中天山卡瓦布拉克地区石炭纪侵入岩类的岩石成因及构造指示

The Carboniferous intrusive rocks without previously intensive investigations in Kawabulak area , Central Tianshan, will be studied as following ways: (1) With detailed field geometrical investigations as well as systematic petrological, petrographical, chronological and geochemical studies, combined with the relations with tectonic activity, plutons (or compound plutonic complex) will be divided in to various tectonic-magmatic units and space-times series of different components between the studied intrusive rocks will be established. (2) Relations on space, time, source and origin between plutons and associated dykes will be investigated to reveal the deep magma evolution processes. (3) The inclusions will be mainly studied to reveal the origin, evolution and formation mechanism of the host magma, which could be used to find out the contributions of the mantle components to the formation of studied plutons. (4) On the base of above studies, the petrogenesis, source characteristics and magma processes of the intrusive rocks as well as basement information carried by the plutons will be revealed. The research results will provide significant information and scientific basis for limiting the closing time of south Tianshan ocean, reconstructing the late Paleozoic ocean-continent tectonic pattern and evolution process, investigating the crustal growth and differences on tectonic evolution between east and west segments of Central Tianshan.

本项目拟选择研究程度十分薄弱的中天山卡瓦布拉克地区石炭纪侵入岩类为研究对象，进行如下研究：（1）通过详细的野外形态几何学、系统的岩石学、岩相学、年代学和地球化学研究，对深成岩体（或复式岩体）进行解体，根据与构造活动的关系划分出不同等级的构造-岩浆单元，建立石炭纪侵入岩类不同成分的岩石空间系列和时间序列；（2）查明伴生岩脉与岩体在时间、空间、物源和成因方面的关系，揭示深部岩浆演化信息；（3）对岩体中所含包体进行专项研究，揭示寄主岩浆起源、演化及其形成机制，进一步限定地幔组分对该区中-酸性侵入岩类的贡献；（4）在上述研究基础上，探讨该区石炭纪侵入岩类的岩石成因、源区特征、岩浆过程及其所携带的基底信息。研究结果将为限定南天山洋闭合时间、重建中天山地块晚古生代期间洋陆构造格局及其演变过程、地壳增生以及对比其东、西两段构造演化差异等提供重要信息和科学依据。

本项目以中天山卡瓦布拉克地区石炭纪侵入岩类为研究对象，通过典型剖面的野外地质调查、构造-岩石单元的剖析，以及系统的岩石学、岩相学、年代学和地球化学研究，揭示该区石炭纪侵入岩类的岩石成因、源区特征、岩浆过程，以期为中天山南缘古生代构造格局及其演变过程提供约束。主要结论如下：.（1）研究区石炭纪侵入岩类岩石类型包括二长花岗岩、钾长花岗岩、石英闪长岩、辉长岩、橄榄辉长岩以及伴生的中-基性岩脉。LA-ICP-MS 锆石U-Pb年代学结果显示，区内花岗岩类侵位于早石炭世晚期（~330Ma）；中-基性岩石（脉）主要形成于晚石炭世-早二叠世（300~290 Ma）。.（2）石炭纪花岗岩类属于高钾钙碱性系列、中-基性岩属于低钾拉斑系列和钙碱性系列，它们均富集轻稀土和大离子亲石元素、亏损高场强元素岩石。330 Ma的二长花岗岩的εHf(t)值介于0.87~6.6，对应的tDM2为 1.26~0.95 Ga；334 Ma的钾长花岗岩的εHf(t)的值为10.8～-10，对应的tDM2为1.97～0.65 Ga；412 Ma的石英闪长岩的εHf(t)值为+0.3～+15.4，对应的tDM2为427～1381Ma；297 Ma斜长岩的εHf(t)值为+6.4～+11.3，对应的单阶段模式年龄为498～678Ma；296 Ma闪长岩脉的εHf(t)值变化于-14.57~+25.0，对应的一阶段模式年龄均值为 1072 Ma。.（3）结合区域地质资料认为，研究区早泥盆世石英闪长岩体、早石炭世晚期彩霞山花岗岩岩体均形成于南天山洋向北俯冲的活动的大陆边缘环境，为中天山南缘晚古生代岩浆弧的一部分，是壳幔相互作用的产物，代表大陆地壳侧向增生与改造过程；斜长岩和橄榄辉长岩形成于晚石炭世后碰撞的板内伸展环境，其母岩浆来自被俯冲带流/体交代过的年轻岩石圈地幔，而中-基性岩脉形成于早二叠世板内构造环境是南天山洋闭合之后的后碰撞伸展构造的产物，它们代表幔源岩浆底侵有关的陆壳垂向生长。.（4）基于彩霞山二长花岗岩同构造侵位结晶的显微结构特征和侵入于其中的296 Ma的未变形岩脉，认为卡瓦布拉克韧性剪切带至少在早石炭世晚期处于活动状态，并在早二叠世前已停止活动。