塔里木盆地東南緣安南壩地區透輝石碳酸巖成因及其地質意義

莊玉軍，辜平陽*，陳銳明，查顯鋒，彭 璇

(1. 中國地質調查局西安地質調查中心，陜西 西安 710054; 2. 中國地質調查局造山帶地質研究中心，陜西 西安 710054)

0 引 言

碳酸巖是一種淺灰色至灰白色的富含碳酸鹽礦物(體積分數高于50%)的火成巖石。作為自然界出露很少的巖石類型之一，直到發現正在噴溢的碳酸質熔漿后，碳酸巖的存在才得到地質學家的認可。因碳酸巖與全球戰略性關鍵金屬礦產(尤其是稀土元素和Nb)關系密切，也是地球深部碳循環主要載體之一，具有顯著的社會經濟價值，故備受地質學家廣泛關注。多數碳酸巖與地幔柱活動密切相關，在時空上常與堿性巖、基性—超基性巖伴生，巖石Sr-Nd-Pb-C-O等同位素組成也均呈現出幔源特征，故通常被認為是幔源成因，該觀點也得到相關實驗巖石學模擬的證實。目前，碳酸巖主流的幔源成因觀點有3種：①直接來源于地幔源區的低程度部分熔融作用；②富CO的堿性硅酸巖巖漿液態不混溶或分離結晶的產物；③地球深部(地幔轉換帶和下地幔)的氧化-還原熔融反應。此外，Demeny等還提出富CO的深部流體在中下地殼對超基性巖交代也可形成碳酸巖漿，為碳酸巖漿的形成提供了新的可能。

然而，盡管早在1960年Wyllie等已通過實驗巖石學證實了高級區域變質作用可能會導致不純的碳酸鹽巖(CaO-CO-HO體系)發生部分熔融作用形成碳酸巖漿，但一直到21世紀初多數地質學家仍認為除地幔成因碳酸巖外沒有其他類型的火成碳酸巖產出。近年來，一些學者根據野外地質產狀、巖石學及地球化學等方面的研究還提出存在殼源成因碳酸巖，即成巖物質來源于地殼，由沉積碳酸鹽巖(或變質大理巖)在地殼環境下部分熔融形成的巖漿演化而成的巖石。殼源成因碳酸巖與幔源成因碳酸巖存在成因機制和成巖物質來源的本質不同，導致二者在礦物類別和復雜程度，主量、微量和稀土元素特征以及Sr-Nd-Pb-C-O同位素組成特征等方面分別呈現出殼源和幔源兩種屬性，進而造成二者所指示的地質意義也明顯不同。

圖件引自文獻[41],有所修改圖1 塔里木盆地及其周緣前寒武紀地質簡圖Fig.1 Sketch Map Showing the Precambrian Geology in Tarim Basin and Its Adjacent Areas

塔里木盆地中心被中—新生代巨厚沉積物覆蓋，變質結晶基底主要出露在盆地東北緣的庫魯克塔格地區、西北緣的阿克蘇—柯坪地區、西南緣的鐵克里克地區及東—東南緣的敦煌—北阿爾金地區(圖1)。迄今為止，僅在塔里木盆地東北緣且干布拉克地區，西北緣阿克蘇—烏什南部地區、瓦吉里塔格地區以及東南緣阿克塔什塔格地區、卡拉塔什塔格地區和烏什喀特地區有零星碳酸巖出露。其中，東北緣且干布拉克地區及西北緣瓦吉里塔格地區的碳酸巖為幔源成因，而西北緣阿克蘇—烏什南部地區及東南緣阿克塔什塔格地區、卡拉塔什塔格地區和烏什喀特地區的碳酸巖則為殼源成因。近年來，課題組在塔里木盆地東南緣安南壩地區開展1∶50 000區域地質調查時，在安南壩西登蓋科一帶米蘭巖群中新識別出一套碳酸巖，這套碳酸巖的形成時代、巖石成因及其對塔里木盆地東南緣構造演化的意義尚不清楚。鑒于此，本文以該碳酸巖為研究對象，在詳細的野外地質調查和巖相學研究的基礎上，開展巖石地球化學、鋯石U-Pb年代學及Lu-Hf同位素地球化學等方面研究，并結合前人研究成果，探討其巖石成因及地質意義，以期為塔里木盆地東南緣構造演化提供約束。

