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书书书 新疆西准噶尔地区塔斯特岩体锆石 年龄 及其意义 范裕周涛发袁峰谭绿贵 杨文平何立新 合肥工业大学资源与环境工程学院 合肥 澳大利亚塔斯马尼亚大学优秀矿床研究中心 霍巴特 邮箱 新疆地质勘查局第四地质大队 阿勒泰 收稿 改回 摘要西准噶尔萨吾尔地区地处新疆阿勒泰地区吉木乃县及塔城地区和丰县 酸性侵入岩在区内较发育其研究对于 准噶尔地区后碰撞构造 岩浆演化时限的厘定具有重要的意义 塔斯特岩体是萨吾尔地区重要的复式花岗岩体与区内铜 金矿化关系密切 塔斯特岩体锆石 年龄为 形成于早石炭世 结合已有的地球化学特征研究 这一年龄显示西准噶尔地区在早石炭世已处于后碰撞环境 本文获得的塔斯特岩体成岩年龄是目前在准噶尔地区获得的 最老的后碰撞花岗岩锆石 年龄之一为准噶尔地区后碰撞构造 岩浆演化时限的厘定提供了新的证据 关键词花岗岩 塔斯特岩体 后碰撞 萨吾尔 准噶尔 新疆 中图法分类号 岩石学报 国家重点基础研究发展规划项目 国家自然科学基金项目安徽省优秀青年科技基金项目资助 第一作者简介 范裕 男 年生 助教 从事矿床学和成岩成矿地球化学研究 后碰撞构造演化的时限以及古生代地壳双向增生的过 程和动力学背景是研究新疆北部后碰撞构造演化与成矿的 关键问题何国琦等 涂光 炽 涂 光 炽 和 李 朝 阳 王京彬和徐新 王京彬和徐新依据 对后碰撞的定义 结合地球物理资料肖序常等 李锦轶和肖序常 和花岗质岩浆作用特征 韩宝 福等李锦铁等 王涛等 朱永峰等 朱永峰和宋彪 童英等 袁峰等 将新疆北部地区后碰撞阶段的主体时限厘定为石炭纪二 叠纪 但是新疆北部地区后碰撞阶段时限的厘定还需要更 广泛的年代学证据 西准噶尔萨吾尔地区位于新疆维吾尔自治区伊犁哈萨 克自治州阿勒泰地区吉木乃县及塔城地区和丰县属于哈萨 克斯坦准噶尔板块北缘何国琦等 萨吾尔地区广 泛发育晚古生代酸性侵入岩图 这些酸性侵入岩的地质 地球化学特征及年代学研究对于准噶尔地区乃至新疆北部 地区后碰撞构造 岩浆演化时限的厘定具有重要的意义 其 中塔斯特岩体是萨吾尔地区重要的复式花岗岩体与区内 铜金矿化关系密切 前人对该岩体获得的 等时线年 龄 年龄范围在 刘伟和赵志忠 周刚 袁峰等 本文基于新近获得的该 岩体锆石 年龄探讨其对准噶尔地区后碰撞构造 岩浆演化时限的意义 图 新疆西准噶尔萨吾尔地区地质图 西伯利亚板块 阿尔泰古生代大陆边缘 北阿尔泰早古生代非岩浆型被动陆缘 南阿尔泰泥盆纪岩浆型被动陆缘 额尔齐斯 构造混杂带 北准噶尔泥盆纪洋内弧 哈萨克斯坦 准噶尔板块 准噶尔地块及大陆边缘 西准噶尔古生代弧盆系 东准噶尔 古生代弧盆系 准噶尔坳陷 第四系 二叠系卡拉岗组玄武岩流纹岩安山岩凝灰岩凝灰质砂岩 二叠系哈尔加乌组安山岩玄武岩凝灰岩凝灰质砂岩 石炭系恰其海组粗砂岩细砂岩粉砂岩 石炭系吉木乃组安山岩玄武岩凝灰岩凝灰质粉砂岩 石炭系那林卡拉组凝灰质砂岩 夹安山岩玄武岩 石炭系哈拉巴依组凝灰质砂岩夹安山岩 石炭系黑山头组粉砂岩泥岩砂岩 泥盆系洪古勒愣组泥岩粉砂 岩 泥盆系朱鲁木特组粗砂岩粉砂岩泥岩 泥盆系蕴都卡拉组砂岩粉砂岩泥岩 泥盆系萨吾尔山组凝灰质细砂岩泥岩 夹安山岩灰岩 花岗岩 花岗斑岩 断裂 测年样品采样位置 萨吾尔断裂 研究区地质图据 万区域地质 图修改构造分区图据何国琦等 岩石学报 新疆地质局区域地质调查大队十分队 万区域地质调查报告吉木乃幅布尔津幅 地质背景 研究区的褶皱构造主要为萨吾尔复式向斜和哈拉巴依 复式背斜两大褶皱 