阿尔泰造山带南缘库尔提地区寒武纪变质侵入体的发现及地质意义

第４８卷第３期　２０１５年（总１９７期）　西　北　地　质　ＮＯＲＴＨＷＥＳＴＥＲＮ　ＧＥＯＬＯＧＹ　Ｖｏ１．４８　Ｎｏ．３　２０１５（Ｓｕｍｌ９７）　阿尔泰造山带南缘库尔提地区寒武纪变质　侵入体的发现及地质意义　张亚峰，蔺新望，王煜，陈宁，王星　，郭岐明，赵端昌，吕军利　（陕西省地质调查中心，陕西西安７１００６８）　摘　要：在新疆富蕴县库尔提地区下元古界克木齐岩群中发现了一套变质侵入体，并对其进行了　ＬＡ—ＩＣＰ—ＭＳ锆石ＵＶＰｂ同位素定年。根据锆石的阴极发光图像和Ｔｈ、Ｕ含量等特征，锆石可分　为岩浆锆石、变质锆石和捕获锆石３类。测得片麻岩的原岩岩浆　Ｐｂ／∞。Ｕ加权平均年龄为　（４９６．３±６．４）Ｍａ（ＭＳＷＤ一０．７４），变质年龄介于４４４～４５２Ｍａ之间。结合区域地质资料，前者　可能代表了古亚洲洋向北起始俯冲的时限，后者代表同造山期变质事件时代。同时，研究中发现的　捕获继承性岩浆锆石年龄为７８３～９０１Ｍａ，暗示阿尔泰造山带存在前寒武纪基底。　关键词：片麻岩；变质侵入体；ＬＡ—ＩＣＰ—ＭＳ锆石Ｕ＿Ｐｂ定年；库尔提；阿尔泰　中图分类号：Ｐ５３４．１　文献标志码：Ａ　文章编号：１００９－６２４８（２０１５）０３－０２７１—０９　Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ　ａｎｄ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ　ｏｆ　Ｃａｍｂｒｉａｎ　Ｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃ　Ｉｎｔｒｕｓｉｏｎｓ　ｏｆ　Ｋｕｅｒｔｉ　Ｒｅｇｉｏｎ　ｉｎ　Ｓｏｕｔｈｅｒｎ　Ａｌｔａｙ　Ｏｒｏｇｅｎｉｃ　Ｂｅｌｔ　ＺＨＡＮＧ　Ｙａｆｅｎｇ，ＬＩＮ　Ｘｉｎｗａｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｙｕ，ＣＨＥＮ　Ｎｉｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｘｉｎｇ，　ＧＵＯ　Ｑｉｍｉｎｇ，ＺＨＡＯ　Ｄｕａｎｃｈａｎｇ，ＬＵ　Ｊｕｎｌｉ　（Ｓｈａａｎｘｉ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｏｆ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｓｕｒｖｅｙ，Ｘｉ’ａｎ　７１００６８，Ｓｈａａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃ　ｉｎｔｒｕｓｉｏｎｓ　ｉｎｔｏ　ｌｏｗｅｒ　Ｐｒｏｔｅｒｏｚｏｉｃ　Ｋｅｍｕｑｉ　ｇｒｏｕｐ　ｗｅｒｅ　ｆｏｕｎｄ　ｉｎ　Ｋｕｅｒｔｉ　ｒｅ　ｇｉｏｎ　ｏｆ　Ｆｕｙｕｎ　Ｃｏｕｎｔｙ，Ｘｉｎｊｉａｎｇ，ａｎｄ　ｗｅｒｅ　ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ　ｆｏｒ　ＬＡ—ＩＣＰ—ＭＳ　ｚｉｒｃｏｎ　Ｕ—Ｐｂ　ａｇｅｓ．Ａｃｃｏｒｄ　ｉｎｇ　ｔｏ　ｚｉｒｃｏｎ　ｃａｔｈｏｄｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ　ｉｍａｇｅｓ　ａｎｄ　Ｔｈ。