1 區域地質概況

研究區位于塔里木盆地東南緣阿爾金構造帶東段，北接塔里木地塊，南部以北阿爾金斷裂為界與紅柳溝—拉配泉早古生代蛇綠構造混雜巖帶相鄰(圖1)。區內出露的地質體主要為呈NW—SE向展布的新太古代米蘭巖群、薊縣紀安南壩群、新太古代TTG片麻巖及古元古代侵入體等(圖2)。作為區內變質結晶基底的重要組成部分，米蘭巖群和TTG片麻巖普遍發育混合巖化：前者由片麻巖組(Ar.)和大理巖組(Ar.)組成，巖性主要為長英質片麻巖、斜長角閃(片麻)巖、云母大理巖及含透輝石大理巖等；后者包括英云閃長質片麻巖和花崗閃長質片麻巖，與米蘭巖群呈侵入接觸關系，局部為片麻理接觸或斷層接觸。辜平陽等通過LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年分別將區內英云閃長質片麻巖和花崗閃長質片麻巖的形成時代厘定為(2 662±12)Ma和(2 555±11)Ma，認為二者是新太古代晚期與俯沖作用有關的陸殼增生事件的地質記錄。區內薊縣紀安南壩群是一套以白云巖為主的碳酸鹽巖組合，呈角度不整合產于結晶基底變質巖系之上。古元古代侵入體主要為片麻狀黑云母二長花崗巖和碳酸巖，二者與米蘭巖群呈侵入接觸關系，局部呈巖枝狀和巖脈狀穿插于米蘭巖群中。后期輝長巖脈、輝綠巖脈、煌斑巖脈、閃長巖脈、正長花崗巖脈及二長花崗巖脈等脈體呈NE—SW向和NW—SE向侵入上述地質體之中。

1為米蘭巖群片麻巖組；2為米蘭巖群大理巖組；3為安南壩群碳酸鹽巖組；4為英云閃長質片麻巖；5為花崗閃長質片麻巖；6為碳酸巖；7為二長花崗巖；8為白云巖巖塊；9為凝灰巖巖塊；10為上更新統；11為中更新統；12為全新統；13為二長花崗巖脈；14為正長花崗巖脈；15為閃長巖脈；16為輝綠巖脈；17為輝長巖脈；18為基性巖脈；19為煌斑巖脈；20為石英脈；21為一般斷裂/遙感解譯斷裂；22為走滑斷層；23為層理產狀/片麻理產狀；24為采樣點圖2 塔里木盆地東南緣安南壩地區地質圖Fig.2 Geological Map of Annanba Area in the Southeastern Margin of Tarim Basin

2 宏觀地質及巖石學特征

2.1 宏觀地質特征

薄片均進行茜素紅染色實驗；Cal為方解石；Do為白云石；Di為透輝石；Qz為石英；Pl為斜長石圖3 碳酸巖野外照片和顯微鏡下圖像Fig.3 Field Photos and Photomicrographs of Carbonatite

碳酸巖主要出露在塔里木盆地東南緣安南壩西一帶，呈不規則狀、脈狀及透鏡狀產出，與米蘭巖群[圖3(a)]和英云閃長質片麻巖[圖3(b)、(c)]等圍巖呈侵入接觸關系[圖3(a)～(c)]。碳酸巖中還存在與圍巖成分一致的不同形態捕虜體，如斜長角閃片麻巖[圖3(a)]、英云閃長質片麻巖[圖3(b)]、花崗閃長質片麻巖[圖3(c)]及大理巖[圖3(d)]等；部分捕虜體呈斑雜狀產出[圖3(e)]，與碳酸巖接觸部位發育邊緣混染帶[圖3(b)]，為二者同化混染的產物。此外，該碳酸巖內部不發育任何層理構造，也未見碎屑巖夾層，與沉積碳酸鹽巖明顯不同。

