西天山特克斯達(dá)坂一帶晚古生代花崗巖類的地球化學(xué)特征及其構(gòu)造意義

第28卷第6期2021年6月

地質(zhì)通報(bào)GEOLOGICALBULLETINOFCHINA

Vol．28，No．6Jun.，2021西天山特克斯達(dá)坂一帶晚古生代花崗巖類的地球化學(xué)特征及其構(gòu)造意義楊俊泉1,2，李永軍1，張素榮2，司國(guó)輝1，張洪瑞1，欒新東3YANGJun-quan,LIYong-jun,ZHANGSu-rong,SIGuo-hui,ZHANGHong-rui,LUANXin-dong21.長(zhǎng)安大學(xué)地球科學(xué)與國(guó)土資源學(xué)院，陜西西安710054;2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，天津300170;3.新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第九地質(zhì)隊(duì)，新疆烏魯木齊830000SchoolofEarthSciencesandLandResources,Chang′anUniversity,Xi′an710054,Shaanxi,China;TianjinInstituteofGeologyandMineralResources,ChinaGeologicalSurvey,Tianjin300170,China;No.9GeologicalPartyofXinjiangBureauofGeologicalandMineralExplorationandDevelopment,Wulumuqi830000,Xinjiang,China摘要：依據(jù)地質(zhì)學(xué)、巖石學(xué)和年代學(xué)特征，西天山特克斯達(dá)坂一帶花崗巖類被解體為早石炭世庫(kù)勒薩依序列和早二疊世其那爾薩依序列，其同位素年齡分別為347Ma、291～292Ma。通過(guò)對(duì)該花崗巖類地球化學(xué)特征的研究得出,庫(kù)勒薩依序列A/CK平均值為1，KO/aO平均值為0.96，〔aO+KO〕/AlO3平均值為0.66，里特曼指數(shù)σ平均值為3.2，為準(zhǔn)鋁質(zhì)鈣堿性花崗巖；其那爾薩依序列A/CK平均值為1.05，KO/aO平均值為1.17，富鉀，為過(guò)鋁質(zhì)堿性花崗巖。庫(kù)勒薩依序列為形成于島弧環(huán)境的鈣堿性花崗巖，是古亞洲洋向北俯沖的產(chǎn)物；其那爾薩依序列為形成于后造山期松弛階段的堿性花崗巖。關(guān)鍵詞：西天山；特克斯達(dá)坂；晚古生代；花崗巖類；地球化學(xué)特征；構(gòu)造意義中圖分類號(hào)：P588.121；P595 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1671-2552〔2021〕06-0746-07YangJQ,LiYJ,ZhangSR,SiGH,ZhangHR,LuanXD.GeochemicalcharactersandtectonicsignificanceofLatePa-leozoicgranitoidsfromTekesiDaban,WesternTianshan.GeologicalBulletinofChina,2021,28(6):746-752Abstract：GatdsfTekesiabanavebeensbdvdedtotwosesssfteKlesayisessnwthagef347ManteealyCabfespedadteaesayisessnwthagef291-292ManteealyPemanped.Byteeseahfgeo-emalfeatesfrtegatdsntspape,smedffeeesanbebseved:teKlesayisessnsaatezedbyA/CK=1,KO/aO=096,〔aO+KO〕/AlO=066adσ=32nteaveage，weeasteaesayisessnsaatezedbyA/CK=105adKO/aO=117nteaveage.TefmershnaO,telattershnKOelatvely.TeKlesayisessnsmetalmskswhsdffeetftelatter(pealmsgatds).TeKlesayisessnwhbelgstotealc-alkalcktypesfmedntesladactetcsettgadteaesayisessnwhbelgstotealkalcktypesfmednpst-gecepsde.Keywords:WesternTianshan;TekesiDaban;LatePaleozoic;granitoids;geochemicalcharacters;tectonicsignificance新疆鞏留縣－特克斯達(dá)坂以北的花崗巖類呈近EW向分布〔圖1〕，出露面積約為80km]。4—

