尼加提·阿布都遜，木合塔爾·扎日，賈曉亮

(1.新疆大學(xué) 地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院, 新疆 烏魯木齊　830046; 2.新疆大學(xué) 中亞造山帶大陸動(dòng)力學(xué)與成礦預(yù)測(cè)自治區(qū)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 新疆 烏魯木齊　830046; 3.西北大學(xué) 大陸動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 陜西 西安　710069)

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新疆南天山東段早石炭世—早二疊世花崗巖類及其對(duì)南天山洋盆閉合時(shí)間的約束

尼加提·阿布都遜1,2，木合塔爾·扎日1,2，賈曉亮3

(1.新疆大學(xué) 地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院, 新疆 烏魯木齊830046; 2.新疆大學(xué) 中亞造山帶大陸動(dòng)力學(xué)與成礦預(yù)測(cè)自治區(qū)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 新疆 烏魯木齊830046; 3.西北大學(xué) 大陸動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 陜西 西安710069)

選擇南天山東段早石炭世—早二疊世典型花崗巖類，即阿訇開里得南巖體、盲起蘇巖體、東泉戈壁巖體和庫米什北巖體進(jìn)行巖石學(xué)與地球化學(xué)對(duì)比研究。結(jié)果表明，這些巖體屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)—過鋁質(zhì)高鉀鈣堿性系列花崗巖，富集Ba、Rb、Th、U等大離子親石元素，虧損Nb、Ta、Zr、Hf等高場強(qiáng)元素，稀土元素配分模式呈右傾型，富集輕稀土元素、虧損重稀土元素，銪出現(xiàn)中等負(fù)異常(δEu=0.52～0.96)?；谏鲜鱿嗨铺卣鳎⒔Y(jié)合前人研究成果，認(rèn)為它們形成于陸-陸碰撞環(huán)境?；谀咸焐皆焐綆|西段高壓變質(zhì)巖、巖漿巖、沉積巖和蛇綠混雜巖等方面的巖石成巖年齡對(duì)比，認(rèn)為南天山晚古生代構(gòu)造演化過程具有區(qū)域差異性，碰撞作用在其東段發(fā)生于早石炭世，而在其西段發(fā)生于晚石炭世。南天山洋東段閉合時(shí)間早于西段。

南天山；庫魯克塔格；花崗巖類；構(gòu)造演化；閉合時(shí)間

0　引　言

中亞造山帶(CAOB)是由前寒武紀(jì)古老陸塊、古生代巖漿弧、洋殼殘片等地體組成的復(fù)合型增生造山帶，以島弧雜巖體側(cè)向拼貼和地幔物質(zhì)底墊為主要增生方式，是世界顯生宙地殼增生最顯著的地區(qū)[1-2]。庫魯克塔格地塊及與其相鄰的南天山位于中亞造山帶(CAOB)和塔里木板塊接觸的關(guān)鍵部位。在古生代期間，該地區(qū)位于塔里木—卡拉庫姆板塊與伊犁—哈薩克斯坦板塊之間，經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造變形與地殼增生過程，現(xiàn)保存有元古宙和古生代洋盆的殘跡，是“中亞造山帶”的重要典型之一[3-7]。近年來國內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)蛇綠混雜巖[8-9]、高壓-超高壓變質(zhì)巖[2-3]、巖漿巖[6]、沉積建造[10]、巖脈(墻)群[11]、古地磁[12]、逆沖-推覆構(gòu)造變形[13]等進(jìn)行了大量的研究，但關(guān)于南天山古洋盆的裂解與閉合時(shí)限、洋盆屬性、消減模式、俯沖方向等重點(diǎn)問題至今尚未形成共識(shí)。洋盆的閉合及其兩側(cè)陸塊碰撞時(shí)限上，大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為兩大板塊的碰撞發(fā)生于石炭紀(jì)末[2-3,5-7,14-17]，有些學(xué)者認(rèn)為碰撞發(fā)生于晚泥盆世[18-20]，也有一些學(xué)者認(rèn)為碰撞發(fā)生于早二疊世[10,21-22]，少數(shù)學(xué)者認(rèn)為碰撞發(fā)生于三疊紀(jì)[23-24]。可見，有關(guān)南天山古洋盆閉合時(shí)限的爭議主要集中于晚古生代，即晚泥盆世至早二疊世之間。關(guān)于南天山洋構(gòu)造演化的另一重要問題是其東、西段是否具有一致的演化歷史？部分研究者提出南天山洋在其兩段具有一致的閉合時(shí)間[25]，也有學(xué)者認(rèn)為其東部閉合時(shí)間早于西部，具有“剪刀式”閉合特征[26]。

