國顯正，賈群子，錢 兵，彌佳茹，李金超，孔會磊，姚學(xué)鋼(.中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心，陜西 西安 70054；.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢) 地質(zhì)調(diào)查研究院，湖北 武漢 430074)

東昆侖高壓變質(zhì)帶榴輝巖和榴閃巖地球化學(xué)特征及形成動力學(xué)背景

國顯正1,2，賈群子1，錢 兵1，彌佳茹1，李金超1，孔會磊1，姚學(xué)鋼2
(1.中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心，陜西 西安 710054；2.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢) 地質(zhì)調(diào)查研究院，湖北 武漢 430074)

大陸造山帶的高壓—超高壓變質(zhì)帶是古板塊匯聚邊界及古大洋俯沖和大陸碰撞造山的重要標(biāo)志，榴輝巖作為高壓變質(zhì)作用形成的巖石，歷來被廣為關(guān)注。根據(jù)近幾年東昆侖新發(fā)現(xiàn)的加當(dāng)、蘇海圖、溫泉、浪木日上游、宗加、五龍溝西(大格勒)等榴輝巖及榴閃巖，厘定出一條超過500 km的高壓變質(zhì)帶，它是青藏高原北部一條重要的古板塊接合帶。在野外調(diào)查基礎(chǔ)上，綜合大量前人資料，從巖相學(xué)、礦物學(xué)及巖石地球化學(xué)等方面對東昆侖榴輝巖進行了系統(tǒng)的分析和研究。結(jié)果表明：東昆侖高壓變質(zhì)帶榴輝巖可分為兩種類型，即榴輝巖和退變質(zhì)榴輝巖；石榴石礦物化學(xué)成分均表明榴輝巖為C型；榴輝巖主要為拉斑玄武巖系列，球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式均為輕稀土元素富集型，主要介于富集型洋中脊玄武巖(E-MORB)與正常型洋中脊玄武巖(N-MORB)之間，原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖基本一致，顯示出洋中脊玄武巖(MORB)特征；榴輝巖、榴閃巖溫壓條件近于一致，形成壓力介于1.2～2.0 GPa或更高，溫度不小于575 ℃，具有一個順時針“發(fā)卡”型P-T軌跡，其變質(zhì)峰期溫壓達到榴輝巖相；峰期變質(zhì)年齡出現(xiàn)3個明顯峰值，分別為451、432、412 Ma，432 Ma主峰期變質(zhì)年齡約束了東昆侖早古生代洋盆關(guān)閉時間。

榴輝巖；高壓變質(zhì)帶；地球化學(xué)；溫壓計；P-T軌跡；變質(zhì)年齡；動力學(xué)背景；東昆侖

0 引 言

青藏高原北部發(fā)育有世界上典型的新元古代—早古生代大洋和大陸俯沖碰撞帶，包括北祁連山早古生代“大洋型”低溫高壓變質(zhì)帶[1-5]、柴達木盆地北緣早古生代“大陸型”中高溫超高壓變質(zhì)帶[6-11]等。這些高壓、超高壓變質(zhì)帶的巖石學(xué)、地球化學(xué)和同位素年代學(xué)的深入研究對揭示大洋俯沖和大陸碰撞的相互聯(lián)系、殼幔物質(zhì)交換及大陸增生機制等具有重要作用。

榴輝巖是造山變質(zhì)帶中較為常見的高級變質(zhì)巖，由綠輝石和石榴石組成，經(jīng)高壓變質(zhì)作用，快速折返到地表形成的一種特殊類型巖石。該類巖石記錄了高壓—超高壓變質(zhì)礦物相及豐富的地球動力學(xué)信息，是研究大陸俯沖和碰撞動力學(xué)過程的窗口[12-13]。隨著地質(zhì)調(diào)查研究工作的深入，自從Meng等在東昆侖發(fā)現(xiàn)榴輝巖[14-16]后，東昆侖地區(qū)榴輝巖的空間展布及高壓變質(zhì)帶范圍、物質(zhì)組成成為地學(xué)界關(guān)注的重要問題。東昆侖銅鎳多金屬資源基地調(diào)查項目承擔(dān)單位陜西省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院、中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)和中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心等通過1∶50 000區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，分別在東昆侖中東段夏日哈木、浪木日上游、宗加、加當(dāng)?shù)鹊貐^(qū)發(fā)現(xiàn)多處榴輝巖(榴閃巖)露頭[17-18]，并與溫泉[14]、夏日哈木—蘇海圖[15,19]、五龍溝西[16]等地發(fā)現(xiàn)的榴輝巖(榴閃巖)相連，構(gòu)成了斷續(xù)延長530 km的榴輝巖帶，成為中國境內(nèi)新發(fā)現(xiàn)的一條高壓變質(zhì)帶。本文依據(jù)東昆侖近年來榴輝巖的研究成果[14-15,20-22]，從榴輝巖的巖相學(xué)礦物組成及相互關(guān)系、礦物化學(xué)以及巖石地球化學(xué)等方面進行系統(tǒng)梳理，探討東昆侖高壓變質(zhì)帶的動力學(xué)背景。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

東昆侖造山帶作為中央造山帶的重要組成部分，主要位于青藏高原北部，呈近EW向展布于東昆侖—鄂拉山一帶，以昆南縫合帶為界南鄰巴顏喀拉造山帶，北鄰柴達木盆地，其西端被阿爾金大型走滑斷裂所截，東段大體以塘格木斷裂和賽什塘—苦海斷裂為界與秦嶺弧盆系分界，是一條橫亙在青藏高原內(nèi)部的造山帶，也是一條基底隆起帶[1,6,23-26]。帶內(nèi)從北到南被昆中斷裂帶分為兩個地塊，即北昆侖地塊、南昆侖地塊[1,6]；北昆侖地塊以昆北斷裂為界又分為祁漫塔格、昆北兩個構(gòu)造單元[27](圖1)。

圖件引自文獻[29]，有所修改圖1 青藏高原構(gòu)造單元劃分Fig.1 Distribution of Major Tectonic Units in Qinghai-Tibet Plateau

目前發(fā)現(xiàn)的東昆侖高壓變質(zhì)帶位于青海省境內(nèi)，產(chǎn)于柴達木盆地南緣的北昆侖地塊中，呈NWW—SEE向展布。其北側(cè)是祁漫塔格地塊，南側(cè)為南昆侖結(jié)合帶，東端被哇洪山—溫泉斷裂截切(圖2)。

昆北地塊以古元古界金水口巖群為結(jié)晶基底，被稱為硬基底或剛性基底[28]。出露地層除古元古界金水口巖群、長城系小廟巖組外，有部分奧陶系祁漫塔格群分布，下泥盆統(tǒng)契蓋蘇組，石炭系大干溝組、締敖蘇組，二疊系干柴溝組，上三疊統(tǒng)鄂拉山組均不整合分布于其上。古元古界金水口巖群巖性為灰色條帶狀混合巖、眼球狀混合巖、黑云變粒巖、黑云角閃片麻巖、斜長角閃巖、含菫青石矽線石斜長片麻巖夾白云石大理巖、鎂橄欖石大理巖、二輝麻粒巖、黑云變粒巖等，局部產(chǎn)出榴閃巖、榴輝巖、超基性巖等構(gòu)造透鏡體。

東昆侖造山帶內(nèi)不同期次的花崗巖極為發(fā)育，主體為志留紀(jì)—泥盆紀(jì)花崗巖和晚二疊世—晚三疊世花崗巖，其中尤以三疊紀(jì)花崗巖最為發(fā)育。沿昆中斷裂帶斷續(xù)出露有超基性巖、輝長巖、輝綠巖和基性火山巖[20-21,30-33]，它們以巖片或巖塊形式混雜在前寒武紀(jì)變質(zhì)巖系和下古生界納赤臺群中，被認(rèn)為是蛇綠混雜巖。近年來區(qū)域地質(zhì)調(diào)查表明，帶內(nèi)基性—超基性侵入巖零星分布，巖體規(guī)模小，形成時代主要為晚志留世—早泥盆世，并伴有巖漿型銅鎳硫化物礦床產(chǎn)出[34-38]。