6年，筆者參與了該區(qū)的1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作，依據(jù)巖體的野外地質(zhì)產(chǎn)狀、巖石學(xué)特征及同收稿日期：2021-03-07；修訂日期：2021-04-20地調(diào)工程：中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局新疆鞏留縣特克斯達(dá)坂一帶1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工程〔編號(hào)：XJQDZ2004-12〕資助作者簡(jiǎn)介：楊俊泉〔1980-〕，男，碩士，助理研究員，從事巖石學(xué)研究。E-mail：dap－yangjunquan@163 第28卷第6期

楊俊泉等：西天山特克斯達(dá)坂一帶晚古生代花崗巖類的地球化學(xué)特征及其構(gòu)造意義 747位素資料，將該花崗巖體解體為2個(gè)序列：早石炭世庫(kù)勒薩依序列和早二疊世其那爾薩依序列〔圖1〕，并初步認(rèn)為前者為島弧鈣堿性序列，后者為板內(nèi)堿性序列]。近年來(lái)，筆者對(duì)巖體的地球化學(xué)特征進(jìn)行了研究，并結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景及巖體地質(zhì)特征，對(duì)巖體形成的構(gòu)造環(huán)境進(jìn)行了分析，認(rèn)為早石炭世庫(kù)勒薩依序列形成于島弧環(huán)境，早二疊世其那爾薩依系列那么形成于后造山階段，而非先前認(rèn)為的板內(nèi)環(huán)境。1地質(zhì)概況特克斯達(dá)坂一帶屬中天山地層區(qū)伊寧地層小區(qū)]，大地構(gòu)造歸屬中天山造山帶伊寧地塊]，是古亞洲造山區(qū)的一局部]。圖1特克斯達(dá)坂一帶花崗巖類的分布〔據(jù)參考文獻(xiàn)2]，有修改〕Fig.1GeologicalsketchmapofgranitoidsinTekesiDaban1—第四系；2圖1特克斯達(dá)坂一帶花崗巖類的分布〔據(jù)參考文獻(xiàn)2]，有修改〕Fig.1GeologicalsketchmapofgranitoidsinTekesiDaban1—第四系；2—下侏羅統(tǒng)八道灣組；3—中二疊統(tǒng)曉山薩依組；4—下二疊統(tǒng)烏郎組；5—上石炭統(tǒng)伊什基里克組；6—下石炭統(tǒng)阿克沙克組；7—下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組；8—早二疊世其那爾薩依序列正長(zhǎng)花崗巖；9—早二疊世其那爾薩依序列二長(zhǎng)花崗巖；10—早二疊世其那爾薩依序列花崗閃長(zhǎng)巖；11—早石炭世庫(kù)勒薩依序列花崗閃長(zhǎng)斑巖；12—早石炭世庫(kù)勒薩依序列石英閃長(zhǎng)玢巖；13—正長(zhǎng)花崗巖；14—二長(zhǎng)花崗巖；15—花崗閃長(zhǎng)巖；16—花崗閃長(zhǎng)斑巖；17—石英閃長(zhǎng)玢巖；18—超動(dòng)；19—脈動(dòng)；20—角度不整合；21—斷層；22—同位素年齡〔單位a〕及分析方法

