1、西昆仑造山带东段阿拉玛斯岩体 Pb-Hf同位素组成特征、岩石成因及源区特征 张其超 吴珍汉 李侃 黄河 刘琰 刘志伟 周清 金谋顺 倪晋宇 中国地质科学院 中国地质调查局西安地质调查中心 中国地质科学院地质研究所 中国地质调查局成都矿产研究所 五矿勘查开发有限公司 摘 要： 后碰撞阶段花岗质岩浆的源区多较为复杂, 需要从多方面开展同位素的研究来加以识别, 阿拉玛斯花岗质岩体位于西昆仑造山带东段。先前的研究表明阿拉玛斯岩体是后碰撞阶段下地壳部分熔融。为进一步研究阿拉玛斯花岗岩类的源区特征, 本文对阿拉玛斯花岗岩类进一步进行 Pb-Hf 同位素的测定。结果显示:阿拉玛斯岩体具低的锆石 Hf (t)
2、 值为-9.5 -3.2 (平均值为-5.6) , 二阶段模式年龄为 16332028 Ma, 反映了岩浆来源于较老的下地壳部分熔融。阿拉玛斯岩体的 206Pb/204Pb 范围为 18.38219.333, 平均值为 18.784, 207Pb/204Pb 范围为 15.58915.642, 平均值为 15.614, 208Pb/204Pb 范围为 38.58539.080, 平均值为 38.800, 值范围为 9.459.48, 平均值为 9.46, 值的范围 33.8038.14, 平均值为 36.16。在岩体源区判别图解上, 样品主要落在上地壳的范围内, 反映了阿拉玛斯岩体源区具有高
3、Pb 的同位素特征, 说明岩浆源区有少量高 Pb 物质 (沉积物) 的混入, 从而说明后碰撞阶段形成岩体的物质来源具有多样性。关键词： Pb 同位素; Hf 同位素; 花岗岩类; 阿拉玛斯; 西昆仑; 作者简介：张其超, 男, 1988 年生, 工程师, 在职博士生, 主要从事岩浆岩和大地构造研究。通讯地址:100037, 北京市西城区百万庄大街 26 号。Email:。收稿日期：2017-09-10基金：中国地质科学院中央级公益性基本业务费专项基金 (编号:YWF201601) Pb-Hf Isotopic Compositions of Granitoids and Petrogenesi
4、s of the Alamas Pluton in the Eastern Part of the West Kunlun Orogen and Its Provenance CharacteristicsZHANG Qichao WU Zhenhan LI Kan HUANG He LIU Yan LIU Zhiwei ZHOU Qing JI Moushun NI Jinyu Chinese Academy of Geological Sciences; Xian Center of Geological Survey, Chinese Geological Survey; Institu
5、te of Geology, Chinese Academy of Geological Sciences; Chengdu Institute of Geology and Mineral Resources, Chinese Geological Survey; Minmetals Exploration Abstract： The source of granitic magma was complex in the post-collision stage and needs to be further studied by using various isotope methods.
