新疆庫魯克塔格西段輝長巖脈年代學(xué)、 巖石地球化學(xué)特征及構(gòu)造意義

郭瑞清，秦切，鄒明煜，梁文博

(1. 新疆大學(xué)地質(zhì)與礦業(yè)工程學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830047；2.中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所，北京 100037)

南天山造山帶位于中亞造山帶西南緣，介于塔里木陸塊中天山微陸塊之間，是中亞造山帶重要的構(gòu)造單元之一。庫魯克塔格地塊位于塔里木克拉通與南天山構(gòu)造帶的結(jié)合部位，其對研究南天山洋的及塔里木大陸邊緣的地質(zhì)演化具有重大意義。

多年來，已有眾多學(xué)者從不同角度對南天山造山帶進(jìn)行了研究，但在南天山洋殼的俯沖方式等關(guān)鍵問題上依然存在較大爭議。HAN B F等(2011)、周鼎武等(2004)基于南天山造山帶北緣的高壓-超高壓榴輝巖的研究，提出南天山洋向北俯沖到中天山地塊之下的觀點，并認(rèn)為志留紀(jì)—晚石炭世塔里木克拉通北緣是一個長期的被動大陸邊緣。WANG B等(2011)根據(jù)南天山增生雜巖體中存在的北向韌性變形構(gòu)造，提出南天山洋向塔里木克拉通發(fā)生南向俯沖的模式，認(rèn)為塔里木北緣是一個活動陸緣，后來也有多位學(xué)者基于對塔里木北緣中酸性侵入巖的研究印證了這一俯沖模式(郭瑞清等,2013a,2013b；賈曉亮等，2013；尼加提·阿布都遜等，2013；張斌等，2014；GE R F,et al.,2014a；QIN Q,et al.,2016)。這樣，問題的焦點就在于南天山洋殼是否向塔里木陸塊下俯沖。

針對上述問題，筆者報道位于庫魯克塔格地塊西段的輝長巖脈，對輝長巖脈的成因和構(gòu)造環(huán)境研究有助于識別南天山洋的俯沖極性。同時，探討了南天山的地質(zhì)演化狀況。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)位于中亞造山帶西南緣(圖1a)，南天山造山帶和塔里木北緣庫魯克塔格地塊結(jié)合處(圖1b、圖1c)。

南天山造山帶南北分別為南天山山前斷裂和中天山南緣斷裂所限，南天山造山帶以哈爾克山主峰-庫勒湖-鐵力買提達(dá)坂-開都河斷裂為界分南北2個分區(qū)(圖1b)。

南部分區(qū)主體上位于由哈爾克山南坡和霍拉山，出露地層有上奧陶統(tǒng)、志留系、泥盆系及下石炭統(tǒng)，巖性從以碳酸鹽巖為主夾碎屑巖過渡到碎屑巖為主。該區(qū)出露2條蛇綠巖帶，時代為志留紀(jì)晚期至泥盆紀(jì)早期(龍靈利等，2006；馬中平等，2007)。該區(qū)南部發(fā)育花崗巖質(zhì)侵入巖，呈東西向帶狀分布，向東延伸到庫魯克塔格地塊內(nèi)北緣，時代為奧陶紀(jì)至石炭紀(jì)，以晚志留世至早—中泥盆世最為發(fā)育(郭瑞清等，2013b；賈曉亮等，2013)。

北部分區(qū)主體位于哈爾克山北坡和額爾賓山，出露地層主要為上志留統(tǒng)至石炭系，巖性主要為陸源碎屑巖和碳酸鹽巖，局部地區(qū)有火山巖分布。中酸性侵入巖主要出露在額爾賓山東部，時代為晚古生代(朱志新等，2008a)。北部沿中天山南緣斷裂分布長阿吾子-古洛溝-吾瓦門-庫米什蛇綠混雜巖帶，其年齡主要集中于600～358 Ma(高俊等，2000；黃崗等，2011)，被認(rèn)為是古生代南天山洋盆消減-閉合后的殘跡；哈爾克山北緣等地發(fā)育高壓-超高壓變質(zhì)巖事件，其變質(zhì)年齡集中在415～390 Ma和370～345 Ma兩個年齡段之間，與南天山洋殼北向俯沖于中天山下有關(guān)(周鼎武等，2004)。

