新疆且干布拉克超基性岩-碳酸岩杂岩体Sm-Nd同位素年龄及其地质意义.pdf

书书书 新疆且干布拉克超基性岩碳酸岩杂岩体 同位素年龄及其地质意义 孙宝生黄建华 新疆大学资源环境学院 乌鲁木齐 收稿 改回 摘要产有超大型蛭石 磷灰石矿床的且干布拉克超基性岩碳酸岩杂岩体位于塔里木板块东北缘库鲁克塔格断隆南侧 其 等时线年龄为 模式年龄 为 表明该杂岩体形成于新元古代 塔北裂 谷在新元古代的强烈活动可以看作是 超大陆裂解的组成部分 关键词超基性岩 碳酸岩杂岩体 同位素年龄 且干布拉克 新疆 中图法分类号 新疆尉犁县且干布拉克岩体是我国唯一产有超大型蛭 石 磷灰石矿床的超基性岩 碳酸岩杂岩体其岩石组合和成 矿作用已引起关注陈国耀 殷宝祥 陶维屏等 邹天人 彭同江等 然而对于该岩体的 形成时代尚无可靠年龄数据 本文获得了该杂岩体 同位素等时线年龄并对其地球化学特征和地质意义作了初 步探讨 区域地质概况 库鲁克塔格断隆因出露新疆境内目前已知最古老的岩 石而引起地质学家们的关注前人高振家等 胡霭琴 等 冯本智等在地质地球化学地层层 序岩浆作用变质作用和地壳演化等方面做了大量工作 杂岩体位于库尔勒市东南约 的且干布拉克地区大地 构造位置处于塔里木板块东北缘库鲁克塔格断隆的南侧 该断隆北邻南天山古生代边缘海南接塔里木地块东接北 山裂陷槽图 区内出露地层由基底和盖层两部分组成 基底由上太古界托格杂岩古元古界兴地塔格群中元古界 波瓦姆和爱尔基干群以及新元古界帕尔岗群和库鲁克塔格 群构成高振家等 胡霭琴等 托格杂岩 主要由角闪岩片麻岩片麻状花岗岩组成 其 同位 素等时线年龄为 胡霭琴 兴地塔格群 以巨厚的陆相碎屑岩和碳酸盐岩沉积为主局部出现火山碎 岩石学报 国家重点基础研究规划项目课题 国家自然科学基金国家 项目 和新疆高校重点项目 资助 第一作者简介 孙宝生 男 年生 教授 从事矿床学和成矿预测的教学和研究 图 且干布拉克杂岩体地质略图为杂岩体位置 屑岩其 等时线年龄为 胡霭琴 波瓦姆和爱尔基干群下部为石英岩片岩和大理岩 上部为石英岩粘土岩厚层碳酸盐岩和粗碎屑岩 帕尔岗 群和库鲁克塔格群下部为绿泥石石英片岩厚层石英岩上 部为富含叠层石核形石的硅质碳酸盐岩并出露有黑云斜 长片麻岩 等时线年龄为 郭召杰等 盖层主要为新元古界上部震旦系冰碛岩下部出现较多 的中基性和酸性火山岩基性火山岩以碱性玄武岩为主多 属岛弧型钙碱系列岩石 下古生界寒武系为含磷硅质岩 碳 酸岩 奥陶系为浅海 滨海相半深海相碎屑岩沉积主要为 灰岩夹页岩 厚度达 高振家等 且干布拉 克超基性杂岩与依兰里克碱性杂岩共同构成且干布拉克 依 兰里克超基性 碱性岩带隶属于塔里木北缘超基性岩带邹 天人等 且干布拉克杂岩体的地球化学特征 且干布拉克超基性杂岩的展布受 向兴地深大断 裂带次级断裂所控制与断隆中的古元古界兴地塔格群呈侵 入接触杂岩体侵入古元古代混合片麻岩和斜长角闪岩中 杂岩体按成因可分为两个系列 一是由纯橄榄岩黑云母透 辉岩和方解石碳酸岩等组成的原岩系列 