西南天山乌什县晚三叠世镁铁-超镁铁质层状杂岩体年代学及地球化学研究

胡朝斌，李培庆，辜平阳，陈锐明，查显锋，庄玉军

(1.中国地质调查局西安地质矿产研究所，西安 710054；2.中国地质大学地球科学与资源学院，北京 100083)

西南天山乌什县晚三叠世镁铁-超镁铁质层状杂岩体年代学及地球化学研究

胡朝斌1，李培庆2，辜平阳1，陈锐明1，查显锋1，庄玉军1

(1.中国地质调查局西安地质矿产研究所，西安 710054；2.中国地质大学地球科学与资源学院，北京 100083)

镁铁-超镁铁质层状杂岩体被认为是岩石圈伸展的重要标志之一，携带有丰富的地幔信息，是研究地幔物质组成、深部地质作用的绝佳对象。西南天山乌什县北巴勒的尔喀克沟地区新发现的镁铁-超镁铁质岩体具有层状杂岩特征，获得辉长岩锆石U-Pb年龄为224±4 Ma，属于晚三叠世。岩石地球化学分析显示富水、富碱、轻稀土富集、重稀土亏损以及明显富集Th、U、Nb、Ta、La、Ce不相容元素等特征，指示其源自于含水的富集型地幔源区，是石榴石二辉橄榄岩较低程度部分熔融的产物。其原生岩浆可能为富铁、钛的高镁玄武质岩浆，岩石系列主要受分离结晶作用控制，同化混染作用影响小。该期岩浆活动于南天山洋盆闭合、板块的碰撞造山活动之后的陆内造山阶段，代表了板块拉伸背景下幔源岩浆演化的产物，指示西南天山地区在三叠纪末可能存在一期岩石圈伸展事件。

西南天山；镁铁-超镁铁质；层状杂岩

0 引言

镁铁-超镁铁质岩携带有丰富的地幔信息，是研究地幔物质组成、深部地质作用的绝佳对象[1～2]。层状岩体还具有独特的层状韵律旋回特征，被认为是研究岩浆分异、混合以及地壳混染的“最佳天然实验室”[3]。研究表明，镁铁-超镁铁质层状杂岩体主要与岩石圈的伸展有关，具体可以形成于不同的构造环境，如大陆裂谷[4～5]、地幔柱活动有关的环境[1,6～7]以及造山后的伸展环境[8]。其地幔源区以及岩浆性质也是多样的，可以利用岩石地球化学区分和识别[9～10]。因此，通过对镁铁-超镁铁层状杂岩体的岩石成因、岩浆作用过程的研究，可以了解地幔源区的特征、深部地质作用的过程，并能为判断区域构造环境提供重要约束。

天山造山带是中亚巨型复合造山系的组成部分，是古亚洲洋在形成、演化和消亡过程中伴随着的陆壳增生、俯冲-消减-碰撞造山和拼合的产物[11～13]。多数学者认为古亚洲洋在天山地区复杂的增生造山作用晚古生代就已经结束[14～18]，而天山地区中生代以来地幔特征、岩浆活动(印支期)、构造演化过程及深部动力学机制一直模糊不清。一些学者通过花岗质岩浆研究，认为区域上印支期岩浆事件依然受控于南天山洋消减闭合后的伸展体制[19～21]；刘畅等[22]则认为印支期的岩浆作用是早二叠世开始的陆内裂谷的延续；还有学者认为印支期岩浆是特提斯洋于海西晚期—印支早期向北俯冲远程效应引起的陆内岩浆活动[23～24]。与此同时，有学者通过对区域上三叠纪碱性岩、煌斑岩的研究，认为中生代以来的天山地区存在有富集型的地幔源区[21～22]。研究区所在的西南天山处于中亚造山带和塔里木克拉通接壤部位，晚古生代以来主要以被动陆缘沉积为主[25～27]，岩浆岩零星出露，难以有效约束区域上该时期的地幔属性及深部动力学机制。本研究团队在西南天山乌什县北新发现了晚三叠世碱性镁铁-超镁铁质层状杂岩体，针对这些岩石开展详细研究，可以为制约地幔源区特征、构造属性、深部动力学机制等问题提供一些关键的证据。

