阿尔泰巴利尔斯河一带岩体LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年代学、岩石成因及地质意义

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2018.04.05

摘要/Abstract

摘要：

新疆阿尔泰巴利尔斯河一带岩体岩石类型复杂,主要岩石组合为花岗闪长岩、黑云二长花岗岩和二长花岗岩。花岗闪长岩和二长花岗岩中LA-MC-ICP-MS锆石 U-Pb测年结果分别为(386.4±2.8) Ma和(386.8±1.2) Ma。花岗闪长岩、黑云二长花岗岩和二长花岗岩地球化学分析结果显示,岩石SiO₂含量为74.33%~76.70%,里特曼指数为1.49~2.04,A/CNK值介于1.00~1.07,大离子亲石元素Rb、Th等和轻稀土元素相对富集,高场强元素Sr、Ti、Nb等和重稀土元素则相对亏损,具较强的负Eu异常(δEu=0.31~0.84),表明该岩石为具有富钾、钙碱性、弱过铝质特征的高分异I型花岗岩。综合研究认为,巴利尔斯河一带岩体形成于与俯冲作用有关的活动大陆边缘的岩浆弧构造环境,是古亚洲洋向北俯冲消减过程中岩浆上侵就位的产物。

关键词: 花岗岩, LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb测年, 岩石成因, 巴利尔斯河, 阿尔泰, 新疆

Abstract:

Rock types in the Baliersi River area of the Chinese Altay Orogen (Xinjiang) are complex, including granodiorite, biotite monzogranite and monzogranite. LA-MC-ICP-MS zircon U-Pb dating reveals that the granodiorite and monzogranite were formed at (386.4±2.8) Ma and (386.8±1.2) Ma, respectively. Geochemical analysis of the granodiorite, biotite monzogranite and monzogranite show that the SiO₂ contents range from 74.33% to 76.70%, Rittman index (σ) range from 1.49 to 2.04, and the A/CNK values range from 1.00 to 1.07. In addition, the rocks show enrichments in LILEs (e.g., Rb,Th) and LREEs, and obvious depletions in HREEs and HFSEs (e.g., Sr, Ti, Nb) and strong negative Eu anomaly (δEu=0.31 to 0.84), suggesting that the rocks are high-K calc-alkaline, peraluminous highly-fractioned I-type granites. Integrated with previous studies, it is concluded that granitoids in the Baliersi River area were formed in a continental margin magmatic arc setting, via the north-dipping subduction of the Paleo-Asian Ocean.

Key words: granite pluton, LA-MC-ICP-MS zircon U-Pb dating, petrogenesis, Baliersi River, Altay, Xinjiang

中图分类号:

