西準(zhǔn)噶爾成礦帶晚古生代花崗巖類巖漿活動(dòng)及其構(gòu)造意義

黃鵬輝， 陳宣華， 王志宏， 葉寶瑩， 李學(xué)智， 楊 屹

（1.北京市地質(zhì)工程設(shè)計(jì)研究院， 北京 101500； 2.中國地質(zhì)科學(xué)院， 北京 100037； 3.中國地質(zhì)大學(xué)（北京），北京100083； 4.新疆地質(zhì)調(diào)查院， 新疆 烏魯木齊 830000）

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西準(zhǔn)噶爾成礦帶晚古生代花崗巖類巖漿活動(dòng)及其構(gòu)造意義

黃鵬輝1， 陳宣華2*， 王志宏2， 葉寶瑩3， 李學(xué)智4， 楊 屹4

（1.北京市地質(zhì)工程設(shè)計(jì)研究院， 北京 101500； 2.中國地質(zhì)科學(xué)院， 北京 100037； 3.中國地質(zhì)大學(xué)（北京），北京100083； 4.新疆地質(zhì)調(diào)查院， 新疆 烏魯木齊 830000）

摘 要：中亞造山帶是晚古生代地殼顯著生長與大規(guī)模成礦的重要地區(qū)。本文采集了中亞造山帶西部的西準(zhǔn)噶爾成礦帶哈圖-別魯阿嘎希及其附近地區(qū)11個(gè)巖體共33件花崗巖類樣品， 對其開展了巖石地球化學(xué)與同位素示蹤等研究， 厘定了該地區(qū)晚古生代巖漿活動(dòng)的特點(diǎn)與大地構(gòu)造環(huán)境， 并與哈薩克斯坦境內(nèi)的巴爾喀什成礦帶晚古生代巖漿活動(dòng)進(jìn)行了對比。研究表明， 哈圖地區(qū)晚石炭世花崗巖類主要為后碰撞伸展構(gòu)造環(huán)境的A型花崗巖類， 別魯阿嘎希等地區(qū)存在洋內(nèi)俯沖與島弧環(huán)境的埃達(dá)克巖， 顯示了西準(zhǔn)噶爾晚古生代構(gòu)造環(huán)境時(shí)空變化的復(fù)雜性。該地區(qū)花崗巖類εNd（t）值較高（+4.62～+7.53）、εSr（t）值為（-57.61～+18.21），具有中亞造山帶花崗巖類的共同特征， 為古生代增生的新生陸殼， 其源區(qū)與虧損地幔組分具有親緣關(guān)系， 這與巴爾喀什成礦帶東段的花崗巖類具有一致性?；◢弾r的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb比值范圍分別為18.2776～19.1677、15.5260～15.5796和38.2080～39.0821， 為造山帶花崗巖類。

關(guān)鍵詞：西準(zhǔn)噶爾； 晚古生代； 花崗巖類； 中亞造山帶

項(xiàng)目資助： 國家科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目暨國家305項(xiàng)目（2007BAB25B02）、中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目（1212011120184）和國家深部探測技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究專項(xiàng)（SinoProbe-08）聯(lián)合資助。

0　引 言

我國新疆北部的西準(zhǔn)噶爾成礦帶（圖1）， 是中亞成礦域（涂光熾， 1999）西部巴爾喀什成礦帶的東延部分， 是一個(gè)重要的晚古生代構(gòu)造-巖漿-成礦帶（陳宣華等， 2011a； Shen et al.， 2013； Chen et al.， 2014）。中亞成礦域也被稱為中亞造山帶， 是西伯利亞板塊與塔里木-中朝板塊之間受古亞洲洋演化控制的一個(gè)廣泛的古生代構(gòu)造-巖漿-成礦帶（肖文交等， 2008）。中亞成礦域西部經(jīng)歷了古生代古亞洲洋多階段俯沖、地殼增生和側(cè)向生長的造山歷史（Hong et al.， 2004； Yakubchuk， 2004， 2008； Windley et al.， 2007；Xiao et al.， 2008， 2009， 2010； Kr?ner et al.， 2014）和活動(dòng)大陸邊緣構(gòu)造-巖漿-成礦作用的演化過程（Heinhorst et al.， 2000）。同時(shí)， 中亞成礦域是以烏拉爾-天山左行走滑斷裂系統(tǒng)（UTSFS， 即扎拉伊爾-奈曼-肯德喀塔-康古爾塔格深斷裂系統(tǒng)）為邊界、由于西伯利亞等地塊旋轉(zhuǎn)和彎曲造山而形成的多核成礦系統(tǒng)， 并受到中、新生代NW向大型右行走滑斷裂構(gòu)造體系的改造（Yakubchuk， 2004， 2008； Xiao et al.， 2010； 陳宣華等，2010， 2011a； Pirajno et al.， 2011）。此外， 該地區(qū)還可能受到二疊紀(jì)塔里木大火成巖省或地幔柱的影響（Pirajno et al.， 2011）。從晚三疊世到白堊紀(jì)， 準(zhǔn)噶爾盆地西北緣和東北緣分別受到來自NW和NE向的擠壓作用， 形成基底卷入的疊瓦狀逆沖斷層系（陳宣華等，2011a， 2015； 王學(xué)斌等， 2014； 孫文軍等， 2014）。由于深源鎂鐵質(zhì)巖體的存在， 克拉瑪依一帶的西準(zhǔn)噶爾也是區(qū)域重力高異常分布的地區(qū)（王凱等， 2015）。

