东天山晚古生代基性岩墙群形成的地球动力学背景及其与多金属成矿关系

基性岩墙群是研究大陆岩石圈伸展作用的重要途径。虽然东天山晚古生代后碰撞伸展作用及成矿引起了地质学者的重视和研究，但对于蕴涵着丰富地球动力学信息的广泛分布的基性岩墙群却研究得甚少。本项目拟以东天山晚古生代基性岩墙群发育最集中的地区- - 新疆北山裂谷坡北、中天山地块笔架山和312国道东侧为研究地区，通过对基性岩墙群的地质特征、岩石学、矿物学和单矿物的40Ar-39Ar法、激光40Ar-39Ar微区法、锆石SHRIMP的U-Pb法高精度测年及常量元素、微量元素、稀土元素、Sr-Nd-Pb同位素系统的地球化学研究，查明基性岩墙群的精确时代、成因和源区性质，揭示东天山晚古生代岩石圈伸展时限、分布规律、地幔性质及其深部动力学机制，进而探讨东天山后碰撞地球动力学过程及其与大规模多金属成矿的关系。

本项目选择东天山晚古生代基性岩墙群发育最集中的地区—新疆北山裂谷坡北、中天山地块笔架山和312国道东侧为研究地区，通过对基性岩墙群的地质特征、岩石学、矿物学和LA-ICP-MS、锆石SHRIMP的U-Pb法高精度测年及常量元素、微量元素、稀土元素、Sr-Nd-Pb同位素系统的地球化学研究，基本查明基性岩墙群的精确时代、成因和源区性质，揭示了东天山晚古生代岩石圈伸展时限、分布规律、地幔性质及其深部动力学机制，进而探讨东天山后碰撞地球动力学过程及其与大规模多金属成矿的关系。该地区广泛发育、成群成带分布的辉绿岩脉的LA-ICP-MS 锆石U-Pb年龄变化于305 ~ 278Ma，岩石具有低MgO，TiO2和P2O5，相对富钠（Na2O/K2O = 1.2 ~ 10.5），轻微富集大离子亲石元素(LILE)和轻稀土元素(LREE)的特征，并具有变化大的初始87Sr/86Sr同位素比值（0.7030 ~ 0.7097）、Pb同位素值和高的εNd(t)值（>+3）。对该区南北向分布的碱性岩墙开展了SHRIMP 锆石U-Pb定年，获得了252±9 Ma的年龄。结合区域地质背景，认为东天山地区的辉绿岩墙群是在岩石圈伸展构造背景下，由来自亏损地幔与富集岩石圈地幔的岩浆混合并快速上升侵位的产物，可能属于地幔柱活动的早期阶段，而碱性岩墙可能代表了地幔柱活动的晚期演化阶段。