2 高壓變質(zhì)帶的組成與分布

東昆侖榴輝巖出露于青海省境內(nèi)，自西向東主要出露于夏日哈木—蘇海圖、五龍溝西(大格勒)、宗加、加當(dāng)、浪木日上游和溫泉等6個區(qū)域(圖2)。新疆境內(nèi)的東昆侖地區(qū)尚未見榴輝巖的報道。

東昆侖地區(qū)榴輝巖大部分較新鮮，主要由石榴石、綠輝石、石英、金紅石等礦物組成(表1)，部分榴輝巖發(fā)生退變質(zhì)作用，形成榴閃巖。根據(jù)礦物組成(圖3)，榴輝巖可分為兩種類型，即榴輝巖與退變質(zhì)榴輝巖。

2.1 榴輝巖

榴輝巖在夏日哈木—蘇海圖、五龍溝西、宗加、加當(dāng)、浪木日上游、溫泉等地均有出露。巖石呈深灰綠色—灰綠色，具粒狀變晶結(jié)構(gòu)和塊狀、平行定向構(gòu)造，蝕變較弱。礦物組成主要為綠輝石(體積分?jǐn)?shù)為30%～40%)、石榴石(40%～50%)，含斜長石、石英、角閃石及少量金紅石等。綠輝石呈粒狀—短柱狀變晶，邊界平直，節(jié)理清晰，多與石榴石呈粒狀鑲嵌平衡結(jié)構(gòu)，綠輝石中包含有金紅石、石榴石礦物包裹體；石榴石呈不規(guī)則多邊形粒狀變晶，晶體中亦可見金紅石、綠輝石、不透明礦物、石英等礦物包裹體，部分石榴石多發(fā)生次生變質(zhì)[39]。在溫泉地區(qū)，榴輝巖中除主要礦物石榴石和輝綠石外，還有體積分?jǐn)?shù)為10%～15%的藍晶石產(chǎn)出[21]，構(gòu)成藍晶石榴輝巖。

NQL為北祁連俯沖雜巖帶;NAT為北阿爾金俯沖雜巖帶;CAB為中阿爾金地塊;QLB為祁連地塊;SAT為南阿爾金俯沖碰撞雜巖帶;NQD為柴北緣俯沖碰撞雜巖帶;QMB為祁漫塔格地塊;KLB為北昆侖地塊;SKL為南昆侖結(jié)合帶;圖件引自文獻[40]，有所修改圖2 東昆侖榴輝巖分布Fig.2 Distribution of Eclogites in East Kunlun

2.2 退變質(zhì)榴輝巖

退變質(zhì)榴輝巖在夏日哈木—蘇海圖、五龍溝西、宗加、加當(dāng)、溫泉等地出露。巖石呈暗綠色，具粒狀變晶結(jié)構(gòu)和定向構(gòu)造。該類巖石以較多的角閃石和后成合晶出現(xiàn)為特征，巖石保留石榴石、綠輝石等礦物殘余。

表1東昆侖榴輝巖產(chǎn)出特征
Tab.1CharacteristicsofEclogiteinEastKunlun

產(chǎn)地巖性名稱主要礦物組合圍巖夏日哈木—蘇海圖五龍溝西宗加加當(dāng)浪木日上游溫泉榴輝巖石榴石+綠輝石+金紅石+鈦鐵礦糜棱巖、花崗質(zhì)片麻巖、二云石英片巖榴閃巖石榴石+普通角閃石+斜長石±金紅石黑云斜長片麻巖、角閃片巖榴輝巖石榴石+綠輝石+普通角閃石+斜長石花崗片麻巖、斜長角閃巖榴閃巖石榴石+單斜輝石+普通角閃石+斜長石+石英花崗片麻巖、斜長角閃巖榴輝巖石榴石+綠輝石+普通角閃石+斜長石長英質(zhì)片麻巖榴閃巖石榴石+單斜輝石+普通角閃石+黑云母長英質(zhì)片麻巖榴閃巖石榴石+單斜輝石+普通角閃石+斜長石+綠簾石黑云斜長片麻巖、大理巖榴輝巖石榴石+綠輝石+石英+斜長石+角閃石+金紅石黑云石英片巖、黑云斜長片麻巖、大理巖榴閃巖石榴石+透輝石+斜長石+角閃石+陽起石黑云石英片巖、黑云斜長片麻巖、大理巖榴輝巖石榴石+綠輝石+石英+金紅石二云二長片麻巖榴閃巖石榴石+單斜輝石+斜長石+普通角閃石+石英+鈦鐵礦二云二長片麻巖

圖(b)引自文獻[19]; 圖(g)、圖(h)引自文獻[17]; 圖(i)、(j)引自文獻[18]圖3 榴輝巖、榴閃巖野外及鏡下照片F(xiàn)ig.3 Field Production and Photographs of Eclogites and Garnet-amphibolites

2.3 榴閃巖

榴閃巖在夏日哈木—蘇海圖、宗加、加當(dāng)、浪木日上游等地均有出露。巖石呈深灰綠色，具粒狀變晶結(jié)構(gòu)和平行定向或塊狀構(gòu)造。礦物變晶較細，由石榴石(體積分?jǐn)?shù)為10%～15%)、石榴石假象(由斜長石、陽起石和普通角閃石組成的集合體)、角閃石(40%～50%)、斜長石(10%～15%)、金紅石(1%～3%)等組成。石榴石呈渾圓狀，部分石榴石發(fā)生退變質(zhì)，周圍可見由陽起石等組成的“白眼圈”結(jié)構(gòu)。

3 榴輝巖礦物學(xué)特征

據(jù)榴輝巖、榴閃巖礦物學(xué)研究可確定，榴輝巖的峰期變質(zhì)礦物組合為石榴石+綠輝石+金紅石，榴閃巖的退變質(zhì)礦物組合為普通角閃石+斜長石+單斜輝石+石英+鈦鐵礦。為了確定榴輝巖礦物化學(xué)及變質(zhì)溫壓，本次對新發(fā)現(xiàn)的加當(dāng)榴閃巖[圖3(l)]進行電子探針成分分析。樣品D3434-b1為出露于加當(dāng)—哈隴休瑪一帶的榴閃巖(圖2)，樣品分析在中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心國土資源部巖漿作用成礦與找礦重點實驗室采用JXI8100型電子探針完成，電壓為15 kV，電子束流為1×10-8，束斑直徑為2 μm。分析結(jié)果見表2。

3.1 石榴石

榴輝巖的石榴石成分均由鎂鋁榴石(Pyp值為34%～39%)、鐵鋁榴石(Alm值為42%～52%)、鈣鋁榴石(Grs值為9%～21%)和錳鋁榴石(Sps值為1%～2%)4個端元組成。東昆侖高壓變質(zhì)帶中5處榴輝巖的石榴石在Alm+Sps-Grs-Pyp三角圖解中均落入C型榴輝巖區(qū)[圖4(a)]，較為集中分布。

表2 加當(dāng)榴閃巖部分礦物成分電子探針分析結(jié)果Tab.2 EPMA Analysis Results of Part Minerals from Jiadang Garnet-amphibolite

注：w(·)為元素或化合物含量；wtotal為主量元素總含量。

圖(a)引自文獻[41];圖(b)引自文獻[42];Alm+Sps值表示鐵鋁榴石組分與錳鋁榴石組分之和；Grs值表示鈣鋁榴石組分；Pyp值表示鎂鋁榴石組分；WEF值表示普通輝石組分；JD值表示硬玉組分；AE值表示霓石組分圖4 榴輝巖中石榴石成分圖解及輝石成分圖解Fig.4 Diagrams of Garnet and Pyroxene Compositions from Eclogites

3.2 綠輝石

綠輝石作為榴輝巖中重要的造巖礦物，東昆侖榴輝巖中綠輝石體積分?jǐn)?shù)及其端元組分的分配也有較大差異[圖4(b)]，在輝石成分圖解中主要落入綠輝石區(qū)域，但分布較為分散，可能與退變質(zhì)程度有關(guān)。

