新疆吉木乃縣阿依塔斯巖體鋯石U-Pb年齡、地球化學(xué)特征及其構(gòu)造意義

劉興彪 周泳

（新疆有色地質(zhì)勘查局七0六隊(duì) 阿勒泰 836500）

1 地質(zhì)背景及巖石學(xué)特征

研究區(qū)劃屬北疆－興安地層大區(qū)（I），北疆地層區(qū)（Ⅰ1），北準(zhǔn)噶爾地層分區(qū)（Ⅰ12），薩吾爾山地層小區(qū)（Ⅰ12-2）；大地構(gòu)造位置位于哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾板塊（Ⅱ），準(zhǔn)噶爾微板塊（Ⅱ1），薩吾爾-二臺(tái)晚古生代島弧帶（Ⅱ11）。

該序列巖體分布于卡森庫梅爾斷裂以北，由多個(gè)小巖體組成，巖體形狀不規(guī)則，面積均較小，出露面積14.55平方千米。主要以霏細(xì)斑巖、花崗斑巖為主，夾少量二長(zhǎng)花崗巖和英安斑巖，巖體呈漸變過渡關(guān)系，局部發(fā)育不同程度的鉀化。巖石具斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)為花斑結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要成分斑晶約含35%～40%、鉀長(zhǎng)石約含15%～20%，粒度（0.48～2.80）×2.08mm，多呈半自形板狀、粒狀，條紋結(jié)構(gòu)清晰，少量斜長(zhǎng)石殘晶；長(zhǎng)石約含5%，粒度0.32×0.16～0.96×0.48mm，多呈他形粒狀，隱約見聚片雙晶，多與鉀長(zhǎng)石斑晶聚集；石英約含10%～15%，粒度0.56×0.40～3.60×2.88mm，他形粒狀，溶蝕邊、溶蝕港灣發(fā)育，表面干凈光潔。在巖體中穿插有安山巖、玄武巖，規(guī)模不大，多以透鏡體狀、孤島狀產(chǎn)出，多見有安山巖捕擄體，巖體內(nèi)的節(jié)理裂隙發(fā)育，分化嚴(yán)重，巖石較破碎，多見有球狀風(fēng)化面。

2 鋯石U-Pb年齡結(jié)果

在位于阿依塔斯巖體的正長(zhǎng)花崗巖中采集了鋯石U－Pb 同位素年齡樣，巖石中的鋯石一般呈淺黃色、淺黃褐色，透明，金剛光澤，晶面光滑，晶棱平直，晶體呈正方雙錐柱狀、針狀，晶體長(zhǎng)一般0.39～0.06mm、寬一般0.12～0.024 mm，長(zhǎng)寬比值：2∶1、3∶1、3∶2、4∶2、5∶2、7∶2、8∶2。大部分有磨蝕圓化現(xiàn)象，部分內(nèi)含暗色礦物包裹體和小鋯石。在鋯石特征挑選30個(gè)測(cè)試點(diǎn)，經(jīng)北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司測(cè)試，得到一組鋯石SHRIMP年齡，成果如下（圖1）：

圖1 阿依塔斯侵入巖鋯石的陰極發(fā)光圖

用相似的鋯石SHRIMP 年齡數(shù)據(jù)制作U－Pb 一致曲線（圖2），數(shù)據(jù)點(diǎn)基本都在U－Pb一致曲線附近分布，且數(shù)據(jù)點(diǎn)較為集中。以上特點(diǎn)說明這些鋯石基本是在巖漿結(jié)晶過程中形成，且在以后的地質(zhì)歷史中鋯石保持了封閉體系，變化不大，沒有發(fā)生U和Pb 的丟失和加入，因而測(cè)得的年齡代表了巖體形成年齡，該年齡值為298.6±1.3Ma，說明其為早二疊世巖漿侵入活動(dòng)的產(chǎn)物。

3 巖石地球化學(xué)特征

3.1 巖石主量元素化學(xué)特征

阿依塔斯序列侵入巖正長(zhǎng)花崗斑巖巖石化學(xué)成分特征值如下：

⑴里特曼指數(shù)σ 為2.3、2.46、1.52，小于4，屬鈣堿性系列的巖石。堿指數(shù)（Na2O+K2O）/Al2O3分子數(shù)比為0.73、0.72、0.67，小于0.9，按洪大衛(wèi)等（1987 年）對(duì)堿指數(shù)的劃分也屬于堿性巖石。

⑵堿質(zhì)量Na2O+K2O 為8.78、9.0、7.5×10-2，表明弱堿；K2O/Na2O 比值為1.17、1.21、1.76，大于1，屬于富鉀型，反映地殼成熟度較高。

⑶Fe3+/Fe2+值9.64、5.63、2.80，反映巖石在氧化環(huán)境下形成。

⑷CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)十種礦物，為鋁過飽和的巖石。石英含量達(dá)到了33.81、32.96、45.82，二氧化硅過飽合。

