LA-ICP-MS zircon U-Pb age of gabbro from Aermantai ophiolite in east Junggar, Xinjiang, and its geological significance
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摘要:
阿尔曼泰蛇绿构造混杂岩带位于新疆东准噶尔，记录了古亚洲洋演化。对蛇绿构造混杂岩带中的辉长岩进行主量、微量、稀土元素及LA-ICP-MS锆石U-Pb测年分析，发现辉长岩的原始岩浆来源于亏损地幔与大陆地壳之间，同时受到后期地壳物质的混染作用或来自消减残片的流体交代。锆石年龄为514.3±3.7Ma，推测阿尔曼泰蛇绿构造混杂岩带形成时代为中寒武世-早奥陶世。
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关键词:
- 阿尔曼泰蛇绿岩 /
- 辉长岩 /
- LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄 /
- 东准噶尔 /
- 新疆
Abstract:Aermantai ophiolite lies in the east of Junggar and has recorded tectonic evolution of the paleo-Asian Ocean. Through the analysis of major elements, trace elements, rare earth elements and LA-ICP-MS zircon U-Pb ages of gabbro, the authors found that the original magma of gabbro was derived between depleted mantle and continental crust, affected by crust assimilation and hybridization. The age of zircon is 514.3±3.7Ma, suggesting that the formation of the ophiolite took place in Middle-Cambrian-Early Ordovician period.
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Keywords:
- Aermantai ophiolite /
- gabbro /
- LA-ICP-MS zircon U-Pb age /
- east Junggar /
- Xinjiang
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致谢: 野外调查期间得到中国地质调查局西安地质调查中心、新疆地质调查院、陕西区域地质矿产研究院等领导和同事的大力帮助，在此表示衷心的谢意。在陕西区域地质矿产研究院（原陕西省地质矿产勘查开发局区域地质矿产研究院）成立60周年之际，谨以此文献礼。
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图 2 辉长岩野外照片（a）及显微照片（b，正交偏光）
Hb—普通角闪石；Pl—斜长石
Figure 2. Field photo (a) and microscopic photo (crossed nicols) (b) of gabbro
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图 5 辉长质杂岩稀土元素球粒陨石标准化配分模式图
Figure 5. Chondrite-normalized REE patterns of gabbroic complex
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图 6 辉长质杂岩原始地幔标准化微量元素蛛网图
Figure 6. Primitive mantle normalized trace elements spider diagram of gabbroic complex
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图 9 变辉长岩部分锆石阴极发光图像及206Pb/238U年龄
Figure 9. Cathodoluminescence images and 206Pb/238U age of some zircons from meta-gabbro
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图 11 变辉长岩锆石206Pb/238U年龄分布
Figure 11. Zircon 206Pb/238U age distribution diagram of meta-gabbro
表 1 辉长质杂岩去除烧失量后主量元素分析、特征参数及标准矿物计算结果
Table 1 Major element analyses, characteristic parameters and norm mineral calculations of gabbroic complex after removing loss on ignition