庫魯克塔格是塔里木陸塊古老基地的4個出露區(qū)之一，前寒武紀(jì)地質(zhì)體廣泛出露，最古老的巖石為新太古代TTG巖套(LONG X P, et al.,2011; SHU L S,et al.,2011)，主要出露在辛格爾以南(托格拉克布拉克雜巖)和且干布拉克一帶，庫爾勒以北也有零星出露；不整合TTG巖套之上為變質(zhì)表殼巖，區(qū)域上被命名為興地塔格巖群，巖性組合為泥質(zhì)巖、長英質(zhì)砂巖及碳酸鹽巖的高角閃巖-麻粒巖相變質(zhì)巖，具有孔茲巖系組合特征；弱變質(zhì)和淺變形的新元古代海相沉積巖出露在研究區(qū)的南部(LU S N,et al.,2008)。庫魯克塔格地區(qū)新太古宙之后的巖漿事件有多期：古元古代晚期花崗巖類(大約為1.94～1.93 Ga)，新元古代早期花崗巖類(大約為1.05 Ga和0.93 Ga)，大量出露的新元古代中期花崗巖類(大約為830～735 Ma 和660～630 Ma)，且干布拉克基性-超基性-碳酸巖雜巖體(大約為800 Ma)，和基性巖墻群(大約為820 Ma、780～770 Ma和660～630 Ma)(GE R F,et al.,2014a;ZHANG C L,et al.,2012; GE R F,et al.,2014b)，以及近些年來發(fā)現(xiàn)塔里木北緣晚奧陶世到中泥盆世中酸性侵入巖和火山巖(郭瑞清等,2013a,2013b；賈曉亮等，2013；尼加提·阿布都遜等，2013；GE R F,et al.,2014a；LIN W,et al.,2013；QIN Q,et al.,2016)。

a.亞洲大陸構(gòu)造圖；b.南天山地質(zhì)簡圖；c.庫魯克塔格地區(qū)地質(zhì)圖(據(jù)1∶20萬庫爾勒幅編繪)圖1 庫魯克塔格地區(qū)地質(zhì)略圖Fig.1 Geological sketch map of Quruqtagh domain

2 巖體地質(zhì)及巖相學(xué)特征

巖脈位于庫魯克塔格西段，侵入到古元古代興地塔格群，興地塔格群主要由黑云(角閃)斜長片麻巖組成，夾有透鏡狀及薄-厚層狀大理巖及極薄層狀透輝斜長角閃巖(圖2a)；巖脈走向為148°，產(chǎn)狀近直立，主要脈體有3條，長數(shù)百米至數(shù)千米，寬數(shù)米至十余米不等，最寬可達(dá)數(shù)十米。

巖脈巖性為中細(xì)粒輝長巖，風(fēng)化面呈灰黑色，局部為綠灰色，新鮮面為灰黑色。中細(xì)粒輝長結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造(圖2b、圖2c)，主要礦物組成為斜長石、單斜輝石、角閃石、黑云母；斜長石含量為45%～50%，近半自形板狀，大小一般為1～2 mm，分布均勻，無定向，內(nèi)可見聚片雙晶、卡鈉復(fù)合雙晶、肖鈉雙晶，被絹云母和黝簾石交代，斜長石牌號為55；單斜輝石含量為40%～45%，近半自形柱狀，大小一般為0.5～1 mm，稍具定向性，局部被角閃石、黑云母交代，呈孤島狀殘留；角閃石含量為10%，半自形柱狀，大小一般為1～2 mm，略定向分布，常交代單斜輝石；黑云母為1%～2%，片狀，片直徑為1～2 mm，星散狀分布，常交代單斜輝石，部分被綠泥石交代，呈其假象產(chǎn)出；副礦物有磁鐵礦、鋯石、磷灰石(圖2d)。

