达尔布特及克拉玛依蛇绿混杂岩中洋岛型玄武岩地球化学特征及成因研究

Oceanic island basalt (OIB) formed in diverse tectonic setting, and have special tectonic significance, so researcher pay close attention to it. However, study of the OIB is weaker in the Northern Xinjiang, especially in ophiolitic mélange from the West Junggar. Therefore, in this study, we will investigate OIB-type basalts in the Darbut and Karamay ophiolitic mélanges. On the basis of detailed field survey, as the main means of geochemistry and zircon U-Pb isotopic dating, combined with petrology, mineralogy and Sr-Nd-Pb-Hf isotope analysis, here we systematic study OIB-type basalts petrogenesis, report their geological age, determine the magmatic nature and source characteristics, explore its deep dynamical process, constraint the age of mantle plume activity, and reveal the nature and evolution of the plume which is related to OIB-type basalts. Furthemore, discuss internal genetic relations between Darbut and Karamay ophiolitic mélanges, and consider strong crust-mantle interaction in continental tectonic regime transformated period of the West Junggar. Therefore, this study provides new evidence on late Paleozoic crust accretion and reformation in the West Junggar and even whole Northern Xinjiang.

洋岛玄武岩形成的构造环境具有多样性，常被赋予特殊的大地构造意义而备受瞩目。然而，就北疆地区而言对洋岛玄武岩的研究较薄弱，特别是对西准噶尔蛇绿混杂岩中洋岛玄武岩的研究少之又少。因此，本研究拟以达尔布特及克拉玛依蛇绿混杂岩带中洋岛型玄武岩为研究对象，在详细野外调查的基础上，以地球化学及锆石U-Pb同位素测年为主要研究手段，结合岩石学、矿物学及Sr-Nd-Pb-Hf同位素等方法进行系统论证其成因，查明洋岛型玄武岩的形成时代，厘定岩浆性质及源区特征，探讨其深部动力学过程，制约其代表的地幔柱活动的时代，揭示地幔柱性质及演化过程。同时进一步探讨达尔布特蛇绿混杂岩带与克拉玛依蛇绿混杂岩带的内在成因联系，探讨西准噶尔大陆构造体制转换期强烈壳-幔相互作用。从而为深入研究晚古生带西准噶尔乃至整个北疆地区陆壳增生与改造提供新证据。

西准噶尔位于中亚造山带的西南缘，该地区发育多条蛇绿混杂岩带，主要包括唐巴勒、玛依勒、达尔布特及克拉玛依蛇绿混杂岩带。本项目对达尔布特及克拉玛依蛇绿混杂岩中碱性玄武岩进行研究，碱性枕状玄武岩与火山角砾岩、礁灰岩、滑塌堆积岩、陆源碎屑岩共生，具有典型海山岩石组合特征。在克拉玛依及达尔布特碱性玄武岩锆石中U-Pb加权平均206Pb/238U年龄分别为395±3Ma，375±2Ma。在地球化学上，这些岩石具有高TiO2和FeOt，低MgO，强烈富集轻稀土元素特征，没有明显Nb、Ta负异常，与日喀则及夏威夷洋岛玄武岩地球化学特征极为相似，具有OIB玄武岩的特征。同位素方面，获得（87Sr/86Sr）i= 0.70326–0.70453，εNd(t) = + 3.1–+7.6。地幔源区组成可能为石榴石二辉橄榄岩，并发生了1%~3%的部分熔融。这些明显不同于大陆板内具有富集特征的塔里木大火成岩省，它们分别属于两个明显不同的同位素地球化学省，即以富集型地幔为同位素组成的南部省及以亏损型地幔为同位素组成的北部省。因此提出达尔布特及克拉玛依蛇绿混杂岩中碱性玄武岩可能形成于大洋板内的海山或洋底高原。结合前人研究，认为中亚造山带可能是洋内俯冲+地幔柱复合的演化模型。另外研究认为，洋岛玄武岩的来源可能至少有两种：(1)海山在俯冲带被刮削保留在增生楔中；(2)直接来自地幔交代岩的部分熔融，也不排除循环洋壳部分熔融和陆源沉积物参与的可能。可见中亚造山带洋岛玄武岩的物质来源多并发生复杂的壳幔相互作用，这与现代大洋中地幔柱活动及海山的发展演化类似。.项目资助以来第一并通讯作者发表论文16篇，其中SCI论文12篇和EI论文2篇，获得2项省部级奖；参加国际国内学术会议13次。