1 地质特征

本研究团队在西南天山乌什县北巴勒的尔喀克沟地区发现镁铁-超镁铁质层状杂岩体，其大地构造位置属于前人厘定的西南天山晚古生代构造岩浆岩带(见图1a)。该层状杂岩体整体呈北东—南西向侵位于下石炭统甘草湖组钙质粉砂岩、泥质板岩中。目前已厘定出数十条枝状(脉状)产出的镁铁-超镁铁质岩体(见图1b)，并伴随有镁铁质细脉，产状主要受层间裂隙控制。岩体厚度变化于100～200 m之间，延伸约1 km。岩体与围岩接触带上可见明显的冷凝边(图2a)，而其内部则有明显的层状分异特征，可见橄榄辉石岩-辉石岩-辉长岩-辉石闪长岩(闪长岩)层状韵律(图2c—2e)，不同的岩性层厚度变化大，主体以辉石岩层、辉长岩层为主，厚5～10 m，橄榄辉石岩层厚度一般1～2 m，闪长岩层或者辉石闪长岩层厚度通常小于1 m。不同岩性层之间界线渐变过渡，表现为矿物种类(主要为橄榄石和辉石)、含量以及结晶程度的连续变化(见图2d)。此外，相伴产出的基性岩脉(见图2b)与层状岩体产状一致，厚度1～3 m，延伸小于300 m。

图1 研究区区域地质示意图(a，底图修改自杨树锋等[28])及研究区地质简图(b)Fig.1 Regional geological map and geological sketch map of study area

岩石镜下特征见图3。橄辉岩、辉石岩具有正堆晶结构、似斑状结构、嵌晶结构，主要堆晶相为橄榄石、单斜辉石，其次为斜方辉石，基质富含角闪石(见图3a—3c)。橄榄石多蛇纹石化，少量保存完好，辉石多透闪石(纤闪石)化；辉长岩(辉石闪长岩)为辉长-辉绿结构，斜长石自型—半自型，辉石以普通辉石为主，半自型，局部透闪石化。角闪石为自型、长柱状，长轴略定向。此外，可见少量的钛铁矿(图3d、3e)；闪长岩中角闪石呈自型、短柱状，表面黏土化，但仍保留有六边形轮廓。长石呈它型充填，此外可见较多的长柱状、针状磷灰石(图3f)。

2 锆石同位素年龄

2.1 样品采集与测试分析方法

测试样品采自于层状杂岩体中的辉长岩，去除风化面，选取蚀变程度低、结晶较好的岩石样品(5004-3)进行分析测试工作。样品碎样和锆石挑选工作在河北省廊坊区域地质矿产调查研究所实验室完成，锆石的制靶和阴极发光(CL)显微照相在西北大学大陆动力学教育部重点实验室完成，锆石U-Pb年代学分析测试在国土资源部岩浆作用成矿与找矿重点实验室利用LA-ICP-MS完成。应用Glitter(Ver 4)程序对获得的锆石U-Pb年龄数据进行计算分析，利用208Pb矫正法对普通Pb进行校正，利用NIST610作为外标、Si29作为内标校正锆石微量元素，采用Isoplot(ver 3)绘制锆石U-Pb年龄谐和图、计算MSWD值，具体步骤参考相关文献[29～30]。

2.2 锆石U-Pb测试分析结果

在辉长岩样品中挑选了约400粒锆石，用LA-ICP-MS方法对具有典型岩浆锆石特征(阴极发光图像具典型震荡生长环带，锆石粒径50～150 μm，为柱状自形晶体，长宽比1.5～3之间)的锆石(见图4)进行分析测试，获得了17个有效年龄数据(见表1)。17个测点Th、U含量高，Th/U比值为0.29～1.63，平均值0.64(>0.4)，与岩浆锆石特征[31]一致。所测得的206Pb/238U年龄值十分集中，在 (216±3)～(231±6) Ma之间，206Pb/238U的加权平均年龄为224±4 Ma(见图4，MSWD=1.25，N=17)。根据2015年国际地质年代表，该年龄属于晚三叠世诺利期。

a—岩体侵入边界；b—岩脉；c—橄辉岩；d—辉石岩与辉长岩；e—层状韵律特征图2 巴勒的尔喀克沟岩体野外宏观特征Fig.2 Outcrop photos of the layered Mafic-ultramafic intrusions

