武美云，王超，李航，喻遵譜，郝江波，孫曉奎，馬得青，張帥，李雪

(大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，陜西 西安 710069)

堿性系列巖漿巖和埃達(dá)克巖是產(chǎn)出于匯聚板塊邊緣的特殊巖石類型，記錄俯沖板片或沉積物與地幔橄欖巖相互作用的過(guò)程，對(duì)銅金成礦作用研究和找礦勘探具有指示意義(Cruz-Uribe et al.,2018；王強(qiáng)等,2020)。祁連造山帶記錄了早古生代原特提斯洋形成演化過(guò)程中的微陸塊、洋盆演化和俯沖碰撞造山過(guò)程(吳才來(lái)等，2004；Gehrels et al.,2011;夏林圻等，2016;Song et al.,2014;張建新等，2015;Xiao et al.,2009;Yan et al.,2015;Wang et al.,2017;Yu et al.,2021)。中祁連南緣存在一條延伸長(zhǎng)約2 000 km的早古生代弧巖漿巖帶(Song et al.,2017)，包括寒武紀(jì)蛇綠混雜巖和奧陶紀(jì)洋內(nèi)弧-弧后盆地雜巖(Gao et al.,2018a,2018b;Fu et al.,2018;Song et al.,2014;Wang et al.,2017;Yang et al.,2019a;Zhao et al.,2020)。該弧巖漿巖帶西段的黨河南山地區(qū)早古生代弧巖漿巖規(guī)模巨大且出露較為連續(xù)，反映了俯沖帶不同階段的演化歷史，并保留了弧巖漿演化和地殼生長(zhǎng)的重要信息(圖1A)(Wang et al.,2017)。黨河南山巖漿巖帶主體為中基性火山巖和侵入體(趙虹等,2004;劉志武等,2007;張莉莉等,2013;羅志文等,2015;Wang et al.,2017;李五福等,2019;計(jì)波等,2019;Zhao et al.,2020)。該巖漿巖帶中的侵入巖與金礦床密切伴生，已發(fā)現(xiàn)賈公臺(tái)、雞叫溝等10余處金礦床(李厚民等,2003;王寶華,2013;張翔等,2015;戴霜等,2016)，提供了該弧巖漿巖帶復(fù)雜的殼幔相互作用和島弧巖漿演化信息。

雞叫溝和賈公臺(tái)巖體是黨河南山重要的金礦床集中區(qū)(李厚民等,2003;戴霜等,2016)。前人對(duì)這2個(gè)巖體進(jìn)行了野外地質(zhì)和地球化學(xué)分析，揭示雞叫溝巖體具有堿性系列巖漿巖的特征(張莉莉等,2013)，賈公臺(tái)巖體具有高Sr低Y的特征(劉志武等,2006)。為探討巖漿來(lái)源及其與金礦成礦關(guān)系研究提供了重要證據(jù)。然而目前對(duì)這些巖體的巖漿源區(qū)、成因機(jī)制和形成時(shí)代尚缺少深入的研究。筆者進(jìn)一步通過(guò)對(duì)這2個(gè)巖體的巖石學(xué)、地球化學(xué)和鋯石U-Pb年代學(xué)研究，探討了其巖石成因、巖漿源區(qū)及其動(dòng)力學(xué)機(jī)制，為進(jìn)一步認(rèn)識(shí)島弧巖漿成因和祁連山島弧演化過(guò)程提供了新的約束。

