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东准噶尔柳树泉地区橄榄辉石角闪石岩年代学、矿物学特征及其地质意义

2022-06-27赵庆华白建科

地球科学与环境学报 2022年3期
关键词:锆石橄榄岩浆

赵庆华,黄 岗,白建科,陈 涛,徐 岩

(1. 河南开放大学 建筑工程与智能建造学院,河南 郑州 450046; 2. 中国地质大学(北京) 地球科学与资源学院,北京 100083; 3. 陕西地矿区研院有限公司,陕西 咸阳 712000; 4. 中国地质调查局西安地质调查中心,陕西 西安 710054)

0 引 言

岩浆岩具有“深部探针”属性,是地球深部作用的直接响应,而超镁铁质侵入岩作为来自地球深部岩石样品的代表,为提供地球内部特别是壳幔直接信息发挥着重要作用。新疆东准噶尔造山带作为中亚造山带的重要组成部分,其古生代构造格局及洋盆演化与古亚洲洋扩张、俯冲、消减过程密切相关,是由增生杂岩和岩浆弧等地体拼贴而成的增生型造山带。该造山带内自北向南依次分布乔夏哈拉—布尔根、扎河坝—阿尔曼太和卡拉麦里3条蛇绿构造混杂岩带,带内出露众多超镁铁质岩,然而它们大多数为蛇绿岩的组成部分。目前,东准噶尔地区报道的超镁铁质岩体仅为含铜镍硫化物矿床的喀拉通克镁铁—超镁铁质岩体和吐尔库班套杂岩体。与俯冲作用有关的含矿镁铁—超镁铁质岩体成因受到广泛关注,而以阿拉斯加型岩体为代表、与板块俯冲有关的镁铁—超镁铁质岩体组合,产出于独特构造背景且以伴生铂族元素矿化为典型特征,对此类岩体开展研究有助于理解岛弧岩浆作用、幔源岩浆在壳内的分异以及壳-幔相互作用。另外,阿拉斯加型岩体及其大体同时形成的岛弧或活动陆缘火山作用的分布有助于确定古板块的俯冲方向。

课题组在东准噶尔柳树泉地区开展区域地质填图过程中,于卡拉麦里蛇绿构造混杂岩带东北部英云闪长岩体中新填绘出超镁铁质岩体,岩性为橄榄辉石角闪石岩,呈大小不等的残留体分布。本文通过对该岩体开展岩相学、锆石U-Pb年代学和矿物化学等方面的研究,讨论其形成时的温压条件和母岩浆性质与成分,结合区域地质构造特征,探讨了成岩构造背景,从而为东准噶尔造山带构造-岩浆演化提供新的约束。

1 区域地质背景

底图引自文献[18]图1 东准噶尔卡拉麦里地区区域地质简图Fig.1 Geological Sketch Map of Kalamaili Area in East Junggar

新疆东准噶尔造山带位于准噶尔盆地东北缘,北以额尔齐斯—玛因鄂博大断裂为界与阿尔泰造山带相邻,南以卡拉麦里—莫钦乌拉断裂带为界与准噶尔—吐哈地块毗连,是由早古生代和晚古生代两期造山作用形成的。卡拉麦里蛇绿构造混杂岩带或构造带位于东准噶尔造山带南部,夹持于南侧将军庙地块和北侧野马泉复合岛弧带之间(图1),是准噶尔古生代洋盆最终消亡的位置,对中亚造山带的构造演化有重要意义。该构造带主要由蛇绿岩残片和泥盆纪—石炭纪构造基质或岩片等组成,可能包含了岛弧增生杂岩、弧前或弧后沉积的复理石、蛇绿岩残片等多种物质组分,具有典型的古洋盆残片增生混杂岩特征。北侧野马泉复合岛弧带零星发育早古生代岛弧侵入岩和火山-沉积岩,且被晚古生代弧盆和后碰撞构造背景下形成的火山-沉积岩系大面积覆盖,广泛发育后碰撞构造背景下的石炭纪—二叠纪花岗岩,总体具活动陆缘特征,进一步细分为金格尔达弧后沉积带、野马泉—库普火山弧带和卡姆斯特—柳树泉弧前带,柳树泉(超镁铁质)岩体位于卡姆斯特—柳树泉弧前带内。卡拉麦里构造带南侧为准噶尔地块,断续出露中志留统白山包组、上志留—下泥盆统红柳沟组至下中泥盆统卡拉麦里组,均为海相陆缘碎屑沉积建造,构成被动大陆边缘沉积序列。大面积出露的石炭纪—二叠纪火山-沉积组合代表后碰撞期板内裂陷盆地的产物。中新生代地层广泛分布于东准噶尔地区,其中侏罗系是该地区煤炭资源主要赋存层位。