样号 岩性 主量元素/% 样号 岩性 相关特征参数 CIPW计算结果 SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5 Total Mg# SI DI AR Ol Di Hy An Ab Mt D0570-16 辉长岩 50.06 0.71 16.67 6.62 6.98 0.20 4.28 9.34 3.99 0.99 0.15 D0570-16 辉长岩 100.00 44.39 20.53 44.32 1.58 0.00 13.54 17.44 19.19 33.74 3.80 D0571-9 辉长岩 50.95 0.43 15.21 5.82 7.12 0.19 5.49 9.03 3.42 0.46 0.09 D0571-9 辉长岩 100.00 48.37 22.77 41.61 1.61 11.16 20.40 0.00 19.50 27.35 6.32 D0544-1 辉长岩 50.09 0.97 16.98 7.31 5.97 0.19 4.21 9.17 4.60 0.31 0.19 D0544-1 辉长岩 100.00 41.40 17.24 56.66 1.97 11.54 9.34 0.00 13.11 53.44 7.06 D6005-2 辉长岩 48.08 0.80 18.23 3.87 4.66 0.13 8.87 12.15 2.52 0.62 0.07 D6005-2 辉长岩 100.00 69.67 43.18 24.25 1.23 15.46 18.67 0.00 36.67 19.67 3.27 D6005-3 辉长岩 47.93 0.82 17.14 3.80 4.97 0.14 9.72 12.71 2.10 0.61 0.07 D6005-3 辉长岩 100.00 70.96 45.84 21.40 1.20 16.26 21.78 0.02 35.59 17.78 3.22 D6005-4 辉长岩 48.81 0.71 16.91 3.22 5.55 0.14 9.82 12.29 1.96 0.55 0.05 D6005-4 辉长岩 100.00 71.06 46.57 19.80 1.19 11.07 20.05 8.63 35.79 16.58 3.19 D0420/3 辉长岩 46.26 1.40 14.74 4.58 6.82 0.20 5.75 17.95 1.43 0.71 0.16 D0420/3 辉长岩 100.00 52.58 29.80 12.74 1.14 2.15 46.32 0.00 31.77 4.33 3.99 D0422/3 辉长岩 50.26 1.14 19.04 4.28 6.97 0.20 4.35 7.76 4.95 0.79 0.26 D0422/3 辉长岩 100.00 45.88 20.37 44.84 1.55 11.81 7.74 0.00 27.40 38.11 5.43 D04361 辉长岩 50.60 1.07 20.45 6.02 5.30 0.16 4.01 7.03 4.49 0.64 0.25 D04361 辉长岩 100.00 44.10 19.60 41.84 1.46 6.93 0.00 9.84 33.35 38.06 5.25 注： SI—固结指数；DI—分异指数；AR—碱度率；Ol—橄榄石；Di—透辉石；Hy—紫苏辉石；An—钙长石；Ab—钠长石；Mt—磁铁矿 
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表 2 辉长质杂岩稀土和微量元素分析结果
Table 2 Calculations of REE and trace element of gabbroic complex
10-6 样号
岩性D0570-16
辉长岩D0571-9
辉长岩D0544-1
辉长岩D6005-2
辉长岩D6005-3
辉长岩D6005-4
辉长岩D0420-3
辉长岩D0422-3
辉长岩D0436-1
辉长岩La 5.89 4.44 11.6 2.69 2.33 2.27 5.06 11.1 10.2 Ce 13.9 10.2 26.2 6.3 5.8 5.65 13.2 23.7 23.2 Pr 1.87 1.32 3.44 0.96 0.93 1 2.09 3.4 3.23 Nd 8.61 6.04 15.6 5.78 5.12 4.67 11.1 15.8 15.3 Sm 2.31 1.63 3.89 1.72 1.63 1.47 3.42 3.61 3.54 Eu 0.85 0.59 1.27 1.04 1 0.99 1.15 1.22 1.13 Gd 2.62 1.85 3.92 1.83 1.84 1.77 4.41 3.69 3.63 Tb 0.41 0.3 0.55 0.41 0.39 0.42 0.75 0.56 0.54 Dy 2.83 2.12 3.46 2.3 2.13 2.35 5.04 3.28 3.23 Ho 0.58 0.46 0.69 0.43 0.45 0.47 1.14 0.71 0.71 Er 1.77 1.4 2.02 1.42 1.16 1.43 3.16 1.9 1.85 Tm 0.27 0.21 0.27 0.18 0.17 0.17 0.52 0.3 0.3 Yb 1.78 1.45 1.84 1.22 1.22 1.22 3.3 1.88 1.89 Lu 0.28 0.22 0.28 0.23 0.17 0.2 0.48 0.28 0.28 ∑ REE 43.97 32.23 75.03 26.5 24.34 24.06 54.82 71.43 69.03 LREE 33.43 24.22 62 18.49 16.81 16.05 36.02 58.83 56.6 HREE 10.54 8.01 13.03 8.02 7.53 8.02 18.8 12.6 12.43 LREE/HREE 3.17 3.02 4.76 2.31 2.23 2 1.92 4.67 4.55 δEu 1.05 1.04 0.98 1.78 1.76 1.87 0.91 1.01 0.96 (La/Yb)N 2.37 2.2 4.52 1.58 1.37 1.33 1.1 4.24 3.87 (La/Sm)N 1.65 1.76 1.93 1.01 0.92 1 0.96 1.98 1.86 Cu 80.2 123 71.3 43.3 44.9 43.6 56.7 17.4 140 Pb 2.55 9.69 12.4 13.7 2.83 2.45 2.62 2.69 3.86 Zn 45.3 22.7 32.3 41.9 53.1 51.1 57.5 89.1 79.8 Cr 7 40 15 70 351 368 388 51 23 Co 15 33 33 32 53 48 49 38 27 Ni 7 21 32 43 119 117 118 39 20 V 70 302 326 326 256 243 237 331 336 Ga 18.1 14.7 