1 區(qū)域地質(zhì)與巖石學(xué)特征

祁連造山帶位于秦祁昆造山系中段，同時(shí)也是青藏高原的東北部邊界。祁連造山帶北部與阿拉善地塊毗鄰，西北側(cè)被阿爾金走滑斷裂所截切，西南側(cè)與柴達(dá)木地塊相接，東南與秦嶺造山帶相連，是中國(guó)西部地區(qū)重要的成礦省(譚文娟等，2013)。祁連造山帶由南往北依次劃分為南祁連、中祁連和北祁連構(gòu)造帶3個(gè)大地構(gòu)造單元(圖1)(馮益民等，1995)。北祁連造山帶具有典型的溝-弧-盆體系，發(fā)育早古生代蛇綠巖、高壓變質(zhì)巖和與俯沖碰撞相關(guān)的火山巖、侵入巖等(Xia et al.,2003;Song et al.,2013)；中祁連構(gòu)造帶主要由前寒武紀(jì)基底、早古生代巖漿巖和晚古生代—中生代沉積地層組成(馮益民等,1996)；南祁連則主要由原劃“志留紀(jì)”巴龍貢噶爾組及其上的晚古生代—中生代地層組成，但新的研究表明部分原“志留紀(jì)”巴龍貢噶爾組可能為南華紀(jì)和寒武—奧陶紀(jì)沉積地層(Li et al.,2019)。中祁連構(gòu)造帶西段早古生代巖漿作用非常發(fā)育，主要出露于西段的野馬南山一帶。前人對(duì)中酸性侵入巖進(jìn)行了許多研究報(bào)道，揭示其形成時(shí)代主要介于525～410 Ma，記錄了洋殼俯沖、弧后裂谷或碰撞后板片斷離(465～440 Ma)、地殼加厚和后造山伸展(415 Ma)等不同構(gòu)造演化階段花崗質(zhì)巖漿成因過(guò)程(Wang et al.,2017)。中祁連構(gòu)造帶西段黨河南山地區(qū)的早古生代巖漿巖主要由中基性弧火山巖和中酸性侵入體構(gòu)成(趙虹等,2004;劉志武等,2007;張莉莉等,2013;羅志文等,2015;Wang et al.,2017;李五福等,2019;計(jì)波等,2019;Zhao et al.,2020;鄭英等,2017)?；鹕綆r由約475 Ma的高鉀-鉀玄質(zhì)火山巖、高鈣玻安巖、OIB和MORB組成的弧后盆地火山巖組合(Zhao et al.,2020)。中酸性侵入體主要分布于西部的清水溝—扎子溝和東部的黑刺溝—雞叫溝一帶。該地區(qū)是重要的加里東期金-銅-鉛成礦帶(張翔等,2015)。筆者主要以該帶東部的雞叫溝雜巖體和賈公臺(tái)巖體為研究對(duì)象。

圖1 (A)中祁連西段及(B)黑刺溝地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖 (據(jù)Wang et al.,2017修改)Fig.1 (A)Simplified geological map of the western part of the Central Qilian belt and (B)Heicigou area

雞叫溝雜巖體位于黑刺溝南側(cè)，侵位于由灰、灰綠色硬砂巖、長(zhǎng)石砂巖、長(zhǎng)石質(zhì)硬砂巖及灰綠、暗灰綠、黑色板巖與礫巖夾層組成的下奧陶統(tǒng)鹽池灣組沉積地層組成(圖1B)，出露面積約1.8 km2，主要由角閃輝石巖、輝長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖及石英二長(zhǎng)巖構(gòu)成的復(fù)式巖體。其中，以閃長(zhǎng)巖和石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖為主(甘肅省地質(zhì)局區(qū)測(cè)二隊(duì)，1969—1973;劉志武等,2006;張莉莉等,2013)。張莉莉等(2013)將該巖體劃分為4期巖漿侵入體。第一期以角閃輝石巖、含透輝石正長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖為主;第二期主要為中粗粒二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖，呈網(wǎng)脈狀穿插切割角閃輝石巖，具有渾圓狀暗色基性包體(圖2a);第三期以黑云二長(zhǎng)花崗巖為主，與二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖呈侵入接觸關(guān)系;第四期為肉紅色細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖，主要呈小巖脈狀穿插于二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖和輝石閃長(zhǎng)巖中。