2 岩体地质及岩相学特征

2.1 岩体地质特征

东准噶尔柳树泉地区橄榄辉石角闪石岩位于清水—苏吉泉深大断裂东北侧。区内出露的地层主要为中泥盆统蕴都喀拉组[图2(a)],岩性为灰绿色凝灰质细砂岩、粉砂岩、沉凝灰岩夹少量凝灰质砂砾岩。区内侵入岩为早泥盆世橄榄辉石角闪石岩、早石炭世辉长岩和英云闪长岩、晚石炭世正长花岗岩和碱性花岗岩及各类中基性岩脉。其中,早泥盆世橄榄辉石角闪石岩在地表呈大小不等的残留体和少量的捕虏体分布于晚泥盆世英云闪长岩体之中,分布相对集中,地表分布约10余个小岩体[图2(b)、3(a)],大者可达70 m×45 m。野外可见橄榄辉石角闪石与英云闪长岩接触界线凹凸不平,呈明显互相穿插的关系[图3(b)],且靠近英云闪长岩有结晶分异、岩浆晚期交代及发育橄榄辉石角闪石岩捕虏体的现象,表明两者可能为侵入接触关系;橄榄辉石角闪石岩不是包体,而是一次独立岩浆活动的产物,后来又被较晚期英云闪长质岩浆侵入,成为了残留体。

图(a)底图引自文献[31]图2 柳树泉超镁铁质岩体地质简图Fig.2 Geological Sketch Map of Liushuquan Ultrabasic Complex

Ol为橄榄石;Cpx为单斜辉石;Opx为斜方辉石;Hbl为角闪石;Tr为透闪石;Pl为斜长石图3 橄榄辉石角闪石岩典型宏观照片及显微镜下图像Fig.3 Typical Outcropping and Microscopic Photographs of Olivine Pyroxene Hornblendite

2.2 岩相学特征

柳树泉超镁铁质岩体岩石类型为橄榄辉石角闪石岩,岩石呈深灰绿色,具中细粒半自形粒状结构、粒状镶嵌结构、块状构造[图3(c)]。岩石主要由角闪石(体积分数为45%~55%)、橄榄石(15%~20%)、单斜辉石(15%~20%)及少量斜方辉石(8%~10%)和斜长石(2%~3%)组成,副矿物有铬铁矿、磁铁矿、磁黄铁矿等,与阿拉斯加型超镁铁质岩体组成矿物相似。角闪石多为褐色普通角闪石,多呈半自形长柱状,粒径为0.2~3.0 mm,发生透闪石化和绿泥石化,角闪石内部常包含或边缘镶嵌着橄榄石或单斜辉石,形成包橄结构(或海绵陨铁结构)[图3(d)],局部也可见角闪石充填于橄榄石或辉石孔隙间形成填隙结构。橄榄石呈半自形短柱状或等轴粒状,粒径为0.2~2.5 mm不等,沿裂理多被蛇纹石交代,伴随有磁铁矿析出,部分橄榄石完全被纤维状蛇纹石集合体交代,呈交代假象,有少量交代残余,个别橄榄石具角闪石反应边。辉石主要由单斜辉石(体积分数为15%~20%)及少量斜方辉石(8%~10%)组成,多呈不规则粒状,个别呈半自形短柱状,粒径为0.5~4.0 mm不等,内部包含或边缘镶嵌橄榄石,形成包橄结构[图3(e)]。斜长石主要为基性斜长石,呈半自形板柱状,部分呈填隙状分布于辉石和角闪石颗粒间,粒径为0.2~2.0 mm,发生了较强烈的黝帘石化,个别隐约可见聚片双晶[图3(f)]。根据镜下观察可知各矿物的大致结晶顺序为:橄榄石→斜方辉石→单斜辉石→斜长石→角闪石。