大哈拉軍山組為一套淺海相的中、酸性火山熔巖及火山碎屑巖。熔巖包括流紋巖、英安質(zhì)流紋巖、英安巖和少量安山巖，火山碎屑巖有英安質(zhì)凝灰?guī)r、流紋質(zhì)凝灰?guī)r及流紋質(zhì)火山角礫巖。地球化學(xué)特征顯示其為一套島弧鈣堿性火山巖建造]。阿克沙克組為一套淺海相碳酸鹽巖-碎屑巖建造，主要巖石類型有粉砂質(zhì)灰?guī)r、鈣質(zhì)砂巖夾鈣質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖、鈣質(zhì)砂巖夾數(shù)層厚層狀礫巖和含礫砂巖-粗砂巖，具中—薄層水平層狀構(gòu)造，硅質(zhì)條帶-條紋-條帶、紋層、條帶-紋層結(jié)構(gòu)。該組在區(qū)域上與下伏大哈拉軍山組呈角度不整合接觸]。曉山薩依組超覆不整合于大哈拉軍山組之上，為陸相碎屑巖建造]，主要巖石類型有礫巖、巖屑砂巖〔普遍含礫〕、泥質(zhì)砂巖、砂質(zhì)泥巖、礫巖與泥質(zhì)粉砂巖和砂質(zhì)泥巖互層。其中礫巖礫石為下伏的下二疊統(tǒng)烏郎組，烏郎組為一套雙峰式火山巖]。2個(gè)序列間為超動(dòng)接觸，宏觀上看，庫(kù)勒薩依序列被其那爾薩依序列隔開(kāi)，總體呈捕虜體狀包裹于748 地質(zhì)通報(bào) GEOLOGICALBULLETINOFCHINA 2021年其那爾薩依序列中。露頭見(jiàn)有其那爾薩依序列二長(zhǎng)花崗巖與庫(kù)勒薩依石英閃長(zhǎng)玢巖接觸處呈港灣狀〔圖2〕，在其那爾薩依序列二長(zhǎng)花崗巖中見(jiàn)有庫(kù)勒薩依序列石英閃長(zhǎng)玢巖捕虜體〔圖3〕，其那爾薩依序列正長(zhǎng)花崗巖中見(jiàn)有庫(kù)勒薩依序列花崗閃長(zhǎng)斑巖捕虜體〔圖4〕。另見(jiàn)有庫(kù)勒薩依序列石英閃長(zhǎng)玢巖包裹于其那爾薩依序列正長(zhǎng)花崗巖中〔圖5〕。圖2其那爾薩依序列二長(zhǎng)花崗巖與庫(kù)勒薩依序列石英閃長(zhǎng)玢巖的接觸界線Fig.2Intusivecontactelationshipbetweenquatz-dioiteofKulesayiseiesandadamellit圖2其那爾薩依序列二長(zhǎng)花崗巖與庫(kù)勒薩依序列石英閃長(zhǎng)玢巖的接觸界線Fig.2Intusivecontactelationshipbetweenquatz-dioiteofKulesayiseiesandadamelliteofQinaesayiseies圖3其那爾薩依序列二長(zhǎng)花崗巖中的庫(kù)勒薩依序列石英閃長(zhǎng)玢巖捕虜體Fig.3QuatzdioitexenolithofKulesayiseiesintheadamelliteofQinaesayiseies

閃長(zhǎng)斑巖為肉紅色，斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)為微細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要由板狀、粒狀更—中長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、他形石英及角閃石組成。斑晶為自形和半自形板狀更—中長(zhǎng)石，含量15％～25%。其那爾薩依序列為主巖體，分布面積大。由早到晚可識(shí)別出花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖、正長(zhǎng)花崗巖3類侵入體，從宏觀產(chǎn)狀來(lái)看，花崗閃長(zhǎng)巖被二長(zhǎng)花崗巖和正長(zhǎng)花崗巖侵入，露頭尺度見(jiàn)二長(zhǎng)花崗巖中有正長(zhǎng)花崗巖脈。這3類巖石的總體巖性特征為：顏色均為淺肉紅色—肉紅色，近等?；◢徑Y(jié)構(gòu)和似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石主要由板條狀斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石及他形石英組成。長(zhǎng)石類含量為50%～70%，石英的含量總體在20%～30%之間。斑晶分布不均，為肉紅色鉀長(zhǎng)石，局部含量可達(dá)4%～10%。暗色礦物主要為角閃石和黑云母，除在花崗閃長(zhǎng)巖中含量可達(dá)15%以上外，在其他2類巖石中含量都較低。圖4其那爾薩依序列正長(zhǎng)花崗巖中的庫(kù)勒薩依序列花崗閃長(zhǎng)斑巖捕虜體Fig.4GanodioiticpophyyxenolithofKulesayiseiesinthesyenoganiteofQinaesayiseies圖圖4其那爾薩依序列正長(zhǎng)花崗巖中的庫(kù)勒薩依序列花崗閃長(zhǎng)斑巖捕虜體Fig.4GanodioiticpophyyxenolithofKulesayiseiesinthesyenoganiteofQinaesayiseies圖5庫(kù)勒薩依序列石英閃長(zhǎng)玢巖包裹于其那爾薩依序列正長(zhǎng)花崗巖中Fig.5Intusivecontactelationshipbetweenquatz-dioiteofKulesayiseiesandadamelliteinQinaesayiseies第28卷第6期