a—橄辉岩(-)；b—蛇纹石化、透闪石化橄辉岩(+)；c—含橄榄辉石岩(+)；d—辉长岩(+)；e—辉石闪长岩(+)；f—闪长岩(-)；Ol—橄榄石；Opx—斜方辉石；Cpx—单斜辉石；Tr—透闪石；Ser—蛇纹石；Hb—角闪石；Pl—斜长石；Mt—磁铁矿；Ilm—钛铁矿；Ap—磷灰石图3 巴勒的尔喀克沟岩体岩石镜下特征Fig.3 Microscope characteristics of the Baladikagou pluton

图4 辉长岩锆石阴极发光图像、U-Pb年龄协和图Fig.4 CL images of zircons, U-Pb concordia diagram

分析号Pb/10-6Th/10-6U/10-6Th/U年龄/Ma比值207Pb/206Pb1σ207Pb/235U1σ206Pb/238U1σ207Pb/206Pb1σ207Pb/235U1σ206Pb/238U1σ协和度5004/3/11051725950.29487.2122.49244.312.18219.73.690.05690.0030.27200.0150.034670.00060.115004/3/2361161980.59328.9157.34237.115.14227.84.340.05300.0040.26310.0190.035970.00070.045004/3/329911610.56325.5227.15234.322.01225.15.640.05290.0060.25960.0270.035540.00090.045004/3/4801944430.44221.7155.43229.814.21230.44.300.05060.0040.25400.0180.036390.000705004/3/517732810570.31575.780.48249.88.24216.32.980.05920.0020.27890.0100.034120.00050.155004/3/6512302700.85269.6173.93221.815.63217.14.460.05160.0040.24420.0190.034250.00070.025004/3/7472352510.94174.0188.49214.516.22218.04.620.04960.0040.23530.0200.034390.0007-0.025004/3/81122656320.42467.5120.60251.112.21228.13.810.05640.0030.28050.0150.036020.00060.15004/3/91506638110.82220.1142.26229.012.90229.64.050.05050.0030.25300.0160.036250.000705004/3/101086135461.12339.5114.16237.710.86227.23.590.05330.0030.26380.0140.035870.00060.055004/3/1153254332930.16468.577.53245.77.68222.93.150.05640.0020.27380.0100.035180.00050.15004/3/12631173540.33253.6323.41221.330.24218.27.910.05130.0080.24350.0370.034430.00130.015004/3/13796193791.63253.6368.79233.536.71231.66.550.05130.0090.25850.0460.036580.00150.015004/3/14502092640.79435.0178.48246.318.10227.25.100.05560.0050.27460.0230.035880.00080.085004/3/151123066530.47382.1115.05239.111.14225.13.770.05430.0030.26550.0140.035530.00060.065004/3/16842174650.47595.1137.03263.614.93228.14.410.05980.0040.29640.0190.036020.00070.165004/3/17702753970.69238.6165.99224.314.95223.34.530.05100.0040.24720.0180.035250.00070

3 地球化学特征

3.1 样品采集和分析方法

选取较为新鲜的样品，去除风化面后分装、标号。样品的主量、微量、稀土元素测试在国土资源部研究作用成矿与找矿重点实验室完成，主量元素氧化物测定采用X荧光光谱，微量元素、稀土元素测试通过电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)进行。测试结果见表2、表3。

表2 样品全岩主量(%)及微量元素(10-6)分析结果

Table 2 Major elements and trace elements analysis data

表3 样品全岩主量(%)及微量(10-6)元素分析结果

Table 3 Major elements and trace elements analysis data

3.2 主量元素特征

样品去除挥发分后的标准化值显示，橄辉岩、辉石岩SiO2含量较高(43.93%～47.21%)，多数与基性岩相当，根据暗色矿物含量归为超镁铁质岩。MgO、FeOt、TiO2、Al2O3、CaO含量高，K2O、Na2O、P2O5含量低，其中橄辉岩MgO平均19.25%，FeOt平均11.92%，TiO2平均2.13%；辉石岩MgO平均15.33%，FeOt平均12.54%，TiO2平均3.08%。橄辉岩Mg#值平均为77.12，辉石岩Mg#值平均为74.29均高于地幔原始岩浆值，具有堆晶岩的特征。

