西准噶尔早二叠世石英二长闪长岩地球化学特征及构造意义

西准噶尔古生代增生造山带位于准噶尔盆地西北部,是中亚造山带的重要组成部分。西准噶尔地区在古生代经过多次俯冲、碰撞,广泛发育了古生代的沉积岩、岩浆岩和蛇绿岩建造,形成了多条十分重要的古生代构造岩浆岩带。本文在野外实地调查研究的基础上,通过分析研究区早二叠世石英二长闪长岩的岩石组合类型和岩石地球化学特征,探讨了西准噶尔早二叠世石英二长闪长岩形成时的构造环境、成因机制及构造意义。 1.西准噶尔博什库尔-成吉斯岩浆弧南缘老风口石英二长闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄介于286±10Ma-294±4Ma之间,加权平均值290.8±6.2Ma,表明该岩石形成时期为早二叠世早期。 2.石英二长闪长岩具低硅(Si02=58.08-61.57wt.%,平均值59.40wt.%)、高钙(CaO含量为4.11-5.23wt.%,平均值4.75wt.%),富钠贫钾(Na2O含量为5.28-5.73wt.%,平均值5.51wt.%；K2O含量为1.67-1.99wt.%,平均值1.82wt.%；Na2O/K20介于2.76-3.41,Na20+K2O=6.99-7.67wt.%),高铝(A1203含量介于16.78-17.42wt.%,平均值17.20wt.%)；低Mg (MgO含量为1.71-2.30wt.%,平均值2.09wt.%),高Fe(TFe含量为6.28-7.56wt.%,平均值7.12wt.%),Ti02含量为1-1.2wt.%,平均值1.11wt.%;A/CNK介于0.97-1.08之间,为准铝质；含透辉石但不含刚玉标准矿物,在K20-Na2O图解和Nb、(Na2O+K2O)-10000×Ga/Al花岗岩分类图解上均落入“Ⅰ”型花岗岩区域,总体特征表明该石英二长闪长岩为准铝质钙碱性“Ⅰ”型花岗岩。 3.石英二长闪长岩具低镁(Mg#=35-38)、富Na贫K,高Sr(Sr=396×10-6-444×10-6,平均值422×10-6),高Y(Y=31.6×10-6-43.5×10-6,平均值38.9×10-6),高Yb(2.99×10-6-4.24×10-6,平均值3.66×10-6),富集Ba、Rb、 K、 Zr、 Hf、 LREE及亏损Nb、 Ta、 P、 Ti等高场强元素,轻微的Eu负异常(6Eu=0.8-0.95),高的Rb/Sr比值(Rb/Sr=0.06-0.13)等地球化学特征；哈克图解研究表明,Fe2O3、 CaO、 MgO、 K2O随SiO2含量增加而降低,两者之间呈线性负相关,Na2O则随着Si02含量增加而增加,呈正相关,但A1203随着Si02含量增加先是降低,后随着SiO2含量的增加而增加,呈“V”字形的演变规律。结合(La/Yb)N-δEu和Pearce判别图研究表明,石英二长闪长岩源于新生地壳部分熔融,岩浆形成之后发生过角闪石分离结晶作用,源区残留矿物应为角闪石、辉石,形成于后碰撞伸展垮塌的构造动力学环境,热力来源是地幔玄武质岩浆的底侵作用。 4.西准噶尔构造岩浆序列可分为：晚志留世-早泥盆世(425Ma-405Ma)花岗岩形成于俯冲板片熔融,石炭纪(325Ma-300Ma)花岗岩形成于后碰撞伸展垮塌的构造背景,源于地壳物质部分熔融,早二叠世(291Ma)石英二长闪长岩仍形成于后碰撞伸展的环境下,是新生地壳物质部分熔融的结果,但地壳厚度可能较厚(35-40km)。