新疆东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩的形成和侵位时限——来自辉绿岩和凝灰岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄的证据

新疆东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩是中亚造山带中最具代表性的蛇绿岩之一,其所代表的古洋盆的形成和关闭时限一直受到地学界的密切关注。采用LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素方法,获得卡拉麦里蛇绿岩中辉绿岩的年龄为416.7Ma±3.2Ma,代表了卡拉麦里蛇绿岩的形成年龄。不整合于蛇绿岩之上的地层凝灰岩的年龄为343.0Ma±5.0Ma,限定了卡拉麦里蛇绿岩侵位时代的上限,同时也为沉积盖层提供了可靠的年龄依据。即卡拉麦里蛇绿岩所代表的古大洋形成于早泥盆世洛霍考夫期,闭合于早石炭世杜内期前。卡拉麦里蛇绿岩形成和侵位时代的准确限定对研究东准噶尔的构造演化和古生代中亚地区构造格局提供了重要的制约。     

新疆东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩的形成和侵位时限——来自辉绿岩和凝灰岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄的证据

新疆东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩是中亚造山带中最具代表性的蛇绿岩之一,其所代表的古洋盆的形成和关闭时限一直受到地学界的密切关注。采用LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素方法,获得卡拉麦里蛇绿岩中辉绿岩的年龄为416.7Ma±3.2Ma,代表了卡拉麦里蛇绿岩的形成年龄。不整合于蛇绿岩之上的地层凝灰岩的年龄为343.0Ma±5.0Ma,限定了卡拉麦里蛇绿岩侵位时代的上限,同时也为沉积盖层提供了可靠的年龄依据。即卡拉麦里蛇绿岩所代表的古大洋形成于早泥盆世洛霍考夫期,闭合于早石炭世杜内期前。卡拉麦里蛇绿岩形成和侵位时代的准确限定对研究东准噶尔的构造演化和古生代中亚地区构造格局提供了重要的制约。     

新疆卡拉麦里地区早泥盆世洋内弧：来自火山岩地球化学及锆石U-Pb 年龄的证据

新疆东准噶尔卡拉麦里地区早泥盆世火山岩由玄武岩和玄武安山岩组成,采用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法,获得玄武安山岩锆石的U-Pb年龄为404.5±1.9 Ma,表明喷发时代为早泥盆世。岩石地球化学显示早泥盆世火山岩属岛弧拉斑系列,具相对较高的Mg^# 值(41.25～55.32)及较低的Nb(1.11×10^{- 6}～2.42×10^{- 6})、Zr(73.9×10^{- 6}～95×10^{- 6})和ΣREE(81.50×10^{- 6}～121.80×10^-6)含量。富集大离子亲石元素(LILE：K、Rb、Ba)和轻稀土元素(LREE),而亏损Ta、Nb和Ti高场强元素（HFSE：Ta、Nb、Ti）,并显示Eu弱的亏损,这些特征与岛弧火山岩类似,其原始岩浆可能起源于俯冲流体交代的亏损地幔楔的部分熔融。结合区域地质背景,认为早泥盆世火山形成于洋内弧的构造环境,为卡拉麦里古洋盆向北俯冲消减的产物。这是在卡拉麦里地区首次报道的洋内弧火山岩,这一新的发现和认识对研究东准噶尔古生代洋盆演化及区域构造格局均具有重要的意义。     

东准噶尔卡拉麦里地区巴塔玛依内山组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄

巴塔玛依内山组是一套以火山岩为主的陆相火山-沉积地层,在东准噶尔地区广泛分布,规模巨大,且形成时代久存争议。通过对卡拉麦里地区巴塔玛依内山组层型剖面的重新实测,以及对该组中下部层位玄武岩进行LA-ICP-MS测年,获得锆石U-Pb年龄为(338.7±7.7) Ma(MSWD=0.24)。所测锆石的CL图像上可见明显的震荡环带结构,且锆石Th/U比值为0.11～0.95,均大于0.10,13颗锆石的Th/U平均值为0.56,Th/U呈正相关,说明属岩浆锆石,指示其代表了巴塔玛依内山组的形成时代。结合前人的年代学数据及化石资料,将巴塔玛依内山组时代确定为早石炭世中期—晚石炭世初期,认为其中下部层位时代不晚于338.7 Ma。该成果进一步约束了区内陆相火山地层的时代,并为研究东准噶尔构造带的火山岩浆作用及其构造演化提供了新的年代学依据。     

