塔里木大火成岩省二叠纪碱性煌斑岩的岩石成因和深部地球动力学过程

曹俊; 陈苗苗; 万淑敏; 王慧丽; 易辉; 雷恒聪

doi:10.3799/dqkx.2022.490

地球科学 ›› 2024, Vol. 49 ›› Issue (07) : 2448 -2474. DOI: 10.3799/dqkx.2022.490

塔里木大火成岩省二叠纪碱性煌斑岩的岩石成因和深部地球动力学过程

曹俊 ¹^,²^,³ ,
陈苗苗 ¹^,³ ,
万淑敏 ¹^,³ ,
王慧丽 ¹^,³ ,
易辉 ¹^,³ ,
雷恒聪 ¹^,³

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Petrogenesis and Deep Dynamic Processes of Early Permian Alkaline Lamprophyres in Tarim Large Igneous Province, NW China

Jun Cao ¹^,²^,³ ,
Miaomiao Chen ¹^,³ ,
Shumin Wan ¹^,³ ,
Huili Wang ¹^,³ ,
Hui Yi ¹^,³ ,
Hengcong Lei ¹^,³

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摘要

二叠纪塔里木大火成岩省以岩浆活动持续时间长、岩石类型复杂、巨量富铁碱性玄武岩为特征而区别于世界上其他以拉斑玄武岩为主体的大火成岩省，关于其地幔源区组分特征和成因仍然存在争议.选择塔里木大火成岩省西北缘瓦吉里塔格碱性煌斑岩岩脉为研究对象，通过锆石LA-ICP-MS U-Pb定年厘定这些碱性煌斑岩岩浆活动时间，并利用全岩主微量元素和Sr-Nd-Pb-Mg同位素以及单矿物成分分析，揭示其成因和塔里木大火成岩省形成的深部地球动力学过程.锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果限定了瓦吉里塔格碱性煌斑岩侵位年龄为279±1 Ma，属于塔里木大火成岩省第二期岩浆活动的产物.这些煌斑岩呈典型斑状全自形结构，斑晶矿物有橄榄石、单斜辉石、角闪石和黑云母，基质主要由斜长石、单斜辉石、角闪石、黑云母和钛磁铁矿等微晶组成.瓦吉里塔格碱性煌斑岩具有低SiO₂（43.5%~49.4%），高Fe₂O₃t（9.32%~15.50%）、TiO₂（2.28%~4.58%），Mg^#值在43.6~52.9，富集地幔相容元素（Ni、Cr）的特征，同时高Na₂O（2.58%~5.50%）和低K₂O/Na₂O比值（0.31~0.78）则反映了钠质岩石的属性.在微量元素上富集轻稀土元素、大离子亲石元素和高场强元素，具有弱的Nb-Ta正异常以及K、Sr、Ti、Zr-Hf负异常. 它们的（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i变化于0.704 36~0.705 34之间，ε _Nd（t）值变化于-1.88~+1.10之间，（²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb）_i值为17.19~17.89.其元素和Sr-Nd-Pb同位素地球化学特征与常见的OIB型碱性玄武岩相似，但却具有比正常玄武岩更轻的Mg同位素组成（δ²⁶Mg=-0.78‰~-0.57‰）.瓦吉里塔格碱性煌斑岩的原始岩浆应是含碳酸盐化榴辉岩的地幔柱低程度部分熔融的产物，并且部分发生了地幔柱‒岩石圈地幔相互作用.地幔柱‒俯冲蚀变洋壳相互作用是控制塔里木大火成岩省复杂岩石组合的关键因素.