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东昆仑造山带东段早泥盆世侵入岩的成因及其对早古生代造山作用的指示

刘彬  马昌前  张金阳  熊富浩  黄坚  蒋红安  
【摘要】:研究发现,早泥盆世东昆仑造山带东段和西段均发育较大规模的岩浆活动。然而对于其成因、深部动力学机制以及与始特提斯构造演化的关联等问题一直缺乏系统的研究。本文以东昆仑东段地区跃进山岩体为例,探讨早泥盆世岩浆活动机理及其构造意义。该岩体主体由二长花岗岩和花岗闪长岩组成,含少量的辉长岩和含堇青石花岗岩,前三种岩性是本文的重点。其中,二长花岗岩和花岗闪长岩无角闪石和堇青石,具有高硅和钾,低铁、镁和钙,铝饱和指数(A/CNK)多数在1.0~1.1之间,富集大离子亲石元素(LILE:Rb、Th和K)和轻稀土(LREE),明显亏损Ba、Sr、Nb、Ta、Ti、P和Eu等元素,属过铝质I-S过渡型花岗岩;辉长岩具有显著高的Fe和Ti(FeOT为8.17%~12.70%,TiO2为4.50%~6.54%)含量,高Cu(11.5×10-6~30.6×10-6)和Cu/Ni值(1.41~6.41),相对富集的LREE((La/Yb)N为1.94~3.15,LREE/HREE为2.65~3.48),相对低的Mg#(48~50)、Cr(3.8×10-6~60.4×10-6)、Ni(1.8×10-6~12.5×10-6)值,相对于原始地幔具有明显的Nb-Ta-Ti正异常。二长花岗岩和花岗闪长岩均具有相对高的ISr值(分别为0.710~0.740和0.710)、相对低的εNd(t)值(分别为-4.05~-5.80和-3.54~-3.71)和偏古老的t2DM(分别为1.47~1.62Ga和1.43~1.45Ga),但花岗闪长岩具有相对高的εHf(t),其变化在-3.00~0.86。跃进山辉长岩具有相对高的ISr(0.711~0.714)、相对低的εNd(t)值(-3.44~-6.82)和较为集中的εHf(t)值(-2.19~1.05),显示富集地幔的特征。本次利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法获得花岗闪长岩的形成年龄为407±3Ma,辉长岩的形成年龄为406±3Ma。综合岩石学、地球化学和Sr-Nd-Hf同位素等多方面的指标,可以判断该岩体的形成为:幔源岩浆上侵至地壳,供热诱发古老的地壳物质部分熔融产生S型岩浆最终形成含堇青石花岗岩,同时与壳源熔体发生混合产生I-S过渡型岩浆并经历较高程度的分异最终形成二长花岗岩和花岗闪长岩。跃进山与东昆仑造山带其他地区早泥盆世岩浆活动均具有与典型后碰撞岩浆作用类似的岩石组合,并且显示很强的幔源岩浆作用的印记。这表明,至少从早泥盆世开始,东昆仑地区已经进入后碰撞的伸展阶段。综合区域上的研究成果,本文认为早泥盆世应为中央造山带(特别是东昆仑、北秦岭和柴北缘)始特斯构造体制转换的关键时期,这一时期相关地体的碰撞拼合已基本完成,区域构造体制由挤压开始转向伸展。

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