北京大学学报自然科学版   2016, Vol. 52 Issue(5): 871-880

文章信息

赵磊, 何国琦
ZHAO Lei, HE Guoqi
新疆西准噶尔萨尔托海地区英安岩锆石U-Pb年龄及其对达拉布特蛇绿岩侵位时限的约束
LA-ICP-MS U-Pb Zircon Age of Dacite in Tailegula Formation and Their Constraints on Emplacement of Darbut Ophiolite in West Junggar
北京大学学报(自然科学版), 2016, 52(5): 871-880
Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis, 2016, 52(5): 871-880

文章历史

收稿日期: 2015-04-15
修回日期: 2015-06-02
网络出版日期: 2016-03-18
 Abstract              PDF               Figures               Tables
引用本文
赵磊, 何国琦. 新疆西准噶尔萨尔托海地区英安岩锆石U-Pb年龄及其对达拉布特蛇绿岩侵位时限的约束[J]. 北京大学学报(自然科学版), 2016, 52(5): 871-880.
ZHAO Lei, HE Guoqi. LA-ICP-MS U-Pb Zircon Age of Dacite in Tailegula Formation and Their Constraints on Emplacement of Darbut Ophiolite in West Junggar[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis, 2016, 52(5): 871-880.
新疆西准噶尔萨尔托海地区英安岩锆石U-Pb年龄及其对达拉布特蛇绿岩侵位时限的约束
赵磊1, 何国琦2     
1. 中国地质科学院地质研究所, 北京 100037;
2. 造山带与地壳演化教育部重点实验室, 北京大学 地球与空间科学学院, 北京 100871
收稿日期：2015-04-15；修回日期：2015-06-02；网络出版日期：2016-03-18
基金项目：国家自然科学基金(41202159)、国家国际科技合作专项(2010DFB23390)和中国地质调查局项目(12120115070301)资助
通信作者： 赵磊, E-mail: jleiz@163.com
摘要： 新疆西准噶尔达拉布特蛇绿岩在其北东段萨尔托海地区被下石炭统火山岩-沉积岩不整合覆盖。对这套沉积-火山岩系中的英安岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年, 获得206Pb/238U加权平均年龄为349±2 Ma (早石炭世杜内期)。英安岩REE分配型式具有轻稀土富集、重稀土相对平坦、Eu负异常明显的特点。微量元素原始地幔标准化图解中, 所有样品的标准化丰度都随着元素不相容性的增加而增大。与经典的弧英安岩以及埃达克火山岩相比, 太勒古拉组英安岩Sr含量平均值为195 μg/g, Sr/Y平均值为5.2, La/Yb平均值为4.6, 远小于经典的弧英安岩和埃达克岩。结合太勒古拉组变形、变质微弱的特点, 认为早石炭世英安岩形成于板内裂谷环境, 且在早石炭世之前达拉布特蛇绿岩已经就位。
关键词： 西准噶尔     达拉布特蛇绿岩     太勒古拉组     英安岩     锆石U-Pb年龄     裂谷    
LA-ICP-MS U-Pb Zircon Age of Dacite in Tailegula Formation and Their Constraints on Emplacement of Darbut Ophiolite in West Junggar
ZHAO Lei1, HE Guoqi2     
1. Institute of Geology, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037;
2. The Key Laboratory of Orogenic Belts and Crustal Evolution (MOE), School of Earth and Space Sciences, Peking University, Beijing 100871
Corresponding author: ZHAO Lei, E-mail: jleiz@163.com
Abstract: The Darbut ophiolite in West Junggar is covered unconformably by sedimentary-volcanic series of Tailegula Formation in Sartohay region. LA-ICP-MS U-Pb dating on zircons from dacite gives the 206Pb/238U weighted mean age of 349±2 Ma, indicating that the Tailegula Formation was formed in Tournaisian of Early Carboniferous. The dacites show right-oriented linear REE patterns with LREE enrichment and negative Eu anomaly. In trace element primitive mantle normalized diagram, the standardized abundance of all samples increase as rising of the element incompatibility. The average Sr, Sr/Y, and La/Yb of dacites in Tailegula Formation are 195 μg/g, 5.2 and 4.6, respectively, much less than those of classic arc dacites and adakites. Combined with low-grade deformation and metamorphism, the dacites in Tailegula Formation are suggested to erupt in rift environment.
Key words: West Junggar     Darbut ophiolite     Tailegula Formation     dacite     zircon U-Pb dating     rift    