二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖新鮮面呈淺灰色(20CQ-4-1，圖2c)，為中-粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物為斜長(zhǎng)石(45%)、角閃石(25%)、鉀長(zhǎng)石(約15%)、黑云母(<5%)和石英(約5%～10%)。斜長(zhǎng)石為半自形板狀，粒徑約0.02～0.8 mm，普遍發(fā)生綠簾石化；鉀長(zhǎng)石為他形充填于斜長(zhǎng)石粒間，粒徑為0.1～0.4 mm；角閃石粒徑為0.02～0.6 mm，黑云母粒徑為0.02～0.2 mm。輝長(zhǎng)巖(20CQ-4-2，圖2d)呈淺灰黑色，中粗粒輝長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物為輝石(含量約35%，粒徑為0.1～0.8 mm)、斜長(zhǎng)石(含量約40%，粒徑為0.2～0.8 mm)、黑云母(20%)。斜長(zhǎng)石呈半自形或他形顆粒，斜長(zhǎng)石均發(fā)生嚴(yán)重的綠簾石化。副礦物主要為輝石出溶的鈦鐵礦及磁鐵礦等不透明礦物。角閃輝石巖為灰黑色(20CQ-4-6；圖2e)，中粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。其主要礦物輝石(約40%)較自形，多為渾圓或近四邊形、近六邊形粒狀，粒徑為0.2～2 mm，單偏光下基本無(wú)色，常發(fā)生閃石化、綠泥石化；角閃石(約30%)粒度較大，粒徑為1～3 mm；少量黑云母、斜長(zhǎng)石和石英，他形斜長(zhǎng)石生長(zhǎng)在輝石顆粒之間。

賈公臺(tái)巖體位于黑刺溝北側(cè)，呈巖株?duì)町a(chǎn)出，出露面積約0.5 km2，侵位于下奧陶統(tǒng)吾力溝群砂巖中(圖1B)。該巖體巖性單一，主要為中粗?；◢忛W長(zhǎng)巖(圖2b)，有花崗偉晶巖脈、石英閃長(zhǎng)玢巖脈以及石英巖脈穿插貫入(劉志武等,2006)。賈公臺(tái)巖體與賈公臺(tái)金礦關(guān)系十分密切(李厚民等,2003；王寶華,2013)?；◢忛W長(zhǎng)巖 (20CQ-6和16HC-1)(圖2f)呈淺肉紅色，中粗?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物為斜長(zhǎng)石(60%～70%，粒徑為0.2～4 mm)、石英(約20%～25%，粒徑為0.05～2 mm)，少量鉀長(zhǎng)石和黑云母，幾乎不含角閃石。黑云母較自形，多蝕變?yōu)榫G泥石；斜長(zhǎng)石粒度較大，石英和黑云母多在長(zhǎng)石粒間生長(zhǎng)。

Hbl.角閃石；Q.石英；Ryr.輝石；Kfs.鉀長(zhǎng)石；Pl.斜長(zhǎng)石；Bt.黑云母圖2 野外及鏡下顯微照片(a)雞叫溝二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖呈脈狀侵入輝長(zhǎng)巖，(b)賈公臺(tái)埃達(dá)克質(zhì)花崗閃長(zhǎng)巖，(c)雞叫溝二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖，(d)雞叫溝輝長(zhǎng)巖，(e)雞叫溝角閃輝石巖，(f)賈公臺(tái)花崗閃長(zhǎng)巖Fig.2 (a)Monzodiorite intrudes into gabbro as veins in Jijiaogou，(b)adakite of the Jiagongtai pluton，(c)monzodiorite，(d)gabbro，(e)hornblende pyroxenite，(f)granodiorite

2 分析方法

鋯石分選采用浮選和電磁方法，在雙目鏡下選擇晶形、透明度較好、無(wú)裂隙的顆粒，將鋯石置于環(huán)氧樹脂中,待環(huán)氧樹脂充分固化后，拋光至鋯石核部露出，然后進(jìn)行鋯石陰極發(fā)光圖像(CL)拍攝。鋯石的陰極發(fā)光(CL)顯微照相在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。鋯石U-Pb同位素測(cè)試在武漢上譜分析科技有限公司完成。采用的激光剝蝕系統(tǒng)為GeolasPro，ICP-MS型號(hào)為Agilent7500a，分析的激光束斑直徑32 μm，采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500作為外標(biāo)，PLV以及GJ-1作為內(nèi)標(biāo)對(duì)同位素分餾進(jìn)行校正；微量元素含量采用國(guó)際標(biāo)樣NIST610作為外標(biāo)，采用29Si作為內(nèi)標(biāo)元素，所得原始數(shù)據(jù)使用ICPMSDataCal軟件(Liu Y.S,2008)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最后使用IsoplotR軟件(Vermeesch,2018)進(jìn)行年齡計(jì)算及諧和圖繪制，所得數(shù)據(jù)結(jié)果見表1。