圖1　西準(zhǔn)噶爾成礦帶地質(zhì)構(gòu)造簡圖（a， 據(jù)陳宣華等， 2011a修改）和A-B地質(zhì)構(gòu)造剖面圖（b）Fig.1 Sketched geological map and A-B profile of the West Junggar Metallogenic Belt

前人對西準(zhǔn)噶爾晚古生代花崗巖類進(jìn)行了大量的年代學(xué)和地球化學(xué)研究， 并對其構(gòu)造環(huán)境提出了一些不同的認(rèn)識。本文采集了西準(zhǔn)噶爾成礦帶中達(dá)拉布特?cái)嗔押同斠览諗嗔阎g及其附近的廟爾溝-哈圖-鐵廠溝地區(qū)花崗巖類巖基和小巖株樣品共33件（圖2）， 包括廟爾溝、阿克巴斯套、哈圖、鐵廠溝、塔爾根、雅瑪圖西南、布爾克斯臺、鴿子洞、別魯阿嘎希和寶貝等11個(gè)巖體（巖脈）， 主要為花崗巖、花崗閃長巖和少量的二長巖、石英二長巖、閃長巖。對其進(jìn)行了巖石地球化學(xué)和同位素示蹤研究， 進(jìn)一步探討了該地區(qū)晚古生代構(gòu)造-巖漿活動(dòng)的地球動(dòng)力學(xué)背景及大陸地殼的生長模式。

1　區(qū)域地質(zhì)概況

中亞成礦域西部發(fā)育了大規(guī)模的斑巖銅礦成礦帶、矽卡巖型銅-多金屬礦床和云英巖-石英脈型鎢-鉬礦床， 產(chǎn)出有科翁臘德、阿克斗卡和包古圖等大型-超大型斑巖銅礦、薩亞克大型矽卡巖型銅礦床和東科翁臘德等鎢-鉬礦床， 它們的形成均與花崗巖類巖漿活動(dòng)有關(guān)（陳宣華等， 2010， 2012a， 2012b，2013； Shen et al.， 2013； Chen et al.， 2014）?；◢弾r類也是探索地殼深部化學(xué)地球動(dòng)力學(xué)的窗口， 對研究由于殼-幔相互作用而引起的大陸地殼生長與演化具有重要指示意義（鄧晉福等， 2004； 莫宣學(xué)等， 2007；陳宣華等， 2011b）。中亞成礦域及西準(zhǔn)噶爾成礦帶廣泛發(fā)育晚古生代正εNd值花崗巖類， 顯示了由上地幔新生物質(zhì)加入的顯生宙大陸地殼生長， 因而與世界其他地區(qū)地殼的顯生宙花崗巖形成鮮明對比（Han et al.， 1997， 1999； 洪大衛(wèi)等， 2003； Chen and Jahn，2004； Chen and Arakawa， 2005； 劉剛等， 2012； 陳宣華等， 2013）。

