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新疆中天山雅西辉长岩体的锆石U-Pb年代学和Hf同位素特征及其构造意义

谢子航  
【摘要】:中亚造山带是晚古生代古亚洲洋俯冲消减及板块间汇聚碰撞形成的巨型缝合带,在此期间发生了广泛的岩浆作用和金属元素成矿作用。探讨晚古生代中亚造山带构造演化和岩浆活动具有重要的科学意义。因此本文选择出露于新疆东天山中天山地块阿其克库都克-沙泉子大深断裂南侧的雅西辉长岩体为研究对象,通过对其岩相学、造岩矿物晶体化学、锆石U-Pb年代学、锆石Hf同位素示踪等研究,明确了雅西辉长岩体地质特征、母岩浆和岩浆源区性质、成岩时代及地质意义;结合前人研究成果对中天山地块及邻区的镁铁-超镁铁质岩进行了年代学总结和Hf同位素分布成图,认识了晚古生代中天山地块及邻区的构造演化过程。取得主要研究成果如下:(1)岩体主要岩相为辉长岩,含少量辉石岩和闪长岩,有明显的V-Ti磁铁矿化;矿物成分主要为斜长石和普通辉石,次为橄榄石和黑云母,见斜方辉石和金属矿物。(2)LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年结果:所测锆石的加权平均年龄为311.7±3.5 Ma(MSWD=0.104,n=14),可代表岩体的侵位结晶年龄,属于晚石炭世,而不是前人认为的三叠纪,这略早于研究区已报道的辉长岩体形成的年代。(3)单斜辉石电子探针数据显示,绝大多数单斜辉石为普通辉石,少数为透辉石;Mg~#值较高(68~81),平均77.4,属于演化较低的岩浆;投SiO_2~Al_2O_3和Al~Ⅳ~Si图解,得到雅西辉长岩体母岩浆为拉斑玄武岩浆,与研究区内其它镁铁-超镁铁质岩一致。(4)锆石Hf同位素组成较为均一,ε_(Hf)(t)值介于﹢2.1~﹢8.1之间,平均﹢3.93,锆石Hf模式年龄T_(DM)为622~865 Ma,平均802 Ma,大于岩体的锆石U-Pb年龄,表明其岩浆来源于有少量俯冲板片贡献的亏损地幔。对比觉罗塔格构造带和中天山地块中相关岩体的岩浆源区特征,为晚古生代准噶尔大洋向南俯冲提供了佐证。(5)综合对比,从博格达-哈尔里克经觉罗塔格至中天山,锆石的ε_(Hf)(t)值表现为波动降低的趋势,锆石Hf同位素亏损地幔模式年龄T_(DM)显示由北向南变老的特征。这是因为准噶尔洋向南俯冲将少量北天山奥陶纪-石炭纪岛弧物质带入到中天山地幔,交代地幔产生的镁铁质岩石具有相对较高的?_(Hf)(t)值和较为年轻的亏损地幔模式年龄。


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