西准噶尔成矿带晚古生代花岗岩类岩浆活动及其构造意义
2016-07-02黄鹏辉陈宣华王志宏叶宝莹李学智
黄鹏辉, 陈宣华, 王志宏, 叶宝莹, 李学智, 杨 屹
(1.北京市地质工程设计研究院, 北京 101500; 2.中国地质科学院, 北京 100037; 3.中国地质大学(北京),北京100083; 4.新疆地质调查院, 新疆 乌鲁木齐 830000)
西准噶尔成矿带晚古生代花岗岩类岩浆活动及其构造意义
黄鹏辉1, 陈宣华2*, 王志宏2, 叶宝莹3, 李学智4, 杨 屹4
(1.北京市地质工程设计研究院, 北京 101500; 2.中国地质科学院, 北京 100037; 3.中国地质大学(北京),北京100083; 4.新疆地质调查院, 新疆 乌鲁木齐 830000)
摘 要:中亚造山带是晚古生代地壳显著生长与大规模成矿的重要地区。本文采集了中亚造山带西部的西准噶尔成矿带哈图-别鲁阿嘎希及其附近地区11个岩体共33件花岗岩类样品, 对其开展了岩石地球化学与同位素示踪等研究, 厘定了该地区晚古生代岩浆活动的特点与大地构造环境, 并与哈萨克斯坦境内的巴尔喀什成矿带晚古生代岩浆活动进行了对比。研究表明, 哈图地区晚石炭世花岗岩类主要为后碰撞伸展构造环境的A型花岗岩类, 别鲁阿嘎希等地区存在洋内俯冲与岛弧环境的埃达克岩, 显示了西准噶尔晚古生代构造环境时空变化的复杂性。该地区花岗岩类εNd(t)值较高(+4.62~+7.53)、εSr(t)值为(-57.61~+18.21),具有中亚造山带花岗岩类的共同特征, 为古生代增生的新生陆壳, 其源区与亏损地幔组分具有亲缘关系, 这与巴尔喀什成矿带东段的花岗岩类具有一致性。花岗岩的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb比值范围分别为18.2776~19.1677、15.5260~15.5796和38.2080~39.0821, 为造山带花岗岩类。
关键词:西准噶尔; 晚古生代; 花岗岩类; 中亚造山带
项目资助: 国家科技支撑计划重点项目暨国家305项目(2007BAB25B02)、中国地质调查局地质调查项目(1212011120184)和国家深部探测技术与实验研究专项(SinoProbe-08)联合资助。
0 引 言
我国新疆北部的西准噶尔成矿带(图1), 是中亚成矿域(涂光炽, 1999)西部巴尔喀什成矿带的东延部分, 是一个重要的晚古生代构造-岩浆-成矿带(陈宣华等, 2011a; Shen et al., 2013; Chen et al., 2014)。中亚成矿域也被称为中亚造山带, 是西伯利亚板块与塔里木-中朝板块之间受古亚洲洋演化控制的一个广泛的古生代构造-岩浆-成矿带(肖文交等, 2008)。中亚成矿域西部经历了古生代古亚洲洋多阶段俯冲、地壳增生和侧向生长的造山历史(Hong et al., 2004; Yakubchuk, 2004, 2008; Windley et al., 2007;Xiao et al., 2008, 2009, 2010; Kröner et al., 2014)和活动大陆边缘构造-岩浆-成矿作用的演化过程(Heinhorst et al., 2000)。同时, 中亚成矿域是以乌拉尔-天山左行走滑断裂系统(UTSFS, 即扎拉伊尔-奈曼-肯德喀塔-康古尔塔格深断裂系统)为边界、由于西伯利亚等地块旋转和弯曲造山而形成的多核成矿系统, 并受到中、新生代NW向大型右行走滑断裂构造体系的改造(Yakubchuk, 2004, 2008; Xiao et al., 2010; 陈宣华等,2010, 2011a; Pirajno et al., 2011)。此外, 该地区还可能受到二叠纪塔里木大火成岩省或地幔柱的影响(Pirajno et al., 2011)。从晚三叠世到白垩纪, 准噶尔盆地西北缘和东北缘分别受到来自NW和NE向的挤压作用, 形成基底卷入的叠瓦状逆冲断层系(陈宣华等,2011a, 2015; 王学斌等, 2014; 孙文军等, 2014)。由于深源镁铁质岩体的存在, 克拉玛依一带的西准噶尔也是区域重力高异常分布的地区(王凯等, 2015)。
图1 西准噶尔成矿带地质构造简图(a, 据陈宣华等, 2011a修改)和A-B地质构造剖面图(b)Fig.1 Sketched geological map and A-B profile of the West Junggar Metallogenic Belt