4 榴輝巖地球化學(xué)特征

4.1 主量元素

東昆侖榴輝巖主量元素分析結(jié)果見表3。SiO2含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)為41.58%～59.00%，平均為50.19%；Al2O3含量為11.27%～18.54%，平均為14.66%；TiO2含量為0.76%～1.59%，平均為1.03%；Na2O含量為0.94%～5.16%，平均為2.50%；K2O含量為0.04%～0.47%，平均為0.15%。樣品主要落在玄武巖和玄武安山巖區(qū)域(圖5)。

圖(a)引自文獻[43]; 圖(b)引自文獻[44]圖5 榴輝巖TAS圖解及Zr/TiO2-Nb/Y圖解Fig.5 Diagrams of TAS and Zr/TiO2-Nb/Y for the Eclogites

五龍溝西(大格勒)榴輝巖中SiO2含量為41.58%～45.32%，平均為44.04%，Al2O3含量為15.72%～18.54%，平均為17.51%，屬于拉斑玄武巖系列的基性—中性巖石，落在亞堿性玄武巖區(qū)域[圖5(b)]。浪木日上游榴輝巖樣品全部落入拉斑玄武巖系列區(qū)域(圖5)，TiO2含量為0.76%～1.03%，K2O含量為0.05%～0.18%，Na2O含量為0.94%～1.22%，P2O5含量為0.06%～0.22%(表3)。蘇海圖榴輝巖樣品全部落在亞堿性區(qū)域，主要為玄武巖[圖5(b)]。宗加榴輝巖成分主要為基性巖，其主要特點是SiO2含量較低，介于48.57%～50.34%，w(Na2O)+w(K2O)值主要集中在2.02%～2.34%，Na2O含量大于K2O，Al2O3含量為13.67%～14.90%，TiO2含量比較低，為1.02%～1.32%(表3)，所有樣品均分布于拉斑玄武巖系列區(qū)域(圖5)。溫泉榴輝巖[21]中SiO2含量為46.50%～59.01%，平均為52.80%，Al2O3含量為13.38%～16.36%，平均為14.90%，Na2O含量為1.19%～4.32%，平均為3.65%，K2O含量為0.07%～0.23%，樣品主要落在玄武巖-安山巖區(qū)域(圖5)。

表3 榴輝巖主量元素分析結(jié)果Tab.3 Analysis Results of Major Elements of Eclogites

4.2 稀土元素

ws為樣品含量；wc為球粒隕石含量；wp為原始地幔含量；球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化值引自文獻[45]圖6 榴輝巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖Fig.6 Chondrite-normalized REE Patterns and Primitive Mantle-normalized Trace Element Spider Diagrams of Eclogites

蘇海圖榴輝巖輕、重稀土元素分餾不明顯，且輕稀土元素虧損，球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式均為左弱傾式—平坦式，具有富集型洋中脊玄武巖(E-MORB)特征；大格勒榴輝巖輕稀土元素富集，輕、重稀土元素分餾明顯，球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式呈明顯的左傾式(圖6)，樣品具有洋島玄武巖(OIB)特征；宗加榴輝巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式總體較為平坦，輕、重稀土元素含量之比為1.91～2.32，輕稀土元素相對于重稀土元素分餾，具有E-MORB特征；浪木日上游榴輝巖樣品輕稀土元素總含量為(24.00～47.27)×10-6，重稀土元素總含量為(37.79～41.53)×10-6，稀土元素總含量為(62.05～88.80)×10-6，輕、重稀土元素含量之比為0.62～1.34，平均為0.78，顯示輕、重稀土元素分餾不明顯。綜上所述，東昆侖榴輝巖稀土元素配分模式均為輕稀土元素富集型，主要介于E-MORB與正常型洋中脊玄武巖(N-MORB)之間(圖6)。

4.3 微量元素

蘇海圖兩件榴輝巖顯示出較為一致的原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖，顯示不相容元素Ba、Th、Nb等富集；大格勒榴輝巖顯示出U、Hf富集，Th、Nb、Zr等虧損，大離子親石元素K、Rb、Ba、Th等低于洋中脊玄武巖(MORB)的平均含量；宗加榴輝巖在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖中，顯示不相容元素Rb、Ba、Th、Nb等輕微富集，與E-MORB模型較為相似，但相容元素Y、Ti、Sm、Hf、P等輕微虧損的特征卻與島弧拉斑玄武巖模型較為相似，原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖中主體顯示出MORB特征；浪木日上游榴輝巖原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖顯示Ba、Nb、Zr等虧損，U、Hf富集，該榴輝巖原巖具有N-MORB特征(圖6、表4)。

表4 榴輝巖微量元素分析結(jié)果Tab.4 Analysis Results of Trace Elements of Eclogites

注：浪木日上游榴輝巖引自文獻[17]；宗加榴輝巖引自文獻[18]；蘇海圖榴輝巖引自文獻[19]；大格勒榴輝巖引自文獻[46]；wREE為稀土元素總含量；w(·)N為元素含量球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化后的值。

5 討 論

5.1 P-T軌跡特征

壓力(P)、溫度(T)條件的時空變化可以反映重要的地球動力學(xué)和構(gòu)造環(huán)境信息，運用有效的地質(zhì)溫壓計合理計算變質(zhì)巖各期次的溫壓條件是正確標(biāo)定造山帶P-T演化歷史和解釋構(gòu)造演化歷史的前提。目前，多種溫壓計已經(jīng)廣泛運用到各種榴輝巖的計算之中，如角閃石-斜長石溫度計[47]、石榴石-多硅白云母溫度計[48]、石榴石-單斜輝石-多硅白云母壓力計[48]、綠輝石中硬玉組分壓力計[44,49]等。這些溫壓計一般以實驗資料為基礎(chǔ)，標(biāo)定礦物對或組合中的組分交換或轉(zhuǎn)換反應(yīng)與P、T條件的關(guān)系。

Meng等得出溫泉地區(qū)榴輝巖溫壓條件為P>1.6 GPa，T=590 ℃～650 ℃[14]；祁生勝等根據(jù)文獻[46]的角閃石-斜長石溫度計計算得出夏日哈木—蘇海圖榴輝巖溫壓條件為P≈2.0 GPa，T=660 ℃～700 ℃[15]；祁曉鵬等根據(jù)文獻[41]的石榴石-單斜輝石溫壓計計算得出浪木日上游榴輝巖溫壓條件為P=1.8～2.0 GPa，T=650 ℃～750 ℃[20]；熊富浩等根據(jù)文獻[48]的石榴石-單斜輝石溫壓計計算出五龍溝西榴輝巖溫壓條件為P≥1.2 GPa，T=575 ℃～645 ℃[16]。

宗加榴輝巖根據(jù)礦物組成及顯微組合[圖3(i)、(j)]，可劃分為峰期變質(zhì)前階段、榴輝巖期以及退變質(zhì)階段。峰期變質(zhì)前階段代表性礦物組合為石榴石+單斜輝石(Cpx-I)+斜長石+石英，根據(jù)石榴石-單斜輝石溫度計[48]以及石榴石-輝石-斜長石壓力計聯(lián)合求解得到T=588 ℃～643 ℃，P=1.41～1.55 GPa；榴輝巖期代表性礦物組合為石榴石+單斜輝石(Cpx-Ⅱ)+金紅石+斜長石，根據(jù)石榴石-輝石溫壓計[48-49]以及石榴石-輝石-斜長石壓力計[44]聯(lián)合求解得到T=846 ℃～940 ℃，P=1.67～1.88 GPa；退變質(zhì)階段代表性礦物組合為石榴石+普通角閃石+黑云母+斜長石+鈦鐵礦，根據(jù)角閃石-斜長石溫度計[43]和石榴石-角閃石-斜長石-石英壓力計[47]聯(lián)合求解得到T=739 ℃～777 ℃，P=0.85～1.05 GPa。宗加榴輝巖完整地記錄了從進變質(zhì)階段的增溫增壓到峰期變質(zhì)階段的高溫高壓，再到退變質(zhì)階段的降溫降壓的一個具有順時針“發(fā)卡”型P-T軌跡[18]。

