伊犁地块高镁辉长闪长岩和辉长岩的成因与构造背景研究

High-Mg andesite (HMA) shares compositional similarities with the bulk continental crust, it thus has a great significance to crustal growth. However, most HMA studies were merely carried out on its volcanic rocks. Although the studies have initially built up models for HMA origin through its volcanics, they still had not fully considered the magma formation process for its intrusive counterparts and factors of hydrous fluid, temperature and pressure on its magma formation. This, in turn, is hard to understand the HMA generation process, its P-T-H2O conditions and primary magma signatures. This project focuses on high-Mg gabbrodiorite and gabbro found in the Yili Block, Central Asian Orogenic Belt, with geological investigation, petrology, elemental geochemistry and Sr-Nd-O-B isotopes studies. The aim of the study is to reveal the origin relationship between the high-Mg gabbrodiorite and gabbro, primary magma information and the P-T-H2O conditions for generating these two rocks as well as their origin and tectonic setting. Base on these data, we try to shed light on the origin of the HMA and on the crustal growth in the Central Asian Orogenic Belt.

高镁安山岩由于具有与大陆地壳相似的组成，因此对大陆地壳生长研究具有重要的意义。目前对高镁安山岩的研究主要集中在火山岩部分，虽然初步建立了成因模型，但由于缺乏对相应侵入体部分的岩浆形成过程以及富水组分、温度和压力等岩浆形成控制因素的研究，难以了解高镁安山岩形成的深部岩浆过程以及P-T-H2O条件和原始岩浆信息。本项目拟针对在中亚造山带伊犁地块发现的高镁辉长闪长岩和辉长岩开展包括年代学、岩石学、元素地球化学以及Sr-Nd-O-B同位素研究，试图揭示高镁辉长闪长岩与辉长岩形成的P-T-H2O条件和原始岩浆信息，以及二者的成因联系，阐明二者的成因机制以及构造形成背景，进而为检验高镁安山岩的成因模型提供关键的证据，为揭示中亚造山带大陆地壳生长问题提供制约。

高镁安山岩具有与大陆地壳相似的组成，因此对理解大陆地壳生长具有重要的意义。然而由于高镁安山岩的成因一直存在争议，从而限制了我们对大陆地壳生长问题的理解。为此，我们对与高镁安山岩组成相当的伊犁地块高镁辉长闪长岩和辉长岩进行研究。研究发现，高镁辉长岩闪长岩和辉长岩具有同期侵位的特点（~440 Ma），属于赞岐岩类高镁安山岩。通过岩石学和地球化学研究发现二者具有成因上的联系，二者主要来源于俯冲环境下流体交代的地幔楔部分熔融形成的原始玄武质岩浆，交代的地幔楔部分熔融形成的玄武质岩浆在弧下深度富水（≤4 wt.%）相对低温状态分异形成高镁辉长岩闪长岩和辉长岩。通过B-Mo同位素研究表明，交代的流体主要来自富含有机质的沉积岩。结合区域上同时期的岛弧岩浆岩研究，这些结果表明流体交代和岩浆分异的共同作用形成了赞岐岩类高镁安山岩。由此验证了玄武质岛弧岩浆可以通过结晶分异作用演化形成安山质大陆地壳从而实现大陆地壳生长的问题，并揭示了中亚造山带显生宙显著的地壳生长量机制问题。另外，由于中天山和伊犁地块在前寒武纪时期同属一个块体，我们因此也对中天山地块的中新元古代碎屑沉积岩和岩浆岩开展了研究，查明了其基底属性和该区前寒武纪地壳生长演化模式，并揭示了块体的聚合和离散过程促进岩浆成分向更酸性、同位素更富集的趋势演化，从而使大陆地壳从生长向成熟化发展。同时我们还对邻区的岩石圈结构进行研究，发现其具有散射体结构，并认为该结构可能是由天山下方上涌的软流圈物质所致。这些岩石圈结构的观察从另外一个角度揭示了中亚造山带地壳生长的特点。以上研究结果为我们理解大陆地壳生长提供了新的启示。