THE GEOCHEMICAL CHARACTERISTICS AND TECTONIC SIGNIFICANCE OF LA-ICP-MS ZIRCON U-PB DATING OF YAMATUO INTRUSIVE ROCKS, QINHAI PROVINCE
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摘要: 亚马托侵入岩位于柴达木盆地东北缘，为塔塔楞河大岩基的东段部分。岩性为似斑状正长花岗岩+斑状二长花岗岩组合，岩石中斑晶含量6%~25%，颗粒达1~5 cm，构成环斑结构。该侵入岩地球化学特征显示，Eu具明显的亏损特征，反映岩石经历了强烈的分离结晶作用，与壳源花岗岩（S型）很相似，表明这些花岗岩为地壳部分熔融的产物，属后碰撞环境的壳源岩浆岩组合。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明岩体形成于429.9±1.4 Ma，时代为早志留世，佐证了其是早古生代造山过程结束或近于结束的标志，这一成果为进一步研究柴北缘造山带的构造演化提供了重要的年代学约束。
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关键词:
- 柴北缘 /
- 亚马托侵入岩 /
- 地球化学 /
- LA-ICP-MS锆石U-Pb测年
Abstract: Yamatuo intrusive rocks, distributing in the northern margin of Qaidam basin, compose the east part of Tataleng River batholith. The lithology of these rocks is the combination of porphyritic-like syenogranite and porphyritic monzogranite. The phenocryst content in the rocks is 6~25% and its grain size is 1~5 cm, revealing rapakivi texture. The geochemical characteristics show that Eu is with obvious depleted characteristics reflecting the strong fractional crystallization of rocks which is very similar to crustal-derived granite (S). All the facts indicate the intrusive rocks are the partial melting of the crust, belonging to the mixture of crust-derived magmatite in post-collisional tectonic setting. The result analysis of LA-ICP-MS zircon U-Pb dating indicates that the rock mass was formed in early Silurian 429.9±1.4 Ma, being the signature of the end or near the end of the orogenic process in early Paleozoic This finding provides important chronological constraints for further study of the tectonic evolution of the northern margin of Qaidam orogenic belt. -
0. 引言
塔塔楞河大岩基产于柴北缘大柴旦至塔塔楞河地区，岩体规模很大，面积近2000 km2[1]。本次研究的亚马托侵入岩即为塔塔楞河大岩基的东段部分，前人对其形成时代的认识长期模糊不清，前期研究认为塔塔楞岩基是印支—燕山期岩浆活动的产物，其K-Ar年龄为163~200 Ma和151.3 Ma[2]。吴才来等对柴北缘西段的花岗岩体进行了SHRIMP锆石U-Pb测年，其中赛什腾山岩体年龄为465.4±3.5 Ma，团鱼山岩体两期侵入岩的年龄分别为469.7±4.6 Ma和443.5±3.6 Ma，牛心山花岗岩和民乐窑沟花岗闪长岩的年龄分别为476.7±6.6 Ma和463.2±4.7 Ma[3~5]，廖华等在扫迪南部花岗岩中采用LA-ICP-MS法获得锆石U-Pb测年值为461.5±1.6 Ma[6]，成岩年龄均属奥陶纪。卢欣祥等采用高精度钻石SHRIMP U-Pb法获得了亚马托侵入岩的年龄值为440 Ma[7~8]，证明了柴达木盆地北缘早古生代时期存在强烈的构造岩浆活动。
本文主要通过分析研究塔塔楞岩体的地球化学及时代依据等方面的资料，探讨塔塔楞岩体的岩石成因及形成的构造环境。这一研究能够为正确认识柴北缘构造带加里东运动及其物质表现、岩浆作用提供确凿的证据，对研究古生代柴北缘造山带的形成演化具有重要意义。
1. 地质背景
塔塔楞河大岩基大地构造位置主要位于早古生代祁连造山带南祁连地块[9](见图 1)。根据不同构造单元中侵入岩浆构造带的分布特点，柴北缘的东段可划分为三个构造岩浆岩带(三级构造单元)，自北向南依次为南祁连、全吉山和滩间山三个构造岩浆带。
(1) 南祁连构造岩浆岩带
在乌兰哈德一带由辉长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩和二长花岗岩组成，构成乌兰哈德郭勒早泥盆世后碰撞构造岩浆岩段，岩石属钙碱性系列，属后碰撞环境。
在伊克达坂一带，构成塔塔楞岩基，为二长花岗岩+斑状二长花岗岩组合，过铝质高钾钙碱性系列，富钾及钾长石斑状钙碱性花岗岩类，属后碰撞环境的岩浆岩组合。
(2) 全吉山构造岩浆岩带
在石底泉一带零星分布，构成石泉底晚泥盆世后造山构造岩浆岩段。岩性为紫红色流纹斑岩，过铝质钙碱性系列，流纹斑岩，属后造山环境。
在草绿河一带呈小岩株分布，构成草绿河早白垩世后造山构造岩浆岩段。岩性为灰红色中细粒含白云母正长花岗岩，属典型的后造山环境形成的花岗岩。
(3) 滩间山构造岩浆岩带
带内小岩株零星分布，岩石为辉长岩+闪长岩+二长花岗岩+流纹斑岩组合，属过铝质钙碱性系列，富钾及钾长石斑状钙碱性花岗岩类。
2. 地质特征
本次研究区的侵入岩由10个规模不等的侵入体组成，呈岩基、岩株或岩瘤状产出，平面形态多不规则，长轴方向以北西向为主。总体上具有出露面积广、成带性明显的特征。岩性主要有中粗粒正长花岗岩、似斑状正长花岗岩、似斑状二长花岗岩、中粗粒二长花岗岩及英云闪长岩，各侵入体之间为脉动接触关系。
研究区内岩体外围被第四系覆盖，未见有围岩与之直接接触。区域上在亚马托郭勒一带，该侵入岩侵入于巴龙贡噶尔组地层中。