新疆北部卡拉麦里蛇绿岩中辉长岩的锆石U-Pb年龄及其构造意义

新疆东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩是一套由以镁铁-超镁铁岩为主的构造岩块和不同岩性的基质组成的蛇绿混杂带, 被认为是哈萨克斯坦板块和西伯利亚板块之间的缝合带.由于其特殊的大地构造位置, 该蛇绿岩对恢复区域构造演化具有重要意义.然而, 在过去20多年里, 有关其形成及就位时代的争议一直很大, 其原因在于不同学者采用来自化石资料和同位素年龄方面的不同证据.本文选择该蛇绿岩套中保存相对完整的辉长岩进行了LA-ICP-MS 锆石U-Pb 年龄测定, 获得了3个峰值年龄: 406±1.8 Ma, 514±5.1 Ma和332±6.4 Ma.结合该区野外地质特征和前人资料分析, 本文认为除514±5.1 Ma的年龄可能来自古老围岩中的残余锆石之外, 另外两组年龄分别与蛇绿岩的形成和就位有关, 前者代表卡拉麦里蛇绿岩的形成时间, 后者则代表卡拉麦里蛇绿岩的构造侵位时间, 即卡拉麦里洋盆形成于泥盆纪初期, 最终闭合于早石炭世早期.     

新疆东准噶尔锡矿北花岗斑岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb测年

对东准噶尔锡矿北花岗斑岩进行锆石LA-ICP-MS U-Pb测年,获得206Pb/238U加权平均年龄为(281±10)Ma,MSWD=9.3,206Pb/238U-207Pb/235U谐和曲线图中下交点年龄为(278±11)Ma,MSWD=7.5,两者在误差范围内完全一致,时代属于早二叠世。结果表明,锡矿北花岗斑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),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（300Ma左右）,以花岗斑岩为代表的晚古生代岩浆侵入活动延续到早二叠世晚期。     

新疆东准噶尔阿尔曼泰蛇绿构造混杂岩带中辉长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其地质意义

阿尔曼泰蛇绿构造混杂岩带位于新疆东准噶尔,记录了古亚洲洋演化。对蛇绿构造混杂岩带中的辉长岩进行主量、微量、稀土元素及LA-ICP-MS锆石U-Pb测年分析,发现辉长岩的原始岩浆来源于亏损地幔与大陆地壳之间,同时受到后期地壳物质的混染作用或来自消减残片的流体交代。锆石年龄为514.3±3.7Ma,推测阿尔曼泰蛇绿构造混杂岩带形成时代为中寒武世—早奥陶世。     

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.     

新疆东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩的地球化学特征及大地构造意义

新疆东准噶尔卡拉麦里蛇绿混杂岩的岩石组合为变质橄榄岩、辉长岩、辉绿岩和基性熔岩等.该蛇绿岩中辉长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄(329.9 Ma±1.6 Ma)证明卡拉麦里蛇绿岩的形成时间为早石炭世维宪期.蛇绿岩中辉长岩和基性熔岩REE球粒陨石标准化和微量元素原始地幔标准化分配型式呈平坦型分布,大离子亲石元素丰度低,成分上非常相似于正常的MORB,同时无岛弧及洋岛岩石的地球化学特征,表明该蛇绿岩很可能形成于大洋中脊.结合该区野外地质特征、岩石地球化学和高精度年代学等方面的研究,认为卡拉麦里洋盆形成于泥盆纪初期,最终闭合于旱石炭世谢尔普霍夫期.     

新疆西准噶尔巴尔鲁克蛇绿岩形成时代及大地构造意义

新疆西准噶尔地区分布多条蛇绿岩带,通过对巴尔鲁克蛇绿岩中2个辉长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得比较准确的年龄数据512.3±7.2Ma、521.1±2.8Ma。确定了该蛇绿岩的形成时代为晚寒武世;结合混杂岩带内岩石组合特征及其与中—下泥盆统库鲁木迪组为不整合接触,推断该蛇绿混杂岩带与唐巴勒蛇绿岩带及玛依勒蛇绿岩为同一时代、同一构造带产物,就位时代不晚于早泥盆世。     

新疆东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩带研究现状

新疆东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩带是一条重要的蛇绿岩带,其所代表的古大洋是中亚古生代构造框架中一个非常重要的构造单元。对于该带归属何古板块之间的缝合带存在着截然不同的认识,对卡拉麦里蛇绿岩前身洋盆俯冲闭合年限也存在多种观点。根据对前人研究资料的综合,简要地论述了该断裂带是准噶尔洋俯冲消亡的遗迹,其闭合年限在350Ma左右。     

东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩形成时代、地质特征及构造意义

通过对卡拉麦里蛇绿岩地质特征、形成时代及就位机制研究探讨,认为卡拉麦里蛇绿岩岩石组合齐全,已被强烈肢解,形成时代为357～492 Ma。洋盆拉张时期从中志留世或更早开始,蛇绿岩被上泥盆统不整合覆盖,因此确定洋盆闭合于中泥盆世。     