a.研究區(qū)遙感影像圖；b.輝長巖脈侵入興地塔格群野外照片；c.輝長巖脈手標(biāo)本照片；d.輝長巖脈顯微照片(正交偏光); Pl.斜長石；Cpx.單斜輝石；Hbl.普通角閃石圖2 輝長巖脈野外與鏡下顯微照片(正交偏光)Fig.2 Field photographs and photomicrographs of gabbro from Wusitenggaole River

3 樣品采集及測試分析

本次研究采集輝長巖脈鋯石U-Pb定年樣品1件(編號TKD34-1)，巖石地球化學(xué)樣品4件(編號TKD34-1/1—TKD34-1/4)。

巖石地球化學(xué)樣品分析由廣州澳實礦物實驗室完成。采用如下實驗過程完成，將粉末狀試樣煅燒后加入Li2B4O7-LiBO2助熔物，充分混和后置于自動熔煉儀中，加熱至1 000 ℃以上使之熔融，將熔融物倒出形成扁平玻璃片，用X熒光光譜儀分析主量元素；另將粉末狀試樣加入到LiBO2熔劑中，混合均勻，在1 000 ℃ 以上的熔爐中使之熔融，熔液冷卻后，用硝酸定容，再用等離子體質(zhì)譜儀分析微量和稀土元素，分析精度優(yōu)于10%。

定年樣品鋯石分選和制靶照相工作分別在廊坊地源礦物測試分選公司和北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司完成。將所采新鮮樣品粉碎至80目，再利用淘洗的方法進(jìn)行重力分選以獲得重礦物，經(jīng)磁選去除磁性礦物后，在雙目鏡下挑選晶形完整、透明度較好、無裂隙和無包裹體的鋯石顆粒；將鋯石顆粒于環(huán)氧樹脂內(nèi)，固化后研磨至鋯石核心露出，拋光和清洗制成樣品靶，然后進(jìn)行陰極發(fā)光(CL)照相。

LA-ICP-MS鋯石 U-Pb定年分析在南京大學(xué)內(nèi)生金屬礦床機(jī)制研究國家重點實驗室完成。分析儀器由New Wave 213 nm的激光剝燭系統(tǒng)和Agilent 7500s等離子質(zhì)譜儀(ICP-MS)組成。分析中使用的激光斑束直徑約為35 μm，剝燭頻率為5 Hz，能量為10～20 J/cm2，詳細(xì)的儀器設(shè)置的分析流程見JACKSON et al. (2004)；質(zhì)量歧視校正和同位素分諧校正采用標(biāo)樣GJ-1，206Pb/238U年齡為601 Ma；儀器的穩(wěn)定性和結(jié)果的可重復(fù)性監(jiān)控采用Mud Tank標(biāo)準(zhǔn)鋯石，穿插在樣品分析之前。本次分析研宄過程中給出的Mud Tank鋯石的加權(quán)平均206Pb/238U年齡為(728.1 ±2.3)Ma(2σ，MSWD=1.4，n=168)，與前人在其他實驗室獲得的分析結(jié)果一致(JACKSON S E,et al.,2004)；原始數(shù)據(jù)處理和U-Pb年齡計算使用GLITTER 4.4軟件。Th-U含量計算是根據(jù)扣除背景后的232Th和238U的計數(shù)值與同一個分析序列中標(biāo)樣GJ-1的比值，GJ-1的平均Th、U含量分別為8×10-6和 330×10-6(JACKSON S E,et al.,2004)。普通鉛校正用的是 EXCEL 宏程序 ComPbCorr#3 15G(ANDERSEN T,2002)。