3. 岩相学特征
本次研究的亚马托侵入岩，岩石类型主要为灰白色—肉红色似斑状黑云母钾长花岗岩、灰白色—肉红色中粗粒黑云母二长花岗岩，为过铝质高钾钙碱性系列，富钾及钾长石斑状钙碱性花岗岩类。岩体中见较多的捕虏体，捕虏体岩性为二云母透闪石斜长变粒岩。
灰白色似斑状黑云母正长花岗岩，岩石呈浅灰色，似斑状结构，块状构造。矿物成分由钾长石(60%)、石英(20%~25%)、斜长石(15%~20%)、黑云母(＜1%)等组成，在QAPF图上投影在钾长花岗岩区。钾长石含量在60%以上，成分主要为微纹长石，其次有微斜长石，均呈它形粒状，粒径大小不等，最大为10~50 mm，呈“斑晶”状，一般为5~10 mm，未次变，斑晶含量6%~25%。钾长石晶体中包裹有板状斜长石，说明其生成晚，杂乱分布。条纹构造清楚，条纹成分应是钠长石。石英含量为20%~25%，呈它形粒状，粒径大小为0.3~5 mm不等，大小混杂分布于钾长石之间。斜长石含量15%~20%，成分为更长石，呈半自形板状，粒径大小在2~5 mm之间，发生了强绢云母化，大多呈嵌晶状包于粗大的钾长石晶体之中，杂乱分布。黑云母很少，呈细粒片状，发生了绿泥石化，大多包于粗大钾长石晶体中。
灰白色中粗粒黑云母二长花岗岩，岩石呈浅灰色，具中粗粒结构，块状构造。岩石矿物成分主要由钾长石(40%)、斜长石(30%~35%)、石英(20%~25%)、黑云母(3%)及微量的磁铁矿组成。钾长石含量在40%以上，成分是微斜长石，呈它形粒状，粒径大小为3~8 mm的中粗粒级，未次变。格子状双晶较清楚，少数晶体中有斜长石嵌晶，杂乱分布。斜长石含量为30%~35%，成分为更长石。呈半自形板状，粒径大小为2~7 mm的中粗粒级，发生了绢云母化，但仍可见到聚片双晶，杂乱分布。石英约占20%~25%，呈它形粒状，粒径大小为0.3~3 mm的中细粒级，充填于长石颗粒之间。黑云母含量在3%以下，呈板状，片径在(0.2~0.5) mm×(1~2) mm，褐色，呈集合体状散布。
4. 岩石地球化学特征
本次研究在亚马托侵入岩中系统采集了稀土元素、微量元素分析样18件套，其中黑云母正长花岗岩中共采11件套，在黑云母二长花岗岩中共采集7件套，样品采集分布位置见图 2。
4.1 稀土元素特征
亚马托侵入岩稀土特征见表 1，由早期二长花岗岩到晚期正长花岗岩，稀土总量∑REE在98.11×10-6~303.79×10-6之间，岩石的稀土总量平均值为175.58×10-6，低于上地壳平均值210×10-6。
表 1 亚马托侵入岩岩石稀土元素及参数特征表(w×10-6)Table 1. Rare-earth elements and parameter characteristics table of Yamatuo intrusive rocks序号 岩性 样品编号 轻稀土元素 重稀土元素 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 1 黑云母正长花岗岩 PM12-XT1 20.0 47.9 5.49 19.8 5.28 0.23 5.98 1.11 7.56 1.52 4.74 0.70 4.61 0.63 2 PM12-XT2 19.9 45.8 5.28 19.0 5.07 0.31 5.65 1.06 6.83 1.33 4.17 0.60 4.18 0.55 3 PM12-XT3 15.8 38.6 4.44 15.6 4.10 0.17 4.67 0.88 5.68 1.10 3.45 0.53 3.57 0.50 4 PM12-XT4 17.5 36.0 4.36 15.3 4.21 0.26 4.56 0.90 5.64 1.10 3.39 0.53 3.84 0.52 5 PM12-XT5 25.0 56.8 6.96 24.7 6.36 0.33 7.01 1.24 7.97 1.55 4.78 0.68 4.59 0.61 6 PM12-XT6 27.2 59.4 7.14 25.4 6.12 0.47 6.83 1.22 7.97 1.57 4.86 0.69 4.52 0.60 7 PM12-XT7 27.8 60.5 6.82 24.5 5.58 0.51 6.06 0.94 5.42 1.05 3.11 0.43 2.83 0.38 8 PM12-XT8 30.1 63.0 7.54 27.3 6.21 0.68 6.63 1.03 5.94 1.16 3.53 0.48 2.99 0.39 9 PM12-XT9 18.1 44.1 5.34 19.5 5.67 0.15 6.26 1.22 8.08 1.52 4.86 0.71 4.70 0.65 10 PM12-XT10 30.0 62.9 7.25 25.8 5.75 0.71 6.18 0.98 5.86 1.13 3.30 0.45 2.90 0.38 11 PM12-XT11 34.4 70.4 7.97 28.6 6.10 0.86 6.95 1.02 5.85 1.09 3.31 0.45 2.81 0.36 12 黑云母二长花岗岩 PM12-XT12 38.7 80.4 9.16 32.9 7.14 0.74 7.97 1.18 6.97 1.33 3.90 0.53 3.33 0.44 13 PM12-XT13 39.4 85.1 9.54 33.6 7.20 0.73 7.87 1.15 6.63 1.24 3.81 0.51 3.30 0.44 14 PM12-XT14 39.3 80.3 9.38 33.4 7.34 0.89 8.03 1.22 7.26 1.39 4.14 0.54 3.26 0.47 15 PM12-XT15 39.3 77.3 9.25 33.4 7.20 0.97 8.28 1.27 7.40 1.43 4.18 0.54 3.23 0.44 16 PM12-XT16 64.3 133 14.4 52.3 9.56 1.35 10.4 1.31 6.82 1.23 3.57 0.48 3.00 0.42 17 PM12-XT17 58.0 120 13.3 48.1 8.70 1.30 9.81 1.24 6.52 1.27 3.54 0.47 3.01 0.43 18 PM12-XT18 64.2 134 15.1 52.6 9.60 1.14 10.7 1.32 6.75 1.21 3.51 0.45 2.83 0.38 序号 特征参数 Y ∑REE LREE HREE LREE/HREE (La/Yb) N Sm/Nd La/Sm δCe δEu 1 43.9 125.55 98.7 26.85 3.68 2.52 0.27 3.79 1.09 0.12 2 39.2 119.73 95.36 24.37 3.91 2.77 0.27 3.93 1.06 0.18 3 31.7 99.09 78.71 20.38 3.86 2.57 0.26 3.85 1.10 