加當(dāng)榴閃巖變質(zhì)峰期礦物組合為石榴石+單斜輝石+金紅石+斜長石，根據(jù)石榴石-輝石溫壓計[44-45]以及石榴石-輝石-斜長石壓力計[44]聯(lián)合求解得到T=676 ℃～700 ℃，P=1.38～1.59 GPa，退變質(zhì)階段礦物組合主要為石榴石+普通角閃石+黑云母+斜長石以及斜長石和輝石組成的后成合晶，使用角閃石-斜長石溫度計[43]和石榴石-角閃石-斜長石-石英壓力計[47]聯(lián)合求解得到T=690 ℃～741 ℃，P=1.24～1.33 GPa。

綜上所述，浪木日上游、蘇海圖、宗加、溫泉榴輝巖和加當(dāng)榴閃巖溫壓條件近于一致，榴輝巖形成壓力介于1.2～2.0 GPa或更高，溫度不小于575 ℃，具有一個順時針“發(fā)卡”型P-T軌跡(圖7)。

GS為綠片巖相；EA為綠簾角閃巖相；BS為藍片巖相；AM為角閃巖相；GR為麻粒巖相；HGR為高壓麻粒巖相；Amp-EC為角閃榴輝巖相；EP-EC為綠簾石榴輝巖相；Lw-EC為硬柱石榴輝巖相；Dry-EC為干榴輝巖相；Coesite為柯石英；Qtz為石英；Jd為硬玉；Lab為鈉長石；溫泉數(shù)據(jù)引自文獻[14]，蘇海圖數(shù)據(jù)引自文獻[15]，宗加數(shù)據(jù)引自文獻[18]，浪木日上游數(shù)據(jù)引自文獻[39]圖7 榴輝巖和榴閃巖P-T軌跡Fig.7 P-T Paths of Eclogites and Garnet-amphibolites

5.2 形成時代

目前為止，東昆侖榴輝巖帶中已報道了5個鋯石U-Pb年齡(表5)。從表5可以看出，峰期變質(zhì)時代基本一致，主要集中在410～450 Ma。峰期變質(zhì)年齡出現(xiàn)明顯的3個峰值，分別為412、432、451 Ma(圖8)。

溫泉3個榴輝巖樣品年齡分別為：細粒榴輝巖原巖鋯石U-Pb年齡為(934±11)Ma；粗粒榴輝巖鋯石U-Pb加權(quán)平均年齡為(428.0±2.0)Ma[14]；石英脈及寄主榴輝巖中鋯石U-Pb加權(quán)平均年齡分別為(450.0±2.0)Ma和(451.0±2.0)Ma[22]。夏日哈木—蘇海圖榴輝巖樣品有17顆鋯石U-Pb年齡集中在410～412 Ma之間，加權(quán)平均年齡為(410.9±1.6)Ma，有3顆鋯石U-Pb年齡較老，分別為(499±31)、(499±31)、(571±21)Ma，前者解釋為榴輝巖峰期變質(zhì)年齡，后者解釋為榴輝巖原巖年齡[15]。另外，錢兵等在夏日哈木礦區(qū)西部的1件榴輝巖樣品中獲得了3組年齡數(shù)據(jù)：鋯石核部6個分析點U-Pb年齡為441～460 Ma；幔部16個分析點U-Pb加權(quán)平均年齡為435.8 Ma；邊部15個分析點U-Pb加權(quán)平均年齡為408.8 Ma(內(nèi)部資料)。祁曉鵬等在浪木日上游獲得了1個榴輝巖年齡數(shù)據(jù)，鋯石U-Pb年齡數(shù)據(jù)有兩組年齡：第一組7個分析點，位于鋯石核部或幔部，U-Pb年齡在460～484 Ma之間，U-Pb加權(quán)平均年齡為(486.0±12.0)Ma，解釋為榴輝巖原巖年齡；另一組24個分析點，U-Pb年齡在429～434 Ma之間，U-Pb加權(quán)平均年齡為(432.1±4.5)Ma，為榴輝巖峰期變質(zhì)年齡[39]。五龍溝西1件榴輝巖鋯石U-Pb諧和年齡為(451.4±4.3)Ma(平均標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重偏差(MSWD)為2.9)，鋯石U-Pb加權(quán)平均年齡為(451.0±4.1)Ma(MSWD值為2.8)，為榴輝巖峰期變質(zhì)年齡[16]。宗加1件榴輝巖共測試45個分析點，鋯石U-Pb加權(quán)平均年齡可以分為兩組：第一組12個分析點，U-Pb加權(quán)平均年齡為(459.1±7.6)Ma，為榴輝巖峰期變質(zhì)年齡；第二組29個分析點，U-Pb加權(quán)平均年齡為(416.9±4.0)Ma，為榴輝巖退變質(zhì)年齡[18]。

表5 榴輝巖鋯石年齡統(tǒng)計結(jié)果Tab.5 Statistical Results of Ages of Zircons from Eclogites

數(shù)據(jù)引自文獻[14]～[16]、[18]和[39]；樣品數(shù)為123個圖8 榴輝巖峰期變質(zhì)年齡直方圖Fig.8 Histogram of Peak Metamorphic Ages of Eclogites

5.3 形成動力學(xué)背景

東昆侖地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造主要經(jīng)歷了新太古代—元古宙、早古生代、晚古生代—早中生代和中—新生代4個主要階段或旋回[1,6,15，50-51]。其中，早古生代原特提斯洋在東昆侖整個構(gòu)造演化進入重要的轉(zhuǎn)折期，北昆侖地體由穩(wěn)定陸緣演化成活動陸緣，形成了相應(yīng)的構(gòu)造和巖漿活動。近年來，隨著在東昆侖地區(qū)開展的大量區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，眾多學(xué)者提出昆中構(gòu)造混雜巖帶是一條重要的構(gòu)造拼接帶，并獲得了大量蛇綠巖、混雜帶等基礎(chǔ)性研究成果。而東昆侖高壓變質(zhì)帶的厘定，榴輝巖巖石類型、溫壓條件、峰期變質(zhì)年齡接近一致，暗示在昆中斷裂附近存在一條規(guī)模巨大的俯沖帶。根據(jù)亞東—格爾木—額濟納旗地學(xué)斷面的地球物理資料研究，不僅昆中斷裂是一條規(guī)模巨大的深斷裂，而且在柴達木盆地南緣的一條隱伏斷裂也為一條南傾的深大斷裂帶，莫霍面沿這條隱伏斷裂發(fā)生錯斷，北側(cè)向上抬升了6 km，而昆侖山—柴達木作為造山帶內(nèi)部相對穩(wěn)定的地塊，推測地表下35～45 km麻粒巖相巖石構(gòu)成的加厚地殼下部有基性榴輝巖相巖石組成的上地幔分布[52]，榴輝巖亦有可能是上地幔物質(zhì)在地表的顯示。由此可見，在北昆侖地體變質(zhì)基底中，榴輝巖對該區(qū)具有十分重要的地質(zhì)構(gòu)造意義。

陸殼深俯沖作用是榴輝巖形成的主要形式，如浪木日上游[39]和溫泉榴輝巖[21]。然而Du等在大格勒發(fā)現(xiàn)由蛇紋石化橄欖巖、輝長巖和榴輝巖組成的蛇綠巖[46]，其中榴輝巖由玄武巖通過深俯沖形成，表明在東昆侖存在有洋殼(或洋盆)的深俯沖，由此認(rèn)為東昆侖榴輝巖的形成方式與柴達木盆地北緣相似[53]，即由早期大洋俯沖到晚期大陸俯沖碰撞。榴輝巖具體屬性需要結(jié)合榴輝巖巖石地球化學(xué)及其年齡來分析，但不可否認(rèn)的是東昆侖榴輝巖高壓變質(zhì)帶為該地區(qū)早古生代構(gòu)造演化提供約束。

