新疆博格达造山带晚古生代构造-岩浆演化过程:火山岩组合及地球化学证据

最近,笔者在博格达山东段北部的西地-伊齐-小红柳峡一带的地质调查中发现,该区发育有大量晚石炭世柳树沟组双峰式火山岩及早二叠世卡拉岗组酸性火山岩建造,但双峰式火山岩性质及成因有别于其南侧七角井早石炭世双峰式火山岩。玄武岩富钠贫钾(K_2O=0.18%～0.45%,Na_2O=2.24%～3.63%),属拉斑系列;TiO_2=1.6%～1.7%,略高于MORB,较高的Al(Al_2O_3=16.2%～16.7%)、高Mg(MgO=8.12%～9.54%,Mg~#=61～64),以及低K_2O/TiO_2和K_2O/P_2O_5比值(分别为0.1～0.27、0.63～1.68),反映了在岩浆演化过程中分离结晶作用不明显;Rb/Sr比值0.01～0.02,Zr/Nb=21.6～39.7,Zr/Y=5.38～7.47,以及不相容元素Ba、Zr、Hf相对略富集、Nb-Ta和Th相对亏损,显示岩石具有板内玄武岩的特点;稀土元素球粒陨石标准化配分图上整体接近于平坦型,(La/Yb)_N=1.8～1.9,Eu无异常至轻微正异常(δEu=1.07～1.12),正ε_(Nd)(t)值(+5.63～+5.89),(~(143)Nd/~(144)Nd)_I=0.512927～0.512944,Th/Yb0.2,Ta/Yb=0.1,表明玄武岩浆源于亏损软流圈地幔,且在演化过程中不曾发生过斜长石的分离结晶作用,并暗示当时的大陆地壳可能由于拉张而变得较薄,玄武岩浆形成后快速上升至地表喷发。双峰式火山岩中的流纹岩Rb-Sr等时线年龄为296±2Ma(1σ),具高Si(SiO_2=76%～80%),富钾贫钠(K_2O=5.1%～5.7%,Na_2O=0.94%～2.03%);低Al(Al_2O_3=7.9%～10.4%);低Ti、Ca和P含量,属高钾钙碱性系列;微量元素Rb、Th、Zr、Hf、K相对富集,Ba、Sr、P、Ti、Nb、Ta为显著亏损;轻稀土元素适度富集且轻、重稀土分馏程度低,(La/Yb)_N=5.1～7.1,(La/Sm)_N=2、(Gd/Yb)_N=1.6～2.2,以及强烈的负Eu异常(δEu=0.17～0.2),(~(87)Sr/~(86)Sr)_I=0.7051～0.7052,δ~(18)O=11.6‰,指示岩石源于地壳物质的部分熔融,源区存在有斜长石残留,形成于大陆裂谷环境。早二叠世末流纹岩(Rb-sr等时线年龄为278±2Ma)具高Si(SiO_2=74%),富钾贫钠(K_2O/Na_2O2),低Al(Al_2O_3=11.0%)以及较低的Ti和P含量的特征,岩石为高钾钙碱性系列;微量元素PM标准化图解上表现为Rb、Ba、Th、U、K、La、Ce不相容元素相对富集,高场强元素Nb、Ta、P、Ti以及Sr为明显的负异常;轻稀土轻度富集,(La/Yb)_N=5～6,(La/Sm)_N=3,(Gd/Yb)_N=1.3～1.4,以及强烈的负Eu异常(δEu=0.31～0.39),(~(87)Sr/~(86)Sr)_I为0.7069,δ~(18)O=11.97‰,指示源于地壳物质部分熔融的产物,形成于伸展垮塌的构造环境。综合研究结果表明,博格达山前身裂谷岩浆作用始于早石炭世,结束于晚石炭世末期,早二叠世末进入后造山伸展的演化阶段。

Late Paleozoic tectono-magmatic evolution in Bogda Orogenic Belt,Xinjiang:Evidence from geochemistry of volcanic rocks