第 ２期 尹继元等 新疆西准噶尔晚古生代大地构造演化的岩浆活动记录 ２７９ 代年轻的玄武质 下 地 壳 的 部 分 熔 融 Ｃｈｅ ｎａ ｎｄａｒ ａ 目前 Ｇｅ ｎｇｅ ｔａ ｌ ２００９ 尝 试 用 洋 脊 俯 冲 模 式 来 解 ２００５ 基于对区内岩浆岩的研究 另 外一些 ｋａ ｗａ 释西准

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1 卷 (Volume)35, 期 (Number)2, 总 (SUM)129 页 (Pages)278~291,2011,5(May,2011 ) 大地构造与成矿学 GeotectonicaetMetalogenia 新疆西准噶尔晚古生代大地构造演化的岩浆活动记录 尹继元 1,2, 袁超 1, 王毓婧 1,2, 龙晓平 1 1,2, 关义立 (1. 中国科学院广州地球化学研究所, 广东广州 ;2. 中国科学院研究生院, 北京 ) 摘要 : 晚石炭世 - 早二叠世是新疆北部最为重要的金属矿床成矿期 西准噶尔的区域大地构造 蛇绿岩 沉积岩 花岗岩 埃达克岩 富镁闪长岩以及广泛出露的中基性岩墙研究显示, 该地区直到早二叠世早期 (290Ma) 仍有残余洋盆存在, 并可能存在相关的俯冲活动 在 290Ma 之后, 伴随着红色磨拉石的产出, 西准噶尔地区进入碰撞造山阶段, 伴有地壳快速抬升, 表明准噶尔洋盆的完全闭合 年代学统计表明, 西准噶尔地区岩浆活动高峰期在 300 ~310Ma 在这一时期形成组分复杂的花岗岩类 ( 如 :A 型花岗岩, 紫苏花岗岩,I 型花岗岩, 埃达克岩, 富镁闪长岩 ), 同位素特征显示有巨量的新生物质的加入 洋脊俯冲模式可以较好地解释这一巨大变化, 该构造模式还可以解释这一时期的铜 金成矿机制 研究表明, 在中亚造山带的聚合历史和大陆地壳的增生过程中, 洋脊俯冲起到了非常重要的作用 关键词 : 西准噶尔 ; 洋脊俯冲 ; 晚古生代 ; 构造背景 ; 铜 - 金成矿中图分类号 :P54;P597 文献标志码 :A 文章编号 : (2011) 中亚大陆地壳增生过程中伴随着多期次 多类型的壳幔相互作用和多样性的成矿过程 (Seltmann andporter,2005;yakubchuk,2004), 是全球显生宙陆壳增生与改造最显著的地区 (Buslovetal.,2004; Jahnetal.,2004;Windleyetal.,2002) 西准噶尔位于西伯利亚 哈萨克斯坦和塔里木三个大陆板块的交接处, 是中亚造山带的一个重要组成部分 ( 图 1)(Jahnetal.,2004) 西准噶尔地区晚石炭世岩浆岩非常发育, 从超基性到酸性均有出露, 是海西晚期岩浆活动的产物, 其中的中 - 酸性侵入岩既有深成相的巨大岩基和中小型岩株, 也有超浅成相的岩枝或岩脉 这些侵入岩组成较为复杂, 包括闪长岩 石英闪长岩 花岗闪长岩 二长花岗岩 碱性花岗岩以及紫苏花岗岩等多种岩性 以 NEE 向的达拉布特断裂为界, 断裂以北有著名的铁厂沟 哈图 阿克巴斯套和庙尔沟等花岗 岩, 断裂以南则是包古图 红山 克拉玛依花岗岩等大型岩基分布区 这些花岗岩大多侵位于下石炭统中, 最新的锆石 U Pb 年龄 ( 韩宝福等,2006; 苏玉平等,2006;Gengetal.,2009) 数据显示, 准噶尔深成岩浆活动主要发生在晚石炭世末期 (~305 Ma), 且相当一部分与铜 金等成矿作用关系密切 ( 安芳和朱永峰,2007; 齐进英和熊义大,1992; 沈远超和金成伟,1993; 涂光炽,1993; 王瑞和朱永峰,2007; 肖序常等,1992; 肖文交等,2006; 张连昌等,2006; 赵振华等,2006), 如哈图 宝贝 萨尔托海和包古图金矿以及包古图斑岩铜矿等等 目前对于上述花岗岩的成因和构造环境的认识仍存在争议 一些学者根据西准噶尔花岗岩的锆石 U Pb 年代学资料认为,340~275Ma 是西准噶尔地区重要的后碰撞岩浆活动时期 ( 如 : 韩宝福等,2006), 形成于亏损地幔的底侵熔融 (Hanetal.,1997), 或者古生 收稿日期 : ; 改回日期 : 项目资助 : 国家 973 项目 (2007CB411308) 和国家基金 ( , ) 联合资助 第一作者简介 : 尹继元 (1983-), 男, 博士生, 地球化学专业 yinjiyuan1983@163.com

2 第 ２期 尹继元等 新疆西准噶尔晚古生代大地构造演化的岩浆活动记录 ２７９ 代年轻的玄武质 下 地 壳 的 部 分 熔 融 Ｃｈｅ ｎａ ｎｄａｒ ａ 目前 Ｇｅ ｎｇｅ ｔａ ｌ ２００９ 尝 试 用 洋 脊 俯 冲 模 式 来 解 ２００５ 基于对区内岩浆岩的研究 另 外一些 ｋａ ｗａ 释西准噶尔地区花岗岩的成因 西准噶尔地区在晚 研究者对西准噶尔地区晚古生代的构造环境提出了 古生代究 竟 如 何 演 化 如 果 ３００Ｍａ仍 存 在 洋 脊 俯 一些不同的认识 包 括 洋 内 俯 冲 的 岛 弧 高 山 林 等 冲 洋盆又是何时消失的 围绕上述问题 本文将在 ２００６ 唐 功 建 等 ２００９ 张 连 昌 等 ２００６ 弧 后 盆 总结前人对区内各 种 岩 浆 岩 的 研 究 成 果 的 基 础 上 地 金 成 伟 和 张 秀 棋 １９９３ 沈 远 超 和 金 成 伟 结合笔者一些最近 研 究 成 果 对 区 内 的 岩 浆 岩 的 主 １９９３ 等环 境 同 时 对 于 准 噶 尔 洋 闭 合 的 最 后 时 要活动时限 地球动 力 学 过 程 以 及 成 矿 作 用 等 相 关 限仍然 存 在 激 烈 的 争 论 Ｓｅ ｎｇ ｒｅ ｔａ ｌ １９９３ Ｚｈａ ｏ 问题做初步的探讨 ｅ ｔａ ｌ ２００３ Ｘｉ ａ ｏｅ ｔａ ｌ ２００８ Ｇｅ ｎｇｅ ｔａ ｌ ２００９ 图 １ 西准噶尔地区地质简图 据安芳和朱永峰 ２００７修改 Ｆｉ ｇ １ Ｓｉ ｍｐｌ ｉ ｆ ｉ ｅ ｄｇｅ ｏｌ ｏｇｉ ｃ ａｌｍａｐｏｆｔ ｈｅｗｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ｎｊｕｎｇｇａｒｒ ｅ ｇｉ ｏｎ ｍｏ ｄｉ ｆ ｉ ｅ ｄａ ｆ ｔ ｅ ｒａｎａ ｎｄｚｈｕ ２００７ １ 区域地层研究概况 组 包 古 图 组 和 希 贝 库 拉 斯 组 吴 浩 若 和 潘 正 莆 １９９１ 郭 丽爽 等 ２０１０ 也 有学 者 认为 从下到上为 西准 噶 尔 地 区 地 层 以 石 炭 系 为 主 另 有 少 量 泥 希贝库拉斯组 包古 图 组 太 勒 古 拉 组 安 芳 和 朱 永 盆系 泥盆系以库 鲁 木 迪 组 为 主 为 一 套 沉 积 火 山 峰 ２００９ 王福同 ２００６ 其 中 太 勒 古 拉 组 为 凝 岩系 由凝灰质粉 砂 岩 凝 灰 质 砂 岩 凝 获 质 砂 砾 岩 灰岩 层凝灰岩 凝灰质粉砂岩 凝灰质粉砂质泥岩 和层凝灰岩组成 具 韵 律 性 化 石 稀 少 金 成 伟 和 徐 中基性喷 发 岩 宋 春 晖 和 黄 华 芳 １９９６ 在 太 勒 古 永生 １９９７ 库鲁 木 迪 组 下 亚 组 主 要 分 布 于 别 鲁 拉组中发现的深水 火 山 碎 屑 岩 沉 积 特 征 而 剖 面 垂 阿嘎希北侧 为一套 灰 深 灰 色 巨 厚 细 粒 火 山 碎 屑 向层 序 表 明 从 底 向 上 粒 序 由 粗 变 细 层 厚 由 厚 陆源碎屑物质组成的深海 相沉 积 上亚组 属深海 变薄 近基 火山碎屑浊积岩逐渐被 远 基 浊积岩 浅海相 复 理 石 建 造 沉 积 物 表 现 出 浊 流 相 沉 积 代替 表明研究区 泥 盆 纪 末 至 早 石 炭 世 洋 盆 扩 张 石炭系分布最为广 泛 其 地 层 的 上 下 关 系 仍 然 存 在 火山喷发由强变弱 沉 积 环 境 由 深 海 浊 积 中 扇 向 外 着争议 一些学者认为石炭系从下到上为太勒古拉 扇演化 包古图组 主 要 为 凝 灰 质 砂 岩 层 凝 灰 岩 凝

3 280 第 35 卷 灰质粉沙质泥岩 凝灰质砂岩 凝灰岩 砂岩 硅质岩 张琴华等 (1997) 在该包古图组下部找到大量代表晚石炭世的化石群, 如 :LinoproductusPraelonga tuszhang,cancrinelakaninckiana(verneuil)eomar giniferaorientalis(chaos) 等, 认为包古图组只有底部含 Gigantoproductus 的细碎屑岩夹灰岩段属于下石炭统 孙少华等 (1990) 对包古图组的沉积环境进行较系统的研究, 认为主要是浅海 - 较深海沉积的产物, 其形成时代为石炭纪维宪期 - 巴什基尔期 佟丽莉等 (2009) 对达拉布特断裂带南包古图组安山岩中锆石进行 LA ICP MS 测年, 获得锆石 U Pb 年龄 (345.6±6.2)Ma, 而这套安山岩为一套深海相细碎屑岩夹火山熔岩韵律沉积, 主要岩性为灰至灰黑色玄武质火山角砾岩 杏仁状玄武岩 杏仁状安山岩及粗安岩等, 与其密切伴生的有泥质硅质岩 硅质粉砂岩夹紫红色硅质岩和沉凝灰岩等 安芳和朱永峰 (2009) 在包古图组的蚀变凝灰岩中获得了 328 ~342Ma 的最新锆石年龄 ; 这些最新的锆石年龄都在孙少华等 (1990) 所确定的范围之内 ; 希贝库拉斯组主要为凝灰质砂岩 层凝灰岩 张琴华等 (1997) 在希贝库拉斯组中发现了代表晚石炭世的牙形刺, 故把希贝库拉斯组划为上石炭统 最新的研究认为, 早石炭世以海相沉积为主, 晚石炭世发育海陆交互相与火山岩建造, 并把希贝库拉斯组划入晚石炭世的莫斯科阶 - 格舍尔阶 ( 何登发等,2010) 李菊英和晋慧娟 (1989) 研究发现, 在准噶尔盆地西北缘石炭纪地层主要由碎屑岩组成, 沉积厚度 