金沙江缝合带西段蛇绿岩与弧火山岩成对性关系——来自地球化学和LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄证据

对金沙江缝合带西段青海治多地区的多彩蛇绿混杂岩和当江荣中酸性岛弧火山岩进行了研究,野外地质剖面显示,蛇绿岩主要由辉长岩、堆晶辉长岩和玄武岩组成,缺少地幔橄榄岩单元。通过对蛇绿岩内部细粒辉长岩、基性熔岩的地球化学测试及堆晶辉长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年发现,基性熔岩可分为2种类型,即洋岛玄武岩OIB型和MORB-IAT型。前者并非蛇绿岩组分,为构造就位时带入;后者为过渡类型,具有典型洋中脊—岛弧蛇绿岩地球化学特征。辉长岩具有明显的TNT槽等岛弧信号,与类型二均属于蛇绿岩成分。测得的堆晶辉长岩中锆石U-Pb年龄为252.50Ma±0.58Ma(MSWD=0.95),是蛇绿岩的形成年龄。研究认为,多彩蛇绿岩与当江荣火山岩具有成对性关系,结合造山带沟—弧—盆体系构造格局,认为前者形成于岛弧偏海沟的弧前构造背景,是晚二叠世金沙江洋持续俯冲的产物。     

东准噶尔地区扎河坝——阿尔曼太蛇绿岩多期次岩浆演化特征：来自锆石U-Pb年代学的证据

新疆东准噶尔地区阿尔曼太蛇绿岩被认为是早古生代大洋岩石圈残片,其主要由地幔橄榄岩、辉长岩、玄武岩以及硅质岩组成。通过野外地质观测,发现在扎河坝-阿尔曼太蛇绿岩内侵入了大量的岩体,主要为闪长岩以及闪长玢岩。本文通过LA-ICP-MS 锆石U-Pb 定年,获得蛇绿岩中辉长岩年龄为497.3 ± 4.5 Ma,而后期侵入的闪长玢岩的年龄为424.5 ± 3.1 Ma。前人研究认为这些闪长玢岩具有岛弧岩浆岩特征。结合区域地质背景,本文认为这些后期侵入的闪长玢岩是岛弧岩浆作用的结果, 推测阿尔曼太蛇绿岩为一个岛弧多期次演化的产物。     

东准噶尔卡拉麦里SSZ型蛇绿岩地球化学及其构造意义

卡拉麦里蛇绿岩带受控于卡拉麦里深大断裂,主要由超镁铁质岩体、镁铁质岩脉和火山熔岩组成.超镁铁质岩体主要由地幔方辉橄榄岩组成,并有纯橄岩和铬铁矿矿石产出.超镁铁质岩石具有低SiO2、高MgO、LREE富集的"V"字形和LREE略富集型稀土元素分布模式,具有SSZ(supra subduction zone)型的地幔橄榄岩特征.玄武岩、堆晶辉长岩以及辉长闪长岩岩脉具有低Al2O3、TiO2、K2O+Na2O含量,且K2O＜Na2O,具相对高的MgO和极低的P2O5含量,具低Ti/V比值(10～20)、低的稀土元素丰度和LREE弱亏损型稀土元素配分模式,显示与洋内板块俯冲作用有关的SSZ型蛇绿岩地球化学特征.碱性玄武岩则具有洋岛玄武岩特征,具有高Al2O3、TiO2(2.50%～3.43%,平均3.16%)、K2O+Na2O(7.36%～9.40%)、P2O5(0.509%～1.579%,平均0.80%)和Ti/V(＞50),相对低MgO(1.84%～2.81%,平均2.60%)的特征,富集不相容元素并具高的稀土元素总量和轻稀土元素明显富集的稀土元素配分模式,显示洋岛玄武岩特征,代表了洋盆早期洋内热点作用.卡拉麦里蛇绿岩带反映了哈萨克斯坦-准噶尔联合陆块与西伯利亚板块的古洋盆经历了洋内热点作用和大洋板块洋内俯冲消减的演化过程.     