3 分析方法

锆石挑选在河北省欣航测绘院有限责任公司测试中心完成,锆石制靶和阴极发光(CL)照相在中国地质科学院矿产资源研究所国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室完成,所用仪器为JEOL-JXA-8230,加速电压为15 kV;电流为20 nA;束斑直径为5 μm。锆石U-Pb定年在中国地质大学(北京)地质过程与矿产资源国家重点实验室矿床地球化学微区分析室完成。实验中,采用Geolas 193准分子激光器进行剥蚀取样,Thermo Fisher X Series Ⅱ型四级杆型等离子质谱仪测试离子信号强度。实验中,采用NIST610作为元素含量外标,锆石91500作为U-Pb同位素比值外标,锆石GJ-1和Plesovice作为未知样品的数据质量监控标样来进行分析。离线数据采用软件ICPMSDataCal10.7完成。详细数据处理方法见文献[32] 。

矿物的电子探针分析是在中国地质调查局西安地质调查中心实验测试中心完成。分析条件如下:仪器型号为JXA-8230,电压为15 kV,电流为20 nA,束斑直径为3 μm。采用Geikit软件计算矿物端元组分。

4 结果分析

4.1 锆石U-Pb年龄特征

东准噶尔柳树泉地区橄榄辉石角闪石岩样品(LSQ3TW)锆石干净、透明,形态上以长柱状和短板状为主,粒径为80~120 μm。阴极发光图像显示这些锆石绝大部分具较好的晶形,呈明显的岩浆结晶韵律环带或条带结构(图4)。本次获得18个有效年龄数据,其分析结果见表1。锆石Th、U含量(质量分数,下同)分别为(58~230)×10和(119~438)×10,Th/U值为0.43~0.93,均大于0.4,因此,这些锆石应属于典型岩浆成因锆石。

表1 橄榄辉石角闪石岩LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素分析结果Table 1 Analysis Results of LA-ICP-MS Zircon U-Pb Isotope of Olivine Pyroxene Hornblendite

图4 橄榄辉石角闪石岩锆石阴极发光图像Fig.4 CL Images of the Zircons of Olivine Pyroxene Hornblendite

橄榄辉石角闪石岩18个分析点均位于U-Pb谐和曲线上或附近的一个很小区域内[图5(a)],Pb/U表面年龄为415~407 Ma,加权平均年龄为(410.9±3.5)Ma(平均标准权重偏差(MSWD)为0.15)[图5(b)],代表橄榄辉石角闪石岩的结晶年龄,表明柳树泉岩体是早泥盆世岩浆活动的产物。

图5 橄榄辉石角闪石岩锆石U-Pb年龄谐和曲线和年龄分布Fig.5 Concordia Diagram and Distribution of Zircon U-Pb Ages of Olivine Pyroxene Hornblendite

4.2 矿物化学特征

柳树泉岩体中的橄榄石电子探针分析结果见表2。各氧化物成分在同一橄榄石颗粒的中心与边缘变化不大,成分总体相对均匀。柳树泉岩体中橄榄石总体具有较高的FeO含量(15.43%~18.01%)、MgO含量(42.41%~44.27%)和较低的CaO含量(0.000%~0.038%),Fo牌号(80.6~83.4)变化范围较小,平均值为82.3,属贵橄榄石;NiO含量为0.13%~0.29%,CrO含量(0.00%~0.06%)相对较少,反映母岩熔融程度较高。

表2 橄榄辉石角闪石岩中的橄榄石电子探针分析结果Table 2 EPMA Results of Olivine from Olivine Pyroxene Hornblendite

