The formation epoch and tectonic environment of quartz monzonite diorite in Sartokay, east Junggar, Xinjiang
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摘要:
新疆东准噶尔萨尔托海石英二长闪长岩体属于晚古生代额尔齐斯构造-岩浆带。通过对萨尔托海石英二长闪长岩体的岩相学，主量、微量和稀土元素岩石地球化学特征及LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄研究，认为萨尔托海石英二长闪长岩属于偏铝质、高钾钙碱质的镁质花岗岩类；富集大离子亲石元素（LILE，如Rb、Ba），亏损高场强元素（HFSE，如Ta、Nb、Hf和Ti），轻稀土元素富集，轻、重稀土元素分馏程度较高，负Eu异常不明显，表明形成于早二叠世（277.4±5.1Ma）后碰撞阶段的板内构造环境中。
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关键词:
- 东准噶尔 /
- 萨尔托海 /
- 石英二长闪长岩 /
- LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄
Abstract:Quartz monzonite diorite in Sartokay of east Junggar belongs to the Paleozoic Ertix tectonic-magmatic belt. Rock geochemistry shows that quartz monzonite diorite in Sartokay belongs to magnesian grantoid of metaluminous, high-K calc-alkaline series, with enrichment of LILE, depletion of HFSE, and concentration of LREE. LREE and HREE fractionating degree is relatively high, and the negative anomaly of Eu is not obvious. The age of 277.4±5.1Ma indicates Early Permian after the collision in an intraplate tectonic environment.
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Keywords:
- east Junggar /
- Sartokay /
- quartz monzonite diorite /
- LA-ICP-MS zircon U-Pb age
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致谢: 陕西区域地质矿产研究院杨永峰工程师、程俊助理工程师、李维军高级工程师参加野外工作，主量、微量和稀土元素由国土资源部西安矿产资源监督测试中心测定，同位素测试工作由西北大学大陆动力学国家重点实验室完成，数据处理过程中陕西区域地质矿产研究院黄岗工程师给予了指导，野外工作中陕西区域地质矿产研究院杨永成教授级高级工程师给予了大量帮助，在此一并表示衷心感谢。
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图 1 新疆东准噶尔萨尔托海西一带地质图（据参考文献③修改）
Figure 1. Geological map of Sartokay in east Junggar Xinjiang
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图 2 石英二长闪长岩野外宏观照片(a)和显微照片（b, 正交偏光）
Kf—钾长石；Pl—斜长石；Am—角闪石
Figure 2. Field macroscopic photo (a) and microphotograph (b, crossed nicols) of quartz
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图 4 石英二长闪长岩球粒陨石标准化稀土元素配分模式图（球粒陨石值据参考文献[1]）
Figure 4. Chondrite-normalized REE patterns of quartz monzonite diorite
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图 5 石英二长闪长岩微量元素原始地幔标准化蛛网图（原始地幔值据参考文献[1]）
Figure 5. Primitive mantle normalized trace element cobweb of quartz monzonite diorite
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图 6 石英二长闪长岩锆石阴极发光(CL)图像
Figure 6. Cathodoluminescence images of zircons from quartz monzonite diorite
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图 7 石英二长闪长岩锆石U-Pb谐和图（a）和206Pb/238U年龄加权平均值（b）
Figure 7. Zircon U-Pb concordia diagram of quartz monzonite diorite (a) and 206Pb/238U weighted mean age (b) of quartz monzonite diorite
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图 8 石英二长闪长岩(Y+Nb)-Rb图解（a）和Y-Nb图解（b）
Figure 8. (Y+Nb)-Rb diagram (a) and Y-Nb diagram (b) of quartz monzonite diorite
表 1 石英二长闪长岩主量元素及相关参数特征
Table 1 Main elements and related parameters characteristics of quartz monzodiorite
