1.成因分类及源区性质

该复式岩体早期岩石（主体岩石类型）为（片麻状）粗粒花岗岩，含闪长岩或花岗闪长岩的包体，内有后期脉体—二长花岗岩脉（晚期岩石），岩脉中可见少量石榴子石，副矿物中常见锆石、磷灰石和榍石等。

表5-3-1　卡拉库鲁木复式岩体的地球化学参数

从卡拉库鲁木复式岩体的地球化学参数表（表5-3-1）中可知，早晚两期岩石的利特曼指数均小于3（邱家骧，1985），属于钙碱性岩石，铝饱和指数均小于1.0，属于准铝质系列，Fe2O3/FeO 均小于0.4（马鸿文，1992）。早期岩石的Rb/Sr 值小于0.9（赵希林，等，2013），而晚期岩石大于0.9（赵希林等，2013）早期岩石在Q—A—P 分类命名图解（图4-2-12）中的投点靠近I 型花岗岩的位置，而晚期岩石则靠近S 型花岗岩的区域。SiO2—Al′图解[图5-3-1（a）]和A—C—F 图解[图4-3-1（b）]显示早期岩石投影于同熔型或I 型花岗岩，而晚期岩石则投影于改造型或S 型花岗岩。另外，根据张旗等（2006、2010a）的Sr-Yb 分类，早期岩石呈现出贫Sr 富Yb（Sr 为223×10－6～385×10－6，平均297×10－6，<400×10－6，Yb 为1.79×10－6～3.54×10－6，平均2.57×10－6，>2×10－6）的特征，归属于浙闽型花岗岩类（图5-1-2），而晚期岩石呈现出低Sr 高Yb（Sr 为67×10－6～220×10－6，平均154×10－6，≈100×10－6，Yb 为2.31×10－6～3.64×10－6，平均2.88×10－6，>2×10－6）的特征，亦归属于浙闽型花岗岩类（图5-1-2）。

图5-3-1　卡拉库鲁木复式岩体SiO2—Al′图解（a）和A—C—F 图解（b）

（a）中Al′＝（Al2O3-Na2O-K2O-2CaO）×1 000；（b）中A＝Al2O3＋Fe3O4-Na2O-K2O，C＝CaO，F＝FeO＋MgO＋MnO
（a）据刘昌实和朱金初，1989；（b）据：White and Chappell，1977；徐克勤，等，1984；程彦博，等，2008；罗兰，等，2010；黄兰椿和蒋少涌，2012

卡拉库鲁木复式岩体的早期岩石的Rb/Sr 和Rb/Ba 分别为0.22～0.65（平均0.34）和0.07～0.45（平均0.20），与原始地幔的相应值（分别为0.029 和0.088，Hofmann，1988）相比，其岩浆经历过较低程度的分异演化，而晚期岩石的Rb/Sr 和Rb/Ba 分别为Rb/Sr 为0.69～3.21（平均1.34）和0.25～1.00（平均0.44），反映岩浆经历过较高程度的分异演化。此外，早期岩石的Nd/Th 值（0.12～1.57，平均为0.76）和Nb/Ta 值（11.9～26.0，平均为19.5）均较低，晚期岩石的Nd/Th 值（0.61～2.92，平均为1.24）和Nb/Ta 值（8.89～25.2，平均为12.7）均较低，分别落入壳源岩石的范围（Bea，et al，2001）（小于15 和约为11.4），显示该岩浆主要是壳源的。

花岗岩的源区物质成分判断依据（Sylvester，1989；张芳荣，等，2010；黄国龙，等，2012）详见第五章第一节相关论述。卡拉库鲁木复式岩体早期岩石的CaO/Na2O 值为0.74～4.81（平均2.03），晚期岩石为0.40～1.21（平均0.72），均大于0.3，但含量范围变化很大。FeOT＋MgO＋TiO2 含量变化亦很大，4 个数据（K-3、K-4、K-6 和K-9）小于4%，8 个数据（K-1、K-2、K-5、K-7、K-8、K-10、K-11 和K-12）大于4%。其中两个数据大于10%（K-1和K-2），反映其源区物质较为复杂，主要有砂质岩和泥质岩，总体上早期岩石（K-1 和K-2）源岩以砂质岩为主，晚期岩石源岩以泥质岩为主。

