西昆仑造山带发育有大量的早古生代岩浆岩,它们的形成与原特提斯洋俯冲-碰撞密切相关,然而,对于这些岩浆岩的岩石成因和形成的构造背景仍然存在较大的争议.本文对西昆仑造山带早古生代阿喀孜二长岩和赛图拉石英闪长岩岩体开展了详细的矿物学、锆石U-Pb年代学、全岩地球化学和Sr-Nd-Hf-O同位素研究,以探讨这些侵入岩的岩浆源区与成因,揭示原特提斯洋在这一时期的构造演化过程.这两个岩体的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为456±2Ma和452±2Ma,指示它们形成于晚奥陶世.阿喀孜二长岩具有富碱(K2 O+Na2 O=10.5％～11.8％)、富钾(K2 O/Na2 O=1.20～1.44)特征,相对低MgO(0.89％～0.97％)、TiO2(0.42％～0.45％)含量,富集Rb、Th、U等大离子亲石元素,且具有较高的全岩锆饱和温度(TZr=814～862℃),属于钾质碱性岩石.该岩体具有较高的(87 Sr/86 Sr)i值(0.72057～0.72186),负的全岩εNd(t)值(-5.1～-4.5)和负的锆石εHf(t)值(-7.6～-3.4),以及较高的锆石δ18O值(5.39‰～7.94‰),表明其源区可能为伸展环境下古老基性下地壳部分熔融.赛图拉石英闪长岩SiO2含量为56.8％～58.6％,全碱(Na2 O+K2 O)含量为5.75％～6.39％,具有较低的铝饱和指数(A/CNK=0.85～0.89),相对高的MgO含量(2.93％～3.41％)以及Mg#值(～45),为高钾钙碱性系列岩石.它们富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Th)和亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti),且具有微弱的Eu异常(δEu=0.72～0.77),类似于俯冲带岩浆岩地球化学特征.这些石英闪长岩具有相对高的(87 Sr/86 Sr)i比值(0.71317～0.71322),负的全岩εNd(t)值(-5.6～-5.1)和负的锆石εHf(t)值(-7.8～-2.9),与同时期来源于富集地幔的基性岩同位素特征相似,表明赛图拉石英闪长岩岩浆可能是由俯冲板片流体交代的富集地幔楔部分熔融形成,并在岩浆演化的过程中经历了橄榄石、辉石、角闪石、磷灰石和Fe-Ti氧化物等矿物的分离结晶作用.结合同位素和数字模拟计算(Rhyolite-MELTS)结果表明,赛图拉石英闪长岩可能由塔里木克拉通南缘玄武质岩浆的分离结晶而成.综合前人研究,本文提出晚奥陶世阿喀孜二长岩和赛图拉石英闪长岩形成于原特提斯洋向北俯冲相关的活动大陆边缘环境,该时期原特提斯洋板片回撤,诱发软流圈地幔的上涌,从而产生了大量的弧岩浆岩.

西昆仑造山带;原特提斯洋;奥陶纪;富集地幔楔;板片回撤

陶再礼;尹继元;袁超;肖文交;陈文;陈岳龙;王雅美;杨帆

中国地质科学院地质研究所,自然资源部深地动力学重点实验室,北京 100037;中国地质大学地球科学与资源学院,北京 100083;中国科学院广州地球化学研究所,同位素地球化学国家重点实验室,广州 510640;中国科学院新疆生态与地理研究所新疆矿产资源研究中心,乌鲁木齐 830011;中国科学院地质与地球物理研究所,岩石圈演化国家重点实验室,北京 100029

岩石学报

[1]陶再礼;尹继元;袁超;肖文交;陈文;陈岳龙;王雅美;杨帆-.西昆仑造山带晚奥陶世侵入岩的岩石成因:对原特提斯洋俯冲过程的制约)[J].岩石学报,2022(11):3321-3340

TZr,富集地幔楔,Rhyolite

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