba=0.12、Rb/Sr=0.5；Rudnick et al.,2014)。

3.2 鋯石U-Pb年齡

本次選擇巖體中部新鮮樣品(二長花崗巖)進行測年，鋯石形態(tài)以長柱狀為主，個別呈橢圓狀，在陰極發(fā)光圖像上可見清晰的震蕩環(huán)帶結構(圖6)。分析結果顯示，鋯石的U和Th含量分別為91.1～347.3、249.9～1212.3，Th/U值介于0.11～0.46，均大于0.1，具有巖漿鋯石的特征(吳元保等，2004)。本次共測定35個點，據鋯石U-Pb定年結果顯示，大部分鋯石測點數(shù)據都位于諧和線上(圖7)，分布較集中，n(206Pb)/n(238U)年齡范圍介于203～212 Ma，其加權平均值為208.0 ± 1.1 Ma(MSWD =1.0)，可以代表碎石溝巖體的形成年齡。

圖6 新疆東昆侖木孜塔格地區(qū)碎石溝二長花崗巖鋯石陰極發(fā)光圖Fig.6 Zircon cathodoluminescence diagram in Muztag area,East Kunlun,Xinjiang

圖7 新疆東昆侖木孜塔格地區(qū)碎石溝二長花崗巖鋯石U-Pb諧和曲線圖Fig.7 U-Pb concordance curves of Suishigou monzogranite in Muztag area,East Kunlun,Xinjiang

4 討論

4.1 巖石成因類型及源區(qū)特征

花崗巖成因類型的判定需要綜合巖石的主要礦物組成及地球化學特征等綜合考慮。一般來講，角閃石、堇青石和堿性暗色礦物分別是判別I型、S型和A型花崗巖的重要礦物學標志(吳福元等，2007)。根據巖石學研究，碎石溝花崗巖體的主要礦物組成為斜長石、鉀長石、石英、黑云母等，副礦物以磁鐵礦、鋯石、磷灰石為主，不含堇青石、白云母等富鋁礦物，符合I型花崗巖礦物組合特征。根據實驗巖石學研究，磷灰石在弱過鋁質及準鋁質熔體(I型)中含量很低并且與SiO2含量之間呈負相關關系，在過鋁質熔體(S型)中與SiO2含量之間呈正相關關系(Wolf and London，1994)。在SiO2—P2O5圖解中(圖8a)，碎石溝花崗巖體樣品SiO2與P2O5含量之間顯示負相關關系。在SiO2—Y圖解中，樣品點落入I型花崗巖區(qū)域(圖8b)。此外結合碎石溝花崗巖體高硅、高堿、準鋁質—弱過鋁質的地球化學特征以及在CIPW標準礦物中大部分剛玉分子含量小于1%的特征(Chappell and White，2001)，我們認為碎石溝花崗巖體的成因類型為I型花崗巖。

花崗巖一般認為是由地殼物質部分熔融形成的。由于地殼物質成分的不均一性，不同巖漿物質來源的花崗巖往往具有不同的地球化學特征。碎石溝巖體樣品總體具有高硅、高堿、富鋁、低鎂鐵(Mg#平均0.21)等殼源特征；在微量元素配分模式圖上，碎石溝花崗巖體Rb—Th處呈峰型、Nb—Ta處呈槽型，Zr元素相對富集，Ti相對虧損，同樣顯示出殼源花崗巖的部分特征；而且二長花崗巖Nb/Ta、Rb/Ba、Zr/Hf平均值分別為9.50、0.25、40.74，花崗閃長巖Nb/Ta、Rb/Ba、Zr/Hf平均值分別為11.00、0.27、47.48，均與地殼相關元素比值接近(Nb/Ta=8.3～16.7、Zr/Hf=35.5、Rb/Ba=0.12、Rb/Sr=0.5；Rudnick et al.,2014)。根據前人研究，La/Yb—La協(xié)變關系可以判斷花崗巖是由結晶分異作用形成還是由部分熔融作用形成(Allègre and Minster，1978；高棟等，2019)。在結晶分異作用中，La/Yb值一般不會隨La含量的增加發(fā)生變化。碎石溝花崗巖樣品La/Yb與La之間具有明顯的線性關系(圖8c)，說明形成碎石溝巖體的主要來源于地殼物質的部分熔融。

