新疆阿尔泰山西段乞格拉塔乌岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄及其地质意义

新疆阿尔泰山西段发育的花岗岩体缺乏精确地锆石U-Pb同位素年龄资料。本次在乞格拉塔乌岩体中获得了425.1±4.4Ma的LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄数据,将其形成时代厘定为中志留世。岩石SiO_2含量在64.07%～73.77%之间,Al_2O_3含量为12.40%～15.71%, A/CNK值为1.02～1.10,全碱(ALK)含量为5.85%～7.93%,里特曼指数(σ)为1.62～2.24,具有弱过铝质、高钾钙碱性系列花岗岩特征;稀土总量介于166.3×10~(-6)～197.2×10~(-6)之间,轻、重稀土分馏明显,δEu值介于0.47～0.63之间,具明显负Eu异常。微量元素富集Rb、Th、U等大离子亲石元素及La、Ce、Sm等,亏损Nb、Zr等高场强元素及Sr、P、Ti等,具有低Sr高Yb的特征(Sr含量在93.7×10~(-6)～211×10~(-6),Yb含量在2.1×10~(-6)～3.9×10~(-6))。研究表明,古亚洲洋从奥陶纪开始向北俯冲,一直持续到晚古生代中晚期。早古生代末期形成的乞格拉塔乌岩体,既有俯冲环境特征,又显示了后碰撞花岗岩类特点,其复杂的成因可能与古亚洲洋存在洋中脊俯冲作用有关。     

新疆富蕴县北部金格岩体斜长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

对新疆富蕴县北部金格岩体斜长花岗岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测定,获得了402.7±2.9Ma(MSWD=0.17)的岩浆结晶年龄,表明岩体形成时代为早泥盆世。金格岩体岩性组合为英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩,具有TTG组合特征,暗示与洋俯冲作用有关。岩石地球化学具有高硅(SiO_2=72.55%～77.41%),富钠(Na_2O=4.94%～6.63%),贫钾(K_2O=0.24%～0.95%)的特征,Al_2O_3含量为12.11%～15.30%,铝饱和指数在0.94～1.04之间,呈低钾拉斑玄武岩系列、准铝质-弱过铝质、I型花岗岩的特征。稀土元素显示轻稀土元素富集、重稀土元素相对亏损,中等-弱负Eu异常的右倾型,微量元素Rb、Th、U等大离子亲石元素富集,呈明显的"峰",Nb、Ta、Ti等高场强元素强烈亏损,呈明显"TNT"负异常,显示了与俯冲作用有关的岩浆岩特征。结合区域地质资料,金格岩体形成于与洋俯冲作用有关的活动大陆边缘的陆弧环境,金格—正格河地区在早泥盆世处于局部拉张环境。     

新疆北阿尔泰造山带早古生代花岗岩类侵入序列及其构造意义

新疆阿尔泰早古生代造山带侵入岩占构造带面积50％以上,近年大量高精度SHRIMP和LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学资料反映其构造属性为奥陶纪碰撞前序列和中志留-早泥盆世后碰撞序列.碰撞前序列岩石组合为(石英)闪长岩-英云闪长岩/奥长花岗岩/花岗闪长岩-二长花岗岩序列,类似TTG组合,锆石U-Pb同位素年龄峰值为450～ 465Ma.后碰撞由二长花岗岩-正长花岗岩及少量碱长花岗岩组成,属于广义的GG组合,同位素年龄峰值390～ 415Ma.前者主要分布在中南部,后者主要分布中北部,分布的极性显示俯冲带在南侧.而区域南侧的阿尔曼太蛇绿岩带同位素年龄与北阿尔泰奥陶纪碰撞前序列时代相同,本文推测该蛇绿岩带与北阿尔泰岩浆链带构成洋脊俯冲带模式;其间的南阿尔泰晚古生代增生带、额尔齐斯强变形带、北准噶尔晚古生代洋内弧带都是后来的上叠产物.     

