米合古麗·海拉提

摘? ?要：新疆卡拉麥里蛇綠混雜巖帶中廣泛存在斜長(zhǎng)花崗巖，對(duì)其形成時(shí)代及成因尚存較大爭(zhēng)議。巖石地球化學(xué)顯示該花崗巖具高硅、富鋁和鈉，低鎂和鉀特征;輕稀土富集，具 Eu 的負(fù)異常（δEu為0.55～0.78） 。巖石富Ba，Th，虧損 Nb，Ti 等。對(duì)該蘇吉泉東斜長(zhǎng)花崗巖的成因研究進(jìn)行探索，認(rèn)為該斜長(zhǎng)花崗巖是在低壓低溫條件下鎂鐵質(zhì)洋殼發(fā)生部分熔融的產(chǎn)物，殘留相為斜長(zhǎng)石+角閃石±斜方輝石±鈦鐵礦（無石榴子石）。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，蘇吉泉東斜長(zhǎng)花崗巖可能是處于早石炭世后碰撞背景下的一次構(gòu)造-熱事件產(chǎn)物，而非是蛇綠巖中的淺色巖。

關(guān)鍵詞：卡拉麥里;斜長(zhǎng)花崗巖;巖石地球化學(xué);巖石成因;構(gòu)造環(huán)境

卡拉麥里蛇綠混雜巖帶中分布了多處斜長(zhǎng)花崗巖巖體，其中出露規(guī)模較大的為清水東、蘇吉東巖體，前人對(duì)這些巖體進(jìn)行研究，主要有2種觀點(diǎn)。一是認(rèn)為斜長(zhǎng)花崗巖是蛇綠巖套中淺色巖[1-2]，另一種觀點(diǎn)認(rèn)為這些斜長(zhǎng)花崗巖屬石炭紀(jì)晚期構(gòu)造-熱事件的產(chǎn)物，不屬于蛇綠巖套[3-4]。通過分析卡拉麥里地區(qū)蘇吉泉東南喀拉夏特一帶的地球化學(xué)、巖石學(xué)特征，為進(jìn)一步明確卡拉麥里帶中斜長(zhǎng)花崗巖的成因特征提供了重要依據(jù)。

1? 地質(zhì)概況

卡拉麥里蛇綠混雜巖分布于新疆準(zhǔn)噶爾盆地東北緣，是西伯利亞板塊與哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾板塊的交匯部位——卡拉麥里縫合帶的標(biāo)志性產(chǎn)物? ? ? ?（圖1-a）。該縫合帶寬10～20 km，南側(cè)以卡拉麥里大斷裂為界，北側(cè)以清水蘇吉泉斷裂為界。蛇綠混雜巖由超鎂鐵質(zhì)巖（多蛇紋石化）、超鎂鐵質(zhì)-鎂鐵質(zhì)堆晶雜巖及鎂鐵質(zhì)巖等組成，基質(zhì)主體為泥盆—石炭紀(jì)細(xì)碎屑巖，由具低綠片巖相變質(zhì)特征的凝灰質(zhì)粉砂巖、硅質(zhì)粉砂巖、凝灰質(zhì)砂巖、細(xì)粒砂巖及砂礫巖等組成。

區(qū)內(nèi)出露地層由老到新為早寒武世老君廟巖群，主要巖性為石英片巖、綠片巖;志留紀(jì)地層白山包組主要巖性為一套細(xì)碎屑巖沉積夾少量砂礫巖;紅柳溝組主要巖性為一套細(xì)碎屑巖沉積夾少量火山碎屑巖及熔巖;泥盆紀(jì)地層主要為卡拉麥里組，主要巖性為一套細(xì)碎屑巖沉積夾少量砂礫巖;江孜爾庫(kù)都克組主要巖性為碎屑巖沉積夾少量火山碎屑巖及熔巖;石炭紀(jì)地層主要為巴塔瑪依內(nèi)山組，主要巖性為火山熔巖夾火山碎屑巖組合;六棵樹組主要巖性為細(xì)碎屑巖組合夾火山碎屑巖;石錢灘組主要巖性為細(xì)碎巖巖夾灰?guī)r及泥巖（圖1-b）1 。