近年來，南天山東段及鄰區(qū)獲得了一些花崗巖類的高精度鋯石U-Pb年齡與高質(zhì)量地球化學(xué)數(shù)據(jù)[27-30]，為探討相關(guān)問題提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐。但以往以單一巖體為研究對(duì)象，缺乏系統(tǒng)的對(duì)比研究。本文通過對(duì)南天山東段早石炭世—早二疊世典型花崗巖類資料的綜合分析，結(jié)合筆者所在團(tuán)隊(duì)最近幾年在塔里木北緣地區(qū)的研究工作，試圖總結(jié)國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于南天山地層、巖漿巖、高壓變質(zhì)巖和蛇綠混雜巖等方面的研究成果，從造山帶構(gòu)造演化的角度探討南天山洋東、西兩段的閉合時(shí)限。

1　區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于塔里木盆地東北緣，屬于中亞造山帶西南緣(圖1(a))，分為庫魯克塔格地塊、南天山和中天山三個(gè)構(gòu)造單元。

1.1庫魯克塔格地塊

庫魯克塔格地塊為塔里木盆地東北緣的隆起地帶，其北以辛格爾斷裂為界與南天山相連，南以孔雀河斷裂與塔里木盆地相接(圖1(b))。庫魯克塔格地塊是塔里木板塊出露地表最古老的結(jié)晶巖區(qū)之一[31]，主要變質(zhì)巖群包括太古宇托格拉克布拉克群、古元古界興地塔格群，長城系楊吉布拉克群、薊縣系愛而基干群，青白口系帕爾崗塔格群，震旦系庫魯克塔格群以及古生代沉積地層[32]。最新研究成果顯示，庫魯克塔格地塊西段出露一定規(guī)模的奧陶紀(jì)—石炭紀(jì)中-酸性巖漿巖，其形成與南天山洋的俯沖-閉合過程有關(guān)[27-30]，說明該地區(qū)在古生代已卷入陸緣和陸內(nèi)造山作用，在構(gòu)造上具有造山帶的構(gòu)造屬性。

圖1　研究區(qū)大地構(gòu)造略圖((a)、 (b)據(jù)文獻(xiàn)[5]修編)和塔里木北緣古生代侵入巖分布圖(c)Fig.1　Sketch geological map showing the main tectonic units of the study area ((a), (b)) and distribution of Paleozoic intrusive rocks in north Tarim (c)

1.2南天山造山帶

南天山造山帶呈向南突出的弧形展布于天山與塔里木盆地之間，北界為那拉提南緣斷裂、烏瓦門—拱拜子斷裂和卡瓦布拉克斷裂，南界為托什干河斷裂、塔里木盆地北緣斷裂和興地塔格斷裂(圖1(b))，由哈爾克山、額爾賓山、虎拉山和那拉提山4個(gè)山系組成[33]，其中虎拉山與哈爾克山屬于南天山造山帶的不同地段，虎拉山可能為古海山殘片，而哈爾克山可能屬于弧前增生雜巖[34]。南天山主要由古生代陸緣巖系和洋的殘余組成，陸緣巖系包括奧陶紀(jì)—石炭紀(jì)中-酸性侵入巖、火山巖系構(gòu)成的活動(dòng)陸緣雜巖；洋的殘余是指蛇綠巖混雜帶，南天山存在近東西向平行展布的南北兩條蛇綠巖帶[22]。以往研究依據(jù)中天山南緣島弧巖漿活動(dòng)、高壓-超高壓變質(zhì)巖帶認(rèn)為，南天山洋自奧陶紀(jì)開始向北緣伊犁—中天山島弧之下俯沖消減[6,35-36]，而南天山南緣(塔里木北緣)因出露寒武紀(jì)—奧陶紀(jì)深海盆地-斜坡沉積和缺乏古生代巖漿活動(dòng)方面的證據(jù)一直被認(rèn)為是南天山洋南緣的被動(dòng)大陸邊緣[37]。隨著塔里木北緣研究程度的不斷提高，也有學(xué)者認(rèn)為南天山洋向南俯沖消減[27,38]，進(jìn)而南天山洋俯沖極性和方式成為目前研究其演化過程的前沿。