达拉布特蛇绿岩带位于新疆西准噶尔地区克拉玛依市以北的扎伊尔山区, 以左旋走滑断裂--达拉布特断裂为界, 出露于该断裂的北西侧, 呈NE-SW向展布, 出露面积约50 km2, NE向延伸达107 km (图 1), 代表古亚洲洋壳的残余, 对探讨古亚洲洋的构造演化具有重要意义[1-2]。关于达拉布特蛇绿岩的时代, 尤其是生成时代, 尚未形成统一的认识。刘希军等[3]认为达拉布特蛇绿岩带存在302 Ma的E-MORB型辉长岩。辜平阳等[4]采用LA-ICP-MS锆石U-Pb法得出的辉长岩391±7 Ma年龄, 与395±12 Ma的Sm-Nd等时线年龄[5]以及肖序常等[6]的早‒中泥盆世放射虫时代相近。因此, 有学者提出390 Ma左右的达拉布特蛇绿岩是西准地区最年轻的蛇绿岩[7-9]。但是, 达拉布特蛇绿岩带还存在奥陶纪放射虫[10]和牙形石[11]证据。陈博等[12]获得角闪辉长岩的锆石SHRIMP年龄为426±6 Ma。侵入到达拉布特蛇绿岩的花岗岩年龄限定了该蛇绿岩的侵位时代不晚于308 Ma[8]。Zhu等[13]编制了一幅西准地区地质图, 并报道在达拉布特蛇绿岩带的北东段萨尔托海处, 达拉布特蛇绿岩被一套沉积‒火山岩系不整合覆盖。本文对这套沉积‒火山岩系中的英安岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年, 提出达拉布特蛇绿岩的侵位时代不晚于349±2 Ma, 并结合英安岩的地球化学研究, 分析西准地区晚古生代大地构造演化特征。

图 1. 新疆西准地区地质简图(据文献[8]修编) Figure 1. Geological sketch map of West Junggar (after Ref. [8])
图选项

1 区域地质概况和样品采集

新疆西准地区在构造区划上属于哈萨克斯坦‒准噶尔板块东部的一部分[14]。这一地区地质构造复杂, 出露多条蛇绿岩带。达拉布特蛇绿岩带内各单元发育齐全, 带内各岩块多以断裂为界混杂堆叠, 且在东段发育豆荚状铬铁矿。本文研究区出露的地层以下石炭统为主, 分为太勒古拉组(C1t)、包古图组(C1b)和希贝库拉斯组(C1x)(图 1)。

太勒古拉组分布于西准噶尔哈图山以东, 达拉布特河两岸。主要为一套细粒复理石火山碎屑‒硅泥质沉积岩, 含海相基性火山岩和硅质岩建造, 岩石组合为灰绿色火山灰凝灰岩和层凝灰岩互层, 夹灰绿色杏仁状玄武岩和紫红色硅质岩, 局部有透镜状生物碎屑灰岩[15]。太勒古拉组中生物化石的时间跨度很大, 从早泥盆世到晚石炭世化石组合(珊瑚、腕足、放射虫和植物化石)均有, 导致根据生物化石确定的该组时代具有较大争议: 1)中、晚石炭世[16]; 2)中泥盆世[17]; 3)不限于泥盆纪, 也可延至早石炭世[18-19]。包古图地区太勒古拉组玄武岩的锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为358±5 Ma[20], 宝贝金矿区太勒古拉组中酸性凝灰岩的锆石SHRIMP年龄为328±2 Ma[21], 玄武岩的40Ar-39Ar年龄为297和3l2 Ma[22]。包古图组主要出露于包古图河流域, 由薄层状凝灰质粉砂岩和砂岩、凝灰岩互层组成, 含大量浊流和滑塌堆积的灰岩、泥灰岩和生物碎屑灰岩透镜体。底部灰岩中产腕足类、珊瑚和筵类化石, 均为维宪期分子[16]。希贝库拉斯组出露于包古图河东侧希贝库拉斯一带, 为一套火山碎屑岩夹碳酸盐岩建造, 由厚层块状凝灰质含砾杂砂岩与凝灰质粉砂岩、凝灰岩互层组成, 含大量浊流沉积的灰岩、泥岩和生物碎屑灰岩岩块或透镜体, 含早石炭世植物化石[19]。

在达拉布特蛇绿岩带的北东段萨尔托海处, 下石炭统太勒古拉组的一套沉积‒火山岩系不整合覆盖在达拉布特蛇绿岩之上(图 2)。不整合面之下是蛇绿混杂岩中变形强烈的硅质岩和硅质碎屑岩部分, 地层产状近直立, 其间发育密集的劈理。不整合面之上是基本上未变质变形的凝灰岩夹大套的英安岩和安山岩(图 3)。锆石U-Pb定年样品(SETH-6)采自其中的英安岩部分(地理坐标为46°04′41.7″N, 85°05′03.4″E)。