3.1 鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年

TKD34.1輝長巖脈中鋯石為不規(guī)則中短柱狀，顆粒長徑在80～180 μm ；陰極發(fā)光(CL)圖像上顯示(圖3a)鋯石色調(diào)明亮，晶型完整，發(fā)育連續(xù)環(huán)帶且呈板狀環(huán)帶清晰；Th、U含量分別為970×10-6～3 744×10-6和608×10-6～1 732×10-6，Th/U值為1.60～2.16。綜合上述幾個方面的特征判斷，所測鋯石為巖漿成因(KOSCHEK G,1993)。

對輝長巖脈樣品中鋯石進(jìn)行10個點的U-Pb同位素比值測定，測得的同位素比值及計算所得的年齡數(shù)據(jù)見表1，單點年齡絕對誤差為1σ，206Pb/238U表面年齡為400～424 Ma；206Pb/238U-207Pb/235U年齡諧和圖上(圖3)顯示， 大部分點都落在諧和線上或附近；測定的加權(quán)平均年齡為(411±5)Ma(MSWD =1.2，n=10，置信度95%)。結(jié)合鋯石成因，認(rèn)為該年齡為輝長巖脈成巖年齡，屬早泥盆世。

圖3 (a)輝長巖脈鋯石的陰極發(fā)光(CL)圖像及(b)鋯石206Pb/238U-207Pb/235U年齡諧和圖Fig.3 (a)CL image of zircons from the gabbro dike; (b)The 206Pb/238U-207Pb/235U Concordia diagrams of gabbro dike

測點號含量(10-6)ThUTh/U同 位 素 比 值207Pb/206Pb1σ207Pb/235U1σ206Pb/238U1σ年 齡(Ma)207Pb/206Pb1σ207Pb/235U1σ206Pb/238U1σ11 0346081.70.058 630.001 070.527 200.010 830.065 230.001 01553414307407621 3316382.090.054 980.000 980.494 870.010 090.065 280.001 02411414087408632 1081 1241.870.055 160.001 030.501 740.010 490.065 970.001 03419434137412643 7441 7322.160.055 380.000 910.502 500.009 610.065 810.001 01428374136411651 1746121.920.057 700.001 290.508 850.012 180.063 940.001 02518504188400669706081.60.054 760.001 270.493 080.012 130.065 290.001 04402534078408672 7831 6821.650.054 350.000 940.503 680.010 100.067 210.001 06386404147419682 9261 4282.050.055 270.000 970.502 120.010 050.065 890.001 02423404137411691 8771 1451.640.054 560.001 110.498 380.011 120.066 250.001 053944741184146102 1181 3401.580.055 320.000 920.518 920.010 120.068 030.001 074253842474246

3.2 主量元素特征

輝長巖脈的主量元素分析數(shù)據(jù)見表2， SiO2含量為48.60%～50.61%，全堿( Na2O+K2O)含量為3.42%～4.94%，在全堿-硅(TAS)分類圖解中(圖4a)，所有樣品均落入輝長巖區(qū)，MgO含量為5.51%～7.96%，F(xiàn)e2O3含量為10.61%～11.99%，Mg#值均大于40，介于51～59，MnO含量為0.18%～0.20%，P2O5含量為0.18%～0.32%，TiO2含量為1.42%～1.76%，K2O含量為0.62%～1.04%，在SiO2-K2O圖解中，樣品主要分布在鈣堿性系列區(qū)域(圖4b)。

1.本次實驗數(shù)據(jù)；2.數(shù)據(jù)引自ZHAO,et al.,2015；3.數(shù)據(jù)引自GE,et al.,2012,2014；4.數(shù)據(jù)引自郭瑞清等，2013a,2013b； 5.數(shù)據(jù)引自HUANG,et al.,2013；6.數(shù)據(jù)引自LIN,et al.,2013；7.數(shù)據(jù)引自QIN,et al.,2016)圖4 輝長巖脈TAS圖解和SiO2-K2O圖解Fig.4 TAS diagrams for gabbro dike and SiO2-K2O diagrams

