西准噶尔南部晚石炭世中-酸性火山岩成因机制及其对准噶尔洋闭合时限的约束

支倩; 任蕊; 段丰浩; 黄家瑄; 朱钊; 张新远; 李永军

doi:10.13745/j.esf.sf.2023.5.30

地学前缘 ›› 2024, Vol. 31 ›› Issue (3) : 40 -58. DOI: 10.13745/j.esf.sf.2023.5.30

岩石地球化学与成因

西准噶尔南部晚石炭世中-酸性火山岩成因机制及其对准噶尔洋闭合时限的约束

支倩 ¹^,² ,
任蕊 ¹ ,
段丰浩 ³ ,
黄家瑄 ² ,
朱钊 ² ,
张新远 ² ,
李永军 ²^,^*

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Genetic mechanism of Late Carboniferous intermediate-acid volcanic rocks in southern West Junggar and its constraints on the closure of the Junggar Ocean

Qian ZHI ¹^,² ,
Rui REN ¹ ,
Fenghao DUAN ³ ,
Jiaxuan HUANG ² ,
Zhao ZHU ² ,
Xinyuan ZHANG ² ,
Yongjun LI ²^,^*

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摘要

西准噶尔地区广泛分布石炭纪岩浆岩类,了解它们的成因和形成机制可为揭示准噶尔洋盆晚古生代构造格局和发展演化以及约束古大洋闭合时限提供重要依据。本文报道了西准噶尔南部哈拉阿拉特山地区晚石炭世中-酸性火山岩的岩石学、锆石U-Pb年代学以及地球化学特征。岩石学研究表明其岩性主要为安山岩、英安质安山岩、流纹英安斑岩和流纹岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明哈拉阿拉特山地区中-酸性火山岩年龄为308~305 Ma,为晚石炭世中-晚期。中-酸性火山岩均相对富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损Nb、Ta等高场强元素,富钠贫钾,属于低钾拉斑-中钾钙碱性系列岛弧火山岩。其中安山岩和英安质安山岩具有较高SiO₂(56.15%~66.13%)、Al₂O₃(16.03%~17.94%)、Na₂O(3.44%~5.59%)、Sr((364~576)×10^-6)含量和Na₂O/K₂O(3.20~6.40)、Sr/Y(33.5~55.6)比值,贫MgO(1.59%~2.68%)、Y((10.0~16.0)×10^-6)和Yb((1.08~1.83)×10^-6)的特征,并且具有Eu正异常(δEu=1.09~1.22),属于典型的埃达克岩,是经俯冲的洋壳板片在石榴角闪岩相发生部分熔融而成,且熔融产生的埃达克质熔体在上升过程中未与上覆地幔橄榄岩发生明显交代作用;流纹岩和流纹英安斑岩具有高的SiO₂(69.59%~75.03%)和全碱(w(Na₂O+K₂O)=7.81%~8.89%)、极低的TFe₂O₃(0.94%~1.57%)和MgO(0.12%~0.97%)含量以及弱负Eu异常(δEu=0.63~1.00)等特征,为准铝质I型流纹岩,是下地壳镁铁质岩石部分熔融的产物,很可能有少量幔源岩浆混入。综合本文数据并结合研究区大量前人已发表的岩浆岩类研究成果,认为西准噶尔南部地区在晚石炭世中晚期仍处于岛弧-弧后盆地演化体系,准噶尔洋的闭合时限可能至少推迟至早二叠世早期之后。