0 引言

东昆仑造山带地处青藏高原北缘，在研究青藏高原晚古生代至今构造演化方面具有重要地位，一直以来都是地质学家研究的焦点，前人开展了众多年代学和地球化学方面的研究（李运东和刘小玉， 2014），但都集中在东昆仑造山带东段的岩浆岩（刘红涛，2001；陈国超等，2013；张得鑫等，2017）、沉积岩（裴先治等，2014^①；李瑞保等，2015；陈国超等， 2017）等方面。东昆仑西段受恶劣的自然地理条件因素限制，调查程度低，仅开展了少量的基础地质调查研究工作（龚大兴等，2016；四川省地质矿产勘查开发局区域地质调查队，2019^②；中国人民武装警察部队黄金第八支队，2019^③；周敬勇等，2019），尽管上述调查成果为造山带西段演化过程提供了相关依据，但较东段相比仍缺乏系统的分析。阿克苏河地区位于东昆仑造山带西段，处在阿尔金南缘断裂和东昆仑的交汇部位，是研究东昆仑造山带西段构造演化的关键部位。东昆仑造山带晚三叠世岩浆活动强烈，但对其构造环境和地球动力学背景还有很大的争议（陈国超等，2014；顾焱等，2019），大部分学者认为东昆仑造山带在晚三叠世早期进入后碰撞阶段（夏楚林等，2011；马昌前等，2013； Xiong et. al.，2014；高永宝等，2017；李玉龙等， 2020；林艳海等，2021），但也有部分学者认为该地区在中三叠世以前就进入后碰撞阶段（莫宣学等， 2007；秦旭亮等，2016；柴云等，2018）。基于前人的研究和分歧问题，通过在东昆仑阿克苏河地区开展基础地质调查，对鄂拉山组火山岩岩石地球化学和构造环境进行分析研究，期望取得的成果能够对该地区地质研究有所帮助。

1 区域地质概况

研究区位于东昆仑造山带东昆北早古生代弧后盆地，处于阿尔金南缘断裂和昆南断裂之间（图1a）。区内构造活动强烈，岩浆活动频繁，从元古宙到中生代岩浆活动均有发生，具有空间上成带性、时间上旋回性、构造上多成因的特征，反映了东昆仑造山带多阶段、多样式、不同类型、不同体制复合造山的过程（贾宝华等，2003^④；赵明福等，2018）。

研究区岩浆活动强烈，加里东期至印支期侵入岩均有出露，尤其是泥盆纪和三叠纪岩浆岩广泛分布，岩体分布形态整体上受断裂控制，以不规则状岩基或岩株形式存在。其中火山岩形成时间主要在三叠纪，为一套中性、中酸性火山碎屑岩和熔岩组成的火山岩系，整体来看，岩石成层性差，北东向沿断裂带展布，两侧与白垩纪犬牙沟组呈断层接触 （图1b）。

2 火山岩地质及岩石学特征

鄂拉山组（T₃e）火山岩在阿克苏河地区出露面积约 40 km²，南北两侧受断裂控制被逆冲至下白垩统犬牙沟组之上（图1），中间被第四系河流冲积物所覆盖。

2.1 地质特征

鄂拉山组（T₃e）火山岩主要为一套火山碎屑岩夹火山熔岩及不稳定沉积碎屑岩，出露岩石以英安质岩屑晶屑凝灰岩（图2a）、流纹质岩屑晶屑凝灰岩及英安岩（图2b）为主，局部可见杏仁状安山斑岩； 受断裂影响地层构造发育且成层性不明显，地貌上常见陡壁或地形快速隆起的山体，岩石中气孔构造发育；岩相简单，以爆发相为主，溢流相次之，反映火山活动过程中喷发强度逐渐变小。

2.2 岩石学特征

英安质岩屑晶屑凝灰岩，风化面黄褐色，新鲜面土黄色，碎屑结构，块状构造，由火山碎屑（23%） 和火山灰（77%）组成。火山碎屑为岩屑和晶屑，岩屑呈塑性圆状、次棱角状，成分为花岗质，粒径1. 0~1.5 mm；晶屑为石英、长石和角闪石，呈棱角状、熔蚀碎裂状，粒径0.2~1.6 mm；火山灰起凝结作用（图2 a、2c）。