辉长岩(层状)SiO2含量46.62%～50.81%，MgO(平均10.75%)、FeOt(平均12.26%)、TiO2(平均3.23%), Mg#值平均为64.69，富Al2O3(平均12.68%)、CaO(平均7.77%)。基性岩脉具有与辉长岩一致的SiO2含量，MgO相对较高，平均为13.29%，Mg#值平均为67.7，接近地幔原始岩浆值。闪长岩与辉石闪长岩SiO2含量46.94%～54.36%，富Al2O3(平均12.68%)、CaO(平均7.77%)，TiO2(平均3.48%)，FeOt(平均10.99%)，全碱含量高(K2O+Na2O平均为6.11%)，MgO含量较低(辉石闪长岩平均6.11%，闪长岩平均4.70%)，Mg#值分别平均为52.7、48.6，明显低于原始岩浆值，具有分异残留岩浆特征。在Zr/TiO2*0.0001-Nb/Y分类图解(见图5)中，所有岩石样品均位于碱性系列区域内。

3.3 稀土、微量元素特征

从超镁铁质岩到镁铁质岩岩石稀土元素总量(∑REE)逐渐增加(橄辉岩159.03×10-6，辉石岩251.48×10-6，辉长岩(基性岩脉)251.73×10-6，辉石闪长岩351.38×10-6，闪长岩399.67×10-6)。所有岩石样品稀土元素粒陨石标准化后配分模式图中均表现为轻稀土富集、重稀土亏损的配分模式(见图6)。轻重稀土分异明显，LREE/HREE(轻重稀土元素比值)为3.95～6.06，LaN/YbN值为12.00～20.76，Eu平坦或弱负异常(δEu=0.74～1.05)，与OIB特征一致。在原始地幔标准化的微量元素蛛网图(图6)中，不同岩性特征总体相似，指示其为同源岩浆演化的产物。Th、U、Nb、Ta、La、Ce等不相容元素明显富集，具有OIB特征。Rb、Ba、Sr等活泼大离子亲石元素丰度具有不同程度的亏损或富集，其中Sr的贫化与δEu值的变化无明显相关性，因而不应该由斜长石分离结晶作用所致，可能与这些元素抗蚀变能力较弱有关。

标准化值、OIB值据Sun[33]图6 稀土元素球粒陨石标准化配分模式图(左)、微量元素原始地幔标准化蛛网图(右)Fig.6 Chondrite-normalized REE patterns (left) and Spider plot of trace element of samples (right)

4 讨论

4.1 岩浆源区及原生岩浆

镁铁-超镁铁质层状杂岩体的地幔源区也是多样的。活动大陆边缘和造山后伸展环境的镁铁质岩浆主要起源于交代地幔的部分熔融[34-35]，裂谷或者地幔柱活动环境的岩浆活动则与软流圈地幔上涌有关，主要源自于富集型的地幔源区[36-37]，同时也可能有岩石圈地幔的参与[38]。本研究所获得岩石样品地球化学特征均亏损重稀土，明显富集LREE以及Th、U、Nb、Ta等不相容元素，接近OIB。利用Zr、La、Ba、Nb等具有相近分配系数的元素的比值可以指示源区[39]。本研究样品Zr/Nb值平均为5.78，明显低于原始地幔(～14.8)与亏损地幔(～30)。在Nb-Zr和Y-Zr判别图(见图7a、7b)上，样品也远离亏损地幔与过渡地幔区，全部落在了靠近富集地幔的区域[40]。

该岩石轻、重稀土分馏明显，指示源区可能存在残留的石榴石；而在 (Tb/Yb)N-(La/Sm)N图解(见图8a)中，岩石均落在了石榴石稳定区，说明该岩浆部分熔融主要发生于石榴石区，深度>80 km[41]。Ce/Y-Zr/Nb图解投图结果表明该岩浆可能源自亏损-原始石榴石二辉橄榄岩较低程度(0.5%～3%)的部分熔融(见图8b)[42]。此外，样品中的H2O+含量高(2.18%～5.12%)，一般认为水在橄榄石、辉石以及斜长石中为不相容组分，且所有的样品(包括早期结晶相)均可见到岩浆成因的角闪石，部分还可见黑云母，指示其岩浆源区富水，水的加入会降低液相线，这可能是导致地幔发生部分熔融的因素之一。