0.12 4 30.8 98.11 77.63 20.48 3.79 2.65 0.28 4.16 0.98 0.18 5 44.7 148.58 120.15 28.43 4.23 3.17 0.26 3.93 1.03 0.15 6 45.4 153.99 125.73 28.26 4.45 3.50 0.24 4.44 1.01 0.22 7 29.3 145.93 125.71 20.22 6.22 5.71 0.23 4.98 1.04 0.27 8 33.2 156.98 134.83 22.15 6.09 5.85 0.23 4.85 0.99 0.32 9 43.7 120.86 92.86 28 3.32 2.24 0.29 3.19 1.08 0.08 10 31.5 153.59 132.41 21.18 6.25 6.01 0.22 5.22 1.01 0.36 11 31.0 170.17 148.33 21.84 6.79 7.12 0.21 5.64 1.00 0.40 12 36.3 194.69 169.04 25.65 6.59 6.76 0.22 5.42 1.01 0.30 13 35.0 200.52 175.57 24.95 7.04 6.94 0.21 5.47 1.04 0.30 14 39.2 196.92 170.61 26.31 6.48 7.01 0.22 5.35 0.99 0.35 15 39.4 194.19 167.42 26.77 6.25 7.07 0.22 5.46 0.96 0.38 16 33.7 302.14 274.91 27.23 10.10 12.46 0.18 6.73 1.03 0.41 17 33.4 275.69 249.4 26.29 9.49 11.20 0.18 6.67 1.02 0.43 18 32.8 303.79 276.64 27.15 10.19 13.19 0.18 6.69 1.02 0.34 注：测试单位为国土资源部西安矿产资源监督检测中心 样品中岩石轻重稀土比值(LREE/HREE)在3.32~10.19之间，说明本区侵入岩普遍轻稀土富集，重稀土亏损。δEu介于0.12~0.43，均小于1，具明显的Eu负异常特征；(La/Yb)N的值为2.24~13.19，各样品岩石的(La/Yb)N值普遍小于或接近10，与涂光炽总结的我国花岗岩稀土元素分布特征比较，本区花岗岩基本与壳型花岗岩晚期相似[10]。
在以球粒陨石为标准化的稀土元素配分模式图中(见图 3)，曲线呈右倾斜的轻稀土富集型式，Eu具明显的亏损特征，反映岩石经历了强烈的分离结晶作用。由图 3可见，本区侵入岩曲线近于平行，显示同源岩浆特征。
总之，上述各项稀土元素特征与壳源花岗岩(S型)很相似，表明这些花岗岩为地壳部分熔融同源岩浆演化而成的产物。
4.2 微量元素特征
亚马托侵入岩岩石微量元素分析结果见表 2。与维氏花岗岩微量元素[11]平均值相比，本区花岗岩的Hf、Sc、Rb、Th元素丰度均高于维氏值，其元素丰度值相对富集，仅有两个样品中Zr元素含量大于维氏值，Ta元素均小于维氏值，其余元素丰度值基本普遍低于维氏值，具不同程度的亏损[12]。在以原始地幔为标准的微量元素比值蛛网图中(见图 4)，Rb、Th等元素具明显的富集，其它元素具不同程度的亏损，反映出壳源花岗岩的特征。
表 2 亚马托侵入岩岩石微量元素特征表Table 2. Trace element characteristics table of Yamatuo intrusive rocks序号 样号 微量元素丰度(ωB/10-6) Zr Nb Ba Hf Ta Ni P Sr Ti Sc Cr Co 1 PM12-Dy1 85.7 16.6 288 8.53 1.4 1.33 289 31.6 469 4.42 15.1 1.10 2 PM12-Dy2 99.2 32.8 500 7.71 0.74 2.11 290 52.2 572 4.76 16.3 1.27 3 PM12-Dy3 107 32.2 222 6.43 1.56 2.04 341 45.8 594 4.59 16.2 1.42 4 PM12-Dy4 67 34.4 98.2 7.18 1.91 1.13 318 50.2 352 5.69 23.9 0.81 5 PM12-Dy5 86.4 18.5 135 7.45 1.38 1.28 269 33.5 474 5.35 15.7 1.11 6 PM12-Dy6 101 16.5 226 5.1 1.07 1.92 274 61.1 679 3.58 13.9 1.37 7 PM12-Dy7 91.6 21.9 184 3.7 0.89 1.26 1025 45.7 606 3.58 14.3 1.29 8 PM12-Dy8 81.1 24.7 183 4.12 0.48 1.77 259 54.4 574 4.40 63.5 1.41 9 PM12-Dy9 79.4 27.3 60.9 7.21 1.05 0.96 315 23.6 438 4.01 11.5 0.83 10 PM12-Dy10 107 46 324 3.43 1.05 1.9 289 46.6 644 2.66 17.9 1.58 11 PM12-Dy11 108 53.6 398 3 1.2 1.99 288 64.1 627 2.80 10.7 1.30 12 PM12-Dy12 141 45.8 317 3.37 0.76 2.16 356 77.7 839 3.85 18.6 1.55 13 PM12-Dy13 144 46.6 303 3.73 0.99 2.1 320 63.6 808 3.86 27.2 2.08 14 PM12-Dy14 114 15.2 356 3.46 1.27 2.51 332 79.0 768 5.38 46.8 1.68 15 PM12-Dy15 127 47.1 312 4.95 0.88 2.3 291 49.9 821 5.05 23.1 1.78 16 PM12-Dy16 203 29.6 746 2.49 1.86 5.96 462 133 1473 7.49 31.6 4.10 17 PM12-Dy17 225 23.5 744 2.25 1.26 6.86 784 105 1631 7.87 64.4 4.84 18 PM12-Dy18 130 36.3 1046 2.25 0.86 4.39 393 105 1150 6.04 12.5 3.37 维氏值(1962) 200 20 830 1 3.5 8 700 300 2300 3 25 5 序号 样号 微量元素丰度(ωB/10-6) 参数 Rb Mo W V Th U Rb/Sr 1 PM12-Dy1 449 4.30 2.05 8.13 27.1 4.71 14.21 2 PM12-Dy2 421 2.39 5.37 14.1 