1.3中天山地塊

中天山地塊是南天山和北天山之間由綠片巖相和角閃巖相變質(zhì)巖系和侵入巖類巖石組成的狹長帶狀構(gòu)造域，近東西向展布，向西延伸出境外，向東至新甘交界[34,39]。根據(jù)地表和深部航磁與重力資料[40]，南以中天山南緣斷裂為界與南天山相鄰，北以中天山北緣斷裂為界與北天山相接[34]。古生代期間伴隨古亞洲洋的形成演化，中天山古老基底遭受了與洋殼俯沖消減、增生、碰撞作用有關(guān)的強(qiáng)烈的構(gòu)造-巖漿破壞，致使其逐漸演變?yōu)橐幌盗邪l(fā)育在前寒武紀(jì)古塊體或變質(zhì)基底之上的復(fù)合巖漿弧[4,41]。中天山地塊侵入巖出露面積占基巖出露面積的50%以上[32]，不同時(shí)期、不同成因類型的侵入巖類均有分布。

2　巖體地質(zhì)與巖相學(xué)特征

塔里木北緣出露一條東西向展布的狹長古生代侵入巖帶，向東延可與庫魯克塔格地塊侵入巖連在一起(圖1(c))。其分布主要受區(qū)域性深大斷裂的控制，巖體走向與構(gòu)造線大體一致。本文選擇南天山東段具有代表性的巖體進(jìn)行對(duì)比研究，巖體特征列于表1中。

2.1阿訇開里得南巖體

阿訇開里得南巖體位于庫魯克塔格地塊西段辛格爾大斷裂以北，分布面積不大，約為5.3 km2，呈近東西向不規(guī)則狀展布，侵入于泥盆紀(jì)英云閃長巖中，北部被第四系覆蓋。巖性為二長花崗巖，主要組成礦物有為鉀長石(35%～40%)、斜長石(35%～40%)、石英(25%)和少量白云母。與圍巖接觸面較平緩，圍巖發(fā)育混合巖化作用，可見角巖化、綠泥石化等蝕變現(xiàn)象。筆者曾利用LA-ICP-MS鋯石U-Pb方法獲得該巖體的年齡為(341±6) Ma[30]。

表1　南天山東段早石炭世—早二疊世花崗巖類一覽表

2.2盲起蘇巖體

盲起蘇巖體近東西向展布于額賓山盲起蘇至哈爾薩拉一帶，侵入于泥盆紀(jì)地層中。巖體含大量圍巖殘留體和捕虜體。巖性主要由中粗?；◢忛W長巖、中細(xì)?；◢弾r、中粗粒似斑狀花崗閃長巖組成。巖石由石英(25%)、斜長石(54%)、鉀長石(10%)、黑云母(10%)和少量白云母組成，副礦物有鋯石和磷灰石。朱志新等[42]利用SHRIMP鋯石U-Pb方法獲得該巖體的年齡為(297±5) Ma和(304±12) Ma。

2.3庫米什北巖體

庫米什北巖體出露于庫米什鎮(zhèn)以北，呈不規(guī)則狀，面積約為27 km2，侵入于中元古界星星峽群。巖體主要巖性為二云母花崗巖，呈灰色，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，由石英(24%～28%)、鉀長石(36%～34%)、斜長石(28%～30%)、白云母(6%～9%)組成。富礦物有榍石、鋯石、磁鐵礦、磷灰石等。黃崗等[43]利用LA-ICP-MS鋯石U-Pb方法獲得該巖體的年齡為(293±1.3) Ma。