榴輝巖峰期變質(zhì)年齡為432 Ma(圖8)，與陸殼俯沖-碰撞作用有關(guān)；該峰期變質(zhì)年齡表明東昆侖早古生代洋盆到中志留世已經(jīng)關(guān)閉。王濤等在五龍溝地區(qū)獲得了花崗巖鋯石U-Pb 年齡為(438.0±2.8)Ma，為早志留世晚期，認(rèn)為該巖石很可能與早志留世東昆侖洋盆主體關(guān)閉和陸殼開始俯沖碰撞有關(guān)[54]。郝娜娜等獲得了那棱郭勒河?xùn)|黑云母二長花崗巖及烏蘭烏珠爾鉀長花崗巖的鋯石U-Pb 年齡分別為(420.6±2.6)、(421.2±1.9)Ma，形成于同碰撞擠壓造山作用向后碰撞區(qū)域拉伸構(gòu)造體制的轉(zhuǎn)換時期[55]。施彬等在黑海一帶發(fā)現(xiàn)過鋁質(zhì)—強過鋁質(zhì)花崗巖，巖石組合由黑云母英云閃長巖、黑云母花崗閃長巖、黑云母花崗巖、二云母花崗巖和白云母花崗巖組成，獲得二云母花崗巖和白云母花崗巖的鋯石U-Pb 年齡分別為421.5～424.0 Ma和420.5 Ma，其形成于伸展構(gòu)造背景[56]。以上結(jié)果顯示，東昆侖地區(qū)陸殼俯沖-碰撞的時段約在早古生代晚奧陶世—早中志留世，晚(頂)志留世后進入碰撞后伸展階段，高壓變質(zhì)巖折返抬升剝露地表。

結(jié)合主量元素、稀土元素和微量元素3個方面分析，東昆侖榴輝巖主要為拉斑玄武巖系列，稀土元素配分模式均為輕稀土元素富集型，大多與N-MORB有親緣性關(guān)系。同時，結(jié)合原巖年齡分析表明，溫泉、浪木日上游、宗加榴輝巖代表了俯沖的陸殼，東昆侖經(jīng)歷了陸陸碰撞造山作用，其產(chǎn)出構(gòu)造背景與東昆侖原特提斯洋構(gòu)造演化密切相關(guān)，峰期變質(zhì)年齡(432 Ma)約束了早古生代洋盆關(guān)閉時間。而峰期變質(zhì)年齡(412 Ma)是榴輝巖在折返過程中退化變質(zhì)反映，與碰撞后伸展作用有關(guān)[55，57]。當(dāng)超高壓變質(zhì)巖折返回淺層地表時，由于巖石圈拆沉，往往伴隨著廣泛而強烈的伸展作用。在折返過程中或折返之前，上地?；蛳碌貧哟谓?jīng)歷了熱松弛作用[58]，發(fā)生強烈的巖漿活動，巖石類型復(fù)雜。東昆侖西部地區(qū)花崗巖年齡集中在391～413 Ma[59-61]；東部地區(qū)花崗巖年齡集中在397～419 Ma[62]?；◢弾r成因類型復(fù)雜，既有I-S過渡型，也有S型和A型，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為其是碰撞后伸展背景下的產(chǎn)物[59-62]。除花崗質(zhì)巖漿活動外，在夏日哈木礦區(qū)與銅鎳礦化有關(guān)的輝石巖和橄欖巖形成于393.5～411.0 Ma[63]，這與榴輝巖退變質(zhì)作用基本同時發(fā)生。由此可見，夏日哈木礦區(qū)成礦巖體可能為陸殼折返過程中，由于強烈的伸展作用，含礦幔源巖漿侵入地殼后巖漿作用的產(chǎn)物。

6 結(jié) 語

(1)東昆侖高壓變質(zhì)帶由夏日哈木—蘇海圖、五龍溝西(大格勒)、宗加、浪木日上游、加當(dāng)、溫泉等多個榴輝巖、榴閃巖高壓變質(zhì)地體組成，以大小不等的巖塊產(chǎn)于中深變質(zhì)巖中，構(gòu)成了超過500 km的高壓變質(zhì)帶，它是青藏高原北部一條重要的古板塊接合帶。

(2)榴輝巖石榴石礦物化學(xué)成分分析表明榴輝巖均為C型，礦物組成可分為2種類型，即榴輝巖、退變質(zhì)榴輝巖；榴輝巖溫壓條件近于一致，形成壓力介于1.2～2.0 GPa或更高，溫度不小于575 ℃，具有一個順時針“發(fā)卡”型P-T軌跡。

(3)主量元素、稀土元素和微量元素3方面顯示東昆侖榴輝巖主要為拉斑玄武巖系列，球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分模式均為輕稀土元素富集型，大多與N-MORB有親緣性關(guān)系。

(4)東昆侖高壓變質(zhì)帶經(jīng)歷了早古生代俯沖-陸陸碰撞造山作用，榴輝巖432 Ma峰期變質(zhì)年齡約束了早古生代洋盆關(guān)閉時間。

References:

[1] 許志琴，楊經(jīng)綏，李海兵，等.中央造山帶早古生代地體構(gòu)架與高壓/超高壓變質(zhì)帶的形成[J].地質(zhì)學(xué)報，2006，80(12)：1793-1806.

XU Zhi-qin,YANG Jing-sui,LI Hai-bing,et al.The Early Palaeozoic Terrene Framework and the Formation of the High-pressure(HP) and Ultra-high Pressure(UHP) Metamorphic Belts at the Central Orogenic Belt(COB)[J].Acta Geologica Sinica,2006,80(12):1793-1806.

[2] ZHANG L F,WANG Q J,SONG S G.Lawsonite Blueschist in Northern Qilian,NW China:P-TPseudosections and Petrologic Implications[J].Journal of Asian Earth Sciences,2009,35(3/4):354-366.

[3] XIA X H,SONG S G,NIU Y L.Tholeiite-boninite Terrane in the North Qilian Suture Zone:Implications for Subduction Initiation and Back-arc Basin Development[J].Chemical Geology,2012,328:259-277.

[4] ZHANG J X,MENG F C,WAN Y S.A Cold Early Palaeozoic Subduction Zone in the North Qilian Mountains,NW China:Petrological and U-Pb Geochronological Constraints[J].Journal of Metamorphic Geology,2007,25(3):285-304.

[5] 李 兆，陳岳龍，劉長征，等.北祁連的形成與演化歷史：來自河流沉積物地球化學(xué)及其碎屑鋯石 U-Pb 年齡、Hf 同位素組成的證據(jù)[J].地質(zhì)學(xué)報，2016，90(2)：267-283.

LI Zhao,CHEN Yue-long,LIU Chang-zheng,et al.Formation and Evolution History on the Northern Qilian Orogen:The Evidences from Compositions of Rivers’ Sediments and Their Zircon U-Pb Ages,Hf Isotopic Compositions[J].Acta Geologica Sinica,2016,90(2):267-283.

[6] 許志琴，楊經(jīng)綏，李海兵，等.青藏高原與大陸動力學(xué)：地體拼合、碰撞造山及高原隆升的深部驅(qū)動力[J].中國地質(zhì)，2006，33(2)：221-238.

XU Zhi-qin,YANG Jing-sui,LI Hai-bing,et al.The Qinghai-Tibet Plateau and Continental Dynamics:A Review on Terrain Tectonics,Collisional Orogenesis,and Processes and Mechanisms for the Rise of the Plateau[J].Geology in China,2006,33(2):221-238.

[7] 楊經(jīng)綏，許志琴，宋述光，等.青海都蘭榴輝巖的發(fā)現(xiàn)及對中國中央造山帶內(nèi)高壓—超高壓變質(zhì)帶研究的意義[J].地質(zhì)學(xué)報，2000，74(2)：156-168.

YANG Jing-sui,XU Zhi-qin,SONG Shu-guang,et al.Discovery of Eclogite in Dulan,Qinghai Province and Its Significance for Studying the HP-UHP Metamorphic Belt Along the Central Orogenic Belt of China[J].Acta Geologica Sinica,2000,74(2):156-168.

[8] SONG S G,ZHANG L F,NIU Y L,et al.Evolution from Oceanic Subduction to Continental Collision:A Case Study from the Northern Tibetan Plateau Based on Geochemical and Geochronological Data[J].Journal of Petrology,2006,47(3):435-455.

[9] SONG S G,NIU Y L,SU L,et al.Tectonics of the North Qilian Orogen,NW China[J].Gondwana Research,2013,23(4):1378-1401.

[10] SONG S G,NIU Y L,SU L,et al.Continental Orogenesis from Ocean Subduction,Continent Collision/Subduction,to Orogen Collapse,and Orogen Recycling:The Example of the North Qaidam UHPM Belt,NW China[J].Earth-science Reviews,2014,129:59-84.