2.2 巖石學特征

本文用于巖石地球化學、鋯石U-Pb年代學及Lu-Hf同位素地球化學研究的碳酸巖樣品(編號為D1692)采自安南壩地區西蓋登科一帶，地理坐標為(39°14′26"N，92°46′52"E)。巖石風化面呈淺灰、灰白或淺灰紅色，新鮮面為灰—灰白色，具致密塊狀構造[圖3(f)]、細晶粒狀結構[圖3(g)]，巖石類型為透輝石碳酸巖。巖石主要由方解石、白云石、透輝石、石英及斜長石等礦物組成[圖3(g)～(i)]。其中，方解石多呈他形粒狀集合體產出，礦物顆粒大小不一，被茜素紅染色后呈紅色；白云石呈微晶粒狀[圖3(g)]或他形粒狀[圖3(h)、(i)]，局部可見細粒石英顆粒散布其中；透輝石呈他形粒狀、柱狀，部分已綠簾石化[圖3(g)]，邊部呈熔蝕港灣狀[圖3(h)]；石英呈他形粒狀產出，在較大顆粒的邊部可見明顯的熔蝕邊或圓化邊[圖3(i)]；斜長石含量較少，呈半自形粒狀產出，局部可見聚片雙晶發育[圖3(g)]。

3 分析方法

樣品的主量、微量及稀土元素分析在中國地質調查局西安地質調查中心實驗測試中心完成。其中，主量元素采用SX45型X射線熒光光譜儀(XRF)進行分析，分析誤差小于1%；微量和稀土元素利用SX50型電感耦合等離子體光譜儀(ICP-MS)進行測定，分析誤差小于10%。樣品鋯石挑選及制靶由河北省廊坊市誠信地質服務有限公司完成，鋯石透射光、反射光及陰極發光(CL)照相在自然資源部巖漿作用成礦與找礦重點實驗室完成。分析點的選取首先根據鋯石反射光和透射光照片進行初選，再與陰極發光圖像反復對比，力求避開內部裂隙和包裹體，以獲得較準確的年齡信息。LA-ICP-MS鋯石微區U-Pb年齡測定在自然資源部巖漿作用成礦與找礦重點實驗室完成，采用193 nm ArF準分子(Excimer)激光器的Geo Las200M剝蝕系統，ICP-MS為Agilent 7700，激光束斑直徑為24 μm，以GJ-1為同位素監控標樣，91500為年齡標定標樣，NIST610為元素含量標樣進行校正，普通鉛校正依據實測Pb進行校正。

采用Glitter 4.0程序(Macquarie University)對鋯石同位素比值及元素含量進行計算，并按照Andersen提出的方法，用LAMICPMS 3.15程序對其進行普通鉛校正，年齡計算及諧和曲線采用Isoplot 3.00完成。

鋯石原位Lu-Hf同位素分析在配備了GeoLas2500激光剝蝕系統的Nu Plasma HR多接收電感藕合等離子體質譜儀(MC-ICP-MS)上完成，激光剝蝕脈沖頻率為10 Hz，激光束斑直徑為44 μm，剝蝕時間約50 s。用Lu/Lu值(0.026 690)和Yb/Yb值(0.588 600)進行同量異位干擾校正，計算樣品Lu/Hf和Hf/Hf值。()的計算采用Lu衰變常數(1.867×10年)、現今球粒隕石Hf/Hf值(0.282 785)和Lu/Hf值(0.033 600)；Hf同位素模式年齡()的計算采用現今虧損地幔Hf/Hf值(0.283 250)和Lu/Hf值(0.038 400)。

4 結果分析

4.1 巖石地球化學特征

塔里木盆地東南緣安南壩地區透輝石碳酸巖的主量、微量和稀土元素分析結果分別見表1、2。從表1可以看出：透輝石碳酸巖中CaO和CO含量較高，平均含量(質量分數，下同)分別為35.89%和23.77%；MgO、FeO和MnO含量較低，平均值分別為2.84%、1.73%和0.04%。透輝石碳酸巖中石英和斜長石等長英質礦物含量較高，致使巖石中SiO平均含量高達30.37%，明顯高于幔源成因碳酸巖的SiO含量(一般低于20%)，而與大青山殼源成因碳酸巖的SiO含量(34.02%)類似(表1)。由表2可知，巖石稀土元素總含量較低，為(45.44～91.47)×10，輕稀土元素總含量為(42.83～86.06)×10，重稀土元素總含量為(2.61～5.41)×10，顯著不同于幔源成因碳酸巖富稀土元素尤其是高度富集輕稀土元素的特征。巖石(La/Lu)值為19.78～28.13，表明輕、重稀土元素分餾較為明顯，在球粒隕石標準化稀土元素配分模式中表現為右傾型[圖4(a)]；原始地幔標準化微量元素蛛網圖[圖4(b)]顯示巖石相對富集Rb、Ba、Th、Sr等大離子親石元素，虧損Nb、Ta、Zr、Hf等高場強元素。上述巖石地球化學特征均與大青山殼源成因碳酸巖類似，而與白云鄂博幔源成因碳酸巖差異明顯[圖4(a)、(b)]，暗示安南壩地區透輝石碳酸巖可能為殼源成因。