图 2. 达拉布特蛇绿岩萨尔托海段剖面[13] Figure 2. Geological section showing Sartohay ophiolite[13]
图选项

(a)和(b)达拉布特蛇绿岩被石炭系太勒古拉组不整合覆盖; (c)不整合面之下蛇绿混杂岩中变形强烈的硅质岩和硅质碎屑岩部分; (d)不整合面之上的太勒古拉组沉积‒火山岩系 图 3. 达拉布特蛇绿岩带萨尔托海段盖层岩石照片 Figure 3. Outcrop of rocks overlying the ophiolite in Sartohay region
图选项

2 样品采集和分析方法

锆石单矿物分离在河北省诚信地质服务有限公司完成。将原岩样品粉碎, 用常规方法进行重力选和电磁选后, 在双目显微镜下挑选锆石。将完整的典型锆石颗粒置于DEVCON环氧树脂中, 待固结后磨片抛光, 使锆石内部充分暴露, 然后进行显微(反射光和透射光)照相和阴极发光(CL)照相。锆石的透射光、反射光和阴极发光照相在北京离子探针中心完成。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年测试在中国地质科学院矿产资源研究所MC-ICP-MS实验室完成, 所用仪器为Finnigan Neptune型MC-ICP-MS以及与之配套的Newwave UP 213激光剥蚀系统。激光剥蚀所用斑束直径为25 μm, 频率为10 Hz, 能量密度约为2.5 J/cm2, 以He为载气。均匀锆石颗粒207Pb/206Pb, 206Pb/238U和207Pb/235U的测试精度(2σ)均为2%左右, 对锆石标准的定年精度和准确度在1% (2σ)左右。数据处理采用ICPMSDataCal程序[23], 锆石年龄谐和图用Isoplot 3.0程序获得。测试过程、分析步骤和数据处理的详细方法可参见文献[24]。

样品的主量、微量和稀土元素测试在中国地质科学院国家地质实验测试中心和中核集团核工业北京地质研究院分析测试研究所完成。其中, 主量元素检测在X荧光光谱仪上完成, 方法精密度RSD < 2%~8%;微量和稀土元素用等离子质谱仪ICP-MS测定, 方法精密度RSD < 10%。

本研究区的太勒古拉组火山岩形成于早石炭世, 形成后遭受不同程度的变质和蚀变, 导致某些性质活泼的主量元素(如Na, K)、大离子亲石元素(LILE)、Rb和Ba活化, 浓度发生改变, 因而不能用全碱‒二氧化硅(TAS)图解来鉴别火山岩的碱性/亚碱性属性。因此在火山岩分类及随后的岩石成因讨论中, 主要考虑不活泼元素(如稀土元素(REE)、高场强元素(HFSE)和Th, Ti, Cr, Ni, Fe, Mg等)。

3 分析结果 3.1 英安岩锆石U-Pb定年结果

用于测试的锆石为无色透明或浅黄色, 大部分颗粒结晶较好, 晶形呈长柱状, 少数为等粒状。从锆石的阴极发光图像(图 4)可以看出, 锆石具有明显的带状振荡环带或扇形分带。锆石中U, Th含量较高, 分别介于19~230和15~311 μg/g之间; 锆石的Th/U比值也较高, 在0.48~2.79之间(表 1), 表明所测定的锆石具有岩浆成因特征[25]。24个组分分析结果(表 1)显示, 206Pb/238U表面年龄值比较集中, 多位于谐和线上(图 5), 介于341~359 Ma之间, 206Pb/238U加权平均年龄为349±2 Ma (MSWD=1.4), 可以代表岩体的形成时代, 表明太勒古拉组英安岩形成于早石炭世杜内期。

图 4. 萨尔托海太勒古拉组英安岩样品锆石的阴极发光图像 Figure 4. CL images of Zircon crystals from the dacite in Tailegula Formation
图选项