图5-3-2　卡拉库鲁木复式岩体C/MF—A/MF 图解（a）和Rb/Sr—Rb/Ba 图解（b）

（a）据Gerdes，et al，2000 和Altherr，et al，2000；（b）Sylvester，1989

在C/MF—A/MF 图解上，卡拉库鲁木复式岩体的投影比较分散，主要位于杂砂岩源区，两个点（K-1 和K-2）投影于英云闪长岩源区，与玄武岩源区重叠[图5-3-2（a）]；在Rb/Sr—Rb/Ba图解[图5-3-2（b）]上，卡拉库鲁木复式岩体的投影亦非常分散，一部分位于砂岩区附近（K-1、K-2、K-8 和K-10）、另一部分位于页岩区（K-3、K-4、K-5、K-6、K-9、K-11 和K-12），但总体上投影于贫黏土源区，4 个点靠近玄武岩分布区，只有一个点位于富黏土源区[图5-3-2（b）]。

综上所述，卡拉库鲁木复式岩体的早期岩石源区物质可能主要由砂质岩或英云闪长岩组成，不排除玄武岩源岩的加入，而晚期岩石的源区物质可能由砂质岩或泥页岩等组成。

2.部分熔融条件

1）熔融方式

卡拉库鲁木复式岩体的La—La/Sm 图解[图5-3-3（a）]投影显示，早晚两期岩石均由部分熔融形成，早期岩石具有较高的Al2O3（15%～16.9%，平均15.8%）和很高的CaO（3.01%～10.9%，平均5.76%）含量，表明岩石是由其源岩经角闪石脱水熔融形成的（Shearer，et al，1987；Kokonyangi，et al，2004），另外，较低的K2O/Na2O（0.55～0.97，平均0.71）和低的Sr/Ba（0.25～1.62，平均0.65）比值也指示了该岩石是变质杂砂岩或中性岩浆岩在无水条件下部分熔融的产物（Harris and Inger，1992）。这与该岩石的C/MF—A/MF 图解（a）和Rb/Sr—Rb/Ba 图解（b）（图5-3-2）源区可能主要由砂质岩或英云闪长岩组成结果较为一致。而晚期岩石的Al2O3（12.0%～14.4%，平均13.3%）和CaO（1.07%～4.16%，平均2.32%）含量均很低，表明该岩石是由其源岩经黑云母脱水熔融形成的。

图5-3-3　卡拉库鲁木复式岩体的La—La/Sm 图解（a）和Al2O3—CaO 图解（b）

（a）据Allegre and Minster，1978；（b）据Masberg，et al，2005

2）温度及压力（或深度）(www.daowen.com)

利用锆石饱和温度模拟公式（详见第五章第一节的相关论述），计算获得的早期岩石的锆石饱和温度tzr（˚C）介于574～755 ˚C，平均690 ˚C，此温度低于I 型花岗岩的锆石饱和温度平均值781 ˚C（King，et al，1997）。晚期岩石为714～756 ˚C，平均745 ˚C，此温度值略低于S 型花岗岩的锆石饱和温度平均值764 ˚C（King，et al，1997）。因此形成卡拉库鲁木复式岩体的岩浆熔融均是在较低温度下形成的。

卡拉库鲁木复式岩体早期岩石具有中偏低的Sr 含量（223×10－6～385×10－6，平均297×10－6，<400×10－6）和Eu 的弱负异常（δEu 为0.80～0.99，平均0.90）表明源岩熔融的残留相中含有斜长石（张旗，等，2006；曹玉亭，等，2010）。中偏高的Yb（1.79×10－6～3.54×10－6，平均2.57×10－6，>1.5×10－6）含量说明源区无石榴石残留（张旗，等，2006；曹玉亭，等，2010），因此其熔融残留相的矿物组合可能为斜长石＋角闪石（表5-1-2），可推断该岩石的形成压力中等（≈8×105 kPa）（Defant and Drummond，1990），这与浙闽型花岗岩的形成深度（30～40 km，张旗，等，2006、2010a）较为一致。

