西天山阿吾拉勒西段石炭纪花岗岩与暗色包体岩石成因及地质意义

西天山出露的古生代岩浆岩的岩石成因及动力学背景对于恢复区域构造演化历史具有重要意义。笔者选取阿吾拉勒西段巩乃斯种羊场北西地区的花岗岩及其中暗色包体进行了岩石学研究、锆石U-Pb年代学和岩石地球化学分析。研究表明暗色包体为细粒闪长岩,闪长质包体K_(2)O=0.93~2.50,K_(2)O/Na_(2)O=0.20~0.21,A/CNK=0.83~0.87,里特曼指数σ=2.33~3.02,为准铝质钙碱性岩石系列。寄主花岗岩K_(2)O=2.92~3.48,含量较高,K_(2)O/Na_(2)O=0.60~0.79,里特曼指数σ=1.87~2.17,A/CNK=1.01~1.04,为弱过铝质钙碱性系列岩石,属I型花岗岩。二者均富集大离子亲石元素Rb、Ba、Pb等,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti,稀土总量较低,轻稀土元素相对富集,重稀土元素相对亏损。闪长质包体无显著Eu、Sr异常,而花岗岩具明显的负Eu异常,且Sr、P、Ti元素强烈亏损。锆石U-Pb测年结果显示花岗岩成岩年龄为(320.0±2.7)Ma,属晚石炭世早期;闪长质包体成岩时代为(344.5±1.4)Ma,属早石炭世中期。闪长质包体类型为捕掳体,是寄主花岗质岩浆上位过程中捕获的围岩。岩石地球化学和年代学特征揭示二者有不同的成因,闪长质包体为早期北天山洋南向俯冲过程中形成的,而花岗岩侵位于后碰撞伸展环境,是由于软流圈上涌加热导致基性下地壳部分熔融而成。综合区域地质资料分析,早晚石炭世之交很可能是西天山区域构造体制转换的重要阶段,即由碰撞挤压环境转化为伸展拉张环境。