西准噶尔南部晚石炭世中-酸性火山岩成因机制及其对准噶尔洋闭合时限的约束

西准噶尔地区广泛分布石炭纪岩浆岩类,了解它们的成因和形成机制可为揭示准噶尔洋盆晚古生代构造格局和发展演化以及约束古大洋闭合时限提供重要依据。本文报道了西准噶尔南部哈拉阿拉特山地区晚石炭世中酸性火山岩的岩石学、锆石U-Pb年代学以及地球化学特征。岩石学研究表明其岩性主要为安山岩、英安质安山岩、流纹英安斑岩和流纹岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明哈拉阿拉特山地区中酸性火山岩年龄为308~305 Ma,为晚石炭世中晚期。中酸性火山岩均相对富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损Nb、Ta等高场强元素,富钠贫钾,属于低钾拉斑中钾钙碱性系列岛弧火山岩。其中安山岩和英安质安山岩具有较高SiO_(2)(56.15%~66.13%)、Al_(2)O_(3)(16.03%~17.94%)、Na_(2)O(3.44%~5.59%)、Sr((364~576)×10^(-6))含量和Na_(2)O/K_(2)O(3.20~6.40)、Sr/Y(33.5~55.6)比值,贫MgO(1.59%~2.68%)、Y((10.0~16.0)×10^(-6))和Yb((1.08~1.83)×10^(-6))的特征,并且具有Eu正异常(δEu=1.09~1.22),属于典型的埃达克岩,是经俯冲的洋壳板片在石榴角闪岩相发生部分熔融而成,且熔融产生的埃达克质熔体在上升过程中未与上覆地幔橄榄岩发生明显交代作用;流纹岩和流纹英安斑岩具有高的SiO_(2)(69.59%~75.03%)和全碱(w(Na_(2)O+K_(2)O)=7.81%~8.89%)、极低的TFe 2O 3(0.94%~1.57%)和MgO(0.12%~0.97%)含量以及弱负Eu异常(δEu=0.63~1.00)等特征,为准铝质I型流纹岩,是下地壳镁铁质岩石部分熔融的产物,很可能有少量幔源岩浆混入。综合本文数据并结合研究区大量前人已发表的岩浆岩类研究成果,认为西准噶尔南部地区在晚石炭世中晚期仍处于岛弧弧后盆地演化体系,准噶尔洋的闭合时限可能至少推迟至早二叠世早期之后。

新疆西准噶尔乌尔禾地区早二叠世A1型花岗岩成因及其地质意义

新疆西准噶尔南部地区出露的中酸性花岗岩以I型和A_(2)型花岗岩为主。本文通过对哈拉阿拉特山南麓乌尔禾地区新发现的A_(1)型碱长花岗斑岩进行详细的岩石学、锆石U-Pb年代学及地球化学研究,旨在准确厘定其形成时代,揭示岩石成因和构造背景。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示碱长花岗斑岩形成于295.0±1.8 Ma,为早二叠世初期岩浆活动产物。地球化学研究表明碱长花岗斑岩具有A型花岗岩特征。岩石显示高硅(SiO2=73.72%~76.79%)、富碱(K_(2)O+Na_(2)O=7.70%~8.60%)、高TFeO/MgO(24.1~244,仅2件样品<16)、10^(4)×Ga/Al(3.73~5.20)、(Zr+Nb+Ce+Y)(1010×10^(-6)~2425×10^(-6))和锆饱和温度(978~1039℃),低镁(MgO=0.01%~0.11%)和铝(Al_(2)O_(3)=11.55%~12.01%),强烈亏损Ba、Sr、Eu、P、Ti以及高ε_(Nd)(t)正值(+7.76~+11.9)等特征。与区域晚石炭世晚期—早二叠世早期的A_(2)型花岗岩相比,乌尔禾碱长花岗斑岩相对富Nb(43.4×10^(-6)~122×10^(-6)),且具有较低的Y/Nb(0.46~2.24)比值,属准铝质A_(1)型花岗岩。综合以上数据并结合前人大量研究成果,我们认为乌尔禾A_(1)型碱长花岗斑岩和区域同时期的A_(2)型花岗岩均形成于由俯冲板片后撤诱发的弧后伸展环境。在弧后伸展体制下,热的软流圈地幔上涌,底侵加热由亏损地幔衍生而来的年轻镁铁质下地壳物质,使其发生低程度部分熔融,最终在地壳浅部形成了相对富Nb的乌尔禾A_(1)型碱长花岗斑岩。