东准噶尔西北部花岗岩类的时代、源岩和岩石成因

The natural rock association of four granitoids, mafic microgranular enclaves (MME) and mafic dykes in the northwest of East Junggar are chosen to compensate for the lack of mafic intrusions and Carboniferous volcanic rocks. On the basis of the field geological investigation and petrographical observation, we analyze major and trace elements and Sr-Nd isotopic composition of granitoids, MME and mafic dykes, zircon U-Pb age and Hf-O isotopic composition and in-situ clinopyroxene trace element composition and plagioclase 87Sr/86Sr ratio in granitoids, MME and mafic dykes. The above geological and geochemical characteristics can be used to determine scale and formation age of granitoids, calculate trace element composition of parental magma of mafic dykes, and estimate effects on compositions of granitoids by assimilation, fractional crystallization and magma mixing. Reveal source rock of granitoid and mantle source of mafic dyke, and further discuss heat source of crust melting by integration of Nd-Sr-Hf-O isotope and major and trace element compositions. The purpose is to confirm whether the underplating occurs, indicate composition of crust and mantle, and constrain dynamic regime in the Carboneferous, in the northwest of East Junggar. Integration of the above study and results of intrusive rocks in the south of East Junggar can be capable to establish the full profile of Carboniferous dynamic framework in the East Junggar.

本项目选择东准噶尔西北部的四个花岗岩体和以其为主岩的暗色微粒包体、基性岩墙这一天然岩石组合为研究对象，弥补研究区缺乏基性侵入岩和石炭纪火山岩的缺陷。本项目拟在野外调查和岩相学观察的基础上，测定花岗岩类、暗色微粒包体和基性岩墙的全岩主微量元素和Sr-Nd同位素组成、锆石U-Pb年龄和Hf-O同位素组成，原位测定单斜辉石的微量元素组成及斜长石的87Sr/86Sr比值等，计算基性岩墙的母岩浆的微量元素组成。确定花岗岩类活动的时限和规模。查明分离结晶、围岩同化及岩浆混合对花岗岩类成分的可能影响。从Nd-Sr-Hf-O同位素和主微量元素组成多方面揭露花岗岩类的源岩，揭示基性岩墙的地幔源区，探讨地壳熔融的热量供给。本项目的意义在于确定东准噶尔西北部在石炭纪是否存在底侵/中侵，揭示壳、幔组成，约束石炭纪的动力学体制。与东准噶尔南部侵入岩的研究成果结合起来，给出东准噶尔石炭纪动力学框架的完整画面。

东准噶尔地体石炭纪所处的构造环境在晚古生代构造演化框架的构建过程中具有重要地位，且一直存在争议。本项目以研究区内喀腊安、扎拉特、库兰喀孜干和恰乌卡尔四个花岗岩体及其岩墙为研究对象。在野外地质调查的基础上，对花岗岩体进行SIMS锆石U-Pb定年分析，获得四个花岗岩体的年龄分别为330.6±4.2 Ma、323.2±3.0 Ma、393.7±4.0 Ma和380.5±2.4 Ma，可以分为石炭纪和泥盆纪两组花岗岩，后者是目前东准噶尔发现的形成最早的花岗岩体。.这些花岗岩均具有准铝质特征，属于高钾钙碱性或钾玄质系列。具有较低的A/CNK值、FeO*/MgO和（Na2O+K2O）/CaO值，不发育明显的Eu负异常，指示这些花岗岩体是未经过明显分离结晶作用的I型花岗岩。这些花岗岩中锆石δ18O值与地幔锆石的δ18O值一致或者稍高于后者，这表明花岗岩未经历明显的表壳物质的同化混染作用；每个花岗岩体均具有相对均一的Sr-Nd-Hf-O同位素特征，指示不存在岩浆混合作用。.东准噶尔西北部花岗岩体具有低的初始(87Sr/86Sr)i值（0.7035–0.7043）、高的正εNd(t)值（+5.4–+6.9）、年轻的亏损地幔Nd模式年龄（673–557 Ma）以及与现代岛弧新生地壳相似的εHf(t)值，指示花岗岩的源岩为新生地壳岩石。岛弧火山岩未被埋藏至足够的深度不可能发生部分熔融产生花岗岩，滞留洋壳和底侵镁铁质地壳是I型花岗岩的可能源岩。花岗岩具有与地幔锆石相近的锆石δ18O值，排除了蚀变洋壳作为花岗岩源岩的可能性。埋藏于地壳深部的底侵镁铁质物质最可能是I型花岗岩的源岩。高钾钙碱性花岗闪长岩和钾玄质石英二长岩在时空上的共生可能指示它们形成于后碰撞构造环境，俯冲作用在331-323 Ma之前已经终止。.该项目的科学意义在于确定东准噶尔西北部花岗岩的活动时限；探讨了结晶分离、同化混染、岩浆混合对花岗岩成分的影响；揭示花岗岩和岩墙的源岩/源区；为构建东准噶尔西北部石炭纪的地壳和上地幔组成及动力学框架提供约束。.