6、 The Alamas granitoids is distributed in the eastern section of the West Kunlun orogenic belt and of important significance for understanding the continental growth evolution after the closure of the ProtoTethys. Previous studies have shown that the Alamas granitoids was the product of partial melti
7、ng of an ancient, deep crustal source in the post-collision stage. In order to understand the source characteristic of the Alamas granitoids, Pb-Hf isotopic compositions of the granitoids were analyzed. The results show that the Hf (t) values range from-9. 5 to-3. 2 (averaging-5. 6) and the two stag
8、e Hf model ages range from 1633 Ma to 2028 Ma, indicating that the Alamas pluton likely sourced from the partial melting of an ancient, deep crust. The granitoids have 206 Pb/204 Pb values between 18. 382 and 19. 333 (averaging 18. 784) , 207 Pb/204 Pb values between 15. 589 and15. 642 (averaging 15
9、. 614) , 208 Pb/204 Pb values between 38. 585 and 39. 080 (averaging 38. 800) , values from9. 45 to 9. 48 (averaging 9. 46) , and values from 33. 80 to 38. 14 (averaging 36. 16) . In the discrimination diagram, these samples are plotted mostly in the field of the upper crust rocks, indicating that t
10、he source area of the Alamas pluton is characteristic of high Pb isotope. Therefore, addition of a minor amount of high Pb isotopic material (sediments) into magmatic source resulted in diversity of material source for formation o f the Alamas pluton in the post-collision stage.Keyword： Alamas grani
11、toids; Tibet; Western Kunlun Orogen; Pb isotopes; Received： 2017-09-10造山带在洋壳俯冲、碰撞和造山后伸展等过程中均伴随着大规模的岩浆作用, 特别是大量的花岗质岩浆的侵入活动。研究这些花岗质岩体的成因及演化对于理解造山带大陆演化具有重要的指示意义。西昆仑造山带在早古生代, 伴随着原特提斯洋的演化, 沿着库地-其曼于特蛇绿岩缝合带发生了强烈的中酸性岩浆活动 (火山弧、同碰撞以及后碰撞型花岗岩类) 。然而因为地势险峻、海拔过高和常年积雪等原因, 这些岩体详细的地质年代学和地球化学特征都缺乏详细地报道。目前, 仅对沿着库地蛇绿岩附近