蘇吉泉東南斜長(zhǎng)花崗巖平行分布于卡拉麥里大斷裂北東側(cè)，巖體規(guī)模較小，為兩個(gè)呈NW向展布的小型巖株，出露面積約10 km2，混雜于卡拉麥里增生混雜巖帶之中，并被早石炭世晚期石英閃長(zhǎng)巖體侵入（圖1-c）。

蘇吉泉東南斜長(zhǎng)花崗巖與區(qū)域構(gòu)造線及巖體長(zhǎng)軸基本一致，與周圍地層呈斷層接觸關(guān)系。巖石破碎較強(qiáng)，碎裂巖化、節(jié)理、劈理發(fā)育，個(gè)別地方沿節(jié)理縫發(fā)育弱綠簾石化、弱鉀化等蝕變。巖石呈淺灰白色，具中?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石由斜長(zhǎng)石、石英、黑云母組成。斜長(zhǎng)石55%～70%：呈半自形板狀，大小2.8 mm×2.8 mm～1.2 mm×0.6 mm，聚片雙晶不發(fā)育，輕微泥化。石英25%～40%：呈他形粒狀，粒徑7.2～1.6 mm，具波狀消光，表面較新鮮干凈，發(fā)育微裂紋。黑云母0～3%：呈他形-半自形片狀，片徑0.6～0.2 mm，均已綠泥石化、綠簾石化。鉀長(zhǎng)石2%～5%：他形板狀，粒徑1.2～0.4 mm，為微斜長(zhǎng)石。副礦物多為磁鐵礦、磷灰石。磁鐵礦少量，呈粒狀，粒徑0.2～0.1 mm。磷灰石微量，呈針粒狀，粒徑0.2～0.02 mm。

2? 巖石地球化學(xué)組成

2.1? 主量元素特征

主量和稀土微量元素分析在廣州澳實(shí)測(cè)試中心完成，測(cè)試儀器分別采用X熒光光譜儀、等離子體質(zhì)譜儀，測(cè)試結(jié)果見表11。

蘇吉泉東斜長(zhǎng)花崗巖SiO2值變化于73.46%～79.8%，Al2O3含量10.16%～12.97%，K2O含量0.05%～0.21%，Na2O含量4.98%～6.24%，CaO含量1.14%～4.02%，巖石全堿（K2O+Na2O）含量4.72%～6.29%。里特曼指數(shù)σ為0.88～1.19，小于3.3，鋁飽和指數(shù)? ? A/CNK為0.84～1.01，以準(zhǔn)鋁質(zhì)為主。巖石主量元素的特征比值TFeO/MgO為1.87～5.54，Al2O3/TiO2為49.04～67.82，均小于100，CaO/Na2O為 0.20～0.86，平均0.38，大于0.3，K2O/Na2O=0.01～0.04，均小于 1。這些地球化學(xué)特征及標(biāo)準(zhǔn)礦物組成與巖漿成因的斜長(zhǎng)花崗巖特征一致[5]。在硅堿圖中，巖石樣品均投在亞堿性系列區(qū)域內(nèi)（圖2-a），位于花崗巖區(qū);? ? ?A/CNK-A/NK圖解中（圖2-b），位于準(zhǔn)鋁質(zhì)區(qū)域。

2.2? 稀土及微量元素特征

斜長(zhǎng)花崗巖所有樣品均具有相似的分布特征，在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖解中（圖3-a），弱虧損輕稀土元素，具中等負(fù)Eu異常，與N-MORB特征類似，顯示LREE虧損的左傾近平坦的稀土模式特征。稀土總量較低，∑REE為32.76×10-6～56.04×10-6，輕稀土元素略虧損，為16.60×10-6～33.56×10-6，重稀土元素為13.14×10-6～22.48×10-6，∑（LREE）/∑（HREE）=1.03～1.71，（La/Yb）N比值為0.49～1.16 ，表明輕重稀土之間分異不明顯。δEu 為0.55～0.78，具中等銪負(fù)異常。