前人对西准噶尔晚古生代花岗岩类进行了大量的年代学和地球化学研究, 并对其构造环境提出了一些不同的认识。本文采集了西准噶尔成矿带中达拉布特断裂和玛依勒断裂之间及其附近的庙尔沟-哈图-铁厂沟地区花岗岩类岩基和小岩株样品共33件(图2), 包括庙尔沟、阿克巴斯套、哈图、铁厂沟、塔尔根、雅玛图西南、布尔克斯台、鸽子洞、别鲁阿嘎希和宝贝等11个岩体(岩脉), 主要为花岗岩、花岗闪长岩和少量的二长岩、石英二长岩、闪长岩。对其进行了岩石地球化学和同位素示踪研究, 进一步探讨了该地区晚古生代构造-岩浆活动的地球动力学背景及大陆地壳的生长模式。
1 区域地质概况
中亚成矿域西部发育了大规模的斑岩铜矿成矿带、矽卡岩型铜-多金属矿床和云英岩-石英脉型钨-钼矿床, 产出有科翁腊德、阿克斗卡和包古图等大型-超大型斑岩铜矿、萨亚克大型矽卡岩型铜矿床和东科翁腊德等钨-钼矿床, 它们的形成均与花岗岩类岩浆活动有关(陈宣华等, 2010, 2012a, 2012b,2013; Shen et al., 2013; Chen et al., 2014)。花岗岩类也是探索地壳深部化学地球动力学的窗口, 对研究由于壳-幔相互作用而引起的大陆地壳生长与演化具有重要指示意义(邓晋福等, 2004; 莫宣学等, 2007;陈宣华等, 2011b)。中亚成矿域及西准噶尔成矿带广泛发育晚古生代正εNd值花岗岩类, 显示了由上地幔新生物质加入的显生宙大陆地壳生长, 因而与世界其他地区地壳的显生宙花岗岩形成鲜明对比(Han et al., 1997, 1999; 洪大卫等, 2003; Chen and Jahn,2004; Chen and Arakawa, 2005; 刘刚等, 2012; 陈宣华等, 2013)。
西准噶尔成矿带位于中亚造山带的西部、哈萨克斯坦马蹄形构造的东侧, 是中亚成矿域核心地区之一——环巴尔喀什成矿带的一部分(图1)。它夹持在天山断裂系统与额尔齐斯断裂之间, 其北侧为博什库尔-成吉思-谢米斯台晚志留世-早泥盆世火山岩浆弧带(王章棋等, 2014)。西准噶尔成矿带发育NE向多米诺式走滑断裂构造体系, 由东南向北西依次分布着NE向的达拉布特断裂、安齐断裂、哈图断裂、玛依勒断裂和巴尔鲁克断裂等左行走滑断裂,沿主要断裂带出露多条蛇绿混杂岩带, 断裂之间分布有大量的晚古生代中酸性侵入岩(Chen and Jahn,2004; Chen and Arakawa, 2005; 徐新等, 2006; 韩宝福等, 2006; 苏玉平等, 2006; Windley et al., 2007;Zhou et al., 2008; Geng et al., 2009; 陈家富等, 2010;陈宣华等, 2011a, 2015; 魏永明等, 2015)。右行走滑的成吉思-准噶尔断裂构成了联系巴尔喀什与西准噶尔的纽带(陈宣华等, 2010; Zhao and He, 2013)。区内出露的早古生代变质地体主要由蛇绿混杂堆积和复理石建造组成, 其上不整合覆盖晚古生代(主要为石炭系)巨厚的火山-碎屑沉积建造(Zhu et al.,2013)。目前已在西准噶尔成矿带发现包古图斑岩型铜矿床、哈图金矿床(造山带型金矿)和萨尔托海铬铁矿床(与蛇绿岩有关), 以及吐克吐克铜矿床、宏远铜钼矿床、红山铜矿床和石英脉-云英岩型苏云河钼矿床等(李永军等, 2012; Shen et al., 2013)。
西准噶尔达拉布特-包古图地区出露两类中酸性侵入岩: 一类为达拉布特断裂东南侧包古图地区以小岩株或岩脉形式出露的晚海西期中酸性小斑岩体(图2), 主要为石英闪长斑岩、闪长玢岩和花岗闪长斑岩等, 年龄集中在332~310 Ma(唐功建等, 2009;申萍和沈远超, 2010; 申萍等, 2010; 魏少妮等, 2011;Shen et al., 2012), 具有埃达克岩特征, 与铜金矿化关系密切, 赋存有包古图斑岩铜矿等(张连昌等,2006; 唐功建等, 2009; 申萍等, 2009; Geng et al.,2009; Tang et al., 2010a, 2010b)。其形成环境, 可能为洋内俯冲的岛弧环境(张连昌等, 2006; 唐功建等,2009)、石炭纪洋脊俯冲或板片窗构造环境(唐功建等,2009; Geng et al., 2009; Tang et al., 2010 a, 2010b;张继恩等, 2010), 或者为不成熟岛弧环境(申萍和沈远超, 2010)。洋脊俯冲的时代可能晚于早石炭世(331~344 Ma)火山喷发(Geng et al., 2011), 而与晚海西期中酸性小斑岩体的侵入时间相一致。