柳树泉岩体中的单斜辉石和斜方辉石电子探针分析结果分别见表3、4。根据Morimoto等提出的辉石分类命名方案,在Q-J图解[图6(a)]中,辉石均位于Quad区域,表明它们均属Ca-Mg-Fe辉石组。单斜辉石以高CaO含量(19.39%~24.63%)及低AlO含量(0.69%~3.03%)、TiO含量(0.03%~0.64%)为特征,与阿拉斯加型岩体的辉石特征相似。在Wo-En-Fs图解[图6(b)]中,单斜辉石主要位于透辉石区域内,说明本区单斜辉石以透辉石为主。斜方辉石具有高SiO含量(55.19%~56.52%)、MgO含量(29.50%~31.17%),及低TiO含量(0.01%~0.38%)、CaO含量(1.02%~1.59%)和AlO含量(1.43%~2.01%)为特征,En牌号为77.03~78.72,Wo牌号为1.87~2.96,Fs牌号为13.56~15.84,成分为古铜辉石。

表3 橄榄辉石角闪石岩中的单斜辉石电子探针分析结果Table 3 EMPA Results of Clinopyroxene from Olivine Pyroxene Hornblendite

柳树泉岩体中的角闪石电子探针分析结果见表5。从表5可以看出:主成分变化不大,显示出同一岩浆演化结晶作用的结果;角闪石具有较高的FeO含量(7.12%~8.27%)、MgO含量(15.62%~17.54%)、CaO含量(11.05%~12.25%)和AlO含量(10.50%~12.00%),较低的SiO含量(44.20%~46.03%)、NaO含量(1.83%~2.21%)和KO含量(0.20%~0.50%),并含有少量的CrO(含量为0.13%~0.96%)、CoO(0%~0.09%)和NiO(0.00%~0.14%)。按照国际矿物学协会(IMA)角闪石专业委员会提出的命名原则,柳树泉岩体中角闪石(Na+Ca)值不低于1.5,且Na值低于0.5,判断本区角闪石全部为钙质角闪石。再由(Na+K)值、Mg/(Mg+Fe)值和T位的Si含量(TSi)对钙质角闪石进一步分类,按照Leake等提出的角闪石分类方案(图7),柳树泉岩体中角闪石主要为钙镁角闪石和镁质角闪石。

表4 橄榄辉石角闪石岩中的斜方辉石电子探针分析结果Table 4 EMPA Results of Orthopyroxene from Olivine Pyroxene Hornblendite

表5 橄榄辉石角闪石岩中的角闪石电子探针分析结果Table 5 EMPA Results of Amphibole from Olivine Pyroxene Hornblendite

Q值为Ca+Mg+Fe2+值;J值为2Na+值;Quad指Ca-Mg-Fe;底图引自文献文献[34]图6 辉石系列分类图解Fig.6 Classification Diagrams of Pyroxenes Series

5 讨 论

5.1 岩浆形成的温压条件

岩相学研究表明,柳树泉超镁铁质岩体中橄榄石是最早结晶的矿物,而大量分布的角闪石是除斜长石外最晚结晶的矿物,因此,通过估算橄榄石和角闪石的结晶温度可近似获得岩浆结晶的温度范围。张招崇等提出母岩浆中的MgO含量可以利用堆晶相岩石中橄榄石最高Fo牌号(83.4)以及全岩组分计算获得,本次计算得出与其平衡熔体的MgO含量为9.73%;根据邱家骧等提出的橄榄石结晶温度公式,计算得到橄榄石结晶温度约为1 225.1 ℃±26.0 ℃,该温度值可以代表超镁铁质岩浆结晶的初始温度。利用Ridolfi等提出的钙质角闪石温度公式计算得出柳树泉岩体中角闪石结晶温度为911 ℃~951 ℃(平均值为932 ℃),与利用Putirka提出的角闪石结晶温度与其组分关系式计算得出的形成温度(905 ℃~940 ℃,平均值为927 ℃)在误差范围内一致,同时与阿拉斯加型岩体中角闪石的形成温度(815 ℃~1 025 ℃)相似。