3.3 稀土和微量元素特征

輝長巖脈稀土和微量元素分析數(shù)據(jù)見表2。樣品稀土總量較高(∑REE=98.03×10-6～137.75×10-6)，稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖顯示呈右傾型(圖 5a)，輕稀土元素(LREE)相對富集、重稀土元素(HREE)比較平坦，弱Eu負(fù)異常(δEu=0.94～1.04)；微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化圖解上(圖 5b)，大離子親石元素(LILE)K、Rb相對富集，高場強(qiáng)元素(HFSE)Nb、Ta、P、Ti相對虧損。

1.本次實驗數(shù)據(jù)；2.對比數(shù)據(jù)(QIN,et al.,2016)圖5 (a)輝長巖脈稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖及(b)微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)引自 SUN et al.，1989)Fig.5 (a)Chondrite-normalized rare earth element pattern and (b)primitive mantle(PM)-normalized trace-element diagram

SAMPLETKD34-1/1TKD34-1/2TKD34-1/3TKD34-1/4SiO248.6050.6149.5949.98TiO21.761.631.521.42Al2O315.7215.7515.3413.97Fe2O3T11.9910.6111.1011.16MnO0.200.180.190.20MgO6.825.516.567.96CaO9.358.389.3710.17Na2O3.253.903.452.80K2O0.731.040.810.62P2O50.230.320.250.18LOI1.261.941.411.21Total99.9699.9899.6699.72Mg#53515459Sc34.1031.2036.5047.10V243.0203.0244.0280.0Cr60.040.060.060.0Co40.2028.9037.1039.40Ni43.8017.5030.4054.50Rb23.0031.3024.4017.90Ba310.00591.00409.00278.00Th2.333.462.702.18U0.620.800.670.64Nb8.1011.108.706.70Ta0.510.650.480.39La14.6022.5017.0013.40Ce31.8047.7036.7031.70Pb7.109.7010.1014.80Pr4.416.414.994.61Sr296.0351.0328.0314.0Nd19.126.720.319.9Zr137.0225.0193.093.0Hf3.805.704.602.80Sm4.816.305.005.27Eu1.762.071.841.84K77 619 69 566 77 785 84 426 Ti4 376 6 234 4 855 3 716 P5 498 8 466 6 153 5 280 Gd5.887.075.776.03Tb0.941.140.940.97

續(xù)表2

SAMPLETKD34-1/1TKD34-1/2TKD34-1/3TKD34-1/4Dy5.756.856.526.42Y32.1039.5035.6035.50Ho1.181.391.311.33Er3.594.433.763.81Tm0.510.620.540.55Yb3.223.963.383.25Lu0.480.610.490.47ΣREE98.03137.75108.5499.55LREE76.48111.6885.8376.72HREE21.5526.0722.7122.83La/YbN3.254.083.612.96δEu1.010.941.040.99δCe0.960.960.970.99

4 討論

4.1 輝長巖成因及巖漿演化

輝長巖脈相對富集大離子親石元素(LILE)和輕稀土元素(LREE)，虧損Nb、Ta和Ti等高場強(qiáng)元素(HFSE)及P，顯示有殼源組分加入的特征。已有研究表明，島弧火山巖(SUN S et al.,1989)、地殼物質(zhì)的混染(MA C et al.,1998)和地幔源區(qū)熔體或流體交代富集(HAWKESWORTH C J et al.,1993)都可能導(dǎo)致這一特征的出現(xiàn)。