表1 透輝石碳酸巖主量元素分析結果Table 1 Analysis Results of Major Element of Diopside Carbonatite

表2 透輝石碳酸巖微量及稀土元素分析結果Table 2 Analysis Results of Trace and Rare Earth Elements of Diopside Carbonatite

4.2 鋯石U-Pb年代學特征

對安南壩地區透輝石碳酸巖進行鋯石內部結構陰極發光觀察和LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年。由陰極發光圖像(圖5)可知，鋯石多發育寬緩或條帶狀振蕩環帶結構，少部分鋯石可見核-邊結構，暗示鋯石成因與巖漿作用或變質深熔作用有關。本次選取不同種類且具代表性的30粒鋯石進行微量元素及U-Pb定年分析。鋯石微量元素組成見表3，鋯石U-Pb同位素比值和表面年齡測試數據列于表4。U含量((29.42～1 667.97)×10)和Th含量((3.14～1 215.97)×10)變化較大，表明二者在鋯石中分布具較明顯的不均一性；鋯石Th/U值總體較低(0.05～0.89)，平均值為0.24，明顯有別于地幔來源的巖漿鋯石，而與大青山殼源成因碳酸巖中深熔成因鋯石特征相似。此外，鋯石球粒隕石標準化稀土元素配分模式顯示出虧損輕稀土元素并逐步富集重稀土元素的特征，且具有明顯的Ce正異常和弱Eu負異常[圖6(a)]；結合鋯石存在弱的震蕩環帶和較低的Th/U值，推斷透輝石碳酸巖中鋯石可能為深熔作用下形成的重結晶鋯石。因年齡大于1 000 Ma的古老鋯石多存在著一定程度的Pb丟失，而在相同的初始條件和類似的地質環境條件下，Pb和Pb的變化趨勢是一致的，使得二者之間的比值保持著一定的穩定，故本文采用Pb/Pb年齡來進行諧和年齡和Hf同位素的相關計算。去除2粒具不諧和年齡數據的鋯石，剩余28粒鋯石中的24粒鋯石Pb/Pb年齡在Pb/U-Pb/U圖解中形成一條線性不一致線，其上交點年齡為(1 910±13)Ma[圖6(b)]，代表了碳酸巖的形成年齡；另外4粒鋯石Pb/Pb年齡為(2 043±20)～(2 021±22)Ma，可能為巖漿就位過程中從圍巖中捕獲的鋯石。

表3 透輝石碳酸巖(D1692)鋯石稀土元素分析結果Table 3 Analysis Results of Rare Earth Elements of Diopside Carbonatite (D1692)

表4 透輝石碳酸巖(D1692)LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素分析結果Table 4 Analysis Results of LA-ICP-MS Zircon U-Pb Isotope of Diopside Carbonatite (D1692)

ws為樣品含量；wc為球粒隕石含量；wp為原始地幔含量；球粒隕石標準化值和原始地幔標準化值引自文獻[62];白云鄂博幔源成因碳酸巖數據引自文獻[59]；大青山殼源成因碳酸巖數據引自文獻[37]；沉積碳酸鹽巖數據引自文獻[60]；同一圖中相同線條對應不同樣品圖4 透輝石碳酸巖球粒隕石標準化稀土元素配分模式和原始地幔標準化微量元素蛛網圖Fig.4 Chondrite-normalized REE Pattern and Primitive Mantle-normalized Spider Diagram of Diopside Carbonatite