2.4東泉戈壁巖體

東泉戈壁似斑狀二長花崗巖體出露于庫米什—烏什塔拉一帶，呈巖株?duì)町a(chǎn)出，侵位于庫米什蛇綠混雜巖帶中。該巖體的主要巖石類型為似斑狀黑云母二長花崗巖。斑晶為鉀長石，呈自形晶，粒徑1～4 cm，含量約10%。基質(zhì)為中-粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要由斜長石(35%～40%)、鉀長石(15%～20%)、石英(約20%)、黑云母(5%～10%)組成，其次為角閃石(～5%)。副礦物主要為磷灰石、磁鐵礦、榍石和鋯石。巖體中無明顯的變形變質(zhì)現(xiàn)象，發(fā)育大量的暗色微粒包體(MME)。毛友亮等[44]利用SHRIMP鋯石U-Pb方法獲得該巖體的年齡為(305±1) Ma。

3　地球化學(xué)特征

各巖體的主量、微量、稀土元素?cái)?shù)據(jù)及相關(guān)參數(shù)計(jì)算值匯總于表2。數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示，南天山東段早石炭世—早二疊世花崗巖類具有相似的地球化學(xué)特征。

主量元素方面，SiO2、Al2O3含量分別介于67.34%～75.88%、12.78%～15.87%之間，變化范圍均較小。盲起蘇和東泉戈壁巖體的CaO、Na2O含量偏高(盲起蘇巖體分別為0.91%～3.24%、3.56%～4.51%；東泉戈壁巖體分別為2.62%～2.96%、3.5%～3.68%)，庫米什北和阿訇開里得南巖體的CaO、Na2O含量偏低，分別為0.23%～1.6%、0.12～3.7%。所有巖體的K2O含量在2.68%～5.93%范圍內(nèi)基本保持一致，TiO2、P2O5、Fe2O3、MgO含量普遍很低。鋁飽和指數(shù)A/CNK(Al2O3/(K2O+Na2O+CaO)的摩爾比值)除東泉戈壁巖體(0.95～0.98)小于1.0之外，其余三個(gè)巖體均大于1.0，在A/CNK-A/NK圖解(圖2)中樣品點(diǎn)落入準(zhǔn)鋁質(zhì)-過鋁質(zhì)花崗巖區(qū)域。其中庫米什北和阿訇開里得南巖體因其較高的A/CNK值(大于1.1)，顯示出強(qiáng)過鋁質(zhì)S型花崗巖的特征。在K2O-SiO2圖中，三個(gè)巖體均落于高鉀鈣堿性系列中(圖3)，只有盲起蘇巖體顯示鈣堿性-高鉀鈣堿性趨勢(shì)。

圖2　研究區(qū)花崗巖類A/CNK-A/NK圖解(底圖據(jù)文獻(xiàn)[45])Fig.2　A/CNK-A/NK diagram for granitoids in the study area

Table 2Composition of major elements and trace elements for early Carboniferous to early Permian granitoids in east section of south Tianshan