西準(zhǔn)噶爾成礦帶位于中亞造山帶的西部、哈薩克斯坦馬蹄形構(gòu)造的東側(cè)， 是中亞成礦域核心地區(qū)之一——環(huán)巴爾喀什成礦帶的一部分（圖1）。它夾持在天山斷裂系統(tǒng)與額爾齊斯斷裂之間， 其北側(cè)為博什庫爾-成吉思-謝米斯臺晚志留世-早泥盆世火山巖漿弧帶（王章棋等， 2014）。西準(zhǔn)噶爾成礦帶發(fā)育NE向多米諾式走滑斷裂構(gòu)造體系， 由東南向北西依次分布著NE向的達(dá)拉布特?cái)嗔选昌R斷裂、哈圖斷裂、瑪依勒斷裂和巴爾魯克斷裂等左行走滑斷裂，沿主要斷裂帶出露多條蛇綠混雜巖帶， 斷裂之間分布有大量的晚古生代中酸性侵入巖（Chen and Jahn，2004； Chen and Arakawa， 2005； 徐新等， 2006； 韓寶福等， 2006； 蘇玉平等， 2006； Windley et al.， 2007；Zhou et al.， 2008； Geng et al.， 2009； 陳家富等， 2010；陳宣華等， 2011a， 2015； 魏永明等， 2015）。右行走滑的成吉思-準(zhǔn)噶爾斷裂構(gòu)成了聯(lián)系巴爾喀什與西準(zhǔn)噶爾的紐帶（陳宣華等， 2010； Zhao and He， 2013）。區(qū)內(nèi)出露的早古生代變質(zhì)地體主要由蛇綠混雜堆積和復(fù)理石建造組成， 其上不整合覆蓋晚古生代（主要為石炭系）巨厚的火山-碎屑沉積建造（Zhu et al.，2013）。目前已在西準(zhǔn)噶爾成礦帶發(fā)現(xiàn)包古圖斑巖型銅礦床、哈圖金礦床（造山帶型金礦）和薩爾托海鉻鐵礦床（與蛇綠巖有關(guān)）， 以及吐克吐克銅礦床、宏遠(yuǎn)銅鉬礦床、紅山銅礦床和石英脈-云英巖型蘇云河鉬礦床等（李永軍等， 2012； Shen et al.， 2013）。

西準(zhǔn)噶爾達(dá)拉布特-包古圖地區(qū)出露兩類中酸性侵入巖: 一類為達(dá)拉布特?cái)嗔褨|南側(cè)包古圖地區(qū)以小巖株或巖脈形式出露的晚海西期中酸性小斑巖體（圖2）， 主要為石英閃長斑巖、閃長玢巖和花崗閃長斑巖等， 年齡集中在332～310 Ma（唐功建等， 2009；申萍和沈遠(yuǎn)超， 2010； 申萍等， 2010； 魏少妮等， 2011；Shen et al.， 2012）， 具有埃達(dá)克巖特征， 與銅金礦化關(guān)系密切， 賦存有包古圖斑巖銅礦等（張連昌等，2006； 唐功建等， 2009； 申萍等， 2009； Geng et al.，2009； Tang et al.， 2010a， 2010b）。其形成環(huán)境， 可能為洋內(nèi)俯沖的島弧環(huán)境（張連昌等， 2006； 唐功建等，2009）、石炭紀(jì)洋脊俯沖或板片窗構(gòu)造環(huán)境（唐功建等，2009； Geng et al.， 2009； Tang et al.， 2010 a， 2010b；張繼恩等， 2010）， 或者為不成熟島弧環(huán)境（申萍和沈遠(yuǎn)超， 2010）。洋脊俯沖的時(shí)代可能晚于早石炭世（331～344 Ma）火山噴發(fā)（Geng et al.， 2011）， 而與晚海西期中酸性小斑巖體的侵入時(shí)間相一致。

另一類巖體為晚海西期花崗巖類巖基， 分布在達(dá)拉布特?cái)嗔训膬蓚?cè)， 包括廟爾溝、阿克巴斯套、哈圖、鐵廠溝、克拉瑪依、紅山和K956（夏爾莆）等巖體（圖2）， 以A型堿長花崗巖為主（韓寶福等， 2006；蘇玉平等， 2006； Zhou et al.， 2008）， 為一條富堿火成巖帶， 可能為后碰撞巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物（韓寶福等，2006； 蘇玉平等， 2006； 陳家富等， 2010）， 具有殼幔巖漿混合成因（李永軍等， 2013）。前人測定各個(gè)巖體均有一定的年齡分布， 分散在327～287 Ma之間， 高峰期年齡在308～296 Ma（韓寶福等， 2006； 蘇玉平等，2006； 徐新等， 2006； 高山林等， 2006； 陳石和郭召杰，2010； 宋彪等， 2011； 賀敬博和陳斌， 2011； 李永軍等，2012； 尚兆聰?shù)龋?2012； 馮乾文等， 2012a， 2012b）。