图件使用条件为:CaB值大于或等于1.50;(Na+K)A值小于0.50;CaA值小于0.50。底图引自文献[35]图7 柳树泉岩体中角闪石分类图解Fig.7 Classification Diagram of Hornblende of Olivine Pyroxene Hornblendite

利用Ridolfi等提出的钙质角闪石压力公式,计算得出柳树泉岩体中角闪石结晶时压力为248~346 MPa(平均值为290 MPa);基于Schmidt利用角闪石中全铝(Al)和压力()相关性提出稍加修正的经验公式,计算得出其压力为259~364 MPa(平均值为328 MPa)。这两种方法计算得到的柳树泉岩体中角闪石结晶时压力较为可靠;接着根据压力计算深度,可获得岩体侵位深度为9~13 km。

5.2 母岩浆性质与成分

研究表明,单斜辉石可以很好地反映母岩浆的成分特征。单斜辉石Si、Al可以作为确定母岩浆类型的标型元素。在AlO-SiO图解[图8(a)]中,柳树泉岩体中单斜辉石数据点均投在亚碱性系列区域;在Ti-Al图解[图8(b)]中,数据点均位于拉斑玄武岩系列区域,表明柳树泉岩体的母岩浆属于拉斑玄武岩系列。岩相学特征显示柳树泉岩体中存在明显的橄榄石和辉石堆晶,因此,可以利用橄榄石-熔体平衡原理估算进入岩浆房中熔体的MgO含量,即=((FeO)/(MgO))/((FeO)/(MgO))=0.30±0.03。其中,值随着压力的增加而增大,一般低压取值为0.30,高压取值为0.33,本次值取平均值0.315;((FeO)/(MgO))表示橄榄石中的(FeO)/(MgO);((FeO)/(MgO))表示熔体中的(FeO)/(MgO)。由于Fo牌号最高的橄榄石组分可能更接近于液相线橄榄石的组成,岩体中橄榄石最高Fo牌号()为83,利用公式(MgO)/(FeO)=0.560 95/(1-),采用全岩FeO平均含量(11.45%)估算出与其处于平衡状态岩浆的MgO含量为9.87%,判断其属高镁玄武质岩浆范畴。由于Fo牌号最高的橄榄石不能代表与原生岩浆平衡的最初液相线橄榄石,所以估算的MgO含量(9.87%)不能代表原生岩浆的MgO含量,只能约束原生岩浆MgO含量的下限。因此,柳树泉岩体的母岩浆应该为亚碱性高镁拉斑玄武岩系列。

利用Ridolfi等提出的利用角闪石分子式计算结晶时氧逸度和岩浆含水量的公式,计算得出柳树泉岩体中角闪石结晶时氧逸度为△NNO+0.9~△NNO+1.8,平均值为△NNO+1.5,显示高氧逸度特征(图9);角闪石结晶时的岩浆房含水量很高(5.1%~7.0%,平均值为6.3%),与阿拉斯加型岩体的母岩浆特征相似,岩石中角闪石和磁铁矿的广泛分布进一步证实母岩浆的高含水量及高氧逸度的特性。橄榄石中Ca含量可用来研究幔源岩浆的含水程度,并且Ca含量受岩浆体系中水含量的控制,岩浆含水量越高,Ca越不容易进入橄榄石中。从富水的岛弧岩浆中结晶的橄榄石要比相对贫水的板内岩浆中结晶的橄榄石,具有明显更低的Ca含量。柳树泉岩体中橄榄石的Ca含量(0%~0.038%)远低于MORB和OIB中橄榄石斑晶的Ca含量,与岛弧环境形成的阿拉斯加型Duke Island杂岩体中橄榄石的Ca含量接近[图10(a)],表明其母岩浆含水量较高,这与岩石中普遍发育含水矿物角闪石的特征一致。多数人认为阿拉斯加型岩体由于上覆地幔楔受到俯冲熔/流体交代,造成地幔源区具有富水的特征。另外,角闪石矿物化学特征表现为高AlO含量(10.0%~11.4%)和高Al/Si值(0.22~0.23),在角闪石TiO-AlO图解[图10(b)]中,柳树泉岩体中角闪石全部数据点落在幔源岩浆角闪石范围内,进一步表明其是直接从幔源基性岩浆中结晶形成的。

