新疆北部二叠纪基性岩墙群岩浆作用及其动力学背景

林瑶 汤庆艳 张铭杰 焦建刚 陈思童 虎啸

摘要：新疆北部西准噶尔、吐哈盆地、东天山、西天山以及塔里木东北缘广泛发育的二叠纪（260～290 Ma）基性岩墙群与塔里木大火成岩省形成时代相近。基性岩墙群主量元素与MgO含量具有较好的相关性，富集Rb、Ba和Sr等大离子亲石元素以及轻稀土元素，亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素，无明显Eu异常，与岛弧岩浆特征相似。εNd（t）值为-1125～786，初始N（87Sr）/N（86Sr）值为0.703～0.710。西天山基性岩墙群亏损轻稀土元素，塔里木东北缘亏损Sr。新疆北部二叠纪基性岩墙群岩浆可能起源于富集型软流圈地幔源区，岩浆演化过程中存在不同程度的地壳物质或俯冲交代岩石圈地幔的混染，其中西准噶尔、东天山、西天山和吐哈盆地岩墙经历了板片俯冲流体交代的岩石圈地幔混染，东天山及塔里木东北缘基性岩墙在岩浆演化过程中受到明显的地壳物质混染。新疆北部二叠纪基性岩墙群可能是地幔柱岩浆作用不同演化过程的产物。

关键词：地幔柱；混染；岩浆演化；基性岩墙；二叠纪；新疆

中图分类号：P583；P595文献标志码：A

0引言

基性岩墙群通常形成于大陆伸展背景下，由源自软流圈地幔或岩石圈地幔的玄武质岩浆，经过演化分异或地壳物质混染侵位形成，蕴含丰富的地幔源区和深部动力学信息，对古陆块重建及大陆地壳演化具有重要意义[16]。放射状基性岩墙群的会聚区指示岩浆源的中心位置，是地幔柱的证据之一[713]。新疆北部属于中亚造山带，在早石炭世晚期古天山洋闭合之后[1415]直到早二叠世进入碰撞造山期和后碰撞的伸展阶段[1617]，广泛发育基性岩墙群[1829]。笔者总结了新疆北部广泛发育的二叠纪基性岩墙的分布、岩石学特征、形成时代以及地球化学特征，并与同时期的塔里木和峨眉山地幔柱的基性岩墙[3031]

地球化学特征进行比较，探讨了二叠纪基性岩墙的岩浆作用过程及其动力学背景。

1岩墙分布、岩石学特征和形成时代

新疆北部发育的二叠纪基性岩墙群的分布受区域构造裂隙的控制，主要出露于西准噶尔、西天山、东天山、吐哈盆地以及塔里木东北缘（图1）。岩墙走向与区域内的主要断层走向一致，总体走向NW—SE （280°～350°） 、NE—SW（30°～60°），单个岩墙的出露宽度从几厘米至七八米，长度由几米至几十千米不等[18，2022，28]。不同区域基性岩墙群的发育程度有一定差别，以位于库鲁克塔格地块核心地带的阔克苏地区最为密集[21]。

图件引自文献[32]，有所修改

图1新疆北部二叠纪基性岩墙分布

Fig.1Distribution of Permian Mafic Dyke in the Northern of Xinjiang

西准噶尔基性岩墙群主要产出于早石炭世火山岩硅质岩和花岗岩之中[1819]；吐哈盆地基性岩墙群主要侵位于石炭系火山沉积岩和侵入岩以及前寒武系变质岩[20，22]；西天山地区基性岩墙主要侵位于上石炭统沉积岩和花岗岩以及二叠系玄武岩中[28]；东天山基性岩墙群主要侵位于晚古生代的花岗岩及前寒武纪的变质岩中[28]；塔里木东北缘地区（库鲁克塔格地块）基性岩墙群侵位于二叠纪之前的各类地质体中[21]。

基性岩墙群岩性主要以辉绿岩为主[18，2022，28]，岩石呈灰绿—黑绿色，具辉绿结构、块状构造，矿物成分主要为斜长石（体积分数约50%）和辉石（约25%），其余为少量的角闪石、磷灰石和磁铁矿等矿物。斜长石自形程度较高，呈柱状，其三角形空隙被他形单斜辉石充填，构成典型的辉绿结构，部分岩墙存在微弱的蚀变，如单斜辉石的绿泥石化。

基性岩墙群的锆石SHRIMP、LAICPMS UPb年龄和全岩KAr年龄为260～290 Ma（表1），与区内共生的玄武岩、辉长岩、流纹岩、正长岩及塔里木大火成岩省基性岩墙的形成时代基本一致[3339]。其中，准噶尔盆地的基性岩墙时代较新，为260～271.5 Ma，吐哈盆地和西天山的基性岩墙根据地层推测其形成时代可能为二叠世[22，28]。