2　分析方法和分析結(jié)果

2.1分析方法

將新鮮巖石碎成200目以下的粉末用于化學(xué)成分分析。巖石地球化學(xué)分析在中國地質(zhì)科學(xué)院國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心完成。主量測試采用X-熒光光譜法（XRF）， 測試儀器為3080E型X-熒光光譜儀， 其中FeO采用容量滴定法。微量和稀土元素檢測儀器為Excell型等離子質(zhì)譜（ICP-MS）。分析結(jié)果見表1和表2。

Sr、Nd、Pb同位素分析由國土資源部同位素地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。Sr同位素分析采用MAT262固體同位素質(zhì)譜計(jì)， 電離帶用Re帶， 蒸發(fā)帶用Ta帶，標(biāo)準(zhǔn)測定結(jié)果為SRM987 SrCO387Sr/86Sr=0.710247± 12（2σ）， 同位素質(zhì)量分餾采用88Sr/86Sr=8.37521校正。Nd同位素分析采用Nu Plasam HR MC ICP-MS，DSN-100膜去溶， 標(biāo)準(zhǔn)測定結(jié)果為JMC Nd2O3143Nd/144Nd=0.511125±10（2σ）， 同位素質(zhì)量分餾采用146Nd/144Nd=0.721900校正（何學(xué)賢等， 2007）。Pb同位素比值用多接收器等離子體質(zhì)譜儀（MC-ICP MS）Nu Plasma HR測定， 質(zhì)量分餾以Tl同位素外標(biāo)校正（何學(xué)賢等， 2007）。

2.2主量、微量元素分析結(jié)果

本次采集的西準(zhǔn)噶爾哈圖-別魯阿嘎希地區(qū)花崗巖類樣品主要為花崗巖、花崗閃長巖和少量的二長巖、石英二長巖、閃長巖（圖3a）。在A/NK-A/CNK圖解（圖3b）中， 布爾克斯臺、寶貝西、鴿子洞、別魯阿嘎希巖體花崗巖類處在準(zhǔn)鋁質(zhì)范圍， 塔爾根、雅瑪圖西南、寶貝、鐵廠溝巖體花崗巖類處在過鋁質(zhì)范圍， 廟爾溝、哈圖、阿克巴斯套巖體花崗巖類處在準(zhǔn)鋁質(zhì)和過鋁質(zhì)范圍。所有花崗巖類樣品均處在I型花崗巖一側(cè)， 其中大多數(shù)處在準(zhǔn)噶爾A型花崗巖的范圍內(nèi)。在K2O-SiO2圖解（圖3c）中， 樣品主要處在高鉀鈣堿性系列， 其中哈圖、別魯阿嘎希巖體出現(xiàn)中鉀鈣堿性系列巖石。

樣品的稀土元素配分模式為輕稀土富集型（圖4），大部分樣品具明顯的Eu負(fù)異常， 部分樣品Eu負(fù)異常不明顯（其中別魯阿嘎希巖體有少量為弱Eu正異常），稀土總量（ΣREE）變化范圍為59.3×10-6～262.14×10-6， LREE/HREE=1.08～12.65， （La/Yb）N=0.39～9.64， （La/Sm）N= 0.52～4.05， （Gd/Yb）N=0.33～1.93， δCe= 0.80～1.14， δEu= 0.02～1.06。

該地區(qū)花崗巖類微量元素Rb的含量范圍為45.8×10-6～780×10-6， 平均為114×10-6， 低于世界上花崗巖中Rb含量的平均值150×10-6。巖石中K/Rb比值范圍為41.6～653， 平均為368， 高于世界花崗巖的平均比值～230。Rb/Sr比值范圍為0.11～151， 平均為7.11。

表1　西準(zhǔn)噶爾地區(qū)花崗巖類主量元素（%）分析數(shù)據(jù)Table 1 Major element compositions （%） of granitoids from West Junggar

表2　西準(zhǔn)噶爾地區(qū)花崗巖類稀土與微量元素（×10-6）分析數(shù)據(jù)Table 2 Rare earth and trace element （×10-6） concentrations of granitoids from West Junggar

2.3Sr、Nd、Pb同位素分析結(jié)果

花崗巖類Sr-Nd和Pb同位素分析數(shù)據(jù)分別見表3和表4。根據(jù)巖石形成時(shí)間（前人測定值和估計(jì)值；具體見圖2及其參考文獻(xiàn)）， 計(jì)算全巖的Sr、Nd、Pb同位素初始（t）值。根據(jù)分析數(shù)據(jù)計(jì)算得到花崗巖類87Sr/86Sr（i）=0.700087～0.705458， εSr（t）= -57.61～18.21，εNd（t）=4.62～7.53； 花崗巖類t2DM（二階段模式年齡）為0.448～0.694 Ga。