新疆准噶尔盆地侏罗系齐古组凝灰岩SHRIMP锆石U-Pb年龄

报道了准噶尔盆地获得侏罗纪齐古组凝灰岩精确的SHRIMP锆石U-Pb年龄164.6 Ma±1.4 Ma（MSWD=1.3）。该年龄值几乎相当于国际地质年表中Callovian阶的底界年龄（164.7Ma±4.0Ma）。根据地层沉积速率推算,齐古组上界年龄值应为161.8Ma,接近Callovian阶的上界（161.2Ma±4.0Ma）;其上的喀拉扎组上界年龄大致在160.0 Ma左右,此年龄值应位于牛津阶（Oxfordian）的下部。另外,下白垩统下部清水河组的时代为早白垩世早期（Berriasian）。由此得出：齐古组的主体时代为中侏罗世卡洛期（Callovian）,其下部跨入了巴通期最晚期（late Late Bathonian）;喀拉扎组的时代可能仅为牛津期最早期（early Early Ox-fordian）,反映白垩系与侏罗系之间的不整合几乎缺失了整个上侏罗统,由此推断晚侏罗世曾发生过一次较强烈的构造运动。     

新疆准噶尔盆地侏罗系齐古组凝灰岩SHRIMP 锆石U-Pb年龄

报道了准噶尔盆地获得侏罗纪齐古组凝灰岩精确的SHRIMP锆石 U-Pb年龄164.6 Ma ± 1.4 Ma(MSWD=1.3)。该年龄值几乎相当于国际地质年表中Callovian阶的底界年龄(164.7Ma±4.0Ma)。根据地层沉积速率推算,齐古组上界年龄值应为161.8Ma,接近Callovian阶的上界(161.2Ma±4.0Ma);其上的喀拉扎组上界年龄大致在160.0 Ma左右,此年龄值应位于牛津阶(Oxfordian)的下部。另外,下白垩统下部清水河组的时代为早白垩世早期(Berriasian)。由此得出：齐古组的主体时代为中侏罗世卡洛期(Callovian), 其下部跨入了巴通期最晚期(late Late Bathonian);喀拉扎组的时代可能仅为牛津期最早期(early Early Oxfordian),反映白垩系与侏罗系之间的不整合几乎缺失了整个上侏罗统,由此推断晚侏罗世曾发生过一次较强烈的构造运动。     

青海尖扎—同仁地区隆务峡蛇绿岩的形成时代及意义——来自辉长岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄的证据

隆务峡蛇绿岩位于青海省同仁县,大地构造位置处于西秦岭和南祁连造山带的结合部位。蛇绿岩年代学对于研究造山带构造演化和恢复古洋-陆板块构造格局至关重要。对隆务峡蛇绿岩中的辉长岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,206Pb/238U加权平均年龄为250.1Ma±2.2Ma(MSWD=0.7),代表了辉长岩的结晶年龄,表明隆务峡蛇绿岩是晚二叠世—早三叠世西秦岭与南祁连之间古洋盆扩张过程中岩浆活动的产物。而呈岩株侵入到蛇绿岩中的花岗闪长岩的年龄(244Ma±1.4Ma)晚于蛇绿岩中辉长岩的年龄,但早于区域上大量存在的印支期花岗岩,可能记录了蛇绿岩的侵位时代。     

西秦岭北缘关子镇蛇绿岩的形成时代：来自辉长岩中LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄的证据

西秦岭北缘天水地区关子镇蛇绿岩由变质基性火山岩(斜长角闪片岩)和蛇纹岩、变辉石岩、变辉长岩等构造岩块组成.其中的变质基性火山岩具有N-MORB的地球化学特征,显示关子镇蛇绿岩是洋脊型蛇绿岩残片.对蛇绿岩中的辉长岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,得到206Pb/238U加权平均年龄为(499.7±1.8)Ma(MSWD=2.2),代表了辉长岩的结晶年龄,表明关子镇蛇绿岩是晚寒武世在西秦岭北缘李子园-关子镇-武山洋盆扩张过程中岩浆活动的产物,代表了东秦岭早古生代商丹古洋盆在西秦岭造山带北缘向西延伸的组成部分.     

藏北羌塘中部果干加年山石炭纪蛇绿岩地球化学特征及LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄

在羌塘地区开展1∶5万戈木日区域地质调查的过程中,为研究龙木错—双湖板块缝合带的演化历史,探讨青藏高原羌塘中部地区的构造演化,对果干加年山地区的蛇绿岩进行了详细研究。石炭纪蛇绿岩变质堆晶辉长岩是填图过程中的新发现。全岩地球化学研究结果显示,岩石ΣREE较低,LREE弱富集,轻、重稀土元素分异程度不高;富集Rb、Bb等大离子亲石元素,明显亏损Nb、Ta、Ti等元素,具有典型的SSZ型蛇绿岩特征,表明其形成于俯冲带之上。蛇绿岩中变质堆晶辉长岩的LAICP-MS锆石U-Pb年龄为354.8Ma±2.4Ma,属于早石炭世。最终研究表明,龙木错—双湖板块缝合带所代表的古大洋至少在早石炭世就已经存在俯冲。石炭纪变质堆晶辉长岩的发现对研究缝合带构造演化历史具有非常重要的意义,也为探讨羌塘地区的大地构造演化提供了基础资料。