13.1 15.8 16.5 14.8 14.4 12.8 16.3 Sc 2 40.6 41.4 35.1 49.9 48.9 52.5 39.8 36 Cs 13.1 0.42 3.61 0.41 1.54 1.2 0.95 0.41 1.05 Rb 44 20 45.1 4.41 11.9 10.2 8.5 11.7 14.9 Sr 617 384 460 370 1052 1203 1014 221 384 Ba 640 180 187 226 254 246 281 142 241 Ta 0.83 0.36 0.46 0.37 0.24 0.15 0.12 0.62 0.34 Nb 12.9 1.87 0.82 1.75 2.57 2.2 1.88 3.1 2.92 Th 3.62 1.81 1.06 3.43 0.05 0.06 0.06 0.56 1.38 U 4.46 0.49 0.49 0.47 0.4 0.31 0.33 0.34 0.67 Zr 231 14.7 8.75 20.1 26.7 24.7 25.2 80.9 63.2 Hf 6.6 1.12 0.78 1.58 1 0.85 0.96 1.91 1.3 Y 25.5 14.2 11 19 12.2 11.3 11.9 29.8 18.6
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表 3 阿尔曼泰蛇绿构造混杂岩中变辉长岩LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb分析结果
Table 3 LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb analyses of meta-gabbro from Aermantai ophiolite
分析点 元素含量/10-6 相关比值 同位素比值 年龄/Ma Pb Th U Th/U 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 208Pb/232Th 1σ 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 208Pb/232Th 1σ 6005-2-001 5 123 150 0.82 0.0586 0.0033 0.669 0.037 0.0827 0.0012 0.0274 0.0010 553 93 520 22 512 7 547 20 6005-2-002 8 148 182 0.81 0.0581 0.0027 0.665 0.030 0.0830 0.0011 0.0282 0.0007 532 73 518 18 514 7 562 15 6005-2-003 24 218 232 0.94 0.0576 0.0012 0.661 0.013 0.0831 0.0008 0.0267 0.0003 515 27 515 8 515 4 532 5 6005-2-004 4 130 147 0.89 0.0579 0.0038 0.656 0.042 0.0826 0.0012 0.0261 0.0009 527 114 514 26 511 7 522 17 6005-2-005 25 183 248 0.74 0.0577 0.0011 0.662 0.012 0.0832 0.0007 0.0284 0.0003 516 24 516 7 515 4 566 6 6005-2-006 28 255 271 0.94 0.0592 0.0011 0.682 0.011 0.0835 0.0007 0.0270 0.0002 574 21 528 7 517 4 538 5 6005-2-007 27 204 278 0.74 0.0575 0.0013 0.657 0.014 0.0829 0.0008 0.0264 0.0003 509 32 513 9 513 5 527 6 6005-2-008 18 127 184 0.69 0.0572 0.0012 0.656 0.013 0.0831 0.0008 0.0269 0.0003 499 29 512 8 515 4 537 6 6005-2-009 23 177 231 0.76 0.0575 0.0014 0.659 0.015 0.0831 0.0008 0.0281 0.0003 510 33 514 9 515 5 560 6 6005-2-010 24 167 249 0.67 0.0572 0.0014 0.656 0.016 0.0833 0.0008 0.0288 0.0004 497 36 512 10 515 5 573 7 6005-2-011 16 118 168 0.70 0.0576 0.0014 0.659 0.015 0.0830 0.0008 0.0275 0.0003 515 33 514 9 514 5 548 7 6005-2-014 8 71 74 0.96 0.0572 0.0022 0.655 0.025 0.0831 0.0009 0.0246 0.0005 499 64 512 15 514 6 491 9 6005-2-015 12 203 283 0.72 0.0594 0.0013 0.686 0.014 0.0838 0.0008 0.0312 0.0004 580 28 530 8 519 5 620 7 6005-2-017 24 222 232 0.96 0.0585 0.0013 0.674 0.014 0.0835 0.0008 0.0265 0.0003 550 29 523 8 517 5 528 6 6005-2-020 18 134 187 0.72 0.0591 0.0016 0.679 0.018 0.0833 0.0008 0.0267 0.0004 570 39 526 11 516 5 533 8 6005-2-021 19 133 194 0.69 0.0572 0.0012 0.655 0.013 0.0830 0.0008 0.0263 0.0003 498 29 511 8 514 4 524 6 6005-2-022 