中国阿尔泰基底性质研究：锆石Hf-O同位素证据
发布时间：2021-04-05 04:38
中国阿尔泰的基底属性是中亚造山带构造演化和成岩成矿研究的关键问题。本次研究对中国阿尔泰地区3例典型古生代花岗岩开展了精细的锆石Hf-O同位素研究。结果显示吉尔塔斯、大桥东和可可托海东花岗岩的锆石普遍存在继承晶核,晶核的U-Pb年龄介于886.1 Ma至1803.7 Ma,重结晶边缘锆石的U-Pb年龄介于392.1 Ma至451.9 Ma,晶核的的εHf（t）值介于-15.03至1.19,重结晶边缘锆石的εHf（t）值介于1.94至6.06,晶核的δ18O值介于10.87‰～14.78‰之间,重结晶边缘的δ18O值介于6.49‰～9.09‰之间。晶核是原岩不完全熔融的产物,重结晶边缘是后期岩浆作用的产物,因此,样品锆石核部和边部不同的Hf-O同位素组成说明岩石成因于古老原岩在年轻的、基性的岩浆加热下发生重熔,二者发生混合后固结成岩。因此,我们认为中国阿尔泰地区可能存在前寒武纪古老基底。
【文章来源】：矿物学报. 2020,40(05)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
a.中亚造山带地质简图；b.中国阿尔泰地区地质简图
吉尔塔斯、大桥东和可可托海东花岗岩的锆石呈短柱状或长柱状，粒径约150～300μm，晶体颗粒呈米黄色。锆石的CL照片中，震荡环带明显，继承核与重结晶锆石边界清晰（图2）。锆石的Th/U比值介于0.32至1.15，为典型岩浆成因锆石。吉尔塔斯、大桥东和可可托海东花岗岩的锆石U-Pb同位素数据列于表1。在吉尔塔斯花岗岩的6个测点中，01号、03号和05号测点的激光剥蚀位置在继承晶上，U-Pb年龄介于673.5 Ma至1645.4 Ma之间；02号、04号和06号测点的激光剥蚀位置在后生锆石边缘上，U-Pb年龄介于425.1 Ma至435.8 Ma之间。在大桥东花岗岩的6个测点中，01号、03号和05号测点的激光剥蚀位置在继承晶上，U-Pb年龄介于908.4 Ma至992.0 Ma之间；02号、04号和06号测点的激光剥蚀位置在后生锆石边缘上，U-Pb年龄介于440.2 Ma至451.9 Ma之间。在可可托海东花岗岩的6个测点中，01号、03号和05号测点的激光剥蚀位置在继承晶上，U-Pb年龄介于886.1 Ma至1803.7 Ma之间；02号、04号和06号测点的激光剥蚀位置在后生锆石边缘上，U-Pb年龄介于392.1 Ma至415.3 Ma之间。
Wang等[22]利用全岩Nd同位素研究，认为阿尔泰晚古生代花岗岩形成于下地壳和地幔物质的混合。随后，Cai等[16]对阿尔泰地区花岗岩开展了锆石Hf同位素研究，并认为其成因于下地壳和新生地壳的熔融，形成于板片窗的构造环境中。最近，Zhang等[29]利用全岩主、微量，Sr-Nd-Hf同位素综合研究，认为阿尔泰花岗岩起源于是地幔物质和大洋沉积物的熔融，并提出了沉积物旋回的观点。吉尔塔斯、大桥东和可可托海东花岗岩的锆石继承晶具有典型的成熟陆壳的Hf-O同位素组成（图3b），重结晶边缘锆石则是新生基性岩浆加入的直接证据。因此，对于上述岩浆源区的争议，本次研究数据更为支持下地壳和新生地壳混合的观点。在中国阿尔泰地区，早-中古生代形成的岩浆岩以I、S型过铝质花岗岩为主[16,29,35]，在泥盆纪达到峰值，并伴有少量基性岩脉的侵入[27,36]。锆石Hf同位素数据显示，古生代花岗岩主要源自亏损地幔或者新生地壳的源区，与中亚造山带增生造山过程具有紧密的成因联系，并反映了区域内复杂的、长期的大陆生长（图4）。本次研究样品的成岩年龄处于区域内花岗岩爆发期，具有很强的代表性，继承晶核与重结晶边缘Hf-O同位素存在显著差异，说明该时期存在异常的壳-幔活动，这很有可能与洋脊俯冲[33]的构造环境中地幔岩浆上涌相关。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Geochemical and geochronological studies of the Aketas granite from Fuyun County, Xinjiang: the implications of the petrogenesis and tectonic setting[J]. Xiaofeng Wei,Xin Zhang,Jiuhua Xu,Rufu Ding,Guorui Zhang,Yong Tang. Chinese Journal of Geochemistry. 2015(04)
[2]阿尔泰造山带伟晶岩年代学及其地质意义[J]. 任宝琴,张辉,唐勇,吕正航. 矿物学报. 2011(03)
[3]Early Paleozoic ridge subduction in the Chinese Altai: Insight from the abrupt change in zircon Hf isotopic compositions[J]. SUN Min1, LONG XiaoPing1,2, CAI KeDa1, JIANG YingDe1, WANG BuYun1, YUAN Chao2, ZHAO GuoChun1, XIAO WenJiao3 & WU FuYuan3 1 Department of Earth Sciences, The University of Hong Kong, Pokfulam Road, Hong Kong, China; 2 Key Laboratory of Isotope Geochronology and Geochemistry, Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, China; 3 State Key Laboratory of Lithospheric Evolution, Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China. Science in China（Series D:Earth Sciences）. 2009(09)
