中天山卡瓦布拉克杂岩带中闪长岩的锆石U-Pb年龄及Hf同位素特征

卡瓦布拉克杂岩带出露于中天山地块东段卡瓦布拉克—阿克塔格地区,沿卡瓦布拉克断裂呈东西向展布。笔者选择构成该杂岩带的中—基性岩石主体闪长岩,开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和LA-MC-ICP-MS锆石Hf同位素研究。结果表明:闪长岩中锆石呈自形—半自形,发育典型的岩浆锆石振荡生长环带,Th/U值较高(均大于0.40),且Th、U含量呈现较好的正相关关系,为典型的岩浆成因锆石;这些锆石的206Pb/238 U年龄加权平均值为(375±1)Ma,MSWD=0.081,属晚泥盆世,可代表其结晶年龄;锆石具有较均一的Hf同位素组成,初始比值为0.282 655~0.282 747、εHf(t)值为4.0~7.2,其对应的亏损地幔模式年龄为714~842Ma。结合区域地质资料认为,卡瓦布拉克杂岩带中的闪长岩由亏损岩石圈地幔发生部分熔融而形成。     

新疆卡瓦布拉克大型剪切带及成矿有利地段

在东天山“中天山结晶轴”南部的卡瓦布拉克－星星峡一带,存在一条长达500km以上的大型韧性剪切带。该带中发育有变形花岗闪长岩、蛇纹石化超基性岩、辉长岩侵入体、硅质岩和砾岩,说明在中天山前寒武纪地块与塔里木基底之间存在一条构造混杂岩带,韧性剪切带叠加在在构造混杂岩带上。该韧性剪切带宏观几何分布、次级构造组合、叠加变形特征均与康古尔塔格韧性剪切带极为相似。其中大洼地东部、沙垅铁矿南部和双峰山地区是金、铅、锌、铜成矿的有利区段。     

中天山卡瓦布拉克地区中-基性岩脉的年代学及岩石成因

中天山卡瓦布拉克地区侵入岩类广泛发育,并多处被中-基性岩脉穿插。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得闪长岩和辉长岩脉年龄分别为296.1±2.5 Ma （MSWD = 1.4）,299.5±2 Ma （MSWD = 1.07）,均侵位于早二叠世。岩石学和岩石地球化学分析结果表明该区中-基性岩脉具有富集轻稀土元素（LREE）和大离子亲石元素（Rb,U,Th）、亏损高场强元素（Nb,Ta,Ti）的地球化学特征,SREE为69.19～234.62,LREE/HREE = 3.97～11.18。闪长岩脉锆石（176Hf/177Hf）值为0.280 618～0.283 329,对应的εHf(t) 值为-14.57～+25.06。研究数据表明,该区中-基性岩脉可能起源于亏损岩石圈地幔,原始岩浆在侵位过程中发生了分离结晶作用,同时还受到了地壳混染作用的影响。基于卡瓦布拉克地区中-基性岩脉的野外地质特征和地球化学分析结果,并结合区域地质资料,认为它们形成于南天山洋闭合之后的后碰撞伸展构造背景。     

中天山卡瓦布拉克杂岩带中-基性岩的成因及其构造意义:元素地球化学和Sr Nd Pb同位素约束

研究中天山地块卡瓦布拉克杂岩带的成因,对重建中天山南缘古生代洋陆构造格局及其演变过程具有重要意义。在查明杂岩带中-基性岩主体岩类矿物学及岩石学特征的基础上,分析了该岩类的主、微量元素和Sr Nd Pb同位素组成。结果显示:其属于偏基性的富钠、低钾岩石系列,富集大离子亲石元素(Rb、U、Sr)和轻稀土元素(LREE),亏损高场强元素(Nb、Ta、Zr)和重稀土元素(HREE)。全岩Sr Nd同位素组成具有较低的锶初始比值(ISr=0706~0709)和较高的εNd(t)值(684~976),并具有较低的放射性成因铅同位素组成,初始铅同位素比值(206Pb/204Pb)i=18015~18239、(207Pb/204Pb)i=15573~15593、(208Pb/204Pb)i=37871~38207。结合前人研究成果和区域地质资料,认为其母岩浆应该来自被交代的年轻富集岩石圈地幔,代表岛弧岩浆,说明卡瓦布拉克杂岩带中-基性岩可能代表该区晚古生代岩浆弧的一部分。     

中天山卡瓦布拉克地区早泥盆世—晚石炭世中-基性侵入岩的年代学、岩石成因及构造意义

中天山卡瓦布拉克地区中-基性侵入岩由石英闪长岩、斜长岩和橄榄辉长岩组成。锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素分析结果表明,石英闪长岩形成于412.2±3.2 Ma,斜长岩形成于297.1±3.1 Ma,分别代表晚古生代早期和晚期的岩浆活动。石英闪长岩的εHf（t）值介于为+0.3～+15.4,对应的二阶段模式年龄TDM2 = 1 381～427 Ma。斜长岩的εHf（t）值为+6.4～+11.3,对应的单阶段模式年龄TDM = 678～498 Ma。地球化学分析结果显示,它们均富集轻稀土和大离子亲石元素、亏损高场强元素。基于野外地质、岩相学和地球化学特征,并结合区域地质资料认为,石英闪长岩形成于早泥盆世南天山洋北向俯冲于中天山地块之下的活动大陆边缘环境,是幔源岩浆和壳源岩浆混合的产物;斜长岩和橄榄辉长岩形成于伸展环境,其母岩浆来自被俯冲带流/熔体交代过的年轻岩石圈地幔。橄榄辉长岩中的多期捕获锆石年龄揭示中天山基底经历了长期多期次构造热事件,其中最老的年龄（2 767～2 663 Ma）能否说明中天山存在太古代基底有待于进一步研究。