5000~ 7000m, 在希贝库拉斯组 包古图组以及哈拉阿拉特组首次发现了包括蚀流在内的重力流沉积和平流岩, 大量的深水相遗迹化石, 说明盆地西北缘为深水沉积环境 同样地, 晋慧娟和李育慈 (1998) 在准噶尔盆地西北缘哈拉阿拉特组中也发现了厚 2300m 的火山碎屑岩段, 在该层段发现 3 个遗迹相, 自下而上划分为 :Deep sea 遗迹相,Nereites 遗迹相,Zoo phycos 遗迹相, 是深水环境的沉积产物 哈拉阿拉特组属于晚石炭世的巴什基尔阶 ( 何登发等,2010; 张琴华等, 1997) 而古地理研究显示, 直到 290Ma, 在西准噶尔托里以南的柳树沟一带为浅海 - 次深海环境, 以细碎屑沉积为主, 夹含放射虫硅质岩 玄武岩和铁碧玉岩及灰岩凸镜体, 生物稀少, 厚度 752m( 王福同,2006) 以上研究显示, 虽然西准噶尔地区石炭纪地层层位的时间范围还存在一定的争议 但是, 大量化石 遗迹相以及古地理研究表明, 西准噶尔地区在晚石炭世 - 早二叠世仍存在深 海 - 半深海环境 2 岩浆岩年代学研究现状 2.1 花岗岩前人对准噶尔晚古生代深成岩体的研究中, 已经积累了相当数量的年代学数据, 见表 1 从表 1 中我们可以看出, 在庙尔沟岩体, 金成伟和张秀棋 (1993) 用 K Ar 法测得年龄为 277.5Ma, 明显低于其他学者所测年龄, 而韩宝福等 (2006) 用锆石 SHRIMPU Pb 测得年龄为 (327±7)Ma, 又明显高于其他学者所测年龄, 韩宝福认为, 这个样品的锆石 238 U/ 206 Pb 表观年龄比较分散, 变化范围大, 可能是样品中存在较多的继承锆石所致 ; 其他的年龄均在 ~305Ma 克拉玛依岩体表现出两组年龄, 一组为 ~300Ma 另一组为 ~315Ma; 阿克巴斯套岩体所得年龄差异比较大, 金成伟和张秀棋 (1993) 用锆石 U Pb 年龄法测得碱长花岗岩的年龄为 256.5Ma, 高山林等 (2006) 用锆石 U Pb 法测得年龄为 (318± 2.9)Ma, 其他年龄均在 300Ma 左右 ; 金成伟和张秀棋 (1993) 获得了红山碱长花岗岩的锆石 U Pb 年龄 (244.6Ma), 明显偏离苏玉平等 (2006) 的 LA ICP MS 锆石 U Pb 年龄 (301Ma); 对于包古图小岩体, 近年来的年代学研究给出了非常一致的成岩年龄 (~310Ma), 而早期金成伟和张秀棋 (1993) 给出的锆石 U Pb 法和全岩 Rb Sr 等时线年龄偏差较大 总体说来, 西准噶尔地区大多数年龄结果都是比较可信的, 部分年龄结果与岩体的成岩年龄差别较大, 主要是由于早期分析方法的局限性所致 而高山林等 (2006) 用锆石 U Pb 法测得阿克巴斯套岩体的年龄为 (318±2.9)Ma, 与其他结果差别比较大, 原因不是很清楚 该地区大多数锆石 U Pb 定年都给出了明确的结果, 但是有些样品显示出比较复杂的年龄谱, 所以导致不同学者间得出年龄多少有些微小差异 从同位素年龄直方图上可以明显看出, 用锆石 U Pb 法测得年龄与各种测年方法测的年龄所做的直方图, 都具有一个相似的岩浆活动峰值, 显示西准噶尔晚古生代岩浆活动高峰期在 300 ~310Ma( 图 2) 2.2 岩墙前人对西准岩墙群的研究中, 已经积累了相当数量的年代学数据, 见表 1 从表中可以看出, 各个学者之间测得的年龄差异比较大, 周晶等 (2008) 研究显示, 新疆北部基性岩脉群的活动时限跨越 332

4 第 2 期尹继元等 : 新疆西准噶尔晚古生代大地构造演化的岩浆活动记录 281 表 1 西准噶尔地区典型岩石的定年结果 Table1 DatingresultsforthetypicalrocksinWesternJunggar 岩体 测年结果 测试方法 岩性 数据来源 庙尔沟岩体 277.5Ma K Ar 法 二长花岗岩 金成伟和张秀棋,1993 庙尔沟岩体 (305±3)Ma SHRIMP 锆石 U Pb 法 紫苏花岗岩 Gengetal.,2009 庙尔沟岩体 (308±6)Ma SHRIMP 锆石 U Pb 法 碱性花岗岩 Gengetal.,2009 庙尔沟岩体 (305±2)Ma LA ICP MS 锆石 U Pb 法 碱长花岗岩 苏玉平等,2006 庙尔沟岩体 (305±2)Ma 锆石 U Pb 法 紫苏花岗岩 张立飞等,2004 庙尔沟岩体 (306.4±8.8)Ma LA ICP MS 锆石 U Pb 法 碱性花岗岩 高山林等,2006 庙尔沟岩体 (327±7)Ma SHRIMP 锆石的 U Pb 法 碱性花岗岩 韩宝福等,2006 克拉玛依岩体 (297±12)Ma 全岩 Rb Sr 等时线 花岗岩 ChenandJahn,2004 克拉玛依岩体 (296±4)Ma LA ICP MS 锆石 U Pb 法 碱长花岗岩 苏玉平等,2006 克拉玛依北岩体 (295±4.6)Ma SHRIMP 锆石 U Pb 法 钾长花岗岩 韩宝福等,2006 克拉玛依岩体 (306±5)Ma LA ICP MS 锆石 U Pb 法 闪长岩 Gengetal.,2009 克拉玛依南岩体 (308±4.7)Ma SHRIMP 锆石 U Pb 法 花岗岩 韩宝福等,2006 克拉玛依岩体 (315±2)Ma LA ICP MS 锆石 U Pb 法 闪长岩 Gengetal.,2009 克拉玛依岩体 (316.7±3.6)Ma LA ICP MS 锆石 U Pb 法 I 型花岗岩 高山林等,2006 克拉玛依岩体 (321±7)Ma 锆石 U Pb 法 碱性花岗岩 Kwonetal.,1989 阿克巴斯套岩体 256.5Ma 锆石 U Pb 法 碱长花岗岩 金成伟和张秀棋,1993 阿克巴斯套岩体 (290±8)Ma SHRIMP 锆石 U Pb 法 钾长花岗岩 韩宝福等,2006 阿克巴斯套岩体 (291±16)Ma 单颗粒锆石表面蒸发年龄 花岗岩 李华芹等,1998 阿克巴斯套岩体 (298±4)Ma Rb Sr 全岩等时线 花岗岩 李华芹等,1998 阿克巴斯套岩体 (302 ±8)Ma Rb Sr 等时线 碱长花岗岩 李华芹等,2000 阿克巴斯套岩体 (303±3)Ma LA ICP MS 锆石 U Pb 法 碱长花岗岩 苏玉平等,2006 阿克巴斯套岩体 (304±2)Ma LA ICP MS 锆石 U Pb 法 闪长岩 Gengetal.,2009 阿克巴斯套岩体 (305±4)Ma LA ICP MS 锆石 U Pb 法 碱性花岗岩 Gengetal.,2009 阿克巴斯套岩体 (318±2.9)Ma LA ICP MS 锆石 U Pb 法 碱性花岗岩 高山林等,2006 红山岩体 244.6Ma 锆石 U Pb 法 碱长花岗岩 金成伟和张秀棋,1993 红山岩体 (301±4)Ma LA ICP MS 锆石 U Pb 法 碱长花岗岩 苏玉平等,2006 铁厂沟岩体 (308.4±4)Ma SHRIMP 锆石 U Pb 法 钾长花岗岩 韩宝福等,2006 哈图岩体 (287±29)Ma Rb Sr 等时线 钾长花岗岩 李华芹等,2000 哈图岩体 (302.4±4)Ma SHRIMP 锆石 U Pb 法 钾长花岗岩 韩宝福等,2006 包谷图 I 号岩体 305Ma 锆石 U Pb 年龄 石英闪长岩 金成伟和张秀棋,1993 包谷图 V 岩体 322Ma 全岩 Rb Sr 石英闪长岩 金成伟和张秀棋,1993 包谷图石英脉 310Ma 辉钼矿 Re 0s 辉钼矿 宋会侠等,2007 包谷图 Ⅲ 矿体 (314.9±1.7)Ma LA ICP MS 锆石 U Pb 法 石英闪长斑岩 唐功建等,2009 包谷图 Ⅲ 矿体 (309.9±1.9)Ma LA ICP MS 锆石 U Pb 法 石英闪长斑岩 唐功建等,2009 包古图 Ⅴ 号岩体 (311.4±3.3Ma SHRIMP 锆石 U Pb 法 花岗闪长岩 刘玉琳等,2009 包古图含金石英脉 (311±10)Ma Rb Sr 等时线 石英流体包裹体 李华芹等,2000 克拉玛依岩墙 (241.3±7.2)Ma 全岩 K Ar 法 李辛子等,2004 克拉玛依岩墙 (271.5±8.1)Ma 全岩 K Ar 法 李辛子等,2004 克拉玛依岩墙 (241.3±7.2)Ma 激光 Ar Ar 法 辉绿岩 徐芹芹等,2008 克拉玛依岩墙 (271.5±8.1)Ma 激光 Ar Ar 法 辉绿岩 徐芹芹等,2008 克拉玛依岩墙 (255.4±1.5)Ma 激光 Ar Ar 法 辉长岩 周晶等,2008 克拉玛依岩墙 (253±4)Ma 激光 Ar Ar 法 辉绿岩 周晶等,2008 克拉玛依岩墙 (304.8±2.2)Ma 全岩 Ar Ar 法 闪长岩 尹继元未发表数据 克拉玛依岩墙 (321±1)Ma 全岩 Ar Ar 法 闪长岩 尹继元等,2009 包古图岩墙 277Ma Rb Sr 法 石英闪长岩 齐进英和熊义大,1992 包古图岩墙 283Ma Rb Sr 法 石英闪长岩 齐进英和熊义大,1992 别鲁阿嘎西岩墙 (292±3)Ma 全岩 Ar Ar 法 闪长岩 尹继元等, 待刊 ~174Ma, 在时间上, 呈现脉动式侵位特征, 有多达 6 ~7 次脉动式活动, 时间间隔大致为 20~30Ma 各学者之间所得年龄差异, 是不同期次的岩墙侵位所造成的, 还是实验方法问题, 还有待于进一步的研究 考证 韩宝福等 (2006) 尝试用 SHRIMP 锆石 U Pb 定年, 但所得结果与克拉玛依花岗岩体获得的年龄完全一致, 认为是岩脉就位过程中捕获花岗闪长质围岩中的锆石所致

