博格达与哈尔里克早泥盆世火山岩成因对比及其构造意义

本次研究在东天山博格达东段下涝坝南部新确认一套以安山岩为主的火山岩,为钙碱性系列,LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为397.5±4.7 Ma,属早泥盆世。该火山岩具有一致的轻稀土与重稀土分馏明显的右倾配分模式,K、Ba等大离子亲石元素显著富集,而Nb、Ta等高场强元素相对亏损,其原始岩浆可能来自于石榴石稳定域地幔橄榄岩2%~5%的部分熔融,同化混染程度较小。对应的哈尔里克南麓下泥盆统大南湖组火山岩为一套基性到酸性连续演化的钙碱性系列岩石,稀土丰度较下涝坝火山岩高,轻、重稀土之间分馏较弱,整体富集大离子亲石元素而亏损高场强元素。其岩浆可能来源于尖晶石稳定域地幔橄榄岩3%的部分熔融,受地壳物质混染明显,岩石后期蚀变较强。Hf/3-Th-Ta图解和Yb标准化的Th-Nb判别图解显示这两套泥盆纪火山岩均形成于与俯冲有关的活动陆缘环境,暗示博格达和哈尔里克地区在早泥盆世时期可能具有相同的大地构造环境。     

博格达造山带东段萨尔乔克地区早石炭世双峰式

博格达造山带东段萨尔乔克地区出露大量早石炭世晚期双峰式火山岩组合,其岩石类型主要有亚碱性玄武岩、英安岩和流纹岩,主体属拉斑系列。玄武岩w(SiO2)为48.69%~52.09%,w(TiO2)(1.16%~1.34%)略高于N型大洋中脊玄武岩,w(Al2O3)高(17.44%~20.86%)、w(MgO)低(3.05%~4.98%)、富钠贫钾(Na2O/K2O=1.82~3.04),表明其原始岩浆发生过明显的橄榄石和辉石的分离结晶作用;玄武岩具有近于平坦的稀土元素配分模式,Eu异常不明显(δEu=0.87~1.06),相对富集Rb、Ba、P,亏损Nb、Ta、Th等不相容元素。火山岩地球化学特征表明研究区玄武质岩浆来自于亏损石榴石地幔橄榄岩在一定深度(约75km深度)情况下发生10%~20%的部分熔融,且受到一定程度的地壳物质混染,显示了板内玄武岩的地球化学特征,形成于陆内裂谷环境。中酸性火山岩具有较高的w(SiO2)(70.29%~75.46%)和全碱[w(Na2O+K2O)=5.13%~9.90%],以及较低的w(TiO2)(0.25%~0.30%)、w(Al2O3)(12.85%~15.88%)和w(MgO)(0.36%~1.01%);显示右倾负斜率稀土元素配分模式,铕负异常明显(δEu为0.36~0.86,平均为0.64),富集Rb、Ba、Th等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素,指示中酸性火山岩起源于地壳物质的部分熔融,源区有斜长石残留。萨尔乔克地区双峰式火山岩的地球化学特征表明该套火山岩应形成于大陆裂谷环境,同时获得中酸性火山岩中锆石的U-Pb年龄为(320.3±1.1)Ma,表明该套火山岩形成于早石炭世末期。结合进一步的地壳w(Rb)-w(Sr)和Zr/Y-w(Zr)判别图解,表明早石炭世早期开始的博格达初始裂谷在早石炭世晚期进一步快速拉张,发展到成熟阶段。这一发现进一步证实了博格达造山带在石炭纪处于大陆裂谷演化的观点,为进一步理解博格达地区晚古生代构造格局及板块构造体制提供了重要的地质依据。     