1—第四系；2—下白垩统犬牙沟组上段；3—下白垩统犬牙沟组下段；4—上侏罗统采石岭组；5—下—中侏罗统大煤沟组上段；6—下—中侏罗统大煤沟组下段；7—上三叠统鄂拉山组；8—古元古界苦海岩群；9—早泥盆世花岗闪长岩；10—早泥盆世二长花岗岩；11—断层；12—同位素年龄采样点；13—研究区

流纹质岩屑晶屑凝灰岩，风化面土黄色，新鲜面灰白色，凝灰结构，块状构造，由火山角砾（12%）、火山碎屑（27%）和火山灰（61%）组成。火山角砾，粒径2~12 mm，成分为花岗质；火山碎屑为晶屑和岩屑，晶屑为石英、长石和角闪石，呈棱角状、熔蚀碎裂状，长石具碳酸盐化蚀变，粒径0.2~1.8 mm；岩屑呈塑性圆状、次棱角状，成分为花岗质，粒径 1. 0~2. 0 mm；火山灰起凝结作用。

英安岩，风化面灰褐色，新鲜面灰白色，斑状结构，块状构造，由斑晶（12%）和基质（88%）组成。斑晶为石英、斜长石和角闪石，石英呈他形粒状，粒径 0.5 mm；斜长石呈自形板状，具碳酸盐化，粒径 0.5~2. 0 mm；角闪石呈他形粒状，具绿泥石化，粒径 0.4~0.5 mm；基质呈微细花岗结构，含铁质（图2b、2d）。

a—英安质岩屑晶屑凝灰岩野外特征；b—英安岩野外特征；c—英安质岩屑晶屑凝灰岩显微照片特征；d—英安岩显微照片特征

Qz—石英；Pl—斜长石

3 年代学研究

3.1 测试方法

锆石 U-Pb同位素测年样品由河北省廊坊市区域地质调查研究所进行锆石挑选、制靶和阴极发光照相。其中锆石挑选通过标准重矿物分离技术分选完成。全岩样品经破碎、淘洗和磁选后，分离出锆石颗粒，然后在双目镜下仔细挑选表面平整光洁且具不同长宽比例、不同柱锥面特征、不同颜色的锆石颗粒用于制靶，并对其进行抛光，直到样品露出一个光洁的平面。样品测定之前用酒精轻擦样品表面，以除去可能的污染。锆石样品靶制作完成后，进行阴极发光（CL）照相，作为同位素分析时的选点依据。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年在中国科学院壳幔物质与环境重点实验室完成。分析采用的激光束能量为 10 J·cm^-2，频率为 10 Hz，束斑大小为 44 μm。元素分馏和质量相关分馏用标准锆石 91500 校正，每 4 个锆石点分析一次标准锆石，玻璃标样NIST610作为微量元素分析的校正参考，²⁹Si作为元素校正内标。原始数据用 LaDating 以及LaTecalc 两个宏文件处理，普通 Pb 通过 Com-Pbcorr#3-18 校正（Andersen，2002）。采用 Isoplot 3. 0 程序（Ludwing，2003）进行锆石加权平均年龄计算及和谐曲线绘制，采用年龄为²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄，其加权平均值的误差类型为1σ，置信度为95%以上。

3.2 锆石U-Pb样品结果分析

本次对鄂拉山组英安岩开展 LA-ICP-MS 锆石 U-Pb 同位素年龄测定（表1）。所有锆石均为岩浆锆石，呈板柱状自形晶，粒径多＞100 μm，长宽比为 1∶2~1∶3，发育明显的岩浆振荡环带，环带具有浅成岩的特征。CL影像大多比较明亮，个别少数的偏暗 （图3），部分锆石发育继承核，Th/U 比值多＞0.4。该样品测试了 24 个锆石点，可分为 3 组年龄，第一组有 1 个年龄，²⁰⁶Pb/²³⁸U 年龄为（357±7）Ma，暗示了区内存有一期华力西期构造岩浆事件，锆石外形表现为捕获特征；第二组有3个年龄，分别为TW2-20、 TW2-11、TW2-23，²⁰⁶Pb/²³⁸U 年龄在 240~260 Ma，反映了区内印支早期的一期构造岩浆事件；第三组年龄有 19 个，整体谐和性较好，²⁰⁶Pb/²³⁸U 年龄介于237~219 Ma，加权平均年龄为（227.7±3.1）Ma， MSWD=0.77，基本代表了火山岩的形成年龄（图4b），结合区域资料成果，可确定本区鄂拉山组火山岩形成时代为晚三叠世。