新疆北部富蕴县沙尔布拉克玻安岩的地球化学特征及构造意义

详细的地球化学研究表明，新疆北部富蕴县沙尔布拉克中泥盆统北塔山组的辉石安山岩具有中等的SiO2含量（52.13%-60.45%)；高MgO(3.91%-9.31%)和相容元素（包括Ni、Cr、Co等）含量，以及高Mg^#和Al2O3／TiO2比值；低TiO2含量（0.21%-0.35%)；同时具有U型稀土元素分布模式；并强烈亏损高场强元素。这些特征均与玻安岩的地球化学特征一致，应属于玻安岩，形成于前弧环境。沙尔布拉克玻安岩的存在表明，古亚洲洋在早－中泥盆世向南发生了洋壳俯冲作用。     

壳幔混合及花岗质岩浆的形成

花岗岩成因与壳幔作用有着密切的联系,花岗岩成分不单来源于地壳,还有地幔物质的参与,不同程度的壳幔混合可形成类型多样的花岗质岩石。本文简要总结了在俯冲作用、底侵作用、拆沉作用及地幔柱活动过程中花岗质岩浆的形成,并对此类花岗岩的岩石学及地球化学特征进行了描述。鉴于此,可初步判断花岗岩的形成是否与壳幔相互作用有关,但还没有一种统一的模式能对其进行有效的解释。     

新疆北部幔源岩浆矿床的类型、时空分布及成矿谱系

新疆北部与幔源岩浆有关的矿床种类齐全,成矿环境复杂,时代和类型繁多,在中国乃至世界颇具特色。主要矿床类型包括铬铁矿矿床、钒钛磁铁矿矿床、铜镍硫化物矿床、铂族元素(PGE)矿床、铜镍-钒钛铁复合型矿床、含钴磁铁矿矿床、玄武岩自然铜矿床、热液型钴-多金属矿床,以及非金属矿床等。按照含矿地质体的类型,可分为6种类型:蛇绿岩型、层状杂岩型、小侵入体型、阿拉斯加型、浅成岩型和喷出岩型。这些幔源岩浆矿床可划分为3个成岩成矿系列:铜镍系列、钛铁系列和铬铁系列。钛铁系列以碱性层状岩体型钒钛磁铁矿、铁磷矿为代表,岩石具有明显的富Fe特征,属于碱性富铁质的高钛玄武岩系列;铜镍系列以小侵入体型铜镍矿、阿拉斯加型铜镍-PGE矿为代表,岩石属于铁质的拉斑玄武岩-钙碱性系列;铬铁系列主要为蛇绿岩型铬铁矿,岩石具富Mg贫Fe特征,属于镁质系列。3个系列的岩浆都具有亏损地幔源特征,可能都与地幔柱活动有关;岩浆源区富含相应的成矿元素,是形成3个系列矿床相应成矿地质体的主要条件。3个系列矿床的成矿机制可分为深部熔离/岩浆分异、就地分凝、矿浆贯入、岩浆热液等过程。根据各系列矿床之间存在的紧密联系,建立了与幔源岩浆作用有关的3个系列矿床综合模式: 亏损地幔部分熔融产生的幔源岩浆在上升过程中发生熔离/分异,分离为3个系列,由于外部物质加入在地壳深部发生分异和熔离,在不同深度富集形成铬铁矿、钒钛磁铁矿和铜镍硫化物矿床,临近地表时流体富集和分离成含矿流体,分别形成浅成岩型磁铁矿和喷出岩型自然铜矿。新疆北部各类幔源岩浆矿床从早到晚主要产于3期构造阶段/构造类型: 大陆裂解期、板块俯冲期、碰撞/后碰撞造山期(又分3个阶段: 碰撞后伸展阶段、幔柱叠加造山阶段、后碰撞结束阶段)。     

新疆西准噶尔晚古生代大地构造演化的岩浆活动记录

晚石炭世-早二叠世是新疆北部最为重要的金属矿床成矿期.西准噶尔的区域大地构造、蛇绿岩、沉积岩、花岗岩、埃达克岩、富镁闪长岩以及广泛出露的中基性岩墙研究显示,该地区直到早二叠世早期(290Ma)仍有残余洋盆存在,并可能存在相关的俯冲活动.在290Ma之后,伴随着红色磨拉石的产出,西准噶尔地区进入碰撞造山阶段,伴有地壳快速...     

新疆北部富蕴县埃达克岩的同位素年代学及其对古亚洲洋板块俯冲时限的制约

采用IA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年方法对分布于新疆北部富蕴县托让格库都克组中的埃达克岩进行了年代学研究.结果表明,以往被认为属早泥盆世的埃达克岩的形成年龄为441.3±1.8Ma,属早志留世.由于托让格库都克组中的埃达克岩被认为是由新生的古亚洲洋板块俯冲后部分熔融形成的,因此,埃达克岩的同位素年代学研究结果表明,新疆北部东准噶尔地区古亚洲洋的板块俯冲从早志留世就已经开始.这是首次采用精确的同位素定年手段确定的古亚洲洋板块俯冲作用开始的时间.具有十分重要的地质意义.     