二是由纯橄榄岩 黑云母透辉岩经热液蚀变而形成的蛇纹岩金云母岩和黑云 母岩等蚀变岩系列 杂岩体长 宽一般为 最 宽处约 平面上呈透镜状图 近东西向延伸产状与 断裂产状一致总体倾向北东 岩体具有分带特点内带 为金云母化蛇纹石化纯橄岩被黑云母透辉岩包围形成环 状的黑云母透辉岩外带碳酸岩分布于内外带之中 岩体中的蛭石和磷灰石具有重要的工业价值 因此该 岩体的岩性组合和成矿特征明显不同于新疆其它地区的杂 岩体 陶维屏等 邹天人 彭同江等 而与南非帕拉俄罗斯 和美 国 图 且干布拉克杂岩体地质略图 混合岩 纯橄榄岩 透辉岩 碳酸岩 图 且干布拉克杂岩稀土元素球粒陨石标准化配分 型式 等产有超大型蛭石矿床的杂岩体 类似进一步证明该杂岩体是大陆裂谷中的侵入产物 据作者的研究结果且干布拉克杂岩体中的变质纯橄榄 岩 分子比值界于 这与由超基性岩岩浆结晶 形成的纯橄榄岩相一致而与玄武岩浆堆晶的产物 分子比值小于 不同王人镜 杂岩体中不同岩石 均显著亏损相容元素 等而不相容元素 等则高度富集 稀土元素表 全部分析结果皆用 的 个球粒陨石平均值标准化 由表 可见稀土总 量变化特征是蛇纹石化纯橄榄岩橄榄岩为 高于正常橄榄岩 黑云母透辉岩的 变化于 之间并有由细粒到粗粒渐高的特点 而 碳酸岩 很高在 之间 尤其是碳酸岩中的磷灰石 达 说明 的富集与磷灰石关系密切各类岩石稀土总量总的变化 趋势是从橄榄岩透辉岩到碳酸岩逐渐增高 介 于 之间稀土配分型式 图 一致右倾表明 轻稀土寓集这可能是岩浆演化过程中挥发分逐渐增高有关 岩石学报 表 且干布拉克杂岩体中不同岩石类型微量元素和稀土元素分析结果 样品名称 样品号 灰色含橄榄石 磷灰石碳酸岩 灰色含金云母 磷灰石碳酸岩 含磷灰石方 解石碳酸岩 碳酸岩中 磷灰石 含磷灰石方 石碳酸岩 黑云母 透辉岩 蛇纹石化 纯橄岩 测试单位微量元素稀土元素由南京大学成矿作用国家重点实验室用 测定 而 更易进入富含挥发分熔体中 此外各类岩石 匀介于 之间负铕异常不明显具弱铕亏损推 断岩浆是同源的并且分异作用发生在较深的位置很可能发 生在源区深度 各类岩石在各种元素图解中均具有明显的 线性关系且不同岩石的同位素值也一致如 为 为 初始比值为 这些特征表明本区杂 岩体的各种岩石类型是同源岩浆演化的产物 微量元素从表 可知岩石中不相容元素明显富集尤其是 和等大离子亲石元素 与南非 杂岩体 俄 罗 斯 杂 岩 体 相类似 对表 部分微量元素用 原始地幔数据标准化后作蛛网图图从图 可以 看出曲线形态一致 并且从蛇纹石化纯橄榄岩到碳酸岩呈 形表明岩石具有同源演化的特征 孙宝生等 新疆且干布拉克超基性岩 碳酸岩杂岩体 同位素年龄及其地质意义 图 且干布拉克杂岩体原始地幔标准化微量元素蛛 网图 同位素化学制样工作在南京大学分析中心超净化 验室完成 制样工作采用双流程 即定量流程 和富集流程 和 的分离 采用 反色层法以排除 的干扰 同位素分析在 质谱议上完成 其中 的定量分析应用 的 