主量元素、微量元素分析均在西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，分析結(jié)果見表2、表3。其中，主量元素在日本理學(xué)RIX2100 XRF儀上測(cè)定；微量元素和稀土元素是在美國(guó)Perkin Elmer公司Elan 6100DRC 型電感耦合等離子質(zhì)譜 (ICP-MS)儀上測(cè)試，樣品測(cè)試中采用AVG-1和BHVO-1國(guó)際標(biāo)樣監(jiān)控。

3 分析結(jié)果

3.1 鋯石U-Pb定年

本次對(duì)雞叫溝雜巖體中的二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖(20CQ-4-1)以及賈公臺(tái)巖體的花崗閃長(zhǎng)巖(20CQ-6)樣品進(jìn)行鋯石LA-ICP-MS測(cè)年分析，所得數(shù)據(jù)結(jié)果見表1。

樣品20CQ-4-1鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像主要呈自形-半自形長(zhǎng)柱狀或短柱狀，粒徑20～100 μm，長(zhǎng)寬比介于2∶1～1∶1。多數(shù)鋯石具有明顯的振蕩環(huán)帶(圖3A)，為巖漿鋯石的特征，Th/U值介于0.6～1.3。在鋯石U-Pb年齡諧和圖中位于諧和線之上16個(gè)測(cè)點(diǎn)的加權(quán)平均年齡為(467±4.7)Ma (圖3B)，代表了二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖的結(jié)晶年齡。

圖3 (A)雞叫溝雜巖體和賈公臺(tái)巖體鋯石CL圖像、(B)鋯石U-Pb年齡諧和圖(C)灰色測(cè)點(diǎn)不在諧和線上未計(jì)入加權(quán)平均年齡計(jì)算)Fig.3 (A)CL images of typical zircons;(B)U-Pb isotopic data and concordia diagrams of 20-CQ-4-1 and (C)sample 20CQ-6 for zircons

樣品20CQ-6鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像顯示鋯石主要為短柱狀、粒狀，長(zhǎng)寬比主要為1∶1～2∶1，多數(shù)具有巖漿鋯石特征的振蕩環(huán)帶(圖3A)。Th/U值介于0.03～1.1。鋯石中多數(shù)年齡存在不諧和。在鋯石 U-Pb年齡諧和圖中位于諧和線之上21個(gè)測(cè)點(diǎn)的加權(quán)平均年齡為(445±4.3)Ma (圖3C)，代表了花崗閃長(zhǎng)巖的結(jié)晶年齡。

3.2 巖石地球化學(xué)特征

在TAS圖解中，雞叫溝雜巖體角閃輝石巖主要為橄欖輝長(zhǎng)巖-似長(zhǎng)輝長(zhǎng)巖。輝長(zhǎng)巖為二長(zhǎng)輝長(zhǎng)巖和二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖，二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖主體為二長(zhǎng)巖，它們具有富K、富Na的特征，均屬于堿性系列(圖4A)，并且具有鉀玄巖特征(圖4B)。樣品Na2O/K2O值介于0.84～1.75，主體上大于1(圖4C)。角閃輝石巖的SiO2含量介于40%～41%，Mg#介于55～61；輝長(zhǎng)巖的SiO2含量介于47%～51%，MgO介于7%～10%，Mg#主體介于53～59(表2)。在微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化圖中，雞叫溝巖體中的不同巖石類型具有相似的微量元素配分型式(圖5A)，均富集大離子親石元素(LILE)和輕稀土元素(LREE)；與相鄰元素相比，Nb、Ta、Zr、Hf等高場(chǎng)強(qiáng)元素具有不同程度的虧損。樣品主體Sr含量大于400×10-6，但不同巖石類型Th、U和Sr含量具有不同程度的變化。雞叫溝巖體中不同類型巖性的稀土元素配分型式(圖5B)變化規(guī)律較為一致，為右傾平行曲線，輕、重稀土元素分餾明顯，稀土元素總量相對(duì)富集，從角閃輝石巖到輝長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖稀土元素含量基本呈逐漸降低的趨勢(shì)，均顯示微弱的負(fù)Eu異常。