石榴辉石岩的电导率及对岩浆底侵的约束

河北汉诺坝新生代玄武岩携带的石榴辉石岩为岩浆底侵于上地幔顶部40～45 km形成的堆晶岩,是壳-幔过渡带的典型样品。本文使用Solartron 1260阻抗分析仪,测量1.2 GPa和380～900 ℃下石榴辉石岩WD958的电阻率。样品电导率(σ)与温度的关系遵守Arrhenius方程: σ=σ₀exp(-ΔH/kT),其中T是样品的绝对温度,k是Boltzmann常数,指前因子σ₀为97.5 S/m,活化焓ΔH为1.27 eV。使用傅立叶红外光谱仪测定样品中单斜辉石的平均含水量为117×10^-6 H₂O,橄榄石无水,石榴子石的含水量因蚀变无法测定。使用Hashin-Shtrikman平均方法计算样品WD958的电导率,发现样品可看作由含水单斜辉石、无水石榴子石和无水橄榄石组成的高阻集合体,电导率同时受小极化子导电和质子导电的影响。如果原位的石榴辉石岩的矿物含水量保持平衡,其电导率将提高1个数量级,质子导电成为主控导电机制。石榴辉石岩在高温的壳-幔过渡带(～1 000℃)表现为高导层,而在正常地温梯度下,与尖晶石二辉橄榄岩的电导率近似,为高阻层。因此,在岩浆底侵作用下,电性上的壳-幔边界将随着温度和含水量的变化而改变。     

新疆北部岩浆铜镍硫化物矿床地质分布特点与成矿背景探讨

新疆北部地质构造演化复杂, 多阶段演化中岩浆活动与成矿作用规模并不均衡。而二叠纪却是天山成矿带大规模岩浆活动和金属成矿作用的高爆发期。本研究紧紧围绕镁铁-超镁铁质侵入岩体及岩浆铜镍硫化物矿床, 从地质分布特点、含矿岩体的岩浆起源、岩浆演化及成矿特点, 系统研究深部相应岩浆作用的地质背景。通过典型矿床的深入剖析, 破解制约找矿突破的控制因素, 系统阐述了板块构造与地幔柱体制叠加并存的地质特征与成矿表现。新疆北部发育了5条镁铁-超镁铁质侵入岩带, 东天山、北山及喀拉通克岩带具有较好的成矿表现, 在时间上与塔里木隐伏大火成岩省密切相关。塔里木克拉通深部熔融的地幔物质, 围绕刚性塔里木克拉通边缘不断上涌, 并与表壳物质发生交换, 随着俯冲板块的持续和减弱, 深部上涌的地幔物质不断加强, 先后形成因深部地幔物质多寡而金属聚集的不同矿床类型。围绕塔里木大火成岩省的周缘或造山带中, 是岩浆铜镍硫化物矿床重要的理论研究基地和找矿方向。     

东昆仑早泥盆世碰撞造山的侵入岩证据

东昆仑昆中断裂带及其附近茶德尔塔格西、阿尔格山北、塔鹤托坂日、喀雅克登塔格地区的早泥盆世侵入岩,受昆中断裂长期活动影响,岩石变形强烈,岩体在平面上呈不规则透镜状,沿昆中断裂近东西向分布。岩石地球化学特征属于亚碱性、高钾和低钾钙碱系列,介于偏铝质和过铝质之间;在R1—R2岩石类型分类图中位于闪长岩、英云闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩区;在微量元素标准化图中,具有Rb、Th、Ba富集,高强场元素Nb、Ta明显亏损的特点;在稀土元素球粒陨石标准化图中,LREE富集,HREE亏损,曲线表现出明显的较为平滑的斜率相似的一组曲线,均属强烈右倾负斜率轻稀土富集型,整体分配模式具有火山弧花岗岩的特征。通过构造环境的综合判断,本文研究的东昆仑早泥盆世侵入岩属于后碰撞造山花岗岩,物质来源,壳幔相互作用的产物,从而确立了加里东晚期东昆仑碰撞造山的构造过程。     

