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东昆仑东段波洛斯太印支期花岗岩体地质特征、成因及地质意义

栗朋  
【摘要】:东昆仑造山带作为青藏高原北部的复合型大陆造山带,在其长期的构造演化过程中,由于复杂多样的构造岩浆作用,岩浆活动剧烈,岩浆岩发育广泛。造山带内花岗质岩石出露面积占主体地位,对其研究是深入探究造山带形成机制的有效工具,对反演造山作用的深部动力学过程以及壳幔混合作用机制具有重要意义。前人研究表明,东昆仑造山带经历了原特提斯洋和古特提斯洋两大演化时期,尤其以晚古生代-早中生代古特提斯洋演化过程完整而显著。因此,本文以东昆仑东段波洛斯太花岗岩体为研究对象,通过运用野外地质研究和室内岩石样品测试分析等多学科研究方法,对其进行系统的岩石学、同位素年代学、岩石地球化学和矿物学等研究,重点讨论岩体中不同侵入体源区特征、成因联系、壳幔混合作用、大地构造环境及地质意义。野外地质特征表明,波洛斯太花岗岩体岩石类型多样,主要包括灰白色中细粒块状花岗闪长岩、灰白色-浅肉红色中粗粒块状二长花岗岩和浅肉红色-肉红色中粗粒块状正长花岗岩,其间以侵入接触关系为主。其中,花岗闪长岩中存在大量的暗色微粒包体,呈椭圆状、火焰状、不规则形状等,二长花岗岩和正长花岗岩中暗色微粒包体相对较少,主要呈椭圆状。同位素年代学研究显示,波洛斯太花岗岩体中花岗闪长岩结晶年龄为254.8±1.5Ma,二长花岗岩结晶年龄为249±2.4Ma,花岗闪长岩中暗色微粒包体结晶年龄为253.9±1.1Ma,表明岩体形成时代为晚二叠世末期-早三叠世早期。岩石地球化学研究显示,寄主岩与暗色微粒包体为准铝质-弱过铝质中钾-高钾钙碱性系列岩石,均富集轻稀土元素LREE,亏损重稀土元素HREE,富集Cs、Rb、Th等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素。花岗闪长岩-二长花岗岩-正长花岗岩在(La/Yb)_N比值、镁铁指数MF、Eu异常、REE含量等方面均显示为不同源区部分熔融的特征。利用针对不同矿物的温压计算公式,计算得出岩体中不同侵入体结晶温压环境分别为:花岗闪长岩结晶初始岩浆温度为785℃,总体压力值介于1.70~4.08kbar,深度为6.42~18.14km。二长花岗岩侵入体结晶温度介于636~812℃,岩浆初始温度为812℃;总体压力介于1.05~1.11kbar,深度为3.97~4.19km,与其包体的压力深度值相似。正长花岗岩侵入体结晶温度介于743~759℃,压力介于2.64~3.07kbar,深度为9.98~11.58km,大于花岗闪长岩和二长花岗岩。暗色微粒包体结晶温度介于667~801℃,压力介于1.02~5.05kbar,深度为4.02~19.10km,与寄主岩结晶环境相近。岩体成因:岩体中各寄主岩原始岩浆起源于大陆下地壳,为变基性岩和变杂砂岩部分熔融的产物,暗色微粒包体为受俯冲流体交代的地幔楔部分熔融的产物。综合分析认为:晚二叠世-早三叠世时期,布青山-阿尼玛卿洋向北俯冲,导致幔源岩浆上升底侵大陆下地壳,带来的热量使大陆下地壳变基性岩源区和变杂砂岩源区部分熔融形成具不同性质的花岗质岩浆,随着花岗质岩浆经过上升侵位、分离结晶等复杂过程从而形成具不同岩石类型具弧岩浆岩特征的花岗岩体。结合野外地质特征、同位素年代学、矿物化学和岩石地球化学等特征,证实波洛斯太花岗岩体中存在岩浆不完全混合。暗色微粒包体中矿物捕掳晶和具壳幔混合特征的角闪石、黑云母等都是不完全混合的有效证据。


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