圖5 透輝石碳酸巖鋯石陰極發光圖像Fig.5 CL Images of Zircons from Diopside Carbonatite

圖6 透輝石碳酸巖鋯石球粒隕石標準化稀土元素配分模式及鋯石U-Pb年齡諧和曲線Fig.6 Chondrite-normalized REE Pattern of Zircons and Concordia Diagram of Zircons U-Pb Age of Diopside Carbonatite

4.3 鋯石Lu-Hf同位素特征

實驗巖石學研究表明，鋯石具有很高的Hf同位素體系封閉溫度，即使在麻粒巖相等高級變質條件下，鋯石仍可保持原始的Hf同位素組成。本文在鋯石U-Pb定年的基礎上對安南壩地區透輝石碳酸巖中28粒鋯石進行原位Hf同位素分析(有效分析點為24個)，其鋯石Lu/Hf值介于0.000 027～0.000 411，均小于0.002(表5)，表明因Lu衰變形成的放射性成因Hf同位素積累量極少，所測定的Hf同位素比值可代表鋯石形成時的初始值。鋯石Hf/Hf值為0.281 124～0.281 446，對應的()均為負值(-15.77～-4.34)。在-()圖解[圖7(a)]中，樣品點分布于平均地殼演化線之上或附近；鋯石Hf同位素模式年齡為2 889～2 461 Ma，在頻譜直方圖中形成約2.59 Ga的年齡峰值[圖7(b)]。

表5 透輝石碳酸巖(D1692)鋯石Lu-Hf同位素組成分析結果Table 5 Analysis Results of Zircon Lu-Hf Isotope Compositions of Diopside Carbonatite (D1692)

5 討 論

5.1 透輝石碳酸巖成因

塔里木盆地東南緣安南壩地區透輝石碳酸巖呈不規則狀、脈狀和透鏡狀產出，與圍巖呈明顯的侵入接觸關系，其中可見不同類型的圍巖捕虜體，局部發育同化混染現象，巖石內部也未見任何層理構造。上述產出特征均表明該透輝石碳酸巖是火成碳酸巖而非沉積碳酸鹽巖(或大理巖)。

碳酸巖可分為幔源成因和殼源成因兩大類。幔源成因碳酸巖往往與基性、超基性巖及堿性雜巖體等地幔巖漿巖在時空上密切伴生，且礦物組合復雜，如白云鄂博幔源成因碳酸巖中已發現120多種礦物；而殼源成因碳酸巖則與之相反，與地幔巖漿巖間無明確時空伴生關系，礦物組合也相對較為簡單。安南壩地區除晚期侵入的輝長巖和輝綠巖等基性巖脈外，未見超鎂鐵質巖、堿性雜巖等幔源巖漿巖產出，透輝石碳酸巖礦物組成較為簡單，主要為方解石、白云石、透輝石、石英、斜長石等，與大青山殼源成因碳酸巖和阿克塔什塔格殼源成因碳酸巖由方解石、透輝石、金云母、角閃石、石英及斜長石等礦物組成類似，暗示本區透輝石碳酸巖可能是殼源成因而非幔源成因。巖石地球化學方面，幔源成因碳酸巖CaO、CO含量一般相對較低，而FeO、MnO、MgO等含量則相對較高(表1)，且具有高稀土元素總含量(如白云鄂博碳酸巖為(14 423～21 368)×10)，顯著富集輕稀土元素以及Sr、K、Rb、Th、Ba、Cs等不相容元素的特征；相反，殼源成因碳酸巖則表現為富含CaO和CO，相對貧FeO、MgO及MnO等(表1)，稀土元素總含量和輕稀土元素總含量明顯偏低，微量元素(除Sr、Rb、Ba外)含量均很低。安南壩地區透輝石碳酸巖富CaO和CO，貧FeO、MgO及MnO 等(表1)，稀土元素總含量和輕稀土元素總含量低于幔源成因碳酸巖1個到2個數量級(表2)，相對富集Rb、Ba、Th、Sr等大離子親石元素，虧損Nb、Ta、Zr、Hf等高場強元素，與典型幔源成因碳酸巖顯著不同，而與殼源成因碳酸巖十分相似[圖4(b)]，且球粒隕石標準化稀土元素配分模式及原始地幔標準化微量元素蛛網圖與大青山殼源成因碳酸巖高度吻合(圖4)，顯示安南壩地區透輝石碳酸巖可能為殼源成因。此外，第五春榮等提出：若巖石中鋯石()<0，表明它來自于古老地殼或者源區以古老地殼物質為主體；如果鋯石()>0，則表明它來源于虧損地?；蛘咴磪^以虧損地幔物質占主導。安南壩地區透輝石碳酸巖中鋯石()值為-15.77～-4.34，指示該巖石可能主要來自于地殼巖石的部分熔融。上述分析綜合表明，安南壩地區透輝石碳酸巖可能是殼源成因。