新疆阿尔泰南缘康布铁堡组的重新厘定

区域地质及野外地质剖面研究表明, 新疆阿尔泰南缘康布铁堡组的东、中、西3段岩石组合和变质变形及含矿性等方面存在显著差异, 有必要对其重新划分厘定。分布于西段克兰及麦兹盆地的康布铁堡组(D₁k), 通过古生物化石及年代学资料确定其时代为早泥盆世, 实测地质剖面显示为一套浅变质酸性火山岩及火山碎屑岩夹正常碎屑岩, 自下而上可划分为4个岩性段: 笫1岩性段(D₁k^a)以云母片岩为主; 第2岩性段(D₁k^b)为钙质片岩、钙质砂岩、变凝灰质砂岩; 笫3岩性段(D₁k^c)主要为变酸性流纹岩、凝灰岩; 第4岩性段(D₁k^d)以变流纹岩、流纹质火山碎屑岩为主。而分布于东段青河地区、中段(南部)富蕴地区的康布铁堡组, 实为一套混合岩化变质岩系, 其时代缺少年代学资料限制, 应从康布铁堡组中解体出去, 依据进一步变质作用及年代学资料重新划分、命名。     

新疆阿尔泰南缘早—中泥盆世东西部火山岩源区及矿床物质来源差异

阿尔泰南缘发育大量火山岩及硫化物-Fe 多金属矿床。从东向西,成矿元素组合依次为 Pb-Zn、Fe-Pb-Zn和Cu-Zn。本文对阿尔泰南缘东部的萨吾斯矿床的火成岩做了主微量元素、Sr-Nd和锆石Hf-O同位素及闪锌矿的Pb同位素组成测定。对比了阿尔泰南缘东部、中部和西部5个铁-硫化物矿床的Pb和Sr-Nd同位素。康布铁堡组流纹岩来自于多旋回风化-剥蚀-搬运-再沉积碎屑物质的重熔,富集Zn,表现出碎屑物质的微量元素特征,导致萨吾斯和可可塔勒 Pb-Zn 矿床的高207Pb/204Pb、208Pb/204Pb 及低206Pb/204Pb、εNd(t)。康布铁堡组下亚组中基性火山喷发为蒙库Fe矿的初始富集奠定了基础。中部的克兰盆地形成于洋陆过渡弧或属弧间盆地,康布铁堡组中下段中基性火山岩和上段流纹岩分别为Fe和Zn的富集奠定了基础,碳酸盐岩则造成了Pb的富集,从而形成铁木尔特Fe-Pb-Zn矿床。铁木尔特和蒙库矿床的206Pb/204Pb比值最高且变化大,反映了大洋岛弧火山岩的特征。在西部,阿舍勒组富镁英安岩来自流体交代的地幔楔,导致了阿舍勒矿床Cu的富集,赋矿岩石的εNd(t)值高,(87Sr/86Sr)i和矿石Pb同位素比值低。     

阿尔泰造山带青河地区早泥盆世和寒武纪末花岗岩的年代学、岩石成因及其地质意义

阿尔泰造山带中广泛发育古生代的花岗质岩浆活动,它们对认识阿尔泰造山带的构造演化具有重要意义。本文对青河县西南方向敖包特花岗岩体中的片麻状黑云二长花岗岩及其捕掳体片麻状英云闪长岩进行LA-ICP-MS定年,分别获得了407±3 Ma和491±3 Ma的~(206)Pb/~(238)U年龄,为早泥盆世和寒武纪末。岩石地球化学特征表明早泥盆世的片麻状黑云二长花岗岩具有钙碱性-碱钙性和镁质花岗岩的特点,其A/CNK比值为0.98~1.08,为准铝质-弱过铝质,CIPW标准刚玉分子数主体小于1,且其具有较高的Y含量(27.2×10~(-6)~40.5×10~(-6))和Th含量(10.2×10~(-6)~27.0×10~(-6)),随着Rb含量的增加均有逐渐增加的趋势,表现出Ⅰ型花岗岩的特征。寒武纪末的片麻状英云闪长岩具有较低的SiO_2含量(60.28%~64.01%),其初始铝饱和指数应为准铝质一弱过铝质,微量元素特征同样表现出Ⅰ型花岗岩的成因特点。通过综合分析认为该早泥盆世的花岗岩与寒武纪末的英云闪长岩均形成于俯冲相关的构造环境。     