3.2 巖石稀土元素特征

阿依塔斯序列巖石稀土元素成分及特征值有如下特點(diǎn)：

⑴阿依塔斯正長(zhǎng)花崗巖稀土元素總量ΣREE分別為158.2、214.9、124.9×10-6，其中輕稀土總量ΣLREE 為143.1、182.4、114.4×10-6，重稀土總量HREE為15.1、32.5、10.5×10-6，輕、重稀土比值LREE/HREE 為9.48、5.61、10.89，表明具輕稀土富集，重稀土虧損的特征。在稀土元素球粒隕石（Leedy 等）標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖中（圖3），輕、重稀土分餾較明顯，呈中等傾斜的右傾平滑型曲線。

圖2 阿依塔斯花崗斑巖LA-ICP-MS U-Pb年齡諧和圖及統(tǒng)計(jì)直方圖

⑵兩個(gè)樣品LaN/YbN 比值分別為17.21、8.37、21.29，CeN/YbN 比值分別為10.42、4.74、13.5，La/Sm比值分別為9.16、7.51、7.60，均遠(yuǎn)大于1，也表明輕稀土明顯富集特征。

圖3 阿依塔斯序列巖石稀土元素分配型式圖

⑶阿依塔斯序列正長(zhǎng)花崗巖具負(fù)銪異常，δEu值為0.09、0.08、0.35，小于1，具明顯的負(fù)異常，為銪虧損型，表明具有殼源巖漿特征，其分離結(jié)晶作用較強(qiáng)，為晚期演化階段形成的鈣堿性花崗巖，說明該侵入巖為非造山帶的“A”型花崗巖特征。δCe 值為0.88、0.80、0.92，小于1，具不明顯的負(fù)異常，鈰為鈰虧損型。

3.3 微量元素特征

阿依塔斯序列巖石微量元素含量及數(shù)字特征值有如下特點(diǎn)：

圖4 阿依塔斯序列巖石微量元素比值蛛網(wǎng)圖

⑴在微量元素標(biāo)準(zhǔn)化的配分曲線圖上，為右傾斜的不規(guī)則曲線（圖4），K、Ba、Th大離子親石元素明顯富集，顯示Rb、Th 等不相容元素呈正異常和Sr、P、Ti等元素形成明顯的波谷，具負(fù)異常的特點(diǎn)。

⑵RbN/YbN比值為3.6、1.44、4.87，屬?gòu)?qiáng)不相容元素富集型。

⑶2PN/（NdN+HfN）比值為0.002、0.001、0.002，遠(yuǎn)小于1，屬磷強(qiáng)虧損的巖石。

⑷2ThN/（RbN+KN）比值為6.05、5.92、4.72，大于1，反映巖石屬釷為分餾或富集的特征。

⑸2NbN/（KN+LaN）比值為0.72、1.06、0.84，大于1，反映巖石鈮富集，表明巖石具大陸殼的特征。

⑹2SrN/（CeN+NdN）比值為0.05、0.06、0.16，2TiN/（SmN+TaN）比值為0.03、0.02、0.04，均小于1，反映鍶、鈦虧損。

綜上所述，阿依塔斯序列侵入巖微量元素具P、Ti、Sr 等元素虧損，Ba、Th 等強(qiáng)不相容元素強(qiáng)烈富集的特點(diǎn)。Ce、La 等強(qiáng)不相容元素強(qiáng)烈富集說明正長(zhǎng)花崗巖巖漿發(fā)生充分分異，P、Ti 等元素的虧損表明磷灰石和鈦鐵礦已發(fā)生明顯的分離結(jié)晶，Nb 的富集則顯示正長(zhǎng)花崗巖具有陸殼的特點(diǎn)。

4 巖漿源區(qū)及構(gòu)造環(huán)境討論

根據(jù)以上巖石化學(xué)特征，將阿依塔斯序列侵入巖劃分到富鉀系列、準(zhǔn)鋁的“A”型花崗巖，A 型花崗巖巖漿起源于地幔和下地殼部分物質(zhì)的重熔（White，A.J.R，等，1977年）。

圖5 阿依塔斯序列侵入巖構(gòu)造環(huán)境判別圖

在R1-R2 圖解中（圖5-左），所有樣品落在“7”，為造山期后“A”型花崗巖，在Yb+Nb-Rb 圖解中（圖5-右），樣品全部落在“VAG”靠近“WPG”區(qū)內(nèi)，為火山弧侵入巖向板內(nèi)侵入巖的過渡環(huán)境，結(jié)合本旋回為陸內(nèi)活動(dòng)造山階段，判別該序列巖石形成于非造山期的陸內(nèi)拉張環(huán)境。

綜上，阿依塔斯序列侵入巖為鈣堿系列的“A”型花崗巖，具地幔巖漿上升與地殼混染花崗巖特征，巖漿來源于地幔20～30km深度，位于陸內(nèi)拉張環(huán)境。