综上所述,柳树泉岩体母岩浆为受到俯冲带熔流体交代的地幔楔部分熔融形成的含水高镁拉斑玄武质岩浆。

图(a)底图引自文献[56];图(b)底图引自文献[57]图8 橄榄辉石角闪石岩中的单斜辉石Al2O3-SiO2图解和Ti-AlⅣ图解Fig.8 Diagrams of Al2O3-SiO2 and Ti-AlⅣ of Clinopyroxene from Olivine Pyroxene Hornblendite

fO2为氧逸度;底图引自文献[38]图9 橄榄辉石角闪石岩中的角闪石结晶时岩浆温度和氧逸度相关性Fig.9 Relationship Between Temperature and Oxygen Fugacity of the Magma When Amphiboles Crystallize from Olivine Pyroxene Hornblendite

5.3 成岩构造背景

柳树泉地区橄榄辉石角闪石岩在岩石学、矿物学和岩浆性质等方面均不同于中亚造山带东段形成于造山后碰撞背景下的镁铁—超镁铁质岩体,而与阿拉斯加型镁铁—超镁铁质岩体类似。柳树泉岩体在矿物学上以富含镁橄榄石、富含钙透辉石的单斜辉石和分布广泛的钙质角闪石为特征。从岩相学特征和野外产状来看,柳树泉岩体由橄榄辉石角闪石岩组成,受岩体剥蚀和晚期英云闪长岩侵蚀的影响,未见岩相环状结构,但岩相环状结构并不是阿拉斯加型岩体的普遍特征,不能独立作为判断某个岩体是否为阿拉斯加型岩体的标志。普遍认为阿拉斯加型岩体形成于与板块俯冲作用有关的岛弧或活动陆缘背景,而单斜辉石的矿物成分经常用来判断岩体形成的构造环境。柳树泉岩体中单斜辉石矿物化学特征与岛弧火山岩中单斜辉石的成分特征相近,以较低的AlO含量(0.69%~3.03%)和TiO含量(0.03%~0.64%)为显著特征。岛弧环境的堆晶岩中单斜辉石一般具有比拉张环境中单斜辉石更高的Al/Ti值(呈四次配位Al含量和占据单斜辉石八面体位置Ti含量的比值)。因此,通常利用Al-TiO图解和SiO-AlO图解来区分出岛弧和裂谷有关的单斜辉石。从图11可以看出,柳树泉岩体样品的单斜辉石主要落入阿拉斯加型Quetico岩体范围内,并显示出向弧堆晶趋势的变化。另外,在单斜辉石F-F图解(图12)中,柳树泉岩体中的单斜辉石成分点主要位于火山弧玄武岩和火山弧玄武岩+大洋玄武岩范围内,因而推测柳树泉岩体应形成于岛弧构造环境,其岩体属性为形成于俯冲阶段的阿拉斯加型超镁铁质岩体。

图(a)引自文献[47];图(b)引自文献[52]图10 橄榄辉石角闪石岩中的橄榄石和角闪石成因判别图解Fig.10 Genetic Diagrams of Olivine and Hornblende from Olivine Pyroxene Hornblendite

底图引自文献[54]图11 橄榄辉石角闪石岩中的单斜辉石SiO2-Al2O3图解和AlZ-TiO2图解Fig.11 Diagrams of SiO2-Al2O3 and AlZ-TiO2 of Clinopyroxene from Olivine Pyroxene Hornblendite

底图引自文献[55]图12 橄榄辉石角闪石岩中的单斜辉石F1-F2图解Fig.12 Diagram of F1-F2 of Clinopyroxene from Olivine Pyroxene Hornblendite

