新疆南天山泥盆纪钙碱性侵入岩的形成时代、地球化学特征及构造意义

发布时间：2019-07-15 09:36

【摘要】：南天山位于中亚造山带南部,塔里木盆地北缘。长期以来,有关其在古生代时期的演化规律、南天山古洋盆的俯冲方式、俯冲作用规模、持续时间及闭合时限等科学问题研究都是地学界的热点。本研究报道了出露于南天山造山带南缘(塔里木克拉通北缘)的咔拉吾勒及欧西达坂古生代钙碱性侵入岩的锆石U-Pb-Hf同位素及地球化学数据,其中咔拉吾勒细粒闪长岩、欧西达坂花岗闪长岩及钾长花岗岩的年龄分别为413.2±5.5Ma、407.3±5.1Ma及409.3±5.2Ma,都形成于早泥盆世。结合前人对研究区欧西达坂石英闪长岩的年代学(418.4±2.2Ma)及地球化学数据,确定了泥盆纪时期南天山南缘发育一套钙碱性的闪长岩-石英闪长岩-花岗闪长岩-花岗岩的岩石组合,各岩体表现出相近的时空分布及地球化学特征,判断各岩石应为同源岩浆结晶分异的产物。欧西达坂花岗闪长岩的锆石Lu-Hf同位素数据显示出较大范围的176Hf/177Hf比值(0.282185~0.282901)、εHf(t)值(-12.0~12.9)及t DM2模式年龄(573~2149Ma),体现出新老地壳物质混染的特征,指示其母岩浆为混合岩浆。结合各岩石富集大离子亲石元素(LILE)(如:Rb、Ba、Th、Sr),亏损高场强元素(HFSE)(如:Nb、Ta、Zr、Hf)及低Nb/Ta比值等特征,本研究推断该岩石组合为弧岩浆岩系列,其母岩浆可能产生于俯冲消减构造环境下新生玄武质岩浆与老陆壳重熔酸性岩浆的混合,并经历了一定的结晶分异而成岩。进一步的综合分析表明,南天山南缘古生代中期一系列岩浆活动的时代至少从晚奥陶世一直持续到晚石炭世-早二叠世,而南天山古洋盆至少于奥陶纪期间向北(伊犁-中天山地块)发生单向俯冲。晚奥陶世-泥盆纪期间,其东、西两段的俯冲极性或有所不同,西段或为持续的北向俯冲,东部地区为向南北双向俯冲,塔里木北缘在该侧转变为活动大陆边缘。本研究旨在为南天山造山带古生代期间的构造演化提供一定的约束条件。
文内图片：

图片说明：图1亚洲大地构造图(a)和南天山古生代侵入岩空间分布图(b)(据郭瑞清等，2013修编)及卡拉吾勒-欧西达坂地区区域地质图(c，据新疆地矿局区域地质测量大队，1975①，1984②修编)Fig.1SketchmapshowingthelocationoftheCAOBandotherorogeniccollagesinAsia(a)anddistributionmapshowingthePaleozoicintrusiverocksinthesouthTianshanMountains(b)(afterGuoetal.，2013)andsimphlifiedgeologicalmapoftheregionsinKalawuleandOuxidaban(c)义等，1999;朱志新等，2006;高俊等，2009;Gaoetal.，2009，2011;韩宝福等，2004;Hanetal.，2011;尼加提·阿布都逊等，2013)、二叠纪至三叠纪闭合(张立飞等，2005;李曰俊等，2009;Xiaoetal．，2009，2013)的争论。随着研究的深入，对于南天山古洋盆的构造属性及演化过程取得了一些进展，但是由于南天山地区野外地质环境相对恶劣，交通条件不便，上述一些科学问题仍然未能很好解决，例如南天山洋盆的俯冲方式、俯冲作用的规模、持续时间及闭合时限?同时前人的研究也可看出，古生代中期的志留纪-泥盆纪处于南天山古洋盆构造转化的关键时期，而对于该时期造山带演化的关键证据-钙碱性侵入岩的研究则显得尤为重要。本文报道了出露于南天山造山带西南缘(塔里木克拉通北缘)咔拉吾勒及欧西达坂的泥盆纪钙碱性侵入岩，通过详细的野外地质调查、岩相学、岩石地球化学结合锆石U-Pb-Hf同位素研究，讨论岩石成因及构造意义。结合前人的研究成果，旨在为南天山的形成及演化提供证据和约束条件。2区域地质及岩相学咔拉吾勒及欧西达坂一带的中酸性侵入岩出露于南天山造山带西南部。其中咔拉吾勒岩体位于库车县以北咔拉吾勒-库尔干一带，呈不规则长条状，近东西向展布，长约贾晓亮等:新疆南天山泥盆纪钙碱性侵?
文内图片：

图片说明：图2咔拉吾勒及欧西达坂钙碱性侵入岩样品野外及镜下照片Fig.2Fieldandmicroscopicphotographsofthestudiedintrusiverocks20km，分布面积约为60km2(图1c)。该岩体完全侵位于泥盆系萨阿尔明组地层中。岩体由花岗岩、花岗闪长岩、闪长岩等中酸性岩石组成。本研究所采集样品为闪长岩，中细粒等粒结构，块状构造，主要由斜长石(60%～70%)、角闪石(25%～30%)、黑云母(10%～15%)组成。斜长石呈近半自形板状，大小0.3～1mm，定向分布，被绢云母、黝帘石交代。角闪石呈近半自形柱状，大小0.5～1mm，定向分布，局部发生绿泥石或绿帘石化。黑云母呈片状，片直径0.5～1mm，定向分布，部分被绿泥石交代(图2a，d)。欧西达坂岩体位于南天山南缘黑英山-色日牙克一带，距库车县库如力村约10km，近东西向展布(图1c)。岩体北部侵入于泥盆系萨阿尔明组地层，南部为库车前陆盆地，主要发育石炭系虎拉山组火山碎屑岩、二叠系皮尔包古兹组碎屑岩及灰岩、三叠系俄霍布拉克组碎屑岩以及侏罗系米斯布拉克组及克拉苏组陆相沉积地层。岩体主要由石英闪长岩，花岗闪长岩及钾长花岗岩组成。本文采集花岗闪长岩及钾长花岗岩样品。花岗闪长岩为中粗粒等粒结构、块状构造，可见暗色包体，斜长石含量55%～60%，石英含量25%，钾长石含量10%，角闪石含量5%，黑云母含量5%。副矿物为磁铁矿、锆石、磷灰石、榍石。斜长石呈近半自形板状，定向分布，钾长石他形粒状，大小一般0.3～1mm。石英呈他形粒状，大小一般1～2mm。黑云母片直径0.5～2mm，定向分布，角闪石半自形柱状，大小一般0.5～1mm(图2b，e)。钾长花岗岩中斜长石含量为20%～25%，钾长石含量约为50%，石英含量25%～30%，黑云母含量少。斜长石呈近半自形板状，大小一般2～2.5mm，杂乱分布，钾长石呈近半自形-
【作者单位】：中国科学院新疆生态与地理研究所新疆矿产资源研究中心;中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室;西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室;中国科学院地质与地球物理研究所矿产资源重点实验室;新疆大学地质与矿业工程学院;中国地质科学院地质研究所;
【基金】：中国科学院“西部之光”人才培养引进计划(2016-QNXZ-B-14) “973”项目(2012CB4166006) 国家自然科学基金项目(41502213)联合资助
【分类号】：P588.12

【相似文献】