28.7 6.99 8.07 3 PM12-Dy3 401 1.39 3.38 8.76 25.6 4.19 8.76 4 PM12-Dy4 556 3.99 3.80 6.19 24.8 3.06 11.08 5 PM12-Dy5 441 2.63 3.35 6.59 27.1 5.89 13.16 6 PM12-Dy6 314 0.68 3.83 10.1 25.8 2.57 5.14 7 PM12-Dy7 355 0.90 3.54 9.78 20.4 2.05 7.77 8 PM12-Dy8 392 0.50 2.21 10.1 16.3 2.44 7.21 9 PM12-Dy9 449 0.51 4.08 4.37 21.7 5.19 19.03 10 PM12-Dy10 303 1.37 1.83 11.2 22.2 2.93 6.50 11 PM12-Dy11 275 0.87 1.13 11.5 23.2 2.09 4.29 12 PM12-Dy12 268 1.14 1.70 13.6 30.2 3.98 3.45 13 PM12-Dy13 289 1.51 2.27 13.2 30.8 1.71 4.54 14 PM12-Dy14 296 0.51 9.29 16.6 31.6 2.23 3.75 15 PM12-Dy15 292 0.72 1.82 13.4 34.3 3.80 5.85 16 PM12-Dy16 230 1.33 1.43 28.8 35.7 2.64 1.73 17 PM12-Dy17 228 0.56 1.23 30.0 37.9 2.63 2.17 18 PM12-Dy18 220 1.44 1.82 23.3 27.6 1.39 2.10 维氏值(1962) 200 1 1.5 40 18 3.5 注：测试单位为国土资源部西安矿产资源监督检测中心 
图 4 亚马托侵入岩微量元素比值蛛网图Figure 4. Spider diagram of trace element ratio of Yamatuo intrusive rocks5. 构造环境分析
5.1 岩石成因
亚马托侵入岩岩石均表现为高钾钙碱性、轻稀土富集重稀土亏损特征，大部分岩石具负Eu异常等特征。各侵入体中普遍发育钾长石巨斑(见图 5)，发育卡式双晶。基质为中粗粒结构，显示斑晶钾长石早期经历了充分的结晶，其原始岩浆钾质成分含量高。在岩体中发育闪长质的包体与寄主似斑状正长花岗岩突变界线截然，包体可见细粒边(冷凝边)，反映原始岩浆可能经历了混合作用(见图 6)。
因此，综上认为亚马托侵入岩经历了早期钾质花岗岩浆的结晶作用，形成钾长石巨粒斑晶，晚期发生了岩浆混合作用，形成中粗粒花岗结构的基质。
5.2 构造环境分析
利用所采集的岩石地球化学数据投图，在Nb-Y图解(见图 7)中，所有样品落入板块花岗岩区，个别中粗粒正长花岗岩样品落入碰撞花岗岩界线附近；在Rb-Nb+Y图解(见图 8)中，部分正长花岗岩样品落入同碰撞区及板内花岗岩区；大部分样品黑云母二长花岗岩落入板内花岗岩区，部分样品落入同碰撞区、板内花岗岩界线附近。
因此，亚马托侵入岩兼顾了同碰撞及板内花岗岩两类花岗岩的特征，反映其可能处于碰撞型花岗岩向板内花岗岩的过渡期[13]，进一步佐证了该侵入体是早古生代造山过程结束或近于结束的标志，代表了造山运动顶峰之后由挤压向拉张转化的松驰阶段形成，属于后碰撞环境，柴北缘由此开始由汇聚进入区域伸展构造体系。
6. 时代讨论
6.1 分析与测试方法
本次研究测试的锆石样品采自艾力崩格南部一带的似斑状黑云母二长花岗岩中(见图 2)，岩样经过机械破碎，后经淘洗、磁选和重液分选后，在双目镜下挑出无色透明的、无裂痕无包体的颗粒，进行治靶，最后进行锆石的阴极(CL)内部结构以及LA-ICP-MS原位微量元素和同位素分析测试。本次实验中共挑选36颗锆石进行了测试分析，锆石的CL图像是在河北廊坊尚艺岩矿检测技术有限公司完成，U-Pb定年以及微量元素分析则是在西北大学大陆动力学国家重点实验室完成。测试点的选取首先根据锆石反射光和透射光照片进行筛选，再与CL图像反复对比，力求避开内部裂隙和包裹体，以获得更加准确与客观的年龄信息。
本次测量采用锆石U-Pb激光探针等离子体质谱仪(LA-MC-ICP-MS)进行微区原位U-Pb同位素测定的方法，仪器配置和实验流程参见文献[14~15]。实验过程中采用91500 U/Pb standard zircon作为锆石年龄标准进行U-Pb同位素分流校正。实验数据采用ICPMSDataCal程序和Isoplot程序进行处理，同时应用208Pb矫正法对普通Pb进行校正，利用NIST612玻璃标样计算锆石样品的Pb、U、Th含量。
6.2 实验结果分析
锆石阴极发光照片见图 9，其中选择测年的锆石大部分呈自形—半自形长柱状或短柱状，淡棕色，透明。绝大部分锆石发育明显的振荡环带，环带窄而细密，个别锆石中出现扇形分带的结构，具有岩浆成因岩浆型锆石的重要特征[16]。个别锆石(21号)中有继承锆石的残留核，反映岩石中有继承锆石存在。
锆石U-Pb测试数据结果见表 3。除3、21点外，其余34个样点206Pb/238U同位素谐和年龄为430.6±1.8 Ma(见图 10)，206Pb/238U表面年龄加权平均值为429.9±1.4 Ma(见图 11)，锆石U-Pb同位素谐和图上，大部分分析点均在谐和线上，个别在谐和线一下，可能为测试过程中剥蚀到锆石的核部所致，代表了混合年龄；同位素直方图上，大部分分析点误差相差不大，代表了该期花岗岩的最终结晶年龄。
表 3 黑云母二长花岗岩体锆石U-Pb测试结果表Table 3. Test results table of biotite monzogranite zircon U-Pb样品编号 PM12-U-Pb2 岩石名称 黑云母二长花岗岩 点号 同位素比值 表面年龄及误差(Ma) 206Pb/ 238U 207Pb/ 235U 207Pb/ 206Pb 208Pb/ 232Th 238U/ 232Th 206Pb/ 238U 1σ 207Pb/ 235U 1σ 207Pb/ 206Pb 1σ 1 0.0682 0.5240 0.0559 0.0198 2.3968 425.09 3.83 427.81 10.81 450.05 72.22 2 0.0680 0.5424 0.0578 0.0198 2.2952 424.03 3.75 439.99 9.91 524.11 61.10 3 0.2888 5.9647 0.1476 0.0651 2.6858 1635.39 32.66 1970.71 26.29 2320.38 31.33 4 0.0696 0.5386 0.0562 0.0189 1.8104 433.63 3.77 437.53 10.27 461.16 64.81 5 0.0686 0.5399 0.0573 0.0200 2.4201 427.54 4.12 438.38 12.58 505.60 81.47 