3　構(gòu)造環(huán)境判別與同位素示蹤

3.1構(gòu)造環(huán)境判別

圖3　西準(zhǔn)噶爾成礦帶花崗巖類分類圖解Fig.3 Classification diagrams of granitoids from the West Junggar Metallogenic Belt

圖4　西準(zhǔn)噶爾成礦帶花崗巖類REE配分模式圖Fig.4 Chondrite-normalized REE patterns of granitoids from the West Junggar Metallogenic Belt

西準(zhǔn)噶爾成礦帶哈圖-別魯阿嘎希地區(qū)晚古生代花崗巖類形成的時(shí)間主要在石炭紀(jì)-二疊紀(jì)（見圖2及其引用的文獻(xiàn)）， 處在大洋板塊及其邊緣的構(gòu)造環(huán)境， 具有海陸交互的特征， 物質(zhì)來源較大陸地區(qū)略簡單。因此， 應(yīng)用地球化學(xué)圖解進(jìn)行該地區(qū)花崗巖類的構(gòu)造環(huán)境判別是可行的。

從K2O-SiO2圖解（圖5a）可以看出， 分析的西準(zhǔn)噶爾花崗巖類樣品中基本不存在大洋斜長花崗巖（OP）。結(jié)合Al2O3-SiO2圖解、FeOT/（FeOT+MgO）-SiO2圖解、（Al2O3-Na2O-K2O）-FeOT-MgO三角圖解和（Al2O3-Na2O-K2O）-（FeOT+MgO）-CaO三角圖解（圖5b、c、d、e）， 布爾克斯臺、寶貝西、鴿子洞、別魯阿嘎希巖體花崗巖類投點(diǎn)大部分落在IAG+CAG+ CCG區(qū)域（即島?。箨懟。箨懪鲎不◢弾r類），塔爾根、雅瑪圖西南、廟爾溝、哈圖、阿克巴斯套、寶貝金礦、鐵廠溝巖體花崗巖類主要落在POG（后造山花崗巖類）區(qū)域。微量元素構(gòu)造環(huán)境判別圖解（圖6）顯示， 本區(qū)花崗巖類大部分處在火山弧花崗巖（VAG）區(qū)域內(nèi)， 部分處在與板內(nèi)花崗巖（WPG）區(qū)域的交界附近。它們中有相當(dāng)一部分應(yīng)屬于后碰撞花崗巖類（圖6c）， Y/Nb值顯示具有A2型花崗巖特征（賈小輝等， 2009）。

前人研究指出， 典型埃達(dá)克巖具有如下地球化學(xué)特征: SiO2≥56%， 高鋁（Al2O3≥15%）， MgO＜3%（很少＞6%）， 貧Y和Yb（Y≤18 μg/g， Yb≤1.9 μg/g），Sr含量高（＞400 μg/g）， LREE富集， 無Eu異常（或有輕微的負(fù)Eu異常），87Sr/86Sr比值＜0.704， εNd＞0（張旗等， 2002）。對照典型埃達(dá)克巖的地球化學(xué)特征， 本文對西準(zhǔn)噶爾成礦帶哈圖-別魯阿嘎?；◢弾r類進(jìn)行了區(qū)分。其中， 別魯阿嘎希巖體花崗閃長巖（327.3 Ma）和英云閃長玢巖樣品（308.7 Ma）， 其SiO2＞56%，Al2O3＞或接近15%， MgO＜或接近3%， Na2O＞3.5%，Sr＞225 μg/g， Y＜18 μg/g， Yb＜1.9 μg/g， δEu為0.60 ～1.06（一個(gè)樣品具負(fù)Eu異常，其他樣品Eu異常不明顯）， 具正Sr異常， Sr/Y＞17.72， La/Yb為～13.7（小于20）， 基本可以滿足埃達(dá)克巖（Adakite）的判別條件， 屬于埃達(dá)克巖， 并可能有向經(jīng)典的島弧花崗巖類過渡的趨勢。其他花崗巖巖體的Yb＞1.9×10-6， 不滿足埃達(dá)克巖的判別條件， 可能不屬于埃達(dá)克巖，而屬于經(jīng)典的島弧花崗巖類及其他。

表3　西準(zhǔn)噶爾地區(qū)花崗巖類Sr-Nd同位素分析數(shù)據(jù)Table 3 Sr-Nd isotopic compositions of granitoids from West Junggar

表4　西準(zhǔn)噶爾地區(qū)花崗巖類Pb同位素分析數(shù)據(jù)Table 4 Pb isotopic compositions of granitoids from West Junggar