图7 Zr-Nb和Zr-Y图解[40](图例同图6)Fig.7 Diagrams of Zr-Nb and Zr-Y

图8 球粒陨石标准化(Tb/Yb)N-(La/Sm)N[41]和Ce/Y-Zr/Nb[42]图解(图例同图6)Fig.8 The chondrite-normalized (Tb/Yb)N-(La/Sm)N and Ce/Y-Zr/Nb diagrams

对层状岩体原生岩浆成分的确认是分析其岩石成因、源区性质、部分熔融物理化学条件的关键。但目前对层状岩体原生岩浆的确认并没有很好的手段与方法，主要基于矿物与岩浆之间的平衡，通过堆晶的成分以及堆晶矿物的出现顺序来估算。该方法只能最大程度地接近原生岩浆，并不能直接代表原生岩浆成分。而层状杂岩体的外接触带细粒冷凝边或者同时期形成的小岩体、岩脉或岩墙，在岩浆形成之后受分异作用影响小，在没有岩浆混合的情况下其成分可能直接代表了原生岩浆[43]。同时还可以利用Mg#加以鉴别(与地幔橄榄岩平衡的原生岩浆的 Mg#=0.65～0.75)[44～46]。巴勒的尔喀克沟岩体伴随发育有若干基性岩脉，其出露产状、主微量元素、稀土元素特征均与层状岩体保持一致，表明具有同源性。Mg#值平均为67.7，与地幔橄榄岩平衡的原生岩浆一致，因而这些岩脉岩石成分大体可以代表原始岩浆，其SiO2含量平均为48.1%(去除挥发分，下同)，MgO含量平均为13.29%，TiO2含量平均为3.08%，FeOt含量平均为13.30%，为富铁、钛的高镁玄武质岩浆。

4.2 岩浆分异和演化过程

从野外特征而言，岩浆多顺围岩层系界面侵入，接触界线较为平直，发育明显的冷凝边、烘烤边，但岩体内未发现围岩捕掳体，岩浆与围岩物质交换特征不显著。岩石地球化学研究证明，镁铁质岩浆同化地壳物质会导致SiO2、K2O以及Zr、Hf、Rb、Ba等大离子亲石元素富集，并升高La/Nb、Zr/Nb比值，降低Ti/Yb、Ce/Yb比值[46]。分离结晶作用不会影响岩浆中Ce、Pb以及Zr、La、Nb、U等具有相近分配系数的元素的比值[47]，因此可以用Nb/U和Ce/Pb等比值识别大陆地壳的混染作用。大陆地壳的Nb/U和Ce/Pb比值较低(Ce/Pb值小于15，Nb/U值9～12)，而具有较高的Zr/Nb、La/Nb、Rb/Nb、Th/La比值(Zr/Nb约16.2，La/Nb约2.2，Rb/Nb约4.7，Th/La约0.2)[47～48]。本研究样品的Nb/U值约35.12，Ce/Pb约23.98，Zr/Nb约5.78，La/Nb约1.07，Rb/Nb约0.83，Th/La约0.11，均未体现大陆地壳的特征，在图9a—9c中，Th/Nb、Nb/La、K2O/TiO2比值与SiO2之间也没有表现出协同变化关系，这些特征显示同化混染作用影响小。

图9 Th/Nb-SiO2、Nb/La-SiO2、K2O/TiO2-SiO2、La/Sm-La图解(图例同图6)Fig.9 Diagrams of Th/Nb-SiO2, Nb/La-SiO2, K2O/TiO2-SiO2 and La/Sm-La

研究表明,用固液相分配系数低的微量元素(超岩浆元素，如Th、Ta、La、Ce等)与固液相分配系数中等的微量元素(亲岩浆元素，如Zr、Hf、HREE等)的浓度比值对固液相分配系数低的微量元素(超岩浆元素)浓度作图时，平衡部分熔融的轨迹是倾斜的直线，而分离结晶作用则构成水平线[49]。图解La/Sm-La(见图9d)中样品主要显示了分离结晶作用趋势，部分熔融作用影响小，指示该岩石系列主要受分离结晶作用控制。