賈公臺(tái)花崗閃長(zhǎng)巖屬于中鉀鈣堿性系列(圖4B)，SiO2含量介于62.9%～66.0%，Na2O/K2O值大于2.5，Mg#介于40～53。與雞叫溝巖體相比，賈公臺(tái)花崗閃長(zhǎng)巖具有低Rb、Th、U和低稀土元素含量，Sr具有正異常，Zr和Hf虧損較弱且Nb和Ta虧損更明顯(圖6A)。樣品具有高Sr(>400×10-6)、低Y(<7×10-6)的特征，高Sr/Y值(>70)和La/Yb值(>22)顯示埃達(dá)克巖特征(圖4E、圖F)(Defant et al.,1990)。在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖(圖6B)中，賈公臺(tái)花崗閃長(zhǎng)巖顯示為輕稀土元素富集型右傾型曲線，稀土元素總量較低，輕稀土元素略富集，重稀土元素虧損明顯，基本無(wú)Eu異常。

圖6 (A)賈公臺(tái)巖體微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化圖解及(B)球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土配分模式圖(標(biāo)準(zhǔn)化值來(lái)自文獻(xiàn)(Sun et al.,1989))Fig.6 (A)Chondrite-normalized REE distribution patterns showing the rocks of the Jiagongtai pluton and (B)Normalizing values are after the reference (Sun et al.,1989).

4 討論

4.1 巖石成因

4.1.1 雞叫溝雜巖體

雞叫溝雜巖體中不同巖石類型均具有Nb、Ta、Zr、Hf不同程度的虧損，顯示了島弧巖漿的特征。由于部分熔融可以導(dǎo)致巖漿中不相容元素含量降低，輕重稀土元素分異降低，而結(jié)晶分異作用可以導(dǎo)致巖漿中的不相容元素含量增加，并且輕重稀土元素比值變化不大。從角閃輝石巖到輝長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖稀土元素含量逐漸降低(圖5A)，指示它們不應(yīng)該是同一個(gè)巖漿源區(qū)結(jié)晶分異的產(chǎn)物。另外，二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖的La/Sm值大于角閃輝石巖和輝長(zhǎng)巖的比值(圖7A)，說(shuō)明二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖也不是角閃輝石巖或輝長(zhǎng)巖的熔融產(chǎn)物。因此，這3種巖石類型不是來(lái)自于一個(gè)統(tǒng)一的巖漿源區(qū)。另外，輝長(zhǎng)巖和二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖的87Sr/86Sr值不隨著SiO2含量升高，說(shuō)明地殼混染作用不明顯(表3)。角閃輝石巖和輝長(zhǎng)巖具有相似的Mg#值(50～60)，并且均低于地幔熔融平衡熔體的Mg#值(65～75)、堆晶巖的Mg#值(>85)(Ulmer,2001;Kelemen et al.,2014)以及角閃巖熔融的殘留體和熔體的Mg#值(>61)(Wolf et al.,1994)。雞叫溝雜巖體不同類型巖性內(nèi)部的Al2O3、Mg#、Sr和Nb含量隨著SiO2值變化不明顯(表2)(圖4D、圖7B、圖7C)，說(shuō)明巖漿結(jié)晶分異作用不強(qiáng)，主要反映了源區(qū)地球化學(xué)特征。

圖4 元素變化相關(guān)圖解：(A)TAS圖解(Le Bas et al.,1986),堿性與亞堿性系列的分界線見文獻(xiàn)(McDonald and Katsura,1964)，(B)SiO2-K2O圖解(Gill,1981)，(C)K2O-Na2O圖解(Peccerillo and Taylor,1976)，(D)SiO2-Mg#圖解，(E)Sr/Y-Y圖解[(Defant and Drummond,1990),沉積物-地?；旌先垠w據(jù)文獻(xiàn)(Mallik et al.,2015),弧下地幔楔沉積為主的混雜巖熔體據(jù)文獻(xiàn)(Cruz-Uribe et al.,2018)板片及其與橄欖巖反應(yīng)熔融熔體據(jù)文獻(xiàn)(Rapp et al.,1999)，(F)(La/Yb)N-YbN圖解(Defant &Drummond,1990)Fig.4 Diagrams showing the element’s change (A)Total alkali versus silica classification diagram,(B)SiO2 vs K2O diagram,(C)K2O vs Na2O diagram,(D)SiO2 vs Mg#,(E)Sr/Y vs Y and (F)(La/Yb)N vs YbN