楊俊泉等：西天山特克斯達(dá)坂一帶晚古生代花崗巖類的地球化學(xué)特征及其構(gòu)造意義 749鋯石U-Pb法〕，侵入時(shí)代為早二疊世〔年齡樣采集點(diǎn)見(jiàn)圖1〕。2地球化學(xué)特征巖石全分析、稀土元素、微量元素?cái)?shù)據(jù)見(jiàn)表1。從常量元素的特點(diǎn)看，庫(kù)勒薩依序列A/CNK平均值為1，為準(zhǔn)鋁質(zhì)花崗巖；KO/NaO平均值為0.96，總體富鈉；CaO含量平均值為3.14%；Mg#[MgO/(MgO+<FeO>)克分子比值×100]平均值為42.1；〔NaO+KO〕/AlO3平均值為0.6，均小于圖6巖體2巖石分類圖解〔據(jù)參考文獻(xiàn)1]；圖中序號(hào)所示巖性見(jiàn)表1〕圖7其那爾薩依序列SO-堿度圖〔據(jù)參考文獻(xiàn)19]〕g.6－2lassfatondagamofgantodsnekesiDaban g.7SO－R圖6巖體2巖石分類圖解〔據(jù)參考文獻(xiàn)1]；圖中序號(hào)所示巖性見(jiàn)表1〕圖7其那爾薩依序列SO-堿度圖〔據(jù)參考文獻(xiàn)19]〕g.6－2lassfatondagamofgantodsnekesiDaban g.7SO－RdagamofteQnaesayisees圖8特克斯達(dá)坂一帶花崗巖類微量元素蛛網(wǎng)圖g.8aeelementdstbutonpattensofgantodsnekesiDaban

〔圖6〕上，均落在堿性花崗巖區(qū)，SiO-AR圖解〔圖7〕顯示巖體屬堿性序列。在R-R2圖解〔圖6〕上，庫(kù)勒薩依序列花崗巖主要投在英云閃長(zhǎng)巖和花崗閃長(zhǎng)巖過(guò)渡區(qū)，一些樣品投在閃長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)巖和二長(zhǎng)花崗巖區(qū)域，其那爾薩依序列主要投在正長(zhǎng)花崗巖和堿性花崗巖區(qū)域。微量元素地球化學(xué)特征方面，庫(kù)勒薩依序列〔圖8-a〕中大離子親石元素KO、Rb、Ba、Th含量較高，其中Th的標(biāo)準(zhǔn)化豐度值特別高，Sr含量較高，多數(shù)樣品大于450×10，具有高Sr花崗巖的特點(diǎn)。Nb、Ta相對(duì)于相鄰的大離子親石元素發(fā)生弱虧損。與PearceJA的島弧花崗巖的地球化學(xué)特征相吻合。其那爾薩依序列〔圖8-b〕中大離子親石元素K、Rb和Th明顯富集，Ba虧損并具明顯的負(fù)異常，高強(qiáng)場(chǎng)元素Nb、Ta等未發(fā)生虧損，與PearceJA的以薩巴洛表1西天山特克斯達(dá)坂巖基主量元素、稀土元素、微量元素分析結(jié)果表1西天山特克斯達(dá)坂巖基主量元素、稀土元素、微量元素分析結(jié)果Table1Analysisresultsofmajorelement,traceelementandREEofGranitoidsinTekesiDaban注：由宜昌地質(zhì)礦產(chǎn)研究所測(cè)定。主量元素含量%，稀土元素、微量元素含量106。各序號(hào)對(duì)應(yīng)樣號(hào)：1：04-11-Ⅵ-6/1；2：05-11X.W.Y-Ⅶ-3/2；3：04-11-Ⅵ-34/1；4：05-11X.W.Y-XXV-4/1；5：05-11X.W.Y-Ⅶ-3/3；6：05-11X.W.Y-Ⅳ-7/1；7：059-11X.W.Y-Ⅶ-3/1；8：059-11X.W.Y-D1330-1；9：049-11-Ⅵ-78/1；10：049-11-Ⅵ-45/1；11：059-11X.W.Y-XXV-8/1；12：04-11-240；13：04-11-245/1；14：04-11-241/2；15：04-11-244/1；16：04-11-243/1。巖性1310—花崗斑巖24578—花崗閃長(zhǎng)斑巖61112—石英閃長(zhǎng)玢巖131516—正長(zhǎng)花崗巖14—二長(zhǎng)花崗巖第28卷第6期

