甘肃龙首山—合黎山晚志留世—早泥盆世花岗岩类的成因及其对阿拉善地块西南缘早古生代构造演化的约束

摘要

阿拉善地块西南缘在中志留世—早泥盆世究竟是处于古亚洲洋俯冲的构造环境,还是因受控于祁连造山带而处于后碰撞伸展环境?这是探讨该区早古生代构造演化不可回避的重要科学问题.阿拉善地块西南缘出露的早古生代岩浆岩是探讨该问题的重要研究对象,但前人的工作集中于北大山和龙首山的东段.本文在龙首山西段及更西部的合黎山地区选择三个花岗岩体进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和元素及同位素地球化学研究.结果表明,龙首山西段的大佛寺碱性长石花岗岩形成于晚志留世(426±2 Ma),主量元素具有高SiO2(78.03％)、富碱(ALK=7.96％)、低CaO(0.60％)、贫MgO(0.13％)的特征,稀土分布呈明显的"V"型,大离子亲石元素(LILEs)高度富集而高场强元素(HFSEs)中等富集,Ba、Sr、Eu负异常显著,属于铝质A2型花岗岩.合黎山地区的五坝黑云母花岗岩和张家窑花岗闪长岩分别形成于晚志留世(421±2 Ma)和早泥盆世(406±4 Ma),都属于高钾钙碱性I型花岗岩,轻、重稀土分异((La/Yb)N=10.69～13.79),Eu负异常显著(δEu=0.56～0.77),LILEs富集,HFSEs亏损,Nb、Ta负异常和Zr、Hf正异常同时出现.此外,三个岩体的岩浆源区均显示富集型Sr-Nd同位素特征,具有中元古代的二阶段Nd模式年龄,暗示中元古代地壳物质在不同温度下的部分熔融.结合区域资料,阿拉善地块西南缘中志留世—早泥盆世具有钙碱性—高钾钙碱性I型花岗岩、铝质A2型花岗岩和碱性—过碱性花岗岩的岩石组合,指示后碰撞伸展环境,而该区早古生代俯冲阶段(中奥陶世—早志留世;ca.461～441 Ma)和后碰撞阶段(中志留世—早泥盆世;ca.432～397 Ma)的划分与祁连造山带的构造演化是可对比的.