圖5 (A)雞叫溝巖體微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化圖解及(B)球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土配分模式圖(標(biāo)準(zhǔn)化值來(lái)自文獻(xiàn)(Sun et al.,1989))Fig.5 (A)Primitive mantle normalized diagrams and(B)Chondrite-normalized REE distribution patterns showing the rocks of the Jijiaogou pluton.Normalizing values are after the reference (Sun et al.,1989)

弧巖漿微量元素特征多反映了深部地幔楔初始熔融的特征(Grove et al.,2019)。與高M(jìn)g地幔平衡熔體相比，這種低Si、低Mg和富K LILE和LREE堿性巖漿特征可能反映了弧下地幔受到了板片熔/流體的強(qiáng)烈改造作用。角閃輝石巖樣品具有高Nb含量(21×10-6～22×10-6)指示俯沖板片深部熔體的加入(Hastie et al.,2011)。輝長(zhǎng)巖中非常高的Sr含量(>1 000×10-6)進(jìn)一步說(shuō)明巖漿來(lái)自于受板片熔體交代的地幔源區(qū)(Martin et al.,2005)。大多數(shù)二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖樣品具有高Sr(最高為1 280×10-6)、Zr(最高為258×10-6)和Nb(最高為17×10-6)含量及高Th/Yb值(最高為22.7)、Sr/Y值(最高為57.1)和La/Yb值(最高為47.2)(表2)(圖7A、圖7B)，指示了源區(qū)有富鋯石和金紅石俯沖沉積物的加入 (Kay et al.,1990)。雞叫溝巖體中部分樣品Nb/Ta值介于20～24，說(shuō)明存在俯沖物質(zhì)的深部熔融，源區(qū)存在金紅石殘留，壓力大于2.0 Gpa (Xiong et al.,2005;Koenig et al.,2011)。

弧巖漿巖帶中的堿性系列巖漿常被解釋為地幔楔橄欖巖受板片熔流體交代形成的金云母或者角閃石脈發(fā)生部分熔融而形成 (Foley,1992;Peccerillo,1999;Schmidt et al.,2004)。金云母富集Rb，它的持續(xù)分解將造成巖漿Rb/Ta值的降低和Nb/Ta值的分異(Gómez-Tuena et al.,2018)，而巖漿源區(qū)金紅石殘留主導(dǎo)Nb/Ta值升高(Davidson et al.,2007)，石榴子石殘留導(dǎo)致Gd/Yb值升高(Cruz-Uribe et al.,2018)。在圖7D中，雞叫溝巖體中的角閃輝石巖和輝長(zhǎng)巖總體反映了源區(qū)受金紅石控制，而受金云母和角閃巖影響不大。輝石角閃巖和閃長(zhǎng)巖具有高87Sr/86Sr值和低Sr/Nd值可以解釋為洋殼熔體、虧損地幔和大洋沉積物的混合產(chǎn)物(圖7F)。新的實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)表明，俯沖帶中的堿性巖漿系列可以由弧地幔楔底部俯沖物質(zhì)和橄欖巖形成的混雜巖部分熔融形成(Cruz-Uribe et al.,2018)。雞叫溝閃長(zhǎng)巖樣品特征與以沉積物為主的高壓混雜巖部分熔融的熔體成分一致(圖4A、圖B、圖7A)。因此，雞叫溝巖體不同巖石類型均具有富K、富Na的堿性巖漿特征，以及富集Sr、LILE和LREE等特征可能與弧地幔楔底部富堿的俯沖沉積物和地幔橄欖巖混合熔融有關(guān)。