在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖上（圖3-b），所有樣品均具相似的分布特征，略富集大離子親石元素Ba，Th，U，K，略虧損Nb，Zr，Ti等高場(chǎng)強(qiáng)元素，微量元素總體含量較低，低于洋中脊花崗巖的含量，顯示其幔源花崗巖特征;Nb相對(duì)虧損指示其巖漿可能來源于地殼重熔，或經(jīng)歷了富Nb礦物的結(jié)晶分異。P，Ti偏低可能與磷灰石、鈦鐵氧化物的結(jié)晶分異有關(guān)。巖石樣品的Rb/Sr和Rb/Ba分別為0.005～0.030和0.016～0.098，與原始地幔的相應(yīng)比值相近（原始地幔Rb/Sr和Rb/Ba分別為0.029和0.088），表明其為未經(jīng)分異演化的巖漿。Th/U 比值（1.4～7.3） 低于上地殼平均值 4.2，Zr/Hf 比值為24.7～33.5，低于上地殼比值（～37），可見該花崗巖與上地殼關(guān)系不大[8]。

3? 討論

3.1? 巖石成因類型

喀拉夏特南侵入巖體具低的K2O（0.04%～0.21%）和Rb（0.5×10-6～3.84×10-6）含量及非常低的K2O/Na2O（0.007～0.042）、Rb/Sr（0.005～0.030）比值，高的K/Rb比值（264～1 037），這與大洋斜長(zhǎng)花崗巖主要巖石地球化學(xué)指標(biāo)一致[11]。在SiO2-K2O圖解中，樣品基本落入大洋斜長(zhǎng)花崗巖范圍（圖4-a）[12]，? ? ? ? ? ? 在SiO2/Al2O3-A/CNK圖解中（圖4-b），位于典型大洋斜長(zhǎng)花崗巖區(qū)域附近[13]。因此，卡拉麥里地區(qū)發(fā)育的斜長(zhǎng)花崗巖與典型的大洋斜長(zhǎng)花崗巖具親緣性。

Brophy通過對(duì)大洋酸性巖石的地球化學(xué)成因模式的總結(jié)[14]，發(fā)現(xiàn)由結(jié)晶分異形成的酸性巖漿SiO2含量均與La或Yb含量呈正相關(guān)性，而鎂鐵質(zhì)巖石含水部分熔融時(shí)SiO2含量與之無相關(guān)性或呈負(fù)相關(guān)性，在 La與SiO2關(guān)系圖中（圖5-a），斜長(zhǎng)花崗巖SiO2與 La之間無相關(guān)性，且在Rb/La-Rb圖解中，樣品呈左傾分布（圖5-b），均與結(jié)晶分異演化趨勢(shì)不同，說明這些斜長(zhǎng)花崗巖不可能是玄武巖巖漿直接結(jié)晶分異的產(chǎn)物，但均明顯與部分熔融的演化趨勢(shì)一致，因此可能與鎂鐵質(zhì)巖石部分熔融成因有關(guān)。

此外，不同成因的大洋斜長(zhǎng)花崗巖中 TiO2含量與其形成過程中的氧逸度和溫度有密切聯(lián)系，TiO2含量可作為鑒別大洋斜長(zhǎng)花崗巖不同成因過程的因子，蘇吉泉東斜長(zhǎng)花崗巖體的TiO2含量較低（0.16%～0.21%），并在實(shí)驗(yàn)熔體SiO2-TiO2關(guān)系圖中? ?（圖6-a），樣品均落入含水條件下輝長(zhǎng)巖部分熔融范圍[16]，TiO2含量明顯低于玄武質(zhì)巖漿結(jié)晶分異和巖漿不混熔的底線，這種特征通常被認(rèn)為是鎂鐵質(zhì)洋殼部分熔融的指示。

卡拉麥里增生混雜巖帶洋中脊型玄武巖以拉斑玄武系列為主，其稀土元素的球粒隕石分布曲線與拉斑玄武巖源巖一致，與蘇吉泉東斜長(zhǎng)花崗巖的分布曲線模式十分吻合（圖6-b）[17]。因此，蘇吉泉東斜長(zhǎng)花崗巖帶可能是與之緊密共生的卡拉麥里增生混雜巖帶拉斑質(zhì)玄武巖部分熔融所形成的產(chǎn)物。