晚期岩石具有低的Sr 含量（67.0×10－6～220×10－6，平均154×10－6，<<300×10－6）和Eu 的强烈负异常（δEu 为0.25～0.60，平均0.47）表明源岩熔融的残留相中含有斜长石（张旗，等，2010a；曹玉亭，等，2010）。中偏高的Yb（2.31×10－6～3.64×10－6，平均2.88×10－6，>2×10－6）含量说明源区无石榴石残留（张旗，等，2006；曹玉亭，等，2010），因此其熔融残留相的矿物组合可能为斜长石＋角闪石，可推断岩石的形成压力中等（≈8×105 kPa）（Defant and Drummond，1990），与浙闽型花岗岩的形成深度（30～40 km，张旗等，2010a）较为一致。

综上所述，可推断复式岩体中早期岩石在温度690 ˚C、压力≈8×105 kPa 的条件下，由下地壳的砂质岩或英云闪长岩（不排除玄武岩源岩的加入）经角闪石的脱水熔融而形成，而晚期岩石在温度745 ˚C、压力≈8×105 kPa 的条件下，由中下地壳的杂砂岩经黑云母的脱水熔融而形成。

3.形成环境分析

从复式岩体主体岩石的岩石组合与构造环境关系示意性图解[图5-3-4（a）]、利特曼-戈蒂里lgτ —lgσ图解[图5-3-4（b）]、Rb—Nb＋Y 和Nb—Y 图解（图5-3-5）和Rb/30—Hf—3*Ta 图解[图5-3-6（b）]可知，该复式岩体均位于活动陆缘岛弧位置，早期岩体属于板块碰撞前的环境，而晚期岩体主要同碰撞期的环境。

从lg[CaO/（K2O＋Na2O）]—SiO2 图解[图5-3-6（a）]中可以看出，卡拉库鲁木复式岩体不论早期岩石还是晚期岩石多数点的投影靠近挤压型的构造环境中，这与前面论述的岩体属造山作用过程中活动陆缘同碰撞期形成钙碱系列岩浆岩相一致，同时也与区域上的地质构造事件相吻合，在加里东期（志留世，卡拉库鲁木复式岩体早期侵位成岩时间）该区发生了西昆仑北带与西昆仑中带所代表的地块的拼接，形成柯岗—库地—他龙—其曼于特蛇绿岩带（邓万明，1995；周辉，等，2000；王志洪，等，2000；刘石华，等，2002；尹得功，等，2013），卡拉库鲁木复式岩体早期岩石在地理位置上处于西昆仑北带与西昆仑中带两地块之间靠近西昆仑中带的位置。

图5-3-4　卡拉库鲁木复式岩体岩石组合示意图（a）和利特曼-戈蒂里图（b）

（a）据 Batchelor and Bowdden，1985；（b）据A.Rittmann，1970

图5-3-5 卡拉库鲁木复式岩体Rb—Nb＋Y 和Nb—Y 图解（据Pearce，et al，1984）

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

图5-3-6　lg[CaO/（K2O＋Na2O）]—SiO2 图解（a）和Rb/30—Hf—3*Ta 图解（b）

（a）据Brown，1982；（b）据Harris，et al，1986

在印支期（三叠纪，卡拉库鲁木复式岩体晚期侵位成岩时间）随着古浅海陆棚的向北俯冲、消减，该区域发生羌塘地块与西昆仑中带和塔里木地块碰撞，昆南洋正式闭合，整个西昆仑地区正式进入大陆构造演化阶段（李博秦，等，2007）。

表5-3-2　三叠纪岩石部分主量、微量元素特征值[×10－6，（La/Yb）N 无单位，P2O5：%]

虽然卡拉库鲁木复式岩体晚期岩石和贝勒克其岩体岩石在岩性（均为二长花岗岩），宏观年龄（前者为212 Ma，后者为236 Ma）、产出环境（均为碰撞造山）及成因类型（均为S 型花岗岩）上具有一致性，但在稀土元素、微量元素特征上也存在显著的差别（表5-3-2），如前者（La/Yb）N、Sr、Zr 元素含量明显低于后者，而Yb、Hf 元素含量较高，这种情况可能与岩浆侵位不同的产出环境及空间位置等有关。前者岩浆侵位主要呈脉体穿插于岩基中，规模较小，空间位置上位于西昆仑中带和西昆仑北带接触带的西侧（两者以库科西力克断裂为界），而后者岩浆侵位主要呈岩珠状产出，规模相对较大，空间位置上位于西昆仑北带的中部。