圖8 新疆東昆侖木孜塔格地區(qū)碎石溝花崗巖體P2O5—SiO2(a)(據Chappell,1999)、SiO2—Y成因類型判別圖解 (b)(據Collins et al.,1982)、La—(La/Yb)圖解(c)(據Allègre and Minster，1978)、log(Ba)—log(Eu)圖解(d)(底圖據謝建成等，2016)、log(La/Yb)N—log(La)圖解(e)(底圖據謝建成等，2016)Fig.8 P2O5 —SiO2 discrimination diagram (a)(after Chappell et al.,1974),SiO2—Y discrimination diagram (b)(after Collins et al.,1982)of petrogenetic types;La—(La/Yb)diagram (c)(after Allègre and Minster，1978 ),log(Ba)—log(Eu)diagram(d)(after Xie Jiancheng et al.,2016)and log(La/Yb)N—log(La)diagram (e)(after Xie Jiancheng et al.,2016)for Suishigou granitoids in Muztag area,East Kunlun,XinjiangPl—斜長石；Kf—鉀長石；Bt—黑云母;Aln—褐簾石；Mnz—獨居石；Ap—磷灰石；Zrn—鋯石Pl—plagioclase；Kf—K—feldspar；Bt—biotite;Aln—allantine；Mnz—monazite；Ap—apatite；Zrn—zirocn

Rb/Sr是表征源巖的一個重要參數(shù)，通常認為幔源巖漿Rb/Sr小于0.05，殼?；旌显唇橛?.05～0.5，大于0.5者則以殼源為主(Tischendorf，1986；張愛奎等，2016)。碎石溝巖體二長花崗巖樣品Rb/Sr值為0.41～0.52，平均0.45，花崗閃長巖Rb/Sr值為0.40～0.57，平均0.48，推測樣品源區(qū)可能有少量幔源物質的加入。在Harker圖解中，樣品Al2O3、FeOT、MgO、CaO、Na2O和K2O均與SiO2含量呈負相關(圖9)，暗示巖體在形成時可能發(fā)生過殼源巖漿與幔源巖漿之間的巖漿混合作用(湯鴻偉等，2018)。

圖9 新疆東昆侖木孜塔格地區(qū)碎石溝巖體Harker圖解Fig.9 Harker diagrams for Suishigou pluton in Muztag area,East Kunlun,Xinjiang

Harker圖解中明顯的線性關系反映出巖漿在演化過程中發(fā)生過明顯的分異作用(圖9)，Eu負異?？赡苁怯捎谛遍L石分離結晶造成的，鉀長石分異則產生Ba負異常(謝建成等，2016)，低Mg#特征表明巖漿經歷過鐵鎂礦物的分異作用(如黑云母)，在Log(Eu)—Log(Ba)圖解(圖8d)，顯示碎石溝花崗巖樣品發(fā)生過斜長石、鉀長石和黑云母分異作用。副礦物受REE變異控制，在La—(La/Yb)N圖解中(圖8e)，碎石溝花崗巖在巖漿演化過程中，REE含量變化可能受到磷灰石和鋯石分異作用控制。

通常認為，東昆侖地區(qū)三疊紀末古特提斯洋已經關閉，沿昆南斷裂帶發(fā)生了羌塘—東昆侖大陸碰撞(姜春發(fā)等，1992；郭正府等，1998)，在俯沖—碰撞的動力學背景下容易發(fā)生幔源巖漿的底侵作用(劉成東等，2002；諶宏偉等，2005；吳祥柯，2012)，這可以從東昆侖地區(qū)三疊紀花崗巖帶中廣泛分布的輝長巖得到證明，如石灰溝外灘巖體中的角閃輝長巖(226.4±0.4 Ma；羅照華等，2002)、加魯河巖體中的角閃輝長巖(239±6 Ma；諶宏偉等，2005)、肯德可克巖體輝長閃長巖(218 Ma；吳祥柯，2012)。俯沖板片脫水產生富水和大離子親石元素、虧損高場強元素的流體，流體交代上覆地幔楔引發(fā)其部分熔融，形成的巖漿底侵下地殼(徐博等，2019)，底侵巖漿帶來的巨大熱量導致地殼物質熔融，形成大規(guī)模的花崗質巖漿，同時幔源巖漿與殼源花崗質巖漿發(fā)生一定程度的混合(劉成東等，2002；莫宣學等，2007；高永寶等，2017；徐博等，2020)，最終形成晚三疊世花崗質巖體。