楊俊泉等：西天山特克斯達(dá)坂一帶晚古生代花崗巖類的地球化學(xué)特征及其構(gòu)造意義 751圖9特克斯達(dá)坂一帶花崗巖類稀土元素配分圖Fg.9圖9特克斯達(dá)坂一帶花崗巖類稀土元素配分圖Fg.9EdstbtonpattensofGantodsnekesiDaban庫(kù)勒薩依序列花崗巖的稀土元素總量為1235.5×10，變化幅度較大，其平均值為91.28×圖10特克斯達(dá)坂一帶花崗巖類-2構(gòu)造環(huán)境判別圖]Fg.10－2dagamofGantodsnekesiDaban10。稀土元素配分曲線〔圖9-a〕可以劃分為2類，一類具有相對(duì)較低的稀土元素總量、相對(duì)較弱的輕重稀土元素分異程度和正Eu異常；另一類那么具相對(duì)較高的稀土元素總量、較為強(qiáng)烈的輕重稀土元素分異程度，Eu異常不明顯。2類稀土元素地球化圖10特克斯達(dá)坂一帶花崗巖類-2構(gòu)造環(huán)境判別圖]Fg.10－2dagamofGantodsnekesiDaban

分曲線，RR2構(gòu)造判別圖解〔圖1Nb圖解〔圖1〕和Rb-(Y+Nb)圖解〔圖12〕均顯示其為造山期的島弧花崗巖，它與大哈拉軍山組火山巖共同組成了巖漿弧，同為古亞洲洋向北俯沖的產(chǎn)物。1∶5萬(wàn)區(qū)調(diào)工程獲得的烏郎組火山巖全巖Rb-Sr等時(shí)線年齡為〔293±3〕Ma。據(jù)吳明仁等]的研究，烏郎組火山巖是造山運(yùn)動(dòng)過(guò)程中松弛階段的產(chǎn)物。本文研究的其那爾薩依序列同位素年齡為291～292Ma]〔黑云母K-Ar法、鋯石U-Pb法〕，為堿性花崗巖，其地球化學(xué)特征表現(xiàn)為：微量元素中大離子親石元素Ba虧損并具明顯的負(fù)異常，高強(qiáng)場(chǎng)元素Nb、Ta等未發(fā)生虧損，稀土元素配分曲線具明顯的負(fù)Eu異常，輕重稀土元素分異程度較低。地球化學(xué)圖解〔圖10至圖12〕顯示其為后造山花崗巖。因而總總量為123.11×106～233.26×10，平均值為11.97×10。稀土元素配分曲線〔圖9-b〕表現(xiàn)為輕重稀土元素分異程度較低、具明顯的負(fù)Eu異常，類似于堿性花崗巖的稀土元素圖譜。此外，庫(kù)勒薩依序列花崗閃長(zhǎng)斑巖的Sr/Sr初始值為0.7054]，具幔源型花崗巖的特征]。3構(gòu)造意義據(jù)筆者參與的1∶5萬(wàn)區(qū)調(diào)工程組的研究，大哈拉軍山組的全巖Rb-Sr等時(shí)線年齡為〔347±3〕Ma，地球化學(xué)特征顯示該組為一套鈣堿性島弧火山巖建造。本文研究的庫(kù)勒薩依序列全巖Rb-Sr等時(shí)線年齡為〔347±3〕Ma]，為鈣堿性花崗巖，相對(duì)虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、Ta，具右傾的稀土元素配752 地質(zhì)通報(bào) GEOLOGICALBULLETINOFCHINA 2021年判斷其那爾薩依序列形成于后造山環(huán)境，它與烏郎組火山巖同為造山運(yùn)動(dòng)過(guò)程中松弛階段的產(chǎn)物。4結(jié)論西天山特克斯達(dá)坂一帶古生代花崗巖類被解體為早石炭世庫(kù)勒薩依序列和早二疊世其那爾薩依序列。該花崗巖類的地球化學(xué)特征為：庫(kù)勒薩依序列A/CNK平均值為1，KO/NaO平均值為0.6，〔NaO+KO〕/AlO3平均值為0.66，里特曼指數(shù)σ圖11特克斯達(dá)坂一帶花崗巖類Y－Nb圖解〔據(jù)參考文獻(xiàn)[22]，圖例同圖10〕g.11Y－NbdagamfGatdsnTekesia圖11特克斯達(dá)坂一帶花崗巖類Y－Nb圖解〔據(jù)參考文獻(xiàn)[22]，圖例同圖10〕g.11Y－NbdagamfGatdsnTekesiaban圖12特克斯達(dá)坂一帶花崗巖類Rb－(YNb)圖解〔據(jù)JPearce，184；后由其修改〕〔圖例同圖10〕g.12Rb－(YNb)dagamfGatdsnTekesiaban