表 1. 萨尔托海英安岩锆石U-Th-Pb同位素分析结果 Table 1. Zircon LA-ICP-MS U-Pb analytical data of sample SETH-6 from the dacite in Sartohay region
测点 总Pb/
(μg · g−1)		 232Th/
(μg · g−1)		 238U/
(μg · g−1)		 Th/U 207Pb/235U 206Pb/238U 207Pb/235U年龄/Ma 206Pb/238U年龄/Ma
比值 误差(1σ) 比值 误差(1σ) 年龄 误差(1σ) 年龄 误差(1σ)
SETH-6-3 65 56 86 0.65 0.434 0.006 0.0564 0.0006 366 4 353 3
SETH-6-5 247 234 224 1.04 0.404 0.005 0.0545 0.0006 345 3 342 4
SETH-6-6 97 90 88 1.02 0.403 0.006 0.0543 0.0007 344 4 341 4
SETH-6-7 111 92 125 0.73 0.420 0.006 0.0547 0.0006 356 4 343 3
SETH-6-8 82 69 79 0.88 0.429 0.006 0.0552 0.0006 362 4 346 4
SETH-6-10 269 230 230 1.00 0.464 0.006 0.0569 0.0007 387 4 357 4
SETH-6-11 156 141 125 1.13 0.423 0.006 0.0561 0.0006 358 4 352 4
SETH-6-12 105 98 102 0.96 0.436 0.007 0.0559 0.0007 368 5 351 4
SETH-6-13 143 129 119 1.08 0.441 0.006 0.0563 0.0007 371 4 353 4
SETH-6-14 136 131 117 1.13 0.436 0.007 0.0565 0.0006 367 5 354 4
SETH-6-15 210 213 117 1.83 0.412 0.006 0.0559 0.0006 351 4 351 4
SETH-6-16 300 311 204 1.52 0.418 0.006 0.0561 0.0007 355 4 352 4
SETH-6-17 73 75 70 1.07 0.421 0.006 0.0559 0.0007 357 5 350 4
SETH-6-18 34 37 48 0.77 0.434 0.008 0.0562 0.0007 366 5 352 4
SETH-6-19 94 92 96 0.96 0.440 0.006 0.0567 0.0006 370 4 355 4
SETH-6-20 27 25 31 0.79 0.427 0.008 0.0553 0.0007 361 6 347 4
SETH-6-21 16 15 19 0.80 0.433 0.014 0.0551 0.0010 365 10 346 6
SETH-6-22 94 85 74 1.14 0.428 0.006 0.0562 0.0007 362 4 353 4
SETH-6-23 280 289 104 2.79 0.419 0.006 0.0562 0.0006 355 4 353 4
SETH-6-25 24 17 36 0.48 0.417 0.008 0.0549 0.0007 354 5 345 4
SETH-6-26 66 59 60 0.98 0.424 0.007 0.0555 0.0006 359 5 348 4
SETH-6-27 220 191 153 1.25 0.447 0.008 0.0573 0.0010 375 6 359 6
SETH-6-28 30 27 43 0.62 0.406 0.006 0.0547 0.0005 346 4 344 3
SETH-6-30 174 140 197 0.71 0.421 0.005 0.0554 0.0005 357 4 348 3
表选项

图 5. 萨尔托海太勒古拉组英安岩锆石U-Pb谐和图 Figure 5. Zircon U-Pb concordia diagram of the dacite in Tailegula Formation
图选项