P588.1

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图/表 10

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测试点	含量/10^-6			Th/U	比值										年龄/Ma
	含量/10^-6				²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb			²⁰⁷Pb/²³⁵U			²⁰⁶Pb/²³⁸U				²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb				²⁰⁷Pb/²³⁵U				²⁰⁶Pb/²³⁸U
	Pb	Th	U		²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb			²⁰⁷Pb/²³⁵U			²⁰⁶Pb/²³⁸U				²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb				²⁰⁷Pb/²³⁵U				²⁰⁶Pb/²³⁸U
	Pb	Th	U		测值	1σ		测值	1σ		测值	1σ			测值		1σ		测值		1σ		测值		1σ
H-1-1	65.00	38.52	31.21	1.23	0.056 40		0.000 6	0.479 10		0.006 2	0.061 70		0.000 6	478		29		397		4		386		3
H-1-2	220.52	133.28	209.25	0.63	0.053 90		0.000 5	0.401 30		0.006 5	0.054 50		0.000 5	346		30		343		7		342		6
H-1-3	86.07	39.25	45.46	0.86	0.055 20		0.000 4	0.470 60		0.004 0	0.061 90		0.000 3	420		-14		392		3		387		2
H-1-4	72.32	45.34	58.63	0.77	0.051 30		0.000 5	0.439 60		0.005 3	0.062 20		0.000 3	254		26		370		4		389		2
H-1-5	157.65	76.02	58.79	1.29	0.054 70		0.001 5	0.467 00		0.023 8	0.061 70		0.002 0	467		61		389		16		386		12
H-1-6	56.47	54.38	83.71	0.65	0.054 50		0.000 4	0.465 40		0.004 1	0.061 90		0.000 4	394		10		388		3		387		3
H-1-7	44.66	61.03	62.83	0.97	0.056 70		0.000 8	0.484 20		0.014 2	0.062 00		0.001 5	480		27		401		10		387		9
H-1-8	37.85	32.53	598.64	0.05	0.051 60		0.000 3	0.308 60		0.010 6	0.043 30		0.000 9	333		20		273		8		273		10
H-1-9	28.37	24.81	55.57	0.45	0.054 50		0.000 4	0.463 50		0.005 0	0.061 80		0.000 5	391		17		387		3		386		3
H-1-10	32.08	27.69	46.60	0.59	0.055 10		0.000 5	0.468 40		0.005 9	0.061 60		0.000 5	413		19		390		4		386		3
H-1-11	34.99	45.12	33.84	1.33	0.054 30		0.000 6	0.459 90		0.006 8	0.061 60		0.000 7	389		21		384		5		385		4
H-1-12	120.19	129.31	293.21	0.44	0.055 20		0.000 4	0.472 40		0.005 5	0.062 10		0.000 6	420		-16		393		4		388		4
H-1-13	49.91	39.24	49.59	0.79	0.054 70		0.000 4	0.466 60		0.004 5	0.062 00		0.000 4	398		14		389		3		387		3
H-1-14	21.93	14.91	67.48	0.22	0.055 20		0.000 4	0.468 80		0.004 6	0.061 60		0.000 5	420		15		390		3		385		3
H-1-15	62.02	58.75	123.16	0.48	0.055 00		0.000 4	0.468 70		0.005 1	0.061 80		0.000 6	413		15		390		4		387		4
H-1-16	54.51	46.51	87.70	0.53	0.057 40		0.000 4	0.487 70		0.004 5	0.061 70		0.000 4	506		10		403		3		386		3
H-1-17	126.43	115.71	197.42	0.59	0.055 80		0.001 6	0.475 80		0.012 3	0.061 90		0.000 2	443		58		395		8		387		1
