新疆欧西达坂花岗质岩体地球化学特征和锆石LA-ICP-MS定年:西南天山古生代洋盆俯冲作用过程的启示

本文对出露于南天山南缘断裂带的欧西达坂岩体进行了系统的岩石学、地球化学和锆石U-Pb年代学研究,重点讨论了其岩石成因、源区性质及其大地构造意义。岩体主要由石英闪长岩、二长花岗岩和花岗斑岩组成,并且显示了强烈的后期变形特征。LA-ICP-MS微区定年获得了两组年龄:421±3Ma,273±2Ma,前者为二长花岗岩结晶年龄,而后者则代表了南天山后碰撞伸展走滑作用的时代。地球化学特征显示,二长花岗岩的SiO2含量介于65.16%～75.50%之间,Mg#值低(0.23～0.41),A/CNK=0.86～1.15,为过铝-强过铝质,钙碱-高钾钙碱系列花岗岩;(La/Yb)N为4.40～6.32,δEu=0.58～0.77。与二长花岗岩相比,石英闪长岩的SiO2含量较低(55.46%～58.29%),相对富钛、钙、铁、铝和MgO等;铝饱和指数A/CNK=0.88～1.04,Mg#值高(0.45～0.50),为钙碱性系列。二长花岗岩的(La/Yb)N为7.84～9.48,δEu=0.52～0.78。在原始地幔标准化蛛网图上,样品均明显富集Rb、Ba、Th、K等大离子亲石元素和LREE,亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素。而二长花岗岩表现为更加亏损Nb、Ta、P、Ti等元素,并具有明显的Sr负异常。该岩体高的Al2O3、La/Nb、Th/Ta值和原始地幔标准化图解中Nb-Ti的负异常说明该套岩石形成于板块边缘环境或来自岛弧环境下的陆壳源区。石英闪长岩可能来源于镁铁质岩浆底侵导致的下地壳部分熔融,二长花岗岩可能是来自于中下地壳的无水熔融。欧西达坂岩体体现了南天山洋早古生代向南短暂而局部的平坦的低角度板片俯冲。综合区域地质资料分析推测在早古生代南天山洋可能存在双向俯冲,从而形成同一洋盆中的蛇绿岩在南天山南北两侧的就位;而在晚古生代南天山洋一直向北俯冲,具有长期、多阶段的特征。

塔里木北缘欧西达坂岩体锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄和地球化学特征及构造意义

欧西达坂岩体位于塔里木盆地北缘,通过岩石学、地球化学和年代学研究,探讨了该岩体的形成环境及构造意义。LA-ICP-MS锆石U-Pb测量获得该岩体年龄为(408.7±3.1)Ma,形成于早泥盆世。地球化学特征显示:Si O_2含量为60.29%～63.02%,Al_2O_3为14.92%～15.85%,A/NCK值为0.853～0.956,属准铝质岩石;稀土元素球粒陨石标准化曲线显示轻稀土富集,重稀土亏损,轻重稀土分馏明显,La_N/Yb_N值6.80～8.59,δEu值0.71～0.81;原始地幔蛛网图上,Rb、Th、K、Ba等大离子亲石元素和Hf十分富集,而高场强元素Nb、Ta、Ti、P等相对亏损。结合区域地质特征,推断欧西达板岩体形成于板块边缘环境。

南天山欧西达坂岩体热演化历史与隆升过程分析--来自Ar-Ar和(U-Th)/He热年代学的证据

天山造山带晚古生代以来的隆升剥露过程与带内矿床形成后的保存潜力密切相关．本文报道了新的角闪石／斜长石Ar-Ar年龄和锆石／磷灰石（u-Th）／He年龄，为重建南天山中段地区欧西达坂岩体完整的构造一热演化历史提供年代学基础，结合前人研究成果分析了冷却速率及剥蚀速率变化特征，对南天山中段晚古生代以来的热演化历史及隆升剥蚀历史进行了探讨．同位素定年结果显示，角闪石Ar—Ar坪年龄为（382．6±3．6）Ma，斜长石Ar-Ar加权平均年龄为（265．8±4．9）Ma，锆石与磷灰石（u．Th）／He年龄分别为（185．8±4．3）和（31．1±2．9）Ma．热演化历史及模拟结果表明，南天山中段地区晚古生代至今的构造一热演化历史可以大致分为5个阶段：（1）志留纪末至晚泥盆世岩体平均冷却速率约7．84℃／Myr；（2）晚泥盆世至中二叠世末期，岩体的平均冷却速率约2．07℃／Myr；（3）中二叠世末到始新世中期岩体平均冷却速率降至0．68℃／Myr，此期间总体地质运动较为平缓；（4）新生代始新世期间（约46～35Ma）N天山中段地区发生了一期快速隆升剥蚀事件，岩体冷却速率突升至5．00℃／Myr，剥蚀量达到1．83km，平均剥蚀速率0．17mm／a；（5）始新世中期（约35Ma）至今，平均冷却速率约为1．14℃／Myr，隆升速度仍然较快，剥蚀量约为1．33km，平均剥蚀速率约0．04mnga．新生代以来天山的剧烈隆起抬升受控于印亚碰撞的远程效应，远程作用在天山的响应具有一定的滞后效应．

南天山洋古生代期间俯冲作用过程探讨

南天山洋的演化历史是中亚造山带研究中关键的问题,目前对古生代期间南天山洋的俯冲极性、俯冲方式等问题仍然存在着争议。南天山造山带南部地区近东西向出露一系列中酸性侵入岩,本文以其中的欧西达坂石英闪长岩为对象,开展了系统的岩石学、地球化学和同位素年代学研究。地球化学特征显示其富集Rb、Ba、K、Pb等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素,轻稀土元素较重稀土元素富集,稀土配分曲线呈右倾的"海鸥"型,为典型的俯冲成因钙碱性系列岩浆岩,锆石LA-ICP-MS微区定年获得418.4±2.2Ma的206Pb/238U加权平均年龄。结合区域地质背景及前人成果,初步认为塔里木板块北缘至少在志留纪时期已由被动大陆边缘转变成活动大陆边缘,中泥盆世开始又转变为被动大陆边缘;早古生代阶段南天山洋的演化以双向俯冲为主,向南为短期、脉冲式或间歇式的正常高角度俯冲过程,至中泥盆世结束;向北则为长期、多阶段性的俯冲。