巖體名稱樣品編號(hào)wB/%SiO2TiO2Al2O3Fe2O3MnOMgOCaONa2OK2OP2O5LOITotalA/CNKEu*AHKAHK175.360.3313.920.980.010.140.560.134.440.0753.7399.872.310.62AHK275.880.2512.781.070.010.120.340.134.700.0543.0298.522.160.52AHK373.050.3112.811.480.020.131.600.124.580.0574.2298.561.590.54AHK475.300.2313.141.250.010.130.230.134.380.0723.3498.392.450.54AHK572.870.1913.631.730.020.30.883.244.600.0530.8498.491.140.54DQGBD254367.790.4714.921.460.091.782.963.564.060.170.6599.600.950.81D254567.980.4615.171.280.081.702.813.684.020.170.5799.620.980.78D584067.340.4814.821.000.072.312.793.504.210.190.7899.540.960.73D584268.070.4615.140.960.061.762.683.544.570.170.1299.540.970.81D584567.700.4215.010.910.071.662.623.684.450.160.6299.160.960.80MQSMQS172.620.314.011.880.020.861.323.174.830.110.8899.121.090.93MQS271.910.2814.282.050.031.081.333.524.650.100.7899.231.080.96MQS373.480.2513.421.680.031.071.503.364.560.090.5699.441.020.64MQS474.180.1313.631.210.030.511.203.804.430.080.8099.201.030.65MQS563.290.889.865.420.072.624.643.992.510.187.4593.460.560.86KMSBKMS173.180.1814.970.110.020.240.582.845.930.121.35100.171.230.42KMS274.120.2013.830.100.020.160.633.705.190.081.0499.651.080.46KMS373.700.1414.180.120.020.211.123.575.450.080.5499.821.030.52KMS475.160.2913.930.140.020.300.713.534.890.130.69100.61.120.55KMS574.570.2214.100.110.020.430.673.635.100.120.92100.541.110.38巖體名稱樣品編號(hào)wB/10-6BaRbSrNbThNiHfCsScTaUZrLaCeAHKAHK11430100.0199.511.39.11.00.91.051.80.370.819442.878.4AHK21350123.5263.07.714.41.01.60.821.10.340.919447.787.2AHK31330118.5277.07.912.71.31.70.792.30.340.919450.190.0AHK41310109.5368.08.512.31.61.30.642.30.380.919144.982.0AHK51130157.5183.510.715.61.51.72.363.30.850.915324.170.3DQGBD2543 74814440610.5118.0825.393.9510.5413.221.052.2814727.2753.46D254571713841910.4118.5524.823.796.4513.081.072.4014426.2752.47D58406667425913.1719.0341.154.137.359.191.402.8615825.2250.97D5842102911427712.1018.0925.014.408.849.601.322.0817124.5947.67D58456627028211.7614.0624.044.444.657.551.302.0616816.3335.34MQSMQS171993.33707.518.583.730.781.56143.020.137.5MQS282981.96157.0910.104.710.811.25189.032.458.9MQS3514256.02396.8613.403.900.741.54142.029.355.6MQS4634196.084.611.104.401.600.392.0748.711.821.0MQS5559107.03483.636.412.560.690.9191.114.627.0KMSBKMS1192109.08111.114.65.081.134.327.190.692.707835.247.0KMS222292.79016.315.53.411.341.313.771.172.209023.041.0KMS3178231.07418.224.52.432.013.263.661.823.3510426.847.2KMS4230144.08815.218.23.641.022.964.871.232.7512722.846.8KMS5195100.08022.814.71.451.283.784.411.083.009834.044.0

(續(xù))表2南天山東段早石炭世—早二疊世花崗巖類主量元素與微量元素?cái)?shù)據(jù)

(Continued)Table 2Composition of major elements and trace elements for early Carboniferous to early Permian granitoids in east section of south Tianshan

巖體名稱樣品編號(hào)wB/10-6PrNdSmEuGdTbDyHoErTmYbLuY(La/Yb)NAHKAHK17.8625.303.650.672.990.311.620.260.870.110.820.148.637.40AHK28.7228.203.720.573.060.281.450.240.840.070.820.158.241.73AHK38.8728.904.040.643.220.331.650.290.990.120.920.199.639.06AHK48.0426.603.960.623.060.291.460.240.870.110.770.158.441.83AHK54.4014.903.030.543.040.422.470.481.630.241.580.2913.510.49DQGBD25435.7821.303.650.993.720.442.290.431.250.181.170.1912.3515.70D25455.4720.483.720.963.680.442.250.411.210.181.200.1811.7514.70D58405.7421.543.960.964.020.482.610.501.430.201.370.2314.0812.40D58425.4620.333.751.013.760.442.390.451.270.171.130.2112.5814.60D58454.1916.413.220.873.30.412.250.451.260.181.200.2212.4510.20MQSMQS14.5217.503.170.872.590.331.550.270.730.10.610.098.3823.64MQS26.7024.903.881.062.910.331.480.240.690.090.510.087.1945.57MQS36.5424.304.140.753.090.401.760.300.810.110.690.108.9030.46MQS42.358.651.810.371.660.261.290.200.510.070.380.056.4622.27MQS53.1912.202.350.591.880.241.070.180.510.070.420.065.2024.93KMSBKMS13.398.201.840.261.880.402.950.441.650.221.500.2216.1016.83KMS23.447.091.770.261.620.402.500.421.430.191.600.2213.7010.31KMS32.9912.402.700.422.130.532.310.521.500.201.420.1814.1013.54KMS43.167.821.830.321.640.342.080.401.220.171.250.1611.2013.08KMS54.027.591.860.221.580.322.230.441.090.171.370.189.7417.80