4 地球化学特征

为讨论阿克苏河地区火山岩的成因及形成环境，本次选取了5件样品进行岩石地球化学分析，分别为英安质岩屑晶屑凝灰岩 1 件、流纹质岩屑晶屑凝灰岩1件、英安岩2件、安山斑岩1件，主量元素和微量元素均由新疆矿产实验研究所完成分析。

4.1 主量元素

从阿克苏河地区晚三叠世鄂拉山组火山岩主量元素分析结果可以看出（表2），鄂拉山组火山岩的 SiO₂ 含量（质量分数）的变化范围为 62.77%~73.28%，平均值为 67.63%；Al₂O₃ 的含量为 11.31%~15.58%，平均值为 14.19%；K₂O+Na₂O 的含量为5.14%~6. 05%，里特曼组合指数（δ）为0.56~0.88，表明该地区火山岩为钙碱性岩石。在 SiO₂-（K₂O+Na₂O）图解中（图5），样品点落在流纹岩和英安岩区域，岩石均属于酸性火山熔岩；在 SiO₂-K₂O 图解中（图6），除1个样品落在钙碱性区外其余样品均落在高钾系列区域，因此可以看出该地区火山岩为高钾钙碱性系列酸性火山岩。

4.2 稀土和微量元素

从阿克苏河地区晚三叠世鄂拉山组火山岩微量和稀土元素分析结果可以看出（表3），鄂拉山组火山岩稀土总量（ΣREE）为 122.45×10^-6~169. 06× 10^-6，平均值为 152.51×10^-6；LREE 值为 110.63× 10^-6~153.49×10^-6，HREE 值为 11.82×10^-6~15.70× 10^-6，LREE/HREE 为 8.64~11.75，平均值为 9.98。以上特征均表明岩石为轻稀土富集型，稀土元素配分曲线均呈现右倾的平滑线（图7），轻稀土分馏程度相对较好，在稀土元素配分曲线中表现为右陡倾斜的曲线，重稀土分馏程度较低，为平缓的曲线分布模式，Eu处呈现“V”字型谷，与岛弧火山岩模型相似，δEu 值为 0.54~0.84，表明源区斜长石发生分离结晶导致残余岩浆出现了 Eu 亏损（李昌年，1992）。微量元素中岩石不相容元素富集，如Rb、Nb等，Ce、 Zr、Hf等元素富集集中，P、Sr、Ti等表现为明显亏损，低于 MORB 的标准值，典型的“地壳主导”模式，具有后碰撞陆壳下部重熔的特征（李昌年，1992；张雪亭等，2007）。阿克苏河地区火山岩微量元素曲线表现出较好的一致性（图8），说明该区火山岩具有同源性特征（张雪亭等，2007）。选择东昆仑构造带东段北缘都兰—香日德—诺木洪一带鄂拉山组火山岩与本区进行岩石地球化学对比分析研究，东西段鄂拉山组火山岩稀土和微量元素表现特征相近 （封铿，2021），轻重稀土元素分馏明显，具有Eu的负异常，Rb、U等元素富集，表明东昆仑构造带东西段中鄂拉山组火山岩在岩石成因、岩浆来源、形成机制和构造环境上具有一致性（图7，图8）。

5 构造环境

Rb、Y（Yb）和Nb对于判别岩浆岩构造背景是最有意义的元素（Pearce，1996），Y和Yb在洋中脊和板内环境中含量最高，Nb 和 Ta 在板内花岗岩中相对富集，可有效指示形成环境（王秉璋等，2014）。出露于阿克苏河地区的晚三叠世鄂拉山组火山岩岩石类型以酸性为主，在调查过程中几乎不见基性岩石出露，因此选择酸性花岗岩类的相关判别图解对鄂拉山组形成环境进行分析。在Pearce系列判别图解中，岩石在 Rb-（Y+Nb）图解（图9a）和 Y-Nb 图解 （图9b）中投影点均落在 VAG 和 VAG+syn-COLG 区；在花岗岩的 Hf-Rb/10-Ta*3 图解中（图9c）落入碰撞大地构造背景上花岗岩区，在 Hf-Rb/30-Ta*3 图解中（图9d）岩石点均落在火山弧及碰撞后交界附近。东昆仑晚三叠世岩浆岩具有弧岩浆岩特征，可能与俯冲流体对地幔的交代有关或者处于岛弧俯冲消减环境（Pearce and Peate，1995）。