2岩墙地球化学特征

2.1主量元素

新疆北部二叠纪基性岩墙群全岩化学分析数据

摘要：新疆北部西准噶尔、吐哈盆地、东天山、西天山以及塔里木东北缘广泛发育的二叠纪（260～290 Ma）基性岩墙群与塔里木大火成岩省形成时代相近。基性岩墙群主量元素与MgO含量具有较好的相关性，富集Rb、Ba和Sr等大离子亲石元素以及轻稀土元素，亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素，无明显Eu异常，与岛弧岩浆特征相似。εNd（t）值为-1125～786，初始N（87Sr）/N（86Sr）值为0.703～0.710。西天山基性岩墙群亏损轻稀土元素，塔里木东北缘亏损Sr。新疆北部二叠纪基性岩墙群岩浆可能起源于富集型软流圈地幔源区，岩浆演化过程中存在不同程度的地壳物质或俯冲交代岩石圈地幔的混染，其中西准噶尔、东天山、西天山和吐哈盆地岩墙经历了板片俯冲流体交代的岩石圈地幔混染，东天山及塔里木东北缘基性岩墙在岩浆演化过程中受到明显的地壳物质混染。新疆北部二叠纪基性岩墙群可能是地幔柱岩浆作用不同演化过程的产物。

关键词：地幔柱；混染；岩浆演化；基性岩墙；二叠纪；新疆

中图分类号：P583；P595文献标志码：A

0引言

基性岩墙群通常形成于大陆伸展背景下，由源自软流圈地幔或岩石圈地幔的玄武质岩浆，经过演化分异或地壳物质混染侵位形成，蕴含丰富的地幔源区和深部动力学信息，对古陆块重建及大陆地壳演化具有重要意义[16]。放射状基性岩墙群的会聚区指示岩浆源的中心位置，是地幔柱的证据之一[713]。新疆北部属于中亚造山带，在早石炭世晚期古天山洋闭合之后[1415]直到早二叠世进入碰撞造山期和后碰撞的伸展阶段[1617]，广泛发育基性岩墙群[1829]。笔者总结了新疆北部广泛发育的二叠纪基性岩墙的分布、岩石学特征、形成时代以及地球化学特征，并与同时期的塔里木和峨眉山地幔柱的基性岩墙[3031]

地球化学特征进行比较，探讨了二叠纪基性岩墙的岩浆作用过程及其动力学背景。

1岩墙分布、岩石学特征和形成时代

新疆北部发育的二叠纪基性岩墙群的分布受区域构造裂隙的控制，主要出露于西准噶尔、西天山、东天山、吐哈盆地以及塔里木东北缘（图1）。岩墙走向与区域内的主要断层走向一致，总体走向NW—SE （280°～350°） 、NE—SW（30°～60°），单个岩墙的出露宽度从几厘米至七八米，长度由几米至几十千米不等[18，2022，28]。不同区域基性岩墙群的发育程度有一定差别，以位于库鲁克塔格地块核心地带的阔克苏地区最为密集[21]。

图件引自文献[32]，有所修改

图1新疆北部二叠纪基性岩墙分布

Fig.1Distribution of Permian Mafic Dyke in the Northern of Xinjiang

西准噶尔基性岩墙群主要产出于早石炭世火山岩硅质岩和花岗岩之中[1819]；吐哈盆地基性岩墙群主要侵位于石炭系火山沉积岩和侵入岩以及前寒武系变质岩[20，22]；西天山地区基性岩墙主要侵位于上石炭统沉积岩和花岗岩以及二叠系玄武岩中[28]；东天山基性岩墙群主要侵位于晚古生代的花岗岩及前寒武纪的变质岩中[28]；塔里木东北缘地区（库鲁克塔格地块）基性岩墙群侵位于二叠纪之前的各类地质体中[21]。

基性岩墙群岩性主要以辉绿岩为主[18，2022，28]，岩石呈灰绿—黑绿色，具辉绿结构、块状构造，矿物成分主要为斜长石（体积分数约50%）和辉石（约25%），其余为少量的角闪石、磷灰石和磁铁矿等矿物。斜长石自形程度较高，呈柱状，其三角形空隙被他形单斜辉石充填，构成典型的辉绿结构，部分岩墙存在微弱的蚀变，如单斜辉石的绿泥石化。

基性岩墙群的锆石SHRIMP、LAICPMS UPb年龄和全岩KAr年龄为260～290 Ma（表1），与区内共生的玄武岩、辉长岩、流纹岩、正长岩及塔里木大火成岩省基性岩墙的形成时代基本一致[3339]。其中，准噶尔盆地的基性岩墙时代较新，为260～271.5 Ma，吐哈盆地和西天山的基性岩墙根据地层推测其形成时代可能为二叠世[22，28]。

