东天山新元古代—古生代大地构造格架与演化新认识

基于基础地质调查获得的新资料,对涉及东天山新元古代—古生代大地构造演化格局存在争议或认识模糊的准噶尔-吐哈地块、北天山洋盆和康古尔洋盆的属性及相互时空关联进行了重新界定。提出准噶尔-吐哈地块为相对刚性的、深部为0.8~0.55Ga新生地壳但表层存在>1.0Ga古老陆壳残片的具有大洋高原性质的统一块体,北界范围随着北部边缘的裂拚演化过程而随时间发生变化。基于对吐哈地块与中天山之间新发现的大草滩蛇绿岩以及其他蛇绿混杂岩带的系统梳理,提出古生代两阶段不同性质的洋盆演化模型。具有显著不同板块分隔意义的北天山洋盆主要出现于寒武—中泥盆世,代表长期分隔准噶尔-吐哈地块与中天山-塔里木板块的主大洋,而康古尔古洋盆是石炭纪—早二叠世早期叠加在已经缝合的北天山洋盆的古大陆边缘体系之上重新打开的持续时间较短的有限小洋盆。结合近年来其他相关研究新成果,重新构建了东天山地区新元古代—古生代构造演化模型。

东天山卡拉塔格复式岩体的时代、成因及构造意义

东天山位于中亚造山带最南部,记录了中亚造山带晚期的俯冲增生过程,然而早古生代一些关键地质演化过程仍存在争议,特别是大南湖-头苏泉带的构造属性、俯冲起始时间及俯冲极性。本文选取大南湖-头苏泉带北缘的卡拉塔格复式岩体开展了系统的年代学和地球化学工作,以揭示该带早古生代构造演化过程。锆石U-Pb定年结果显示,花岗岩、花岗闪长岩和辉长闪长岩分别形成于434±4 Ma、442±2 Ma和445±4 Ma,表明该复式岩体主要形成于早志留世。花岗岩和花岗闪长岩均显示低磷(P_(2)O_5<0.1%)、富钠(K_(2)O/Na_(2)O≤0.5)、准铝质-弱过铝质(A/CNK=0.57~1.24,0.91~1.03)的钙碱性I型花岗岩特征。样品具有较低的Sr/Y(1.9~4.5,8.1~11.4)和(La/Yb)N值(1.6~2.4,2.4~3.0),较高的ε_(Hf)(t)(+12.7~+15.5,+11.0~+14.7)和ε_(Nd)(t)值(+7.0~+7.5,+7.1~+7.7),以及年轻的二阶段Hf模式年龄(426~589Ma,485~722Ma)和Nd模式年龄(559~603Ma,555~598Ma),表明花岗岩和花岗闪长岩是年轻下地壳部分熔融的产物。辉长闪长岩相对富集大离子亲石元素(LILE)、高度不相容元素,亏损高场强元素(HFSE),显示典型的与俯冲相关的岩浆的地球化学特征;其较高的MgO含量(5.26%~5.54%),亏损的ε_(Hf)(t)(+12.1~+15.7)和ε_(Nd)(t)值(+7.1~+7.3),说明母岩浆来源于亏损地幔。辉长闪长岩高的Ce/Nb(11.5~16.1)和低的Th/La值(0.11~0.13)指示地幔源区经历了板片流体的交代作用。综合前人对该地区早古生代岩浆活动的研究成果,我们认为大南湖-头苏泉带岩浆弧早志留世处于康古尔洋向北俯冲的洋内弧环境,且俯冲开始时间不晚于早志留世。