论文部分内容阅读
西准噶尔位于新疆北部、中亚造山带的南西部，出露大面积的增生杂岩和深成岩体，发育特征的古生代洋内俯冲增生作用。其中，在西准噶尔南西部，从南向北依次分布着唐巴勒、玛依勒（萨雷诺海山-玛依勒山）和巴尔雷克蛇绿混杂岩带，它们俯冲增生的具体过程可能会对新疆北部、甚至中亚造山带的演化提供有效约束。本文主要研究相对靠南的萨雷诺海山和阿拉山口地区的蛇绿混杂岩、地层、变质岩及侵入岩，以揭示区域岩浆作用和洋内俯冲增生过程。 萨雷诺海山蛇绿混杂岩由蛇纹石化的方辉橄榄岩、少量的纯橄榄和二辉橄榄岩以及其中包裹的纯橄榄、方辉橄榄岩、二辉橄榄岩、辉绿岩、铬铁岩、辉石岩、辉长岩、玄武岩和硅质岩块体组成，结合辉长岩(亏损Nb和Ta)和地幔岩中尖晶石（Cr＃＞0.6）的地球化学特征指示其为SSZ型蛇绿岩，锆石U-Pb年代学显示其形成于早寒武世(516 Ma)。阿拉山口地区的唐巴勒绿混杂岩主要由蛇纹石化橄榄岩（以方辉橄榄岩和纯橄岩为主）基质和分布其中的辉长岩、玄武岩和硅质岩块体构成，同样显示俯冲相关特征。 在萨雷诺海山地区，早-中寒武世(515-509 Ma)低K拉斑质岛弧花岗岩侵入玛依勒SSZ型蛇绿岩，随后晚寒武世(501-492 Ma)中-高K钙碱性岛弧花岗岩和辉长岩侵入上述蛇绿岩和岩体，标志着大洋岛弧由不成熟向成熟演化，并进一步限定玛依勒蛇绿岩形成于早寒武世。该岛弧体系记录了早寒武世的初始俯冲事件，很可能代表古亚洲洋在中亚造山带南部的俯冲初始。在阿拉山口地区，碎屑锆石年代学和地球化学证据显示在西准噶尔南缘很可能存在一个志留纪-早泥盆世(峰值为420 Ma)的大陆边缘弧，同时表明大部分拉巴组可能并不是形成于奥陶纪，而是具有早-中泥盆世的最大沉积年龄。云母石英片岩和岩脉的40Ar-39Ar年代学和锆石U-Pb年龄还显示，阿拉山口地区存在二叠纪(～270 Ma)构造热事件，使岩石强烈变形并发生了最高绿帘角闪岩相的变质作用。结合区域资料，在早古生代期间，西准噶尔南部从南向北依次分布西准噶尔南缘大陆边缘弧、唐巴勒、玛依勒和巴尔雷克大洋岛弧，并且不存在蛇绿岩从南向北逐渐年轻的趋势，构成同时存在的多岛弧俯冲增生体系，为中亚造山带多岛洋演化的典型地区。 萨雷诺海山地区新发现的洋壳变质岩主要为蓝片岩、石榴角闪岩和角闪片岩。其中蓝片岩主要由蓝闪石/钠闪石/铁蓝闪石/镁钠闪石+绿帘石+多硅白云母(Si(p.f.u)最高为3.47）组成，为蓝闪绿片岩相组合，峰期变质条件为0.7 Gpa、300-400℃。石榴角闪岩中石榴石成分环带指示岩石在低温高压变质之后又发生了低压高温变质，并且在石榴石核部存在金红石包裹体。结合锆石U-Pb年代学证据，表明西准噶尔南部地区最早在晚寒武世-早奥陶世(474-488 Ma)就存在俯冲洋壳的低温高压变质作用。这些变质岩在整体上显示不同的地球化学特征和源区，一种与N-MORB相似，原岩形成于大洋中脊;另一种介于E-MORB和OIB之间，原岩形成于海山或洋岛环境，指示晚寒武纪期间(～504Ma)，在西准噶尔南部很可能存在地幔柱。 晚石炭世-早二叠世埃达克岩和埃达克型高镁安山岩在研究区广泛分布。前者具有较高的SiO2含量（＞61 wt.％）、Sr/Y（多＞100）和(La/Yb)N(7.0-27.9)比值，以及较低的MgO含量(＜3.6 wt.％)和Mg＃值（大多～50），而后者则具有较低的SiO2含量（＜54wt.％）、Sr/Y（33-910，多＞50）和(La/Yb)N(4.0-10.5)比值，以及较高的MgO含量（＞5wt.％）和Mg＃值(52-72)。结合区域资料，后碰撞环境中俯冲板片的断离模式可以很好地解释研究区和整个西准噶尔南部存在的同期埃达克岩和高镁闪长岩，而洋脊俯冲模式具有一定的局限性。此外，研究区出露两种不同类型的晚石炭世-二叠纪花岗岩。一种为典型的Ⅰ型(＜70 SiO2wt.％)，富集Rb、Ba、Th、K等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素;另一种为高分异的Ⅰ型(＞70 SiO2 wt.％)，具有Ⅴ型稀土分布样式和M型四分组效应，并且显示Ba和Sr的相对亏损。与西准噶尔其他地区和新疆北部的晚石炭世—二叠纪侵入体一样，呈面状分布的该时期花岗岩形成于后碰撞环境中板片断离中晚期软流圈地幔大规模上涌的阶段。以上证据表明，西准噶尔南部和整个新疆北部在早石炭世末已经最终拼贴闭合。