碎石溝二長花崗巖樣品的鋯石定年結果為208.0 ±1.1 Ma，為晚三疊世巖漿活動產物，區(qū)內灰綠色(碎裂)蝕變細中粒輝長巖年齡為211±1 Ma(未發(fā)表)?，與前述東昆侖地區(qū)三疊紀花崗巖體具有相似性，結合巖石學、巖石地球化學特征，我們認為碎石溝巖體來源于下地殼物質的部分熔融，同時在形成過程中有少量幔源物質的混入，發(fā)生了一定程度的幔源巖漿底侵作用及殼幔巖漿混合作用。

4.2 構造背景分析

東昆侖造山帶是一個多期次疊加的多旋回造山帶(殷鴻福等，1997；錢兵等，2015)，經歷了多次大洋俯沖到陸內碰撞的轉換過程(陳加杰等，2016)。殷鴻福等(1997)認為在晚古生代—中生代期間，東昆侖地區(qū)經歷了一次大洋俯沖(古特提斯洋)到陸內碰撞的轉換過程，從而導致東昆侖地區(qū)廣泛發(fā)育與古特提斯構造演化相關的花崗巖(Ding Qingfeng et al.,2014；Huang Hui et al.,2014；Xiong Fuhao et al.,2012；馬昌前等，2015)。研究表明，中晚二疊世古特提斯洋北支洋盆開始由擴張狀態(tài)轉變?yōu)槭湛s匯聚狀態(tài)，由南向北朝東昆侖地塊之下俯沖(Xiong Fuhao et al.,2012)；早—中三疊世洋殼俯沖消減，洋盆消失，發(fā)生陸—陸斜向碰撞造山作用(郭正府等，1998；莫宣學等，2007；陳國超等，2017b)；中三疊世晚期—晚三疊世早期東昆侖地區(qū)巴顏喀拉地塊和東昆侖地塊處于陸—陸碰撞階段(劉金龍等，2015)，這一時期內巖漿活動相對較弱；后碰撞造山作用發(fā)生在晚三疊世(235～204 Ma；莫宣學等，2007；張愛奎等，2012)；晚三疊世末期，碰撞結束，東昆侖地區(qū)逐漸進入陸內伸展造山階段，整個區(qū)域上升成陸(豐成友等，2012)。

通常認為，洋盆閉合后，碰撞造山階段，主體受擠壓應力作用，而后碰撞階段主體受拉張應力作用，這一階段經歷了擠壓環(huán)境向陸內伸展—拉張環(huán)境的轉換過程，同時在這一過程中，由于加厚地殼發(fā)生拆沉(離)作用，幔源巖漿底侵作用，導致地殼物質部分熔融，發(fā)生殼?；旌献饔?，形成一系列高鉀鈣堿性花崗巖(何成等，2018)。從東昆侖地區(qū)中晚三疊世形成的大量混合成因花崗巖及基性巖脈來看，該地區(qū)存在碰撞后拆沉作用及幔源巖漿底侵事件(鄧晉福等，2004)，而且在這一時期內(中晚三疊世)區(qū)域構造體制由擠壓轉為伸展。高鉀、堿性“A”型花崗巖的出現(xiàn)預示著碰撞造山期結束，即將進入陸內伸展階段(豐成友等，2012)。

碎石溝花崗巖以二長花崗巖和花崗閃長巖為主，具有高硅、高堿、富鋁、低鎂鐵特征，為準鋁質—弱過鋁質高鉀鈣堿性系列巖石；微量元素富集LREE、Rb、Th、U，虧損Nb、Ta、Sr、Hf等，暗示其來源于具有消減帶特征的地殼源區(qū)。在Pearce 等(1984)的Nb—Y圖解中(圖10a)，碎石溝花崗巖體樣品點主要落于同碰撞花崗巖與火山弧花崗巖交界處；在Th/Yb—Ta/Yb構造環(huán)境判別圖解(圖10b)，樣品點主要集中在活動大陸邊緣環(huán)境(Gordon and Schandl,2000)；在Rb/10—Hf—Ta×3圖解中(圖10c)，樣品點落在具有碰撞大地構造背景上花崗巖范圍內；在花崗巖構造環(huán)境R1—R2因子判別圖解中(圖10d)，樣品點大多落在同碰撞區(qū)與碰撞后隆起區(qū)交界處附近，僅個別樣品落在造山晚期范圍內?？傮w反映出碎石溝花崗巖形成的構造環(huán)境是與碰撞—后碰撞有關的環(huán)境。根據Maniar等(1989)提出的構造環(huán)境判別方法，碎石溝花崗巖屬于大陸弧花崗巖類(CAG)，是大洋板塊俯沖到大陸板塊之下形成的。根據Barbarin(1999)提出的構造環(huán)境判別方法，碎石溝花崗巖屬于富鉀及鉀長石斑狀鈣堿性花崗巖類(KCG)，是一種殼?；煸椿◢弾r(I型)，其形成的地球動力學環(huán)境為一種構造體制轉化環(huán)境。

