中国南天山地区古生代花岗岩与区域地质演化

中国新疆南天山地区在大地构造上属于中亚造山带西南缘，在构造上包括南天山碰撞带和塔里木地块北缘。古生代是该地区构造/岩浆活动最强烈的时期。本文着重研究了研究区内形成于古生代时期的若干个侵入岩体。主要包括铁热克岩体、川乌鲁杂岩体、哈拉峻地区岩体群和波孜果尔岩体。 铁热克岩体形成的时代为晚志留世（419.9±2.1Ma），其母岩浆主要源自于古老地壳源区的部分熔融，并且源区有年轻的软流圈地幔物质加入。该岩体样品具有大陆弧花岗岩的地球化学特征，暗示该岩体的形成于洋壳俯冲有关。 川乌鲁杂岩体侵位时代为早二叠世中期，杂岩体中不同成分的岩石单元几乎同时形成（基性单元和长英质单元样品的锆石U-Pb年龄为287.8±4.3Ma和286.4±2.5Ma）。该杂岩体具有岩浆混合成因，其中基性岩起源于富集岩石圈地幔，源区为尖晶石相二辉橄榄岩和石榴子石相的二辉橄榄岩过渡区域。长英质岩石，起源于含石榴子石的角闪岩相下地壳岩石的部分熔融。 哈拉峻地区岩体群由一系列A型花岗岩组成。本文着重关注了其中的霍什布拉克岩体、塔木岩体、克孜尔托岩体和哈拉峻II岩体。这些岩体形成在早二叠世末期，可能源自同一个母岩浆。岩浆源区主要由一套中元古代的OIB型辉长质岩石组成。原始岩浆形成后，可能又经历了角闪石、碱性长石、Fe-Ti氧化物、锆石、磷灰石的结晶分离。 波孜果尔碱性花岗岩体含有大量铌钽稀土矿物，侵位于早二叠世早期（290.1±1.4Ma）。其原始岩浆形成于已经“预富集”的地壳岩石的中等程度部分熔融，而“预富集”过程极有可能与幔源岩浆底侵释放的超临界流体有关。而在岩浆形成与演化过程中氟等挥发分的存在，使得成矿元素（Nb、Ta、REE等）在岩浆体系中高度富集，是导致该岩体成为超大型铌钽稀土矿床的关键性因素。 根据本文的研究，并结合前人的研究结果，笔者认为在早古生代（晚奥陶世至中泥盆世）南天山洋的闭合过程表现为双向俯冲，在晚古生代则转化为北向俯冲（晚奥陶世至中石炭世）。陆陆碰撞发生在晚石炭世，而南天山碰撞带内早中二叠世岩石均形成与后碰撞伸展环境。哈拉峻地区A型花岗岩，以及塔里木地块内部的其他岩浆岩，均形成于非造山环境中，与二叠纪塔里木地幔柱活动有关。