6 0.0682 0.5247 0.0557 0.0198 2.8448 425.20 4.20 428.30 10.03 442.64 62.96 7 0.0683 0.5481 0.0582 0.0195 2.2280 425.71 4.04 443.77 11.68 538.93 72.21 8 0.0682 0.5256 0.0559 0.0188 1.3397 425.06 3.64 428.92 9.29 450.05 61.11 9 0.0695 0.5361 0.0559 0.0203 1.6023 433.10 4.99 435.87 12.21 455.60 75.92 10 0.0686 0.5171 0.0547 0.0197 2.0621 427.65 4.88 423.22 13.06 398.20 78.70 11 0.0686 0.5277 0.0556 0.0208 5.2381 427.88 3.46 430.31 8.00 435.23 50.00 12 0.0686 0.5151 0.0543 0.0209 2.1943 427.54 4.05 421.85 10.25 388.94 66.66 13 0.0693 0.5322 0.0556 0.0203 2.5727 431.73 3.84 433.24 9.64 435.23 61.11 14 0.0684 0.5298 0.0561 0.0206 2.4221 426.53 4.09 431.65 11.52 453.75 69.44 15 0.0686 0.5252 0.0555 0.0208 2.1768 427.83 4.16 428.61 10.26 435.23 66.66 16 0.0694 0.5630 0.0585 0.0217 2.2445 432.76 4.79 453.50 13.26 546.33 74.06 17 0.0684 0.5459 0.0578 0.0208 3.1352 426.73 5.12 442.33 12.46 520.41 75.92 18 0.0690 0.5401 0.0566 0.0204 2.3236 429.98 4.80 438.52 11.31 475.97 66.66 19 0.0689 0.5441 0.0575 0.0213 2.2112 429.28 4.10 441.16 10.99 509.30 74.99 20 0.0690 0.5370 0.0563 0.0212 2.8453 429.89 3.66 436.45 8.51 461.16 56.48 21 0.0734 0.9300 0.0911 0.0450 4.3044 456.65 5.70 667.64 13.43 1450.01 42.44 22 0.0695 0.5310 0.0554 0.0213 1.5380 433.06 5.30 432.46 13.36 427.83 83.33 23 0.0689 0.5240 0.0550 0.0212 1.5057 429.52 4.33 427.85 10.69 409.31 66.66 24 0.0693 0.5243 0.0545 0.0207 4.0551 432.08 3.92 428.00 9.96 394.50 64.81 25 0.0691 0.5175 0.0540 0.0217 2.3313 431.00 4.31 423.49 11.32 372.28 74.07 26 0.0696 0.5165 0.0535 0.0214 2.4004 433.91 4.34 422.81 10.81 350.06 70.37 27 0.0697 0.5492 0.0569 0.0202 2.3456 434.24 4.92 444.45 11.37 487.08 68.51 28 0.0697 0.5324 0.0553 0.0218 2.2845 434.06 4.27 433.37 11.17 433.38 72.22 29 0.0690 0.5317 0.0556 0.0204 2.5604 430.31 5.25 432.95 12.80 435.23 84.25 30 0.0695 0.5345 0.0554 0.0206 2.9254 433.13 4.05 434.77 10.30 427.83 69.44 31 0.0695 0.5418 0.0565 0.0209 2.1656 433.00 4.28 439.62 10.75 472.27 36.11 32 0.0693 0.5011 0.0524 0.0209 1.9385 432.03 5.12 412.44 11.56 301.91 77.77 33 0.0695 0.5102 0.0530 0.0207 2.3624 433.40 4.61 418.59 10.29 331.54 66.66 34 0.0695 0.5350 0.0560 0.0203 2.3000 433.28 4.33 435.12 10.80 450.05 65.74 35 0.0692 0.5320 0.0556 0.0208 3.2766 431.04 4.71 433.15 11.88 438.94 80.55 36 0.0694 0.5122 0.0535 0.0202 2.4103 432.43 4.04 419.96 10.91 350.06 78.70 备注：1.表中所列误差均为1σ误差；2.样品测试单位为西北大学 
图 10 亚马托侵入岩锆石U-Pb年龄谐和图Figure 10. Zircon U-Pb concordia diagram of Yamatuo intrusive rocks
图 11 亚马托侵入岩锆石U-Pb年龄加权图Figure 11. Zircon U-Pb ages weighted graph of Yamatuo intrusive rocks本次研究在似斑状黑云母二长花岗岩中获得了429.9±1.4 Ma的锆石U-Pb表面加权平均年龄值，与前人获得的年龄值基本相当[7]，因此认为其侵位时代为早志留世。而这个年龄是柴达木盆地北缘早古生代最年轻的岩浆岩年龄，表明早古生代造山过程趋于结束，柴北缘开始由汇聚进入区域伸展构造体系，因此该时期为柴北缘构造演化的重要转换期。
7. 结论
(1) 研究区侵入岩在稀土元素特征上，普遍为轻稀土富集，重稀土亏损，具明显的Eu负异常特征；(La/Yb)N值普遍小于或接近10，与壳型花岗岩晚期相似，其特征显示了同源岩浆特征。微量元素Rb、Th、Ti、Sc元素明显富集，其它元素不同程度相对亏损，具壳源花岗岩特征；同时研究区侵入岩中普遍发育钾长石巨斑，表明钾长石早期经历了充分的结晶，而在岩体中发育闪长质的包体与寄主正长花岗岩突变界线截然，且可见细粒边，则反映了原始岩浆可能经历了混合作用。因此，综上认为，亚马托侵入岩具明显的壳源(地壳混染)花岗岩的特征。