12、分布的部分岩体, 有个别研究者做过一些同位素地球化学特征研究 (如 Jiang Yaohui e al., 1999;Yuan et al., 1999, 2002, 2003;Ye e al., 2008;Kang Lei et al., 2015, 2016;Liu Jianguo et al., 2016;Zhao Jianlin et al., 2017) , 而造山带东段其曼于特混杂岩附近的岩体同位素资料更加缺乏。根据现有区域资料, 这些早古生代花岗质岩体在 Sr-Nd 同位素上呈现高 (Sr/Sr) t、低 Nd (t) 的特征, 部分还显示了壳-幔混合的特征 (Yuan et a
13、l., 1999, 2003;Wang Chao et al., 2013;Zhang et al., 2016) 。由于形成花岗质岩体的岩浆源区往往比较复杂, 从多个方面进一步开展系统的同位素示踪研究是必要的。例如, Lu-Hf 同位素体系、Pb 同位素研究也是物源示踪的一个重要手段 (Doe et al., 1979;Wu Fuyuan et al., 2007) 。近年来, 多接收等离子体质谱 (MC-ICP-MS) 技术的出现使得 Lu-Hf 同位素体系的发展步伐大大加快, 所获得的资料为解决与岩石成因有关的一系列重要地质问题提供了新的途径 (Blichert Toft, 2001)
14、。锆石 Hf 同位素示踪研究展示出一定的优越性, 如果某岩石中存在不同成因的锆石 (如通过同化混染作用、岩浆混合作用或者机械的混合等) , 则我们可以通过不同锆石的 Hf 同位素组成测定来研究岩石的具体成因过程及不同组份的性质 (Wu Fuyuan et al., 2007) 。而 Pb 同位素是地球化学过程中区别地壳性质、追踪物源的重要示踪剂 (Doe et al., 1979) , 由于上、下地壳 Pb 同位素的组成存在明显差异, 上地壳相对富集 U、Th 和 Pb 元素, 而下地壳由于深部地质作用相对亏损 U、Th 和 Pb 元素, 从而使得同位素组成在地壳垂向剖面上, 出现从下部地壳相
15、对贫放射成因同位素组成到上部地壳相对富放射成因同位素组成的规律性变化。因此, 针对该岩体进行 Pb-Hf 同位素研究可为分析岩体的岩石成因、示踪岩浆物源性质等方面提供重要指示, 结合区域地质资料和作者之前的研究工作, 本文试图对区域地质构造演化及地壳深部岩浆活动进行研究。1 地质概况西昆仑造山带位于青藏高原的北缘, 沿着西边的帕米尔构造节向东部的阿尔金-昆仑山造山带展布, 是一条长约 1000km 的造山带。造山带的古生代-中生代构造演化研究对于重建古亚洲构造域是非常重要的, 西昆仑造山带是由多个块体沿着塔里木盆地西南缘增生形成的复杂造山带, 它位于青藏高原北缘, 北边连接塔里木盆地, 向西连
16、着帕米尔高原, 向东是阿尔金-东昆仑造山带 (图 1a, Dewey et al., 1988;Pan Yusheng et al., 1994;Xiao et al., 1999, 2002, 2005;Zhang Chuanlin et al., 2007;Zhang et al., 2016;Zhang Shanhui et al., 2016;Deng Fujin et al., 2015) 。西昆仑造山带沿着奥依塔格-库地-其曼于特蛇绿岩带和麻扎-康西瓦-苏巴什蛇绿岩带从北往南依次分为三个构造单元, 即北昆仑地体 (Zhang Chuanlin et al., 2003a, 2003
17、b, 2007) 、南昆仑地体和喀喇昆仑-甜水海地体 (Xiao et al., 1999, 2002, 2005) 。北昆仑地体出露的基底以古元古代米兰岩群、长城系卡羌岩群、震旦-寒武系阿拉叫依岩群和中奥陶统皮什盖萨依岩组为代表, 南昆仑地体出露的基底包括蓟县系阿拉玛斯岩群, 主要有片岩、片麻岩、大理岩和斜长角闪岩组成。区域上早古生代侵入岩规模较大, 其形成与原特提斯洋盆的俯冲-闭合演化密切相关, 主要出露在早古生代其曼于特蛇绿混杂岩带两侧, 主体位于缝合带的南侧 (图 1b) 。这些岩体主要分布于阿克塞因、阿拉玛斯、流水一带, 总体展布呈 NEESWW 向, 形成的宽度大于 20km、长度
18、大于 100km 的早古生代岩浆带。在缝合带两侧 10km 范围内, 侵入岩超过 30%, 组成非常复杂, 中基性-酸性、碱性均有发育。依据产出构造位置, 以其曼于特缝合带为界将早古生代侵入岩划分为南北 2 个岩浆岩带, 并进一步将其细分为 4 个岩石系列。岩体南带主要是石英闪长岩系列和似斑状二长花岗岩系列, 空间位置上二者重叠, 但岩石特征差别明显;岩体北带主要是正长花岗岩系列和英云闪长岩系列 (图 1b, Wang Juchuan et al., 2003) 。阿拉玛斯岩体位于缝合带的南侧, 海拔 4500m, 距其曼于特蛇绿岩以南约 5km, 露头面积约 10km, 平面上呈不规则长条状