断裂广泛发育依据变形特征空间组 合关系及相互切割顺序等可归纳为近东西向逆冲断裂系和 走滑剪切断裂系主要断裂为发育于研究区中部的萨吾尔断 裂图 区内出露的地层从老到新有 泥盆系萨吾尔山组蕴都 卡拉组朱鲁木特组及洪古勒愣组石炭系黑山头组哈拉巴 依组那林卡拉组吉木乃组及恰其海组二叠系哈尔加乌组 和卡拉岗组各地层单元基本呈整合接触上覆第四系松散 堆积层图 区内侵入岩较发育以酸性岩为主 研究区自中泥盆世至 早二叠世均有火山活动其中二叠纪火山岩尤为发育图 岩石学特征 本文研究的塔斯特岩体分布于研究区西部呈不规则岩 基侵入于下石炭统哈拉巴依组地层中被下二叠统哈尔加乌 组地层覆盖图 同时被阔依塔斯岩体侵入图 塔斯 特岩体出露面积约 根据岩性特征及野外接触关 系按形成的先后顺序包括石英闪长岩花岗闪长岩二长 花岗岩钾长花岗岩等 种岩性其中主要为二长花岗岩和 钾长花岗岩 二长花岗岩呈岩株及岩瘤产出于岩体中部多见石英 闪长岩包体 岩石中细粒中粗粒呈浅肉红色半自形粒状 结构块状构造 矿物成分主要为斜长石钾长石 石英角闪石 黑云母 斜 长石呈半自形板状粒径 环带结构明显并发 育聚片双晶具轻微绢云母化粘土化蚀变 钾长石他形粒 状板状粒径 具高龄土化 石英呈他形粒状 粒径 角闪石具绿泥石化碳酸盐化蚀变 黑云 母呈片状 副矿物为磁铁矿磷灰石绿帘石 钾长花岗岩呈岩枝岩脉产于早期各岩性单元中 岩 石呈肉红色它形粒状结构显微文象结构块状构造 矿物 成分主要为钾长石石英斜长石 钾 长石呈他形粒状板状部分见格子双晶粒径 与石英相互交生构成显微文象结构具高岭土化 斜长石 呈他形粒状板状见聚片双晶具高岭土化 石英呈他形粒 状粒径 见少量黑云母多被绿泥石交代 副矿物为磁铁矿绿帘石等 岩石地球化学特征 塔斯特岩体的岩石化学成分稀土元素和部分微量元素 图 侵入岩 分类图解底图据 富石英花岗岩 碱长花岗岩 花岗岩 二长花岗岩 花岗闪长岩 英云闪长岩斜长花岗岩 碱长石英正长 岩 石英正长岩 石英二长岩 石英二长闪长岩 石英闪长岩 碱长正长岩 正长岩 二长岩 二长闪 长岩 闪长岩 为本文数据资料据周刚刘伟和赵志忠刘 翔吴堑宏和潘传楚 注 各投影点为岩石化学 计算结果 组成见表 侵入岩 分类图解图 中塔斯特岩体主 要投影于富石英花岗岩花岗岩二长花岗岩区域 塔斯特 岩体 平均值为 值范围在 均值为 岩体具有偏碱性的特点 图解图 显示塔斯特岩体分布于钙碱性系列和高钾钙碱 性系列区域 塔斯特岩体 平均值为 比值平均值为 平均值为 具中 等负铕异常 具有轻稀土富集的右倾配分模型图 构造判别图解图 显示塔斯特岩体应属于后碰 撞花岗岩 锆石 法测年 测年样品为塔斯特岩体中的新鲜二长花岗岩坐标 样品经重液分离和磁选后挑选 代表性的锆石制作样品靶 对锆石进行透反射电子像 及阴极发光 分析然后进行 测年分 析 锆石外形特征主要呈长柱状或短柱状无色透明内见 细小的包裹体及裂纹阴极发光图像图 显示锆石具有 范裕等 新疆西准噶尔地区塔斯特岩体锆石 年龄及其意义 图 图解底图据 为本文数据资料据周刚刘伟等刘翔 吴堑宏等 图 塔斯特岩体稀土元素配分模型 为本文数据资料据周刚刘伟等刘翔 吴堑宏等 较典型的岩浆振荡环带结构生长环带应为岩浆成因为 原岩结晶锆石 锆石 测年分析在澳大利亚塔斯马 尼亚州立大学矿床研究中心 进行采用 四极 和 新型激光器进行测 定 方法如下 在每次开机开始测试前和每 次测试后约 个小 时采用四种主要基准锆石 标准锆石 和两种辅助基准锆石 标准锆石 进行校正 每次测试开始前先进行 的真 空处理然后进行 余的激光激发照射 