28 254 265 0.96 0.0598 0.0013 0.689 0.014 0.0835 0.0008 0.0265 0.0003 598 28 532 8 517 4 529 6 6005-2-024 7 136 178 0.77 0.0561 0.0026 0.639 0.029 0.0826 0.0011 0.0230 0.0008 455 78 501 18 512 6 459 15 6005-2-026 8 132 195 0.67 0.0571 0.0023 0.648 0.025 0.0824 0.0010 0.0268 0.0008 495 64 507 16 510 6 535 17 6005-2-029 15 131 147 0.89 0.0566 0.0015 0.642 0.016 0.0823 0.0008 0.0261 0.0003 476 37 504 10 510 5 520 6 6005-2-032 26 192 268 0.72 0.0587 0.0014 0.669 0.016 0.0827 0.0008 0.0272 0.0004 557 34 520 9 512 5 542 7 6005-2-033 29 183 306 0.60 0.0588 0.0011 0.674 0.012 0.0832 0.0007 0.0267 0.0003 558 23 523 7 515 4 533 6 6005-2-034 24 185 244 0.76 0.0585 0.0014 0.671 0.015 0.0831 0.0008 0.0275 0.0003 549 31 521 9 515 5 547 6 6005-2-035 5 124 249 0.50 0.0574 0.0027 0.651 0.030 0.0822 0.0011 0.0246 0.0008 508 79 509 18 509 6 491 15 6005-2-036 19 161 192 0.84 0.0598 0.0014 0.6856 0.015 0.0832 0.0008 0.0254 0.0003 595 32 530 9 515 5 507 6 6005-2-038 19 141 190 0.74 0.0577 0.0016 0.663 0.018 0.0833 0.0009 0.0273 0.0004 519 41 516 11 516 5 545 8 6005-2-040 20 361 439 0.82 0.0570 0.0011 0.650 0.012 0.0828 0.0007 0.0264 0.0003 490 24 508 7 513 4 527 5 6005-2-042 17 140 174 0.80 0.0584 0.0023 0.663 0.026 0.0824 0.0010 0.0267 0.0005 544 63 517 16 511 6 532 11 6005-2-043 22 146 215 0.68 0.0585 0.0019 0.675 0.021 0.0837 0.0009 0.0267 0.0004 548 50 524 13 518 6 533 9 6005-2-046 26 202 267 0.75 0.0573 0.0012 0.655 0.013 0.0828 0.0007 0.0259 0.0003 504 27 511 8 513 4 516 6 6005-2-048 20 160 194 0.82 0.0574 0.0015 0.661 0.016 0.0836 0.0008 0.0266 0.0004 506 37 515 10 517 5 530 7 6005-2-050 23 212 221 0.96 0.0575 0.0013 0.657 0.013 0.0829 0.0007 0.0254 0.0003 510 29 513 8 514 4 508 5 6005-2-052 20 182 198 0.92 0.0596 0.0017 0.686 0.019 0.0835 0.0009 0.0256 0.0004 589 42 530 11 517 5 511 7 6005-2-053 11 284 321 0.89 0.0582 0.0010 0.665 0.011 0.0829 0.0007 0.0248 0.0002 538 21 518 7 513 4 495 5 6005-2-055 16 132 160 0.82 0.0577 0.0013 0.661 0.014 0.0831 0.0008 0.0252 0.0003 518 32 515 9 515 4 502 6 6005-2-057 20 156 204 0.77 0.0589 0.0013 0.675 0.011 0.0831 0.0007 0.0256 0.0003 565 28 524 8 515 4 510 6 6005-2-059 21 407 442 0.92 0.0611 0.0012 0.699 0.012 0.0830 0.0007 0.0267 0.0003 644 23 538 7 514 4 532 5 6005-2-061 31 230 321 0.72 0.0585 0.0010 0.668 0.010 0.0829 0.0007 0.0256 0.0002 547 19 519 6 513 4 510 5 6005-2-066 20 156 205 0.76 0.0595 0.0012 0.677 0.013 0.0825 0.0007 0.0253 0.0003 587 26 525 8 511 4 504 6 6005-2-067 17 139 171 0.81 0.0593 0.0015 0.684 0.016 0.0836 0.0008 0.0257 0.0003 579 35 529 10 518 5 513 7 6005-2-072 8 205 222 0.93 0.0578 0.0015 0.658 0.017 0.0826 0.0008 0.0240 0.0003 523 38 513 10 511 5 480 7
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