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研究综述
北山造山带位于中亚造山带南缘，受古亚洲洋壳与古板块长时期、多阶段俯冲、碰撞和对接作用影响，构造-岩浆活动强烈，成为研究中亚造山带构造演化历史和俯冲增生作用的重要窗口，其在晚古生代—早中生代曾发生过一次碰撞造山作用，与古亚洲洋的最终闭合有关。但由于对各时期构造环境归属存在不同认识，特别是对北山地区何时由挤压环境进入伸展环境这一科学问题一直存在较多争议，主要包含以下5种观点：（1）在早泥盆世由挤压环境进入伸展环境，认为北山地区在石炭纪—二叠纪已经属于裂谷环境。（2）在晚石炭世洋盆闭合进入碰撞作用阶段，在早二叠世晚期进入后碰撞的裂谷伸展发育阶段。（3）在早二叠世仍然存在碰撞作用，到早中二叠世才进入伸展构造背景。（4）在晚二叠世—早三叠世（255~250 Ma）区域仍处于后碰撞环境，早三叠世晚期（~247 Ma）进入板内伸展构造环境。（5）北山地区碰撞造山可能持续到早—中三叠世，并在晚三叠世进入造山后伸展环境。北山造山带广泛发育古生代不同期次的花岗岩类侵入岩体，类型众多，为揭示甘肃北山造山带构造演化提供了重要信息。
草湖地区位于北山造山带南部，敦煌地块北侧，大泉深大断裂南侧，是研究北山造山带的关键地区，区域广泛发育的晚古生代侵入岩，为探讨北山造山带晚古生代碰撞造山作用过程提供了研究机遇。本文以甘肃北山草湖岩体石英闪长岩作为主要研究对象，通过岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学等方面的研究，分析岩石成因，探讨其形成的构造背景，以期为该区晚古生代构造演化提供新的证据。
主要结论
甘肃北山草湖岩体石英闪长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为（276.3±3）Ma，形成于早二叠世晚期，包括草湖地区在内的东天山—北山地区在二叠纪存在一次广泛的岩浆活动。如北山南部后红泉英安岩锆石U-Pb年龄为（289.5±2.3）Ma，红山南—天木东地区侵入于石炭系梧桐窝子组的黑云母二长花岗岩（（290.3±2.1）Ma）和石英闪长岩（（290.0±1.6）Ma）均为早二叠世，觉罗塔格带中段雅满苏岩体北侧中酸性侵入岩形成于中二叠世（（271.2±1.4）Ma）。
草湖岩体石英闪长岩具有准铝质、钙碱性特征，属I型花岗岩，岩浆可能来自岩石圈地幔岩浆作用导致增厚的敦煌地块北缘下地壳部分熔融，并在上升过程中混染了下地壳物质所形成的壳幔混合成因的花岗岩。
北山南部草湖地区在早二叠世晚期已完成洋陆转化，处于伸展环境，早二叠世晚期北山地区南部已经处于陆内演化阶段。证据如下：区域上广泛发育石炭纪—二叠纪裂谷型火山-沉积地层，是广大学者普遍认可的北山裂谷带；草湖石英闪长岩样品在Rb-Yb+Ta和Rb-Y+Nb构造判别图解中，均投在了后碰撞花岗岩区域；在草湖石英闪长岩体周围发育的早二叠世方山口组流纹岩也反映出该时期板块处于拉张时期；包括草湖地区在内的北山南部地区也广泛发育有二叠纪辉绿岩墙，区域上二叠纪辉绿岩为板内拉张环境的产物；区域上还存在下二叠统高角度不整合于下伏地层(中震旦统、下奥陶统志留系、下石炭统)之上，且下二叠统岩石新鲜，相对下伏地层变形相对较弱，后红泉下二叠统双堡塘组海相玄武岩形成于裂谷环境。
主要图表
图1 中亚造山带大地构造简图（a，底图据Xiao et al.，2010）、北山地区构造简图（b，底图据Xiao et al.，2010；王国强等， 2016）和研究区地质简图（c，据赵海波等，2019修改）
图2 甘肃北山草湖岩体石英闪长岩野外地质和显微镜下（正交偏光）特征
a—石英闪长岩中暗色包体；b—石英闪长岩正交镜下照片；Amp—角闪石；Pl—斜长石；Kfs—钾长石；Q—石英
图3 甘肃北山草湖岩体石英闪长岩TAS全碱-SiO2图解（a，底图据Middlemost，1994）、A/CNK-A/NK图解（b，底图据 Maniar and Piccoli，1989）、SiO2-K2O图解（c，底图据Peccerillo and Taylor，1976）、AR-SiO2图解（d，底图据Wrigh，1969）
1—橄榄辉长岩；2—辉长岩；3—辉长闪长岩；4—闪长岩；5—花岗闪长岩；6—花岗岩；7—副长石辉长岩；8—二长辉长岩；9—二长闪长岩；10—二长岩；11—石英二长岩；12—副长石岩；13—副长石二长闪长岩；14—副长石二长正长岩；15—正长岩；16—副长石正长岩
图5 北山草湖岩体石英闪长岩阴极发光图像（a）、锆石U-Pb年龄谐和图（b）及加权平均年龄图（c）
图6 甘肃北山草湖岩体石英闪长岩ACF图解（a，底图据Nakada and Takahashi，1979）、CaO/（MgO+FeO全）-Al2O3/（MgO+ FeO全）图解（b，Altherr et al.，2000）
图7 甘肃北山草湖岩体石英闪长岩构造判别图（Yb+Ta）-Rb图解（a）和（Y+Nb）-Rb图解（b）（底图据Pearce et al.，1984）
本文受中国地质调查局项目（DD20242767、DD20190186、DD20221698）、国家自然科学基金项目（42062006）联合资助。
文章刊登于《矿产勘查》第15卷第8期
引用格式：赵海波，张倩，王红杰，程龙，王鹏. 2024. 甘肃北山草湖岩体二叠纪石英闪长岩地球化学、年代学及其地质意义[J]. 矿产勘查, 15(8): 1379-1390.
Citation: Zhao Haibo, Zhang Qian, Wang Hongjie, Cheng Long, Wang Peng. 2024. Geochemistry, geochronology and geological implications of Permian quartz diorite from Caohu pluton in Beishan, Gansu[J]. Mineral Exploration, 15(8): 1379-1390.
编辑：贺昕宇
审核：王学明
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