[11] SONG S G,SU L,LI X H,et al.Grenville-age Orogenesis in the Qaidam-Qilian Block:The Link Between South China and Tarim[J].Precambrian Research,2012,220/221:9-22.

[12] SONG S G,YANG J S,LIOU J G,et al.Petrology,Geochemistry and Isotopic Ages of Eclogites from the Dulan UHPM Terrane,the North Qaidam,NW China[J].Lithos,2003,70(3/4):195-211.

[13] 張安達.阿爾金超高壓榴輝巖及其圍巖的地球化學(xué)、年代學(xué)研究及其地質(zhì)意義[D].西安：西北大學(xué),2006.

ZHANG An-da.Geochemistry and Geochronology of Eclogites from Altyn Tagh and Its Geological Significance[D].Xi’an:Northwest University,2006.

[14] MENG F C,ZHANG J X,CUI M H.Discovery of Early Paleozoic Eclogite from the East Kunlun,Western China and Its Tectonic Significance[J].Gondwana Research,2013,23(2):825-836.

[15] 祁生勝，宋述光，史連昌，等.東昆侖西段夏日哈木—蘇海圖早古生代榴輝巖的發(fā)現(xiàn)及意義[J].巖石學(xué)報，2014，30(11)：3345-3356.

QI Sheng-sheng,SONG Shu-guang,SHI Lian-chang,et al.Discovery and Its Geological Significance of Early Paleozoic Eclogite in Xiarihamu-Suhaitu Area,Western Part of the East Kunlun[J].Acta Petrologica Sinica,2014,30(11):3345-3356.

[16] 熊富浩,馬昌前.東昆侖中部原特提斯洋殼深俯沖事件的巖石學(xué)證據(jù)[C]∥成都理工大學(xué).資源環(huán)境與地學(xué)空間信息技術(shù)新進展學(xué)術(shù)會議論文集.成都:成都理工大學(xué),2016:16-17.

XIONG Fu-hao,MA Chang-qian.The Rock Evidence of Deep Subduction of the Prototethys Oceanic Crust in East Kunlun[C]∥Chengdu University of Technology.Proceeding of New Progress Conference of Resource Environment and Geospatial Technology.Chengdu:Chengdu University of Technology,2016:16-17.

[17] 祁曉鵬.青海省都蘭縣尕日當(dāng)?shù)貐^(qū)I47E002011、I47E003011、I47E004011、I47E004012四幅1∶50 000區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告[R].西安:陜西省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院,2016.

QI Xiao-peng.Report of Geological Survey of 1∶50 000 Scale Maps(I47E002011,I47E003011,I47E004011,I47E004012) in Garidang Area of Dulan County,Qinghai Province,China[R].Xi’an:Shaanxi Nuclear Industry Geology Surveying Institute,2016.

[18] 呂新彪.青海省都蘭縣宗加地區(qū)1∶50 000 J47E023003、J47E023004兩幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查[R].武漢:中國地質(zhì)大學(xué),2017.

LU Xin-biao.Investigation on Geological and Mineral Resources of 1∶50 000 Scale Maps (J77E023003,J47E023004) in Zongjia Area of Dulan County,Qinghai Province,China[R].Wuhan:China University of Geosciences,2017.

[19] 青海省地質(zhì)調(diào)查院.青海1∶250 000大灶火(J46C004003)幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告[R].西寧:青海省地質(zhì)調(diào)查院,2013.

Qinghai Geological Survey Institute.Report of Geological Survey of 1∶250 000 Scale Map(J46C004003) of Dazaohuo in Qinghai Province[R].Xining:Qinghai Geological Survey Institute,2013.

[20] 祁曉鵬，楊 杰，范顯剛，等.東昆侖東段東昆中構(gòu)造混雜巖帶長石山蛇綠巖年代學(xué)、地球化學(xué)特征及其構(gòu)造意義[J].中國地質(zhì)，2016，43(3)：797-816.

QI Xiao-peng,YANG Jie,FAN Xian-gang,et al.Age,Geochemical Characteristics and Tectonic Significance of Changshishan Ophiolite in Central East Kunlun Tectonic Melange Belt Along the East Section of East Kunlun Mountains[J].Geology in China,2016,43(3):797-816.

[21] 孟繁聰，崔美慧，賈麗輝，等.東昆侖造山帶早古生代的大陸碰撞:來自榴輝巖原巖性質(zhì)的證據(jù)[J].巖石學(xué)報，2015，31(12)：3581-3594.

MENG Fan-cong,CUI Mei-hui,JIA Li-hui,et al.Paleozoic Continental Collision of the East Kunlun Orogen:Evidence from Protoliths of the Eclogites[J].Acta Petrologica Sinica,2015,31(12):3581-3594.

[22] 賈麗輝，孟繁聰，馮惠彬.榴輝巖相峰期流體活動:來自東昆侖榴輝巖石英脈的證據(jù)[J].巖石學(xué)報，2014，30(8)：2339-2350.

JIA Li-hui,MENG Fan-cong,FENG Hui-bin.Fluid Activity During Eclogite-facies Peak Metamorphism:Evidence from a Quartz Vein in Eclogite in the East Kunlun,NW China[J].Acta Petrologica Sinica,2014,30(8):2339-2350.

[23] 陳能松，孫 敏，王勤燕，等.東昆侖造山帶中帶的鋯石U-Pb定年與構(gòu)造演化啟示[J].中國科學(xué):D輯,地球科學(xué)，2008,38(6)：657-666.

CHEN Neng-song,SUN Min,WANG Qin-yan,et al.The Annual and Tectonic Evolution of Zircon U-Pb Dating in the East kunlun Orogenic Belt[J].Science in China:Series D,Earth Sciences,2008,38(6):657-666.

[24] 陳能松，何 蕾，孫 敏，等.東昆侖造山帶早古生代變質(zhì)峰期和逆沖構(gòu)造變形年代的精確限定[J].科學(xué)通報，2002，47(8)：628-631.

CHEN Neng-song,HE Lei,SUN Min,et al.The Limits of the Age in Early Paleozoic Metamorphic Peak and Thrust Structure,East Kunlun Orogenic Belt[J].Chinese Science Bulletin,2002,47(8):628-631.

[25] 李榮社，計文化，趙振明，等.昆侖早古生代造山帶研究進展[J].地質(zhì)通報，2007，26(4)：373-382.

LI Rong-she,JI Wen-hua,ZHAO Zhen-ming,et al.Progress in the Study of the Early Paleozoic Kunlun Orogenic Belt[J].Geological Bulletin of China,2007,26(4):373-382.

[26] 郭正府，鄧晉福，許志琴，等.青藏東昆侖晚古生代末—中生代中酸性火成巖與陸內(nèi)造山過程[J].現(xiàn)代地質(zhì)，1998,12(3)：343-352.

GUO Zheng-fu,DENG Jin-fu,XU Zhi-qin,et al.Late Palaeozoic-Mesozoic Intracontinental Orogenic Process and Intermediate-acidic Igneous Rocks from the Eastern Kunlun Mountains of Northwestern China[J].Geoscience,1998,12(3):343-352.

[27] 潘桂棠，肖慶輝，陸松年，等.中國大地構(gòu)造單元劃分[J].中國地質(zhì)，2009，36(1)：1-28.

PAN Gui-tang,XIAO Qing-hui,LU Song-nian,et al.Subdivision of Tectonic Units in China[J].Geology in China,2009,36(1):1-28.

[28] 姜春發(fā).中央造山帶幾個重要地質(zhì)問題及其研究進展(代序)[J].地質(zhì)通報,2002,21(8/9):453-455.

JIANG Chun-fa.Several Important Geological Problems Central Orogenic Belt and Its Research Progress[J].Geological Bulletin of China,2002,21(8/9):453-455.

[29] LIOU J G,ERNST W G,SONG S G,et al.Tectonics and HP-UHP Metamorphism of Northern Tibet:Preface[J].Journal of Asian Earth Sciences,2009,35(3/4):191-198.

[30] 王秉璋，羅照華，李懷毅，等.東昆侖祁漫塔格走廊域晚古生代—早中生代侵入巖巖石組合及時空格架[J].中國地質(zhì)，2009，36(4)：769-782.

