塔里木大火成巖省晚期巖漿事件與演化過程.pdf

1、塔里木早二疊世大火成巖省是我國繼峨眉山大火成巖省得到國際公認后的又一個重要的大火成巖省，它位于我國西北部塔里木盆地內(nèi)，包括了一系列早期噴發(fā)的玄武巖類和晚期侵入的基性-超基性巖-正長巖等。前人已經(jīng)對塔里木早二疊世大火成巖省中大陸溢流玄武巖和基性-超基性侵入巖的巖石成因和巖漿動力學(xué)機制進行了深入的研究，本文對塔里木大火成巖省中研究程度較弱但具有重要科學(xué)意義的中酸性侵入巖的成因開展了較系統(tǒng)的研究，對進一步探討塔里木大火成巖省的巖漿演化具有重要

2、的科學(xué)意義。通過對塔里木大火成巖省重要組成部分的瓦吉里塔格層狀雜巖體上部的閃長巖和正長巖體和塔西北哈拉峻和巴什索貢花崗巖體及相關(guān)巖石的鋯石年代學(xué)、Hf同位素、全巖地球化學(xué)和Sr-Nd-Pb同位素地球化學(xué)的分析和研究，為進一步限定塔里木大火成巖省的巖漿動力學(xué)提供了新證據(jù)，取得了以下研究成果和主要認識。
　　瓦吉里塔格雜巖體屬于塔里木早二疊世大火成巖省晚期巖漿作用的重要產(chǎn)物，其巖漿源區(qū)特征指示了一個FOZO型的地幔源區(qū)，并且其中有多期

3、次的輝綠巖墻的侵位。閃長巖和堿性輝綠脈巖的鋯石U-Pb年齡分別為275.2±1.2 Ma和281.4±1.7Ma。瓦吉里塔格的正長巖類和閃長巖都具有相似的SiO2含量（51.9至57.3 wt.％），較高的全堿含量（Na2O+K2O=8.3-14.3 wt.％），其中，霓霞正長巖和正長斑巖都具有A型花崗巖的地球化學(xué)特征。堿性輝綠脈巖具有和正長巖類相似的地球化學(xué)特征，在微量元素配分圖解上也具有相似的趨勢。而閃長巖則有比較低的Al2O3含量

4、、稀土含量以及較高的Mg＃指數(shù)。閃長巖和正長巖類都具有比較低的初始87Sr/86Sr比值（0.7034至0.7046）和相對高的εNd(t)值（0.1至4.1）和鋯石εHf(t)值（-0.9至4.4）。閃長巖和正長巖的Sr-Nd同位素與該雜巖體中的基性-超基性巖相似，指示了一個FOZO型的地幔源區(qū)。另一方面，鋯石的Hf同位素也指示了FOZO型的組分可能是塔里木大火成巖省的源區(qū)。綜合地化和同位素的特征，瓦吉里塔格正長巖類和閃長巖都可能是F

5、OZO型地幔源區(qū)經(jīng)過分異結(jié)晶后侵位，并且經(jīng)歷過一定程度的地殼混染的巖石單元。
　　系統(tǒng)地對塔西北較廣泛出露的4個花崗巖體進行研究，其年代學(xué)結(jié)果與塔里木早二疊世大火成巖省晚期巖漿活動時間吻合，而地球化學(xué)分析表明這些花崗巖均記錄了虧損的地幔柱組分底侵下地殼的巖漿活動。巴什索貢堿性花崗巖的鋯石U-Pb定年結(jié)果表明，其形成年齡為277±2.1 Ma，與哈拉峻花崗巖的形成年齡相似，均和塔里木大火成巖省晚期巖漿活動時間吻合。這4個花崗巖體地球

6、化學(xué)特征上均具有相對較高的K2O、Na2O以及全堿含量K2O+Na2O，明顯富集高場強元素和大離子親石元素，具有高的Ga/Al×104值和明顯的Eu負異常，塔西北出露的花崗巖體均為A型花崗巖，成因與OIB型軟流圈起源的巖漿的底侵相關(guān)，并且有比較低的εNd(t)值和較老的Nd模式年齡，還有和古老巖石圈地幔的巖漿混合作用有關(guān)。與同時期的瓦吉里塔格和小海子雜巖體都有相似的源區(qū)特征，但呈現(xiàn)了更多的地殼混染和結(jié)晶分異作用，整體都屬于塔里木早二疊世

7、大火成巖省晚期巖漿活動的產(chǎn)物，但是這些A型花崗巖更多的記載了虧損的地幔柱物質(zhì)底侵下地殼的巖漿活動。
　　研究表明，塔里木柯坪地區(qū)印干剖面玄武巖夾層沉積巖的3個樣品碎屑鋯石U-Pb年齡中最年輕的一組年齡峰值介于284-291 Ma之間，與前人對塔里木早二疊世大火成巖省大規(guī)模溢流玄武質(zhì)巖漿事件相吻合。此外，這些碎屑鋯石中還保存了塔里木哥倫比亞超大陸聚合、羅迪尼亞超大陸的聚合和裂解等一系列巖漿事件的信息。其中，具有二疊紀(jì)年齡的鋯石εHf

8、(t)值在-10至4之間，平均值為-4.8，Hf同位素虧損地幔模式年齡TDMHf為802-1365Ma，表明這些二疊紀(jì)鋯石的源區(qū)特征表現(xiàn)為古老的富集巖石圈地幔的熔融。通過對柯坪地區(qū)這些夾層沉積巖的鋯石U-Pb年齡和Hf同位素成分研究，有助于進一步厘定塔里木早二疊世大火成巖省的時空特征和源區(qū)演化的模型。
　　通過對塔里木大火成巖省不同巖石單元的年代學(xué)和地球化學(xué)的研究，在時間上厘清了早、晚兩期的巖漿作用，塔里木地幔柱在晚期的巖漿通道中