锆石测定时使 用斑点直径为 功率 强度 的激光照射 图 构造判别图底图据 大洋脊花岗岩 板内花岗岩 火山弧花岗岩 同碰撞花岗岩 后碰撞花岗岩 为本文数据资料据周刚 图 塔斯特岩体二长花岗岩锆石阴极发光 图像 圆圈内数字表示 分析点编号同表 使用 作为剥蚀物质的载气流速 测试分析的元 素包括 和 每种元素测试间隔 测试误差根据 和 提出的方法校正后台 平均计算值减去每次测得的 比值得到每 的测试 值这些测得的比值除去 的高值区间和 的低值区间 然后进行机械误差打点熔融误差和整体误差校正 校正 后计算每 测试的年龄值并作图 并根据稳定数据区 间综合确定时间间隔以消除样品污染带来的误差 标准误 差根据测试标准误差和测试标准的误差来制定 元素含量 的计算采用 的方法使用 为内标元素使用 标准锆石修正整体误差 岩石学报 表 塔斯特岩体岩石化学成分 稀土元素和部分微 量元素组成 样号 岩性二长花岗岩二长花岗岩二长花岗岩 常量元素分析者 国家地质实验测试中心等离子光谱 稀土元素微量元素分析者 北京大学造山带与地壳演化教育 部重点实验室古丽冰 法测年数据见表 校正后的有效数据点共 个 年龄为 谐和图如图 所示因 此塔斯特岩体成岩时代应为早石炭世 图 塔斯特岩体二长花岗岩锆石 一致曲线图 讨论 本次研究的塔斯特岩体锆石 年龄为 时代上属于早石炭世 刘伟和赵志忠报 道了塔斯特岩体中钾长花岗岩全岩 等时线年龄为 周刚报道了岩体中二长花岗岩全岩和单 矿物长石 等时线年龄为 袁峰等对岩 体中二长花岗岩全岩获得的 年龄为 显示 这一时期在西准噶尔地区存在改造 同位素 体系的热事件而这一时期在整个准噶尔地区均存在较广泛 的侵入岩浆活动韩宝福等 刘家远 和袁奎荣 胡霭琴 等 已有研究表明塔斯特岩体为 型花岗岩周涛发等 岩体的 均值为 均值为 均值为 具有高 值低 值及 低 值特征显示其成岩物质应为地幔来源而较 高的 值也显示其来源应与亏损地幔有关袁峰等 同时岩石地球化学特征显示塔斯特岩体岩石偏碱 性属于后碰撞花岗岩 因此本文获得的塔斯特岩体 的成岩年龄显示西准噶尔地区在早石炭世已处于后碰 撞环境 这也进一步证实了晚古生代后碰撞构造背景下区 内地壳的垂向增生作用 塔斯特岩体 的成岩年龄是目前在准噶尔地区 获得的最老的后碰撞花岗岩锆石 年龄数据之一 韩宝 福等将东准噶尔后碰撞深成岩浆活动的时限厘定为 范裕等 新疆西准噶尔地区塔斯特岩体锆石 年龄及其意义 表 塔斯特岩体二长花岗岩锆石 分析结果 样点编号 年龄 将西准噶尔后碰撞深成岩浆活动的时限厘定为 其中对西准噶尔后碰撞深成岩浆活动时间的下 限厘定的依据是萨吾尔南坡中粗粒黑云母花岗岩的锆石 年龄 这与本文的萨吾尔北坡 塔斯特岩体的锆石 年龄是一致的 塔斯特岩体的这一 锆石 年龄为准噶尔地区后碰撞构造 岩浆演化时间的 下限的厘定提供了新的证据 结论 西准噶尔萨吾尔地区塔斯特岩体锆石 年 龄为 形成于早石炭世 塔斯特岩体锆石 年龄显示西准噶尔地区在 早石炭世已处于后碰撞环境 本文获得的塔斯特岩体成岩年龄是目前在准噶尔 地区获得的最老的后碰撞花岗岩锆石 年龄之一这为 准噶尔地区后碰撞构造 岩浆演化时间的下限的厘定提供了 新的证据 致谢本文的研究工作得到了新疆 项目办公室 新疆第四地质大队的支持工作得到王京彬研究员高俊 研究员马映军研究员王宝林研究员李锦轶研究员肖文 交研究员赵振华研究员和王煜研究员等的指导审稿人 提出了建设性修改意见在此一并表示衷心的感谢
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