中天山东段古生代淡色花岗岩郭召杰2007.pdf

书书书 中天山东段古生代淡色花岗岩的发现及其构造意义 郭召杰韩宝福张志诚邓松涛刘畅 北京大学地球与空间科学学院 造山带和地壳演化教育部重点实验室 北京 收稿 改回 摘要在吐鲁番地区底坎尔南的中天山构造带新发现含电气石和石榴石的淡色花岗岩侵入于富铝泥质片岩系中 锆石年代学分析表明淡色花岗岩的形成不晚于 同时还给出了 的原岩继承锆石年龄 淡色花岗岩的发现及其形成年龄的确定表明中天山在 前具有与陆缘弧背景相似的构造环境并在 前完成碰撞 过程为进一步研究古生代天山构造演化提供了新的证据 关键词天山 古生代 淡色花岗岩 陆缘弧 年龄 中图法分类号 引言 淡色花岗岩 是具有构造指示意义的特征 岩石类型 国内外的研究表明淡色花岗岩 主要形成于造山带中与碰撞过程或者后碰撞阶段地壳深熔 有关 其中以喜马拉雅地区最为典型研究也 最为深入系统 张宏飞等 莫宣学等 侯增谦等 近年来天山乃至中亚造 山带中花岗岩研究取得重要进展初步厘定了不同构造单元 花岗岩的时空规律并提出新疆北部晚古生代花岗岩与后碰 撞阶段地壳垂向生长关系密切 韩宝福等 顾连兴等使得花岗岩的研究 在中亚造山带地壳演化研究中具有重要意义 但天山地区 花岗岩的研究中至今没有关于淡色花岗岩的报道我们在近 年的研究中于中天山东段发现典型的淡色花岗岩并初步确 定了其形成的时限 该发现对天山地区古生代构造演化研 究具有重要意义特发短文报道 岩石学报 本文得到国家重点基础研究规划项目课题 和 国家自然科学基金项目的资助 第一作者简介 郭召杰 年生 教授 主要研究方向 造山带与盆地构造 图 淡色花岗岩的显微照片 电气石正交偏光 石榴石钙铝榴石 单偏光 地质背景与岩石学特征 新发现的淡色花岗岩位于吐鲁番地区底坎尔南侧的中 天山地块中图 中天山南以库米什 红柳河缝合带与塔 里木板块北缘相连郭召杰等 北以阿奇克库 都克 沙泉子断裂为界与北天山觉罗塔格相接 中天山地块主要出露一套前寒武系中深变质岩系 广泛分布于托克逊县桑树园子善鄯以南的沙尔布拉克至 东端哈密地区的尾亚星星峡一带包括星星峡群卡瓦布拉 克群天湖群时代一般认为属于中晚元古代 其中被不同时代的花岗岩侵入顾连兴 等 王德贵等 在底坎尔南的沙尔布拉克地区 中天山主要出露富铝泥质片岩大理岩和少量的斜长角闪岩 构成的变质岩系其中富铝泥质片岩系主要岩石类型包括红 柱石黑云母片岩石榴石红柱石黑云母片岩夕线石黑云母 片岩等 野外发现的淡色花岗岩呈小型岩株状侵入泥质片 岩中露头规模较小只有 左右 岩石为灰白色中粗粒块状构造矿物组成主要有 黑 色长柱状的电气石 左右浅褐色粒状钙铝榴石 片状白云母和石英长石等 电气石在 岩石中的分布不均匀有时呈条带状颗粒最大有 长多在 以下 镜下观察电气石以典型的蓝绿色多色 性为特征图 岩石没有明显的后期变形和蚀变 岩石 化学分析结果是 为 为 为 为 为 为 为 为 为 为 上述岩石组合和地球化学特征与 其他地区典型淡色花岗岩相似 图 中天山东段地质略图 新生界 中生界 石炭系二叠系 志留系泥盆系 寒 武系奥陶系 前寒武系 花岗岩 蛇绿岩 断层 地质 界线 缝合带 采样点 淡色花岗岩的锆石 年龄 锆石分选在廊坊河北省区域地质调查研究院进行将原 岩样品破碎至 左右先用磁法和重液分选然后在双 目显微镜下手工挑选 将挑选后具有代表性的锆石颗粒粘 在直径为 环氧树胶上然后抛光镀金 测试前在北 京大学造山带与地壳演化实验室和北京大学电子显微镜室 