新疆阿尔泰造山带花岗岩类研究现状

2015-12-21杜超辉

新疆有色金属 2015年1期

关键词：阿尔泰造山黑云母

杜超辉

（新疆地质矿产勘查开发局第四地质大队阿勒泰836500）

新疆阿尔泰造山带花岗岩类研究现状

杜超辉

（新疆地质矿产勘查开发局第四地质大队阿勒泰836500）

阿尔泰造山带横跨中、俄、哈、蒙四国边界，是中亚造山带的主要组成部分，发育大量的花岗岩类侵入体。前人对其矿物学、岩石学、地球化学、年代学等做过大量的研究。各种类型的研究都有其存在的合理性，也有其片面性或单一性，需要有更深入的研究，未来研究趋势是综合矿物学、岩石学、年代学、地球化学及大地构造的综合性研究，来探讨造山带的增生及地壳生长。

阿尔泰造山带花岗岩类研究现状

中亚造山带是全球最大的显生宙增生造山带(Sengor et al.,1993)和陆壳生长区(Jahn et al.,2000a, 2000b;Pachett&Samson,2003)。增生造山和陆壳生长一直是该造山带研究的重要内容。该造山带一个显著特点是发育巨量的、具有年轻幔源组分特点的花岗岩类,它们是研究上述问题的重要对象。

阿尔泰造山带位于中国、蒙古、俄罗斯、哈萨克斯坦四国的交界处，是中亚造山带的重要组成部分（Sengor et al.,1993;Xiao et al.,2009,2010），占据着特殊的地位，经历了古生代双向增生和中新生代陆内造山作用（肖序常等，1992；何国琦等，1994）。该带构造活动和造山作用复杂，岩浆活动频繁，花岗质岩石分布广泛。前人已对中国阿尔泰花岗岩类做了大量的研究工作，并取得丰富的成果（如邹天人等，1988;王中刚等，1998;肖序常等，1992;赵振华等，1993;何国琦等，1994;李华芹等，1998;王登红等，2002;Yuan et al., 2007;王涛等，2010），认为阿尔泰花岗岩类具有多时代、多类型、多来源的特征，形成于多种构造环境。

花岗岩类是组成大陆地壳的主要岩石。研究大陆岩石圈的结构、组成、演化和造山带的增生及地壳生长，必然涉及到花岗岩类的年代学、成因类型和分类问题。这些成果的取得，必然通过年花岗岩类年代学、岩石学和岩石地球化学等类型的研究。各种类型的研究都有其存在的合理性，也有其片面性或单一性，需要有更深入的研究。

1 区域地质背景

新疆北部阿尔泰是中国西北乃至整个中亚地区一条重要的成矿带，大地构造上位于西伯利亚板块和哈萨克斯坦-准噶尔板块的结合部位，是哈萨克斯坦阿尔泰的东延部分，中国境内长约500 km，NW向与哈萨克斯坦的矿区阿尔泰（南部）和俄罗斯的山区阿尔泰（北部）相连，SE向与蒙古的戈壁阿尔泰相接。该造山带构造运动比较剧烈，带内有多条断裂沿北西-南东向分布，主要断裂有额尔齐斯断裂、玛尔卡库里断裂、克兹加尔断裂、冲乎尔断裂、阿巴宫-库尔提断裂、巴寨断裂及卡拉先格尔断裂等。该区域内岩浆活动剧烈，发育大量的花岗岩类（图1）。

图1 阿尔泰造山带区域地质及花岗岩类分布略图（据杨富全等，2010修改）

2 阿尔泰造山带花岗岩类时代及空间分布

前人通过锆石LA-ICP-MS U-Pb定年、锆石SHRIMP定年及全岩-矿物Rb-Sr等时线年龄等定年方法获得年龄显示，阿尔泰显生宙花岗岩类从寒武纪到侏罗纪均有发育。在已有研究基础上,本文进一步收集了境内外阿尔泰花岗岩的锆石年龄,阿尔泰花岗岩的时代主要集中在奥陶纪-侏罗纪,可大致分为5个期次。

2.1 中晚奥陶世花岗岩（470～440 Ma）

目前,该期花岗岩主要发现于中国阿尔泰,有可靠锆石年龄的有4个岩体(Wang et al.,2006;Sun et al., 2008;刘锋等，2009；柴凤梅等，2010),出露于阿尔泰中部和南部,形态多为长条状,发育透入性条带状、片麻状构造,其组构具有岩浆流动向高温固态流动连续过渡的特点,这是同构造岩体及同侵位变形特征。岩石类型主要为黑云母斜长质、英云闪长质、花岗闪长质片麻岩。