相对于Cu，Ni更相容于橄榄石，随着橄榄石的分异结晶，残余岩浆会亏损Ni而具有较高的Cu/Ni比值[50]。本研究样品具有较高的Cu/Ni比值(0.13～6.65)，而原生地幔的Cu/Ni比值为0.01，暗示其母岩浆可能经历了橄榄石的分异结晶。

在哈克图解(见图10)中，各主要氧化物以及微量元素(Cr、Co、Ni)与MgO变化具有较好的相关性。当MgO大于～14%，随着MgO含量的降低，Cr、Co、Ni含量迅速降低，Al2O3、TiO2含量迅速增加，而SiO2、CaO、FeOt含量无明显变化，指示富Mg、相对贫Fe、Ca矿物(镁橄榄石、顽火辉石)的分离结晶。随着MgO含量进一步降低至～7.5%，Cr、Co、Ni含量进一步降低，但斜率略有减缓，同时CaO、FeOt 亦有明显的降低，指示单斜辉石的分离结晶作用。MgO含量在～7.5%时，TiO2含量达到峰值(>4%)，当岩浆中TiO2含量高于4%时，钛铁矿会与赤铁矿、单斜辉石同时结晶[51]，导致TiO2、FeOt含量迅速降低。P2O5含量迅速增加，说明MgO<7.5%时存在明显的磷灰石的结晶作用，这与辉石闪长岩(闪长岩)显微镜下特征一致。此外，Sc含量随MgO含量减少而减小，而Sm含量变化不大，指示角闪石分离结晶作用不明显(Sc的分配系数在辉石和角闪石中较高，Sm的分配系数在角闪石中较高)。相对较小的Sr、Eu变化特征，表明斜长石的分离结晶作用也不显著。

图10 哈克图解(图例同图6)Fig.10 Harker variation diagram

4.3 形成机制

根据巴勒的尔喀克沟层状杂岩体与下石炭统甘草湖组钙质粉砂岩、泥质板岩的侵入接触关系(可见到烘烤、冷凝边)，判断其形成时代应晚于早石炭世。对层状岩体中的辉长岩进行锆石U-Pb测年，获得其年龄为224±4 Ma(见图4)，认为该层状杂岩体形成于晚三叠世。目前，西南天山造山带内并没有同期的镁铁-超镁铁质岩的报道，研究区相邻的塔里木中西缘地区已发现的镁铁-超镁铁杂岩体(皮羌、瓦吉里塔格、麻扎尔塔格岩体等，见图1a)形成时代集中于距今274～277 Ma[52～54]，多数学者认为其与塔里木内部规模巨大的玄武岩(面积可达25 km2，厚度可达数百米)、辉长岩、辉绿岩、花岗岩等共同构成了塔里木早二叠世大火成岩省，可能与地幔柱活动有关[55～56]。而巴勒的尔喀克沟层状杂岩体形成于晚三叠世(224±4 Ma)，这与塔里木大火成岩省时代差别较大，因此该岩体不属于早二叠世大火成岩省的组成部分，但其是否与塔里木地幔柱活动有关，有待进一步研究。

对层状岩体部分镁铁质岩以及伴生岩脉的岩石化学分析结果显示，层状岩体中各岩类岩石的SiO2含量37.2%～51.7%，Mg#值47.9～78.8；脉岩SiO2含量46.2%～50.1%，Mg#值61.7～68.7。主微量元素特征指示它们均属于碱性岩系列(见图5)，还具有一致的微量元素变化特征，相对亏损HFSE而富集LILE、LREE(见图6)，说明其来自同源岩浆演化，并指示了富集型地幔源区。层状杂岩体总体均与伸展背景有关，脉状(墙状)的产出形态也指示了岩石圈的伸展作用[57～58]，而碱性岩浆亦主要形成于岩石圈的伸展环境[59]。