进行了光学和阴极发光 照相图 岩石学报 图 淡色花岗岩中锆石光学照片 和阴极发光 图像 锆石 定年在北京离子探针中心完成分析 条件和流程同 和宋彪等 测定 的 比值用澳大利亚的 进行校正 在测试过程中每测定 个标准 样品点后测定 个未知样品点 普通 校正采用 校 正假设 年龄一致加权平均年龄计 算使用 软件 其置信度为 在整 个数据处理过程中年龄计算使用的衰变常数同样依据 测试数据见表 表 淡色花岗岩锆石 分析数据 相对 误差 说明 和 分别指普通铅和放射成因铅普通 校正采用 校正 郭召杰等 中天山东段古生代淡色花岗岩的发现及其构造意义 从锆石的光学照片和 影像中图 可以发现样 品中锆石主要有 类 一类是深色较自形的锆石从 图 像仍可以看出其生长环带 另一类是有浑圆外形近乎透明 的锆石具有较典型的岩浆锆石环带 从本次测定结果看年龄点较为分散 有浑圆外形透 明的锆石含量较低在 以下 年龄 在 之间应是原岩继承锆石 暗色锆石自形较 好含量非常高可达 以上其 年龄 主要分布于 间 图 从锆石 年龄谐和 图上可以看出多数颗粒不在谐和线上 究其原因可能因 其较高 含量后期放射性衰变过程在锆石颗粒中留下密集 的裂纹图 导致不同程度的 丢失有关 将分布相对 集中的几个深色颗粒锆石重新处理得到 统计年 龄为 图 我们认为这一年龄给出了该淡 色花岗岩形成的上限年龄即该淡色花岗岩的形成不晚于 图 锆石 谐和图 和局部放大 中天山古生代淡色花岗岩发现的构造 意义 近几年来随着新的研究资料的积累对中天山构造属性 的认识引起更广泛的关注 多数意见认为星星峡 喀拉塔格 是具有古陆壳基底的陆缘弧 邓松涛等 李锦轶等但对其形成时限与背景却有不同的 认识肖文交等 高俊等 近年虽然在中天山 东段新获得不少花岗岩的可靠同位素年龄顾连兴等 王德贵等 孙桂华等但并没有系统厘定中天 山岛弧岩浆活动规律 淡色花岗岩是具有特征指示意义的一类岩石在全球主 要造山带中均有发现 如伴随印度 欧亚大陆碰撞在高喜马 拉雅形成的淡色花岗岩带岩体普遍含有白云母和电气石等 富铝矿物它们的形成时代稍晚于主碰撞时间与高温低压 区域变质作用的时代几乎相同莫宣学等 张宏飞等 在欧洲海西造山带的比利牛斯 山脉淡色花岗岩是海西造山作用晚期阶段的产物 中天山淡色花岗岩的发现以及与广泛出露的 高温变质岩系共生的密切关系表明中天山东段应是碰撞或 者后碰撞相关的高温低压区域变质构造背景 新获得的淡色花岗岩年代学资料表明其形成不晚于 这为进一步研究东天山构造演化历史提供了新的证 据 事实上已有的资料也表明中天山东段岛弧活动主要在 早古生代至晚古生代早期如新疆甘肃交界的红柳河蛇绿 岩在 前已经侵位郭召杰等库米什 榆树构高 压麻粒岩形成时间为 左右周鼎武等距淡色 花岗岩露头不远的接触交代型铁矿形成于 前后邓松 涛等中天山东段哈密小盐池北二长闪长岩的时代被 确定为 王德贵等 目前得到的淡色花岗岩形 成年龄比上述岩浆弧和碰撞年龄稍晚与其他地区淡色花岗 岩的形成背景也是一致的 综上所述中天山东段发育典型淡色花岗岩其形成时 代不晚于 标志着东天山相关的碰撞构造至少在 前已经完成 但是关于中天山淡色花岗岩的规模和 分布状况以及淡色花岗岩的精确时限成岩过程与条件及 其大地构造意义还需要开展进一步的研究工作 致谢北京离子探针中心宋彪研究员石玉若研究员等在 测年工作中给予大力支持岩石学鉴定得到北京大 学刘树文教授的帮助成文后蒙莫宣学教授王涛研究员宋 彪研究员提出了中肯的修改意见在此一并表示感谢 岩石学报