东准库布苏南岩体微量元素特征及构造意义

新疆东准噶尔卡拉麦里地区库布苏南岩体以花岗闪长岩为主,稀土元素和微量元素地球化学研究表明,具有轻稀土富集,重稀土亏损,随酸度的增加,óREE增加,?Eu值显著降低(1.03～0.25),K,Rb,Th大离子亲石元素明显富集,Rb,Th等不相容元素呈正异常,Ba,Zr等元素形成明显的谷.结合东准噶尔卡拉麦里地区晚古生代构造-岩浆演化过程分析,岩体形成于卡拉麦里造山带的大陆主碰撞后初始拉张阶段(300±10) Ma,属于后碰撞花岗岩.布苏南岩体记录了东准噶尔卡拉麦里地区"软碰撞"后陆内均衡调整过程,为建立东准噶尔地区构造格架和恢复岩浆演化事件提供了最有力的证据.     

东准噶尔卡拉麦里地区黄羊山花岗岩和包体LA-ICP-MS锆石U-Pb测年及地质意义

高精度LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,黄羊山岩浆混合花岗岩加权平均~(206)Pb/~(238)U年龄为311±12Ma,首次获得闪长质微细粒包体加权平均~(206)Pb/~(238)U年龄为300±6Ma,在误差范围内完全一致,均属于晚石炭世,前者代表黄羊山岩浆混合花岗岩成岩年龄,后者代表暗色闪长质微粒包体的形成年龄,表明两者是同时代形成的,属于300Ma前后准噶尔周边地区后碰撞岩浆活动的产物.岩石地球化学研究表明,寄主岩石具有高硅、低铝、贫钙镁、富碱和高分异的特征,寄主岩石、包体和辉绿岩脉成分均落在了混合趋势线上,寄主岩富集Rb和Th等大离子亲石元素及Zr、Hf等高场强元素,亏损Ba、Sr、Ta和Ti等元素,δEu值(为0.01)极低,具有低的~(87)Sr/~(86)Sr初始比值和高正的ε_(Nd)(t)值.黄羊山碱性花岗岩是在后碰撞拉张的构造背景下,幔源岩浆发生底垫作用,由于幔源岩浆底垫作用,下地壳温度升高而熔融形成酸性壳源岩浆,部分幔源岩浆沿着地壳中的深断裂带上涌,发生不同程度壳幔混合形成的,其中闪长质微细粒包体就是基性的幔源岩浆和酸性的壳源岩浆不同程度的混合的记录者,研究区的辉绿岩脉是幔源岩浆直接分异演化的产物.     

东准库布苏南岩体和包体的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年及地质意义

LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示, 库布苏南花岗闪长岩形成时代为287±2 Ma, MSWD=0.15, 包体年龄为286±3 Ma, MSWD=0.22, 在误差范围内完全一致, 这就排除了暗色包体是来源于深部变质岩熔融残留体或浅部围岩捕虏体的可能性, 同时也排除了基性岩浆在花岗质岩浆固结后才侵入的可能, 为岩浆混合作用的存在提供最有力的证据.地球化学研究表明, 包体富集基性组分Ti、Zr、Nb、Hf等高场强元素以及稀土元素, 包体表现为与寄主岩石既相互联系又受其制约, 库布苏南花岗闪长岩体具有低87Sr/86Sr初始比值和高正ε_Nd(t)值, 表明花岗岩的来源有地幔物质参与, 包体是过冷的镁铁质岩浆混入到中酸性岩浆中经快速冷凝的结果.库布苏南花岗闪长岩形成的时代略晚于东准噶尔乌伦古河碱性花岗岩和卡拉麦里碱性花岗岩的形成时代(300 Ma左右), 均为准噶尔周边地区后碰撞伸展构造背景下岩浆活动的产物, 其形成和演化标志了准噶尔地区后碰撞幔源岩浆底侵作用导致大陆地壳垂向生长的过程.      

东准库布苏南岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb测年

LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示,库布苏南花岗闪长岩形成时代为(287±2)Ma,MSWD=0.15,包体年龄为(286±3)Ma,MSWl3=0.22,两者在误差范围内完全一致,表明花岗闪长岩和暗色微粒包体是同时代形成的.包体是岩浆混合作用的产物.是过冷的镁铁质岩浆混入到中酸性岩浆中经快速冷凝的结果.在岩浆混合过程中,基性的包体岩浆和中酸性的寄主岩浆通过化学扩散发生成分交换,使包体受到了花岗闪长质岩浆的改造和同化.这可能就是库布苏南花岗闪长岩及其包体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄相同的原因所在.库布苏南花岗闪长岩形成的时代属于东准噶尔后碰撞深成岩浆活动的范围330～265Ma,略晚于东准噶尔乌伦古河碱性花岗岩和卡拉麦里碱性花岗岩的形成时代(300 Ma左右),均为准噶尔周边地区后碰撞岩浆活动的产物,其形成和演化标志了准噶尔地区后碰撞幔源岩浆底侵作用导致大陆地壳垂向生长的过程.     