Ｕ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｔｈｅ　ｚｉｒｃｏｎｓ　ｃａｎ　ｂｅ　ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ　ｉｎｔｏ　ｍａｇｍａｔｉｃ　ｚｉｒｃｏｎｓ，ｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃ　ｚｉｒｃｏｎｓ　ａｎｄ　ｃａｐｔｕｒｅｄ　ｏｎｅｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｏｒｉｇｉ—　ｎａｌ　ｒｏｃｋ　ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ　ａｇｅ　ｉｓ（４９６．３±６．４）Ｍａ（ＭＳＷＤ一０．７４），ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｇｅ　ｏｆ　ｉｔｓ　ｍｅｔａｍｏｒ　ｐｈｉｓｍ　ｉｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　４４４　Ｍａ　ａｎｄ　４５２　Ｍａ，ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｒｏｃｋｓ　ｗｅｒｅ　ｐｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎ　ｌａｔｅ　Ｃａｍｂｒｉａｎ　ｐｅｒｉ　ｏｄ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄａｔａ　ｏｆ　ｓｏｕｔｈｅｒｎ　ｍａｒｇｉｎ　ｏｆ　Ａｌｔａｙ，ｔｈｅ　ａｕｔｈｏｒｓ　ｈｏｌｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　Ｐａｌｅｏ—Ａｓｉａ　０一　ｃｅａｎ　ｍａｙ　ｓｔａｒｔ　ｔｏ　ｓｕｂｄｕｃｔ　ｆｒｏｍ　ｌａｔｅ　Ｃａｍｂｒｉａｎ．Ｉｎ　ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｃａｐｔｕｒｅｄ　ｉｎｈｅｒｉｔｅｄ　ｍａｇｍａ　ｚｉｒｃｏｎ，ｔｈｅ　ａｕｔｈｏｒｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｔｈｅ　ｉｎｈｅｒｉｔｅｄ　ａｇｅｓ　ｆｒｏｍ　７８３　ｔｏ　９０１　Ｍａ，ｉｍｐｌｙｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｅｎｃｅ　ｏｆ　Ｐｒｅｃａｍｂｒｉａｎ　ｂａｓｅｍｅｎｔ　ｉｎ　Ａｈａｙ　ｏｒｏｇｅｎｉｃ　ｂｅｌｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｇｎｅｉｓｓ；ｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃ　ｉｎｔｒｕｓｉｏｎｓ；ＬＡ—ＩＣＰ—ＭＳ　ｚｉｒｃｏｎ　Ｕ—Ｐｂ　ｄａｔｉｎｇ；Ｋｕｅｒｔｉ；Ａｌｔａｙ　收稿日期：２０１５－０４－１５；修回日期：２０１５—０５—２０　基金项目：中国地质调查局区域地质调查“新疆１：２５万可可托海、江德勒克幅区调修测”（１２１２０１１１２０５０３）、“新疆青河县　１：５万阿克布拉克、阿尔沙特、昆格依特、喀拉布腊乌幅区调”（１２１２０１１１２０５０９）共同资助　作者简介：张亚峰（１９８４一），男，硕士，构造地质学专业，主要从事区域地质调查工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ａｉｍｏｍ８４＠１６３．ｃｏｍ　２７２　西　北　地　质　ＮＯＲＴＨＷＥＳＴＥＲＮ　ＧＥＯＬＯＧＹ　阿尔泰造山带位于中亚造山带的西南部（图　１），是由一系列块体、岛弧和增生杂岩构成的增生型　造山带，呈北西一南东向横贯于中国、俄罗斯、哈萨克　斯坦、蒙古四国，是中亚造山带的重要组成部分（Ｓｅｎ—　ｇｏｒ　Ｏｒ　１９９３；Ｘｉａｏ　ｅｔ　ａ１．，２００４）。