致謝：在寫(xiě)作過(guò)程中得到天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所根底室趙風(fēng)清、劉永順研究員的悉心指導(dǎo)，高永利、龐政甲、張?zhí)炖^、楊高學(xué)同志在資料收集過(guò)程中給予了幫助，在此表示誠(chéng)摯的謝意。參考文獻(xiàn)]新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局.新疆維吾爾自治區(qū)區(qū)域地質(zhì)志[M].北京：地質(zhì)出版社，13.[2]李永軍，龐振甲，欒新東，等.西天山特克斯達(dá)坂花崗巖基的解體及其找礦意義[J].大地構(gòu)造與成礦學(xué)，2007，31〔4〕：435-440.[3]新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局.新疆維吾爾自治區(qū)巖石地層[M].武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，1.[4]成守德，王元龍.新疆大地構(gòu)造演化根本特征[J].新疆地質(zhì)，18，16〔2〕：7-107.[5]成守德，劉朝榮，肖立新.塔里木盆地西部及鄰區(qū)構(gòu)造格局與演化[J].新疆地質(zhì),2002，20〔增刊〕：13-18.[6]李錦軼，王克卓，李亞萍，等.天山山脈地貌特征、地殼組成與地質(zhì)演化[J].地質(zhì)通報(bào),2006，25〔8〕：85-0.[7]張良臣，吳乃元.天山地質(zhì)構(gòu)造及演化史[J].新疆地質(zhì),185，3〔3〕：1-14.[8]隗合明，王全慶，寧晰春.西天山北部大地構(gòu)造背景與成礦關(guān)系及找礦預(yù)測(cè)[J].西安工程學(xué)院學(xué)報(bào),19，21〔4〕：14-18.[]李錦軼，肖序常.對(duì)新疆地殼結(jié)構(gòu)與構(gòu)造演化幾個(gè)問(wèn)題的簡(jiǎn)要評(píng)述[J].地質(zhì)科學(xué)，19，34〔4〕：405-41.[10]任紀(jì)舜，王作勛，陳炳蔚，等.從全球看中國(guó)大地構(gòu)造——中國(guó)及鄰區(qū)大地構(gòu)造圖簡(jiǎn)要說(shuō)明[M].北京:地質(zhì)出版社，1.[11]朱永峰，周晶，宋彪，等.新疆“大哈拉軍山組〞火山巖的形成時(shí)代問(wèn)題及其