新疆阿尔泰喇嘛昭花岗岩岩石成因和构造背景研究摘要
阿尔泰造山带位于中亚造山带的中部,呈NWW-SEE向斜贯中国、俄罗斯、哈萨克斯坦和蒙古四国边境,其新疆段作为该造山带的构造主体,是研究中亚造山带多期拼贴过程的重要窗口。造山带中花岗岩的时空演化完整记录了壳幔物质交换、地壳分异熔融及岩石圈垂向增生过程,可为揭示多陆块拼贴造山过程提供关键约束。当前学术界对阿尔泰造山带二叠纪构造体制转换时限和动力学机制仍存在显著分歧。针对这一科学问题,本研究选取喇嘛昭花岗岩为研究对象,系统开展岩石地球化学分析(主微量、稀土元素)、高精度锆石U-Pb同位素定年(LA-ICP-MS)及原位Hf-O同位素测试(LA-MC-ICP-MS、SIMS),旨在通过多维度地球化学示踪,揭示其物质来源、熔融机制及形成构造背景,为完善中亚造山带晚古生代构造演化模型提供新的地球化学证据。主要结论如下: (1)喇嘛昭花岗岩的SiO2含量介于68.21~69.46 wt.%之间,Na2O含量介于4.43~5.27 wt.%之间,K2O含量介于4.69~5.42 wt.%之间,Al2O3含量较高,介于16.51~17.61 wt.%之间,铝饱和指数介于1.19~1.30之间;花岗岩总碱(Na2O+K2O)含量高,Ca O含量低,富集U、Zr、Hf、Rb、Th,相对亏损Nb、Ta元素,强烈亏损Sr、P、Ba、Ti,Eu负异常明显,与典型铝质A型花岗岩特征相似,在Nb-Y-Ga和Nb-Y-Ce的三元图解中,样品投点与A2型花岗岩的演化趋势一致。基于以上分析,喇嘛昭花岗岩为典型的A2型石英二长岩。 (2)喇嘛昭花岗岩的锆石U-Pb同位素协和年龄为278.8±3.6 Ma,代表该花岗岩的成岩年龄,说明其形成于二叠纪。 (3)喇嘛昭花岗岩εHf(t)值介于-0.40~+5.68之间,TDM1年龄介于689.75~976.71 Ma之间,TDM2年龄介于912.15~1297.49 Ma之间,δ18O值介于8.81~10.23‰之间;岩石Ce/Pb和Nb/Ta的平均比值分别为6.00和10.64,更接近下地壳值的端元。上述数据说明,喇嘛昭花岗岩的初始岩浆主要来源于下地壳物质的熔融,混合少量地幔源或新生物质。 (4)结合喇嘛昭花岗岩的主量元素、微量元素、Hf-O同位素数据,提出花岗岩形成于后碰撞伸展环境,说明西伯利亚板块与准噶尔-哈萨克斯坦板块在阿尔泰构造段的拼合时间早于二叠纪,这对中亚造山带晚古生代构造体制转换研究具有重要指示意义。
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