新疆阿尔泰沙依肯布拉克铍矿区片麻状花岗闪长岩年代学、地球化学及其意义

沙依肯布拉克片麻状花岗闪长岩出露于中阿尔泰,为铍矿化伟晶岩的直接围岩,是研究其与稀有金属矿化关系、区域构造环境和中阿尔泰是否存在古老基底的理想对象。本文采用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年法,获得其加权平均年龄为405.6±3.9Ma,属早泥盆世,明显早于阿尔泰稀有金属成矿高峰期。岩石具有高硅(SiO2=73.8%~74.7%)、富铝(Al2O3=13.3%~14.6%)、相对富钠(Na2O/K2O=1.28~3.13)的特点,A/CNK和A/NK值均大于1,属低钾钙碱性过铝质-强过铝质花岗岩。微量元素表现出Ba、Sr、P、Nb、Ti、Ce的负异常和Rb、Th、Ta、Pb、Nd、Sm、Hf的相对正异常,稀土元素显示轻稀土弱富集、重稀土平缓及较弱的负Eu异常(δEu=0.70~0.82)。岩石的εNd(t)和二阶段Nd模式年龄较为均一,分别为-1.76^-1.22和1.19~1.21Ga。综合以上地球化学特征,结合区域构造-演化,本文认为中阿尔泰存在古老基底,沙依肯布拉克花岗闪长岩可能来源于中元古代地壳物质在早泥盆世俯冲消减环境下的部分熔融,在形成过程中混入了部分幔源物质。     

东天山大南湖-头苏泉岛弧带古生代侵入岩浆活动期次及基底性质

锆石U-Pb定年结果显示：东天山大南湖-头苏泉岛弧带中酸性侵入岩形成时代为古生代,处于465~265 Ma,可划分为4个期次。分别为：中奥陶世-晚志留世465~413 Ma、中-晚泥盆世391~377 Ma、石炭纪327~308 Ma,以及早-中二叠世284~269 Ma。锆石Hf同位素分析显示,锆石εHf（t）值为6.81~15.73,Hf同位素二阶段模式年龄为839~355 Ma,主要集中在598~429 Ma;465~413 Ma的侵入岩分布在卡拉塔格和大南湖,其εHf（t）值为11.34~15.20,相应的Hf同位素二阶段模式年龄为633~467 Ma;391~377 Ma的侵入岩分布于卡拉塔格,其εHf（t）值为6.81~13.32,相应的Hf同位素二阶段模式年龄为839~497 Ma;327~308 Ma的侵入岩分布在黄山西以及沁城南,其εHf（t）值为11.36~15.73,相应的Hf同位素二阶段模式年龄为575~429 Ma;284~269 Ma的侵入岩分布在土屋西和推克曼塔什,其εHf（t）值为8.94~14.51,相应的Hf同位素二阶段模式年龄是671~355 Ma。再结合前人的研究成果揭示,在大南湖-头苏泉岛弧带底部可能存在老的地壳基底,并对这些岩浆活动有所贡献;该区古生代期间存在大约465 Ma早奥陶世以及330 Ma左右中石炭世2期地壳增生事件,并存在晚奥陶世-晚志留世、中-晚泥盆世和早-中二叠世三期地壳再造事件。     

阿尔泰可可托海地区泥盆纪花岗岩特征及其地质意义

阿尔泰南缘可可托海地区发育大量的400Ma左右的泥盆纪花岗岩。岩石SiO2含量在62.36%～77.41%, 里特曼指数σ介于0.43～1.88, A/CNK 值在0.97～1.12, 属中钾、钙碱性、准铝质-弱过铝质岩石。具有富集Rb、Th、U等大离子亲石元素和轻稀土元素, 相对亏损重稀土和Nb、Ta、Ti等高场强元素, 弱-中的负Eu异常的岛弧岩浆岩特征。结合区域地质资料, 可可托海地区泥盆纪花岗岩形成于活动大陆边缘的陆缘弧构造环境, 是古亚洲洋向北俯冲的产物。     

Process-facies Types and Sequences of Devonian Volcanic Sedimentary Successions in Northern Xinjiang and Their Relation to Plate Tectonics

The process-facies types of the Devonian volcanic sedimentary successions in northern Xinjiang include explosive facies, effusive facies, pyroclastic-calcareous-terrigenous tempestite facies, and coarse~-, medium~- and fine-grained pyroclastic turbidite facies, volcanic eruption tsunamite facies, syndepositional and soft-deformed seismite facies, sandy and silt-muddy contourite facies. This paper presents their characteristics and diagnostic indicators, and discusses the temporal and spatial structures of both the process-facies and the environment-facies of the Zhifang section, east Junggar, and the Mount Sarburti section, west Junggar, and their relation to plate tectonism. The author holds that the facies analysis dominated by process-facies is the facies analysis' nucleus in an orogenic belt and active continental margin.