阿尔泰造山带东南缘昆格依特花岗岩Nd-Hf同位素解耦成因及物源示踪意义

The nature of the lower crust and tectonic setting of the Chinese Altai Orogen in the early to middle Paleozoic are still hotly debated, due to the different interpretations for source characteristics of granites with Nd-Hf isotopic decoupling features. Therefore, it is important to study what accounted for the Nd-Hf isotopic decoupling in the granite magma (sources). The Devonian Kungeyite granitoids, located in the southeastern part of the Chinese Altai orogen, is characterized by whole-rock Nd and zircon Hf isotopic decoupling feature, as revealed by previous study. In this project, we plan to clarify the reason caused the decoupling feature of the Kungeyite granite, by detailed field and petrographic study, combined with whole-rock Sr-Nd-Hf isotopes, zircon CL imaging, zircon U-Pb age and zircon Hf-O isotope, in situ mineral composition analysis. Furthermore, we will attempt to provide constrains on how to be more reasonable interpret the components of magma sources and the petrogenesis of granites, when Nd-Hf isotope decoupled in granitoids

阿尔泰造山带早-中古生代下地壳的性质及其构造环境仍然存在争议。一个重要原因是花岗岩全岩Nd同位素和锆石Hf同位素组成出现解耦，导致物源示踪的结果不一致。因此，该区花岗岩Nd-Hf同位素解耦的原因需要深入探讨。阿尔泰造山带东南缘清河地区泥盆纪昆格依特花岗岩是Nd-Hf同位素解耦的一个典型代表。本项目以昆格依特岩体为对象，通过全岩元素和Sr-Nd-Hf同位素分析、矿物成分和矿物微区Sr-Nd同位素分析、锆石形态学、CL成像和锆石Hf-O同位素及微量元素研究，探讨岩浆源区熔融和岩浆结晶分异过程中不同矿物对Nd-Hf同位素体系解耦的影响，查明昆格依特花岗岩Nd-Hf同位素解耦的成因，为解决阿尔泰深部地壳物质组成认识上的争议提供重要约束。同时，尝试为在Nd-Hf同位素发生解耦时如何更合理地提取花岗岩的物源及成因等方面的信息提供依据。

由Nd-Hf同位素解耦引起的源区示踪不一致，导致不同学者对阿尔泰志留-泥盆纪花岗岩类代表的构造意义的解释存明显差异，因而，阿尔泰有关花岗岩Nd-Hf同位素解耦成因问题引起了越来越多学者的重视。本项目就阿尔泰东南缘的昆格依特花岗岩岩体开展Nd-Hf同位素解耦原因及地质意义的详细解剖。通过野外地质、全岩元素和Sr-Nd-Hf同位素分析、矿物成分和矿物微区Sr-Nd同位素分析、锆石形态学、CL成像和锆石Hf-O同位素及微量元素等多方面综合研究，深刻诠释了昆格依特花岗岩源区性质和组成特征及岩石成因，探讨岩浆源区熔融和岩浆结晶分异过程中不同矿物对Nd-Hf同位素体系解耦的影响。昆格依特花岗岩中发现了大量前寒武继承锆石, 厘清其结构、成因和来源后分析了锆石效应是否为造成解耦的主要原因，初步提出造成昆格依特花岗岩Nd-Hf同位素解耦的主要因素为继承其岩浆源区同位素解耦特征如奥陶纪增生楔俯冲古老沉积物再循环，次之为岩浆过程中的锆石效应。本研究在新构建了大阿尔泰地区出现Nd-Hf同位素解耦及耦合特征的花岗岩体数据库基础上，进一步揭示了阿尔泰造山带不同构造单元中花岗岩出现Nd-Hf同位素解耦特征的时空分布，并基本摸清了阿尔泰造山带东南段昆格依特岩体Nd-Hf同位素解耦与前人阿尔泰西段花岗岩Nd-Hf解耦成因不一致解释的原因。该研究拓展了在岩浆演化过程中Nd-Hf同位素发生解耦时示踪深部物质组成的手段，也为Nd-Hf同位素解耦时如何更合理提取花岗岩的物源信息来探讨地壳深部复杂演化过程提供了重要限定。