(2) 塔塔楞岩基是由正长花岗岩、二长花岗岩等岩石构成的一套花岗质岩石组合，均为高钾钙碱性岩浆岩。本次研究在该岩体中获得LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果为429.9±1.4 Ma，认为其侵位时代为早志留世晚期，是柴达木盆地北缘早古生代最年轻的岩浆岩年龄，基本代表了柴北缘早古生代造山过程结束或近于结束，即柴北缘早古生代俯冲阶段花岗岩浆活动达到顶峰之后由挤压向拉张转化的松驰阶段开始形成，其属于同碰撞向后碰撞转换期。进而表明早志留世晚期开始，柴北缘由汇聚进入区域伸展构造体系。因此，该年龄的获得为阐明柴北缘加里东运动的构造演化和结束提供了重要的年代学约束。
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图 4 亚马托侵入岩微量元素比值蛛网图
Figure 4. Spider diagram of trace element ratio of Yamatuo intrusive rocks
图 10 亚马托侵入岩锆石U-Pb年龄谐和图
Figure 10. Zircon U-Pb concordia diagram of Yamatuo intrusive rocks
图 11 亚马托侵入岩锆石U-Pb年龄加权图
Figure 11. Zircon U-Pb ages weighted graph of Yamatuo intrusive rocks
表 1 亚马托侵入岩岩石稀土元素及参数特征表(w×10-6)
Table 1. Rare-earth elements and parameter characteristics table of Yamatuo intrusive rocks
序号 岩性 样品编号 轻稀土元素 重稀土元素 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 1 黑云母正长花岗岩 PM12-XT1 20.0 47.9 5.49 19.8 5.28 0.23 5.98 1.11 7.56 1.52 4.74 0.70 4.61 0.63 2 PM12-XT2 19.9 45.8 5.28 19.0 5.07 0.31 5.65 1.06 6.83 1.33 4.17 0.60 4.18 0.55 3 PM12-XT3 15.8 38.6 4.44 15.6 4.10 0.17 4.67 0.88 5.68 1.10 3.45 0.53 3.57 0.50 4 PM12-XT4 17.5 36.0 4.36 15.3 4.21 0.26 4.56 0.90 5.64 1.10 3.39 0.53 3.84 0.52 5 PM12-XT5 25.0 56.8 6.96 24.7 6.36 0.33 7.01 1.24 7.97 1.55 4.78 0.68 4.59 0.61 6 PM12-XT6 27.2 59.4 7.14 25.4 6.12 0.47 6.83 1.22 7.97 1.57 4.86 0.69 4.52 0.60 7 PM12-XT7 27.8 60.5 6.82 24.5 5.58 0.51 6.06 0.94 5.42 1.05 3.11 0.43 2.83 0.38 8 PM12-XT8 30.1 63.0 7.54 27.3 6.21 0.68 6.63 1.03 5.94 1.16 3.53 0.48 2.99 0.39 9 PM12-XT9 18.1 44.1 5.34 19.5 5.67 0.15 6.26 1.22 8.08 1.52 4.86 0.71 4.70 0.65 10 PM12-XT10 30.0 62.9 7.25 25.8 5.75 0.71 6.18 0.98 5.86 1.13 3.30 0.45 2.90 0.38 11 PM12-XT11 34.4 70.4 7.97 28.6 6.10 0.86 6.95 1.02 5.85 1.09 3.31 0.45 2.81 0.36 12 黑云母二长花岗岩 PM12-XT12 38.7 80.4 9.16 32.9 7.14 0.74 7.97 1.18 6.97 1.33 3.90 0.53 3.33 0.44 13 PM12-XT13 39.4 85.1 9.54 33.6 7.20 0.73 7.87 1.15 6.63 1.24 3.81 0.51 3.30 0.44 14 PM12-XT14 39.3 80.3 9.38 33.4 7.34 0.89 8.03 1.22 7.26 1.39 4.14 0.54 3.26 0.47 15 PM12-XT15 39.3 77.3 9.25 33.4 7.20 0.97 8.28 1.27 7.40 1.43 4.18 0.54 3.23 0.44 16 PM12-XT16 64.3 133 14.4 52.3 9.56 1.35 10.4 1.31 6.82 1.23 3.57 0.48 3.00 0.42 17 PM12-XT17 58.0 120 13.3 48.1 8.70 1.30 9.81 1.24 6.52 1.27 3.54 0.47 3.01 0.43 18 PM12-XT18 64.2 134 15.1 52.6 9.60 1.14 10.7 1.32 6.75 1.21 3.51 0.45 2.83 0.38 序号 特征参数 Y ∑REE LREE HREE LREE/HREE (La/Yb) N Sm/Nd La/Sm δCe δEu 1 43.9 125.55 98.7 26.85 3.68 2.52 0.27 3.79 1.09 0.12 2 39.2 119.73 95.36 24.37 3.91 2.77 0.27 3.93 1.06 0.18 3 31.7 99.09 78.71 20.38 3.86 2.57 0.26 3.85 1.10 0.12 4 30.8 98.11 77.63 20.48 3.79 2.65 0.28 4.16 0.98 0.18 5 44.7 148.58 120.15 28.43 4.23 3.17 0.26 3.93 1.03 0.15 6 45.4 153.99 125.73 28.26 4.45 3.50 0.24 4.44 1.01 0.22 7 29.3 145.93 125.71 20.22 6.22 5.71 0.23 4.98 1.04 0.27 8 33.2 156.98 134.83 22.15 6.09 5.85 0.23 4.85 0.99 0.32 9 43.7 120.86 92.86 28 3.32 2.24 0.29 3.19 1.08 0.08 10 31.5 153.59 132.41 21.18 6.25 6.01 0.22 5.22 1.01 0.36 11 31.0 170.17 148.33 21.84 