3.2 岩石地球化学分析结果

挑选7件有代表性的新鲜样品进行主量、稀土、微量元素分析, 结果见表 2。

表 2. 萨尔托海英安岩的主量元素(%)和微量元素(μg/g)分析结果 Table 2. Major elements (%) and trace elements (μg/g) of the dacite in Sartohay region
组分 含量
SETH-3 SETH-4 SETH-5 SETH-6 SETH-7 SETH-8 SETH-9
SiO2 64.4 64.95 65.72 69.92 69.26 63.96 63.8
TiO2 0.60 0.56 0.67 0.47 0.51 0.77 0.71
Al2O3 15.55 16.19 15.07 13.71 14.05 16.35 15.56
Fe2O3T 5.07 4.93 5.75 3.82 4.07 5.61 5.65
FeOT 4.56 4.44 5.17 3.43 3.66 5.05 5.09
FeO 3.50 3.13 3.59 2.57 3.04 4.15 3.69
MgO 1.45 1.39 1.64 1.08 1.24 1.72 1.68
CaO 2.43 2.28 2.19 2.02 1.68 1.67 2.51
MnO 0.12 0.12 0.13 0.10 0.09 0.14 0.16
Na2O 2.54 5.45 4.53 3.46 4.59 6.68 5.66
K2O 5.53 2.11 2.12 3.33 2.31 0.74 1.36
P2O5 0.12 0.29 0.17 0.11 0.12 0.20 0.18
LOI 1.91 1.68 1.94 1.43 1.71 1.75 2.25
总和 104.28 104.38 105.10 102.88 103.28 104.64 104.60
Mg# 36.15 35.83 36.09 35.91 37.62 37.77 37.05
Rb 126 49.3 48.7 77.2 51.1 14.8 28.9
Ba 1076 418 492 596 443 154 293
Th 6.86 6.40 5.00 5.28 3.84 3.98 3.99
U 1.88 1.99 1.54 1.53 1.25 1.3 1.31
Nb 7.18 7.99 6.08 6.60 4.87 6.76 5.28
Ta 0.54 0.57 0.46 0.48 0.55 0.47 0.37
Sr 200 190 166 156 212 223 220
Y 38.3 41.2 36.2 33.5 31.7 43.0 40.2
Zr 220 253 187 178 168 243 192
Hf 7.07 7.69 5.87 5.66 5.38 6.32 5.36
La 23.1 23.8 19.4 18.2 17.3 23.7 18.5
Ce 52.0 53.4 44.6 41.1 37.1 51.6 39.6
Pr 6.83 7.07 6.03 5.40 4.86 7.08 5.46
Nd 28.0 29.0 24.8 22.4 21.7 31.4 25.2
Sm 6.72 6.64 6.04 5.32 4.97 7.09 6.1
Eu 1.25 1.41 1.32 1.07 1.25 2.01 1.63
Gd 6.87 6.77 6.29 5.47 4.46 6.46 5.78
Tb 1.07 1.12 0.97 0.86 0.917 1.41 1.19
Dy 6.75 7.18 6.45 5.54 5.43 7.45 6.25
Ho 1.43 1.52 1.40 1.17 1.09 1.34 1.31
Er 4.04 4.35 3.79 3.38 2.99 4.17 4.41
Tm 0.70 0.80 0.64 0.55 0.59 0.77 0.76
Yb 4.71 5.49 4.45 3.92 3.31 4.82 4.78
Lu 0.70 0.76 0.63 0.54 0.45 0.69 0.70
∑REE 144.17 149.31 126.81 114.92 106.42 149.99 121.67
(La/Yb)N 3.52 3.11 3.13 3.33 3.75 3.53 2.78
δEu 0.56 0.64 0.65 0.60 0.80 0.89 0.83
  说明: SETH-3, 4, 5, 6的测试在中国地质科学院国家地质实验测试中心完成, SETH-7, 8, 9的测试在中核集团核工业北京地质研究院分析测试研究所完成。Mg#=100×Mg/(Mg+Fe2+)。
表选项

3.2.1 主量元素

英安岩的SiO2含量为63.8%~69.92%。CaO和Na2O含量较低, 分别为1.67%~2.51%和0.74%~2.54%, Na2O含量为3.46%~6.68%, Na2O/K2O > 1, 显示相对富钠贫钾特征。FeOT (3.43%~5.17%)、TiO2 (0.47%~0.77%)和MgO (1.08%~1.72%)含量也较低, Mg#指数为35.83~37.77。Al2O3含量中等, 为13.71%~16.35%, A/CNK指数为0.96~1.10。

在SiO2‒Zr/TiO2图解[26]中(图 6), 所有样品均落入亚碱性流纹岩‒英安岩区域。利用AR碱度率值(AR=(Al2O3+CaO+Na2O+K2O)/(Al2O3+CaO-Na2O-K2O))[27]计算, 英安岩均属钙碱系列。

图 6. 萨尔托海太勒古拉组英安岩SiO2-Zr/TiO2图解(底图据文献[26]) Figure 6. Diagrams of SiO2 vs. Zr/TiO2 for the dacite in Tailegula Formation (after Ref. [26])
图选项

3.2.2 微量元素和稀土元素

英安岩的稀土总量为106.42~149.99 μg/g, 稀土元素(REE)分配型式和微量元素原始地幔标准化图解特点(图 7)与天山石炭纪酸性裂谷火山岩的地球化学特点相似。其中, REE分配型式具有轻稀土(LREE)富集(LaN/YbN=2.78~3.75)、重稀土(HREE)相对平坦、Eu负异常明显(δEu=0.56~0.89)的特点(表 2)。微量元素原始地幔标准化图解中, 随着元素的不相容性向着图的左侧增高, 所有样品的标准化丰度都随之增加。Sr, P, Ti的负异常分别与斜长石、磷灰石和Fe-Ti氧化物的分离结晶作用一致。Nb和Ti相对于与它们具有相似相容性的LILE和REE的亏损也是岩浆弧的特点。这一特点可能与岩石圈地幔源区的前石炭纪消减富集作用有关。

球粒陨石值据文献[28], 原始地幔值据文献[29] 图 7. 萨尔托海太勒古拉组英安岩稀土元素球粒陨石标准化分配型式(a)和微量元素原始地幔标准化分配型式(b) Figure 7. Chondrite-normalized rare earth element diagram (a) and the trace element variation diagrams (b) for the dacite in Tailegula Formation
图选项