圖5　西準(zhǔn)噶爾成礦帶花崗巖類構(gòu)造環(huán)境判別（據(jù)Maniar and Piccoli， 1989）Fig.5 Tectonic setting discrimination diagrams of granitoids from the West Junggar Metallogenic Belt

3.2同位素示蹤

圖6　西準(zhǔn)噶爾成礦帶花崗巖類微量元素構(gòu)造環(huán)境判別圖解（據(jù)Pearce et al.， 1984）Fig.6 Trace element tectonic setting discrimination diagrams of granitoids from the West Junggar Metallogenic Belt

根據(jù)207Pb/204Pb（t）-206Pb/204Pb（t）同位素相關(guān)圖解，西準(zhǔn)噶爾哈圖-別魯阿嘎希地區(qū)花崗巖類樣品主要投在EMII與PREMA之間； 它們與巴爾喀什花崗巖類一起， 都處在前人給出的新疆北部天山、阿爾泰和東、西準(zhǔn)噶爾花崗巖類范圍之內(nèi)（圖7； 韓寶福等，1998）， 顯示了中亞成礦域花崗巖類的親緣性。在εNd（t）-εSr（t）圖解中（圖8）， 哈圖-別魯阿嘎希地區(qū)晚古生代花崗巖類處在虧損地幔組分（DMC）附近， 與巴爾喀什東部（巴爾喀什中央斷裂以東）花崗巖類相一致； 顯示了虧損地幔端元特征， 地殼端元混入的比率非常少， 為造山帶花崗巖類， 具有從幔型（M型）花崗巖類演化而來的特征。這一特征反映了西準(zhǔn)噶爾地區(qū)與巴爾喀什成礦帶東部地區(qū)相一致， 可能是以早古生代期間形成的洋殼和島弧建造組成的年輕地殼為主（圖9）。與準(zhǔn)噶爾盆地一起， 該地區(qū)很可能不具有前寒武紀(jì)古老陸殼基底； 古老地殼即使有，也是非常有限的。這與張雷等（2015）根據(jù)石炭系碎屑鋯石年齡反映西準(zhǔn)噶爾地區(qū)不存在前寒武紀(jì)結(jié)晶基底的結(jié)論相一致。

4　討 論

古生代地殼雙向增生的過程及動(dòng)力學(xué)背景是研究新疆北部構(gòu)造演化與成礦作用的關(guān)鍵。大陸地殼一般可以分成地幔來源的新生地殼（具有正εNd值）和至少有部分古老地殼來源的進(jìn)化地殼（具有負(fù)εNd值）（Bowring and Housh， 1995）。包括新疆北部西準(zhǔn)噶爾地區(qū)在內(nèi)的中亞造山帶， 從早古生代以來可能就是地球上大陸地殼生長最顯著的地帶（Jahn et al.，2000a， 2000b； 洪大衛(wèi)， 2003）。古生代-中生代花崗巖類Sm-Nd同位素研究表明， 中亞造山帶發(fā)育大規(guī)模正εNd值花崗巖， 并且隨著時(shí)代逐漸變新， 花崗巖的

圖7　西準(zhǔn)噶爾成礦帶花崗巖類207Pb/204Pb（t）-206Pb/204Pb（t）關(guān)系圖解Fig.7207Pb/204Pb（t） vs.206Pb/204Pb（t） diagram for granitoids from the West Junggar Metallogenic Belt

圖8　西準(zhǔn)噶爾成礦帶花崗巖類εNd（t）-εSr（t）圖解Fig.8 εNd（t） vs. εSr（t） diagram for granitoids from the West Junggar Metallogenic Belt

εNd值逐漸降低（Jahn et al.， 2000a， 2000b）。上地幔來源的新生物質(zhì)在中亞造山帶顯生宙花崗巖的來源中占壓倒優(yōu)勢， 大量的地幔源物質(zhì)通過花崗巖定位到陸殼中， 導(dǎo)致新生陸殼的大規(guī)模生長， 一直延續(xù)到晚古生代及之后的后碰撞階段（涂光熾， 1999； 肖序常等， 2002； 韓寶福等， 2006）。

圖9　西準(zhǔn)噶爾成礦帶花崗巖類εNd（t）與侵入時(shí)代的關(guān)系圖解Fig.9 εNd（t） vs. age diagram for granitoids from the West Junggar Metallogenic Belt