玄武質(zhì)巖是否受地殼混染以及混染程度的判別常使用微量元素比值加以判斷。本次研究工作中輝長巖Nb/Ta值為15.88～18.13，Zr/Hf值為33.21～41.96，分別與原始地幔Nb/Ta值(17.5± 2.0)和Zr/Hf值(36.27)一致，并且顯著高于大陸地殼的比值(RUDNICK R L et al.,2003)； La/Sm<4.5(LASSITER J et al.,1997)、(Th/NbN?1(SAUNDERS A et al.,1992)和Nb/La<1(KIEFFER B et al.,2004)也常做為判斷地殼混染作用發(fā)生的依據(jù)。輝長巖La/Sm為2.54～3.57，(Th/Nb)N為2.41～2.61，Nb/La為0.49～0.55，指示地殼的混染作用不顯著;大陸地殼具有高Th和低Nb的特征，地殼混染的影響會導(dǎo)致后期巖漿Nb和Th的負(fù)相關(guān)。在Nb/Y - Th/Y圖解中(圖6a)，輝長巖樣品呈現(xiàn)出Nb/Th的正相關(guān)性，在Nb/La - Nb/Th
圖解(圖6b)中，地殼混染會同時減少Nb/La和Nb/Th值(ZHANG C L et al.,2012)，輝長巖樣品呈現(xiàn)出相應(yīng)正相關(guān)性。上述微量元素比值特征表明，輝長巖的母巖漿遭受到的地殼混染作用不顯著。

在熔體或流體的交代富集判別中，沉積熔體具有高Th和相對低的Ce/Th(約為8)，Ce/Pb約為3，Ba/Rb約為4(PLANK T et al.,1998)，熔體的加入也會降低Mg#，并導(dǎo)致顯著的Eu負(fù)異常；而本次研究的輝長巖脈具有高的Ce/Th(13.59～14.54)、Ce/Pb(2.14～4.48)、Ba/Rb(13.48～18.88)值，并具有高的Mg#(51～59)和輕微的Eu負(fù)異常，表明發(fā)生熔體交代的可能性不大。在Sr/Nb-Th/Yb和Nb/Y-Ba
圖解上(WOODHEAD J D,et al.,1998)(圖6c、圖6d)，樣品呈現(xiàn)出流體交代富集的趨勢。因此，輝長巖的源區(qū)并沒有受到沉積熔體的影響，主要是流體交代富集。

1.本次實驗數(shù)據(jù)；2.對比數(shù)據(jù)(QIN et al.,2016)圖6 (a)輝長巖脈Nb/Y - Th/Y、(b) Nb/La - Nb/Th、 (c) Ba-Nb/Y、 (d) Th/Yb - Sr/Nb圖解Fig.6 (a)Nb/Y vs. Th/Y,(b) Nb/La vs. Nb/Th,(c) Ba vs. Nb/Y diagram,(d) Th/Yb vs. Sr/Nb diagram

巖漿演化趨勢判斷也常用微量元素比值法，利用La/Yb-Sm/Yb圖和Dy/Yb-Gd/Yb圖(JOHNSON K T M,et al.,1990)(圖7a、圖7b)可以進(jìn)一步判斷巖石源區(qū)部分熔融程度，輝長巖脈樣品投影于尖晶石相二輝橄欖巖的熔融曲線中，考慮地殼物質(zhì)混染和K2O、NaO含量(低程度部分熔融顯堿性)，估算輝長巖部分熔融比例為5%以上。輕重稀土元素分異也較弱，無明顯Eu異常，也證實了巖漿演化只經(jīng)歷了低程度分離結(jié)晶。

綜上所述，輝長巖脈可能源于虧損地幔低程度部分熔融，巖漿無顯著分離結(jié)晶演化趨勢，侵位過程中受較弱的地殼物質(zhì)混染，富集LILE和LERR元素，虧損HFSE元素，主要是地幔源區(qū)與洋殼俯沖有關(guān)的流體交代富集作用的結(jié)果。

1.本次實驗數(shù)據(jù)；2.對比數(shù)據(jù)(QIN et al,2016)圖7 (a)輝長巖脈La/Sm-Sm/Yb圖和(b)Dy/Yb - Gd/Yb圖Fig.7 (a)La/Sm vs. Sm/Yb diagram and (b)Dy/Yb vs. Gd/Yb diagram