19、, 近东西向展布。图 1 (a) 西昆仑及邻区地质构造略图; (b) 西昆仑东段早古生代侵入岩分布 (底图据 Wang Juchuan et al., 2003) Fig.1 Geological map showing (a) a geological map of the western Kunlun orogenic belt, western China, showing the main geological units discussed in this paper; (b) Distribution of Early Paleozoic intrusions in the eas
20、tern part of the western Kunlun (after Wang Juchuan et al., 2003) 阿拉玛斯岩体岩性主要为细粒的二长岩-石英二长岩-石英二长闪长岩, 岩石呈灰色, 内部成分较均一。造岩矿物包括碱性长石 (40%45%) 、斜长石 (40%45%) 、石英 (5%10%) 、黑云母 (5%10%) 和角闪石 (5%) 。副矿物包括磷灰石、锆石、榍石、褐帘石、钛铁氧化物。镜下观察岩石具有细粒半自形粒状结构, 斜长石为半自形, 石英呈它形填隙粒状, 充填于长石空隙中。部分斜长石发生微弱的绿帘石化, 少量黑云母具绿泥石化 (图 2) 。2 样品采集与分析
21、方法2.1 样品采集为了保证样品的代表性及研究的科学性, 本次野外工作系统采集了阿拉玛斯岩体 12 个样品用于 Pb 同位素的测年, 并对阿拉玛斯岩体样品 (G2941) 中 17 颗锆石进行了 Lu-Hf 同位素分析。2.2 样品 Pb 同位素分析方法样品的 Pb 同位素测试在核工业北京地质研究院分析测试研究中心完成。Pb 同位素测试仪器为 ISOPROBE-T 热离子质谱仪, 检测方法和依据为GB/T17672-1999 岩石中铅锶钕同位素测定方法。Pb 同位素的分析流程为:称取适量样品放入聚四氟乙烯坩埚中, 加入氢氟酸中、高氯酸溶样。样品分解后, 将其蒸干, 再加入盐酸溶解蒸干, 加入
22、NHB r 溶液溶解样品进行铅的分离。然后, 将溶解的样品溶解倒入预先处理好的强碱性阴离子交换树脂中进行铅的分离, 依次用NH Br 和 NHCl 溶液淋洗树脂, 再用 NHCl 溶液解脱, 最后, 将解脱溶液蒸干, 用热表面电离质谱法进行铅同位素测量, 对于 1g 的铅 Pb/Pb 测量精度0.005%。测试结果见表 1。图 2 西昆仑造山带东段阿拉玛斯花岗岩类野外露头及显微镜下照片 Fig.2 Field and photomicrographs of granitoids from the Alamas pluton 下载原图2.3 样品 Hf 同位素分析方法锆石 Hf 同位素分析在中国
23、科学院地质与地球物理研究所的等离子体质谱实验室用配备了 Geolas-193 型紫外激光剥蚀系统 (LA) 的 Neptune 型多接收电感耦合等离子体质谱 (MC-ICPMS) 完成。Hf 同位素分析对应于氧同位素分析点。激光剥蚀的脉冲速率为 810 Hz, 激光束直径为 63m (取决于锆石颗粒大小) , 激光束的能量密度为 10Jcm, 剥蚀时间约为 26 s, 详细的分析方法见 Wu Fuyuan et al., 2006。Lu 和 Yb 对 Hf 的同质异位素干扰通过监测 Lu 和 Yb 信号强度、采用 Lu/Lu=0.02655 和 Yb/Yb=0.5886 (ChuNanchin
24、 et al., 2002) 进行校正。用每一分析点计算出的 Hf 和 Yb 的质量分馏系数 (Hf 和 Yb) 校正 Hf 和 Yb 同位素比值, 测定的 Hf/Hf 比值用 Hf/Hf=0.7325 校正。用标准锆石91500 与锆石样品交叉分析对仪器漂移进行外部监控。测试结果见表 2。3 测试结果12 个阿拉玛斯花岗岩类样品的铅同位素组成 (表 1) , Pb/Pb 范围为18.38219.333, 平均值为 18.784, Pb/Pb 范围为 15.58915.642, 平均值为15.614, Pb/Pb 范围为 38.58539.080, 平均值为 38.800, 值范围为9.459