4 讨论 4.1 太勒古拉组的时代

西准地区构造活动强烈, 地层产状近于直立, 并遭受强烈的片理化和风化破碎, 因此很难根据产状判断太勒古拉组与其上下地层的层序。这套地层中缺乏具有准确时代意义的标准化石, 并混杂泥盆纪和志留纪的化石[19-20], 给地层时代的确定带来困难。位于萨尔托海地区西部约70 km处的宝贝矿区获得酸性凝灰岩锆石U-Pb年龄328±2 Ma[21], 但是该矿区位于达拉布特断裂以北, 地层受到强烈构造扰动。在地层层序保持完好的包古图地区, 测得太勒古拉组玄武岩的锆石U-Pb年龄为358±5 Ma[20], 与本文获得的349±2 Ma年龄接近。因此, 太勒古拉组的时代应该是晚泥盆世至早石炭世, 不会延入晚石炭世。

4.2 英安岩的构造环境及其意义

对于新疆西准地区石炭纪火山岩的产出环境主要有两种观点:一部分研究者认为西准噶尔地区晚古生代处于洋内弧发育阶段[30-33], 发育石炭纪火山岩及同时期的埃达克质中酸性侵入岩[34], 这些火山岩的性质较为复杂, 如玛里雅蛇绿岩中的火山岩, 包括MORB, OIB和IAB等类型[35], 与典型的洋中脊俯冲所形成的岩浆产物类似[36]; 另一部分研究者, 如Zhu等[2, 13]则认为, 在早石炭世早期, 古生代洋盆已经闭合, 西准噶尔地区发展到造山后伸展阶段, 伴随有强烈的大陆火山活动, 形成石炭纪火山盆地。

与经典的弧英安岩以及埃达克火山岩[37]相比(表 3), 太勒古拉组英安岩Sr含量平均为195 μg/g, Sr/Y平均值为5.2, La/Yb平均值为4.6, 远小于经典的弧英安岩和埃达克岩; Y和Yb含量远大于埃达克岩, 与经典的弧英安岩类似; La含量却小于经典弧英安岩的1/2。与下伏前石炭纪地层相比, 太勒古拉组基本上未变形, 变质程度较轻。结合稀土元素分配型式和微量元素原始地幔标准化图解特点, 我们认为本文所研究的英安岩可能形成于板内裂谷环境。

表 3. 太勒古拉组英安岩与经典的弧英安岩以及埃达克火山岩比较 Table 3. Comparison among the dacites in Tailegula Formation, classic arc dacites and adakites
岩石 主量元素含量/% 微量元素含量/(μg · g−1) Sr/Y La/Yb Eu异常
SiO2 K2O Sr La Y Yb
经典的弧英安岩 68.22 3.37 380 48.1 47 4.40 8.10 11.0 负异常
adakites 64.66 1.72 706 19.0 10 0.93 68.7 20.0 无负异常
太勒古拉组英安岩 66.00 2.07 195 20.6 38 4.50 5.20 4.6 负异常
  说明:经典的弧英安岩以及埃达克火山岩数据来自文献[37]。
表选项

天山及邻区(包括准噶尔地区和天山地区, 直至塔里木盆地北缘)早石炭世火山岩系与下伏地层(包括前寒武纪结晶基底和前石炭纪褶皱基底)之间呈广泛的区域性不整合接触关系[38]。这一规模巨大的区域性角度不整合面上下的地层, 在岩相古地理、变质程度和变质样式上均迥然有别。不整合面之上, 石炭纪火山岩系地层变质轻微或未变质, 变形不强烈, 呈舒缓褶皱; 不整合面之下, 地层深度变质, 具强烈褶皱变形。这些特征暗示下石炭统之下的不整合面应代表一个重大的地质事件, 即在古生代洋盆(古亚洲洋)闭合之后, 又发生广泛的裂谷伸展[2, 38-39]。

太勒古拉组英安岩不整合于达拉布特蛇绿岩之上[13], 且属于裂谷阶段的产物, 说明达拉布特特蛇绿岩在349 Ma之前已经完成侵位。西准及其邻区东哈萨克斯坦地区的早古生代洋盆, 在俯冲消减过程中并没有发生最终的陆壳碰撞而完全闭合, 而是形成西准‒东哈萨克斯坦晚古生代残余洋盆, 处于板内演化的大地构造环境[1, 40]。

5 结论

1)  LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明, 萨尔托海英安岩年龄为349±2 Ma。该英安岩不符合弧英安岩以及埃达克火山岩的地球化学特征, 可能形成于板内裂谷环境。