4.2 構(gòu)造意義

南天山造山帶位于中亞造山帶南緣，對其地質(zhì)演化過程的研究對于中亞造山帶具有重要意義，而地質(zhì)演化過程研究的關(guān)鍵問題是對南天山洋開啟時限、俯沖方式和時限、閉合時限的研究；南天山洋開啟于新元古代羅迪尼亞超大陸裂解，這一認(rèn)識已被大多數(shù)學(xué)者接受(李錦軼等，2006；夏林圻等，2003)；對于南天山造山帶北緣，前人研究認(rèn)為，晚奧陶世開始南天山洋殼向伊犁-中天山陸下俯沖消減(左國朝等，2011)，晚志留世—晚泥盆世俯沖消減達(dá)到高峰，導(dǎo)致伊犁-中天山陸弧上發(fā)育有典型的島弧型火山-沉積建造及其南緣的哈爾克山增生楔(朱志新等，2006)，隨后在早石炭世閉合；該區(qū)雖在大洋演化階段時限上尚有不同認(rèn)識，但在主動大陸邊緣性質(zhì)上的認(rèn)識已趨一致。

早期研究成果認(rèn)為，南天山南緣是南天山洋的被動大陸邊緣(李日俊等，2010；蔡志慧等，2011)；近年來，隨著南天山南緣古生代花中酸性侵入巖的陸續(xù)報道，該區(qū)存在東西向走向的中酸性侵入巖帶的事實日漸明晰，如色日牙克依拉克巖體閃長巖-花崗巖閃長巖-二長花崗巖體的鋯石U-Pb年齡為(387±8)Ma，具有島弧花崗巖地球化學(xué)性質(zhì)(朱志新等，2008b)。在庫爾勒一帶發(fā)現(xiàn)大量具有大陸島弧性質(zhì)的450～400 Ma(峰期年齡410 Ma)高鉀鈣堿性花崗巖質(zhì)巖，和在庫魯克塔格西段發(fā)現(xiàn)一處(340.6±5.7)Ma石炭紀(jì)過鋁質(zhì)花崗巖，暗示南天山洋從奧陶紀(jì)開始向南俯沖一直持續(xù)到早石炭世(尼加提·阿布都遜等，2013)。

筆者研究的輝長巖經(jīng)歷了與洋殼俯沖有關(guān)的流體交代富集，說明其主動大陸邊緣的構(gòu)造背景，俯沖過程中流體的加入導(dǎo)致地幔楔的部分熔融的發(fā)生，產(chǎn)生的玄武質(zhì)巖漿侵入于下地殼，為峰期年齡410 Ma的中酸性侵入巖的形成提供了熱源。

輝長巖的發(fā)現(xiàn)確認(rèn)了庫魯克塔格地區(qū)古生代侵入巖存在從中酸性到基性巖的巖性組合。該組合可以和太平洋東岸科迪勒拉造山帶(包括安第斯)活動大陸邊緣的火成巖組合類比，為南天山南緣古生代中期主動大陸邊緣性質(zhì)俯沖增生造山過程中殼幔作用及地殼生長方式提供了有益地質(zhì)信息。

5 結(jié)論

(1)庫魯克塔格輝長巖脈成巖年齡為(411 ±5)Ma，屬早泥盆世巖漿作用產(chǎn)物。

(2)巖石地球化學(xué)特征顯示，輝長巖脈源于虧損地幔約為10%的部分熔融，巖漿無顯著分離結(jié)晶演化趨勢，侵位過程中受較弱的地殼物質(zhì)混染，富集LILE和LERR元素及虧損HFSE元素，是地幔源區(qū)與洋殼俯沖有關(guān)的流體交代富集和地殼物質(zhì)混染共同作用的結(jié)果。

(3)輝長巖脈的成因進(jìn)一步為南天山南緣主動大陸邊緣性質(zhì)提供了佐證，并為其南向俯沖提供了深部動力學(xué)信息。