5 282 第 35 卷 在切穿蛇绿岩堆晶辉长岩的角闪玢岩中, 获得角闪石的 K Ar 年龄为 410~412Ma( 白文吉等,1995) 冯益民 (1985) 在西准噶尔北部等沙尔布尔提山发现有滑混岩组合, 滑块中含有蛇绿岩组分 ( 应是洪古勒楞蛇绿岩带等延伸 ), 滑混岩组合的时代确定为晚奥陶世 玛依勒蛇绿岩赋存于中 上志留统玛依勒山组中, 该组与其上的下 中泥盆统库鲁木迪组呈角度不整合 ; 该蛇绿岩的硅质岩中的放射虫鉴定时代为志留纪 ( 肖序常等,1992) 达拉布特蛇绿岩的上部洋壳的硅质岩中的放射虫时代为中泥盆世 ; 堆晶的辉长岩和橄长岩的 Sm Nd 等时线为 (395± 1.2)Ma, 早泥盆世 ( 张驰和黄萱,1992); 辜平阳等 图 2 西准噶尔地区晚古生代同位素年龄直方图 ( 文献见表 1) Fig.2 Histogram oftheisotopicdataofthelatepaleo zoicinwesternjunggar 3 西准噶尔蛇绿岩的研究现状及存在问题 3.1 研究现状西准噶尔位于西伯利亚 哈萨克斯坦和塔里木三大大陆板块交汇处, 是中亚古生代造山带的重要组成部分 (Jahnetal.,2004) 在近几十年来, 前人对西准噶尔地区蛇绿岩研究取得了许多重大进展和共识, 但也存在不少分歧, 致使对一些重大地质问题难以取得比较一致的认识 这不仅是因为蛇绿岩形成于较特殊的地质环境, 还因为它具有重要的岩石学 地球动力学意义, 而且蛇绿岩的形成与就位必然要与洋盆的形成与性质 造山带的特征与演化以及相关的构造作用 岩浆作用 变质作用联系在一起, 涉及的地质问题既复杂又广泛 蛇绿岩是保存于大陆地壳中的洋壳残片, 其时代是蛇绿岩研究的首要内容 ( 李建峰等,2009; 唐红峰等,2007; 涂光炽,1993; 张驰和黄萱,1992) 白文吉等 (1995) 在综合前人研究的基础上, 提出西准噶尔发育三个时代的蛇绿岩组合, 分别是奥陶纪的唐巴勒和洪古勒楞, 中 晚志留世的玛依勒和泥盆纪的达拉布特 唐巴勒蛇绿岩上部层位硅质岩中含早奥陶世的放射虫, 把它作为该蛇绿岩形成时代的上限 ; 蛇绿岩中斜长花岗岩榍石 Pb Pb 同位素年龄为 (508±20)Ma( 冯益民,1985; 朱宝清等,1987), 此外,Tiltonetal.(1986) 获得唐巴勒蛇绿带中斜长花岗岩 U Pb 年龄为 480~520Ma 洪古勒楞地区, (2009) 测得达拉布特蛇绿岩中辉长岩 LA ICP MS 锆石 U Pb 为 (391.1±6.8)Ma, 与达拉布特蛇绿岩中堆晶的辉长岩 Sm Nd 等时线年龄相近 而刘希军等 (2009) 测得达拉布特蛇绿岩 E MORB 型镁铁质岩的锆石年龄为晚石炭世 (302±1.7)Ma 克拉玛依蛇绿混杂带的硅质岩岩块中获得确切中 晚奥陶世牙形石, 显示其形成于早古生代 ( 何国琦等, 2007); 徐新等 (2006) 对克拉玛依蛇绿岩中的蚀变辉长岩进行了锆石 SHRIMP 定年, 结果集中在 (414.4±8.6)Ma 和 (332±14)Ma 如上所述, 同一组蛇绿岩有多组年龄信息, 这也反映出蛇绿岩形成的地质过程特殊性与复杂性, 还有很多问题有待于细心的推敲 3.2 存在问题西准噶尔地区的蛇绿岩带因经历了俯冲消减 碰撞挤压和多次板内构造活动的破坏, 现出露地表的蛇绿岩套已残缺不全, 层序不完整, 各岩石单元之间均为断层接触, 横向对比追索困难, 构成蛇绿混杂岩带 因而, 对西准噶尔蛇绿岩的形成构造环境和时代的认识出现了种种不同的看法 杨树德 (1994) 认为新疆北部在古生代时期分别存在准噶尔 北天山和南天山三个大洋, 三个大洋在奥陶纪之前已经打开, 但闭合时间不尽相同, 分别为中泥盆世 早石炭世和晚泥盆世 而在被认为是形成时代不同的蛇绿岩带中, 几乎都有含奥陶纪 - 志留纪化石的报道 ( 王宗秀等,2003) 王宗秀等 (2003) 认为在同一洋盆内, 洋盆的扩张与消减是相对的, 扩张必然引起消减, 消减也会引起扩张, 即使是时代不同的蛇绿岩也可以形成于同一洋盆发展演化的不同阶段, 所以新疆北部地区中古生代有可能存在一个水域相通的统一洋盆 那么, 西准噶尔地区是否真正存在一个从奥陶纪到早二叠世的统一洋

6 第 2 期尹继元等 : 新疆西准噶尔晚古生代大地构造演化的岩浆活动记录 283 盆? 根据以往对该区蛇绿岩的研究, 并运用蛇绿岩的形成时代来确定相应洋盆的出现和奠定的大地构造格局还存在一些可探讨的因素, 主要表现为 : 蛇绿岩的形成时代多半还缺乏足够而可靠的古生物和年代学依据, 首先, 前人的研究主要根据共生沉积岩中化石来解决, 然而蛇绿岩多遭受了后期构造肢解, 常以蛇绿混杂岩的形式出现, 它们不仅产出于不同时代的岩层中, 而且同一蛇绿岩带也会出现在不同的地层中, 且常常受到强烈的构造变形, 化石保存不完整, 时代确定比较困难 ; 其次, 蛇绿混杂岩带中各种 岩石经历了后期多次的改造, 以及年代学研究的复杂性, 所获得年龄中地质意义的解释方面尚存在不确定性 再者, 自震旦纪以来, 新疆北部地区的地层展布总体有序, 变形变质并不强烈, 也不复杂, 特别是很少见到明显的区域性叠加变形变质作用, 体现不出洋盆多期次开合 多期次碰撞所造成的区域地质构造特征 ( 王宗秀等,2003) 因此, 尽管西准噶尔地区存在早古生代的蛇绿岩, 但是并不代表该区域洋盆在早古生代就已经消失 因为, 蛇绿岩的年龄只代表哪个时代洋壳的存在, 而不能代表洋壳的消失 这就如上述引发的争论, 西准噶尔地区至少有三期的蛇绿岩带, 它们是代表三个大洋的存在, 还是代表同一个大洋的不同演化阶段? 这还有待于进一步的工作证实 目前, 我们不能简单地通过蛇绿岩带来判断区域构造演化背景 4 西准噶尔地区岩浆岩的 Sr Nd 同位素研究现状 前人对准噶尔晚古生代岩浆岩的研究中, 已经积累了相当数量的 Sr Nd 同位素数据 而西准噶尔地区的一些典型的岩石类型, 如 : 埃达克岩 A 型花岗岩 富镁闪长岩等都具有正的 ε Nd (t) 值, 低的 Sr 同位素初始值以及年轻的 Nd 模式年龄, 这些亏损的同位素特征可能表明西准噶尔地区没有古老的大陆地壳, 显示了源区由相对年轻的物质组成 ( 伍建机和陈斌,2004; 尹继元等, 待刊 ;ChenandAraka wa,2005;gengetal.,2009) 在 Sr Nd 同位素初始值图解上,A 型花岗岩有比较宽广的 87 Sr/ 86 Sr 比值 显示其源区主要与地壳物质为主 而富镁闪长岩基本都落在 MORB 范围内, 显示源区有大量地幔组分的参与 ( 图 3) 图 3 西准噶尔地区岩浆岩 Sr Nd 初始值图解 ( 据 Hof mann,1997;zindlerandhart,1986) ( 图中数据引自伍建机和陈斌,2004; 尹继元等, 待刊 ; ChenandArakawa,2005;Gengetal.,2009) Fig.3 Initialvalueofε Nd vs 87 Sr/ 86 Srdiagram ofthe magmaticrocksinwesternjunggar 5 西准噶尔晚古生代的大地构造背景 已有很多学者对区内的各种岩浆岩进行了研究, 然而引发的争论却越来越激烈, 这主要表现在对区内晚古生代构造背景的认识上 一些学者认为, 区内最晚的蛇绿岩年龄为泥盆纪, 这就代表在这个时间洋盆基本已经关闭, 西准噶尔在石炭纪进入碰撞造山阶段 从而, 晚石炭世大量形成的各种岩浆岩, 应该与俯冲关系不大 目前, 对于西准噶尔地区晚古生代的构造环境的争论, 主要有岛弧环境 ( 高山林等,2006; 唐功建等,2009; 尹继元等,2009; 张连昌等,2006;Gengetal.,2009;Xiaoetal., 2008,2009) 和后碰撞环境 ( 韩宝福等,2006; 苏玉平等,2006; 张立飞等,2004;ChenandArakawa, 2005) 等认识 就花岗岩而言, 大家对其岩石学成因争论不大, 认为主要由下地壳的部分熔融的熔体结晶或者分异而成 主要争论在构造背景上, 从而引发学者们对不同构造背景下热源的猜想 这其中包括, 类似于地幔柱的上地幔上涌机制 ( 张立飞等, 2004); 洋脊俯冲 ( 唐功建等,2009;Gengetal., 2009); 热岩石圈底侵 ( 伍建机和陈斌,2004) 等 在西准噶尔地区, 出露最广泛的大型岩基主要为 A 型花岗岩, 而 A 型花岗岩形成的构造环境,Eby (1990) 归纳为 5 种类型 :(1) 洋岛 (2) 大陆裂谷 (3) 减薄地壳 (4) 陆内环状杂岩体和 (5) 后造山环