WANG Bing-zhang,LUO Zhao-hua,LI Huai-yi,et al.Petrotectonic Assemblages and Temporal-spatial Framework of the Late Paleozoic-Early Mesozoic Intrusions in the Qimantage Corridor of the East Kunlun Belt[J].Geology in China,2009,36(4):769-782.

[31] LI X W,HUANG X F,LUO M F,et al.Petrogenesis and Geodynamic Implications of the Mid-Triassic Lavas from East Kunlun,Northern Tibetan Plateau[J].Journal of Asian Earth Sciences,2015,105:32-47.

[32] 桑繼鎮(zhèn)，裴先治，李瑞保，等.東昆侖東段清水泉輝長巖體LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡、地球化學(xué)特征及其構(gòu)造意義[J].地質(zhì)通報，2016，35(5)：700-710.

SANG Ji-zhen,PEI Xian-zhi,LI Rui-bao,et al.LA-ICP-MS Zircon U-Pb Dating and Geochemical Characteristics of Gabbro in Qingshuiquan,East Section of East Kunlun,and Its Tectonic Significance[J].Geological Bulletin of China,2016,35(5):700-710.

[33] ZHANG J Y,MA C Q,XIONG F H,et al.Early Paleozoic High-Mg Diorite-granodiorite in the Eastern Kunlun Orogen,Western China:Response to Continental Collision and Slab Break-off[J].Lithos,2014,210/211:129-146.

[34] 王 冠，孫豐月，李碧樂，等.東昆侖夏日哈木銅鎳礦鎂鐵質(zhì)—超鎂鐵質(zhì)巖體巖相學(xué)、鋯石U-Pb年代學(xué)、地球化學(xué)及其構(gòu)造意義[J].地學(xué)前緣，2014，21(6)：381-401.

WANG Guan,SUN Feng-yue,LI Bi-le,et al.Petrography,Zircon U-Pb Geochronology and Geochemistry of the Mafic-ultramafic Intrusion in Xiarihamu Cu-Ni Deposit from East Kunlun,with Implications for Geodynamic Setting[J].Earth Science Frontiers,2014,21(6):381-401.

[35] 杜 瑋，凌錦蘭，周 偉，等.東昆侖夏日哈木鎳礦床地質(zhì)特征與成因[J].礦床地質(zhì)，2014，33(4)：713-726.

DU Wei,LING Jin-lan,ZHOU Wei,et al.Geological Characteristics and Genesis of Xiarihamu Nickel Deposit in East Kunlun[J].Mineral Deposits,2014,33(4):713-726.

[36] LI C S,ZHANG Z W,LI W Y,et al.Geochronology,Petrology and Hf-S Isotope Geochemistry of the Newly-discovered Xiarihamu Magmatic Ni-Cu Sulfide Deposit in the Qinghai-Tibet Plateau,Western China[J].Lithos,2015,216/217:224-240.

[37] SONG X Y,YI J N,CHEN L M,et al.The Giant Xiarihamu Ni-Co Sulfide Deposit in the East Kunlun Orogenic Belt,Northern Tibet Plateau,China[J].Economic Geology,2016,111(1):39-55.

[38] 周 偉，汪幫耀，夏明哲，等.東昆侖石頭坑德鎂鐵—超鎂鐵質(zhì)巖體礦物學(xué)特征及成礦潛力分析[J].巖石礦物學(xué)雜志，2016，35(1)：81-96.

ZHOU Wei,WANG Bang-yao,XIA Ming-zhe,et al.Mineralogical Characteristics of Shitoukengde Mafic-ultramafic Intrusion and Analysis of Its Metallogenic Potential,East Kunlun[J].Acta Petrologica et Mineralogica,2016,35(1):81-96.

[39] 祁曉鵬，范顯剛，楊 杰，等.東昆侖東段浪木日上游早古生代榴輝巖的發(fā)現(xiàn)及其意義[J].地質(zhì)通報，2016，35(11)：1771-1783.

QI Xiao-peng,FAN Xian-gang,YANG Jie,et al.The Discovery of Early Paleozoic Eclogite in the Upper Reaches of Langmuri in Eastern East Kunlun Mountains and Its Significance[J].Geological Bulletin of China,2016,35(11):1771-1783.

[40] 張建新，于勝堯，李云帥，等.原特提斯洋的俯沖、增生及閉合:阿爾金—祁連—柴北緣造山系早古生代增生/碰撞造山作用[J].巖石學(xué)報，2015，31(12)：3531-3554.

ZHANG Jian-xin,YU Sheng-yao,LI Yun-shuai,et al.Subduction,Accretion and Closure of Proto-Tethyan Ocean:Early Paleozoic Accretion/Collision Orogeny in the Altun-Qilian-North Qaidam Orogenic System[J].Acta Petrologica Sinica,2015,31(12):3531-3554.

[41] COLEMAN R G,LEE D E,BEATTY L B,et al.Eclogites and Eclogites:Their Differences and Similarities[J].GSA Bulletin,1965,76(5):483.

[42] MORIMOTO N.Die Nomenklatur von Pyroxenen[J].Mineralogy and Petrology,1988,39(1):55-76.

[43] LE MAITRE R W,BATEMAN P,DUDEK A.A Classification of Igneous Rocks and Glossary of Terms:Recommendations of the International Union of Geological Sciences,Subcommission on the Systematics of Igneous Rocks[M].Oxford:Blackwell,1989.

[44] WINCHESTER J A,FLOYD P A.Geochemical Discrimination of Different Magma Series and Their Differentiation Products Using Immobile Elements[J].Chemical Geology,1977,20(4):325-343.

[45] SUN S S,MCDONOUGH W F.Chemical and Isotopic Systematics of Oceanic Basalts:Implications for Mantle Composition and Processes[J].Geological Society,London,Special Publications,1989,42:313-345.

[46] DU W,JIANG C Y,XIA M Z,et al.A Newly Discovered Early Paleozoic Ophiolite in Dagele,Eastern Kunlun,China,and Its Geological Significance[J].Geological Journal,2017,DOI:10.1002/gj.2996.

[47] BLUNDY J D,HOLLAND T J B.Calcic Amphibole Equilibria and a New Amphibole-plagioclase Geothermometer[J].Contributions to Mineralogy and Petrology,1990,104(2):208-224.

[48] KROGH E J.The Garnet-clinopyroxene Fe-Mg Geothermometer:A Reinterpretation of Existing Experimental Data[J].Contributions to Mineralogy and Petrology,1988,99(1):44-48.

[49] HOLLAND T J B.The Reaction Albite=Jadeite+Quartz Determined Experimentally in the Range 600-1 200 Degrees C[J].American Mineralogist,1980,65(1/2):57-68.

[50] 肖慶輝，鄧晉福，邱瑞照，等.花崗巖類與大陸地殼生長初探:以中國典型造山帶花崗巖類巖石的形成為例[J].中國地質(zhì)，2009，36(3)：594-622.

XIAO Qing-hui,DENG Jin-fu,QIU Rui-zhao,et al.A Preliminary Study of the Relationship Between Granitoids and the Growth of Continental Crust:A Case Study of the Formation of Key Orogen Granitoids in China[J].Geology in China,2009,36(3):594-622.

[51] 張克信，潘桂棠，何衛(wèi)紅，等.中國構(gòu)造-地層大區(qū)劃分新方案[J].地球科學(xué)，2015，40(2)：206-233.

ZHANG Ke-xin,PAN Gui-tang,HE Wei-hong,et al.New Division of Tectonic-strata Superregion in China[J].Earth Science,2015,40(2):206-233.

[52] 鄧晉福，吳宗絮，楊建軍，等.格爾木—額濟納旗地學(xué)斷面走廊域地殼—上地幔巖石學(xué)結(jié)構(gòu)與深部過程[J].地球物理學(xué)報，1995,38(增2)：130-144.

DENG Jin-fu,WU Zong-xu,YANG Jian-jun,et al.Crust-mantle Petrological Structure Deep Processes Along the Golmud-Ejinaqi Geoscience Section[J].Acta Geophysica Sinica,1995,38(S2):130-144.

[53] 張貴賓，張立飛，宋述光.柴北緣超高壓變質(zhì)帶：從大洋到大陸的深俯沖過程[J].高校地質(zhì)學(xué)報，2012，18(1)：28-40.