2) 达拉布特蛇绿岩被早石炭统火山‒沉积岩不整合覆盖, 说明达拉布特蛇绿岩的侵位时限不晚于349 Ma。

参考文献
[1] Zhao L, He G Q. Tectonic entities connection between West Junggar (NW China) and East Kazakhstan. Journal of Asian Earth Sciences , 2013, 72 (10) : 25–32 .
[2] Zhu Y F, Chen B, Qiu T. Geology and geochemistry of the Baijiantan-Baikouquan ophiolitic mélanges:implications for geological evolution of west Junggar, Xinjiang, NW China. Geol Mag , 2015, 152 : 41–69 DOI:10.1017/S0016756814000168 .
[3] 刘希军, 许继峰, 王树庆, 等. 新疆西准噶尔达拉布特蛇绿岩E-MORB型镁铁质岩的地球化学、年代学及其地质意义. 岩石学报 , 2009, 25 (6) : 1373–1389.
[4] 辜平阳, 李永军, 张兵, 等. 西准达尔布特蛇绿岩中辉长岩LA-LCP-MS锆石U-Pb测年. 岩石学报 , 2009, 25 (6) : 1364–1372.
[5] Zhang C, Zhai M G, Allen M B, et al. Implications of Palaeozoic ophiolites from West Junggar, NW China, for the tectonics of Central Asia. Journal of the Geological Society of London , 1993, 150 : 551–561 DOI:10.1144/gsjgs.150.3.0551 .
[6] 肖序常, 汤耀庆, 冯益民. 新疆北部及邻区大地构造. 北京: 地质出版社, 1992 : 104 -123.
[7] 韩宝福, 郭召杰, 何国琦. "钉合岩体"与新疆北部主要缝合带的形成时限. 岩石学报 , 2010, 26 (8) : 2233–2246.
[8] 陈石, 郭召杰. 达拉布特蛇绿岩带的时限和属性以及对西准噶尔晚古生代构造演化的讨论. 岩石学报 , 2010, 26 (8) : 2336–2344.
[9] 董连慧, 朱志新, 屈迅, 等. 新疆蛇绿岩带的分布、特征及研究新进展. 岩石学报 , 2010, 26 (10) : 2894–2904.
[10] 舒良树, 卢华复, 印栋浩, 等. 新疆北部古生代大陆增生构造. 新疆地质 , 2001, 19 (1) : 59–63.
[11] Samygin S G, Ruzhentsev S V, Pospelov I I, et al.Variscan Junggar transform zone:an experience of revelation//Tectonic and geodynamics basis.Moscow:Hayka, 1997:196-219
[12] 陈博, 朱永峰. 新疆达拉布特蛇绿混杂岩中辉长岩岩石学、微量元素地球化学和锆石U-Pb年代学研究. 岩石学报 , 2011, 27 (6) : 1746–1758.
[13] Zhu Y F, Chen B, Xu X, et al. A new geological map of the western Junggar, north Xinjiang (NW China):implications for Paleoenvironmental reconstruction. Episodes , 2013, 36 : 205–220 .
[14] 何国琦, 李茂松, 刘德权, 等. 中国新疆古生代地壳演化及成矿. 乌鲁木齐: 新疆人民出版社, 1994 .
[15] 安芳, 朱永峰. 新疆西准噶尔包古图组凝灰岩锆石SHRIMP年龄及其地质意义. 岩石学报 , 2009, 25 (6) : 1437–1445.
[16] 新疆维吾尔自治区地质矿产局. 新疆维吾尔自治区区域地质志. 北京: 地质出版社, 1993 .
[17] 赵志长, 周良仁, 黄廷弼, 等. 新疆西准噶尔超基性岩体的构造控制及空间分布特征. 中国地质科学院西安地质矿床研究所所刊 , 1985 (10) : 43–54.
[18] 吴浩若, 潘正蒲. "构造混杂"及其地质意义:以西准噶尔为例. 地质科学 , 1991 (1) : 1–8.
[19] 沈远超, 金成伟. 西准噶尔地区岩浆活动与金矿化作用. 北京: 科学出版社, 1993 .
[20] 郭丽爽, 刘玉琳, 王政华, 等. 西准噶尔包古图地区地层火山岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究. 岩石学报 , 2010, 26 (2) : 471–477.
[21] 王瑞, 朱永峰. 西准噶尔宝贝金矿地质与容矿火山岩的锆石SHRIMP年龄. 高校地质学报 , 2007, 13 (3) : 590–602.
[22] 胡霭琴, 王中刚, 涂光炽. 新疆北部地质演化及成岩成矿规律. 北京: 地质出版社, 1997 .
[23] Liu Y S, Gao S, Hu Z C, et al. Continental and oceanic crust recycling-induced melt-peridotite in-teractions in the Trans-North China Orogen:U-Pb dating, Hf isotopes and trace elements in zircons from mantle xenoliths. Journal of Petrology , 2010, 51 : 537–571 DOI:10.1093/petrology/egp082 .
[24] 侯可军, 李延河, 田有荣. LA-MC-ICP-MS锆石微区原位U-Pb定年技术. 矿床地质 , 2009, 28 (4) : 481–492.
[25] Koschek G. Origin and significance of the SEM cathodoluminescence from zircon. Journal of Micros-copy , 1993, 171 : 223–232 DOI:10.1111/jmi.1993.171.issue-3 .