7 284 第 35 卷 境 A 型花岗岩产于伸展的构造背景的观点还是得到了普遍的认同 ( 贾小辉等,2009) 目前, 很多学者都习惯于用构造环境判别图来判别 A 型花岗岩的形成环境 然而, 虽然后碰撞花岗岩类具有某些共同的特征 (Paqueteetal.,2003;Bonin,2004), 但现有的判别花岗岩类构造环境的微量元素图解不能够有效地将俯冲 同碰撞和后碰撞花岗岩类区分开来 在进行环境判别时, 不仅要选择与所研究的岩石类型相一致构造环境判别图, 还要应用多种图解综合判断, 而且还要综合考虑各种因素, 尤其是地质相关的各种因素 ( 赵振华,2007) 在缺少地质制约的情况下, 仅仅根据化学成分判别后碰撞花岗岩类是很困难的事情 (Pearceetal.,1984;Turneret al.,1992) 换句话说, 后碰撞花岗岩类的成分特征与构造环境之间不一定存在一一对应的简单关系 ( 韩宝福等,2006;Pearce,1996) 因此, 单纯地采用微量元素构造判别图解确定花岗岩类的构造环境可能会得出似是而非的结果 ( 韩宝福,2007) 这提示我们, 区域构造属性判断的复杂性 沉积学和古地理研究表明, 西准噶尔地区在晚石炭世 - 早二叠世仍为深海 - 半深海环境 ( 何登发等,2010; 李菊英和晋慧娟,1989; 晋慧娟和李育慈,1998; 王福同,2006; 张琴华等,1997) 一些学者对区内具有典型特征岩石 (A 型花岗岩 紫苏花岗岩 I 型花岗岩 埃达克岩 富镁闪长岩 ) 的研究表明, 西准噶尔晚石炭世俯冲作用仍然存在, 并可能持续到早二叠世早期 ( 唐功建等,2009; 尹继元等, 2009; 张连昌等,2006;Gengetal.,2009) 古地磁学研究认为, 直到 300Ma, 西准噶尔的部分地区还存在残余的海盆, 准噶尔板块和伊利板块并未完全接触 (Chouletetal.,2010;Wangetal.,2007) 系统的区域大地构造研究也显示, 新疆北部直到晚石炭世 - 二叠纪早期仍然存在一定规模的洋盆及其相关的俯冲作用 ( 肖文交等,2006;Xiaoetal.,2008, 2009) 笔者最新测得西准噶尔别鲁阿嘎希地区的中 - 基性岩墙 Ar Ar 定年年龄 292Ma, 为富镁闪长岩 ( 尹继元等, 待刊 ) 这些富镁闪长岩具有高的 MgO (8.8% ~10.1%) Mg # (75~76) Cr(411~539μg/g) Ni(153~197μg/g) 含量, 低的 Sr(263~273μg/g) Sr/Y(19~20) La/Yb(4.0~4.8) 比值等特征, 轻重稀土分馏较弱, 显示石榴子石不是源区残留相, 上述这些特征非常类似于日本 Setouchi 火山岩带中赞岐岩 (Tatsumietal.,2003) 日本 Setouchi 赞岐岩的 形成与菲律宾海年轻且热的岩石圈板块俯冲以及四国盆地的张开有关, 产于岛弧的弧前或弧后盆地环境 (Tatsumietal.,2003) 而加厚地壳拆沉形成的富镁安山岩具有高 Sr 低 Y Yb 高 Sr/Y 等特征 (Gaoetal.,2004) 上述特征显示别鲁阿嘎希地区富镁闪长岩与加厚地壳拆沉形成的富镁闪长岩在地球化学特征上存在明显差异, 意味着别鲁阿嘎希地区的富镁闪长岩不太可能由加厚地壳发生拆沉, 随后地壳熔融产生的熔体与地幔橄榄岩反应而成 而可能是由俯冲洋壳板片脱水所产生的流体在上升过程中与地幔楔相互作用而成, 表明西准噶尔在 292Ma 仍存在俯冲相关的岛弧环境 ( 尹继元等, 待刊 ) 综上所述, 西准噶尔地区在石炭纪为俯冲相关的岛弧环境, 且这种环境一直持续到了早二叠纪早期, 而准噶尔洋的闭合, 应该发生在 292Ma 之后 6 地球动力学过程 中亚造山带长英质岩浆活动的时间跨度在新疆北部高达 200Ma, 如 : 新疆北部基性岩脉群的活动时限跨越 332~174Ma, 呈现脉动式侵位特征, 有多达 6~7 次脉动式活动, 时间间隔大致为 20~30Ma( 周晶等,2008), 如此延连的岩浆活动历史导致了非常复杂的构造岩浆进化过程, 其鲜明的特点就是脉冲式的岩浆活动伴随着地壳的幕式增长 (Jahn, 2004), 这种构造增生模式类似于环太平洋造山带 (Windleyetal.,2007;Xiaoetal.,2008) 在环太平洋造山带 如日本和阿拉斯加, 造山活动最重要的控制因素就是洋脊俯冲引起的地壳幕式增长 (Isozaki,1996;Maruyama,1997), 这种地壳增长方式在中亚造山带中具有同样重要的作用 (Chenand Jahn,2004;Jahn,2004) Windleyetal.(2007) 首先用洋脊俯冲来构建中亚造山带的演化历史, 并认为在中亚造山带的演化历史中, 至少存在 7 次洋脊俯冲事件 在大洋岩石圈俯冲过程中, 扩张的洋中脊迟早会与俯冲带相互作用, 并最终俯冲到消减带之下消亡, 成为威尔逊旋回的一部分 (Sisonetal.,2003;Windleyetal., 2007) 所以在古大洋闭合的时候洋脊俯冲事件可能比今天所知道的多 赵振华等 (2006) 认为富蕴 - 青河南地区可能发生洋脊俯冲而形成的软流圈窗, 这些软流圈窗的形成导致该区形成高地热梯度, 进而形成了高 Mg 的岩浆和相关矿床, 这种洋脊俯

8 第 2 期尹继元等 : 新疆西准噶尔晚古生代大地构造演化的岩浆活动记录 285 冲机制在石炭纪的东 西天山和阿拉套山地区也可能存在 ( 赵振华等,2007) Jianetal.(2008) 认为内蒙古地区有洋脊 - 海沟相互作用 ;Sunetal. (2009) 认为阿尔泰地区 420Ma 大量新生物质的加入使得该区岩石圈成分受到彻底改造, 这一巨大变化是由洋脊俯冲作用引起的, 并用该模式解释这一时期形成的大量花岗岩, 成份复杂的基性岩, 埃达克 - 高镁安山岩 - 玻安岩 - 高钛玄武岩 - 富铌玄武岩等岩石组合, 以及同期的高温低压变质作用 ( 沈晓明等,2010;Caietal.,2010;Wongetal.,2010) Gengetal.(2009) 最先尝试用洋脊俯冲模式来解释西准噶尔地区花岗岩的成因 而 Tangetal. (2010) 对包古图地区的斑岩研究显示, 该地区形成于 310~315Ma 埃达克岩与铜金矿床均与准噶尔洋脊俯冲有关 笔者结合前人的研究成果和对西准噶尔地区岩墙的最新研究成果, 对该地区晚古生代洋脊俯冲所经历的地球动力学过程进行简单阐述 笔者通过系统的 Ar Ar 年代学和地球化学研究, 将西准噶尔地区的中基性岩墙分为三种岩石类型 : 富镁闪长岩 (320~305Ma)( 尹继元等,2009 和未发表数据 ) 富 Nb 辉绿 - 闪长岩 (305Ma)( 未发表数据 ) 低 Sr 富镁闪长岩 (292Ma)( 尹继元等, 待刊 ) 同时, 结合区域内其他特殊岩石的产出时限,(1)338 ~316Ma( 岛弧特征的 I 型花岗岩 )(Zhouetal., 2008);(2)320~310Ma( 埃达克岩, 斑岩铜矿,I 型花岗岩 )( 唐功建等,2009;Shenetal.,2009; 高山林等,2006);(3)310~295Ma( 埃达克岩 -A 型花岗岩 - 紫苏花岗岩 )(ChenandArakawa,2005;Chen and Jahn,2004; Geng etal.,2009; 张立飞等, 2004) 西准噶尔地区晚古生代可能经历了如下的演化过程 : (1) 在 320Ma 以前, 准噶尔洋俯冲到西准噶尔岛弧之下, 形成了具有岛弧特征的 I 型花岗岩 (2) 在 320~310Ma 期间, 准噶尔大洋中脊进入准噶尔岛弧, 软流圈通过板片窗的上涌, 为该区域带来异常的高温和流体富集环境 通常, 随着板片窗的张开, 板片窗外侧年轻和较热的板片容易发生部分熔融或者脱水, 可以产生埃达克质岩浆, 这些岩浆上升和地幔橄榄岩相互作用形成富镁闪长岩, 与此同时, 也产生与埃达克岩有关斑岩矿床, 例如, Cookeetal.(2005) 和 Holingsetal.(2005) 认为洋脊俯冲可以形成斑岩型铜矿和热液型金矿床, 如智利中部的大型斑岩铜矿床 (3) 在 310~295Ma 期间, 板片窗继续打开, 西 准噶尔地区岩浆活动达到顶峰, 板片窗外侧年轻洋壳熔融形成埃达克质熔体, 这些岩浆上升和地幔橄榄岩相互作用形成富镁闪长岩, 被埃达克质熔体交代的地幔橄榄岩部分熔融形成富 Nb 辉绿 - 闪长岩 与此同时, 由于板片窗进一步打开, 大量的高温岩浆通过板片窗上涌, 加热下地壳, 使下地壳发生熔融, 从而形成 A 型花岗岩和紫苏花岗岩 例如, 伴随着智利, 日本等洋脊的俯冲, 产生了大量的埃达克岩 - 高镁安山岩 - 花岗岩 (Guiveletal.,1999; Hervéetal.,2003;Anmaetal.,2009;Hungetal., 2007; Suarezand De La Cruz, 2001; Maruyama, 1997) (4) 在 295~290Ma 期间, 在这个时期, 西准噶尔地区岩浆活动显著降低, 可能意味着洋脊俯冲作用接近结束, 进入残余洋盆俯冲阶段 但是该地区仍然具有相对高的热量, 从而导致该地区受流体交代的地幔橄榄岩的部分熔融, 形成低 Sr 富镁闪长岩 (5) 在 290Ma 以后, 该地区已经出现的红色的磨拉石建造 ( 晋慧娟和李育慈,1998), 意味着该地区进入造山阶段 最后, 西准噶尔地区出露大量的中基性脉岩 ( 尹继元等,2009; 尹继元等, 待刊 ), 其形成代表了局部伸展的环境, 这些特征与在洋脊俯冲地质现象比较类似 (Sisonetal.,2003) 洋脊俯冲模式能合理地解释该地区中基性岩墙的成因机制 综上所述, 在中亚造山带的聚合历史和大陆地壳的增生过程中, 洋脊俯冲起到了非常重要的作用 7 成矿意义 洋脊俯冲产生的强烈的壳幔相互作用有利于产生 Cu Au Ni 等金属矿产, 如阿拉斯加南部的 Au 矿就产生于扩张洋脊俯冲造成的板片窗之上 (Haeus sleretal.,1995) 埃达克岩与斑岩型或热液型铜 金矿床具有密切的关系已经被大家所公认 ( 李印等,2009; 张旗等,2004; 赵振华等,2004;Sajona andmaury,1998;thieblemontetal.,1997;wanget al.,2005) 铜 金成矿主要与成矿物质来源和氧逸度两个因素直接相关 ( 张旗等,2008;Balardetal.,2002; Liangetal.,2009;Wangetal.,2006a,2006b) 世界斑岩铜矿绝大多数产于板块俯冲带 ( 刘红涛等,2004; 芮宗瑶等,2004) 亲铜元素一般存在于地幔和铁镁质岩石中 (Mungal,2002; Silitoe,