6.79 7.12 0.21 5.64 1.00 0.40 12 36.3 194.69 169.04 25.65 6.59 6.76 0.22 5.42 1.01 0.30 13 35.0 200.52 175.57 24.95 7.04 6.94 0.21 5.47 1.04 0.30 14 39.2 196.92 170.61 26.31 6.48 7.01 0.22 5.35 0.99 0.35 15 39.4 194.19 167.42 26.77 6.25 7.07 0.22 5.46 0.96 0.38 16 33.7 302.14 274.91 27.23 10.10 12.46 0.18 6.73 1.03 0.41 17 33.4 275.69 249.4 26.29 9.49 11.20 0.18 6.67 1.02 0.43 18 32.8 303.79 276.64 27.15 10.19 13.19 0.18 6.69 1.02 0.34 注：测试单位为国土资源部西安矿产资源监督检测中心 
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表 2 亚马托侵入岩岩石微量元素特征表
Table 2. Trace element characteristics table of Yamatuo intrusive rocks
序号 样号 微量元素丰度(ωB/10-6) Zr Nb Ba Hf Ta Ni P Sr Ti Sc Cr Co 1 PM12-Dy1 85.7 16.6 288 8.53 1.4 1.33 289 31.6 469 4.42 15.1 1.10 2 PM12-Dy2 99.2 32.8 500 7.71 0.74 2.11 290 52.2 572 4.76 16.3 1.27 3 PM12-Dy3 107 32.2 222 6.43 1.56 2.04 341 45.8 594 4.59 16.2 1.42 4 PM12-Dy4 67 34.4 98.2 7.18 1.91 1.13 318 50.2 352 5.69 23.9 0.81 5 PM12-Dy5 86.4 18.5 135 7.45 1.38 1.28 269 33.5 474 5.35 15.7 1.11 6 PM12-Dy6 101 16.5 226 5.1 1.07 1.92 274 61.1 679 3.58 13.9 1.37 7 PM12-Dy7 91.6 21.9 184 3.7 0.89 1.26 1025 45.7 606 3.58 14.3 1.29 8 PM12-Dy8 81.1 24.7 183 4.12 0.48 1.77 259 54.4 574 4.40 63.5 1.41 9 PM12-Dy9 79.4 27.3 60.9 7.21 1.05 0.96 315 23.6 438 4.01 11.5 0.83 10 PM12-Dy10 107 46 324 3.43 1.05 1.9 289 46.6 644 2.66 17.9 1.58 11 PM12-Dy11 108 53.6 398 3 1.2 1.99 288 64.1 627 2.80 10.7 1.30 12 PM12-Dy12 141 45.8 317 3.37 0.76 2.16 356 77.7 839 3.85 18.6 1.55 13 PM12-Dy13 144 46.6 303 3.73 0.99 2.1 320 63.6 808 3.86 27.2 2.08 14 PM12-Dy14 114 15.2 356 3.46 1.27 2.51 332 79.0 768 5.38 46.8 1.68 15 PM12-Dy15 127 47.1 312 4.95 0.88 2.3 291 49.9 821 5.05 23.1 1.78 16 PM12-Dy16 203 29.6 746 2.49 1.86 5.96 462 133 1473 7.49 31.6 4.10 17 PM12-Dy17 225 23.5 744 2.25 1.26 6.86 784 105 1631 7.87 64.4 4.84 18 PM12-Dy18 130 36.3 1046 2.25 0.86 4.39 393 105 1150 6.04 12.5 3.37 维氏值(1962) 200 20 830 1 3.5 8 700 300 2300 3 25 5 序号 样号 微量元素丰度(ωB/10-6) 参数 Rb Mo W V Th U Rb/Sr 1 PM12-Dy1 449 4.30 2.05 8.13 27.1 4.71 14.21 2 PM12-Dy2 421 2.39 5.37 14.1 28.7 6.99 8.07 3 PM12-Dy3 401 1.39 3.38 8.76 25.6 4.19 8.76 4 PM12-Dy4 556 3.99 3.80 6.19 24.8 3.06 11.08 5 PM12-Dy5 441 2.63 3.35 6.59 27.1 5.89 13.16 6 PM12-Dy6 314 0.68 3.83 10.1 25.8 2.57 5.14 7 PM12-Dy7 355 0.90 3.54 9.78 20.4 2.05 7.77 8 PM12-Dy8 392 0.50 2.21 10.1 16.3 2.44 7.21 9 PM12-Dy9 449 0.51 4.08 4.37 21.7 5.19 19.03 10 PM12-Dy10 303 1.37 1.83 11.2 22.2 2.93 6.50 11 PM12-Dy11 275 0.87 1.13 11.5 23.2 2.09 4.29 12 PM12-Dy12 268 1.14 1.70 13.6 30.2 3.98 3.45 13 PM12-Dy13 289 1.51 2.27 13.2 30.8 1.71 4.54 14 PM12-Dy14 296 0.51 9.29 16.6 31.6 2.23 3.75 15 PM12-Dy15 292 0.72 1.82 13.4 34.3 3.80 5.85 16 PM12-Dy16 230 1.33 1.43 28.8 35.7 2.64 1.73 17 PM12-Dy17 228 0.56 1.23 30.0 37.9 2.63 2.17 18 PM12-Dy18 220 1.44 1.82 23.3 27.6 1.39 2.10 维氏值(1962) 200 1 1.5 40 18 3.5 注：测试单位为国土资源部西安矿产资源监督检测中心
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表 3 黑云母二长花岗岩体锆石U-Pb测试结果表
Table 3. Test results table of biotite monzogranite zircon U-Pb
