东天山南部地区中生代构造－岩浆演化及区域动力学背景

Qoltagh orogenic belt and Central Tianshan terrain as well as their junction zone with relatively concentrared Mesozoic tectonic-magmatic events and related polymetallic deposits are chosen to be target area in order to explore the Mesozoic tectonic-magmatic evolution and regional dynamics of the south of east Tianshan.The main research contents include:(1) Based on macro and micro structural studies for significant fault (or fold) zones and zircon or apatite fission-track thermochronology analysis of pertinent rocks, the Mesozoic tectonic attribute and evolution process of the study area are going to be investigated.(2) Imageology and isotope chronology analysis will be used to reveal spatial and temporal distribution of the Mesozoic(mainly Indosonian) magmatites in study area, magma source, petrogenesis and possible metallogenic specialization of which will be discussed by petrology,mineralogy and geochemistry studies. Subsequently, the Indosonian magmatites will be divided in to various rock and time series.(3) Based on the variation of regional stress field reflected by structutal festures and petrofabrics analysis ,time series of magmatites will be combined with tectonic phases to discuss regional dynamics for tectonic-magmatic evolution of the study area.The research results will represent intensive reference value and theoretical significance for advanced study of scientific issues about Tianshan orogenic belt,such as post-collision tectonic regime transformation , intracontinental tectonic evolution ,origin of intra-plate magmas and its tectonic setting.

为探索东天山南部地区中生代构造-岩浆演化及区域动力学背景，本项目拟选择中生代构造-岩浆岩-多金属矿床集中分布的觉罗塔格造山带和中天山地块及其结合部位为靶区，进行如下主要研究：（1）通过对重要的断裂（褶皱）发育地带进行构造地质学的宏、微观分析及相关岩石的锆石或磷灰石裂变径迹热年代学研究，查明该区中生代构造属性及演化过程；（2）通过影像学和同位素年代学研究，揭示该区中生代（印支期为主）岩浆岩的时空分布规律。通过岩石学、矿物学和地球化学分析，明确岩浆源区性质、岩石成因及可能的成矿专属性，将印支期岩浆岩划分成不同成分的岩石系列和时间序列；（3）根据构造行迹和岩组学分析所反映的区域应力场变化，将岩浆岩时间序列与构造期次相配套，探讨构造-岩浆演化的区域动力学背景。研究结果对深入了解天山造山带碰撞后构造体制转换、陆内构造演化过程和板内岩浆起源及构造背景等重要科学问题具有独特的参考价值和理论意义。

本项目对东天山南部鄯善地区阿奇山黑云母二长花岗岩、雅满苏地区玉西东黑云母二长花岗、西Ⅰ和西Ⅱ二云母花岗岩、白山东地区花岗岩进行了全岩主微量元素，锆石U-Pb和Lu-Hf同位素研究，同时对雅满苏和阿奇山地区的侵入岩进行了磷灰石U-Pb同位素组成和裂变径迹研究。结果表明，东天山南部地区花岗质岩石形成时代为251-217 Ma，反映三叠纪期间东天山地区发生明显的岩浆活化。这些花岗岩具有较高的SiO2 （73.15%-76.78%）和 Na2O+K2O (7.11%-8.63%)含量，属钙碱性系列岩石。它们的A/CNK 和A/NK值分别为1.00-1.04和1.12-1.34，显示偏铝质特征，属于I型花岗岩。微量元素比值（Ti/Zr (1.3-13.6)、Ti/Y (3.7-309.0)、 Nb/Ta (8.2-15.2)）和大陆地壳岩石比值（(Ti/Zr < 30、Ti/Y < 200、Nb/Ta = 12)）基本一致。此外，这些岩石εHf(t)值为+2.1至+14.7，对应的二阶段Hf模式年龄为264-1133 Ma，说明其源区可能为新元古代至早古生代晚期的地壳岩石。三叠纪花岗岩以规模较小、分布较分散为特征，并且未发现共生镁铁质岩石，与后碰撞的二叠纪花岗岩有明显区别，说明其产出于不同构造背景，可能是板内环境。三叠纪岩浆活动伴随有区域强烈的韧性剪切活动，表明岩浆活化可能与古特提斯洋俯冲和/或闭合的远程效应有关。磷灰石原位U-Pb定年结果显示，本文所研究的6件样品形成时代介于251~249和333~315 Ma两个年龄区间，表明这些侵入岩分别为石炭纪和早三叠世岩浆活动的产物。磷灰石裂变径迹年龄变化范围较大，主要记录了晚石炭世（约300 Ma）、中-晚三叠世（240~220 Ma）和早白垩世（130~120 Ma）3个阶段的快速冷却事件。240~220 Ma及130~120 Ma期间的快速冷却可能和南侧古特提斯洋俯冲、闭合及其后陆块碰撞作用的远程效应引起的东天山快速隆升有关。东天山南部地区中生代构造-岩浆演化研究对于揭示中国天山造山带后碰撞构造体制转换、陆内构造演化过程具有重要意义。