东准噶尔卡拉麦里地区碱性玄武岩年代学、地球化学特征及其构造意义

东准噶尔卡拉麦里地区巴塔玛依内山组为一套玄武岩-安山岩-英安岩-流纹岩组合,其时代归属及形成的构造背景争议已久.本文通过对双井子一带该组火山岩下部玄武岩开展LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和岩石地球化学分析,获得一组锆石加权平均年龄为335.1±9.3 Ma,时代为早石炭世.年代学成果综合分析表明,巴塔玛依内山组为连续发育于早—晚石炭世的穿时地层.玄武岩样品SiO2含量46.49％～52.19％,富碱(Na2O+K2O=4.07％～8.55％),高钾(K2O/Na2O=0.35～1.31)和高 Al2O3(15.62％～17.97％),里特曼指数 σ＞3.3,斑晶和基质中含有碱性矿物,为典型的碱性玄武岩.样品具有轻重稀土分异明显,(La/Yb)N=3.08～5.25,弱Eu异常(δEu=0.90～1.06),相对富集大离子亲石元素(LILE),亏损高场强元素(HFSE)等地球化学特征.结合相关判别图解研究表明,岩浆起源于受俯冲流体交代的亏损地幔源区,在深部岩浆房中发生了矿物结晶分异作用,并在上升侵位过程中遭受了一定程度的陆壳物质混染.碱性玄武岩兼具板内玄武岩、后碰撞和岛弧火山岩特征,结合区域地质资料分析,其形成与卡拉麦里洋盆闭合之后的板内岩浆活动有关,是俯冲碰撞造山期后伸展背景下的产物.表明早石炭世准噶尔地块东北缘已经进入由碰撞挤压到伸展拉张的构造转换期.     

基本层序界面类型及其在岩石地层单位划分中的应用

基本层序在垂向上的重大转化面即为基本层序界面,由高到低可划分为旋回性基本层序/不显旋回性基本层序间界面(Ⅰ级界面)、旋回性基本层序/韵律性基本层序间界面(Ⅱ级界面)和向上变细粒序/向上变粗粒序间界面(Ⅲ级界面)。这些界面广泛发育于碎屑沉积岩中,因而是细分地质填图单位的重要选择界面。这一方案是对传统沉积序列分层及地质填图单位界面选择的重要补充,对指导中国造山带巨厚碎屑岩建造的地质填图单位划分、沉积相分析和区域地质研究具有重要意义。     

共和盆地西缘柔起岗地区变质岩系LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄 —原岩最大沉积时代及物源研究

共和盆地西缘原划古元古代金水口岩群中发育一套低级变质的灰色绢云石英片岩、绢云石英岩及黑云石英片岩组合,该套变质岩系原岩沉积时代及变质基底构造属性存在争议。本文对采自青海省兴海县柔起岗地区的两件片岩样品开展了系统的岩石学及LA-ICP-MS锆石 U-Pb年代学研究,对其原岩沉积时代、沉积物源及基底构造亲缘性进行了探讨。结果表明,该套片岩两件样品的碎屑锆石U-Pb年龄谱可明显分为新元古代和古元古代两个主年龄谱以及中元古代的两个次年龄谱,新元古代主年龄谱分别为688-908 Ma和711-841 Ma,峰值年龄为788 Ma和780 Ma,古元古代主年龄谱分别为1871-2174 Ma和1832-2194 Ma,峰值年龄为2140 Ma和2072 Ma,中元古代两个次年龄谱分别为1520-1638 Ma和1271-1276 Ma,峰值年龄为1635 Ma和1275 Ma。片岩最小碎屑锆石年龄值688 Ma限定了其原岩的最大沉积时代。塔洞片岩碎屑锆石U-Pb年龄谱特征表明其碎屑物质来源较为复杂,物源主体来自周邻造山带的西秦岭、东昆仑和柴达木盆地北缘构造带的前寒武纪块体,扬子板块对其沉积物源亦有部分贡献,而华北板块没有对其提供沉积物源。更为重要的是,该套片岩锆石U-Pb年龄谱突出显示新元古代早期的构造-岩浆-热事件年龄信息,而没有华北板块典型的1850 Ma 和2500 Ma左右的特征,结合区域资料认为西秦岭源区基底与东昆仑地块、柴达木盆地北缘、祁连地块等一样表现出扬子板块的构造亲缘性,源区基底固结时代为新元古代早期。     