样品编号 PM12-U-Pb2 岩石名称 黑云母二长花岗岩 点号 同位素比值 表面年龄及误差(Ma) 206Pb/ 238U 207Pb/ 235U 207Pb/ 206Pb 208Pb/ 232Th 238U/ 232Th 206Pb/ 238U 1σ 207Pb/ 235U 1σ 207Pb/ 206Pb 1σ 1 0.0682 0.5240 0.0559 0.0198 2.3968 425.09 3.83 427.81 10.81 450.05 72.22 2 0.0680 0.5424 0.0578 0.0198 2.2952 424.03 3.75 439.99 9.91 524.11 61.10 3 0.2888 5.9647 0.1476 0.0651 2.6858 1635.39 32.66 1970.71 26.29 2320.38 31.33 4 0.0696 0.5386 0.0562 0.0189 1.8104 433.63 3.77 437.53 10.27 461.16 64.81 5 0.0686 0.5399 0.0573 0.0200 2.4201 427.54 4.12 438.38 12.58 505.60 81.47 6 0.0682 0.5247 0.0557 0.0198 2.8448 425.20 4.20 428.30 10.03 442.64 62.96 7 0.0683 0.5481 0.0582 0.0195 2.2280 425.71 4.04 443.77 11.68 538.93 72.21 8 0.0682 0.5256 0.0559 0.0188 1.3397 425.06 3.64 428.92 9.29 450.05 61.11 9 0.0695 0.5361 0.0559 0.0203 1.6023 433.10 4.99 435.87 12.21 455.60 75.92 10 0.0686 0.5171 0.0547 0.0197 2.0621 427.65 4.88 423.22 13.06 398.20 78.70 11 0.0686 0.5277 0.0556 0.0208 5.2381 427.88 3.46 430.31 8.00 435.23 50.00 12 0.0686 0.5151 0.0543 0.0209 2.1943 427.54 4.05 421.85 10.25 388.94 66.66 13 0.0693 0.5322 0.0556 0.0203 2.5727 431.73 3.84 433.24 9.64 435.23 61.11 14 0.0684 0.5298 0.0561 0.0206 2.4221 426.53 4.09 431.65 11.52 453.75 69.44 15 0.0686 0.5252 0.0555 0.0208 2.1768 427.83 4.16 428.61 10.26 435.23 66.66 16 0.0694 0.5630 0.0585 0.0217 2.2445 432.76 4.79 453.50 13.26 546.33 74.06 17 0.0684 0.5459 0.0578 0.0208 3.1352 426.73 5.12 442.33 12.46 520.41 75.92 18 0.0690 0.5401 0.0566 0.0204 2.3236 429.98 4.80 438.52 11.31 475.97 66.66 19 0.0689 0.5441 0.0575 0.0213 2.2112 429.28 4.10 441.16 10.99 509.30 74.99 20 0.0690 0.5370 0.0563 0.0212 2.8453 429.89 3.66 436.45 8.51 461.16 56.48 21 0.0734 0.9300 0.0911 0.0450 4.3044 456.65 5.70 667.64 13.43 1450.01 42.44 22 0.0695 0.5310 0.0554 0.0213 1.5380 433.06 5.30 432.46 13.36 427.83 83.33 23 0.0689 0.5240 0.0550 0.0212 1.5057 429.52 4.33 427.85 10.69 409.31 66.66 24 0.0693 0.5243 0.0545 0.0207 4.0551 432.08 3.92 428.00 9.96 394.50 64.81 25 0.0691 0.5175 0.0540 0.0217 2.3313 431.00 4.31 423.49 11.32 372.28 74.07 26 0.0696 0.5165 0.0535 0.0214 2.4004 433.91 4.34 422.81 10.81 350.06 70.37 27 0.0697 0.5492 0.0569 0.0202 2.3456 434.24 4.92 444.45 11.37 487.08 68.51 28 0.0697 0.5324 0.0553 0.0218 2.2845 434.06 4.27 433.37 11.17 433.38 72.22 29 0.0690 0.5317 0.0556 0.0204 2.5604 430.31 5.25 432.95 12.80 435.23 84.25 30 0.0695 0.5345 0.0554 0.0206 2.9254 433.13 4.05 434.77 10.30 427.83 69.44 31 0.0695 0.5418 0.0565 0.0209 2.1656 433.00 4.28 439.62 10.75 472.27 36.11 32 0.0693 0.5011 0.0524 0.0209 1.9385 432.03 5.12 412.44 11.56 301.91 77.77 33 0.0695 0.5102 0.0530 0.0207 2.3624 433.40 4.61 418.59 10.29 331.54 66.66 34 0.0695 0.5350 0.0560 0.0203 2.3000 433.28 4.33 435.12 10.80 450.05 65.74 35 0.0692 0.5320 0.0556 0.0208 3.2766 431.04 4.71 433.15 11.88 438.94 80.55 36 0.0694 0.5122 0.0535 0.0202 2.4103 432.43 4.04 419.96 10.91 350.06 78.70 备注：1.表中所列误差均为1σ误差；2.样品测试单位为西北大学
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