西南天山木扎尔特河地区低压高温变质带深熔作用研究

A combined study of petrology, zircon U-Pb ages and Lu-Hf isotopes, whole-rock elements and Sr-Nd isotopes will be carried out for migmatites.(pelite and amphibolite) and garnet-bearing leucogranites, particularly pelitic migmatite, within the LP/HT metamorphic belt at Muzhaerte River, Southwest Tianshan. Zircon U-Pb dating will confirm the metamorphic age of metapelite, and crystallization ages for leucogranites, and leucosomes in migmatites. Peak metamorphic condition and P-T path for metapelite will be obtained by careful analysis of mineral compositions and textures, and phase diagram calculations (P-T, T-X and P-X pseudosections) with thermodynamic softwares of Thermocalc and Domino. The relationship between pelitic migmatite and leucogranites will be revealed by zircon U-Pb dating and Hf isotopes, and whole-rock elements and Sr-Nd isotopes, together with the modeled melt composition of metapelite at peak metamorphic conditions by thermodynamic softwares. All these will help to determine the metamorphic evolution and characteristic features of anatexis within the LP/HT.metamorphic belt of Southwest Tianshan, and shed light on the tectonic evolution of Southwest Tianshan Orogen. And then the possible causes of anatexis, and geodynamic process in the subduction-collision orogen will be discussed in the context of above results.

本申请拟对西南天山木扎尔特河地区低压高温变质带的混合岩及伴生的含石榴子石淡色花岗岩，进行系统的岩石学、元素地球化学、同位素地球化学及锆石年代学综合研究。（1）对混合岩化泥质岩、斜长角闪岩及淡色花岗岩进行详细的锆石年代学研究，确定变泥质岩的变质年龄、混合岩中的浅色体以及淡色花岗岩的结晶年龄。（2）对泥质混合岩详细的矿物成分和结构分析，并使用Thermocalc 和Domino 软件计算P-T、T-X 和P-X 视剖面图，确定其峰期变质条件和P-T 演化轨迹。（3）通过详细的锆石年代学和Hf 同位素地球化学以及全岩主微量元素和同位素地球化学研究，结合相平衡模拟泥质岩变质峰期熔体成分，确定泥质混合岩和淡色花岗岩之间的关系。在这三个方面研究的基础上，可以综合确定此区域内.低压高温变质带的变质演化历史和深熔作用特征，完善西南天山造山带构造演化框架，进而探讨俯冲碰撞造山带深熔作用的控制因素和地球动力学过程。

本项目对西南天山木扎尔特河地区的混合岩化泥质片麻岩、S型花岗岩和混合岩化正片麻岩进行了年代学、地球化学和变质岩石学的研究。对变泥质岩SHRIMP锆石U-Pb测年获得393 ± 7 Ma的加权平均年龄和267 ± 6 Ma的表面年龄。独居石测年获得三组年龄，分别是482 ± 19 Ma、366 ± 10–376 ± 13 Ma和282 ± 17 Ma。综合岩相学的观察，我们得到西南天山深熔作用的时代大约是305-280 Ma，而早期的变质事件与古南天山洋的俯冲有关系。我们对样品W8024选择在NCKFMASH体系下进行相平衡模拟，得到其峰期变质条件为：P = 7.21 kbar和T = 728 °C，并获得了近等压降温的P–T演化轨迹。对样品W1284的模拟中，我们选择NCKFMASHTO体系，该体系能更好的模拟泥质混合岩的变质温压条件，得到的峰期变质温度大于800 °C，因此我们认为西南天山木扎尔特河地区的泥质混合岩深熔作用的温度要比之前估计的要高，此外我们获得了一个近等压降温的P–T演化轨迹。本研究显示中天山木扎尔特河地区的S型花岗岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为275±3 Ma, 266±13 Ma和278±3 Ma。因此，本项目研究中的中天山S型花岗岩应该为后碰撞的S型花岗岩，形成与南天山造山带的后碰撞伸展有关系。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年显示混合岩化正片麻岩的原岩形成时间是大约460-450 Ma，其在大约290-280 Ma是发生了深熔作用，这与混合岩化变泥质岩相似。.此外，本项目对东德古里沟发现的早古生代花岗岩类岩石和其暗色基性包体，以及长阿吾子糜棱岩化花岗岩类岩石，进行了全岩元素和同位素地球化学、岩石学、锆石年代学和Hf同位素地球化学研究。对东德古里沟寄主花岗岩类岩石的两个石英二长岩样品D1011和D1021进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年，岩浆结晶年龄分别是446±2 Ma和443±3 Ma，暗色包体的结晶年龄分别是436 ± 6 Ma和446 ± 23 Ma，因此得到的结论是它们由岩浆混合作用形成，而长阿吾子糜棱岩化花岗岩类岩石的岩浆结晶年龄为453 ± 4 Ma，这些早古生代花岗质岩石的形成与古南天山洋的俯冲有关。