9 286 第 35 卷 1997) Cu 是亲硫元素, 在火山岩中主要形成含铜硫化物, 也有部分赋存于铁镁矿物之中 ( 熊小林等, 2005) Au 为亲硫和亲铁元素, 在火山岩中主要分布于硫化物内, 铁钛矿物次之 (BornhorstandRose, 1986;Boyle,1979) 因此, 是否形成富集 Cu,Au 的岩浆, 主要看穿过地幔和地壳, 到达浅部的过程中硫化物是否饱和或稳定起了决定作用 而硫化物饱和与否的控制因素是氧逸度 (f O2 ), 高的氧逸度 (f O2 ) 有利于抑制硫化物饱和, 从而形成 Cu,Au 高度富集的岩浆 当年轻俯冲洋壳熔体与地幔楔发生反应时, 板片熔体所携带的大量 Fe 2 O 3 将进入到地幔楔, 使地幔楔橄榄岩的 f O2 增高, 地幔中的金属硫化物将被氧化, 亲铜元素 ( 如 Au,Cu) 等顺利进入到板片熔体或岛弧岩浆中, 从而导致铜金矿床的形成 (Mun gal,2002) 已有的研究显示, 包古图斑岩铜矿和包古图埃达克岩的形成时代一致 ( 李华芹等,2000; 刘玉琳等,2009; 宋会侠等,2007; 唐功建等,2009), 表明它们之间密切的成因关系 因此, 笔者认为, 西准噶尔地区大量晚古生代的铜 - 金等矿床, 可能与洋脊俯冲有关 当洋脊俯冲时, 洋脊两侧的板片熔融形成的熔体在上升过程中与地幔楔反应, 使地幔楔橄榄岩的 f O2 增高, 硫化物不稳定, 使地幔中的金属硫化物氧化而溶解于硅酸盐中, 从而使 Cu Au 等元素富集形成矿床 因此, 西准噶尔地区高镁闪长岩和埃达克岩与铜 金成矿关系密切 8 结论 (1) 通过统计西准噶尔地区各种岩浆岩的测年结果显示, 这些岩浆岩的形成时间具有一致性, 岩浆活动高峰期在 300~310Ma (2) 从西准噶尔地区的区域大地构造 古地理 沉积岩 花岗岩 埃达克岩以及富镁闪长岩的研究显示, 在 290Ma 以前, 西准噶尔地区仍以洋盆体系及其相关的俯冲作用为主 ; 在 290Ma 之后, 西准噶尔地区进入快速抬升, 碰撞造山阶段, 表明准噶尔洋盆的完全闭合 (3) 从西准噶尔地区大量花岗岩 埃达克岩 富镁闪长岩的测年和同位素数据, 以及广泛出露的中基性岩墙研究显示, 西准噶尔地区 ~305Ma 有巨量的新生物质的加入, 且组分复杂 这一巨大变化的动力学机制可以用洋中脊俯冲模式加以解释 该构造模式还可以解释这一时期的铜 金成矿机制 西 准噶尔地区的洋脊俯冲作用可能开始于 320Ma, 而结束可能发生在 290Ma 左右 上述表明, 在中亚造山带的聚合历史和大陆地壳的增生过程中, 洋脊俯冲起到了非常重要的作用 致谢 : 赵振华研究员和韩宝福教授审阅全文, 并提出了宝贵的建议, 使本文得以完善, 在此衷心的表示感谢! 参考文献 (References): 安芳, 朱永峰 新疆西准噶尔哈图金矿蚀变岩型矿体地质和地球化学研究. 矿床地质,26(6): 安芳, 朱永峰 新疆西准噶尔包古图组凝灰岩锆石 SHRIMP 年龄及其地质意义. 岩石学报,25(6): 白文吉,RobinsonP, 杨经绥, 周美付, 胡旭峰 西准噶尔不同时代蛇绿岩及其构造演化. 岩石学报,11( 增 1): 冯益民 西准噶尔优地槽褶皱带沉积建造特征及其多旋回发展. 西北地质科学,9: 郭丽爽, 刘玉琳, 王政华, 宋达, 许发军, 苏犁 西准噶尔包古图地区地层火山岩锆石 LA ICP MSU Pb 年代学研究. 岩石学报,26(2): 高山林, 何治亮, 周祖翼 西准噶尔克拉玛依花岗岩体地球化学特征及其意义. 新疆地质,24(2): 辜平阳, 李永军, 张兵, 佟丽莉, 王军年 西准达尔布特蛇绿岩中辉长岩 LA ICP MS 锆石 U Pb 测年. 岩石学报,25(6): 韩宝福, 季建清, 宋彪, 陈立辉, 张磊 新疆准噶尔晚古生代陆壳垂向生长 (Ⅰ)- 后碰撞深成岩浆活动的时限. 岩石学报,22(5): 韩宝福 后碰撞花岗岩类的多样性及其构造环境判别的复杂性. 地学前缘,14(3): 何登发, 陈新发, 况军, 袁航, 吴晓智, 杜鹏, 唐勇 准噶尔盆地石炭系油气成藏组合特征及勘探前景. 石油学报,31(1):1-11. 何国琦, 刘建波, 张越迁, 徐新 准噶尔盆地西缘克拉玛依早古生代蛇绿混杂岩带的厘定. 岩石学报,23 (7): 贾小辉, 王强, 唐功建.2009.A 型花岗岩的研究进展及意义. 大地构造与成矿学,33(3): 金成伟, 徐永生 新疆托里别鲁阿嘎希地区花岗岩类的岩石学和成因. 岩石学报,13(4): 金成伟, 张秀棋 新疆西准噶尔花岗岩类的时代及其成因. 地质科学,28(1): 晋慧娟, 李育慈 准噶尔盆地西北缘石炭纪生物成因的沉积构造研究. 科学通报,43(17):

10 第 2 期尹继元等 : 新疆西准噶尔晚古生代大地构造演化的岩浆活动记录 287 李华芹, 陈富文, 蔡红 新疆西准噶尔地区不同类型金矿床 Rb Sr 同位素年代研究. 地质学报,74(2): 李华芹, 谢才富, 常海亮 新疆北部有色贵金属矿床成矿作用年代学. 北京 : 地质出版社 : 李菊英, 晋慧娟 新疆准噶尔盆地西北缘石炭纪浊积岩系中遗迹化石的发现及其意义. 地质科学,63:9-15. 李建峰, 夏斌, 刘立文, 徐力峰, 何观生, 王洪, 张玉泉, 杨之青 西藏群让蛇绿岩辉长岩 SHRIMP 锆石 U Pb 年龄及地质意义. 大地构造与成矿学,33(2): 李辛子, 韩宝福, 季建清, 李宗怀, 刘志强, 杨斌 新疆克拉玛依中基性岩墙群的地质地球化学和 K Ar 年代学. 地球化学,33(6): 李印, 凌明星, 丁兴, 刘健, 韩峰, 孙卫东 中国东部埃达克岩及成矿作用. 大地构造与成矿学,33(3): 刘红涛, 张旗, 刘建明, 叶杰, 曾庆栋, 于昌明 埃达克岩与 Cu Au 成矿作用 : 有待深入研究的岩浆成矿关系. 岩石学报,20(2): 刘希军, 许继峰, 王树庆, 侯青叶, 白正华, 雷敏 新疆西准噶尔达拉布特蛇绿岩 E MORB 型镁铁质岩的地球化学 年代学及其地质意义. 岩石学报,25: 刘玉琳, 郭丽爽, 宋会侠, 宋彪, 张锐, 许发军, 张云孝 新疆西准噶尔包古图斑岩铜矿年代学研究. 中国科学 (D 辑 ),39(10): 齐进英, 熊义大 新疆包古图金矿床特征及其成因. 矿床地质,11(2): 芮宗瑶, 张立生, 陈振宇, 王龙生, 刘玉琳, 王义天 斑岩铜矿的源岩或源区探讨. 岩石学报,20, 沈远超, 金成伟 西准噶尔地区岩浆活动与金矿化作用. 北京 : 科学出版社 : 沈晓明, 张海祥, 马林 洋脊俯冲及其在新疆阿尔泰地区存在的可能证据. 大地构造与成矿学,34(2): 宋春晖, 黄华芳 西准噶尔白碱淮北部太勒古拉给深水沉积研究. 兰州大学学报 ( 自然科学版 ),32(3): 宋会侠, 刘玉琳, 屈文俊, 宋彪, 张锐, 成勇 新疆包古图斑岩铜矿矿床地质特征. 岩石学报,23(8): 苏玉平, 唐红峰, 侯广顺, 刘丛强 新疆西准噶尔达拉布特构造带铝质 A 型花岗岩的地球化学研究. 地球化学,35(1): 孙少华, 魏洲龄, 张琴华 准噶尔盆地西北缘包古图 组的沉积环境. 新疆石油地质.11(1): 唐功建, 王强, 赵振华,WymanDA, 陈海红, 贾小辉, 姜子琦 西准噶尔包古图成矿斑岩年代学与地球化学 : 岩石成因与构造 铜金成矿意义. 地球科学 中国地质大学学报,34(1): 唐红峰, 苏玉平, 刘丛强, 侯广顺, 王彦斌 新疆北部卡拉麦里斜长花岗岩的锆石 U Pb 年龄及其构造意义. 大地构造与成矿学,31(1): 佟丽莉, 李永军, 张兵, 刘静, 庞振甲, 王军年 新疆西准噶尔达尔布特断裂带南包古图组安山岩 LA ICP MS 锆石 U Pb 测年及地质时代. 新疆地质,27(3): 涂光炽 新疆北部固体地球科学新进展. 北京 : 科学出版社 : 王福同 新疆维吾尔自治区古地理及地质生态图集. 北京 : 中国地图出版社. 吴浩若, 潘正莆 构造杂岩 及其地质意义 以西准噶尔为例. 地质科学,(1):1-8. 王瑞, 朱永峰 西准噶尔宝贝金矿地质与容矿火山岩的锆石 SHRIMP 年龄. 高校地质学报 ( 董申葆院士九十诞辰纪念专辑 ),13(3): 王宗秀, 周高志, 李涛 对新疆北部蛇绿岩及相关问题的思考和认识. 岩石学报,19(4): 伍建机, 陈斌 西准噶尔庙尔沟后碰撞花岗岩微量元素和 Nd Sr 同位素特征及成因. 新疆地质,2(1): 肖文交, 韩春明, 袁超, 陈汉林, 孙敏, 林寿发, 厉子龙, 毛启贵, 张继恩, 孙枢, 李继亮 新疆北部石炭纪二叠纪独特的构造成矿作用对古亚洲洋构造域南部大地构造演化的制约. 岩石学报,22(5): 肖序常, 汤耀庆, 冯益民, 朱宝清, 李锦轶, 赵民 新疆北部及其邻区大地构造. 北京 : 地质出版社. 熊小林,Adam J,GreenTH, 牛贺才, 吴金花, 蔡志勇 变质玄武岩部分熔体微量元素特征及埃达克岩熔体产生条件. 中国科学 (D 辑 ),35(9): 徐芹芹, 季建清, 韩宝福, 朱美妃, 储著银, 周晶 新疆北部晚古生代以来中基性岩脉的年代学 岩石学 地球化学研究. 岩石学报,24(5): 徐新, 何国琦, 李华芹, 丁天府, 刘兴义, 梅绍武 克拉玛依蛇绿混杂岩带的基本特征和锆石 SHRIMP 年龄信息. 中国地质,33(3): 杨树德 新疆北部的古板块构造. 新疆地质,l2(1): 1-8. 尹继元, 袁超, 孙敏, 龙晓平, 邱华宁, 王毓婧, 任江波, 关义立 新疆哈图早二叠世富镁闪长岩的时代 地球化学特征和可能的成因机制. 岩石学报, 待刊. 尹继元, 袁超, 孙敏, 肖文交, 赵国春, 龙晓平, 耿红燕, 王步云 新疆西准噶尔地区赞岐岩 (sanukite) 的地