圖(a)中，虧損地幔演化線、新生地殼演化線引自文獻[64]，平均地殼演化線引自文獻[65]圖7 透輝石碳酸巖t-εHf(t)圖解和Hf同位素模式年齡頻數直方圖Fig.7 Diagram of t-εHf(t) and Number Histogram of Hf Model Age of Diopside Carbonatite

安南壩地區透輝石碳酸巖在空間產出上與米蘭巖群斜長角閃(片麻)巖及大理巖關系密切，在礦物組合上與米蘭巖群透輝石大理巖類似，暗示二者可能存在成因聯系。此外，前人在米蘭巖群長英質片麻巖、斜長角閃(片麻)巖中先后獲得2 589.37 Ma、(2 592±15)Ma、(2 726±9)Ma及(2 560±11)Ma的成巖年齡，并據此將米蘭巖群的形成時代限定為2.72～2.56 Ga；而安南壩地區透輝石碳酸巖Hf同位素模式年齡具有約2.59 Ga的年齡峰值[圖7(b)]，與米蘭巖群形成時代一致，結合其鋯石具有負()值并在-()圖解[圖7(a)]中位于平均地殼演化線附近，進一步暗示安南壩地區透輝石碳酸巖可能是源自于以新太古代米蘭巖群含透輝石大理巖為主的古老地殼再造。

已有研究表明，殼源成因碳酸巖的巖漿是由地殼碳酸鹽巖在高溫作用下發生部分熔融形成的，而引起部分熔融的因素存在以下3種情況：①中酸性巖漿侵位至近地表與沉積碳酸鹽巖互相作用，導致碳酸鹽巖發生部分熔融；②基性—超基性巖漿的高溫熱流導致碳酸鹽巖發生部分熔融；③強烈的區域變質作用(地殼再造)造成碳酸鹽巖的部分熔融。安南壩地區雖然發育形成時代為(1 980±36)Ma的古元古代片麻狀黑云母二長花崗巖，但是其規模有限且地表未見與碳酸巖直接接觸，顯然不能夠提供足夠的熱量形成如此大范圍的熔融作用，而安南壩地區也并不發育與碳酸巖在時空上伴生的基性—超基性巖體(脈)，故而該碳酸巖巖漿的形成與中酸性巖漿侵位或基性—超基性巖漿的高溫熱流無關。實驗巖石學研究表明：在大約740 ℃、1 kbar的溫壓條件下碳酸鹽巖(CaO-CO-HO三元體系)可發生部分熔融；當溫度達到600 ℃～675 ℃和有流體存在的條件下，碳酸鹽巖(CaO-MgO-CO-HO體系)即可發生部分熔融，且HF、HCl和HPO等流體的存在可降低碳酸鹽巖體系的熔點。安南壩地區米蘭巖群片麻巖及麻粒巖組合表明：米蘭巖群經歷了角閃-麻粒巖相變質，峰期變質溫壓條件(溫度為837 ℃～952 ℃，壓力為4.96～6.46 kbar)達到碳酸巖熔體形成所需的熔融條件，且其變質時代為(1 954±11)Ma，與本文測定透輝石碳酸巖形成時代((1 910±13)Ma)相近。綜上所述，無論是在物質組成、原巖時代和成巖時代方面，亦或是成巖溫壓條件方面，安南壩地區透輝石碳酸巖均與米蘭巖群表現出密切的內在聯系，即透輝石碳酸巖可能是米蘭巖群透輝石大理巖在麻粒巖相變質條件下的部分熔融產物。