H-1-18	49.47	51.18	57.37	0.89	0.056 50		0.000 4	0.478 80		0.004 6	0.061 40		0.000 4	472		15		397		3		384		3
H-1-19	2.20	38.60	63.24	0.61	0.058 20		0.002 0	0.493 00		0.026 5	0.061 70		0.004 0	539		74		407		18		386		24
H-1-20	101.20	77.93	148.57	0.52	0.055 10		0.000 4	0.469 20		0.007 1	0.061 70		0.000 8	417		-18		391		5		386		5
R-1-1	56.13	73.66	64.62	1.14	0.053 60		0.000 8	0.458 03		0.008 7	0.062 03		0.000 8	354		21		383		6		388		5
R-1-2	42.32	75.92	71.78	1.06	0.055 37		0.001 4	0.470 21		0.014 5	0.061 62		0.000 9	428		12		391		4		385		6
R-1-3	41.28	86.25	103.76	0.83	0.060 74		0.001 2	0.520 81		0.018 0	0.062 18		0.000 6	632		32		426		8		389		3
R-1-4	48.09	95.91	67.51	1.42	0.055 95		0.000 8	0.476 37		0.016 0	0.061 93		0.000 9	450		24		396		12		387		8
R-1-5	53.51	41.67	67.45	0.62	0.066 89		0.000 9	0.555 68		0.009 0	0.060 26		0.001 2	835		16		449		5		377		9
R-1-6	1.68	34.66	56.44	0.61	0.063 10		0.001 0	0.515 78		0.015 0	0.059 24		0.001 8	722		34		422		9		371		10
R-1-7	36.10	26.66	36.62	0.73	0.060 15		0.001 8	0.510 64		0.013 0	0.061 52		0.000 8	609		24		419		3		385		2
R-1-8	19.83	32.97	157.32	0.21	0.056 95		0.001 4	0.484 21		0.005 0	0.061 65		0.001 5	500		23		401		14		386		6
R-1-9	0.86	34.32	30.67	1.12	0.057 18		0.000 5	0.491 49		0.007 0	0.062 02		0.002 2	498		12		406		10		388		10
R-1-10	58.56	25.69	20.00	1.28	0.069 14		0.000 8	0.554 96		0.016 7	0.058 24		0.002 9	902		17		448		6		365		9
R-1-11	15.40	16.18	89.28	0.18	0.057 47		0.000 3	0.492 39		0.015 9	0.062 08		0.001 2	509		32		407		6		388		5
R-1-12	45.79	73.37	140.89	0.52	0.057 07		0.001 6	0.484 94		0.012 3	0.061 65		0.000 8	494		38		401		3		386		8
R-1-13	29.16	67.70	197.86	0.34	0.055 79		0.000 9	0.474 96		0.020 0	0.061 74		0.000 9	443		24		395		8		386		9
R-1-14	27.64	58.68	32.21	1.82	0.059 56		0.001 0	0.512 28		0.016 9	0.062 5		0.000 5	587		13		420		9		391		4
R-1-15	3.65	52.17	35.61	1.47	0.056 90		0.001 9	0.485 97		0.009 0	0.061 98		0.002 4	487		14		402		11		388		9
R-1-16	47.72	86.50	58.74	1.47	0.123 46		0.002 0	1.083 17		0.018 9	0.063 78		0.002 5	2007		19		745		9		399		3
R-1-17	98.82	91.73	59.50	1.54	0.082 18		0.001 1	0.736 08		0.013 5	0.064 22		0.002 6	1250		20		560		13		401		7
R-1-18	44.01	75.03	49.44	1.52	0.057 59		0.001 7	0.494 20		0.011 0	0.062 17		0.001 4	522		8		408		12		389		5
R-1-19	8.68	20.66	80.39	0.26	0.079 04		0.001 8	0.602 76		0.008 7	0.055 9		0.001 0	1173		16		479		8		351		9
R-1-20	43.67	25.38	96.92	0.26	0.057 94		0.000 8	0.612 8		0.007 9	0.077 09		0.001 5	528		10		485		6		479		5