2岩墙地球化学特征

2.1主量元素

新疆北部二叠纪基性岩墙群全岩化学分析数据

摘要：新疆北部西准噶尔、吐哈盆地、东天山、西天山以及塔里木东北缘广泛发育的二叠纪（260～290 Ma）基性岩墙群与塔里木大火成岩省形成时代相近。基性岩墙群主量元素与MgO含量具有较好的相关性，富集Rb、Ba和Sr等大离子亲石元素以及轻稀土元素，亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素，无明显Eu异常，与岛弧岩浆特征相似。εNd（t）值为-1125～786，初始N（87Sr）/N（86Sr）值为0.703～0.710。西天山基性岩墙群亏损轻稀土元素，塔里木东北缘亏损Sr。新疆北部二叠纪基性岩墙群岩浆可能起源于富集型软流圈地幔源区，岩浆演化过程中存在不同程度的地壳物质或俯冲交代岩石圈地幔的混染，其中西准噶尔、东天山、西天山和吐哈盆地岩墙经历了板片俯冲流体交代的岩石圈地幔混染，东天山及塔里木东北缘基性岩墙在岩浆演化过程中受到明显的地壳物质混染。新疆北部二叠纪基性岩墙群可能是地幔柱岩浆作用不同演化过程的产物。

关键词：地幔柱；混染；岩浆演化；基性岩墙；二叠纪；新疆

中图分类号：P583；P595文献标志码：A

0引言

基性岩墙群通常形成于大陆伸展背景下，由源自软流圈地幔或岩石圈地幔的玄武质岩浆，经过演化分异或地壳物质混染侵位形成，蕴含丰富的地幔源区和深部动力学信息，对古陆块重建及大陆地壳演化具有重要意义[16]。放射状基性岩墙群的会聚区指示岩浆源的中心位置，是地幔柱的证据之一[713]。新疆北部属于中亚造山带，在早石炭世晚期古天山洋闭合之后[1415]直到早二叠世进入碰撞造山期和后碰撞的伸展阶段[1617]，广泛发育基性岩墙群[1829]。笔者总结了新疆北部广泛发育的二叠纪基性岩墙的分布、岩石学特征、形成时代以及地球化学特征，并与同时期的塔里木和峨眉山地幔柱的基性岩墙[3031]

地球化学特征进行比较，探讨了二叠纪基性岩墙的岩浆作用过程及其动力学背景。

1岩墙分布、岩石学特征和形成时代

新疆北部发育的二叠纪基性岩墙群的分布受区域构造裂隙的控制，主要出露于西准噶尔、西天山、东天山、吐哈盆地以及塔里木东北缘（图1）。岩墙走向与区域内的主要断层走向一致，总体走向NW—SE （280°～350°） 、NE—SW（30°～60°），单个岩墙的出露宽度从几厘米至七八米，长度由几米至几十千米不等[18，2022，28]。不同区域基性岩墙群的发育程度有一定差别，以位于库鲁克塔格地块核心地带的阔克苏地区最为密集[21]。

图件引自文献[32]，有所修改

图1新疆北部二叠纪基性岩墙分布

Fig.1Distribution of Permian Mafic Dyke in the Northern of Xinjiang

西准噶尔基性岩墙群主要产出于早石炭世火山岩硅质岩和花岗岩之中[1819]；吐哈盆地基性岩墙群主要侵位于石炭系火山沉积岩和侵入岩以及前寒武系变质岩[20，22]；西天山地区基性岩墙主要侵位于上石炭统沉积岩和花岗岩以及二叠系玄武岩中[28]；东天山基性岩墙群主要侵位于晚古生代的花岗岩及前寒武纪的变质岩中[28]；塔里木东北缘地区（库鲁克塔格地块）基性岩墙群侵位于二叠纪之前的各类地质体中[21]。

基性岩墙群岩性主要以辉绿岩为主[18，2022，28]，岩石呈灰绿—黑绿色，具辉绿结构、块状构造，矿物成分主要为斜长石（体积分数约50%）和辉石（约25%），其余为少量的角闪石、磷灰石和磁铁矿等矿物。斜长石自形程度较高，呈柱状，其三角形空隙被他形单斜辉石充填，构成典型的辉绿结构，部分岩墙存在微弱的蚀变，如单斜辉石的绿泥石化。

基性岩墙群的锆石SHRIMP、LAICPMS UPb年龄和全岩KAr年龄为260～290 Ma（表1），与区内共生的玄武岩、辉长岩、流纹岩、正长岩及塔里木大火成岩省基性岩墙的形成时代基本一致[3339]。其中，准噶尔盆地的基性岩墙时代较新，为260～271.5 Ma，吐哈盆地和西天山的基性岩墙根据地层推测其形成时代可能为二叠世[22，28]。

2岩墙地球化学特征

2.1主量元素

新疆北部二叠纪基性岩墙群全岩化学分析数据