北阿尔金地区超基性岩地球化学特征及其成矿潜力分析

北阿尔金地区经历了新元古代中期—早寒武世北阿尔金洋裂解形成及扩张、中寒武世—晚奥陶世北阿尔金洋双向俯冲-增生和早志留世—早泥盆世北阿尔金洋碰撞造山作用,在漫长的构造演化过程中保留了较多的基性-超基性岩体,地球化学研究显示,北阿尔金地区至少存在两种构造环境下的超基性岩。第一种超基性岩的微量元素特征显示其几乎没有受到地壳物质的混染,铂族元素含量低于原始地幔,推断其可能来源于原始地幔20%左右的部分熔融,形成于大陆裂谷的构造环境,为洋盆快速拉张时期幔源岩浆的快速上升侵位,代表了北阿尔金洋的初始裂解期间的岩浆活动。第二种超基性岩源区较为复杂,经历了较为强烈的地壳物质的混染,该组样品所在的蛇绿岩带具有俯冲带环境下蛇绿岩的特征,可能形成于汇聚背景下的弧后盆地环境,洋壳的俯冲携带大量的水及大陆边缘陆壳物质进入地幔岩浆源区,代表了北阿尔金地区在早古生代的古洋盆的俯冲消减过程。第一组样品的m/f值平均为1.64,为无矿的富铁质超基性岩,不具有Cu-Ni成矿潜力,铂族元素分析显示,其母岩浆可能为玄武质岩浆和超镁铁质岩浆混合的结果,为硫不饱和岩浆,经历过有限的硫化物熔离作用;第二组样品的铂族元素和Ni的含量较高,主要来源于地幔,未经历硫化物的熔离作用,m/f值平均17.95,为与铬铁矿有关的镁质超基性岩,具有形成铬铁矿的潜力,但形成铜镍硫化物矿床的潜力不大。

北阿尔金地区早古生代洋壳俯冲时限:来自斜长花岗岩和花岗闪长岩的证据

蛇绿岩在不同演化阶段自身形成的花岗质岩石和侵入到蛇绿岩中的花岗质岩石对于蛇绿岩的精确定年具有重要意义,是揭示洋壳俯冲时限的有力证据。对北阿尔金红柳沟—拉配泉蛇绿岩中斜长花岗岩和花岗闪长岩的锆石U-Pb及Lu-Hf同位素分析表明,红柳沟斜长花岗岩和花岗闪长岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果分别为(501±3)Ma和(496±2)Ma,表明北阿尔金洋的俯冲时限可能开始于中寒武世或更早。斜长花岗岩和花岗闪长岩的锆石εHf(t)值均为正值,结果分别为1.6~5.6和3.3~6.9,反映其源区均为亏损型地幔。全岩地球化学分析结果表明,斜长花岗岩具有高Si O2、高Sr、低Y和相应的高Sr/Y等类似于埃达克质岩石的特征,可能来自热的洋壳俯冲到石榴角闪岩相条件下变基性岩发生小比例部分熔融形成,且其形成深度应该在40~50 km;花岗闪长岩属于高钾钙碱性系列岩石,可能代表了岛弧环境下下地壳基性岩石部分熔融的产物。年代学分析表明,北阿尔金洋可能存在南北双向俯冲,并且北阿尔金洋向北俯冲可能略早于向南俯冲。北阿尔金和北祁连的俯冲时限对比研究表明,北阿尔金早古生代缝合带是北祁连早古生代缝合带的西延部分。