伊犁地块北缘早志留世辉绿岩脉岩石成因与构造启示: 年代学与地球化学制约

伊犁地块北缘发育新元古代、石炭纪等多期基性岩脉, 记录了区域构造体制转换过程的重要信息。本文报道了在伊犁地块北缘温泉县乌斯图一带出露的前寒武纪变质岩系中新识别出早志留世辉绿岩脉及其围岩锆石U-Pb年龄与Hf同位素、岩石地球化学及全岩Sr-Nd同位素组成, 并探讨了岩石成因及其构造意义。辉绿岩锆石U-Pb年龄为442±7Ma, 形成于早志留世; 围岩(淡色花岗岩)锆石U-Pb年龄为901±3Ma, 形成于新元古代早期。辉绿岩样品具有较高的Fe₂O₃^T(8.34%~9.81%)、全碱含量(K₂O+Na₂O=5.72%~6.86%)和较低的MgO (3.69%~4.38%)和TiO₂ (1.69%~2.00%)含量, 属于高钾钙碱性系列岩石。
岩石富集大离子亲石元素(LILEs, 如Rb、Th、U、K), 亏损高场强元素(HFSEs, 如Nb、Ta、Ti), 具有较低的Nb/Th比值(0.13~1.16)、Nb/La比值(0.42~0.45)及较高的Zr/Hf比值(39.6~42.2), 锆石ε_Hf(t)值介于+3.0~+9.1, 全岩ε_Nd(t)值介于+1.9~+3.6, 暗示其来源于受俯冲流体改造的岩石圈地幔, 源区岩石主要为尖晶石二辉橄榄岩和石榴石二辉橄榄岩。同时, 岩石具有较低的Mg^#值(49.6~52.5)和Cr(39.8×10^-6)、Ni(17.1×10^-6)含量, 表明岩浆的演化过程中经历了镁铁质矿物的分离结晶, 受地壳混染作用不明显。岩石Zr(212×10^-6~242×10^-6)、Hf(5.16×10^-6~6.02×10^-6)、Nb(6.69×10^-6~9.24×10^-6)、Ta(0.60×10^-6~0.81×10^-6)元素含量及Zr/Y(5.21~6.82)、Hf/Th(0.69~0.91)比值等指示辉绿岩脉形成于伸展环境, 可能与奥陶纪末阿克陶-温泉微地块拼贴到伊犁地块后诱发的俯冲板片角度变化或构造体制转换而导致的伸展构造背景有关。