阿爾泰造山帶西段巖漿活動的時代、成因機制及其構造意義.pdf

1、中亞造山帶是世界上最大的增生型造山帶之一。中國阿爾泰造山帶位于準噶爾盆地和薩彥-蒙古造山帶之間，是中亞巨型造山帶的重要組成部分。阿爾泰造山帶演化過程中形成了多期巖漿活動，記錄了該造山帶形成、演化的歷史。為了進一步確定阿爾泰造山帶的巖漿期次、巖石成因類型以及構造演化等問題，本文選取中國阿爾泰造山帶西段不同的花崗巖體(闊克塔斯巖體、哈巴河巖體、禾木-喀納斯巖體)、基性巖脈(鐵熱克提基性巖脈)、角閃輝長巖以及變質基性巖(塔爾浪斜長角閃巖)進行

2、了年代學(鋯石U-Pb定年或角閃石單礦物40Ar-39Ar定年)、全巖地球化學以及同位素研究，并取得了以下主要成果和認識：
　　 (1)阿爾泰造山帶西段花崗巖鋯石SHRIMP U-Pb年代學顯示：侵入到西北部哈巴河群地層中的禾木-喀納斯花崗巖和鐵熱克提花崗巖分別形成于393±7 Ma和410±7 Ma，侵入到南部阿勒泰組地層中的哈巴河花崗巖形成于390±5 Ma，表明加里東期巖漿活動在阿爾泰造山帶西段占有重要地位。
　　

3、 (2)阿爾泰造山帶西段北部的禾木-喀納斯二云母花崗巖具有較高的A12O3(13.98～15.58 wt％)含量和K2O/Na2O(1.09～1.89)比值，顯示強過鋁質S-型花崗巖的特征(ASI=1.05～1.4)，較高的K2O(2.89～4.96 wt％)、Rb(115.5～220.2 ppm)、Cs(4.31～13.43 ppm)含量，以及K2O/Na2O、Sr/Nb(10.0～17.3)比值，表明禾木-喀納斯花崗巖是云母類礦物脫

4、水熔融形成的；南部的哈巴河黑云母花崗巖具有相對較低的K2O(0.22～4.74 wt％)、Rb(3.31～91.85 ppm)、Cs(0.06～22.50 ppm)含量和Rb/Sr(0.03～0.8)比值，以及平坦的重稀土配分型式(Gd/YbN=0.91～1.19)和明顯的Eu負異常(δEu=0.50～0.68)，表明哈巴河花崗巖是角閃石類礦物脫水熔融形成的；闊克塔斯花崗閃長巖具有較高的MgO(1.68～1.97 wt％)和Sr(215

5、～330 ppm)含量和較低K2O/Na2O(0.41～0.48)比值，以及類似于地幔源區(qū)的Nd-Sr同位素組成(εNd(t)=2.6-4.2；(87Sr/86Sr)i=0.7046～0.7048)，表明該花崗巖受到大陸地殼混染的可能性較小，很可能足俯沖帶基性巖漿分離結晶形成的。
　　 (3)禾木-喀納斯強過鋁質S-型花崗巖εNd(t)值為-1.0～-0.9，(87Sr/86Sr)i介于0.7079～0.7107；哈巴河Ⅰ-型花

6、崗巖εNd(t)值為-1.2～0.6，(87Sr/86Sr)i介于0.7064～0.7071。這些同位素特征表明禾木-喀納斯強過鋁質花崗巖和哈巴河花崗巖源區(qū)均包含相當程度的新生物質。阿爾泰造山帶西段花崗巖的源區(qū)物質主要是雜砂巖和中基性的火成巖，源區(qū)的性質和年輕的Nd同位素特征表明阿爾泰西段缺少老的陸殼物質而很可能是增生楔。
　　 (4)鐵熱克提基性巖脈具有類似于N-MORB和島弧巖漿的雙重地球化學特征，其鋯石U-Pb年齡(372

7、.3±7.4 Ma)及εNd(t)值(4.2～8.1)與庫爾提蛇綠巖極為相似，表明二者具有相同的成因機制，是在活動大陸邊緣拉張背景下經(jīng)過島弧巖漿抽提的虧損地幔源區(qū)發(fā)生重新熔融形成的。
　　 (5)塔爾浪角閃輝長巖形成于二疊紀中-晚期，40Ar-39Ar坪年齡為266.9±4.2Ma，代表了角閃輝長巖的形成年齡。角閃輝長巖具有消減帶巖漿的地球化學特征，反映了被俯沖改造的巖石圈地幔的地球化學特征，可能是二疊紀區(qū)域構造機制轉換過程中的

8、產(chǎn)物。
　　 (6)阿爾泰塔爾浪斜長角閃巖為變質基性巖，以捕虜體的形式出現(xiàn)在400Ma的早泥盆世花崗巖中或以透鏡體的形式出露在泥盆紀地層中，表明其原巖形成不應晚于400 Ma并且記錄了一期297 Ma左右的構造熱事件。其產(chǎn)狀和較高的TiO2含量表明此類巖石可能是洋殼在俯沖過程中沿活動大陸邊緣增生的海山殘片。
　　 (7)阿爾泰造山帶南緣發(fā)育泥盆紀到中-晚二疊世的巖漿活動，沿活動大陸邊緣增生的海山殘片與具有消減帶巖漿特征的

9、花崗巖和基性巖，表明阿爾泰造山帶南緣至少在泥盆紀到二疊紀期間為活動大陸邊緣，而非以往所認為的穩(wěn)定大陸邊緣裂谷環(huán)境；并且活動大陸邊緣為花崗巖源區(qū)物質的積累和基性巖漿的上侵提供了重要的物質保障，進而基性巖漿的上侵又為花崗巖源區(qū)的部分熔融提供了熱源。然而，二疊紀的巖漿活動與此前相比，規(guī)模較小且分布相對零星，表明二疊紀即使存在消減活動，其構造機制和巖漿活動的樣式已經(jīng)發(fā)生了較大的變化，具有消減帶巖漿特征的塔爾浪角閃輝長巖正是這一構造機制轉換的反映