新疆北部二疊紀基性巖墻群巖漿作用及其動力學背景

林瑤 湯慶艷 張銘杰 焦建剛 陳思童 虎嘯

摘要：新疆北部西準噶爾、吐哈盆地、東天山、西天山以及塔里木東北緣廣泛發(fā)育的二疊紀（260～290 Ma）基性巖墻群與塔里木大火成巖省形成時代相近?；詭r墻群主量元素與MgO含量具有較好的相關(guān)性，富集Rb、Ba和Sr等大離子親石元素以及輕稀土元素，虧損Nb、Ta和Ti等高場強元素，無明顯Eu異常，與島弧巖漿特征相似。εNd（t）值為-1125～786，初始N（87Sr）/N（86Sr）值為0.703～0.710。西天山基性巖墻群虧損輕稀土元素，塔里木東北緣虧損Sr。新疆北部二疊紀基性巖墻群巖漿可能起源于富集型軟流圈地幔源區(qū)，巖漿演化過程中存在不同程度的地殼物質(zhì)或俯沖交代巖石圈地幔的混染，其中西準噶爾、東天山、西天山和吐哈盆地巖墻經(jīng)歷了板片俯沖流體交代的巖石圈地?；烊?，東天山及塔里木東北緣基性巖墻在巖漿演化過程中受到明顯的地殼物質(zhì)混染。新疆北部二疊紀基性巖墻群可能是地幔柱巖漿作用不同演化過程的產(chǎn)物。

關(guān)鍵詞：地幔柱；混染；巖漿演化；基性巖墻；二疊紀；新疆

中圖分類號：P583；P595文獻標志碼：A

0引言

基性巖墻群通常形成于大陸伸展背景下，由源自軟流圈地?；驇r石圈地幔的玄武質(zhì)巖漿，經(jīng)過演化分異或地殼物質(zhì)混染侵位形成，蘊含豐富的地幔源區(qū)和深部動力學信息，對古陸塊重建及大陸地殼演化具有重要意義[16]。放射狀基性巖墻群的會聚區(qū)指示巖漿源的中心位置，是地幔柱的證據(jù)之一[713]。新疆北部屬于中亞造山帶，在早石炭世晚期古天山洋閉合之后[1415]直到早二疊世進入碰撞造山期和后碰撞的伸展階段[1617]，廣泛發(fā)育基性巖墻群[1829]。筆者總結(jié)了新疆北部廣泛發(fā)育的二疊紀基性巖墻的分布、巖石學特征、形成時代以及地球化學特征，并與同時期的塔里木和峨眉山地幔柱的基性巖墻[3031]

地球化學特征進行比較，探討了二疊紀基性巖墻的巖漿作用過程及其動力學背景。

1巖墻分布、巖石學特征和形成時代

新疆北部發(fā)育的二疊紀基性巖墻群的分布受區(qū)域構(gòu)造裂隙的控制，主要出露于西準噶爾、西天山、東天山、吐哈盆地以及塔里木東北緣（圖1）。巖墻走向與區(qū)域內(nèi)的主要斷層走向一致，總體走向NW—SE （280°～350°） 、NE—SW（30°～60°），單個巖墻的出露寬度從幾厘米至七八米，長度由幾米至幾十千米不等[18，2022，28]。不同區(qū)域基性巖墻群的發(fā)育程度有一定差別，以位于庫魯克塔格地塊核心地帶的闊克蘇地區(qū)最為密集[21]。

圖件引自文獻[32]，有所修改

圖1新疆北部二疊紀基性巖墻分布

Fig.1Distribution of Permian Mafic Dyke in the Northern of Xinjiang

西準噶爾基性巖墻群主要產(chǎn)出于早石炭世火山巖硅質(zhì)巖和花崗巖之中[1819]；吐哈盆地基性巖墻群主要侵位于石炭系火山沉積巖和侵入巖以及前寒武系變質(zhì)巖[20，22]；西天山地區(qū)基性巖墻主要侵位于上石炭統(tǒng)沉積巖和花崗巖以及二疊系玄武巖中[28]；東天山基性巖墻群主要侵位于晚古生代的花崗巖及前寒武紀的變質(zhì)巖中[28]；塔里木東北緣地區(qū)（庫魯克塔格地塊）基性巖墻群侵位于二疊紀之前的各類地質(zhì)體中[21]。