注：AHK阿訇開里得南巖體據(jù)文獻(xiàn)[30]；MQS盲起蘇巖體據(jù)文獻(xiàn)[42]；KMSB庫米什二云母花崗巖體據(jù)文獻(xiàn)[43]；DQGB東泉戈壁巖體據(jù)文獻(xiàn)[44]。

圖3　研究區(qū)花崗巖類SiO2-K2O圖解(底圖據(jù)文獻(xiàn)[46])Fig.3　SiO2-K2O diagram for granitoids in the study area

稀土元素方面，在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分配模式圖(圖4)上，所有巖體呈現(xiàn)非常類似的趨勢(shì)，均呈右傾型，即富集輕稀土(LREE)、虧損重稀土(HREE)。不同巖體重稀土含量有所不同，如東泉戈壁和庫米什北巖體重稀土元素相對(duì)富集，說明它們形成的源區(qū)和深度不同，或巖漿演化過程中的殘留相不同，重稀土元素虧損可能是源區(qū)在部分熔融過程中石榴子石為殘留相的結(jié)果。其次，均出現(xiàn)中等負(fù)銪異常，并且異常值在很小范圍內(nèi)保持一致(δEu=0.52～0.96)，具有典型殼源過鋁質(zhì)花崗巖的特征。

微量元素方面，微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(圖5)也顯示類似的演化模式，均富集Ba、Rb、Th、U等大離子親石元素，虧損Nb、Ta、Zr、Hf等高場強(qiáng)元素。

圖4　研究區(qū)花崗巖類稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖(標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)據(jù)文獻(xiàn)[47])Fig.4　Chondrite-normalized REE patterns for granitoids in the study area

圖5　研究區(qū)花崗巖類微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)據(jù)文獻(xiàn)[47])Fig. 5　Primitive mantle-normalized spidergrams of trace elements for granitoids in the study area

4　成巖構(gòu)造背景

與碰撞有關(guān)的過鋁質(zhì)花崗巖的形成與同碰撞早期的地殼加厚有關(guān)[48-49]，而主碰撞之后的后碰撞階段也可以產(chǎn)生大量的高鉀鈣堿性花崗巖[50]。南天山東段早石炭世—早二疊世花崗巖類巖相學(xué)及主量元素和微量元素地球化學(xué)特征顯示，這些巖體為準(zhǔn)鋁質(zhì)-過鋁質(zhì)高鉀鈣堿性系列花崗巖。所有巖體富集大離子親石元素、虧損高場強(qiáng)元素，稀土元素配分模式圖呈右傾型，富集輕稀土、虧損重稀土，銪出現(xiàn)中等負(fù)異常，具有上地殼不同程度部分熔融所形成的花崗巖的特征[51]。在微量元素構(gòu)造環(huán)境判別圖解Nb-Y、Rb-(Nb+Y)(圖6)中，庫米什北巖體落入后碰撞花崗巖區(qū)域，其余巖體均落入火山弧花崗巖-同碰撞花崗巖區(qū)域。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料與已有研究成果，認(rèn)為南天山東段早石炭世—早二疊世花崗巖類形成于陸-陸碰撞環(huán)境。

圖6　研究區(qū)花崗巖類的微量元素構(gòu)造環(huán)境判別圖解(據(jù)文獻(xiàn)[48])Fig.6　Trace element diagrams for discrimination of structural environments of granitoids from the study areaVAG.火山弧花崗巖；WPG.板內(nèi)花崗巖；Syn-COLG.同碰撞花崗巖；ORG.洋中脊花崗巖