11 288 第 35 卷 球化学特征, 成因机制及其与铜金矿化的关系. 地球化学,38(5): 张驰, 黄萱 新疆西准噶尔蛇绿岩形成时代和环境探讨. 地质论评,6: 张立飞, 冼伟胜, 孙敏 西准噶尔紫苏花岗岩成因岩石学研究. 新疆地质,22(1): 张连昌, 万博, 焦学军, 张锐 西准包古图含铜斑岩的埃达克岩特征及其地质意义. 中国地质,33(3): 张琴华, 孙少华, 秦清香 新疆北部石炭纪岩相古地理 沉积建造及其含矿性. 长沙 : 中南工业大学出版社 : 张旗, 秦克章, 王元龙, 张福勤, 刘红涛, 王焰 加强埃达克岩研究, 开创中国 Cu Au 等找矿工作的新局面. 岩石学报,20(2): 张旗, 王焰, 熊小林, 李承东 埃达克岩和花岗岩 : 挑战与机遇. 北京 : 中国大地出版社 : 赵振华, 王强, 熊小林, 张海祥, 牛贺才, 许继峰, 白正华, 乔玉楼 新疆北部的两类埃达克岩. 岩石学报, 22(5): 赵振华 关于岩石微量元素构造环境判别图解使用的有关问题. 大地构造与成矿学,31(1): 赵振华, 熊小林, 王强, 白正华, 梅厚均 新疆西天山莫斯早特石英钠长斑岩铜矿床 一个与埃达克质岩石有关的铜矿实例. 岩石学报,20(2): 赵振华, 王强, 雄小林, 牛贺才, 张海祥, 乔玉楼 新疆北部的富镁火成岩. 岩石学报,23(7): 周晶, 季建清, 韩宝福, 马芳, 龚俊峰, 徐芹芹, 郭召杰 新疆北部基性岩脉 40 Ar/ 39 Ar 年代学研究. 岩石学报,24(5): 朱宝清, 王来生, 王连晓 西准噶尔西南地区古生代蛇绿岩. 中国地质科学院西安地质矿产研究所所刊, 17:3-64. AnmaR,ArmstrongR,OrihashiY,IkeSI,ShinK C,Kon Y, Komiya T, Ota T, Kagashima S I, Shibuya T, YamamotoS,VelosoEE,FanningM andhervéf AretheTaitaogranitesformedduetosubduction ofthe Chileridge?Lithos,113: BalardJR,PalinJM andcampbelih.2002.relativeoxi dationstatesofmagmasinferedfrom Ce(IV)/Ce( I)in zircon:applicationtoporphyrycopperdepositsofnorthern Chile.ContributionstoMineralogyandPetrologyRelative, 144: BoninB.2004.Docoevalmaficandfelsicmagmasinpost col lisionaltowithin plateregimesnecessarilyimplytwocon trasting,mantleandcrustal,sources?a review.lithos, 78:1-24. BornhorstTandRoseJW.1986.Partitioningofgoldinyoung calc alkalinevolcanicrocksfrom Guatemala.TheJournal ofgeology,94: BoyleR.1979.Thegeochemistryofgoldanditsdeposits.Ge oloigcalsurveyofcanadabuletin,280:584. BuslovM M,FujiwaraY,IwataK andsemakovn N Late Paleozoic Early Mesozoic geodynamics of Central Asia.GondwanaResearch,7: CaiKD,SunM,YuanC,ZhaoGC,XiaoW J,LongXPand WuFY.2010.Geochronologicalandgeochemicalstudyof maficdykesfrom thenorthwestchinesealtai:implications forpetrogenesis and tectonic evolution. Gondwana Re search,doi: /j.gr ChenB andarakaway.2005.elementalandnd Srisotopic geochemistryofgranitoidsfrom thewestjunggarfoldbelt (NW China),withimplicationsforPhanerozoiccontinental growth. Geochimica etcosmochimica Acta,69: ChenBandJahnBM.2004.Genesisofpost colisionalgranit oidsandbasementnatureofthejunggarterane,nw Chi na:nd Srisotopeandtraceelementevidence.Journalof AsianEarthSciences,23: CookeDR,HolingsPandWalsheJL.2005.Giantporphyry deposits: Characteristics, distribution and tectonic con trols.economicgeology,100(5): ChouletF,ChenY,WangB,FaureM,CluzelD,CharvetJ, LinW andxub.2010.latepaleozoicpaleogeographicre constructionofwesterncentralasiabaseduponpaleomag neticdataanditsgeodynamicimplications.journalofasi anearthsciences,doi: /j.jseaes EbyG N.1990.TheA typegranitoids:a review oftheiroc curenceandchemicalcharacteristicsandspeculationson theirpetrogenesis.lithos,26: GaoS,RudnickRL,YuanHL,LiuXM,LiuYS,XuW L, LingW L,AyersJ,WangXCandWangQH.2004.Re cyclinglowercontinentalcrustinthenorthchinacraton. Nature,432: GengH Y,SunM,YuanC,XiaoW J,ZhaoGC,ZhangLF, WongKandWuFY.2009.Geochemical,Sr Ndandzir conu Pb HfisotopicstudiesofLateCarboniferousmag matism in thewestjunggar, Xinjiang: Implicationsfor ridgesubduction?chemicalgeology,266: GuivelC,LagabrieleY,BourgoisJ,MauryRC,FourcadeS, MartinH and Arnaud N New geochemicalcon straintsfortheoriginofridge subduction relatedplutonic andvolcanicsuitesfrom thechiletriplejunction(taitao Peninsula and Site 862, LEG ODP141 on the Taitao Ridge).Tectonophysics,311: HaeusslerPJ,BradleyD,GoldfarbR,SneeLandTaylorC.

12 第 2 期尹继元等 : 新疆西准噶尔晚古生代大地构造演化的岩浆活动记录 Linkbetweenridgesubductionandgoldmineraliza tioninsouthernalaska.geology,23(11): HanBF,WangSG,JahnB,HongDW,KagamiH andsun Y.1997.Depleted mantlesourcefortheulungurrivera typegranitesfrom North Xinjiang, China: Geochemistry andnd Srisotopicevidence,andimplicationsforPhanero zoiccrustalgrowth.chemicalgeology,138: HervéF,FanningM C,ThomsonSN,PankhurstR J,Anma R,VelosoAandHereraC.2003.SHRIMPU PbandFT Plioceneagesofnear trench granitesin Taitao Peninsula, southernchile//iv SouthAmericanSymposium oniso topegeology,bahía,brasil,extendedabstracts,2: HolingsP,CookeDandClarkA.2005.Regionalgeochemistry oftertiaryigneousrocksincentralchile:implicationsfor thegeodynamicenvironmentofgiantporphyrycopperand epithermalgold mineralization. Economic Geology, 100 (5): HungC,ChungS,ColeR,IizukaY,ChiuH,ChuCandGal lets.2007.zirconu PbagesfortheMcKinleySequence and associated