[26] Winchester J A, Floyd P A. Geochemical dis-crimination of different magma series and their differentiation products using immobile elements. Chemical Geology , 1977, 20 : 325–343 DOI:10.1016/0009-2541(77)90057-2 .
[27] Wright J B. A simple alkalinity ratio and its appli-cation to question of non-orogenic granite genesis. GeoL Mag , 1969, 106 (4) : 370–384 DOI:10.1017/S0016756800058222 .
[28] Boynton W V.Geochemistry of the rare earth elements:meteorite studies//Henderson P.Rare Earth Element Geochemistry.Amsterdam:Elsevier, 1984:63-114
[29] Sun S S, Mcdonough W F. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts:implications for mantle composition and process. Geol Soc London Spec Pub , 1989, 42 : 313–345 DOI:10.1144/GSL.SP.1989.042.01.19 .
[30] Xiao W J, Han C M, Yuan C, et al. Middle Cambrian to Permian subduction-related accretionary orogenesis of Northern Xinjiang, NW China:implications for the tectonic evolution of central Asia. Journal of Asian Earth Sciences , 2008, 32 : 102–117 DOI:10.1016/j.jseaes.2007.10.008 .
[31] Xiao W J, Windley B F, Huang B C, et al. End-Permian to Mid-Triassic termination of the accre-tionary processes of the southern Altaids:implications for the geodynamic evolution, Phanerozoic continen-tal growth, and metallogeny of Central Asia. Int J Earth Sci (Geol Rundsch) , 2009, 98 : 1189–1217 DOI:10.1007/s00531-008-0407-z .
[32] Geng H Y, Sun M, Yuan C, et al. Geochemical, Sr-Nd and zircon U-Pb-Hf isotopic studies of Late Carboni-ferous magmatism in the West Junggar, Xinjiang:implications for ridge subduction?. Chemical Geo-logy , 2009, 266 : 364–389 DOI:10.1016/j.chemgeo.2009.07.001 .
[33] Yin J Y, Yuan C, Sun M, et al. Late Carboniferous high-Mg dioritic dikes in Western Junggar, NW China:geochemical features, petrogenesis and tectonic implications. Gondwana Research , 2010, 17 : 145–152 DOI:10.1016/j.gr.2009.05.011 .
[34] 张连昌, 万博, 焦学军, 等. 西准包古图含铜斑岩的埃达克岩特征及其地质意义. 中国地质 , 2006, 33 (3) : 626–631.
[35] 张继恩, 肖文交, 韩春明, 等. 西准噶尔石炭纪洋中脊俯冲岩浆活动:以玛里雅蛇绿岩为例. 岩石学报 , 2010, 26 (11) : 3272–3282.
[36] Guivel C, Lagabrielle Y, Bourgois J, et al. New geochemical constraints for the origin of ridge-subduction-related plutonic and volcanic suites from the Chile Triple Junction (Taitao Peninsula and Site862, LEG ODP141on the Taitao Ridge). Tectono-physics , 1999, 311 : 83–111 DOI:10.1016/S0040-1951(99)00160-2 .
[37] Martin H. Adakitic magma:modern analogues of Archean granitoids. Lithos , 1999, 46 : 411–429 DOI:10.1016/S0024-4937(98)00076-0 .
[38] 夏林圻, 夏祖春, 徐学义, 等. 天山岩浆作用. 北京: 中国大地出版社, 2007 .
[39] 朱永峰, 徐新, 罗照华, 等. 中亚成矿域核心区地质演化与成矿作用. 北京: 地质出版社, 2014 .
[40] 何国琦, 徐新.关于中国天山的板块构造分区问题:兼论哈萨克斯坦板块//何国琦, 徐新.中国新疆天山地质与矿产论文集.北京:地质出版社, 2004:1-12 http://www.docin.com/p-1180694729.html