另一类岩体为晚海西期花岗岩类岩基, 分布在达拉布特断裂的两侧, 包括庙尔沟、阿克巴斯套、哈图、铁厂沟、克拉玛依、红山和K956(夏尔莆)等岩体(图2), 以A型碱长花岗岩为主(韩宝福等, 2006;苏玉平等, 2006; Zhou et al., 2008), 为一条富碱火成岩带, 可能为后碰撞岩浆活动的产物(韩宝福等,2006; 苏玉平等, 2006; 陈家富等, 2010), 具有壳幔岩浆混合成因(李永军等, 2013)。前人测定各个岩体均有一定的年龄分布, 分散在327~287 Ma之间, 高峰期年龄在308~296 Ma(韩宝福等, 2006; 苏玉平等,2006; 徐新等, 2006; 高山林等, 2006; 陈石和郭召杰,2010; 宋彪等, 2011; 贺敬博和陈斌, 2011; 李永军等,2012; 尚兆聪等, 2012; 冯乾文等, 2012a, 2012b)。
2 分析方法和分析结果
2.1分析方法
将新鲜岩石碎成200目以下的粉末用于化学成分分析。岩石地球化学分析在中国地质科学院国家地质实验测试中心完成。主量测试采用X-荧光光谱法(XRF), 测试仪器为3080E型X-荧光光谱仪, 其中FeO采用容量滴定法。微量和稀土元素检测仪器为Excell型等离子质谱(ICP-MS)。分析结果见表1和表2。
Sr、Nd、Pb同位素分析由国土资源部同位素地质重点实验室完成。Sr同位素分析采用MAT262固体同位素质谱计, 电离带用Re带, 蒸发带用Ta带,标准测定结果为SRM987 SrCO387Sr/86Sr=0.710247± 12(2σ), 同位素质量分馏采用88Sr/86Sr=8.37521校正。Nd同位素分析采用Nu Plasam HR MC ICP-MS,DSN-100膜去溶, 标准测定结果为JMC Nd2O3143Nd/144Nd=0.511125±10(2σ), 同位素质量分馏采用146Nd/144Nd=0.721900校正(何学贤等, 2007)。Pb同位素比值用多接收器等离子体质谱仪(MC-ICP MS)Nu Plasma HR测定, 质量分馏以Tl同位素外标校正(何学贤等, 2007)。
2.2主量、微量元素分析结果
本次采集的西准噶尔哈图-别鲁阿嘎希地区花岗岩类样品主要为花岗岩、花岗闪长岩和少量的二长岩、石英二长岩、闪长岩(图3a)。在A/NK-A/CNK图解(图3b)中, 布尔克斯台、宝贝西、鸽子洞、别鲁阿嘎希岩体花岗岩类处在准铝质范围, 塔尔根、雅玛图西南、宝贝、铁厂沟岩体花岗岩类处在过铝质范围, 庙尔沟、哈图、阿克巴斯套岩体花岗岩类处在准铝质和过铝质范围。所有花岗岩类样品均处在I型花岗岩一侧, 其中大多数处在准噶尔A型花岗岩的范围内。在K2O-SiO2图解(图3c)中, 样品主要处在高钾钙碱性系列, 其中哈图、别鲁阿嘎希岩体出现中钾钙碱性系列岩石。
样品的稀土元素配分模式为轻稀土富集型(图4),大部分样品具明显的Eu负异常, 部分样品Eu负异常不明显(其中别鲁阿嘎希岩体有少量为弱Eu正异常),稀土总量(ΣREE)变化范围为59.3×10-6~262.14×10-6, LREE/HREE=1.08~12.65, (La/Yb)N=0.39~9.64, (La/Sm)N= 0.52~4.05, (Gd/Yb)N=0.33~1.93, δCe= 0.80~1.14, δEu= 0.02~1.06。
该地区花岗岩类微量元素Rb的含量范围为45.8×10-6~780×10-6, 平均为114×10-6, 低于世界上花岗岩中Rb含量的平均值150×10-6。岩石中K/Rb比值范围为41.6~653, 平均为368, 高于世界花岗岩的平均比值~230。Rb/Sr比值范围为0.11~151, 平均为7.11。
表1 西准噶尔地区花岗岩类主量元素(%)分析数据Table 1 Major element compositions (%) of granitoids from West Junggar