25、.48, 平均值为 9.46, 值的范围 33.8038.14, 平均值为 36.16。表 1 阿拉玛斯花岗岩类的 Pb 同位素组成 Table 1 Pb isotopic composition of Alamas granitoids 下载原表 表 2 阿拉玛斯花岗岩类的锆石 LA-MC-ICP-MS 的 Lu-Hf 同位素组成 Table 2 LA-MC-ICP-MS Lu-Hf isotope data of zircons from the Alamas granitoids 下载原表 本次工作对阿拉玛斯岩体样品 (G2941) 中 17 颗锆石进行了 Hf 同位素分析 (表 2)
26、。根据岩体结晶年龄 (446Ma) 计算, 所有锆石均具低的负 Hf (t) 值, 阿拉玛斯岩体锆石 Hf (t) 为-9.5-3.2 (平均值为-5.6) 。在锆石年龄与 Hf同位素相关图解中 (图 3) , Hf (t) 基本都位于地壳演化线以下, 反映其具有地壳物质来源的特征。对于花岗岩, 锆石 Hf 同位素地壳模式年龄 (T DM 2) 代表岩浆源区物质从亏损地幔库脱离的平均年龄。阿拉玛斯岩体的二阶段模式年龄为 16332028 Ma, 整体反映古老地壳的源区特征。图 3 阿拉玛斯花岗岩类锆石 Hf (t) 锆石结晶年龄图解 Fig.3Hf (t) versus zircon crys
27、tallization age from the Alamas granitoids pluton 下载原图4 讨论4.1 区域花岗岩类地球化学特征及构造背景从大区域尺度考察, 造山带东段早古生代花岗质岩浆活动集中于 460410Ma 之间, 已报道样品的 Si O2含量范围为 52.54%73.92%, Mg#为 15%67%, 全碱 (Na2O+K2O) 为 3.63%9.59%。这些样品的 A/CNK 为 0.621.06, 属于准铝质-弱过铝质成分。在 Si O2-K2O 图解上, 绝大部分岩体样品呈现高钾钙碱性-钾玄质特征, 而阿拉克雷岩体落入钙碱性区域内。在 Si O2-Na2O+
28、K2O-Ca O 图解上, 除阿拉克雷岩体为钙质特征, 其他岩体呈现从碱钙质-钙碱质的特征 (图 4, 表 3) 。微量元素上, 阿拉玛斯岩体样品富集大离子亲石元素, (La/Yb) N范围 1425, 具有微弱的 Eu 负异常, 相对富集 Sr、Ba, 亏损 Nb、Ta、Th、Ti。岩体的 Nd (t) 值为-8.4-6.4, (Sr/Sr) i数值范围为 0.71840.7200, 其岩体的源区主要是下地壳变质火成岩的部分熔融 (Zhang et al., 2016) 。其它岩体的微量元素总体特征见表 3。位于西昆仑造山带西段的库地蛇绿岩被认为是原特提斯洋俯冲, 碰撞到闭合的直接证据, 大
29、部分研究者认为由于原特提斯洋的闭合, 南北昆仑地体在早古生代发了碰撞 (Pan Yusheng, 1996;Li Jiliang et al., 1999;Mattern et al., 2000;Jiang et al., 2002, 2013;Yuan et al., 2002, 2005) 。Han Fanglin et al., 2002 在西昆仑造山带东段发现了其曼于特蛇绿岩并认为是奥依塔格-库地蛇绿岩向东的延伸, 并给出了蛇绿岩的岩体的结晶年龄是 526Ma, 岩体构造侵位的年龄是 432 Ma。早期的研究指出西昆仑造山带出现了一个 450 Ma 变质峰值, 被认为是代表了南北昆仑
30、地体碰撞的时间 (Ye et al., 2008) 。通过对新生变质矿物角闪石单矿物的 Ar/Ar 年龄分析, 确定剪切变质年龄为 451Ma, 认为是南北昆仑地体沿着库地缝合带挤压形成的 (Zhou Hui et al., 2000;Xiao et al., 2005) 。利用 Rb-Yb+Ta 和 Rb-Y+Nb 图解判别样品落入了造山后的范围 (图 5) 。这些早古生代花岗质浆活动基本连续发展, 结合其曼于特蛇绿岩中辉长岩, 可以说在长达 100Ma 的地质历史过程中, 岩浆活动伴随了板块俯冲、碰撞、抬升的多个阶段。结合区域资料和前人的研究成果, 可以认为古昆仑洋板块的俯冲消亡发生于 5
