新疆西准噶尔造山带北部晚石炭世Ⅰ型花岗岩的岩石地球化学和锆石Hf-O同位素特征:对其岩石成因与构造过程的启示

作     者：张蕊 尹继元 邱亮 陶再礼 杨帆 陈文 

作者机构：自然资源部深地科学与探测技术实验室自然资源部同位素地质重点实验室中国地质科学院地质研究所 中国地质大学地球科学与资源学院 

出 版 物：《地质学报》 (Acta Geologica Sinica)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：070902[理学-地球化学] 070903[理学-古生物学与地层学(含：古人类学)] 0709[理学-地质学] 07[理学] 070901[理学-矿物学、岩石学、矿床学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(编号41830216) 国家重点研发计划项目(编号2019YFA0708601) IGCP662联合资助的成果 

主　　题：西准噶尔造山带 Ⅰ型花岗岩 晚石炭世 洋脊俯冲 Hf-O同位素 

摘      要：新疆西准噶尔造山带发育大量的晚古生代侵入岩,但它们的岩浆源区和形成的构造背景仍然存在较大争议。本文对西准噶尔造山带北部阿尔加提山石英二长岩进行了详细的岩石学、地球化学、锆石Hf-O同位素研究,旨在揭示其岩石成因和构造背景,探讨其与地壳生长的关系。两件样品的锆石U-Pb定年结果分别为301.8±1.4 Ma和303.7±3.1 Ma,形成于晚石炭世。阿尔加提山石英二长岩样品含有角闪石,高硅(SiO2=67.8%～68.9%)、富碱(K2O+Na2O=9.36%～9.89%)、具有低的铝饱和指数(A/CNK=0.96～1.00),伴有低的Ga/Al值(2.27～2.34),Rb/Sr值(0.35～0.50),显示出Ⅰ型花岗岩的特征。同时,这些样品均富集大离子亲石元素和轻稀土,亏损高场强元素(如Nb、Ta和Ti等),和负的Eu异常(δEu=0.72～0.85),类似于典型俯冲相关的岛弧岩浆特征。这些Ⅰ型花岗岩具有高的、正的锆石εHf(t)值(+11.2～+14.5)和年轻的二阶段Hf模式年龄(tDM2=604～392 Ma),以及比地幔值略高的锆石δ18O值(5.73‰～6.51‰)和高的锆石饱和封闭温度(Tzr=854～895℃),可能是新生下地壳在高温背景下部分熔融的产物。结合前人在西准噶尔造山带北部发现的晚石炭世早二叠世A1和A2型花岗岩和埃达克质岩墙,本文认为这些高温岩石组合的形成可能与晚石炭世的洋中脊俯冲及其相关板片窗作用有关。在洋脊俯冲背景下,软流圈地幔上涌加热新生下地壳,促使其发生部分熔融形成Ⅰ和A1和A2型花岗岩。西准噶尔造山带大多数下地壳主要形成于早古生代,表明该地区在显生宙发生了显著的地壳增长。