阿爾泰造山帶西段巖漿活動(dòng)的時(shí)代、成因機(jī)制及其構(gòu)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(guó)阿爾泰造山帶位于準(zhǔn)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(guò)程中形成了多期巖漿活動(dòng)，記錄了該造山帶形成、演化的歷史。為了進(jìn)一步確定阿爾泰造山帶的巖漿期次、巖石成因類型以及構(gòu)造演化等問(wèn)題，本文選取中國(guó)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(zhǎng)巖以及變質(zhì)基性巖(塔爾浪斜長(zhǎng)角閃巖)進(jìn)行

2、了年代學(xué)(鋯石U-Pb定年或角閃石單礦物40Ar-39Ar定年)、全巖地球化學(xué)以及同位素研究，并取得了以下主要成果和認(rèn)識(shí)：
　　 (1)阿爾泰造山帶西段花崗巖鋯石SHRIMP U-Pb年代學(xué)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(dòng)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(qiáng)過(guò)鋁質(zhì)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(duì)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(fù)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(zhǎng)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(jié)晶形成的。
　　 (3)禾木-喀納斯強(qiáng)過(guò)鋁質(zhì)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(qiáng)過(guò)鋁質(zhì)花崗巖和哈巴河花崗巖源區(qū)均包含相當(dāng)程度的新生物質(zhì)。阿爾泰造山帶西段花崗巖的源區(qū)物質(zhì)主要是雜砂巖和中基性的火成巖，源區(qū)的性質(zhì)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(zhì)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(xué)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(kù)爾提蛇綠巖極為相似，表明二者具有相同的成因機(jī)制，是在活動(dòng)大陸邊緣拉張背景下經(jīng)過(guò)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(zhǎng)巖形成于二疊紀(jì)中-晚期，40Ar-39Ar坪年齡為266.9±4.2Ma，代表了角閃輝長(zhǎng)巖的形成年齡。角閃輝長(zhǎng)巖具有消減帶巖漿的地球化學(xué)特征，反映了被俯沖改造的巖石圈地幔的地球化學(xué)特征，可能是二疊紀(jì)區(qū)域構(gòu)造機(jī)制轉(zhuǎn)換過(guò)程中的

8、產(chǎn)物。
　　 (6)阿爾泰塔爾浪斜長(zhǎng)角閃巖為變質(zhì)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(jì)地層中，表明其原巖形成不應(yīng)晚于400 Ma并且記錄了一期297 Ma左右的構(gòu)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(guò)程中沿活動(dòng)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(jì)到中-晚二疊世的巖漿活動(dòng)，沿活動(dòng)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(jì)到二疊紀(jì)期間為活動(dòng)大陸邊緣，而非以往所認(rèn)為的穩(wěn)定大陸邊緣裂谷環(huán)境；并且活動(dòng)大陸邊緣為花崗巖源區(qū)物質(zhì)的積累和基性巖漿的上侵提供了重要的物質(zhì)保障，進(jìn)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(jì)的巖漿活動(dòng)與此前相比，規(guī)模較小且分布相對(duì)零星，表明二疊紀(jì)即使存在消減活動(dòng)，其構(gòu)造機(jī)制和巖漿活動(dòng)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(zhǎng)巖正是這一構(gòu)造機(jī)制轉(zhuǎn)換的反映