5.2 地質意義

大量同位素年代學研究顯示，塔里木盆地東南緣自始太古代—古元古代中晚期經歷了多次巖漿-構造-熱事件。根據塔里木盆地東南緣已發表的746個巖漿及變質鋯石年齡繪制的直方圖(圖8)可知，新太古代晚期(約2.55 Ga)和古元古代中晚期(約1.98 Ga)是塔里木盆地東南緣2個重要的構造巖漿事件時期，前者被認為是塔里木盆地東南緣重要的陸殼增生期，后者則是主要的變質作用期。辛后田等獲得塔里木盆地東南緣阿克塔什塔格地區片麻狀閃長巖、片麻狀石英閃長巖及閃長質片麻巖形成時代分別為(2 135±110)、(2 052±10)及(2 031±20)Ma，并認為其具有島弧巖漿巖的地球化學特征，是造山作用早期俯沖作用的產物；該地區變基性巖和變酸性巖成巖時代為(2 061±9)Ma和(1 963±8)Ma，其成因也與俯沖有關。辜平陽在安南壩地區米蘭巖群中獲得鎂鐵質麻粒巖(1 954±11)Ma的峰期變質年齡，與Lu等通過SHRIMP U-Pb定年在阿克塔什塔格地區獲得的奧長花崗質片麻巖變質年齡((1 978±50)Ma)在誤差范圍內一致；朱文斌等認為斜長角閃巖兩期變質年齡((2 012±20)和(2 048±36)Ma，(1 975±16)和(1 964±15)Ma)分別代表了早期麻粒巖相變質作用及晚期角閃巖相退變質作用的時代，且該角閃巖相-麻粒巖相的變質作用與俯沖造山作用有關。安南壩地區透輝石碳酸巖是約1.91 Ga米蘭巖群透輝石大理巖在麻粒巖相變質作用條件下部分熔融的產物，與前述島弧巖漿巖及角閃巖相-麻粒巖相變質巖類似，均為塔里木盆地東南緣古元古代中晚期與俯沖造山作用有關的巖漿-變質事件的地質記錄，同樣反映了古元古代晚期塔里木盆地東南緣處于俯沖碰撞造山的構造環境；該俯沖-碰撞造山事件時限與Columbia超大陸聚合形成的全球性增生造山帶時限(2.0～1.8 Ga)一致，表明安南壩地區透輝石碳酸巖的形成可能是Columbia超大陸聚合事件在塔里木盆地東南緣的響應。

數據引自文獻[41]、[44]、[46]、[47]、[67]～[69]、[72]～[78]、[80]～[86]圖8 塔里木盆地東南緣古元古代—太古代變質鋯石及巖漿鋯石年齡直方圖Fig.8 Histogram of Ages of the Metamorphic and Magmatic Zircons from Paleoproterozoic to Archean in the Southeastern Margin of Tarim Basin

6 結 語

(1)塔里木盆地東南緣安南壩地區出露的透輝石碳酸巖呈不規則狀和脈狀侵入圍巖米蘭巖群及TTG片麻巖中，巖石內部可見圍巖捕虜體，并具致密塊狀構造、細晶粒狀結構，未見任何層理構造，表明其為火成碳酸巖而非沉積碳酸鹽巖。

(2)安南壩地區透輝石碳酸巖與地幔巖漿巖間無時空伴生關系，礦物組成較為簡單，且富CaO、SiO，貧MgO、FeO，稀土元素總含量和輕稀土元素總含量偏低，相對富集Rb、Ba、Th、Sr等大離子親石元素，虧損Nb、Ta、Zr、Hf等高場強元素，具有負的()值，顯著不同于幔源成因碳酸巖，而與殼源成因碳酸巖類似。

(3)安南壩地區透輝石碳酸巖鋯石具有約2.59 Ga的Hf同位素模式年齡峰值，鋯石U-Pb定年顯示其成巖年齡為(1 910±13)Ma，分別與米蘭巖群形成時代和麻粒巖相變質時代一致。結合前人研究成果綜合分析認為，安南壩地區透輝石碳酸巖可能是麻粒巖相變質條件下米蘭巖群含透輝石大理巖深熔作用的產物，為Columbia超大陸聚合事件在塔里木盆地東南緣的響應。

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