表2 西准噶尔地区花岗岩类稀土与微量元素(×10-6)分析数据Table 2 Rare earth and trace element (×10-6) concentrations of granitoids from West Junggar
2.3Sr、Nd、Pb同位素分析结果
花岗岩类Sr-Nd和Pb同位素分析数据分别见表3和表4。根据岩石形成时间(前人测定值和估计值;具体见图2及其参考文献), 计算全岩的Sr、Nd、Pb同位素初始(t)值。根据分析数据计算得到花岗岩类87Sr/86Sr(i)=0.700087~0.705458, εSr(t)= -57.61~18.21,εNd(t)=4.62~7.53; 花岗岩类t2DM(二阶段模式年龄)为0.448~0.694 Ga。
3 构造环境判别与同位素示踪
3.1构造环境判别
图3 西准噶尔成矿带花岗岩类分类图解Fig.3 Classification diagrams of granitoids from the West Junggar Metallogenic Belt
图4 西准噶尔成矿带花岗岩类REE配分模式图Fig.4 Chondrite-normalized REE patterns of granitoids from the West Junggar Metallogenic Belt
西准噶尔成矿带哈图-别鲁阿嘎希地区晚古生代花岗岩类形成的时间主要在石炭纪-二叠纪(见图2及其引用的文献), 处在大洋板块及其边缘的构造环境, 具有海陆交互的特征, 物质来源较大陆地区略简单。因此, 应用地球化学图解进行该地区花岗岩类的构造环境判别是可行的。
从K2O-SiO2图解(图5a)可以看出, 分析的西准噶尔花岗岩类样品中基本不存在大洋斜长花岗岩(OP)。结合Al2O3-SiO2图解、FeOT/(FeOT+MgO)-SiO2图解、(Al2O3-Na2O-K2O)-FeOT-MgO三角图解和(Al2O3-Na2O-K2O)-(FeOT+MgO)-CaO三角图解(图5b、c、d、e), 布尔克斯台、宝贝西、鸽子洞、别鲁阿嘎希岩体花岗岩类投点大部分落在IAG+CAG+ CCG区域(即岛弧+大陆弧+大陆碰撞花岗岩类),塔尔根、雅玛图西南、庙尔沟、哈图、阿克巴斯套、宝贝金矿、铁厂沟岩体花岗岩类主要落在POG(后造山花岗岩类)区域。微量元素构造环境判别图解(图6)显示, 本区花岗岩类大部分处在火山弧花岗岩(VAG)区域内, 部分处在与板内花岗岩(WPG)区域的交界附近。它们中有相当一部分应属于后碰撞花岗岩类(图6c), Y/Nb值显示具有A2型花岗岩特征(贾小辉等, 2009)。
前人研究指出, 典型埃达克岩具有如下地球化学特征: SiO2≥56%, 高铝(Al2O3≥15%), MgO<3%(很少>6%), 贫Y和Yb(Y≤18 μg/g, Yb≤1.9 μg/g),Sr含量高(>400 μg/g), LREE富集, 无Eu异常(或有轻微的负Eu异常),87Sr/86Sr比值<0.704, εNd>0(张旗等, 2002)。对照典型埃达克岩的地球化学特征, 本文对西准噶尔成矿带哈图-别鲁阿嘎希花岗岩类进行了区分。其中, 别鲁阿嘎希岩体花岗闪长岩(327.3 Ma)和英云闪长玢岩样品(308.7 Ma), 其SiO2>56%,Al2O3>或接近15%, MgO<或接近3%, Na2O>3.5%,Sr>225 μg/g, Y<18 μg/g, Yb<1.9 μg/g, δEu为0.60 ~1.06(一个样品具负Eu异常,其他样品Eu异常不明显), 具正Sr异常, Sr/Y>17.72, La/Yb为~13.7(小于20), 基本可以满足埃达克岩(Adakite)的判别条件, 属于埃达克岩, 并可能有向经典的岛弧花岗岩类过渡的趋势。其他花岗岩岩体的Yb>1.9×10-6, 不满足埃达克岩的判别条件, 可能不属于埃达克岩,而属于经典的岛弧花岗岩类及其他。
表3 西准噶尔地区花岗岩类Sr-Nd同位素分析数据Table 3 Sr-Nd isotopic compositions of granitoids from West Junggar
表4 西准噶尔地区花岗岩类Pb同位素分析数据Table 4 Pb isotopic compositions of granitoids from West Junggar