[4]论阿尔泰3号伟晶岩脉的成因[J]. 邹天人,张相宸,贾富义,王汝聪,曹惠志,吴柏青. 矿床地质. 1986(04)
本文编号：3119152
【文章来源】：矿物学报. 2020,40(05)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
a.中亚造山带地质简图；b.中国阿尔泰地区地质简图
吉尔塔斯、大桥东和可可托海东花岗岩的锆石呈短柱状或长柱状，粒径约150～300μm，晶体颗粒呈米黄色。锆石的CL照片中，震荡环带明显，继承核与重结晶锆石边界清晰（图2）。锆石的Th/U比值介于0.32至1.15，为典型岩浆成因锆石。吉尔塔斯、大桥东和可可托海东花岗岩的锆石U-Pb同位素数据列于表1。在吉尔塔斯花岗岩的6个测点中，01号、03号和05号测点的激光剥蚀位置在继承晶上，U-Pb年龄介于673.5 Ma至1645.4 Ma之间；02号、04号和06号测点的激光剥蚀位置在后生锆石边缘上，U-Pb年龄介于425.1 Ma至435.8 Ma之间。在大桥东花岗岩的6个测点中，01号、03号和05号测点的激光剥蚀位置在继承晶上，U-Pb年龄介于908.4 Ma至992.0 Ma之间；02号、04号和06号测点的激光剥蚀位置在后生锆石边缘上，U-Pb年龄介于440.2 Ma至451.9 Ma之间。在可可托海东花岗岩的6个测点中，01号、03号和05号测点的激光剥蚀位置在继承晶上，U-Pb年龄介于886.1 Ma至1803.7 Ma之间；02号、04号和06号测点的激光剥蚀位置在后生锆石边缘上，U-Pb年龄介于392.1 Ma至415.3 Ma之间。
Wang等[22]利用全岩Nd同位素研究，认为阿尔泰晚古生代花岗岩形成于下地壳和地幔物质的混合。随后，Cai等[16]对阿尔泰地区花岗岩开展了锆石Hf同位素研究，并认为其成因于下地壳和新生地壳的熔融，形成于板片窗的构造环境中。最近，Zhang等[29]利用全岩主、微量，Sr-Nd-Hf同位素综合研究，认为阿尔泰花岗岩起源于是地幔物质和大洋沉积物的熔融，并提出了沉积物旋回的观点。吉尔塔斯、大桥东和可可托海东花岗岩的锆石继承晶具有典型的成熟陆壳的Hf-O同位素组成（图3b），重结晶边缘锆石则是新生基性岩浆加入的直接证据。因此，对于上述岩浆源区的争议，本次研究数据更为支持下地壳和新生地壳混合的观点。在中国阿尔泰地区，早-中古生代形成的岩浆岩以I、S型过铝质花岗岩为主[16,29,35]，在泥盆纪达到峰值，并伴有少量基性岩脉的侵入[27,36]。锆石Hf同位素数据显示，古生代花岗岩主要源自亏损地幔或者新生地壳的源区，与中亚造山带增生造山过程具有紧密的成因联系，并反映了区域内复杂的、长期的大陆生长（图4）。本次研究样品的成岩年龄处于区域内花岗岩爆发期，具有很强的代表性，继承晶核与重结晶边缘Hf-O同位素存在显著差异，说明该时期存在异常的壳-幔活动，这很有可能与洋脊俯冲[33]的构造环境中地幔岩浆上涌相关。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Geochemical and geochronological studies of the Aketas granite from Fuyun County, Xinjiang: the implications of the petrogenesis and tectonic setting[J]. Xiaofeng Wei,Xin Zhang,Jiuhua Xu,Rufu Ding,Guorui Zhang,Yong Tang. Chinese Journal of Geochemistry. 2015(04)
[2]阿尔泰造山带伟晶岩年代学及其地质意义[J]. 任宝琴,张辉,唐勇,吕正航. 矿物学报. 2011(03)
[3]Early Paleozoic ridge subduction in the Chinese Altai: Insight from the abrupt change in zircon Hf isotopic compositions[J]. SUN Min1, LONG XiaoPing1,2, CAI KeDa1, JIANG YingDe1, WANG BuYun1, YUAN Chao2, ZHAO GuoChun1, XIAO WenJiao3 & WU FuYuan3 1 Department of Earth Sciences, The University of Hong Kong, Pokfulam Road, Hong Kong, China; 2 Key Laboratory of Isotope Geochronology and Geochemistry, Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, China; 3 State Key Laboratory of Lithospheric Evolution, Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China. Science in China（Series D:Earth Sciences）. 2009(09)
[4]论阿尔泰3号伟晶岩脉的成因[J]. 邹天人,张相宸,贾富义,王汝聪,曹惠志,吴柏青. 矿床地质. 1986(04)
本文编号：3119152
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