plutons, centralalaska Range. EOS, Transactions,AmericanGeophysicalUnion,88(52). IsozakiY.1996.Anatomyandgenesisofasubduction related orogen:a new view ofgeotectonicsubdivisionandevolu tionofthejapaneseislands.islandarc,5(3): JahnB M,CapdevilaR,LiuD,VernonA andbadarchg SourcesofPhanerozoic granitoidsin the transect Bayanhongor UlaanBaatar,Mongolia:GeochemicalandNd isotopicevidence,andimplicationsforphanerozoiccrustal growth.journalofasianearthsciences,23: JahnBM.2004.TheCentralAsianorogenicbeltandgrowthof thecontitentalcrustin the Phanerozoic //Malpas, J, Fleteher,CJN,AliJRandAitehisonJC.Aspectsofthe TectonicEvolution ofchina. SpecialPublications, Lon don,226: JianP,LiuDY,Kr nera,windleybf,shiy R,ZhangF Q,ShiGH,MiaoLC,ZhangW,ZhangQ,ZhangLQ andrenjs.2008.timescaleofanearlytomid Paleozoic orogeniccycleofthelong lived CentralAsian Orogenic Belt,InnerMongoliaofChina:implicationsforcontinental growth.lithos,101: KwonST,TiltonGR,ColemanRGandFengY.1989.Istop icstudiesbearingonthetectonicsofthewestjunggarre gion,xinjiang,china.tectonics,8: LiangH Y,SunW D,SuW CandZartmanR E.2009.Por phyrycopper goldmineralizationatyulong,china,promo tedbydecreasingredoxpotentialduringmagnetitealtera tion.economicgeology,104: MaruyamaS.1997.Pacific typeorogenyrevisited:miyashiro typeorogenyproposed.islandarc,6(1): MungalJ.2002.Roastingthemantle:Slabmeltingandthe genesisofmajorauandau richcudeposits.geology,30: PaqueteJL,MénotRP,PinCandOrsiniJB.2003.Episod icandshort livedgraniticpulsesinapost colisionalset ting:evidencefrom preciseu Pbzircondatingthrougha crustalcross sectionincorsica.chemicalgeology,198:1-20. PearceJA,HarisN BW andtindlea G.1984.Traceele mentdiscriminationdiagramsforthetectonicinterpretation ofgraniticrocks.journalofpetrology,25: PearceJA.1996.Sourcesandsetingsofgraniticrocks.Epi sodes,19: SajonaFGandMauryRC.1998.Associationofadakiteswith goldandcoppermineralizationinthephilippines.comptes Rendusdel AcademiedesSciences,Serie I.Sciencesdela TereetdesPlanetes,326(1): SeltmannRandPorterTM.2005.TheporphyryCu Au/Mode positsofcentraleurasiai:tectonic,geologicandmetalo genicseting,andsignificantdeposits//portertm.super PorphyryCopperandGoldDeposits:AglobalPerspective. PGCPublishing,Adelaide,2: Seng ram C,NatalinBAandBurtmanVS.1993.Evolution ofthealtaidtectoniccolageandpaleozoiccrustalgrowthin Eurasia.Nature,364: ShenP,ShenYC,LiuTB,MengL,DaiHW andyangyh GeochemicalsignatureofporphyriesintheBaogutu porphyrycopperbelt,westernjunggar,nw China.Gond wanaresearch,16: SilitoeR.1997.Characteristicsandcontrolsofthelargestpor phyrycopper goldandepithermalgolddepositsinthecir cum Pacificregion.AustralianJournalofEarthSciences, 44: SissonV B andpavlist L.1993.Geologicconsequencesof platereorganization anexamplefrom theeocenesouthern Alaskafore arc.geology,21(10): SissonV B,PavlisT L, RoeskeSM andthorkelsond J Introduction:Anoverview ofridge trenchinterac tionsinmodernandancientsetings//sissonv B,Roeske SM andpavlistl.geologyofatranspressionalorogen developedduringridge trenchinteractionalongthenorth Pacificmargin:Boulder,Colorado.GeologicalSocietyofA mericaspecialpaper,371:1-18. SuarezM anddelacruzr.2001.jurassictomiocenek Ar datesfrom easterncentralpatagoniancordileraplutons, Chile(45-48 S).GeologicalMagazine,138(1):53-

13 290 第 35 卷 66. SunM,LongXP,CaiK D,JiangY D,WangBY,YuanC, ZhaoGC,XiaoW JandWuFY.2009.EarlyPaleozoic ridgesubductioninthechinesealtai:insightfrom theab ruptchangeinzirconhfisotopiccompositions.sciencein China,SeriesD,39: TatsumiY,ShukunoH,SatoK,ShibataTandYoshikawaM Thepetrologyandgeochemistryofhigh magnesium andesitesatthewesterntipofthesetouchivolcanicbelt, SW Japan.JournalofPetrology,44: TangGJ,WangQ,WymanDA,LiZX,ZhaoZH,JiaXH andjiangzq.2010.ridgesubductionandcrustalgrowth inthecentralasianorogenicbelt: Evidencefrom Late Carboniferousadakitesandhigh Mgdioritesinthewestern Junggarregion,northernXinjiang(westChina).Chemical Geology,doi: /j.chemgeo ThieblemontD,SteinGandLescuyerJL.1997.Gisements'ep ithermauxetporphyriques:laconnexionadakite.comptes Rendusdel Acad emiedessciences,serie IA.Earthand PlanetaryScience,325(2): TiltonGR,KwonSTandColemanRG.1986.Isotopicstudies from thewestjunggarmts,nw China.GeolSocAm