测试点	含量/10^-6			Th/U	比值										年龄/Ma
	含量/10^-6				²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb			²⁰⁷Pb/²³⁵U			²⁰⁶Pb/²³⁸U				²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb				²⁰⁷Pb/²³⁵U				²⁰⁶Pb/²³⁸U
	Pb	Th	U		²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb			²⁰⁷Pb/²³⁵U			²⁰⁶Pb/²³⁸U				²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb				²⁰⁷Pb/²³⁵U				²⁰⁶Pb/²³⁸U
	Pb	Th	U		测值	1σ		测值	1σ		测值	1σ			测值		1σ		测值		1σ		测值		1σ
H-1-1	65.00	38.52	31.21	1.23	0.056 40		0.000 6	0.479 10		0.006 2	0.061 70		0.000 6	478		29		397		4		386		3
H-1-2	220.52	133.28	209.25	0.63	0.053 90		0.000 5	0.401 30		0.006 5	0.054 50		0.000 5	346		30		343		7		342		6
H-1-3	86.07	39.25	45.46	0.86	0.055 20		0.000 4	0.470 60		0.004 0	0.061 90		0.000 3	420		-14		392		3		387		2
H-1-4	72.32	45.34	58.63	0.77	0.051 30		0.000 5	0.439 60		0.005 3	0.062 20		0.000 3	254		26		370		4		389		2
H-1-5	157.65	76.02	58.79	1.29	0.054 70		0.001 5	0.467 00		0.023 8	0.061 70		0.002 0	467		61		389		16		386		12
H-1-6	56.47	54.38	83.71	0.65	0.054 50		0.000 4	0.465 40		0.004 1	0.061 90		0.000 4	394		10		388		3		387		3
H-1-7	44.66	61.03	62.83	0.97	0.056 70		0.000 8	0.484 20		0.014 2	0.062 00		0.001 5	480		27		401		10		387		9
H-1-8	37.85	32.53	598.64	0.05	0.051 60		0.000 3	0.308 60		0.010 6	0.043 30		0.000 9	333		20		273		8		273		10
H-1-9	28.37	24.81	55.57	0.45	0.054 50		0.000 4	0.463 50		0.005 0	0.061 80		0.000 5	391		17		387		3		386		3
H-1-10	32.08	27.69	46.60	0.59	0.055 10		0.000 5	0.468 40		0.005 9	0.061 60		0.000 5	413		19		390		4		386		3
H-1-11	34.99	45.12	33.84	1.33	0.054 30		0.000 6	0.459 90		0.006 8	0.061 60		0.000 7	389		21		384		5		385		4
H-1-12	120.19	129.31	293.21	0.44	0.055 20		0.000 4	0.472 40		0.005 5	0.062 10		0.000 6	420		-16		393		4		388		4
H-1-13	49.91	39.24	49.59	0.79	0.054 70		0.000 4	0.466 60		0.004 5	0.062 00		0.000 4	398		14		389		3		387		3
H-1-14	21.93	14.91	67.48	0.22	0.055 20		0.000 4	0.468 80		0.004 6	0.061 60		0.000 5	420		15		390		3		385		3
H-1-15	62.02	58.75	123.16	0.48	0.055 00		0.000 4	0.468 70		0.005 1	0.061 80		0.000 6	413		15		390		4		387		4
H-1-16	54.51	46.51	87.70	0.53	0.057 40		0.000 4	0.487 70		0.004 5	0.061 70		0.000 4	506		10		403		3		386		3
H-1-17	126.43	115.71	197.42	0.59	0.055 80		0.001 6	0.475 80		0.012 3	0.061 90		0.000 2	443		58		395		8		387		1
H-1-18	49.47	51.18	57.37	0.89	0.056 50		0.000 4	0.478 80		0.004 6	0.061 40		0.000 4	472		15		397		3		384		3
H-1-19	2.20	38.60	63.24	0.61	0.058 20		0.002 0	0.493 00		0.026 5	0.061 70		0.004 0	539		74		407		18		386		24
H-1-20	101.20	77.93	148.57	0.52	0.055 10		0.000 4	0.469 20		0.007 1	0.061 70		0.000 8	417		-18		391		5		386		5
R-1-1	56.13	73.66	64.62	1.14	0.053 60		0.000 8	0.458 03		0.008 7	0.062 03		0.000 8	354		21		383		6		388		5
R-1-2	42.32	75.92	71.78	1.06	0.055 37		0.001 4	0.470 21		0.014 5	0.061 62		0.000 9	428		12		391		4		385		6
R-1-3	41.28	86.25	103.76	0.83	0.060 74		0.001 2	0.520 81		0.018 0	0.062 18		0.000 6	632		32		426		8		389		3
R-1-4	48.09	95.91	67.51	1.42	0.055 95		0.000 8	0.476 37		0.016 0	0.061 93		0.000 9	450		24		396		12		387		8
R-1-5	53.51	41.67	67.45	0.62	0.066 89		0.000 9	0.555 68		0.009 0	0.060 26		0.001 2	835		16		449		5		377		9
R-1-6	1.68	34.66	56.44	0.61	0.063 10		0.001 0	0.515 78		0.015 0	0.059 24		0.001 8	722		34		422		9		371		10
R-1-7	36.10	26.66	36.62	0.73	0.060 15		0.001 8	0.510 64		0.013 0	0.061 52		0.000 8	609		24		419		3		385		2
R-1-8	19.83	32.97	157.32	0.21	0.056 95		0.001 4	0.484 21		0.005 0	0.061 65		0.001 5	500		23		401		14		386		6
R-1-9	0.86	34.32	30.67	1.12	0.057 18		0.000 5	0.491 49		0.007 0	0.062 02		0.002 2	498		12		406		10		388		10
R-1-10	58.56	25.69	20.00	1.28	0.069 14		0.000 8	0.554 96		0.016 7	0.058 24		0.002 9	902		17		448		6		365		9
R-1-11	15.40	16.18	89.28	0.18	0.057 47		0.000 3	0.492 39		0.015 9	0.062 08		0.001 2	509		32		407		6		388		5
R-1-12	45.79	73.37	140.89	0.52	0.057 07		0.001 6	0.484 94		0.012 3	0.061 65		0.000 8	494		38		401		3		386		8
R-1-13	29.16	67.70	197.86	0.34	0.055 79		0.000 9	0.474 96		0.020 0	0.061 74		0.000 9	443		24		395		8		386		9
R-1-14	27.64	58.68	32.21	1.82	0.059 56		0.001 0	0.512 28		0.016 9	0.062 5		0.000 5	587		13		420		9		391		4
R-1-15	3.65	52.17	35.61	1.47	0.056 90		0.001 9	0.485 97		0.009 0	0.061 98		0.002 4	487		14		402		11		388		9
R-1-16	47.72	86.50	58.74	1.47	0.123 46		0.002 0	1.083 17		0.018 9	0.063 78		0.002 5	2007		19		745		9		399		3
R-1-17	98.82	91.73	59.50	1.54	0.082 18		0.001 1	0.736 08		0.013 5	0.064 22		0.002 6	1250		20		560		13		401		7
R-1-18	44.01	75.03	49.44	1.52	0.057 59		0.001 7	0.494 20		0.011 0	0.062 17		0.001 4	522		8		408		12		389		5
R-1-19	8.68	20.66	80.39	0.26	0.079 04		0.001 8	0.602 76		0.008 7	0.055 9		0.001 0	1173		16		479		8		351		9
R-1-20	43.67	25.38	96.92	0.26	0.057 94		0.000 8	0.612 8		0.007 9	0.077 09		0.001 5	528		10		485		6		479		5