图5 西准噶尔成矿带花岗岩类构造环境判别(据Maniar and Piccoli, 1989)Fig.5 Tectonic setting discrimination diagrams of granitoids from the West Junggar Metallogenic Belt
3.2同位素示踪
图6 西准噶尔成矿带花岗岩类微量元素构造环境判别图解(据Pearce et al., 1984)Fig.6 Trace element tectonic setting discrimination diagrams of granitoids from the West Junggar Metallogenic Belt
根据207Pb/204Pb(t)-206Pb/204Pb(t)同位素相关图解,西准噶尔哈图-别鲁阿嘎希地区花岗岩类样品主要投在EMII与PREMA之间; 它们与巴尔喀什花岗岩类一起, 都处在前人给出的新疆北部天山、阿尔泰和东、西准噶尔花岗岩类范围之内(图7; 韩宝福等,1998), 显示了中亚成矿域花岗岩类的亲缘性。在εNd(t)-εSr(t)图解中(图8), 哈图-别鲁阿嘎希地区晚古生代花岗岩类处在亏损地幔组分(DMC)附近, 与巴尔喀什东部(巴尔喀什中央断裂以东)花岗岩类相一致; 显示了亏损地幔端元特征, 地壳端元混入的比率非常少, 为造山带花岗岩类, 具有从幔型(M型)花岗岩类演化而来的特征。这一特征反映了西准噶尔地区与巴尔喀什成矿带东部地区相一致, 可能是以早古生代期间形成的洋壳和岛弧建造组成的年轻地壳为主(图9)。与准噶尔盆地一起, 该地区很可能不具有前寒武纪古老陆壳基底; 古老地壳即使有,也是非常有限的。这与张雷等(2015)根据石炭系碎屑锆石年龄反映西准噶尔地区不存在前寒武纪结晶基底的结论相一致。
4 讨 论
古生代地壳双向增生的过程及动力学背景是研究新疆北部构造演化与成矿作用的关键。大陆地壳一般可以分成地幔来源的新生地壳(具有正εNd值)和至少有部分古老地壳来源的进化地壳(具有负εNd值)(Bowring and Housh, 1995)。包括新疆北部西准噶尔地区在内的中亚造山带, 从早古生代以来可能就是地球上大陆地壳生长最显著的地带(Jahn et al.,2000a, 2000b; 洪大卫, 2003)。古生代-中生代花岗岩类Sm-Nd同位素研究表明, 中亚造山带发育大规模正εNd值花岗岩, 并且随着时代逐渐变新, 花岗岩的
图7 西准噶尔成矿带花岗岩类207Pb/204Pb(t)-206Pb/204Pb(t)关系图解Fig.7207Pb/204Pb(t) vs.206Pb/204Pb(t) diagram for granitoids from the West Junggar Metallogenic Belt
图8 西准噶尔成矿带花岗岩类εNd(t)-εSr(t)图解Fig.8 εNd(t) vs. εSr(t) diagram for granitoids from the West Junggar Metallogenic Belt
εNd值逐渐降低(Jahn et al., 2000a, 2000b)。上地幔来源的新生物质在中亚造山带显生宙花岗岩的来源中占压倒优势, 大量的地幔源物质通过花岗岩定位到陆壳中, 导致新生陆壳的大规模生长, 一直延续到晚古生代及之后的后碰撞阶段(涂光炽, 1999; 肖序常等, 2002; 韩宝福等, 2006)。
图9 西准噶尔成矿带花岗岩类εNd(t)与侵入时代的关系图解Fig.9 εNd(t) vs. age diagram for granitoids from the West Junggar Metallogenic Belt