中国阿尔泰造山带　中在该套片麻岩中识别出一套变质侵入体，侵人体　片麻理发育，但变形程度明显较周围片麻岩低，野外　露头隐约可见侵入接触界线。因此，有必要对该套　片麻岩的时代进行研究。在野外地质和岩相观察的　基础上，笔者对分布于新疆富蕴县库尔提地区的该　套新识别出的黑云斜长片麻岩变质侵入体开展了锆　石Ｕ－Ｐｂ年代学研究，以期揭示其原岩性质、形成时　代及变质作用时代，从而限定阿尔泰造山带广泛发　育的片麻岩的时代，并结合区域地质资料探讨阿尔　处于整个阿尔泰造山带的南缘，在地质历史中受过多　次的构造变动，是个构造复杂、岩浆活动频繁、矿产丰　富的构造带，前人对其做了大量研究工作，但对一些　基础性问题仍存在不同的认识。如目前对阿尔泰造　山带南缘大量发育的中深变质岩系的时代问题尚存　在分歧，并由此引发阿尔泰造山带是否存在前寒武纪　基底的争议。庄育勋（１９９４）认为该套变质岩系是古　泰造山带是否存在前寒武纪基底和古亚洲洋（额尔　齐斯洋）起始俯冲的时限等问题，据此为阿尔泰造山　带构造演化提供基础资料。　生代变质地层，是区域热动力变质作用产物；中国一　哈萨克斯坦联合地质科学考察队将其绝大部分划为　１　地质特征及岩石学特征　研究区位于阿尔泰造山带南缘额尔齐斯构造带　北侧富蕴县库尔提一带，区内出露一套各类片麻岩、　片岩、混合岩、变粒岩等组合的中深变质岩系，广泛　发育无根褶皱、紧闭同斜褶皱、多级不对称褶皱、揉　流褶皱、肠状褶皱等，变形极其强烈，野外露头可识　别出３～４期变形构造。前人１：２０万资料将其划　古一中元古界克木齐群和新元古界富蕴群变质岩系，　并将其作为阿尔泰造山带的前寒武纪结晶基底（李天　德等，１９９６，２００１）。前人对这些变质岩系形成时代的　确定多依据古植物化石、地层岩石特征对比和Ｐｂ、Ｎｄ　模式年龄数据等（胡霭琴等，２００２），而可靠的同位素　年龄数据非常少。近年来，胡霭琴等（２００６）、刘国仁　等（２００８）和雷永孝等（２０１０）分别通过对青河一带、额　尔齐斯构造带内及苏普特一带片麻岩ＳＨＲＩＭＰ锆石　分为泥盆纪康布铁堡组，但报告中明确提出不否定　其为前寒武纪地层的可能性。本次工作经过区域地　层对比，认识到其与真正意义上的康布铁堡组碎屑　岩、变质火山岩夹碳酸盐岩的岩性组合存在明显差　Ｕ－Ｐｂ同位素研究未发现前寒武纪古老锆石和相关的　年龄信息而否定了该区变质岩为“前寒武纪地层”或　者该套片麻岩应该解体区别对待。然而，也有一些学　者（Ｗａｎｇ　ｅｔ　ａ１．，２００６；宋国学等，２０１０；张亚峰等，　异。综合片麻岩变质程度、构造变形期次和岩石组　合特征，将其重新厘定解体为下元古界克木齐岩群　和中元古界苏普特岩群。　２０１４ａ）通过对该区岩浆岩的研究发现了一些元古代　锆石年龄信息，并肯定了阿尔泰地区前寒武纪地层存　在的可能。此外，诸如古亚洲洋（额尔齐斯洋）起始　俯冲的时限研究不够深入等问题，这都在很大程度　上限制了对阿尔泰造山带地壳演化研究和大地构造　格架的建立。　野外地质填图过程中，在库尔提一带下元古界　克木齐岩群中发现一套变质侵入体。侵人体分布在　库尔提村北约２ｋｍ处，呈两条北西一南东向大致平　行的狭长带状延伸，出露面积约２０ｋｍ　（图１），地貌　阿尔泰造山带南缘富蕴县库尔提地区片麻岩出　露广泛，前人１：２０万资料①将其划归泥盆纪康布　铁堡组，但笔者在最近开展的１：２５万可可托海幅、　江德勒克幅区域地质调查过程中发现，该套片麻岩　变形强烈，野外露头尺度上可识别出至少３～４期变　形构造，为一套中深变质程度的变质岩系，与蒙库铁　上较突出，具有中酸性侵入岩特有的球状风化地貌。　岩性主要为灰色黑云斜长片麻岩，总体呈北西向带　状岩株状展布，与区域构造线方向一致。岩体受后　期多期次强烈的变质变形作用改造，与围岩侵入接　触特征不甚明显，并不同程度地改变了侵入岩的原　始组构和面貌，致使侵入体片麻理发育，但变形程度　明显较周围克木齐岩群变形弱，局部地段变形强烈，　推测可能是克木齐岩群的地层捕掳体。　