Abstr Programs,18:773. TurnerS,SandifordM andfodenj.1992.somegeodynamic andcompositionalconstraintson post orogenic magmatism. Lithos,20: WangB,ChenY,ZhanS,ShuLS,FaureM,CluzelD,Char vetjandlaurent CharvetS.2007.PrimaryCarboniferous and Permian paleomagnetic resultsfrom the YiliBlock (NW China)andtheirimplicationsonthegeodynamicevo lutionofchinesetianshanbelt.earthandplanetarysci enceleters,263: WangQ,XuJF,JianP,BaoZW,ZhaoZH,LiCF,Xiong XLandMaJL.2005.Petrogenesisofadakiticporphyries inanextensionaltectonicseting,dexing,southchina: Implicationsforthegenesisofporphyrycoppermineraliza tion.journalofpetrology,47(1): WangQ,WymanD,XuJ,ZhaoZ,JianP,XiongX,BaoZ, LiCandBaiZ.2006a.PetrogenesisofCretaceousadakitic andshoshoniticigneousrocksintheluzongarea,anhui Province(eastern China): Implicationsforgeodynamics andcu Aumineralization.Lithos,89: WangQ,XuJ,JianP,BaoZ,ZhaoZ,LiC,XiongXandMa J.2006b.Petrogenesisofadakiticporphyriesinanexten sionaltectonicseting,dexing,southchina:implications forthegenesisofporphyrycoppermineralization.journal ofpetrology,47: WindleyBF,AlexeievD,XiaoW J,Kr neraandbadarchg TectonicmodelsforaccretionoftheCentralAsianO rogenicbelt.journalofthegeologicalsociety,164(1): WindleyFB,Kr nera,guojh,qugs,liyyandzhang C.2002.NeoproterozoictoPaleozoicgeologyoftheAltai orogen,nw China:Newzirconagedataandtectonicevo lutionl.thejournalofgeology,110: WongK,SunM,ZhaoGC,YuanCandXiaoW J.2010.Ge ochemicaland geochronologicalstudiesofthealegedayi OphioliticComplexanditsimplicationfortheevolutionof thechinesealtai.gondwanaresearch,doi: /j. gr XiaoW J,WindleyBF,HuangBC,HanCM,YuanC,Chen H L,SunM,SunSandLiJL.2009.End Permianto mid Triassicterminationoftheaccretionaryprocessesofthe southernaltaids:implicationsforthegeodynamicevolu tion,phanerozoiccontinentalgrowth,andmetalogenyof CentralAsia.IntJEarthSci(GeolRundsch),98: XiaoW J,HanCM,YuanC,SunM,LinSF,ChenH L,Li ZL,LiJIandSunS.2008.MiddleCambriantoPermian subduction relatedaccretionaryorogenesisofnorthernxin jiang,nw China:Implicationsforthetectonicevolutionof centralasia.journalofasianearthsciences,32: YakubchukA.2004.Architectureandmineraldepositsetings ofthealtaidorogeniccolage:arevisedmodel.journalof AsianEarthScience,23: ZhaoJM,LiuGD,LuZX,ZhangXKandZhaoGZ LithosphericstructureanddynamicprocessesoftheTians hanorogenicbeltandthejunggarbasin.tectonophysics, 376: ZhouTF,YuanF,FanY,ZhangDY,CookeDandZhaoG C.2008.GranitesintheSawuerregionofthewestJung gar,xinjiangprovince,china:geochronologicalandgeo chemicalcharacteristicsandtheirgeodynamicsignificance. Lithos,106:

14 第 2 期尹继元等 : 新疆西准噶尔晚古生代大地构造演化的岩浆活动记录 291 MagmaticRecordsontheLatePaleozoicTectonic EvolutionofWesternJunggar,Xinjiang YIN Jiyuan 1,2,YUAN Chao 1,WANG Yujing 1,2,LONG Xiaoping 1 andguan Yili 1,2 (1.GuangzhouInstituteofGeochemistry,ChineseAcademyofSciences,Guangzhou510640,Guangdong,China; 2.GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China) Abstract:CarboniferoustoPermianisacriticalperiodfortectonicevolutionoftheCentralAsianOrogenicBeltand formationofmajormetaloredepositsinthenorthernxinjiang.asthewesternjunggarisaoreresource richarea, itstectonicsetingsduringthatperiodhaveatractedwideatention.previousresearchesontectonics,ophiolite, sedimentaryandigneousrocksindicatethattherewasoceanbasinsystem andrelatedsubductionduringthelate Carboniferous EarlyPermian(290Ma)inWesternJunggar.Since290MaWesternJunggarevolvedintocolisional regimecharacterizedbytheformationoftheearlypermianredmolaseaccompanyingrapidcrustaluplift,which suggesttheterminationofjunggaroceansystem.thestatisticsofgeochronologicaldataindicatethatthepeakperiod ofmagmaticactivitiesis300~310mainwesternjunggar.voluminousgranitoidsofvarioustypes(a typegranites, charnockitei typegranites,adakite,magnesiandiorite)formedinthisperiod,andtheisotopicdataoftheserocks suggestsignificantadditionofjuvenilematerial.wearguethatthisdramaticchangewasduetotheonsetofridge subduction.thismodelsuppliesalsoaplausibleexplanationformechanismofcu Aumineralizationintheperiod. Moreover,ridgesubductionwaslikelyimportantforamalgamationandcrustalgrowthintheCAOB. Keywords:WesternJunggar;ridgesubduction;LatePaleozoic;tectonicsetings;Cu Aumineralization