西准噶尔在志留纪-石炭纪可能处在洋内弧演化阶段(杨高学等, 2012)。苏玉平等(2006)认为, 达拉布特洋壳从中泥盆世开始不断向南北两侧的大陆板块下俯冲, 而在石炭纪末, 大洋基本消减殆尽, 导致岛弧和小洋盆强烈挤压碰撞关闭, 之后出现一个以挤压结束、伸展开始为特征的动力学演化阶段。王京彬和徐新(2006)将新疆北部后碰撞阶段的主要时限厘定为石炭纪-二叠纪, 同时认为后碰撞阶段的伸展期和挤压伸展转变期是新疆北部地区大规模成矿的高峰期。Chen and Arakawa (2005)和韩宝福等(2006)认为, 后碰撞岩浆活动是导致中亚造山带晚古生代大陆地壳垂向生长的重要机制, 而西准噶尔是后碰撞大陆地壳垂向生长记录最典型的地区之一。高睿等(2013)认为, 西准噶尔在泥盆纪为洋盆体系, 早石炭世俯冲-碰撞过程结束, 晚石炭世-早二叠世为后碰撞环境, 中晚二叠世为板内环境。尹继元等(2011)认为, 西准噶尔直到早二叠世早期(290 Ma)仍有残余洋盆存在, 并可能存在相关的俯冲活动;不过, 根据尹继元等(2012)给出的别鲁阿嘎希花岗岩体的Ar-Ar冷却年龄(292±3 Ma), 早二叠世该残余洋盆可能已经不复存在。290 Ma之后, 西准噶尔进入后碰撞的走滑断裂发育阶段。在东准噶尔地区,准噶尔古洋盆最终闭合的时间可能介于320~311 Ma之间。阿尔泰造山带南缘从~311 Ma开始进入后碰撞时代(沈晓明等, 2013; 张峰等, 2014), 284~277 Ma期间发育额尔齐斯断裂带的韧性剪切变形(杨富全等,2013)。本文研究表明, 哈图-别鲁阿嘎希地区花岗岩类岩体εNd(t)值均较高, 具有亏损地幔组分特征, 为古生代新生地壳(图8), 反映了中亚造山带西部西准噶尔成矿带早古生代以来的新生大陆地壳的生长。在晚古生代, 别鲁阿嘎希地区仍有具埃达克岩特征的I型花岗岩侵入, 说明可能还存在洋壳板片俯冲的构造环境。由此说明, 晚古生代石炭纪晚期, 西准噶尔地区构造环境比较复杂, 即有后碰撞花岗岩类(如A2型花岗岩; 贾小辉等, 2009)产出的环境, 也有未完全关闭的小洋盆俯冲环境的存在(如尹继元等,2011)。推测西准噶尔整体进入后碰撞构造环境的时限为二叠纪, 可能与巴尔喀什成矿带在二叠纪整体进入后碰撞岩浆活动阶段相一致(陈宣华等, 2013;Chen et al., 2014, 2015)。
在哈萨克斯坦境内, 以巴尔喀什中央断裂为界,巴尔喀什成矿带东部与西部的晚古生代花岗岩类具有不同的特征(刘刚等, 2012; 陈宣华等, 2013)。本文研究的西准噶尔哈图-别鲁阿嘎希地区花岗岩类, 具有与巴尔喀什成矿带东部萨亚克-阿克斗卡地区晚古生代花岗岩类类似的高εNd(t)值特征, 源区物质以幔源为主, 而极少古老地壳基底物质的加入。此外, 根据成吉思-准噶尔断裂右行走滑断距(~100 km)等地质构造关系推测(陈宣华等, 2011a,2013; Chen et al., 2014, 2015), 西准噶尔成矿带可能与哈萨克斯坦境内的巴尔喀什成矿带在晚古生代相连, 为一个连续的、东西向延伸的构造-岩浆-成矿带。
5 结 论
根据西准噶尔成矿带哈图-别鲁阿嘎希地区晚古生代花岗岩类的岩石地球化学和同位素示踪分析, 结合前人给出的花岗岩类结晶年龄, 得出如下结论:
(1) 西准噶尔成矿带晚古生代(晚石炭世-二叠纪)花岗岩类主要为高钾钙碱性系列; 属I型或A型花岗岩类, 主要为火山弧花岗岩(VAG)类; 其中的别鲁阿嘎希岩体具有埃达克岩特征, 可能为板片俯冲环境下的产物。
(2) 同位素组成特征表明, 西准噶尔成矿带晚古生代花岗岩类可能具有相同的源区, 为亏损地幔端元, 极少地壳端元的混合, 为造山带花岗岩类,具有从幔型(M型)花岗岩演化而来的特征。
(3) 西准噶尔成矿带发育正εNd值花岗岩, 为早古生代以来新生陆壳垂向生长的产物。
致谢: 研究工作得到新疆维吾尔自治区国家305项目办公室的大力支持与帮助, 国家地质实验测试中心和国土资源部同位素地质重点实验室分别完成岩石地球化学和同位素测试分析, 北京大学朱永峰教授、匿名审稿人和编辑部老师提出了许多宝贵的修改建议, 特此感谢。
参考文献(References):
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Late Paleozoic Granitic Magmatism in West Junggar Metallogenic Belt (Xinjiang), Central Asia, and its Tectonic Implication
HUANG Penghui1, CHEN Xuanhua2*, WANG Zhihong2, YE Baoying3, LI Xuezhi4and YANG Yi4