单接收磁场跳峰式测量 同位素比值测量采用 的 多接收跳峰方式测量结果经过分馏校正处理校正因子 为 质谱标准采用 其 的测量值 为 全流程空白测定值为 测试结果列于表 等时线年龄为 采用美国 程序计算可信度 这 一结果与第 节中 等时线年龄 基本一致 可 以认为它代表了杂岩体的就位时代 表 且干布拉克杂岩体及大理岩 同位素组成 序号样号岩石 年龄 含金云母碳酸岩 方解石碳酸岩 蛇纹石化橄榄岩 巨晶透辉石 巨晶金云母 黑云母透辉石 南京大学成矿作用国家重点实验室测定 表 且干布拉克杂岩体全岩矿物 同位素测定数据 序号样号样品名称 灰色方解石碳酸岩 灰色方解石碳酸岩 白色方解石碳酸岩 碳酸岩中磷灰石 白色方解石碳酸岩 伟晶碳酸岩 巨晶透辉石 细晶透辉石 细粒透辉石 中粗粒透辉石 蛇纹石化纯橄榄岩 由南京大学现代分析中心同位素质谱室测定仪器型号 质谱仪用 程序计算 所用参数为 标准的 岩石学报 且干布拉克杂岩体的 等时线年龄 按照王银喜等所报道的方法对且干布拉克杂岩 体作的 同位素测定其结果示于表 和图 从图 中可以明显看出所测等时线的拟合度甚佳相关系数 计 算 所 获 年 龄 为 初 始 值 等时线年龄小于该等时线上的样品模式年龄 值 说明该等时线年龄可以代表杂岩体形成时代 各 样品具备良好的线性关系进一步表明该杂岩体是同源超基 性岩浆的演化产物 图 等时线图 讨论和结论 胡受奚等根据塔里木板块北缘断裂带中存在超 基性岩 碳酸岩杂岩体和碱性岩杂岩体以及存在与这两种 杂岩体相关的蛭石 磷灰石矿床和铌 钽矿床和可能存在金伯 利岩提出里木板块北缘存在一条裂谷带并认为兴地断裂 是该带的组成部分 这条被称为塔北裂谷的裂谷带对于 塔里木板块北缘的地质演化和成矿作用曾起过重要作用胡 受奚等 但是由于缺乏可靠的侵入岩同位素年龄资 料胡受奚等对该裂谷带的活动时代未能加以讨论 本文所 获得的且干布拉克杂岩体的年龄为 表明新元古代是 塔北裂谷的强烈活动时期 据何国琦和朱永峰研究 发生距今 亿年的塔里木运动不是一次代表塔里木基底形 成的普遍褶皱运动而是形成裂谷的地壳伸展运动 且干布 拉克超基性杂岩体就是在该时期侵入形成的 普遍认为塔里木板块在前寒武纪是冈瓦那大陆的一部 分葛肖虹和刘俊来 何国琦等而中天山则是 加里东时期从塔里木板块裂离出来的一个地体顾连兴和杨 浩 胡受奚等 何国琦等因此新元古代 强烈活动的塔北裂谷实际上也是冈瓦那大陆北缘的一个 裂谷 新元古代是整个 超大陆裂解的重要时期 陆松年 关于天山造山带晚古生 代地质演化与成矿作用已有大量论述 何国琦等 陈衍景 陈哲夫 朱永 峰 何国琦和朱永峰 朱永峰和宋彪 朱永峰等 但对该造山带 前寒武纪成矿作用尚未见报道 根据且干布拉克杂岩体的 新元古代年龄以及塔北裂谷带中蛭石 磷灰石和铌 钽等矿 床的重要工业价值表明该区前寒武纪成矿作用也应在理论 研究和找矿工作中加以充分重视 致谢国家自然科学基金国家 项目 和新疆高校重点项目 资 助 感谢匿名审稿人提出的建设性意见