Pc—苦橄玄武岩；B—玄武岩；O1—玄武安山岩；O2—安山岩；O3— 英安岩；R—流纹岩；S1—粗面玄武岩；S2—玄武质粗面安山岩；S3— 粗面安山岩；T—粗面岩、粗面英安岩；F—副长石岩；U1—碱玄岩、碧玄岩；U2—响岩质碱玄岩；U3—碱玄质响岩；Ph—响岩；Ir—碱性亚碱性界线

在对后碰撞动力学机制方面有两种认识，加厚地层的拆沉和俯冲板片断离（Davies and Blanckenburg，1995），两种机制在表现形式上也存在着不同，加厚地层的拆沉作用产生的岩浆岩呈面状分布，俯冲板片断离引发的岩浆岩沿着平行与缝合带方向线性分布。东昆仑地块在晚三叠世早期发生碰撞，受俯冲深度逐渐增大的影响，在密度差异和重力作用下发生俯冲板片的断离，引发幔源物质的上涌（童海奎等，2004；封铿，2021）。后碰撞阶段的东昆仑地区处于挤压环境，岩浆沿裂隙上涌喷出地表，阿克苏河地区的火山岩正是该阶段的产物 （赵明福等，2018），岩石化学以高钾钙碱性系列为主，宏观上沿缝合带线状分布。沉积学方面，区域上的早侏罗世羊曲组与下伏晚三叠世八宝山组成平行不整合接触，八宝山组和鄂拉山组与下伏地层呈角度不整合关系，说明东昆仑造山带进入到后碰撞阶段（陈国超等，2017）。构造学方面，东昆仑造山带发现了该时期零星分布的小型断陷盆地，盆地内充填河流—湖沼相含煤碎屑岩建造，反映该时期东昆仑造山带应力场先为松弛，而后转为收缩挤压导致推覆走滑，同时也表明东昆仑地区进入到后碰撞阶段（骆满生等，2001；裴先治等，2014^①）。

6 结论

（1）阿克苏河地区上三叠统鄂拉山组火山岩由火山碎屑岩和火山熔岩组成，其中火山碎屑岩以英安质岩屑晶屑凝灰岩和流纹质岩屑晶屑凝灰岩为主，火山熔岩以英安岩为主。火山岩中 SiO₂含量为 65.65%~73.28%，Al₂O₃ 含量为 11.31%~15.58%， K₂O+Na₂O 含量为 5.14%~6. 05%，里特曼指数（δ）为 0.56~0.88，属酸性高钾钙碱性系列岩石。

（2）火山岩表现为轻稀土元素相对富集，重稀土分馏程度较低，微量元素配分曲线一致性较好，反映出该区火山岩具有同源性。同时不相容元素富集，显示出后碰撞陆壳下部重熔的特征。

（3）结合前人取得的同位素年龄成果和本次分析测试结果认为，鄂拉山组火山岩喷发形成时间为晚三叠世。

a—（Y+Nb）-Rb图解（底图据Pearce et al.，1984）；b—Y-Nb图解（底图据Pearce et al.，1984）；c—Hf-Ta*3-Rb/10图解 （底图据Harris et al.，1986）；d—Hf-3*Ta-Rb/30图解（底图据Harris et al.，1986）

ORG—大洋脊花岗岩；WPG—板内花岗岩；VAG—火山弧花岗岩；syn-COLG—同碰撞花岗岩

（4）通过构造环境分析认为，研究区鄂拉山组火山岩形成于南北向挤压为主的陆-陆后碰撞过程。

注释

① 裴先治，李瑞保，李佐臣，刘成军，陈有炘，刘战庆，魏方辉，高景民，陈国超，杨杰，张进国，王身龙，王洪生，颜自给，李学彪 .2014. 青海省都兰县阿拉克湖—红水川地区七幅1∶5万区域地质矿产调查报告[R]. 西安：长安大学.

② 四川省地质矿产勘查开发局区域地质调查队.2019. 新疆昆仑山中段刀峰山西一带 1∶5 万 J45E020003、J45E020004、 J45E021003、J45E022003四幅区域地质矿产调查报告[R].

③ 中国人民武装警察部队黄金第八支队.2019. 新疆且末县阿克苏河一带 1∶5 万 J45E015010、J45E016009、J45E016010 三幅区域地质矿产调查报告[R].

④ 贾宝华，孟得保，邓瑞林.2003.1∶25万且末县一级电站幅、银石山幅区域地质调查[R]. 长沙：湖南省地质调查院.

参考文献