样号	SiO₂		Na₂O		MgO		Al₂O₃		P₂O₅		K₂O		CaO		TiO₂		MnO		Fe₂O₃		FeO		烧失量		总量		A/CNK	σ	DI
YQ-46	76		4		0.1		12		0.02		4.7		0.8		0.1		0		0.46		1.8		0		99.8		1	2.04	92
YQ-55	75		3		0.24		13		0.05		4.8		1.3		0.2		0		0.02		2		0.1		99.9		1.04	1.86	89
YQ-68	77		4		0.23		13		0.04		4.6		0.9		0.1		0		0.04		0.9		0.1		100		1.03	1.95	93
YQ-62	74		3		0.41		14		0.05		3.6		1.9		0.2		0		0.5		1.9		0.1		99.9		1.07	1.49	85
YQ-57	76		3		0.25		13		0.05		4.7		1.1		0.2		0		0.32		1.8		0.3		100		1.05	1.85	90
样号	La		Ce		Pr		Nd		Sm		Eu		Gd		Tb		Dy		Ho		Er		Tm		Yb		Lu	Y	Rb
YQ-46	17.8		54.3		4.78		18.6		4.56		0.98		3.9		0.8		4.9		1		2.83		0.5		3.3		0.5	25	176
YQ-55	25.9		59.1		6.49		25.7		6.96		0.85		5.6		1.2		7		1		4.44		0.8		5.25		0.8	43	163
YQ-68	23.2		55.1		6.41		27.6		8.31		0.73		5.7		1.1		5.7		1		3.31		0.5		3.07		0.5	31	155
YQ-62	46.5		99.1		11.4		42.7		8.75		2.19		6.8		1.1		5.5		1		3.01		0.5		2.58		0.4	28	138
YQ-57	32.6		73.2		9.19		36.2		9.13		0.9		8.5		1.8		9.7		2		5.62		0.9		4.82		0.8	53	161
样品	Ba	Th		U		Li		Ta		Nb		Ce		Sr		P		Zr		Hf		Ti		δEu		(La/Yb)_N		ΣREE		Rb/Sr
YQ-46	593	21.5		2.7		11		1.23		13.1		54.3		174		200		150		5.64		680		0.69		3.64		118		1
YQ-55	427	16.2		1.3		5.4		1.21		11.4		59.1		159		510		109		3.31		1470		0.4		3.33		152		2.1
YQ-68	214	18.9		2.3		24		0.74		7.41		55.1		74		360		150		5.89		710		0.31		5.11		142		1
YQ-62	889	18.7		2		40		0.63		8.84		99.1		122		530		93.2		3.1		2070		0.84		12.2		231		1.1
YQ-57	362	19.6		1.8		18		0.63		9.29		73.2		49		520		137		5.41		1490		0.31		4.57		195		3.3

