新疆阿吾拉勒地区晚古生代两类橄榄玄粗岩系岩石地球化学特征及成因研究

本项目以新疆西天山阿吾拉勒地区形成于不同时代且具有不同岩石组合特征的两类橄榄玄粗岩系岩石为研究对象，通过系统的岩石化学、微量元素地球化学、造岩矿物及副矿物（锆石）化学组成的研究，揭示两类橄榄玄粗岩系岩石形成的物理化学条件和构造环境；通过系统的岩石化学、微量元素地球化学、同位素地球化学研究，示踪两类橄榄玄粗岩系岩的源区物质组成及成岩的深部过程，探讨该地区晚古生代的陆下岩石圈地幔的性质及演化，阐述壳幔相互作用对两类橄榄玄粗岩系岩石形成的约束。在强调两类橄榄玄粗系岩石对比研究的同时，本项目将橄榄玄粗岩系岩石的研究与具有特定构造指示意义的共生（存）岩石的研究有效结合，通过精确同位素定年，确定两类橄榄玄粗岩系岩浆活动的时限，厘定橄榄玄粗岩系岩石与共生（存）岩石的时序关系，探讨两类橄榄玄粗岩系岩石形成的地球动力学背景，进而阐述阿吾拉勒地区晚古生代区域构造演化及岩浆活动规律。

阿吾拉勒地区分布着石炭纪和二叠纪的两期橄榄玄粗岩，前者分布在东部玉溪莫勒盖，后者则以西部托巴斯萨伊、卡查可让和琼布拉克的富钾基性火山岩（简称西部橄榄玄粗岩），同时在东部还厘定出了高硅橄榄玄粗质的石英正长斑岩。通过元素地球化学同位素地球化学及年代学的研究，揭示了该地区橄榄玄粗岩的源区特征和形成机制。.玉希莫勒盖富钾粗面玄武安山岩具有相对较低的(87Sr/86Sr)i(0.7041–0.7079)和相对较高的εNd(t)(5.0–5.4)组成，并具有相对稳定的Dy/Yb比值(1.61–1.89)，这表明岩浆源于富集的尖晶石-石榴石二辉橄榄岩地幔。较高的Ba/La和Ba/Nb比值则暗示该类岩石的源区具有相对高的俯冲板片物质和流体输入。相对较低的K/Rb比值和REE和HFSE含量则表明其源区含水矿物应以金云母为主，它的形成与古南天山洋闭合过程俯冲板片的撕裂有关；元素及同位素地球化学研究显示，玉希莫勒盖石英正长斑岩的源区应为新生玄武质的下地壳，它更可能是地壳加厚阶段下地壳新生的玄武岩部分熔融的产物； Sr-Nd同位素组成及特征的元素对比值(Ba/Th和La/Sm等)显示，西部橄榄玄粗岩源区为富集的尖晶石-石榴石二辉橄榄岩地幔，其富集与俯冲流体交代有关，其含水矿物也是以金云母为主。而较高的总碱与较低的TiO2含量则表明，俯冲板片的脱二氧化碳作用对该类岩石源区的富集具有重要制约。主量元素和微量元素地球化学还显示，西部橄榄玄粗岩形成于陆下岩石圈拆沉的动力学环境。.区内铜矿床的矿物共生组合和二叠纪基性岩浆岩特征均显示，该地区晚古生代，特别是二叠纪岩石圈地幔曾发生了碳酸盐化。通过对布谷拉含眼斑状碳酸盐的橄榄玄粗岩的研究，揭示了地幔碳酸盐化的形成机制，同时也探讨了板块汇聚边缘CO2的壳幔循环机制。.通过对两期橄榄玄粗岩及共存的玄武安山岩、石英闪长岩、富铁玄武岩及两类A型花岗岩的综合研究，限定了阿吾拉勒地区晚古生代构造-岩浆演化：在313 Ma之前由于俯冲板片的后撤，在东部的查岗诺尔地区形成了区域性弧后盆地，为查岗诺尔-备战矿集区铁矿的形成提供了有利的构造环境；在俯冲板片后撤过程，俯冲角度变陡(在310Ma以后)，大通量的流体交代作用为玉希莫勒盖富钾粗面玄武安山岩的形成提供了富集源区；在早二叠世（300Ma左右）俯冲作用停止，进入了后俯冲过程；280Ma左右由于碰撞作用导致地壳加厚，使新