塔里木早二疊世大火成巖省的巖漿演化與深部地質(zhì)作用.pdf

1、分布面積達(dá)20萬km2的塔里木早二疊世火成巖一直以來是地質(zhì)學(xué)家們研究的重點。本文系統(tǒng)研究塔里木早二疊世火成巖的年代學(xué)、巖石學(xué)、地球化學(xué)和同位素特征及巖石成因，重點探討火成巖的演化序列及深部地質(zhì)作用過程。論文取得了以下幾點認(rèn)識：
　　 1.在項目組提出塔里木早二疊世大火成巖省的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步論證了塔里木大火成巖省的存在。大火成巖省巖石種類豐富，包括超基性巖類、基性巖類和中酸性巖類。超基性巖類為超鎂鐵質(zhì)巖、爆破角礫巖和輝石巖，基性巖

2、類包括玄武巖和輝綠巖，中酸性巖類為正長巖和正長斑巖。其中基性巖類范圍最廣，分布于阿瓦提坳陷、滿加爾坳陷西部、塔北隆起西部、巴楚隆起和塔中隆起和塔西南坳陷等地區(qū)，估計分布面積在20萬km2以上。
　　 2.高精度鋯石SHRIMP U-Pb定年結(jié)果顯示，柯坪玄武巖最早噴發(fā)年代在290Ma左右(289.5±2.OMa)，最后一次噴發(fā)的時代大概在289Ma(288.9±3.4Ma)；正長斑巖的SHRIMP U-Pb年齡為278.42±.

3、2Ma，與正長巖體的年齡相近(277～278Ma)。結(jié)合地層古生物等資料，認(rèn)為塔里木早二疊世火成巖的時間序列為：早期玄武巖噴出和超基性巖的侵入，其后輝綠巖侵入，最后是正長巖體和正長斑巖巖脈的侵入。這一演化序列得到地球化學(xué)證據(jù)的支持。
　　 3.塔里木早二疊世大火成巖省各類火成巖的SiO2含量為31～67％，且具有雙峰式火成巖特征。瓦基里塔格爆破角礫巖和輝綠巖、塔北玄武巖、小海子超鎂鐵質(zhì)巖和輝綠巖及正長巖和正長斑巖均為堿性系列；柯

4、坪輝綠巖與柯坪玄武巖為堿性-亞堿性過渡系列?；鸪蓭r的地球化學(xué)組成以富集大離子親石元素和高場強(qiáng)元素，虧損重稀土元素為特征，與OIB微量元素特征相似。Ta/Hf比值和Nd同位素初始值指示兩類火成巖：一類為柯坪玄武巖，具有負(fù)的εNd值，主要與富集的大陸巖石圈地幔有關(guān)；另一類為塔北玄武巖及各區(qū)的侵入巖，εNd值大于0，代表虧損型地幔來源。
　　 4.塔里木早二疊世大火成巖省的巖漿演化以結(jié)晶分異為主，包括橄欖石、單斜輝石及斜長石的分離結(jié)晶

5、，基本沒有受到同化混染作用的影響。塔里木早二疊世大火成巖省主要來源于兩種源區(qū)：柯坪玄武巖來源于尖晶石-石榴石二輝橄欖巖約5％的部分熔融；超鎂鐵質(zhì)巖和輝石巖均來自石榴石二輝橄欖巖，熔融程度分別為～16％和～5％左右；其他巖類均為這兩種巖漿演化或相互作用的產(chǎn)物。
　　 5.塔里木早二疊世大火成巖省源于地幔柱的作用。地幔柱上升引起區(qū)域地殼的抬升；巨量的大陸溢流玄武巖在短時間內(nèi)噴發(fā)，持續(xù)時間為1～2Ma；發(fā)育大量的二疊紀(jì)基性巖墻群；酸性

6、巖漿的侵入，代表幔柱巖漿活動的結(jié)束；高鎂巖漿巖與地幔熱柱有關(guān)；微量元素比值(如Ta/Hf>0.3)和同位素成分特征等都支持地幔柱成因假說。
　　 6.針對塔里木早二疊世大火成巖省的特征，提出塔里木大火成巖省成因模式，即早期高熱的地幔柱引起了巖石圈地幔的低程度部分熔融，后期地幔柱絕熱減壓引起地幔柱自身熔融。它不同于巴哈納型(單一的巖石圈熔融)和德干型(單一的地幔柱熔融)。
　　 7.塔里木早二疊世大火成巖省的演化過程為：地

7、幔柱上升并與塔里木巖石圈地幔相互作用，引起了巖石圈地幔的低程度部分熔融，形成玄武質(zhì)巖漿；當(dāng)熔融的巖漿積聚到一定的壓力，最終突破巖石圈，噴溢出地表，形成溢流玄武巖；玄武巖大面積噴發(fā)之后，地幔柱獲得了更多的上升空間，短時間內(nèi)迅速上升、減壓，造成地幔柱本身開始熔融，形成高鎂巖漿，可形成超鎂鐵質(zhì)巖和爆破角礫巖筒；分離結(jié)晶出的輝石上升后形成輝石巖巖體；原始巖漿進(jìn)一步演化，可以輝綠巖巖墻或塔北玄武巖的形式侵入或噴出地表；最后，玄武質(zhì)巖漿經(jīng)結(jié)晶分異作