根據(jù)熔融實(shí)驗(yàn)，當(dāng)壓力小于等于1.6 GPa時(shí)，熔體的Al2O3含量低于15%;當(dāng)壓力大于1.6 GPa時(shí)，熔體的Al2O3大于15%。該斜長(zhǎng)花崗巖體的Al2O3含量明顯較低（10.16%～12.97%），說明巖漿形成時(shí)的壓力較低[17，18]。如上所述，蘇吉泉東斜長(zhǎng)花崗巖帶具低Sr高Yb的地球化學(xué)特征，是拉斑玄武巖在低壓低溫條件下的部分熔融，部分熔融的殘留相應(yīng)為斜長(zhǎng)石+角閃石±斜方輝石±鈦鐵礦（無石榴石）。

3.2? 構(gòu)造背景

不同的不相容元素在與洋殼/大洋沉積物俯沖有關(guān)的流體和在洋盆沉積物部分熔融過程中的元素遷移特性是不同的，如在俯沖流體中Ba元素活動(dòng)性較高，Th元素活動(dòng)性較弱，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致高的Ba/Th比值，而在洋盆沉積物部分熔融過程中Th和Ba元素的活動(dòng)性則相反，據(jù)此可判斷俯沖消減作用對(duì)巖漿形成的影響程度。在Th-Ba/Th圖解中（圖7-a）[19]，斜長(zhǎng)花崗巖演化位于洋盆沉積物部分熔融的演化趨勢(shì)線上，明顯與俯沖流體作用趨勢(shì)不同。

蘇吉泉東斜長(zhǎng)花崗巖帶與大洋中脊斜長(zhǎng)花崗巖的地球化學(xué)特征相似，在Nb-Y構(gòu)造判別圖解中? ?（圖7-b）[20]，該斜長(zhǎng)花崗巖樣品也基本位于大洋中脊環(huán)境附近，主體位于火山弧花崗巖區(qū)。蘇吉泉東斜長(zhǎng)花崗巖相較于洋中脊花崗巖具Nb、Ta負(fù)異常，以及低的Zr含量99.0×10-6～135.5×10-6，洋中脊斜長(zhǎng)花崗巖一般大于500×10-6，顯示弧后盆地巖漿巖的地球化學(xué)特征[21]。蘇吉泉東斜長(zhǎng)花崗巖明顯受大洋沉積物影響，這與該地區(qū)斜長(zhǎng)花崗巖的巖漿形成過程中存在洋盆沉積物部分熔融的環(huán)境吻合，也與其源巖卡拉麥里增生混雜巖帶中發(fā)育砂巖、泥質(zhì)粉砂巖的地質(zhì)事實(shí)一致，同時(shí)解釋了該斜長(zhǎng)花崗帶巖相對(duì)洋中脊花崗巖具高的K、Rb含量的原因。

綜合區(qū)域資料，初步認(rèn)為該斜長(zhǎng)花崗巖帶是在弧后盆地的伸展裂解環(huán)境下新生鎂鐵質(zhì)洋殼夾雜著盆地沉積物發(fā)生部分熔融的產(chǎn)物。

4? 地質(zhì)意義

卡拉麥里蛇綠混雜巖帶玄武巖鋯石U-Pb年齡為399.4 Ma，獲得輝長(zhǎng)巖年齡398.5 Ma（項(xiàng)目待發(fā)數(shù)據(jù)），均說明卡拉麥里增生混雜巖帶的形成時(shí)代不晚于早泥盆世，從硅質(zhì)巖中獲得的放射蟲化石表明，蛇綠巖形成的晚期年齡是晚泥盆世法門期—早石炭世杜內(nèi)期[22]，對(duì)應(yīng)的同位素年齡約367～350 Ma。新疆第一區(qū)調(diào)隊(duì)在1∶5萬闞爾甫托浪格六幅區(qū)調(diào)中獲得該巖體鋯石U-Pb年齡為（348.7±7.4） Ma，與聶曉勇等研究卡拉麥里地區(qū)清水東斜長(zhǎng)花崗巖巖體具相同的時(shí)代及成因特征[4]，說明蘇吉泉東斜長(zhǎng)花崗巖是處于早石炭世后碰撞背景下的一次構(gòu)造-熱事件產(chǎn)物，而非蛇綠巖中的淺色巖。

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