圖10 新疆東昆侖木孜塔格地區(qū)碎石溝花崗巖構造環(huán)境判別系列圖解:(a)Rb—(Yb+Ta)(據Pearce et al.,1984)；(b)Th/Yb—Ta/Yb (據 Gorton and Schandl，2000)；(c)Hf—Rb—Ta (據Harris et al.,1986)；(d)R1—R2 (據Bachelor et al.,1985;R1=4n(Si)-11[n(Na)+n(K)]-2[n(Fe)+n(Ti)]，R2=6n(Ca)+2n(Mg)+n(Al))Fig.10 A series of diagrams for distinguishing tectonic environment of Suishigou granite in Muztag area,East Kunlun,Xinjiang:(a)Rb—(Yb+Ta)(after Pearce et al.,1984)；(b)Th/Yb—Ta/Yb (after Gorton and Schandl，2000)；(c)Hf—Rb—Ta (after Harris et al.,1986)；(d)R1—R2 (after Bachelor et al.,1985；R1=4n(Si)-11[n(Na)+n(K)]-2[n(Fe)+n(Ti)]，R2=6n(Ca)+2n(Mg)+n(Al)

張宇婷(2018)在充分收集東昆侖二疊紀至三疊紀巖漿巖信息基礎上，總結出東昆侖地區(qū)印支期巖漿活動可以分為三個階段，分別為俯沖階段(240～260 Ma)、同碰撞階段(230～240 Ma)、后碰撞階段(210～235 Ma)。碎石溝花崗巖鋯石U-Pb年齡為208.0±1.1 M a，總體處于后碰撞階段，對比鄰區(qū)同時代巖體，如尕林格花崗閃長巖(229.4±0.8 Ma，高永寶等，2012)、卡爾卻卡二長花崗巖(227±2 Ma，豐城友等，2009)、瑪興達坂二長花崗巖(218±2 Ma，吳祥柯等，2011)、肯德可克外圍二長花崗巖(229.0±0.5 Ma，肖曄等，2013)、野馬泉二長花崗巖(229.5±2.2 Ma，劉建楠等，2017)，這些晚三疊世巖體巖石類型以I型花崗巖為主，個別為I—A過渡型(野馬泉二長花崗巖，劉建楠等，2017)，形成環(huán)境相對松弛，總體處于后碰撞環(huán)境。碎石溝花崗巖與上述東昆侖造山帶西段花崗巖在巖石地球化學特征、巖石類型及構造環(huán)境具有相似性，因此我們認為碎石溝花崗巖為后碰撞階段產物。

5 結論

(1)碎石溝花崗巖巖性主要為二長花崗巖，鋯石U-Pb年齡為208.0±1.1 Ma(MSWD=1.0)，代表了碎石溝花崗巖的侵位時代，屬于晚三疊世巖漿活動產物。

(2)碎石溝花崗巖具有高硅、高堿、富鋁、低鐵鎂的特征，屬于準鋁質—弱過鋁質高鉀鈣堿性系列巖石，富集Rb、Th、K等大離子親石元素，相對虧損Nb、Ta、Hf、Sr等高場強元素，輕稀土元素明顯富集，輕重稀土元素分餾較強，弱負Eu異常，具有“I”型花崗巖特征，為下地殼物質部分熔融的產物，同時在形成過程中有少量幔源物質的混入，并且發(fā)生了一定程度的幔源巖漿底侵作用及殼幔巖漿混合作用。

(3)碎石溝花崗巖形成于晚三疊世古特提斯洋閉合后碰撞環(huán)境，為后碰撞階段的產物。

注 釋/Note

? 山東省第三地質礦產勘查院.2018.新疆若羌縣大沙溝一帶1∶5萬(J45E019019、J45E020018、J45E020019、J45E021018、J45E021019)區(qū)域地質礦產調查報告.山東煙臺：山東省第三地質礦產勘查院.