2.2 晚志留世-泥盆纪花岗岩（425～360 Ma）

该期花岗岩广泛发育于阿尔泰造山带,已经获得大量锆石年龄,显示几乎连续的长的演化历史,但经过年龄数据的仔细处理,以8 Ma为间隔,可以进一步区分出两期峰值,即早期(425～390 Ma)和晚期(380～360 Ma)。425～390Ma岩体分布较广,在中国阿尔泰有几十个岩体,岩石类型主要为黑云母花岗闪长岩、二长花岗岩,发育不同程度的片麻状构造,有些呈现条带状片麻理,有些为石英和长石单矿物的定向片麻理。一些岩体(如可可托海岩体)发育面理、线理,呈现S-L组构。380～360 Ma岩体主要发育于阿尔泰北部和中部,主要为黑云母花岗闪长岩、二长花岗岩,变形相对较弱。

2.3 早石炭世（碱性）花岗岩（355～318 Ma）

该期岩体发育于中国阿尔泰东南部,为典型的碱性花岗岩(如布尔根岩体,王中刚等,1990)和黑云母花岗岩。

2.4 早二叠世花岗岩（290～270 Ma）

该期侵入岩分布较广,主要分布在造山带南缘及额尔齐斯一带。个别岩体发育于造山带内部。多数岩体为圆形和不规则形态,无变形,仅额尔齐斯断裂带内的一些花岗岩显示有变形(童英等,2007;孙桂华等,2009)。

2.5 早中生代花岗岩（245～190Ma）

前人(Chen et al.,2000)研究显示,一些Rb-Sr和 Ar-Ar年龄也反映中国阿尔泰发育晚中生代花岗岩和成矿作用。阿尔泰早中生代花岗岩的年龄集中在196～245 Ma,大致可分为两期∶245～228 Ma和225～196 Ma。245～228 Ma侵入岩多出露在蒙俄哈阿尔泰地区,主要岩石类型为黑云母和二云母花岗闪长岩、二长花岗岩及淡色花岗岩。这些岩石又被细晶质到伟晶质的白云母和白云母电气石淡色花岗岩岩株和岩脉侵入。225～196 Ma侵入岩阿尔泰分布较广,主要为黑云母(二云母)二长花岗岩、黑云母碱长花岗岩。

3 阿尔泰造山带岩石学和岩石化学特征

根据岩石学、岩石化学与稀土元素地球化学特征，区内花岗岩类分为两个成岩系列：加里东期成岩系列和阿尔泰成岩系列。它们包括了各个成岩时代与不同岩石类型和成因类型的岩石，反映着不同的大地构造发展阶段与构造环境。成岩系列的岩石大部分为英云闪长岩，一部分为花岗闪长岩与石英闪长岩。

与中国平均花岗岩相比，加里东期花岗岩硅、碱含量明显偏低。钙、镁、铁含量偏高，从英云闪长岩-花岗闪长岩-黑云母花岗岩，硅、碱含量逐渐升高；钙、镁、铁含量逐渐降低。DI、AR、A／NKC值依次提高。阿尔泰花岗岩系列中，岩浆型花岗岩的硅、碱含量明显高于加里东期花岗岩与中国平均花岗岩，钙、镁、铁含量则较低。从似斑状黑云母(二云母)花岗岩-中粒黑云母花岗岩-二云母花岗岩-白云母花岗岩，硅、碱含量、DI、AR及A／NKC值有增高的趋势，但是变化幅度不大。加里东期一海西期片麻状黑云母花岗岩的化学成分很不均一，各样品间各种氧化物的含量变化幅度不大。但是其平均含量仍然接近于岩浆型花岗岩，仅全碱含量、DI、AR值稍低，钙、镁、铁含量稍高。从英云闪长岩-花岗闪长岩-黑云母花岗岩-碱性花岗岩类-碱长花岗岩，全碱含量、DI、AR值增高，钙、镁含量降低。一部分碱性花岗岩的钠质火成岩系数(Na2O+K2O)／Al2O3＞l(克分子比)。它们的全碱含量、DI及AR值是区内花岗岩类中最高的。

根据前人对阿尔泰造山带花岗岩的岩石化学、稀土元素组成研究，归纳出区内花岗岩类划分为I、S、A、I-S过渡型四种成因类型。

4 结语

对目前花岗岩类的各类的研究做了以上简短的介绍，归纳总结如下：花岗岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年、锆石SHRIMP定年、全岩-矿物Rb-Sr及Ar-Ar定年法等，年龄的获得对我们认识岩体的形成时代、岩浆活动时代以及与花岗岩有关的矿床的形成时代有重要的指导意义。岩石化学、微量元素及稀土元素的研究，帮助我们去认识和了解花岗岩的成因类型、物质来源以及寻找与花岗岩有关的矿产有重要的意义。以上内容的研究，使我们在对花岗岩的认识上有了更大的进步与提高。

花岗岩类的研究未来发展趋势是综合矿物学、岩石学、年代学、地球化学及大地构造的综合性研究，来探讨造山带的增生及地壳生长。

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收稿：2015-01-09