新疆三塘湖盆地古生代晚期火山岩地球化学特征及其构造-岩浆演化意义

摘要

三塘湖盆地早石炭世安山岩(ECA)、早二叠世粗面岩类(EPT)以及中二叠世玄武岩(MPB)样品都具有大离子亲石元素(LILE)相对于高场强元素(HFSE)富集,Nb和Ta强烈亏损,轻稀土元素(LREE)相对于重稀土元素(HREE)富集,类似于和俯冲带相关的岩浆特征.ECA具有高的Zr/Nb(4.67～12.39),低的Nb/La(0.27～0.30),Ce/Ce*=0.63～0.89,Sr/Sr*=1.32～2.49,并具有Ti的负异常,另外(87Sr/86Sr)i=0.70408～0.70451,εNd(t)=+7.42～+7.88.与ECA相比,EPT大离子亲石元素更为富集,Ti和P的负异常明显,特别是Ce/Ce*=0.72～1.64,Sr/Sr*=0.38～1.87,相对较低的Al2O3和CaO含量以及(87Sr/86Sr)i=0.70414～0.70481和εNd(t)=+4.93～+6.13而区别于ECA.MPB与ECA相比具有较低的大离子亲石元素含量和较高的Nb、Ta含量,Ce/Ce*=0.69～0.84,Sr/Sr*=1.44～2.13,未有明显的Ti负异常,(87Sr/86Sr)i=0.70388～0.70396,εNd(t)=+7.10～+7.99.所有的地球化学特征表明:早石炭世或更早,三塘湖盆地为与俯冲带相关的构造背景,ECA是典型的弧火山岩,其岩浆主要源于被流体或沉积物交待改造的亏损地幔楔.早石炭世以后,三塘湖地区逐渐进入碰撞后伸展拉张阶段,EPT和MPB都为后造山火山岩.EPT岩浆主要源于亏损软流圈底侵前二叠纪形成的造山组分的部分熔融;MPB的岩浆主要源于亏损地幔的部分熔融,并被前二叠纪形成的造山组分或是年轻地壳混染.三塘湖地区二叠纪伸展拉张的动力学机制主要是由于造山带增厚的岩石圈大范围拆沉而导致的大范围亏损地幔部分熔融岩浆和上部造山组分或是年轻地壳的相互作用,这种造山组分或是年轻地壳具有低的(87Sr/86Sr)i比值和正的εNd(t)值.火山岩地球化学特征指示没有明显地幔柱的作用特征.