A.La/Sm-La圖解;B.Sr-SiO2圖解；C.Nb-SiO2圖解;D.Nb/Ta-Rb/Ta圖解;E.Gd/Yb-Rb/Ta圖解;F.87Sr/86Sr-Sr/Nd圖解，GLOSS.大洋沉積物(數(shù)據(jù)來(lái)自文獻(xiàn)Plank et al.,1998);DMM.虧損地幔源區(qū)(數(shù)據(jù)來(lái)自Workmana et al.,2005;板片熔體數(shù)據(jù)來(lái)自Walowski et al.,2016)。(圖例同圖4，同位素?cái)?shù)據(jù)見張莉莉等,2013;劉志武等,2006)圖7 微量元素及比值變化圖解 Fig.7 The variation diagrams of trace elements and rations

4.1.2 賈公臺(tái)巖體

賈公臺(tái)巖體與雞叫溝雜巖體的地球化學(xué)特征明顯不同。賈公臺(tái)巖體中鉀鈣堿性花崗閃長(zhǎng)巖具有強(qiáng)烈的輕重稀土元素分異和高Sr/Y值，具有高Si埃達(dá)克巖的典型特征(Martin et al.,2005)。富Na埃達(dá)克巖通常被揭示為俯沖洋殼高壓熔融的產(chǎn)物(～15 kbar)(Defant et al.,1990;Martin et al.,2005)；高Sr (416×10-6～872×10-6)含量和Gd/Yb (4.01～5.59)值、低Y(3.49×10-6～6.19×10-6)含量說(shuō)明深部源區(qū)熔融存在石榴子石殘留(表3)；高Sr/Nd(>40)值說(shuō)明賈公臺(tái)埃達(dá)克巖可能來(lái)自俯沖洋殼的榴輝巖相條件下熔融形成的熔體，而不是下地殼熔體(Kelemen et al.,2014)。在87Sr/86Sr-Sr/Nd圖中，說(shuō)明賈公臺(tái)巖體中鉀鈣堿性花崗閃長(zhǎng)巖源區(qū)具有板片熔體、大洋沉積物和弧下地?；旌系奶攸c(diǎn)，其中來(lái)自板片熔體比重最大 (圖7F)。

4.2 黨河南山弧巖漿成因意義

安山質(zhì)弧巖漿的成因是地學(xué)界長(zhǎng)期關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，俯沖板片的熔流體交代地幔楔橄欖巖形成鈣堿性原始島弧巖漿(Ryan et al.,2014;Schmidt et al.,2014)或者來(lái)自俯沖板片含水硅酸鹽熔體交代地幔楔橄欖巖形成不同成分的輝石巖，而輝石巖在地幔楔淺部發(fā)生部分熔融形成更富Si、富K的巖漿(Straub et al.,2011;Kimura et al.,2014)。近年來(lái)，新的研究表明，在俯沖板片和地幔橄欖巖之間俯沖物質(zhì)(俯沖洋殼、俯沖沉積物、地幔橄欖巖、俯沖的上覆地殼)發(fā)生物理混合，可以形成低密度“混雜巖”(Marschall et al.,2012)。該“混雜巖”可以通過(guò)底辟作用直接底墊到巖漿弧地殼底部(Castro et al.,2010;Behn et al.,2011;Hacker et al.,2011;Marschall et al.,2012)，或者輸送至地幔楔，并與橄欖巖熔體反應(yīng)，發(fā)生部分熔融，形成不同組分的原始島弧巖漿(Nielsen et al.,2017)。這種模型可以揭示弧巖漿地球化學(xué)特征(Codillo et al.,2018)和俯沖帶堿性系列巖漿的成因(Cruz-Uribe et al.,2018)。這種來(lái)自弧下地幔的高粘度富Si巖漿更易于以侵入體的形式就位于地殼中，而不是以火山巖噴發(fā)于地表(Straub et al.,2011)。黨河南山巖漿巖帶大道爾基花崗質(zhì)巖體也具有俯沖板片、俯沖沉積物混合并與地幔橄欖巖反應(yīng)的成因特征(Wang et al.,2017)。筆者對(duì)雞叫溝雜巖體和賈公臺(tái)巖體的研究均指示了俯沖板片或沉積物深部熔融特征(大于50～100 km)，記錄了弧下地幔楔和俯沖物質(zhì)強(qiáng)烈相互作用的信息。這種俯沖帶沉積物和橄欖巖混合形成的“混雜巖”底辟熔融模式可以用來(lái)解釋該巖漿巖帶中具有強(qiáng)烈殼幔相互作用特征的侵入體成因過(guò)程。黨河南山470～445 Ma的埃達(dá)克巖和堿性巖漿的確定為進(jìn)一步解釋祁連山弧巖漿演化過(guò)程提供了新的研究資料。

