西昆仑上其木干岩体岩石成因及地质意义——地球化学及U-Pb年代学证据

上其木干岩体位于新疆阿克陶县上其木干,区域上沿乔拉克克-苏盖特-阿加尔东断裂呈NW-SE向带状分布。岩性主要为二长花岗岩,SiO_2含量为66.06%~75.13%,Al_2O_3含量为12.45%~14.78%,(K_2O+Na_2O)平均含量为8.82%,K_2O/Na_2O均值为1.25,铝指数A/CNK(0.89~0.98)<1.1,属高钾偏铝质钙碱性系列。岩石稀土元素总量中等(∑REE=231×10^(-6)~404×10^(-6)),轻重稀土元素分异明显,球粒陨石标准化配分模式为平滑右倾型,δEu平均为0.17,具有明显的Eu亏损;明显富集相容元素Ni、Co、Cr、V,不相容元素Rb、Th以及高场强元素Zr、Hf等元素,强烈亏损Ba、Sr、P和Ti元素,相对亏损Nb和Ta元素。采用LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年,得到二长花岗岩的^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄为225.4±1.9 Ma(MSWD=6.0),认为岩体属于晚三叠世早期的岩浆活动产物。岩石地球化学特征和微量元素判别图解显示岩石为壳幔岩浆混合成因,具有A型花岗岩特点,形成于后碰撞伸展阶段的张性环境,标志着西昆仑造山带在晚三叠世早期造山作用的结束和板内构造演化的开始,为后碰撞环境向板内伸展环境的过渡,同时也标志着古特提斯洋在该区晚三叠世早期恰好完全闭合。

西昆仑上其木干花岗岩锆石饱和温度和Ti温度的地质意义

通过对上其木干花岗岩进行锆石微量元素和全岩主量元素分析,借助锆石饱和温度和Ti地质温度,反演岩浆源区的温度,进一步分析花岗岩的形成环境。锆石具有典型岩浆岩锆石向左倾斜的稀土元素配分模式,即轻稀土元素明显亏损、重稀土元素明显富集,具有显著的Ce正异常和Eu负异常。锆石饱和温度计算结果表明,上其木干花岗岩的锆石饱和温度介于772~829℃之间,平均值为800℃,属于高温花岗岩。锆石Ti地质温度的平均最低温度为614℃,平均最高温度为634℃,花岗岩中锆石形成的温度在614~634℃之间。结合锆石微量元素特征、锆石饱和温度和Ti温度与Th/U、10000/Hf的关系,可以判断上其木干花岗岩可能形成于西昆仑造山带增厚的岩石圈下部发生拆沉作用所导致的幔源岩浆底侵,岩浆结晶分异过程中发生了锆石的重结晶或存在多期岩浆(熔体-流体)注入事件。岩浆形成热源可能与羌塘地块沿着康西瓦大断裂和塔里木地块碰撞拼贴结束后,于后碰撞板内伸展体制下导致的软流圈上涌、幔源岩浆的底侵作用有关。