ZHANG Gui-bin,ZHANG Li-fei,SONG Shu-guang.An Overview of the Tectonic Evolution of North Qaidam UHPM Belt:From Oceanic Subduction to Continental Collision[J].Geological Journal of China Universities,2012,18(1):28-40.

[54] 王 濤，李 彬，陳 靜，等.東昆侖五龍溝地區(qū)早志留世花崗巖鋯石年代學(xué)、地球化學(xué)特征及其地質(zhì)意義[J].礦物巖石，2016，36(2)：62-70.

WANG Tao,LI Bin,CHEN Jing,et al.Characteristics of Chronology and Geochemistry of the Early Silurian Monzagranite in the Wulonggou Area,East Kunlun and Its Geological Significance[J].Journal of Mineralogy and Petrology,2016,36(2):62-70.

[55] 郝娜娜，袁萬明，張愛奎，等.東昆侖祁漫塔格晚志留世—早泥盆世花崗巖:年代學(xué)、地球化學(xué)及形成環(huán)境[J].地質(zhì)論評，2014，60(1)：201-215.

HAO Na-na,YUAN Wan-ming,ZHANG Ai-kui,et al.Late Silurian to Early Devonian Granitoids in the Qimantage Area，East Kunlun Mountains:LA-ICP-MS Zircon U-Pb Ages，Geochemical Features and Geological Setting[J].Geological Review,2014,60(1):201-215.

[56] 施 彬，朱云海，鐘增球，等.東昆侖黑海地區(qū)加里東期過鋁質(zhì)花崗巖巖石學(xué)、地球化學(xué)特征及地質(zhì)意義[J].地球科學(xué)，2016，41(1)：35-54.

SHI Bin,ZHU Yun-hai,ZHONG Zeng-qiu,et al.Petrological,Geochemical Characteristics and Geological Significance of the Caledonian Peraluminous Granites in Heihai Region,Eastern Kunlun[J].Earth Science,2016,41(1):35-54.

[57] 張開均,唐顯春.青藏高原腹地榴輝巖研究進展及其地球動力學(xué)意義[J].科學(xué)通報,2009，54(13):1804-1814.

ZHANG Kai-jun,TANG Xian-chun.Eclogites in the Interior of the Tibetan Plateau and Their Geodynamic Implications[J].Chinese Science Bulletin,2009,54(13):1804-1814.

[58] 宋述光,牛耀齡,張立飛.榴輝巖的兩種變質(zhì)演化軌跡和俯沖大陸地殼的差異折返:以柴北緣都蘭超高壓地體為例[J].高校地質(zhì)學(xué)報,2007,13(3):515-525.

SONG Shu-guang,NIU Yao-ling,ZHANG Li-fei.Two Different Metamorphic Paths of Eclogites and Differential Exhumation of Subducted Continental Crust:A Case Study of the Dulan UHP Terrane in the North Qaidam UHP Belt[J].Geological Journal of China Universities,2007,13(3):515-525.

[59] 諶宏偉,羅照華,莫宣學(xué),等.東昆侖喀雅克登塔格雜巖體的SHRIMP年齡及其地質(zhì)意義[J].巖石礦物學(xué)雜志,2006，25(1):25-32.

CHEN Hong-wei,LUO Zhao-hua,MO Xuan-xue,et al.SHRIMP Ages of Kayakedengtage Complex in the East Kunlun Mountains and Their Geological Implications[J].Acta Petrologica et Mineralogica,2006,25(1):25-32.

[60] 趙振明,馬華東,王秉璋,等.東昆侖早泥盆世碰撞造山的侵入巖證據(jù)[J].地質(zhì)論評,2008,54(1):47-56.

ZHAO Zhen-ming,MA Hua-dong,WANG Bing-zhang,et al.The Evidence of Intrusive Rocks About Collision-orogeny During Early Devonian in Eastern Kunlun Area[J].Geological Review,2008,54(1):47-56.

[61] 王秉璋,羅照華,潘 彤,等.青藏高原祁漫塔格地區(qū)早古生代火山巖巖石構(gòu)造組合和LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡[J].地質(zhì)通報,2012，31(6):860-874.

WANG Bing-zhang,LUO Zhao-hua,PAN Tong,et al.Petrotectonic Assemblages and LA-ICP-MS Zircon U-Pb Age of Early Paleozoic Volcanic Rocks in Qimantag Area,Tibetan Plateau[J].Geological Bulletin of China,2012,31(6):860-874.

[62] 劉 彬,馬昌前,張金陽,等.東昆侖造山帶東段早泥盆世侵入巖的成因及其對早古生代造山作用的指示[J].巖石學(xué)報,2012,28(6):1785-1807.

LIU Bin,MA Chang-qian,ZHANG Jin-yang,et al.Petrogenesis of Early Devonian Intrusive Rocks in the East Part of Eastern Kunlun Orogen and Implication for Early Palaeozoic Orogenic Processes[J].Acta Petrologica Sinica,2012,28(6):1785-1807.

[63] 張照偉，李文淵，錢 兵，等.東昆侖夏日哈木巖漿銅鎳硫化物礦床成礦時代的厘定及其找礦意義[J].中國地質(zhì)，2015，42(3)：438-451.

ZHANG Zhao-wei,LI Wen-yuan,QIAN Bing,et al.Metallogenic Epoch of the Xiarihamu Magmatic Ni-Cu Sulfide Deposit in Eastern Kunlun Orogenic Belt and Its Prospecting Significance[J].Geology in China,2015,42(3):438-451.

GeochemicalCharacteristicsofEclogitesandGarnet-amphibolitesinEastKunlunHighPressureMetamorphicBeltandTheirGeodynamicSetting

GUO Xian-zheng1,2, JIA Qun-zi1, QIAN Bing1, MI Jia-ru1, LI Jin-chao1, KONG Hui-lei1, YAO Xue-gang2
(1. Xi’an Center of Geological Survey, China Geological Survey, Xi’an 710054, Shaanxi, China;2. Geological Survey Institute, China University of Geosciences, Wuhan 430074, Hubei, China)

High-ultrahigh pressure metamorphic belt of the continental orogenic belt is the convergent boundary of the paleoplate, and is an important indicator of the palaeo-ocean subduction and the continental collision. Combined with the eclogite and garnet-amphibolite discovered in recent years, such as Jiadang, Suhaitu, Wenquan, Langmurishangyou, Zongjia, West Wulonggou (Dagele), a high pressure metamorphic belt more than 500 km is found, which is an important paleoplate suture zone in the northern Qinghai-Tibet Plateau. Based on field investigation and comprehensive previous data, the petrography, mineralogy and lithogeochemistry of eclogites in East Kunlun were studied. The results show that the eclogite in East Kunlun high pressure metamorphic belt can be divided into eclogite and retrograded eclogite, respectively; the mineral chemical component of garnet indicates that the eclogites are all C-type; the eclogites mainly belong to the tholeiite series; chondrite-normalied REE patterns show that LREE is strongly enriched between E-MORB and N-MORB; primitive mantle-normalized trace element spider diagrams are basically consistent, showing the characteristics of MORB; the temperature and pressure conditions of eclogite and garnet-amphibolite are nearly consistent, the formation pressure is 1.2-2.0 Gpa or higher, and the temperature is not less than 575 ℃; theP-Tpath is a clockwise “card” type; the temperature and pressure of the peak metamorphic stage are eclogite facies; according to the histogram of peak metamorphic ages of eclogites, there are three peak metamorphic ages, including 451 Ma, 432 Ma and 412 Ma; the main peak metamorphic age of 432 Ma restrains the time of Early Paleozoic ocean basin closure in East Kunlun.

eclogite; high pressure metamorphic belt; geochemistry; thermobarometer;P-Tpath; metamorphic age; geodynamic setting; East Kunlun

2017-08-29

中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項目(DD20160013)

國顯正(1990-),男，新疆喀什人，中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)工學(xué)博士研究生，E-mail:cuggxz@126.com。

賈群子(1962-),男，河南新安人，研究員，E-mail:xajqunzi@126.com。

1672-6561(2017)06-0735-16

P588.3；P595

A