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在克拉玛依北岩体及其周缘下石炭统地层中出露了大量二叠纪.三叠纪中基性岩墙群,走向以NW向和NE向为主。本文通过对NW和NE向岩墙群的年代学、岩石学、地球化学和Sr-Nd同位素组成的对比研究,讨论了它们的岩石成因及构造环境,为进一步揭示西准噶尔洋的最后闭合时限提供了依据。
从野外交切关系和年代学统计来看,NE向岩墙群侵位峰期不早于NW向岩墙群。在克拉玛依北岩体上,部分NW向岩墙为NE向岩墙所切割,部分NW向岩墙与NE向岩墙交切无错断。从年代学特征看,NW向岩墙侵位于二叠纪-三叠纪,NE向岩墙主要侵位于三叠纪。
从岩石学特征来看,NW向岩墙样品偏中性,以闪长玢岩和闪长岩为主:NE向岩墙样品偏基性,以辉绿岩和辉绿玢岩为主。它们后期都经历了不同程度的热液蚀变作用。
从地球化学和Sr-Nd同位素测试数据来看,NW向岩墙样品为钙碱性岩系,Mg#=50.0~66.1,LOI=1.66~4.91;NE向岩墙样品为拉斑玄武岩系,Mg#=41.4~58.3,LOI=1.92~3.32,都表现为SiO2与CaO、Fe2O3T、MgO、TiO2、MnO、P2O5负相关。NW和NE向岩墙LREE和LILE相对于HREE和HSFE富集,具有岛弧特征,但是元素含量明显高于岛弧组分。NW向岩墙Isr=0.70379~0.70675,εNd(t)介于5.1~7.2之间,εSr(t)介于-6.0~36.3之间;NE向岩墙Isr=0.70508,εNd(t)=8.1,εSr(t)=12.4。
综合上述分析,Nw向和NE向岩墙都起源于亏损上地幔源区,后又经历了辉石的分离结晶作用。相对NE向岩墙,NW向岩墙是亏损程度较低的上地幔源岩在富水条件下低程度部分熔融,又经历了较低程度Mg-Fe氧化物分离结晶作用的产物。它们都形成于板内环境,NW向岩墙侵位于造山后伸展构造背景;NE向岩墙侵位于造山后伸展向大陆裂谷过渡的构造背景下。早石炭世中期,准噶尔洋已经完全关闭,西准噶尔处于后碰撞阶段。克拉玛依地区岩墙群成分上具有似岛弧特征和产于陆内环境的矛盾,属于典型的“滞后弧”现象。