样号	SiO₂		Na₂O		MgO		Al₂O₃		P₂O₅		K₂O		CaO		TiO₂		MnO		Fe₂O₃		FeO		烧失量		总量		A/CNK	σ	DI
YQ-46	76		4		0.1		12		0.02		4.7		0.8		0.1		0		0.46		1.8		0		99.8		1	2.04	92
YQ-55	75		3		0.24		13		0.05		4.8		1.3		0.2		0		0.02		2		0.1		99.9		1.04	1.86	89
YQ-68	77		4		0.23		13		0.04		4.6		0.9		0.1		0		0.04		0.9		0.1		100		1.03	1.95	93
YQ-62	74		3		0.41		14		0.05		3.6		1.9		0.2		0		0.5		1.9		0.1		99.9		1.07	1.49	85
YQ-57	76		3		0.25		13		0.05		4.7		1.1		0.2		0		0.32		1.8		0.3		100		1.05	1.85	90
样号	La		Ce		Pr		Nd		Sm		Eu		Gd		Tb		Dy		Ho		Er		Tm		Yb		Lu	Y	Rb
YQ-46	17.8		54.3		4.78		18.6		4.56		0.98		3.9		0.8		4.9		1		2.83		0.5		3.3		0.5	25	176
YQ-55	25.9		59.1		6.49		25.7		6.96		0.85		5.6		1.2		7		1		4.44		0.8		5.25		0.8	43	163
YQ-68	23.2		55.1		6.41		27.6		8.31		0.73		5.7		1.1		5.7		1		3.31		0.5		3.07		0.5	31	155
YQ-62	46.5		99.1		11.4		42.7		8.75		2.19		6.8		1.1		5.5		1		3.01		0.5		2.58		0.4	28	138
YQ-57	32.6		73.2		9.19		36.2		9.13		0.9		8.5		1.8		9.7		2		5.62		0.9		4.82		0.8	53	161
样品	Ba	Th		U		Li		Ta		Nb		Ce		Sr		P		Zr		Hf		Ti		δEu		(La/Yb)_N		ΣREE		Rb/Sr
YQ-46	593	21.5		2.7		11		1.23		13.1		54.3		174		200		150		5.64		680		0.69		3.64		118		1
YQ-55	427	16.2		1.3		5.4		1.21		11.4		59.1		159		510		109		3.31		1470		0.4		3.33		152		2.1
YQ-68	214	18.9		2.3		24		0.74		7.41		55.1		74		360		150		5.89		710		0.31		5.11		142		1
YQ-62	889	18.7		2		40		0.63		8.84		99.1		122		530		93.2		3.1		2070		0.84		12.2		231		1.1
YQ-57	362	19.6		1.8		18		0.63		9.29		73.2		49		520		137		5.41		1490		0.31		4.57		195		3.3