5　南天山洋閉合時(shí)限的討論

巖漿巖、蛇綠巖套、高壓變質(zhì)巖等因能較容易獲得精確的成巖年齡而被廣泛應(yīng)用于造山帶演化過程的研究[52]。藍(lán)片巖等高壓-低溫變質(zhì)巖是洋殼俯沖的記錄，其年齡代表洋殼俯沖的年齡，而不是碰撞作用發(fā)生的年齡，造山帶出現(xiàn)的最新高壓-低溫變質(zhì)巖/帶的形成時(shí)代要早于碰撞造山事件[53]。南天山東段庫米什銅花山一帶藍(lán)片巖中藍(lán)閃石Ar-Ar坪年齡為360 Ma[54]，代表該區(qū)最年輕的藍(lán)片巖年齡，說明該區(qū)陸-陸碰撞造山作用的發(fā)生應(yīng)該晚于360 Ma。塔里木、伊犁地塊和哈薩克斯坦—北天山的古地磁資料顯示早二疊世塔里木板塊已經(jīng)與伊犁地塊聯(lián)合為一個(gè)整體[12]；南天山后碰撞鉀長花崗巖和后造山堿性巖年齡分別為280～266 Ma和275～260 Ma[6,33,55,63]，說明該區(qū)陸-陸碰撞造山作用的發(fā)生應(yīng)該早于二疊紀(jì)。

前已述及，(341±6) Ma的阿訇開里得南巖體、330 Ma的虎拉山北緣富鋁花崗巖[33]、(305±1) Ma 的東泉戈壁巖體、(297±5) Ma和(304±12) Ma的盲起蘇巖體、(293±1.3) Ma的庫米什北巖體等早石炭世—早二疊世花崗巖類的形成與碰撞作用有關(guān)。這些巖體的侵位年齡說明該時(shí)期俯沖作用結(jié)束，洋盆已閉合?；谏鲜鲂畔?，塔里木板塊與伊犁—哈薩克斯坦板塊陸-陸碰撞造山作用在其東段可能發(fā)生于早石炭世，之后轉(zhuǎn)入后碰撞演化階段。

表3　南天山造山帶東西段巖石成巖年齡對(duì)比

近年來在國內(nèi)外期刊上所報(bào)道的關(guān)于南天山造山帶地層、高壓變質(zhì)巖、巖漿巖、蛇綠混雜巖等方面的年齡信息匯總于表3。可以看出，南天山西段在早石炭世表現(xiàn)出與其東段完全不同的構(gòu)造屬性。在高壓變質(zhì)巖方面，西段哈爾克山北坡高壓變質(zhì)帶變質(zhì)年齡范圍為310～345 Ma[2,56-59]，明顯晚于東段最年輕的庫米什銅花山藍(lán)片巖變質(zhì)年齡[54]。在巖漿巖方面，出露于南天山西段穹庫什太一帶322～325 Ma的早石炭世花崗巖具有火山弧花崗巖的特征[36]；那拉提山—新源縣南緣大哈拉軍山組島弧型火山巖的最年輕年齡為313 Ma[60]；境外，在巴什吉爾—謝爾普霍夫地區(qū)發(fā)育的早石炭世鈣堿性火山巖也被認(rèn)為是島弧環(huán)境的產(chǎn)物[4]。在地層方面，南天山西段庫勒湖蛇綠混雜巖帶和黑英山阿爾騰卡什組硅質(zhì)巖中存在大量早石炭世放射蟲化石[59]；獨(dú)庫公路等地出露的下石炭統(tǒng)主要為灰?guī)r，屬淺海相沉積[60]。這些資料說明，南天山西段那拉提山南緣、哈爾山北緣歐西大阪等地在早石炭世處于一個(gè)大陸邊緣的活動(dòng)時(shí)期，古南天山洋還沒有完全消減，俯沖作用尚未結(jié)束。較多研究[3,5,6,13,27]認(rèn)為，南天山西段碰撞造山事件發(fā)生于晚石炭世—早二疊世，前人已有大量報(bào)道，本文不再重述。