西準(zhǔn)噶爾在志留紀(jì)-石炭紀(jì)可能處在洋內(nèi)弧演化階段（楊高學(xué)等， 2012）。蘇玉平等（2006）認(rèn)為， 達(dá)拉布特洋殼從中泥盆世開始不斷向南北兩側(cè)的大陸板塊下俯沖， 而在石炭紀(jì)末， 大洋基本消減殆盡， 導(dǎo)致島弧和小洋盆強(qiáng)烈擠壓碰撞關(guān)閉， 之后出現(xiàn)一個(gè)以擠壓結(jié)束、伸展開始為特征的動(dòng)力學(xué)演化階段。王京彬和徐新（2006）將新疆北部后碰撞階段的主要時(shí)限厘定為石炭紀(jì)-二疊紀(jì)， 同時(shí)認(rèn)為后碰撞階段的伸展期和擠壓伸展轉(zhuǎn)變期是新疆北部地區(qū)大規(guī)模成礦的高峰期。Chen and Arakawa （2005）和韓寶福等（2006）認(rèn)為， 后碰撞巖漿活動(dòng)是導(dǎo)致中亞造山帶晚古生代大陸地殼垂向生長的重要機(jī)制， 而西準(zhǔn)噶爾是后碰撞大陸地殼垂向生長記錄最典型的地區(qū)之一。高睿等（2013）認(rèn)為， 西準(zhǔn)噶爾在泥盆紀(jì)為洋盆體系， 早石炭世俯沖-碰撞過程結(jié)束， 晚石炭世-早二疊世為后碰撞環(huán)境， 中晚二疊世為板內(nèi)環(huán)境。尹繼元等（2011）認(rèn)為， 西準(zhǔn)噶爾直到早二疊世早期（290 Ma）仍有殘余洋盆存在， 并可能存在相關(guān)的俯沖活動(dòng)；不過， 根據(jù)尹繼元等（2012）給出的別魯阿嘎?；◢弾r體的Ar-Ar冷卻年齡（292±3 Ma）， 早二疊世該殘余洋盆可能已經(jīng)不復(fù)存在。290 Ma之后， 西準(zhǔn)噶爾進(jìn)入后碰撞的走滑斷裂發(fā)育階段。在東準(zhǔn)噶爾地區(qū)，準(zhǔn)噶爾古洋盆最終閉合的時(shí)間可能介于320～311 Ma之間。阿爾泰造山帶南緣從～311 Ma開始進(jìn)入后碰撞時(shí)代（沈曉明等， 2013； 張峰等， 2014）， 284～277 Ma期間發(fā)育額爾齊斯斷裂帶的韌性剪切變形（楊富全等，2013）。本文研究表明， 哈圖-別魯阿嘎希地區(qū)花崗巖類巖體εNd（t）值均較高， 具有虧損地幔組分特征， 為古生代新生地殼（圖8）， 反映了中亞造山帶西部西準(zhǔn)噶爾成礦帶早古生代以來的新生大陸地殼的生長。在晚古生代， 別魯阿嘎希地區(qū)仍有具埃達(dá)克巖特征的I型花崗巖侵入， 說明可能還存在洋殼板片俯沖的構(gòu)造環(huán)境。由此說明， 晚古生代石炭紀(jì)晚期， 西準(zhǔn)噶爾地區(qū)構(gòu)造環(huán)境比較復(fù)雜， 即有后碰撞花崗巖類（如A2型花崗巖； 賈小輝等， 2009）產(chǎn)出的環(huán)境， 也有未完全關(guān)閉的小洋盆俯沖環(huán)境的存在（如尹繼元等，2011）。推測西準(zhǔn)噶爾整體進(jìn)入后碰撞構(gòu)造環(huán)境的時(shí)限為二疊紀(jì)， 可能與巴爾喀什成礦帶在二疊紀(jì)整體進(jìn)入后碰撞巖漿活動(dòng)階段相一致（陳宣華等， 2013；Chen et al.， 2014， 2015）。

在哈薩克斯坦境內(nèi)， 以巴爾喀什中央斷裂為界，巴爾喀什成礦帶東部與西部的晚古生代花崗巖類具有不同的特征（劉剛等， 2012； 陳宣華等， 2013）。本文研究的西準(zhǔn)噶爾哈圖-別魯阿嘎希地區(qū)花崗巖類， 具有與巴爾喀什成礦帶東部薩亞克-阿克斗卡地區(qū)晚古生代花崗巖類類似的高εNd（t）值特征， 源區(qū)物質(zhì)以幔源為主， 而極少古老地殼基底物質(zhì)的加入。此外， 根據(jù)成吉思-準(zhǔn)噶爾斷裂右行走滑斷距（～100 km）等地質(zhì)構(gòu)造關(guān)系推測（陳宣華等， 2011a，2013； Chen et al.， 2014， 2015）， 西準(zhǔn)噶爾成礦帶可能與哈薩克斯坦境內(nèi)的巴爾喀什成礦帶在晚古生代相連， 為一個(gè)連續(xù)的、東西向延伸的構(gòu)造-巖漿-成礦帶。

