北祁连东段早古生代花岗岩成因及构造意义的初步研究

【摘要】： 祁连造山带位于我国秦祁昆中央造山系西段,南邻柴达木地块,北与阿拉善地块相接,大地构造位置十分重要,是研究板块构造体制及壳幔运动过程的理想场所。本文以板块构造理论为指导,以构造—岩浆作用为主线,在详尽的野外地质调查的基础上,选择4个具代表性花岗岩体进行矿物学、岩石学、地球化学特征及岩石成因、构造意义的系统研究,取得了新的认识,为深入研究北祁连造山带板块构造演化提供了重要的科学依据。研究结果表明: 1、莲花山中酸性侵入岩体主要由细粒闪长岩、英云闪长岩、花岗闪长岩组成,形成于奥陶纪;毛藏寺中酸性侵入岩体主要由花岗闪长岩、二长花岗岩组成,形成于奥陶纪(435±5.8Ma);直沟中酸性侵入岩体主要由闪长岩、石英闪长岩组成,形成于志留纪(423±2.8Ma);北大坂岩体酸性侵入岩体主要由中细粒花岗岩、粗中粒花岗岩、斑状粗粒花岗岩组成,形成于晚志留世(414±4Ma)。 2、莲花山、毛藏寺、直沟岩体具有富钠贫钾,多属于准—弱过铝质,钙碱性系列,A/CNK＜1.1及Na_2O-K_2O图解均显示为“I”型花岗岩,并强烈富集大离子亲石元素和轻稀土元素,轻微富集高场强元素;北大坂岩体具有富钾贫钠特征,属于过铝质岩石,在Na_2O-K_2O图解上落在“S”型花岗岩区域,岩石富集大离子亲石元素,轻微富集高场强元素,具轻稀土富集的稀土分配模式。 3、在Th-Ni图解中,莲花山、毛藏寺、直沟岩体在图中的投影点的趋势近平行于X轴,表明其为分离结晶形成的,而北大坂岩体投影点的趋势基本平行于Y轴,表明其为部分熔融形成的。4个岩体均具有低的TiO_2、P_2O_5含量和较高的K_2O含量,在图解中K_2O/P_2O_5-SiO_2、K_2O/TiO_2-SiO_2、Ti/Yb-Zr/Nb和La/Nb之间有明显的协变规律,(La/Sm)_N比值变化较较大,均暗示着岩体受到较强烈的地壳混染作用。 4、在Yb-Ta、Y-Nb、(Y+Nb)-Rb、(Yb+Ta)-Nb判别图解以及Hf-Rb-Ta判别图解中,指示莲花山、毛藏寺及直沟岩体形成于火山弧环境,是早古生代弧后盆地的产物,而北大坂岩体形成于同碰撞环境,应该为北祁连山海盆(洋盆和弧盆)趋于闭合,是弧—陆碰撞作用的产物。 5、据本文研究认为莲花山、毛藏寺及直沟岩体可能是通过两阶段的岩浆作用而形成的,在活动大陆边缘弧的背景下,弧后的扩张使地幔发生部分熔融造成岩浆底侵作用,而持续不断的底侵作用又使早期的底侵物质发生部分熔融而形成花岗岩;而北大坂岩体主要来源于地壳。