近年來(lái)，在中祁連南緣東段的拉脊山地區(qū)識(shí)別出了534～500 Ma的洋島海山和490～440 Ma由玻安巖、OIB和島弧火山巖組成的洋內(nèi)弧盆體系(Zhang et al.,2017;Gao et al.,2018a,2018b;Fu et al.,2018;Song et al.,2014;Wang et al.,2018;Yang et al.,2019a)。宋述光等(2017)認(rèn)為形成于 525～500Ma的拉脊山-永靖蛇綠巖為典型的洋底高原型蛇綠巖,是大洋板內(nèi)地幔柱活動(dòng)的產(chǎn)物。Fu 等(2019)認(rèn)為,在拉脊山蛇綠巖帶的西溝橄欖巖體中發(fā)現(xiàn)由俯沖帶型橄欖巖、類MORB鎂鐵質(zhì)巖和玻安巖構(gòu)成的一個(gè)不完整的弧前殼幔剖面，標(biāo)志著原特提斯洋的洋內(nèi)俯沖不會(huì)晚于535 Ma。也有學(xué)者認(rèn)為拉脊山地區(qū)經(jīng)歷了從大陸弧裂解到弧后盆地?cái)U(kuò)張的演化過(guò)程，形成弧后玄武巖(約494 Ma)(Gao et al.,2018b)和具有類似洋島玄武巖地球化學(xué)特征的輝綠巖(約491 Ma)(付長(zhǎng)壘,2014)、玻安巖(約483 Ma～460Ma)(Gao et al.,2018a；Wang et al.,2018)和OIB型玄武巖(約468Ma)(Gao et al.,2018b)等一系列巖石。在木里地區(qū)，前人報(bào)道了540～520 Ma輝長(zhǎng)巖(Yan et al.,2019)和453～444 Ma埃達(dá)克質(zhì)島弧火山巖(Yang et al.,2019b)。中祁連南緣西段黨河南山地區(qū)約470～445 Ma的埃達(dá)克巖和堿性系列巖漿巖與區(qū)域上弧背/弧后盆地玄武巖、玄武安山巖，以及代表弧后盆地的N-MORB、OIB和玻安巖等巖石的形成時(shí)代較為一致(Zhao et al.,2020)，可能代表了弧背巖漿演化-弧后盆地伸展過(guò)程。這些研究進(jìn)展表明，中祁連南緣構(gòu)成一條巨型弧巖漿巖帶，它們共同記錄了俯沖帶不同階段的演化歷史，為揭示弧巖漿演化、地殼生長(zhǎng)和祁連山構(gòu)造演化過(guò)程提供了重要信息。

5 結(jié)論

(1)雞叫溝雜巖體由角閃輝石巖、輝長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖組成，不同巖石類型均具有富K、富Na的堿性巖漿系列特征，其中的二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖形成于約(467±4.7)Ma，其成因與弧地幔楔底部富堿俯沖沉積物和地幔楔橄欖巖混合、部分熔融有關(guān)。

(2)賈公臺(tái)巖體中鉀鈣堿性花崗閃長(zhǎng)巖具有高Si埃達(dá)克巖的典型特征，形成于約(445±4.3)Ma，可能來(lái)自俯沖洋殼的榴輝巖相熔融。

(3)中祁連黨河南山堿性巖漿巖-埃達(dá)克巖組合揭示了該地區(qū)強(qiáng)烈的弧下地幔楔殼幔相互作用的過(guò)程，進(jìn)一步說(shuō)明俯沖物質(zhì)(沉積物、俯沖洋殼)和橄欖巖相互作用是弧巖漿侵入體的形成方式之一。