考虑到对天山造山带构造演化历史的不同认识[61～63]，该期岩浆活动可能是二叠纪岩浆岩的延续，与南天山洋盆的俯冲、碰撞或者后碰撞伸展有关。但俯冲板片脱水作用导致地幔楔部分熔融形成的岩浆具有富LILE和LREE，贫Nb、Ta和其他HFSE(Ti、P、Zr、Hf)的特征，且该岩浆部分熔融一般都发生在尖晶石稳定区[64]，显然与本研究岩体特征(富集Nb、Ta，无Zr、Ti、Hf等亏损，且部分熔融主要发生于石榴石稳定区)不符。后碰撞阶段，随着岩石圈根部因转变为榴辉岩相重力失稳而拆成，软流圈地幔物质填补向上运移而发生减压熔融，但这种熔融作用也主要发生在尖晶石稳定区[41]。

多数学者认为古亚洲洋在天山地区复杂的增生造山作用晚古生代就已经结束[14～18]，该期岩浆活动更可能形成于陆内造山阶段，与洋盆闭合、板块的碰撞造山活动无关，代表了板块拉伸背景下幔源岩浆演化的产物。但其深部的动力学机制仍有待进一步研究。值得注意的是，罗金海等[65]在塔里木盆地西缘发现有形成于晚三叠世—早侏罗世(距今235.6～203.7 Ma)的辉绿岩脉，并认为其具有地幔柱的成因特征。因此该期岩浆活动可能是塔里木地区二叠纪(也可能是一个更新的，三叠纪)地幔柱或者局部热点活动的产物。

5 结论

巴勒的尔喀克沟层状杂岩体中辉长岩锆石U-Pb测年为224±4 Ma，认为该层状杂岩体形成于晚三叠世。巴勒的尔喀克沟层状杂岩体源自于含水的富集型地幔源区，是石榴石二辉橄榄岩较低程度部分熔融的产物。其原生岩浆为富铁、钛的高镁玄武质岩浆，同化混染作用影响小，岩石系列主要受分离结晶作用控制。该岩浆活动于南天山洋盆闭合、板块碰撞造山活动之后的陆内造山阶段，代表了板块拉伸背景下幔源岩浆演化的产物，指示西南天山地区在三叠纪末可能存在一期岩石圈伸展事件。

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GEOCHRONOOGICAL AND GEOCHEMICAL STUDY OF THE LATE TRIASSIC LAYERED MAFIC-ULTRAMFIC INTRUSIONS IN BEISHAN AREA OF WUSHI COUNTY, SOUTHWEST TIANSHAN

HU Chao-bin1, LI Pei-qing2, GU Ping-yang1, CHEN Rui-ming1,ZHA Xian-feng1, ZHUANG Yu-jun1

(1.Xi’anCenterofGeologicalSurvey,Xi’an710054,China;2.SchoolofEarthSciencesandResources,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China)

Layered Mafic-ultramafic intrusions, which carry abundant information of mantle and provide an excellent approach to probe the mantle material composition, plate tectonic and deep geological process, are generally considered to be an important symbol of lithosphere extension, We discovered a suit of layered Mafic-ultramafic intrusions in Southwest Tianshan area, and obtained the zircon U-Pb age of gabbros of 224±4 Ma. These rocks are characterized by the enrichment of LREE, H2O, Na2O+K2O and incompatible elements such as Th, U, Nb, Ta, etc., and depleted in HREE. They might be derived from enriched mantle, which is formed by low degree partial melting of garnet lherzolite. The primary magma may be high Mg basaltic magma which was rich in iron and titanium and mainly controlled by the fractional crystallization. This magam in the continental orogenic stage was actived in the environment of intracontinent orogen after the closure of the South Tianshan ocean and post collisional orogeny, which derived from mantle in the envirnment of extensional environment. We can concluded that the Southwest Tianshan area was under an extensional tectonic seting during late Triassic.

Southwest Tianshan area; mafic-ultramafic; layered intrusions

1006-6616(2016)04-1015-17

2016-09-12

中国地质调查局地质调查项目“特殊地质地貌区填图试点”(DD20160060)、“新疆1∶5万喀伊车山口等3幅艰险区试点项目”(12120114042701)、“东昆仑成矿带木孜塔格铅锌铜金多金属矿调查评价区地质矿产调查”(DD20160002)

胡朝斌(1990-)，男，助理工程师，岩石地球化学专业。E-mail：405825740@qq.com

P595；P597

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