新疆欧西达坂花岗岩体地球化学特征和锆石LA-ICP-MS定年:西南天山古生代洋盆俯冲作用过程的启示

摘要

本文对出露于南天山南缘断裂带的欧西达坂岩体进行了系统的岩石学、地球化学和锫石U-Pb年代学研究,重点讨论了其岩石成因、源区性质及其大地构造意义.岩体主要由石英闪长岩、二长花岗岩和花岗斑岩组成,并且显示了强烈的后期变形特征.LA-ICP-MS微区定年获得了两组年龄:421±3Ma,273士2Ma,前者为二长花岗岩结晶年龄,而后者则代表了南天山后碰撞伸展走滑作用的时代.地球化学特征显示,二长花岗岩的SiO2含量介于65.16%～75.50%之间,Mg#值低(0.23～0.41),A/CNK-0.86～1.15,为过铝一强过铝质,钙碱-高钾钙碱系列花岗岩;(La/Yb)N为4.40～6.32,Eu=0.58～0.77.与二长花岗岩相比,石英闪长岩的SiO2含量较低(55.46%～58.29%),相对富钛、钙、铁、铝和MgO等;铝饱和指数A/CNK-0.88～1.04,Mg#值高(0.45～0.50),为钙碱性系列.二长花岗岩的(La/Yb)N为7.84～9.48,Eu=0.52～0.78.在原始地幔标准化蛛网图上,样品均明显富集Rb、Ba、Th、K等大离子亲石元素和LREE,亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素.而二长花岗岩表现为更加亏损Nb、Ta、P、Ti等元素,并具有明显的Sr负异常.该岩体高的Al2O3、La/Nb、Th/Ta值和原始地幔标准化图解中Nb--Ti的负异常说明该套岩石形成于板块边缘环境或来自岛弧环境下的陆壳源区.石英闪长岩可能来源于镁铁质岩浆底侵导致的下地壳部分熔融,二长花岗岩可能是来自于中下地壳的无水熔融.欧西达坂岩体体现了南天山洋早古生代向南短暂而局部的平坦的低角度板片俯冲.综合区域地质资料分析推测在早古生代南天山洋可能存在双向俯冲,从而形成同一洋盆中的蛇绿岩在南天山南北两侧的就位;而在晚古生代南天山洋一直向北俯冲,具有长期、多阶段的特征.