5　結(jié) 論

根據(jù)西準(zhǔn)噶爾成礦帶哈圖-別魯阿嘎希地區(qū)晚古生代花崗巖類的巖石地球化學(xué)和同位素示蹤分析， 結(jié)合前人給出的花崗巖類結(jié)晶年齡， 得出如下結(jié)論:

（1） 西準(zhǔn)噶爾成礦帶晚古生代（晚石炭世-二疊紀(jì)）花崗巖類主要為高鉀鈣堿性系列； 屬I型或A型花崗巖類， 主要為火山弧花崗巖（VAG）類； 其中的別魯阿嘎希巖體具有埃達(dá)克巖特征， 可能為板片俯沖環(huán)境下的產(chǎn)物。

（2） 同位素組成特征表明， 西準(zhǔn)噶爾成礦帶晚古生代花崗巖類可能具有相同的源區(qū)， 為虧損地幔端元， 極少地殼端元的混合， 為造山帶花崗巖類，具有從幔型（M型）花崗巖演化而來的特征。

（3） 西準(zhǔn)噶爾成礦帶發(fā)育正εNd值花崗巖， 為早古生代以來新生陸殼垂向生長的產(chǎn)物。

致謝： 研究工作得到新疆維吾爾自治區(qū)國家305項(xiàng)目辦公室的大力支持與幫助， 國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心和國土資源部同位素地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室分別完成巖石地球化學(xué)和同位素測試分析， 北京大學(xué)朱永峰教授、匿名審稿人和編輯部老師提出了許多寶貴的修改建議， 特此感謝。

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Late Paleozoic Granitic Magmatism in West Junggar Metallogenic Belt （Xinjiang）， Central Asia， and its Tectonic Implication

HUANG Penghui1， CHEN Xuanhua2*， WANG Zhihong2， YE Baoying3， LI Xuezhi4and YANG Yi4
（1. Beijing Research Institute of Geological Engineering Design， Beijing 101500， China； 2. Chinese Academy of Geological Sciences， Beijing 100037， China； 3. China University of Geosciences， Beijing 100083， China； 4. Xinjiang Geological Survey， Urumqi 830000， Xinjiang， China）

Abstract：Crustal growth and metallogeny of the Central Asia Orogenic Belt （CAOB） in the Late Paleozoic is significant. In this study， 33 samples from 11 granitoid plutons in the Hatu and Bielu'agaxi areas in the West Junggar metallogenic belt （Xinjiang）， CAOB， were analyzed. We determined the tectonic environments of the West Junggar granitoids through chemical analyses， and correlated them to the granitoids in the Balkhash metallogenic belt， Kazakhstan through isotopic tracing. The Late Carboniferous granitoids in the Hatu area are mainly of A-type formed in the post-collisional extensional tectonic setting. Meanwhile， adakites formed in the Bielu'agaxi area due to intra-ocean plate subduction. The results show the complicated tectonic setting in the West Junggar. All these granitoids have characteristic high εNd（t）ranging from +4.62 to +7.53， and εSr（t） ranging from -57.61 to +18.21， suggestive of Paleozoic continental crust with affinity of depleted mantle source， which are similar to those in the other parts of the CAOB.206Pb/204Pb，207Pb/204Pb， and208Pb/204Pb ratios are in ranges of 18.2776-19.1677， 15.5260-15.5796， and 38.2080-39.0821， respectively， suggesting an orogenic setting for the granitoids， similar to those granitoids from the Tianshan Mountains， the Altai Mountains， and the Balkhash metallogenic belt.

Keywords:West Junggar； Late Paleozoic； granitoids； Central Asia Orogenic Belt

中圖分類號：P595； P597

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1001-1552（2016）01-0145-016

收稿日期：2014-03-13； 改回日期： 2015-10-27

第一作者簡介：黃鵬輝(1989-)， 男， 碩士， 助理工程師， 構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專業(yè)。Email: 544169186@qq.com

通信作者：陳宣華(1967-)， 男， 研究員, 博士生導(dǎo)師, 主要從事構(gòu)造地質(zhì)學(xué)和資源科學(xué)研究。Email: xhchen@cags.ac.cn