陆内“滞后”弧岩浆岩特征及其地质意义:来自西准噶尔乌尔禾北早二叠世岩浆作用的证据

产于西准噶尔哈拉阿拉特山南麓的"滞后"弧岩浆岩,由乌尔禾中基性岩墙群和白杨河组玄武岩组成,二者构成一完整陆相火山机构,并呈角度不整合覆于下二叠统佳木河组陆相磨拉石建造之上。中基性岩墙群岩性主要为辉绿岩、辉绿玢岩和辉长闪长岩,其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(283.6±2)Ma(MSWD=0.57,95%置信度)、(286.3±4.0)Ma(95%置信度,MSWD=0.32)、(286.5±5.6)Ma(MSWD=0.3,95%置信度)。白杨河组玄武岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(283.3±3.1)Ma(MSWD=0.45,95%置信度),均属早二叠世。二者具有相似的与岛弧俯冲相关的地球化学性质,属钙碱性中低钾系列,富集轻稀土,δ_(Eu)异常不明显,富集K、Ba、Sr等大离子亲石元素,而高场强元素Nb、Ta强烈亏损,Zr、Hf适度亏损,正的ε_(Nd)(t)值和相对低的初始~(87)Sr/~(86)Sr比值表明源区为亏损地幔。该岩浆岩形成于洋盆关闭,即沟弧盆体系消失之后,时代"滞后"于造山后沉积记录,表明西准噶尔晚古生代俯冲作用结束的最终时限应为早二叠世晚期。根据准噶尔地区滞后型岩浆岩区域性分布特点,推断其产地的连线区为天山—塔里木板块与西伯利亚板块最终深部俯冲的接合部位。     

伊宁地块构造单元划分——来自火山岩浆作用的证据

伊宁地块不是一个之前一贯认为的"均匀地块"或"均一地块",而是以乌孙山-塔勒得近东西向区域性大断裂为界的南、北两大次级构造带("弧-盆"体系)叠加拼贴增生而成,火山岩浆作用为这一新的构造单元划分与建立提供了佐证。南构造带由喀拉峻岛弧带和其北的阿腾套弧后盆地构成,主要发育于晚泥盆世-早石炭世早期,火山岩同位素年龄峰值为355～350Ma,17个年龄平均值为351Ma;北构造带由北而南可再细分出清水河-苏布台弧后盆地→阿吾拉勒叠加岛弧带→特克斯-新源弧前盆地,主要发育于早石炭世中-晚期,同位素年龄峰值集中于345～329Ma,18个火山岩年龄平均值为340Ma。这两个"弧-盆"体系以大哈拉军山组钙碱性火山岩为主体,共生早石炭世海相阿克沙克组弧前及弧后沉积岩组合。大哈拉军山组火山岩主体以岛弧火山岩为主,见有富Nb玄武岩、高镁安山岩等,共生埃达克岩和高分异I型花岗岩等小岩体;在弧后还见有碱性火山岩、碱性球泡流纹岩,共生双峰式火山岩。不仅大哈拉军山组火山岩在各构造相中显著有别,而且共生的阿克沙克组在各构造相中差异极为显著。两大次级构造带具有独立的基底建造史,差异显著的盆地沉积史,独特的火山岩浆史和构造演化史。早晚石炭世之间的鄯善运动使南、北两个次级构造带叠加拼贴,构成统一的伊宁地块,晚石炭世进入统一的陆内构造发展演化阶段,发育以伊什基里克组碱性双峰式火山岩为代表的裂谷火山岩浆建造。     

西天山伊什基里克山一带东图津河组的确立

通过对伊什基里克山特克斯达坂一带地质调查,首次于该区发现了一套含晚石炭世双壳、珊瑚、腕足及植物化石的碎屑岩-碳酸盐岩建造,且其岩石组合及生物面貌与博罗霍洛山地层小区的上石炭统东图津河组可对比.东图津河组在特克斯盆地的首次确立,具有重要的地层对比意义,至少说明在晚石炭世伊犁盆地与博罗霍洛山地块具有相同的沉积作用及其构造演化特征.