綜上所述，南天山洋東、西兩段在早石炭世具有不完全相同的構(gòu)造演化模式。該時(shí)期，其東段庫米什、庫魯克塔格、虎拉山等地古洋盆的俯沖作用已結(jié)束，區(qū)域上進(jìn)入陸-陸碰撞造山階段；而其西段那拉提山南緣、哈爾克山北緣、歐西大阪等地的俯沖作用持續(xù)到晚石炭世。晚石炭世—早二疊世南天山殘留洋完全閉合，全面進(jìn)入陸內(nèi)演化階段。

6　結(jié)　論

(1)南天山東段早石炭世—早二疊世花崗巖類具有類似的巖石學(xué)與地球化學(xué)特征，均屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)-過鋁質(zhì)高鉀鈣堿性系列花崗巖。稀土元素配分模式呈右傾型，富集輕稀土(LREE)元素、虧損重稀土(HREE)元素，并具有中等負(fù)銪異常。微量元素富集Ba、Rb、Th、U等大離子親石元素，虧損Nb、Ta、Zr、Hf等高場強(qiáng)元素。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料與已有研究成果，認(rèn)為其形成于陸-陸碰撞環(huán)境。

(2)由南天山造山帶東、西段高壓變質(zhì)巖、巖漿巖、沉積巖和蛇綠混雜巖等方面的巖石成巖年齡對(duì)比可見，南天山古洋盆閉合時(shí)間東段早于西段，在其東段于早石炭世已進(jìn)入碰撞階段，而在其西段碰撞事件發(fā)生于晚石炭世—早二疊世，標(biāo)志南天山殘留洋完全閉合，全面進(jìn)入陸內(nèi)演化階段。

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Geological Characteristics of Middle-Late Paleozoic Granitoid Plutons in the East Section of Chinese South Tianshan and Its Constraints to the Closure Time of South Tianshan Ocean

NIJAT Abdurusul1,2, MUHTAR Zari1,2, JIA Xiaoliang3

(1.SchoolofGeologyandMiningEngineering,XinjiangUniversity,Urumqi,Xinjiang830046，China; 2.XinjiangKeyLaboratoryforGeodynamicProcessesandMetallogenicPrognosisoftheCentralAsianOrogenicBelt,XinjiangUniversity,Urumqi，Xinjiang830046,China;3.StateKeyLaboratoryofContinentalDynamics,NorthwestUniversity,Xi’an,Shaanxi710069，China)

Four typical granitoids exposed in east section of south Tianshan are chosen for this study. Geochemical analyses show that these intrusions are metaluminous to peraluminous high-K calc-alkaline series and relatively rich in LILEs of Rb，Ba，Th and U, poor in HFSEs of Nb, Ta, Zr, Hf. The chondrite-normalized REE diagrams show that these intrusions are rich in LREE and depleted in HREE with high fractionations of LREE and HREE and moderate negative Eu anomalies(δEu=0.52-0.96). Such similar geochemical and petrological characteristics and previous studies indicated that the granitoids formed during the continental collision stage. Correlation of diagenetic ages for high pressure metamorphic rocks, plutons, sedimentary formations and ophiolitic mélanges exposed in the east-west section of south Tianshan indicates regional differences during late Paleozoic tectonic evolution process of south Tianshan which can be characterized by early Carboniferous collision on the eastern part and late Carboniferous collision on the western part, supporting that the closure time of the east section was earlier than the west section of the Paleo-south Tianshan ocean.

south Tianshan; Kuruktagh; granitoid; tectonic evolution; closure time

2015-10-09；改回日期：2015-11-19；責(zé)任編輯：潘令枝。

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41502213，41562010，41162006)。

尼加提·阿布都遜，男，講師，碩士，1987年出生，構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專業(yè)，主要從事巖石大地構(gòu)造相關(guān)的教學(xué)與科研工作。

Email: nijatuy@xju.edu.cn。

木合塔爾·扎日，男，教授，博士，1960年出生，構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專業(yè)，主要從事區(qū)域大地構(gòu)造方面的科研和教學(xué)。

Email：1205215168@qq.com。

P542

A

1000-8527(2016)02-0263-11