基性巖墻群巖性主要以輝綠巖為主[18，2022，28]，巖石呈灰綠—黑綠色，具輝綠結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，礦物成分主要為斜長石（體積分數(shù)約50%）和輝石（約25%），其余為少量的角閃石、磷灰石和磁鐵礦等礦物。斜長石自形程度較高，呈柱狀，其三角形空隙被他形單斜輝石充填，構(gòu)成典型的輝綠結(jié)構(gòu)，部分巖墻存在微弱的蝕變，如單斜輝石的綠泥石化。

基性巖墻群的鋯石SHRIMP、LAICPMS UPb年齡和全巖KAr年齡為260～290 Ma（表1），與區(qū)內(nèi)共生的玄武巖、輝長巖、流紋巖、正長巖及塔里木大火成巖省基性巖墻的形成時代基本一致[3339]。其中，準噶爾盆地的基性巖墻時代較新，為260～271.5 Ma，吐哈盆地和西天山的基性巖墻根據(jù)地層推測其形成時代可能為二疊世[22，28]。

2巖墻地球化學特征

2.1主量元素

新疆北部二疊紀基性巖墻群全巖化學分析數(shù)據(jù)

摘要：新疆北部西準噶爾、吐哈盆地、東天山、西天山以及塔里木東北緣廣泛發(fā)育的二疊紀（260～290 Ma）基性巖墻群與塔里木大火成巖省形成時代相近。基性巖墻群主量元素與MgO含量具有較好的相關(guān)性，富集Rb、Ba和Sr等大離子親石元素以及輕稀土元素，虧損Nb、Ta和Ti等高場強元素，無明顯Eu異常，與島弧巖漿特征相似。εNd（t）值為-1125～786，初始N（87Sr）/N（86Sr）值為0.703～0.710。西天山基性巖墻群虧損輕稀土元素，塔里木東北緣虧損Sr。新疆北部二疊紀基性巖墻群巖漿可能起源于富集型軟流圈地幔源區(qū)，巖漿演化過程中存在不同程度的地殼物質(zhì)或俯沖交代巖石圈地幔的混染，其中西準噶爾、東天山、西天山和吐哈盆地巖墻經(jīng)歷了板片俯沖流體交代的巖石圈地?；烊荆瑬|天山及塔里木東北緣基性巖墻在巖漿演化過程中受到明顯的地殼物質(zhì)混染。新疆北部二疊紀基性巖墻群可能是地幔柱巖漿作用不同演化過程的產(chǎn)物。

關(guān)鍵詞：地幔柱；混染；巖漿演化；基性巖墻；二疊紀；新疆

中圖分類號：P583；P595文獻標志碼：A

0引言

基性巖墻群通常形成于大陸伸展背景下，由源自軟流圈地?；驇r石圈地幔的玄武質(zhì)巖漿，經(jīng)過演化分異或地殼物質(zhì)混染侵位形成，蘊含豐富的地幔源區(qū)和深部動力學信息，對古陸塊重建及大陸地殼演化具有重要意義[16]。放射狀基性巖墻群的會聚區(qū)指示巖漿源的中心位置，是地幔柱的證據(jù)之一[713]。新疆北部屬于中亞造山帶，在早石炭世晚期古天山洋閉合之后[1415]直到早二疊世進入碰撞造山期和后碰撞的伸展階段[1617]，廣泛發(fā)育基性巖墻群[1829]。筆者總結(jié)了新疆北部廣泛發(fā)育的二疊紀基性巖墻的分布、巖石學特征、形成時代以及地球化學特征，并與同時期的塔里木和峨眉山地幔柱的基性巖墻[3031]