31、00460Ma 的早奥陶世, 而北昆仑地体和南昆仑地体在该区的碰撞则发生于 460450 的晚奥陶世, 碰撞后抬升及陆内调整则在 450400Ma 之间。因此 446Ma 的阿拉玛斯岩体可能是形成于后碰撞的构造环境。4.2 岩石成因及其源区特征锆石 Lu-Hf 同位素体系具有较高的封闭温度, 因而锆石的初始 Hf 同位素的比值相对不易随后期部分熔融或者结晶分异而显著变化 (Scherer et al., 2000) , 锆石 Hf (t) 值和二阶段模式年龄代表了岩浆源区的一些特征, 正 Hf (t) 值以及年轻的二阶段模式年龄通常代表源区为亏损地幔或者从亏损地幔中新增生的年轻地壳 (Sui
32、Zhenmin et al., 2009) , 负 Hf (t) 值以及老的二阶段模式年龄通常代表源区为古老地壳 (Wu Fuyuan et al., 2007) , 不均一的锆石 Hf 同位素特征很可能指示具有不同放射性成因 Hf 同位素含量的几种岩浆混合有关 (Griffin et al., 2002;Ravikant et al., 2011;Zhou Zhenhua et al., 2012) ;因此锆石原位 Hf 同位素分析是示踪岩浆源区的重要手段 (Griffin et al., 2002;Wu Fuyuan et al., 2007;Zhou Zhenhua et al., 20
33、14) 。阿拉玛斯岩体的岩浆锆石的 Hf (t) 为-9.5-3.2, 二阶段模式年龄为 16332028 Ma (表 2) , 反映了岩浆来源于较老的下地壳部分熔融, 与从Sr-Nd 同位素角度反映的岩体源区特征相一致 (Zhang et al., 2016) 。图 4 西昆仑造山带东段部分花岗质岩体的 Si O2vs.K2O+Na2O 图解 (a) (底图据Middlemost 1994) 、Si O2vs.Na2O+K2O-Ca O 图解 (b) (底图据 Frost et al.2001) 、Si O2vs.K2O 图解 (c) (底图据 Peccerillo and Taylor 1
34、976) 和 A/CNK-A/NK 图解 (d) (据 Maniar and Piccoli, 1989) , 数据来自 Zhang et al. (2016) and Wang Juchuan et al. (2003) Fig.4 (a) Si O2vs.K2O+Na2O classification diagram (after Middlemost 1994) , (b) Na2O+K2O-Ca O vs.Si O2diagram (after Frost et al.2001) , (c) Si O2vs.K2O classification diagram (after Pecce
35、rillo and Taylor 1976) , and (d) A/NK vs.A/CNKdiagram showing the strongly peraluminous nature of the Dahongliutan granites.A:Al2O3;N:Na2O;K:K2O;C:Ca O (all in molar proportions) .Also shown are data from Zhang et al. (2016) and Wang Juchuan et al. (2003) 从 Pb 同位素对阿拉玛斯岩体展开研究, 其 Pb 同位素组成都显示了高度集中的同位素特
36、点, 具有较高的 Pb/Pb、Pb/Pb、Pb/Pb 值, 且 Pb/Pb 变化范围很小 (图 6) 。普通 Pb 同位素组成更多的用于进行物源成因和示踪研究, 值越高, Pb 同位素增长越快, 阿拉玛斯花岗岩类 值集中为 9.459.48。一般而言, Pb同位素比较均匀, 且 值低于 9.74 的正常铅来自于地壳或上地幔 (Stacey et al., 1975) 。阿拉玛斯岩体在 Sr-Nd 同位素上具有高 (Sr/Sr) t、低 Nd (t) 的特征, Hf (t) 数值为-9.5-3.2, 结合全岩主量、微量地球化学成分, 上述特征暗示岩体母岩浆源自源于古老的下地壳的变质火成岩部分熔融
37、 (Zhang et al., 2016) 。从而可以认为阿拉玛斯岩体的 Pb 同位素主要继承自地壳, 而非来自上地幔。在 Pb/Pb、Pb/Pb vsPb/Pb 增长曲线中, 阿拉玛斯花岗岩类大部分投在了造山带部分, 少量的投在上地壳的范围 (图 7a) , 显示了物质来源于上地壳和造山带混合的物源特征 (图 7b) ;为了消除误差影响, 将全岩样品的铅同位素分析结果, 换算成 和 值。=1000 (- m) / m;=1000 (- m) / m。其中: 为样品中的 Pb/Pb; m为地幔中的 Pb/Pb, 其值为 37.47; 为样品中的 Pb/Pb; m为地幔中的 Pb/Pb, 其值为