紧邻柳树泉岩体南侧的卡拉麦里蛇绿构造混杂岩带中辉绿岩锆石U-Pb年龄为(416.7±3.2)Ma,辉长岩锆石U-Pb年龄为(416.8±3.2)Ma和(406.8±1.8)Ma,揭示其代表的古洋盆在早泥盆世前已打开。北侧泥盆纪地层具有弧-盆体系特征,存在岛弧岩浆活动,南侧中志留统—中泥盆统碎屑岩具有被动陆缘沉积特征,指示卡拉麦里古生代洋盆向北俯冲消减,与上述柳树泉阿拉斯加型超镁铁质岩体形成于岛弧构造环境的结论相一致。本次获得的柳树泉地区橄榄辉石角闪石岩锆石U-Pb年龄为(410.9±3.5)Ma,表明形成时代为早泥盆世,与以构造岩片赋存于卡拉麦里蛇绿构造混杂岩带中中基性火山岩年龄((404.5±1.9)Ma)在误差范围较为一致,暗示二者应为同期构造岩浆事件的产物,而且这些火山岩显示类似马里亚纳弧火山岩的地球化学特征,被认为形成于洋内弧构造环境;卜国民等提出塔克札勒玄武岩具有岛弧和洋中脊的过渡构造背景性质,认为其形成为弧前环境;刘希军等认为镁铁质岩兼具有洋中脊玄武岩和岛弧拉斑玄武岩的特征,提出其形成于受洋脊俯冲影响的岛弧或弧前扩张环境;刘世杰等认为双泉金矿中基性火山岩(玄武安山岩锆石U-Pb年龄为(408.6±3.9)Ma)具有岛弧火山岩的地球化学特征,并提出其可能形成于受洋脊俯冲影响的弧前拉张环境。上述研究成果均指示卡拉麦里地区早泥盆世可能发生了弧前扩张作用。柳树泉岩体位于卡姆斯特—柳树泉弧前带内,结合上述矿物化学及相关判别图解,推测其可能形成于弧前伸展的构造环境。总之,柳树泉阿拉斯加型岩体的发现,表明卡拉麦里地区在早泥盆世存在洋壳俯冲作用,并可能经历弧前扩张演化的过程。

新疆境内尤其是东天山地区发育了大量镁铁—超镁铁质杂岩体,赋存有丰富的岩浆铜镍硫化物矿产资源,较典型的有黄山、图拉尔根、香山、天宇和白石泉等矿床。阿拉斯加型岩体具有铂族元素(PGE)矿化专属性,但是这类岩体分布很少,如准噶尔西北缘的吐尔库班套杂岩体和中天山峡东杂岩体被识别为阿拉斯加型岩体,并且具有高PGE含量特征,与世界范围内典型阿拉斯加型岩体的铂族元素矿化特征一致。本次新发现的柳树泉岩体具有阿拉斯加型岩体的性质,地表虽未发现明显的铜镍矿化,但全岩样品和橄榄石均具有较高的NiO含量(0.09~0.18%,未发表)。因此,对柳树泉岩体及相关矿化的可能性应给予足够的重视,建议对该岩体开展铂族元素成矿评价工作。

6 结 语

(1)东准噶尔柳树泉地区橄榄辉石角闪石岩在地表呈大小不等的残留体分布于晚泥盆世英云闪长岩体之中,锆石U-Pb年龄为(410.9±3.5)Ma,形成时代为早泥盆世。

(2)橄榄辉石角闪石岩主要造岩矿物为角闪石、橄榄石、单斜辉石及少量的斜方辉石和斜长石,副矿物为铬铁矿、尖晶石、磁铁矿等。其中,橄榄石属于贵橄榄石,单斜辉石主要为富钙透辉石,斜方辉石为古铜辉石,角闪石主要为钙镁角闪石和镁角闪石。

(3)矿物学特征揭示柳树泉地区橄榄辉石角闪石岩的母岩浆为演化程度较低的高镁拉斑玄武质岩浆,且母岩浆成分具有高Mg、Ni的特点;岩浆结晶时具有较高氧逸度(△NNO+0.9~△NNO+1.8)和含水量(5.1%~7.0%)。

(4)柳树泉地区橄榄辉石角闪石岩具有阿拉斯加型岩体的性质,其母岩浆为受到俯冲带熔流体交代的地幔楔部分熔融形成的含水高镁拉斑玄武质岩浆,形成于弧前伸展的构造环境。

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