地球化學特征進行比較，探討了二疊紀基性巖墻的巖漿作用過程及其動力學背景。

1巖墻分布、巖石學特征和形成時代

新疆北部發(fā)育的二疊紀基性巖墻群的分布受區(qū)域構(gòu)造裂隙的控制，主要出露于西準噶爾、西天山、東天山、吐哈盆地以及塔里木東北緣（圖1）。巖墻走向與區(qū)域內(nèi)的主要斷層走向一致，總體走向NW—SE （280°～350°） 、NE—SW（30°～60°），單個巖墻的出露寬度從幾厘米至七八米，長度由幾米至幾十千米不等[18，2022，28]。不同區(qū)域基性巖墻群的發(fā)育程度有一定差別，以位于庫魯克塔格地塊核心地帶的闊克蘇地區(qū)最為密集[21]。

圖件引自文獻[32]，有所修改

圖1新疆北部二疊紀基性巖墻分布

Fig.1Distribution of Permian Mafic Dyke in the Northern of Xinjiang

西準噶爾基性巖墻群主要產(chǎn)出于早石炭世火山巖硅質(zhì)巖和花崗巖之中[1819]；吐哈盆地基性巖墻群主要侵位于石炭系火山沉積巖和侵入巖以及前寒武系變質(zhì)巖[20，22]；西天山地區(qū)基性巖墻主要侵位于上石炭統(tǒng)沉積巖和花崗巖以及二疊系玄武巖中[28]；東天山基性巖墻群主要侵位于晚古生代的花崗巖及前寒武紀的變質(zhì)巖中[28]；塔里木東北緣地區(qū)（庫魯克塔格地塊）基性巖墻群侵位于二疊紀之前的各類地質(zhì)體中[21]。

基性巖墻群巖性主要以輝綠巖為主[18，2022，28]，巖石呈灰綠—黑綠色，具輝綠結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，礦物成分主要為斜長石（體積分數(shù)約50%）和輝石（約25%），其余為少量的角閃石、磷灰石和磁鐵礦等礦物。斜長石自形程度較高，呈柱狀，其三角形空隙被他形單斜輝石充填，構(gòu)成典型的輝綠結(jié)構(gòu)，部分巖墻存在微弱的蝕變，如單斜輝石的綠泥石化。

基性巖墻群的鋯石SHRIMP、LAICPMS UPb年齡和全巖KAr年齡為260～290 Ma（表1），與區(qū)內(nèi)共生的玄武巖、輝長巖、流紋巖、正長巖及塔里木大火成巖省基性巖墻的形成時代基本一致[3339]。其中，準噶爾盆地的基性巖墻時代較新，為260～271.5 Ma，吐哈盆地和西天山的基性巖墻根據(jù)地層推測其形成時代可能為二疊世[22，28]。

2巖墻地球化學特征

2.1主量元素

新疆北部二疊紀基性巖墻群全巖化學分析數(shù)據(jù)

摘要：新疆北部西準噶爾、吐哈盆地、東天山、西天山以及塔里木東北緣廣泛發(fā)育的二疊紀（260～290 Ma）基性巖墻群與塔里木大火成巖省形成時代相近?；詭r墻群主量元素與MgO含量具有較好的相關(guān)性，富集Rb、Ba和Sr等大離子親石元素以及輕稀土元素，虧損Nb、Ta和Ti等高場強元素，無明顯Eu異常，與島弧巖漿特征相似。εNd（t）值為-1125～786，初始N（87Sr）/N（86Sr）值為0.703～0.710。西天山基性巖墻群虧損輕稀土元素，塔里木東北緣虧損Sr。新疆北部二疊紀基性巖墻群巖漿可能起源于富集型軟流圈地幔源區(qū)，巖漿演化過程中存在不同程度的地殼物質(zhì)或俯沖交代巖石圈地幔的混染，其中西準噶爾、東天山、西天山和吐哈盆地巖墻經(jīng)歷了板片俯沖流體交代的巖石圈地?；烊?，東天山及塔里木東北緣基性巖墻在巖漿演化過程中受到明顯的地殼物質(zhì)混染。新疆北部二疊紀基性巖墻群可能是地幔柱巖漿作用不同演化過程的產(chǎn)物。