(1. Beijing Research Institute of Geological Engineering Design, Beijing 101500, China; 2. Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037, China; 3. China University of Geosciences, Beijing 100083, China; 4. Xinjiang Geological Survey, Urumqi 830000, Xinjiang, China)
Abstract:Crustal growth and metallogeny of the Central Asia Orogenic Belt (CAOB) in the Late Paleozoic is significant. In this study, 33 samples from 11 granitoid plutons in the Hatu and Bielu'agaxi areas in the West Junggar metallogenic belt (Xinjiang), CAOB, were analyzed. We determined the tectonic environments of the West Junggar granitoids through chemical analyses, and correlated them to the granitoids in the Balkhash metallogenic belt, Kazakhstan through isotopic tracing. The Late Carboniferous granitoids in the Hatu area are mainly of A-type formed in the post-collisional extensional tectonic setting. Meanwhile, adakites formed in the Bielu'agaxi area due to intra-ocean plate subduction. The results show the complicated tectonic setting in the West Junggar. All these granitoids have characteristic high εNd(t)ranging from +4.62 to +7.53, and εSr(t) ranging from -57.61 to +18.21, suggestive of Paleozoic continental crust with affinity of depleted mantle source, which are similar to those in the other parts of the CAOB.206Pb/204Pb,207Pb/204Pb, and208Pb/204Pb ratios are in ranges of 18.2776-19.1677, 15.5260-15.5796, and 38.2080-39.0821, respectively, suggesting an orogenic setting for the granitoids, similar to those granitoids from the Tianshan Mountains, the Altai Mountains, and the Balkhash metallogenic belt.
Keywords:West Junggar; Late Paleozoic; granitoids; Central Asia Orogenic Belt
中图分类号:P595; P597
文献标志码:A
文章编号:1001-1552(2016)01-0145-016
收稿日期:2014-03-13; 改回日期: 2015-10-27
第一作者简介:黄鹏辉(1989-), 男, 硕士, 助理工程师, 构造地质学专业。Email: 544169186@qq.com
通信作者:陈宣华(1967-), 男, 研究员, 博士生导师, 主要从事构造地质学和资源科学研究。Email: xhchen@cags.ac.cn