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东昆仑造山带东段哈拉尕吐花岗岩体地质特征、形成时代及地质意义

张刚  
【摘要】:造山带的形成和岩石成因机制一直是地质学家们研究的热点。作为造山作用中各个阶段重要物质记录的造山带中形成的花岗岩,研究其源区性质和成因机制对于我们反演造山作用的深部动力学过程及造山过程中壳幔物质的相互作用等科学问题具有重要意义。东昆仑造山带位于中国青藏高原腹地,是一条具有漫长演化历史,由不同期次、不同类型造山作用复合叠加的大陆复合型造山带。该造山带内花岗岩多期群居,岩性复杂,占据了该区的大部分空间,尤其以晚华力西-印支期花岗岩分布广泛,因此东昆仑东段是一个研究东昆仑造山带形成演化及复合造山作用的理想区域。在前人研究基础上,本文拟对东昆仑造山带东段的哈拉尕吐岩体进行系统的野外地质、岩相学、岩石地球化学和SHRIMP锆石U-Pb年代学研究,重点讨论其岩石成因、成岩物质来源、形成构造环境及地质意义,并在此基础上,综合区域地质背景及岩石学的最新研究成果,主要取得以下认识: 1.哈拉尕吐花岗岩体主要岩性为花岗闪长岩、二长花岗岩、似斑状二长花岗岩、钾长花岗岩,根据野外地质特征、岩相学和矿物学研究,得出角闪石中(Ca+Na)=2.28~2.41,Na=0.33~0.48,Ca=1.84~1.96,暗示哈拉尕吐花岗岩体具岩浆混合特征;黑云母中AlⅥ含量介于0.15-2.29,平均值为0.21,Mg值介于1.02~1.18,均大于1.0,MF介于0.38~0.45,表明该岩体I型花岗岩。 2.在岩石地球化学方面,分异指数从花岗闪长岩到钾长花岗岩有逐渐增高的趋势,说明从花岗闪长岩向钾长花岗岩演化过程中岩浆分异结晶作用程度逐渐变高。铝饱和指数介于0.94~1.05,总体上哈拉尕吐花岗岩体各侵入岩属于准铝质—弱过铝质,具I型花岗岩特征。岩体具LREE富集,HREE分熘不明显的特征,(La/Yb)N比值为3.25~12.44,(La/Sm)N比值为2.66~6.25,δEu介于0.47~1.02之间,Y、Yb含量较低。岩石富集Rb、Th、Ba、U、La等大离子亲石元素,强烈亏损Nb、P、Ta、Ti等高场强元素。闪长质包体表现相对寄主岩较平缓,相应元素的变化幅度相对寄主岩不大,Nb/Ta比值为10.96~16.05,平均值为12.63,大体来说闪长质包体与寄主岩有很大的相似性,这可能是期间发生过岩浆混合作用的结果。 3.运用SHRIMP锆石U-Pb方法获得哈拉尕吐花岗岩的侵位年龄为257.7±2.9Ma,暗色微粒包体的结晶年龄为255.1±2.9Ma,与寄主岩形成于同一时期,说明东昆仑东段在印支期存在着岩浆混合作用。 4.确定了哈拉尕吐花岗岩体为晚二叠世—早三叠世陆缘弧型花岗岩。岩石成因研究表明其具壳幔岩浆先期混合再经历分异结晶作用的特征。岩石主量、微量元素特征表明其形成于火山弧或大陆弧构造环境。 5.哈拉尕吐花岗岩体年代学与构造属性表明,在晚二叠世—早三叠世古特提斯洋进入由南向北的强烈俯冲期。


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