關(guān)鍵詞：地幔柱；混染；巖漿演化；基性巖墻；二疊紀；新疆

中圖分類號：P583；P595文獻標志碼：A

0引言

基性巖墻群通常形成于大陸伸展背景下，由源自軟流圈地幔或巖石圈地幔的玄武質(zhì)巖漿，經(jīng)過演化分異或地殼物質(zhì)混染侵位形成，蘊含豐富的地幔源區(qū)和深部動力學信息，對古陸塊重建及大陸地殼演化具有重要意義[16]。放射狀基性巖墻群的會聚區(qū)指示巖漿源的中心位置，是地幔柱的證據(jù)之一[713]。新疆北部屬于中亞造山帶，在早石炭世晚期古天山洋閉合之后[1415]直到早二疊世進入碰撞造山期和后碰撞的伸展階段[1617]，廣泛發(fā)育基性巖墻群[1829]。筆者總結(jié)了新疆北部廣泛發(fā)育的二疊紀基性巖墻的分布、巖石學特征、形成時代以及地球化學特征，并與同時期的塔里木和峨眉山地幔柱的基性巖墻[3031]

地球化學特征進行比較，探討了二疊紀基性巖墻的巖漿作用過程及其動力學背景。

1巖墻分布、巖石學特征和形成時代

新疆北部發(fā)育的二疊紀基性巖墻群的分布受區(qū)域構(gòu)造裂隙的控制，主要出露于西準噶爾、西天山、東天山、吐哈盆地以及塔里木東北緣（圖1）。巖墻走向與區(qū)域內(nèi)的主要斷層走向一致，總體走向NW—SE （280°～350°） 、NE—SW（30°～60°），單個巖墻的出露寬度從幾厘米至七八米，長度由幾米至幾十千米不等[18，2022，28]。不同區(qū)域基性巖墻群的發(fā)育程度有一定差別，以位于庫魯克塔格地塊核心地帶的闊克蘇地區(qū)最為密集[21]。

圖件引自文獻[32]，有所修改

圖1新疆北部二疊紀基性巖墻分布

Fig.1Distribution of Permian Mafic Dyke in the Northern of Xinjiang

西準噶爾基性巖墻群主要產(chǎn)出于早石炭世火山巖硅質(zhì)巖和花崗巖之中[1819]；吐哈盆地基性巖墻群主要侵位于石炭系火山沉積巖和侵入巖以及前寒武系變質(zhì)巖[20，22]；西天山地區(qū)基性巖墻主要侵位于上石炭統(tǒng)沉積巖和花崗巖以及二疊系玄武巖中[28]；東天山基性巖墻群主要侵位于晚古生代的花崗巖及前寒武紀的變質(zhì)巖中[28]；塔里木東北緣地區(qū)（庫魯克塔格地塊）基性巖墻群侵位于二疊紀之前的各類地質(zhì)體中[21]。

基性巖墻群巖性主要以輝綠巖為主[18，2022，28]，巖石呈灰綠—黑綠色，具輝綠結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，礦物成分主要為斜長石（體積分數(shù)約50%）和輝石（約25%），其余為少量的角閃石、磷灰石和磁鐵礦等礦物。斜長石自形程度較高，呈柱狀，其三角形空隙被他形單斜輝石充填，構(gòu)成典型的輝綠結(jié)構(gòu)，部分巖墻存在微弱的蝕變，如單斜輝石的綠泥石化。

基性巖墻群的鋯石SHRIMP、LAICPMS UPb年齡和全巖KAr年齡為260～290 Ma（表1），與區(qū)內(nèi)共生的玄武巖、輝長巖、流紋巖、正長巖及塔里木大火成巖省基性巖墻的形成時代基本一致[3339]。其中，準噶爾盆地的基性巖墻時代較新，為260～271.5 Ma，吐哈盆地和西天山的基性巖墻根據(jù)地層推測其形成時代可能為二疊世[22，28]。

2巖墻地球化學特征

2.1主量元素

新疆北部二疊紀基性巖墻群全巖化學分析數(shù)據(jù)