西天山造山带及古生代构造演化与地壳增生：来自花岗.doc

西天山造山带的古生代构造演化与地壳增生:来自花岗岩的证据龙灵利1,高俊1,钱青1,ReinerKlemd21中国科学院地质与地球物理研究所,北京1000292MineralogischesInstitut,UniversitätWürzburg,AmHubland97074,Würzburg,Germany中亚造山带是不同于俯冲型和碰撞型的造山带,是全球显生宙大陆地壳增生最显著的地区,为造山带前沿热点研究对象。西天山造山带位于中亚造山带的西南缘,其对认识中亚造山过程和大陆地壳增生具有重要意义。西天山造山带古生代经历了复杂的构造演化过程,其间发育的花岗岩记录了该过程的重要信息。同为中亚增生造山带的重要组成部分,相对于周边东准噶尔、西准噶尔、阿尔泰山及阿拉套山地区,西天山地区显生宙地壳增生的信息和证据较少。本次研究新获得西天山花岗岩25个高精度SHRIMP和LA-ICPMS锆石U-Pb年龄数据。花岗岩的形成分为两个阶段:896Ma的花岗片麻岩反映了前寒武纪基底岩系的形成时间,470Ma~247Ma间的花岗岩记录了西天山古生代造山过程。西天山花岗岩由中基性岩、中性岩、中酸性岩到酸性岩组成,以中酸性和酸性岩为主。岩石类型主要为花岗岩、花岗闪长岩、石英正长岩及二长闪长岩。不同构造单元发育的不同类型花岗岩:伊犁板块北缘花岗岩主要形成于晚古生代(413Ma~281Ma),413Ma~297Ma的花岗岩具有类似于大陆弧花岗岩的特征,281Ma镁质钙碱性偏铝质闪长岩为后碰撞造山阶段岩浆活动的产物;伊犁板块南缘发育早古生代470Ma加厚下地壳部分熔融形成的埃达克质闪长岩以及430Ma后碰撞碱长花岗岩,晚古生代348Ma火山弧花岗岩和三叠纪后碰撞花岗岩;中天山花岗岩形成于479Ma~247Ma,主要集中在433Ma~321Ma间。479Ma~321Ma的花岗岩大多为镁质钙性-碱性岩,少数为铁质钙碱性-碱性岩,它们表现为大陆弧花岗岩的特征,少量形成于276Ma~247Ma间的后碰撞花岗岩一定程度继承了先存岩浆弧的特征;南天山(塔里木板块北缘)花岗岩形成于420Ma~411Ma和285Ma左右两个阶段,420Ma~411Ma间的镁质钙性-碱性岩花岗岩,可能为拉伸环境下的产物,285Ma花岗岩主要为铁质钙碱性-碱钙性岩,SiO2含量高、全碱含量高、表现明显的Eu,Ba,Sr,P,Ti的负异常,具有类似于A型花岗岩的地球化学特征,它们形成于后碰撞造山过程中的拉伸环境。初步建立西天山造山带古生代构造演化模型:早寒武纪,沿那拉提北缘断裂帖尔斯克依古洋形成,它将伊犁板块和中天山板块分隔开来,当时中天山板块和塔里木板块连在一起。帖尔斯克依古洋向两侧伊犁板块和中天山板块之下发生双向俯冲,晚奥陶纪早期,帖尔斯克依古洋闭合,伊犁板块和中天山板块碰撞缝合。同时,中天山-塔里木板块开始伸展拉张,古南天山洋逐渐发育形成。早志留纪,古南天山洋开始向伊犁-中天山板块之下俯冲,形成火山弧型花岗岩。志留纪中期,古南天山洋达到相当规模,这一时期洋壳俯冲活动强烈,在中天山形成大量的花岗岩。石炭纪末期,古南天山洋消失,塔里木板块与伊犁-中天山板块碰撞。晚寒武纪,准噶尔洋在中天山北缘出现,奥陶纪开始向伊犁板块之下俯冲,在伊犁板块北缘发育岩浆弧。晚石炭纪,古准噶尔洋闭合消失。石炭纪末塔里木、伊犁-中天山和准噶尔板块拼