東準(zhǔn)噶爾帶阿爾曼太蛇綠巖鋯石shrimpu-pb年代學(xué)研究及其地質(zhì)意義

東準(zhǔn)噶爾帶阿爾曼太蛇綠巖鋯石shrimpu-pb年代學(xué)研究及其地質(zhì)意義

新疆北部東部的造山帶位于蒙古國南緣的阿卜達(dá)河造山帶和造山帶之間（圖1）。古生代以來的大地構(gòu)造發(fā)育是顯著性階段向南延伸的過程，也是古代亞洲大陸向南發(fā)展的重要階段。同時，還詳細(xì)研究了大陸造山帶模型等重要理論問題（coleman，1989；fengetal，1989；lijunyan等人，90；李錦燕，1995；肖旭昌等人，1991；sengr等人，1993；土光充，1993；舒良樹等，2001；heuk，2001；jahn，2001；jahn等人，2004；lietal，2003；xiao等人，2004a、2004b；buxman等人，2004）。然而,東準(zhǔn)噶爾構(gòu)造帶古生代以來的構(gòu)造演化迄今未形成共識,尤其是對其中的蛇綠巖地時代、構(gòu)造屬性與就位環(huán)境等方面存在爭議(肖序常等,1991;李錦軼等,1990;李錦軼,1991,1995;劉偉等,1993;黃萱等,1997;Huetal.,2000;Wangetal.,2003;孫桂華等,2005;吳華等,2005)。我們對發(fā)育在東準(zhǔn)噶爾造山帶中的阿爾曼太蛇綠巖中斜長花崗巖進(jìn)行SHRIMP鋯石U-Pb年齡測定,并通過解剖東準(zhǔn)噶爾造山帶的組成與構(gòu)造特征,討論中亞造山帶古生代以來的構(gòu)造演化及其意義。1研究區(qū)與采樣問題東準(zhǔn)噶爾造山帶大地構(gòu)造相解剖表明(肖序常等,1991;李錦軼等,1990;李錦軼,1995;何國琦等,1994;陳哲夫等,1993;Lietal.,2003;Xiaoetal.,2004a;姜常義等,2005),由北往南由一系列的島弧雜巖帶和增生楔雜巖組成,其大地構(gòu)造相自北向南大致包括:①都拉特復(fù)合島弧;②阿爾曼太蛇綠巖;③野馬泉復(fù)合島弧;④克拉美麗蛇綠巖;⑤將軍廟增生雜巖(圖1)。本文的研究工作與采樣主要集中于時代爭議較大的阿爾曼太蛇綠巖。阿爾曼太蛇綠巖主要出露于扎河壩、兔子泉和青平嶺一帶,斷續(xù)呈NW-SE展布。地球化學(xué)分析表明玄武巖類皆具Nb相對于Th和La、Ce的虧損,稀土元素曲線皆為LREE富集型,且變化范圍較寬,說明幔源的多樣性(Wangetal.,2003)。在Cr-Y圖上,樣品皆投在IAB區(qū)。在Hf-Th-Ta圖解中,樣品投在E-MORB和IAB區(qū)(金成偉等,2001;Wangetal.,2003)。顯然,阿爾曼太蛇綠巖主體形成于與俯沖帶相關(guān)的大地構(gòu)造背景。然而,有關(guān)阿爾曼太蛇綠巖的形成時代存在重大分歧。劉偉等(1993)對蛇紋石化橄欖巖和斜輝橄欖巖進(jìn)行Sm-Nd測年分析,認(rèn)為阿爾曼太蛇綠巖主體形成于479±27Ma(Wangetal.,2003)。黃萱等(1997)則報道了堆晶輝長巖、輝綠巖與安山玢巖等樣品561±41Ma的Sm-Nd全巖等時線年齡(Huetal.,2000)。我們在兔子泉一帶進(jìn)行構(gòu)造解析,在輝長-輝綠巖中采集了斜長花崗巖樣品。斜長花崗巖侵入輝長-輝綠巖中(TZQ21)(圖2)。選取斜長花崗巖樣品鋯石并進(jìn)行SHRIMP測年以探討該蛇綠巖的形成時代。2元素間的分餾校正鋯石按常規(guī)方法分選,最后在雙目鏡下挑純。將鋯石與數(shù)粒標(biāo)樣TEM置于環(huán)氧樹脂中,然后磨至約一半,使鋯石內(nèi)部暴露,用于SHRIMPU-Pb分析。鋯石SHRIMPU-Pb分析在中國地質(zhì)科學(xué)院SHRIMPII上完成,詳細(xì)分析流程和原理參考Compston等(1992)、Williams等(1987)、劉敦一等(2003)和簡平等(2003)。