38、 15.33。将阿拉玛斯花岗岩体分别投在 Zhu Bingquan (1985) 的 - 图 (图 8) 上, 从图中可以看出:12个该岩体样品的 Pb/Pb、Pb/Pb、Pb/Pb 都比较高, 同样显示了上地壳的同位素特征。这一现象说明单纯由下地壳变质火成岩部分熔融形成的岩浆无法解释阿拉玛斯岩体高 Pb 同位素的特征, 需要有一些高 Pb 同位素物质 (如沉积物) 的加入。阿拉玛斯岩体是形成于后碰撞阶段 (Zhang et al., 2016) 的 I 型花岗岩类, 这种形成于后碰撞阶段以下地壳变质火成岩的部分熔融为主, 同时有少量沉积物质加入的成因模式能更全面地解释阿拉玛斯岩体的岩石成因,
39、 结合作者先前的研究和认识, 后碰撞阶段来自幔源融体的底侵作用可能同时也为阿拉玛斯岩体的形成提供了热源。图 5 阿拉玛斯花岗岩体 Rb-Yb+Ta (a) 和 Rb-Y+Nb (b) (据 Pearce et al., 1984;Pearce, 1996) Fig.5 Tectonic setting diagrams Rb-Yb+Ta (a) and Rb-Y+Nb (b) for Alamas granitic pluton (after Pearce et al., 1984;Pearce, 1996) 下载原图图 6 西昆仑阿拉玛斯花岗类岩铅同位素构造演化图解 (底图据 Zarnnan
40、 et al., 1981) Fig.6 Pb isotopic tectonic modle diagrams of Alamas grantoids (after Zarnnan et al., 1981) 下载原图综上所述, 通过对阿拉玛斯岩体的系统研究, 说明后碰撞阶段形成的花岗质岩浆物质来源非常复杂, 而不仅是单一的下地壳变质火成岩源区。即使对单个岩体而言, 其岩浆源区也包含了富集地幔、下地壳变质火成岩和地壳中的沉积岩 (沉积物) 三个端元。这也进一步印证了造山带在后碰撞阶段, 在地壳-地幔之间、地壳各层之间发生了复杂的物质能量交换。通过多种手段对花岗岩及相关岩石进行系统研究, 是揭
41、示这一过程的重要手段。图 7 西昆仑东段阿拉玛斯花岗岩类 Pb 同位素物质源区判别图解 (引自 Doe 等, 1979) Fig.7 Source divisional diagram of lead isotope of Alamas granitoids (after Doe et al., 1979) 下载原图图 8 阿拉玛斯花岗岩类铅同位素的 - 成因分类图解 (据 Zhu Bingquan et al., 1998) Fig.8-genetic schematic diagram of lead isotope of Alamas granitoids (after Zhu Bing
42、quan et al., 1998) 下载原图1地幔源铅;2上地壳源铅;3上地壳与地幔混合的俯冲铅 (3a-岩浆作用, 3b-沉积作用) ;4化学沉积型铅;5海底热水作用铅;6中深变质作用铅;7深变质下地壳铅;8造山带铅;9古老页岩上地壳铅;10退变质铅;其他图例同图 31Mantle-derived;2upper crust;3mantle and upper crust mixed subduction zone (3a-magmatism, 3b-sedimetation) ;4chemistry sediments;5hydrothermal sediments on the sea
43、floor;6middle to deep metamorphism;7deep metamorphism lower crust;8orogenic belt;9upper crust of old shale;10retrogressive metamorphism;legends same as Fig.35 结论后碰撞阶段花岗质岩浆的源区识别一直是难点之一, 通过对岩体 Pb-Hf 同位素展开研究得出形成于后碰撞阶段下地壳的部分熔融的阿拉玛斯岩体具有较高的Pb/Pb、Pb/Pb、Pb/Pb 值, 表明源区含有少量的上地壳沉积物加入, 可见形成该岩体的物质来源具有多样性。参考文献Chu
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