甜水海地块寒武纪高镁安山岩-镁安山岩形成时代、岩石成因及其大地构造意义

No any exact Cambrian system has been found in the Tianshuihai massif in the past, so its tectonic background is still controversial. In recent years, some well exposed Precambrian volcanic rocks have been discovered in Tianshuihai massif, which provide good physical carriers to explore and discuss the Cambrian tectonic evolution of this maasif. Now, the formation age, petrogenesis, tectonic environment and other issues about these Cambrian volcanic rocks are not yet clear. In this program, the Cambrian High-magnesian andesite and magnesian andesite exposed in western margin of Tianshuihai Massif will be served as research objects, the zircon U-Pb dating, element geochemistry and Sr-Nd-Pb-Hf isotope geochemistry will be carry out fine and systematically. Combined with the geological characteristics of coetaneousintrusive rocks and stratigraphic sedimentary formation, the formation age, forming mechanism and geotectonic setting of these volcanic rocks will be determined, the Cambrian tectonic evolution processof theTianshuihai massif will be discussed (magmatism inversion tectonic environment is one of the good study method for tectonic evolution), which has important scientific significance for recognizing the early Paleozoic geological evolution of western Kunlun.

甜水海地块以往并没有发现确切的寒武系，其构造背景存在较大争议。近年来，在甜水海地块发现了出露较好的寒武纪火山记录，为探索该地块寒武纪构造演化提供了良好的实物载体。目前关于这一寒武纪火山岩的形成时代、岩石成因及构造环境等问题尚不清楚。本项目拟以甜水海地块西缘地区出露的寒武纪高镁安山岩-镁安山岩作为研究对象，开展锆石U-Pb年代学、元素地球化学和Sr-Nd-Pb-Hf多元同位素地球化学研究，结合区域上同时代侵入岩和地层沉积建造特征，确定其形成时代、形成机制以及大地构造背景，探讨甜水海地块寒武纪的构造演化过程（岩浆作用反演构造环境是目前较好的研究手段之一），这对认识西昆仑地区早古生代地质演化有重要的科学意义

甜水海地块作为西昆仑-喀喇昆仑造山带重要的组成部分，大地构造位置上夹持于麻扎-康西瓦板块缝合带和洪山湖-乔尔天山板块缝合带之间，在探讨和认识西昆仑地区早古生代地质演化具有重要的科学意义。本项目以甜水海地块中部麻扎地区新发现高镁安山岩-镁安山岩为主要研究对象，通过详细的野外地质调查和室内研究厘定该套火山岩-沉积岩组合主要由安山岩、英安岩、流纹岩及其火山碎屑岩和少量沉积岩组成；与安山岩互层产出的英安岩和流纹岩锆石U-Pb年龄为519.5~513.0Ma，表明这套火山-沉积地层形成于中寒武世。火山岩套的地球化学特征表明：安山岩属于低铁钙碱系列高镁安山岩-镁安山岩，英安岩属于高钾钙碱性系列。安山岩和英安岩总体表现出右倾轻稀土富集分配模式，富集Rb､Ba､K､Th等大离子亲石元素，亏损Nb､Ta､Ti高场强元素，具有典型的岛弧岩浆岩特征。野外调查表明，安山岩与英安岩在空间上相邻，呈互层产出，且二者都出露于中寒武系地层中，暗示了二者在成因上紧密相联。岩石地球化学特征指示了安山岩和英安岩可能源于富集地幔楔不同比例的部分熔融作用，所产生的岩浆在上升过程中又遭受了不同比例的地壳混染。新发现花岗岩锆石U-Pb定年表明其形成年龄为519.7~513.4Ma，属中寒武世岩浆活动的产物。全岩Sr-Nd-Pb及锆石Hf同位素研究表明，岩浆来源于陆壳物质部分熔融，同时又受到了富集地幔来源熔体的影响。推测麻扎地区寒武纪岩浆岩形成于原特提斯洋向南俯冲消减机制下的岛弧构造环境，同时结合区域资料，认为在寒武纪甜水海地块存在两期岩浆作用，在早寒武纪末期（~520Ma）原特提斯洋发生双向俯冲，甜水海地块北缘转化为活动大陆边缘。