新疆东准噶尔卡拉麦里地区花岗岩类研究

克拉麦里造山带位于新疆北部,由西伯利亚板块和准噶尔板块碰撞缝合形成,是中亚构造框架一个非常重要的构造单元。经历了早古生代与晚古生代两大构造旋回作用,多次开合,每次开合都形成一套沟弧盆体系。在这种构造背景下,广泛发育晚石炭世-早二叠世富碱酸性侵入岩,形成了卡拉麦里富碱花岗岩带。本文在前人研究基础上,对卡拉麦里富碱花岗岩带中的花岗岩体进行了归并和序列划分,并对岩浆序列的归并原则及依据、岩浆序列的具体特征、岩浆序列的同位素年龄、岩浆序列形成的构造环境及岩浆演化分别进行分析讨论,取得以下进展: 1.在前人研究成果基础上,本文将卡拉麦里地区的花岗岩类详细划分为黄羊山序列、贝勒库都克序列、库布苏南序列和锡矿北斑岩序列。 2.研究确认前人提及的“萨北岩体”和“苏吉泉岩体”只仅仅是黄羊山序列的一个组成部分,而并非单独岩体,重新确立的黄羊山序列包括中粒黑云母碱长花岗岩(原“苏吉泉岩体”)、中粒角闪石碱长花岗岩、中粒钠铁闪石碱长花岗岩、中细粒钠铁闪石碱长花岗岩(原“萨北岩体”)、细粒黑云母碱长花岗岩和细粒混合花岗岩(含石墨)。 3.对区内四个序列进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年。黄羊山序列中中粒钠铁闪石碱长花岗岩及包体年龄分别为311±12Ma,306±7Ma,中细粒钠铁闪石碱长花岗岩年龄为313±2Ma,中粒黑云母碱长花岗岩年龄为304±2Ma,中粒角闪石碱长花岗岩年龄为300Ma～305Ma,在误差范围内一致,时代属于晚石炭世;贝勒库都克序列年龄为283±9Ma;库布苏南序列以及包体年龄分别为287±2Ma和286±3Ma;锡矿北斑岩序列年龄为277±11Ma。可见黄羊山序列形成较早,而贝勒库都克序列和库布苏南序列次之,最晚期为锡矿北斑岩序列,总体上在晚石炭世-早二叠世,属于东准噶尔后碰撞深成岩浆活动范围(330～265Ma)。高精度锆石U-Pb测年,在获得可靠的资料的同时,丰富了区内花岗岩年龄的资料,最为重要的是为建立准噶尔地区构造格架和恢复岩浆演化事件提供最可靠最真实的证据。 4.岩石学和岩石地球化学研究表明,四个序列具有高硅、富碱、低铝、高分异的特征。在SiO2-AR图中,黄羊山序列、贝勒库都克序列和锡矿北斑岩序列均显示碱性系列花岗岩,A/NK-A/CNK图中显示准铝质的特点,均具有高的FeOt/MgO、10000×Ga/Al和Zr+Nb+Ce+Y值,具有准铝质A型花岗岩和碱性系花岗岩特点。而库布苏南序列属于准铝质钙碱性系列花岗岩。 5.微量元素研究表明,卡拉麦里花岗岩具有富集Rb、K、Th等大离子亲石元素及Zr、Hf等高场强元素,亏损Ba、Sr、Nb、Eu等元素的特征,具有不明显的Nb-Ta槽,有极强的Eu亏损,稀土元素球粒陨石标准化曲线为右倾“海鸥”型,曲线形态大致相同。 6.从花岗岩类构造环境判别图的研究总结得出,黄羊山序列、贝勒库都克序列和锡矿北斑岩序列形成环境为后碰撞的伸展环境,而库布苏南序列具有火山弧花岗岩的印记,但是不属于火山弧花岗岩,可能是岩浆混合的结果。 7.卡拉麦里花岗岩记录了东准噶尔卡拉麦里地区“软碰撞”后陆内均衡调整的过程,因此,它既具有岛弧花岗岩的印记,也具有后碰撞花岗岩的特征,卡拉麦里花岗岩的研究对建立准噶尔地区构造格架和恢复岩浆演化事件有重要意义。 8.在综合研究的基础上,提出了卡拉麦里花岗岩混合成因模式。初步研究认为卡拉麦里花岗岩是壳-幔共同作用的结果,黄羊山序列和库布苏南序列中大量发育的包体是岩浆混合的记录者,而包体和寄主岩石锆石U-Pb年龄的一致以及高正的εNd(t)和低初始87Sr/86Sr比值提供了最有力的岩浆混合的证据。