矿及胡吉尔特等地的康布铁堡组的浅变质流纹岩、　片岩夹大理岩组合明显不同。此外，野外填图过程　①新疆地质局区域地质调查大队．１：２０００００富蕴幅区域地质调查报告，１９７８　２７６　一《　西　北　地　质　ＮＯＲＴＨＷＥＳＴＥＲＮ　ＧＥＯＬＯＧＹ　ｏ盘一　面—矗口　ｏ∞＾盘。一　＿Ｉ一　＿Ｉ　一∞ａｏ一∞　＿Ｉ　ａ—ｕ一　Ｑ　０—ＩＩ　—ＩＩ　＾日苫ｖ箍峙　兽　＼　罟～　Ｉ｛　～∞Ｎ＼　兽　咔姗　懒掣匣　ｄ＿ＩＩ中ｆｌ　窆＿ｄ　＿ｖｒＩ窖　舄誊廿　０　２０１５焦　．ＬＩ　，　ａ０ｕ．Ｉ—　∽　．　０Ｈ．　、ｒＩ　０　ａ　羞　懈　匣　嵝　凶舞瞢｝　毒ｆ　怔酶　匿　－【ｏ　ＩＩ　Ｎ　＼　∞。Ｎ　∞∞Ｎ＼　兽　ｆ１譬～＼　舍“　ｄ９。　翁廿　∞卜　翁廿　＿［∞　禽廿　卜　ＤＩ　Ｎ　翁　甘　Ｎ　０００．０　理越　丑　∞００．０　理羞　卜∞　．０　＇［００．０　∞　０．０　。∞０００．０　西　卜卜０．０　卜　心　［＿∞　∞　Ｎ　卜　卜０　∞寸　∞∞　０　＿［００　卜　价　００　∞　卜＿［　［＇　Ｈ∞　∞　卜　∞Ｎ　ＮＮ　∞　∞０００．０　∞　０．０　０００．０　∞＿［∞０．０　∞　＇［０．０　∞　．０　＿【＿［　．０　∞　∞．０　∞　∞．０　∞＿［　．＿［　０　０　．０　∞卜　．０　∞　Ｈ００．０　０００．０　∞卜∞００．０　０００．０　∞．［００．０　∞　＿【００．０　卜　＿【００．０　∞＿［Ｎ００．０　∞Ｎ　０００．０　口０甘　０．０　＿【　＿【．【　０００．０　∞　０００．０　０　Ｈ　∞００．０　卜　∞０００．０　卜心卜卜０．０　∞∞００．０　∞卜０．０卜　∞∞０．０　０∞０．０　１［０００．０　∞０　０　．［．０　卜０．０　０．０　＿［０．ｏ　∞＇【　０　０卜　［＇甘　西　∞　∞　Ｈ　Ｎ　０∞　Ｎ∞０．０　卜＿［Ｈ００．０　０．０　＿［．０　∞∞０００．０　０００．０　０＿［　Ｈ　‘【＿【　∞竹　卜　０一　卜０　寸　∞　０００．０　∞＿【　∞　∞　０．０　＇【卜。００．０　∞　西　０＿【　［＿　卜＿［　卜∞　０　卜寸０００．０　００　Ｎ０．０　西　０００．０　卜卜　∞０．０　∞∞．【０．０　０００．０　∞　０．０　卜００ｏ．０　一　∞０．０　［＿　一０．０　＿［∞　啦．０　Ｈ　卜　∞　ｈ　【．０　∞∞甘　［＿０　ｎ　∞　Ｎ　∞　∞　＿【　∞　西西　Ｈ∞　Ｎ∞　∞　∞口　卜　Ｎ∞　【＿∞　＿Ｅ　０　－【∞　＝　∞　卜０ｏ０．０　Ｈ　０．０　寸　０００．０　０．０　．［∞０００．０　０．ｏ　＿【　＇【．０　∞∞∞．［０．０　０　∞一∞．．［　０∞０．０　卜００．０　【＿　．０　＿【０　０００．０　∞０００．０　卜．［＿【００．０　＿【００．０　甘　∞∞０００．０　Ｎ　∞∞　Ｈ＿［　０∞０００．ｏ　０　０００．０　卜　卜卜０．ｏ　０＇［Ｈ＿［０．０　Ｎ∞卜０　．０　∞Ｎ　０．０　０００．０　Ｎ　∞．０　∞０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ｉｎｇ，ｅｔ　ａ１．Ａｃｃｕｒａｔｅ　Ｕ—Ｐｂ　ａｇｅ　ａｎｄ　ｔｒａｃｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ　ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｚｉｒｃｏｎ　ｂｙ　ｌａｓｅｒ　ａｂｌａｔｉｏｎ－ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ　ｃｏｕｐｌｅｄ　ｐｌａｓｍａ－ｍａｓｓ　ｓｐｅｃ—　ｔｒｏｍｅｔｒｙ［Ｊ］．Ｇｅｏｓｔａｎｄａｒｄｓ　ａｎｄ　Ｇｅｏａｎａｌｙｔｉｃａｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，　２００４，２８（３）：３５３—３７Ｏ．