一次離子流為約-7.5nA,10kV的O-2,離子束直徑約30μm。質(zhì)量分辨率約5000(1%峰高)。應(yīng)用標(biāo)樣鋯石TEM(417Ma)進(jìn)行元素間的分餾校正(interelementfractionation),Pb/U校正公式采用Pb/U=A(UO/U)2(Caoue-Longetal,1995)。應(yīng)用置于調(diào)試靶(Test)上的另一標(biāo)準(zhǔn)鋯石SL13(年齡,572Ma;U含量,238×10-6)標(biāo)定鋯石的U,Th和Pb含量。數(shù)據(jù)處理采用LudwigSQUID1.0及ISOPLT程序(Ludwig,1999,2001)。普通鉛根據(jù)實(shí)測204Pb校正。表1所列單個數(shù)據(jù)點(diǎn)的誤差均為1σ。所有樣品均采用206Pb/238U年齡,加權(quán)平均值為95%的置信度。3阿爾曼太蛇綠巖的形成時代兔子泉蛇綠巖中斜長花崗巖鋯石大多數(shù)為短柱狀、透明的自形晶(圖3)。9個顆粒的U-Pb分析給出了基本一致的年齡206Pb/238U年齡(表1),在一致曲線圖中(圖4),成群分布于一致曲線附近。其206Pb/238U加權(quán)平均年齡為503±7Ma(MSWD=1.2)(圖5),記錄了斜長花崗巖的形成年齡。因此,我們推論兔子泉蛇綠巖中斜長花崗巖SHRIMP鋯石年齡可能代表了該蛇綠巖的主體形成年齡,本文的結(jié)果(503±7Ma)比較接近簡平等(2003)關(guān)于扎河壩地區(qū)蛇綠巖中層狀輝長巖的SHRIMP測年結(jié)果(489±4Ma)的報道。黃萱等(1997)把出露在該地區(qū)堆晶輝長巖、輝綠巖與安山玢巖進(jìn)行Sm-Nd全巖等時線年齡測定,由于這些巖石可能來自不同的源區(qū)或時代不同,故該結(jié)果(561±41Ma)的真實(shí)地質(zhì)意義有待于進(jìn)一步探討(Huetal.,2000)。劉偉等(1993)進(jìn)行Sm-Nd測年分析主要基于橄欖巖等時線,其結(jié)果479±27Ma很可能代表了扎河壩蛇綠巖的形成時代(Wangetal.,2003)。金成偉等(2001)報道扎河壩堆晶橄欖巖的全巖、輝石和長石礦物等時線年齡478.9Ma。因此,我們推論阿爾曼太蛇綠巖的主體形成年齡為晚寒武世-早奧陶世,表明早古生代早期古亞洲洋發(fā)生洋內(nèi)俯沖作用,并形成阿爾曼太SSZ型蛇綠巖。結(jié)合區(qū)域大地構(gòu)造解剖(李錦軼,1991;1995;肖序常等,1991;舒良樹等,2001;Xuetal.,2001;Lietal.,2003;Xiaoetal.,2004a),晚寒武世-早奧陶世古亞洲洋發(fā)育洋內(nèi)俯沖,而位于該俯沖帶以北的阿爾泰造山帶則發(fā)育有幾乎同時代的俯沖構(gòu)造(Windleyetal.,2002),這主要體現(xiàn)在阿爾泰活動陸緣的酸性島弧巖漿巖的207Pb/206Pb鋯石年齡主體為505±2Ma(Windleyetal.,2002)。因此,我們初步認(rèn)為在早古生代,古亞洲洋中存在東準(zhǔn)噶爾島弧火山巖組成洋內(nèi)俯沖體系。該洋內(nèi)俯沖體系可能具有類似東南亞多島海古地理格局(Hall,2002),并在晚泥盆世-早石炭世向北拼貼到阿爾泰地體南緣,形成科迪勒拉型俯沖邊緣(Windleyetal.,2002;Xiaoetal.,2004a)。東準(zhǔn)噶爾造山帶與阿爾泰造山帶一道記錄了古亞洲洋及其各古地理單元的演化歷史,其早期洋內(nèi)俯沖構(gòu)造為晚古生代西伯利亞與塔里木地塊之間的最終拼貼、碰撞打下了物質(zhì)與時空基礎(chǔ),從而導(dǎo)致亞