博格达造山带东段萨尔乔克地区早石炭世双峰式火山岩地球化学特征及其地质意义

博格达造山带东段萨尔乔克地区出露大量早石炭世晚期双峰式火山岩组合,其岩石类型主要有亚碱性玄武岩、英安岩和流纹岩,主体属拉斑系列。玄武岩w(SiO₂)为48.69%_~52.09%,w(TiO₂)(1.16%_~1.34%)略高于N型大洋中脊玄武岩,w(Al₂O₃)高(17.44%_~20.86%)、w(MgO)低(3.05%_~4.98%)、富钠贫钾(Na₂O/K₂O=1.82_~3.04),表明其原始岩浆发生过明显的橄榄石和辉石的分离结晶作用;玄武岩具有近于平坦的稀土元素配分模式,Eu异常不明显(δEu=0.87_~1.06),相对富集Rb、Ba、P,亏损Nb、Ta、Th等不相容元素。火山岩地球化学特征表明研究区玄武质岩浆来自于亏损石榴石地幔橄榄岩在一定深度(约75 km深度)情况下发生10%_~20%的部分熔融,且受到一定程度的地壳物质混染,显示了板内玄武岩的地球化学特征,形成于陆内裂谷环境。中酸性火山岩具有较高的w(SiO₂)(70.29%_~75.46%)和全碱\[w(Na₂O+K₂O)=5.13%_~9.90%\],以及较低的w(TiO₂)(0.25%_~0.30%)、w(Al₂O₃)(12.85%_~15.88%)和w(MgO)(0.36%_~1.01%);显示右倾负斜率稀土元素配分模式,铕负异常明显(δEu为0.36_~0.86,平均为0.64),富集Rb、Ba、Th等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素,指示中酸性火山岩起源于地壳物质的部分熔融,源区有斜长石残留。萨尔乔克地区双峰式火山岩的地球化学特征表明该套火山岩应形成于大陆裂谷环境,同时获得中酸性火山岩中锆石的U Pb年龄为（320.3±1.1）Ma,表明该套火山岩形成于早石炭世末期。结合进一步的地壳w(Rb)-w(Sr)和Zr/Y-w(Zr)判别图解,表明早石炭世早期开始的博格达初始裂谷在早石炭世晚期进一步快速拉张,发展到成熟阶段。这一发现进一步证实了博格达造山带在石炭纪处于大陆裂谷演化的观点,为进一步理解博格达地区晚古生代构造格局及板块构造体制提供了重要的地质依据。      

东天山博格达东北部泥盆纪火山岩的确立、成因 及其地质意义

东天山博格达造山带东北部发育一套钙碱性玄武岩-安山岩,实验测得该套火山岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为366.1±1.1Ma,属晚泥盆世。全岩主微量分析显示其SiO2含量较为集中,具有高铝（Al2O3=15.81%~17.74%）、相对低钛（TiO2=0.99%~2.44%）以及贫钾富钠（Na2O=2.82%~3.82,K2O=0.17%~1.62%）的特征;稀土总量在103.75×10-6~137.26×10-6之间,在球粒陨石标准化的配分曲线中表现出一致的轻稀土略富集而重稀土亏损的右倾模式,存在弱的负Eu异常;原始地幔标准化的蛛网图中Ba、U等大离子亲石元素选择性富集,Nb、Ta、Ti、Y一致显著亏损,表现出一定与岛弧火山岩的地球化学特征;而Nb/U、Nb/Th、Th/U等微量元素比值具有明显的N-MORB亲和性。火山岩样品Mg#=54.46~64.34,Ni=73.56×10-6和Cr=156.37×10-6,相似的TFe2O3和TiO2与SiO2的相关趋势表明岩浆发生了包括钛铁氧化物在内的结晶分异作用;La/Nb-Sr、Nb/Ta-La/Yb均存在相关关系,(Th/Nb)N和(Nb/La)N比值（分别为1.06~6.16和0.31~0.51）显示岩浆受到了一定程度的地壳混染;模拟曲线和Zr-Zr/Y图解显示岩浆形成于以尖晶石稳定域（深度<80Km）为源区的板内环境,是弧后盆地伸展环境下地壳变薄后减压导致地幔楔\岩石圈地幔部分熔融的产物。结合该区域地质背景及本研究中火山岩的形成年龄和构造属性,揭示博格达造山带东北部火山岩是康古尔塔格洋盆向北俯冲的岩浆响应,同时为博格达石炭纪裂谷是在康古尔塔格洋早古生代到晚石炭世持续向北俯冲形成的弧后盆地的基础上进一步演化形成的这一认识提供新的证据。     

东天山七角井-巴里坤地区辉绿岩脉年代学及岩石成因

新疆东天山七角井-巴里坤一带石炭系中广泛发育辉绿岩脉,具有相对较高的Al2O3和MgO,低TiO2,贫P2O5及K2O的地球化学特征;岩石轻稀土富集、重稀土相对亏损的右倾型稀土模式,Cs、K等大离子亲石元素富集而Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素明显亏损,微量元素配分曲线,均一的SiO2含量和大离子亲石元素丰度的不显著波动等地球化学特征以及接近于软流圈地幔与岩石圈地幔界面温度的岩浆形成温度,暗示岩浆来源于受流体/熔体交代的富集岩石圈地幔;较高的Mg#(0.64~0.67),较低的Ce/Y(1.55~1.79)和Dy/Yb(1.97~2.02)以及La/Sm-La图解等表明其原始岩浆可能为石榴子石橄榄岩较高程度部分熔融的产物,分异演化程度较低;Zr、Hf、Y等稳定元素及判别图解指示岩石形成于板内环境;对辉绿岩中锆石进行LA-ICP-MS U-Pb定年,获得(314.7±1.5)Ma的形成年龄,表明从晚石炭世开始,博格达造山带已转变为伸展环境。