论文部分内容阅读
东准噶尔地区地处中国新疆北部,作为中亚造山带(CAOB)的重要组成部分,其大地构造演化是中亚造山带显生宙大陆增长和古亚洲洋演化的重要研究课题。该区自古生代来经历了大洋扩张、板块俯冲、碰撞和后碰撞等构造演化历史,形成了一系列岛弧杂岩带和增生杂岩。关于东准噶尔的板块边界、物质组成、基底属性、洋盆闭合时限及矿产发育特征等,前人做了大量的研究工作,取得许多进展和共识。但对该地区古生代构造属性、大地构造演化模式存在多种不同的见解;在典型矿床研究方面,未能将区域构造演化与成岩、成矿作用及区域成矿规律统一进行研究。本文选取东准噶尔北缘扎河坝及邻区作为研究对象,在详细野外地质调查的基础上,对该区古生代成岩成矿作用开展了系统的岩石学、矿床学、年代学、岩石地球化学及同位素地球化学等方面的研究,揭示了晚古生代岩浆岩的时空分布特征,厘定了成岩成矿时代,阐明了岩浆岩的性质、源区特征及其岩石成因,进而探讨了大地构造环境及区域成矿作用等关键科学问题,以期为东准噶尔古生代构造演化和成岩成矿作用提供新的资料。取得的主要成果及认识如下:1、通过1:1万实测地质剖面,对扎河坝蛇绿岩各个岩石单元进行了岩石学、地球化学研究,对产于扎河坝蛇绿岩中蕴都卡拉铜金钴矿含矿岩体进行了年代学研究,蕴都卡拉含矿闪长岩及辉长闪长岩侵位时间为401?Ma,远小于扎河坝蛇绿岩的形成时代(488~498 Ma)。扎河坝蛇绿岩中的各个岩石单元都具有受俯冲带流体影响的地球化学特征,显示了一个洋内岛弧逐渐成熟的过程。扎河坝蛇绿岩形成于俯冲带之上(SSZ)的弧前环境,较晚形成的产物如蕴都卡拉含矿闪长岩、辉长闪长岩、闪长玢岩等为俯冲消减不同时期的产物。2、蕴都卡拉含矿闪长岩及辉长闪长岩属于钙碱性及高钾钙碱性系列,准铝质岩类,Mg#中等(0.39~0.50)。二者表现出轻稀土富集、重稀土亏损的右倾模式,均富集大离子亲石元素Rb、U、K,亏损高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf;全岩(87Sr/86Sr)i为0.704966~0.707395,εNd(t)介于1.29~3.84之间,锆石εHf(t)为-1.7~18.8,平均值为5.6,δ18O为5.25‰~10.17‰,平均值为7.71‰。蕴都卡拉含矿闪长岩及辉长闪长岩形成于岛弧环境,岩浆源区主要来自亏损地幔,混染了约20%~40%的壳源物质。二者锆石U-Pb年龄为401 Ma左右,且均捕获了前寒武系的老锆石,说明本区可能存在前寒武纪基底。3、本区泥盆纪侵入岩呈较小面积分布,但火山岩非常发育。玉伊塔斯矿床含矿石英闪长岩的年龄为384.6Ma,索东角闪辉长岩年龄为387.2Ma,全岩(87Sr/86Sr)i为0.703512~0.704076,εNd(t)介于4.98~5.36之间,锆石εHf(t)值为9.8~12.9,δ18O同位素6.32‰~6.66‰。喀腊哲腊玻基辉橄岩及碱性玄武岩年龄为393.5Ma,其磷灰石(87Sr/86Sr)i为0.703066~0.703332,εNd(t)为5.26~7.51。泥盆纪侵入岩及火山岩研究表明其构造背景为洋内弧有关的俯冲消减环境,索东角闪辉长岩及玉伊塔斯含矿岩体岩浆源区主要来自亏损地幔,为岛弧背景下俯冲板片流体及俯冲沉积物熔体共同交代上部地幔楔形成。玻基辉橄岩及碱性玄武岩源区来自亏损地幔,受地壳污染程度较小,可能是石榴石橄榄岩熔融的产物。4、本区石炭纪-二叠纪侵入岩较为发育,但火山岩发育一般。碱性花岗岩带中扎河坝西岩体年龄为321Ma,早于卡拉麦里碱性花岗岩带,其具有A2型碱性花岗岩地球化学特征,构造背景为后碰撞环境,暗示其侵位时该地区造山作用已结束。从早到晚,从北向南,东准噶尔乌伦古到卡拉麦里地区A型花岗岩二阶段模式年龄(TDM2)逐渐降低,而εNd(t)的值逐渐增高,表明岩浆源区不断亏损,中亚造山带有不断向南增生的趋势。库拉比也含矿岩体及卡拉岗组含矿流纹岩锆石年龄为274~278Ma。主微量元素及Sr-Nd-Hf同位素显示,前者源区主要为亏损地幔且有壳源物质的加入,后者与扎河坝西碱性花岗岩为亏损地幔中新增生的年轻地壳物质重熔的产物,构造背景为后碰撞拉张环境。5、对东准噶尔地区古生代构造演化划分了4个阶段:晚寒武世-早奥陶世(503~480Ma)为大洋扩张期,早奥陶世-早石炭世(480~360Ma)为俯冲消减期,早石炭世-晚石炭世(360~330Ma)为碰撞期,晚石炭世-二叠纪(330~252Ma)为后碰撞期。成矿作用为:奥陶纪与蛇绿岩有关的铬铁矿床,泥盆纪与中酸性、中基性岩体有关的铜多金属矿床,石炭纪与中酸性岩体有关的铜矿床,二叠纪与基性-超基性岩有关的铜镍硫化物矿床,二叠纪与剪切作用有关的热液型金矿床,二叠纪与流纹岩有关的萤石、珍珠岩等非金属矿床。