样号 SiO2 TiO2 AI2O3 Fe2O3 FeO MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5 LOI 样号 相关参数特征 总量 （Na2O+K2O)/% Na2O/K2O ASI MALI AR SI DI FL MF R1 R2 PQMD1 57.20 2.17 15.38 3.22 5.06 0.21 2.67 5.08 4.22 1.51 0.60 2.47 PQMD1 99.79 5.73 2.79 0.90 0.65 1.78 16.03 58.81 53.01 75.62 1727 1004 PQMD2 57.17 2.12 16.12 3.79 4.20 0.20 2.61 4.88 4.43 1.59 0.55 2.17 PQMD2 99.83 6.02 2.79 0.93 1.14 1.80 15.78 59.53 55.23 75.38 1637 992 PQMD3 58.67 1.94 16.53 3.67 3.46 0.18 2.22 4.69 4.51 1.52 0.46 2.00 PQMD3 99.85 6.03 2.97 0.97 1.34 1.79 14.53 61.79 56.25 76.26 1753 958 PQMD4 62.59 1.13 16.49 3.36 2.05 0.17 1.08 2.72 5.61 2.53 0.19 1.84 PQMD4 99.76 8.14 2.22 0.99 5.42 2.47 7.43 76.67 74.95 83.36 1446 683 PQMD5 63.02 1.25 15.69 2.54 3.10 0.12 1.71 3.66 4.88 2.61 0.34 1.07 PQMD5 99.99 7.49 1.87 0.92 3.83 2.26 11.54 72.34 67.17 76.73 1691 793 PQMD6 61.61 1.42 15.55 2.84 3.68 0.15 1.97 4.12 4.95 2.09 0.42 0.93 PQMD6 99.73 7.04 2.37 0.89 2.92 2.11 12.70 68.84 63.08 76.80 1668 854 平均值 59.73 1.72 16.04 3.32 3.57 0.18 2.06 4.21 4.73 1.95 0.43 1.91 平均值 99.83 6.74 2.50 0.93 2.55 2.04 13.00 66.33 61.62 77.36 1654 881 注：主量元素含量单位为% 
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表 2 石英二长闪长岩稀土元素及相关参数特征
Table 2 REE characteristics and related parameters of quartz monzodiorite
10-6 样号 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 样号 相关参数特征 ∑ REE LREE HREE LREE/HREE δEu (La/Sm)N (Gd/Yb)N PQMD1 44.60 100.00 13.40 60.30 12.50 4.46 11.70 1.80 9.65 1.95 5.16 0.75 4.48 0.70 PQMD1 271.45 235.26 36.19 6.50 1.11 2.30 2.16 PQMD2 39.90 88.10 12.00 54.40 10.70 4.49 10.50 1.61 8.87 1.76 4.67 0.70 4.09 0.63 PQMD2 242.42 209.59 32.83 6.38 1.28 2.41 2.12 PQMD3 39.30 83.20 11.00 48.20 9.14 3.41 8.68 1.33 7.10 1.43 3.72 0.57 3.26 0.50 PQMD3 220.84 194.25 26.59 7.31 1.15 2.78 2.20 PQMD4 34.70 68.80 9.45 40.40 8.24 4.76 7.35 1.22 6.49 1.38 3.67 0.61 3.92 0.59 PQMD4 191.58 166.35 25.23 6.59 1.83 2.72 1.55 PQMD5 46.20 99.40 11.80 49.70 9.69 2.45 8.78 1.46 7.74 1.61 4.39 0.69 4.31 0.66 PQMD5 248.88 219.24 29.64 7.40 0.80 3.08 1.69 PQMD6 48.60 96.30 13.10 56.00 11.30 3.10 10.30 1.64 8.92 1.80 4.81 0.75 4.59 0.70 PQMD6 261.91 228.40 33.51 6.82 0.86 2.78 1.86 平均值 42.22 89.30 11.79 51.50 10.26 3.78 9.55 1.51 8.13 1.66 4.40 0.68 4.11 0.63 平均值 239.51 208.85 30.67 6.83 1.17 2.68 1.93
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表 3 石英二长闪长岩微量元素分析结果
Table 3 Trace element analyses of quartz monzodiorite
10-6 样号 Rb Sr Ba Nb Ta Zr Hf Y U Th PQMD1 29.40 815 1180 24.40 1.51 229 4.74 51.70 0.90 3.04 PQMD2 29.50 904 1300 23.70 1.46 245 4.97 46.50 0.95 2.95 PQMD3 28.90 917 897 26.10 1.50 222 4.62 38.20 0.75 3.29 PQMD4 23.50 344 3580 26.70 1.33 704 11.80 36.30 0.87 2.71 PQMD5 45.00 398 994 24.30 1.42 336 6.50 43.60 1.45 5.44 PQMD6 35.00 460 1280 26.20 1.48 285 5.58 48.80 0.86 4.19
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表 4 石英二长闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素分析结果
Table 4 LA-ICP-MS zircon U-Pb isotope analytical data of quartz monzonite diorite
分析点号 Pb/10-6 Th/10-6 U/10-6 Th/U 同位素比值 分析点号 207Pb/206pb 207Pb/206Pb(1σ) 207Pb/235U 207Pb/235U (1σ) 206Pb/238U 206Pb/238U (1σ) 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 同位素年龄/Ma D0349/8-10 5 64 89 0.72 0.0533 0.0041 0.3148 0.0211 0.0439 0.0010 D0349/8-10 342.7 172 277.9 16 276.9 6 D0349/8-20 28 650 402 1.62 0.0530 0.0023 0.3121 0.0140 0.0436 0.0007 D0349/8-20 253.8 110 275.8 11 275.1 4 D0349/8-03 6 72 106 0.68 0.0537 0.0035 0.3177 0.0212 0.0433 0.0008 D0349/8-03 366.7 145 280.1 16 273.4 5 D0349/8-06 11 156 169 0.92 0.0526 0.0034 0.3388 0.0214 0.0460 0.0009 D0349/8-06 322.3 144 296.3 16 290.2 5 D0349/8-12 6 74 108 0.69 0.0576 0.0040 0.3356 0.0202 0.0433 0.0008 D0349/8-12 522.3 145 293.8 15 273.3 5 D0349/8-22 4 40 68 0.59 0.0576 0.0041 0.3527 0.0244 0.0453 0.0010 D0349/8-22 522.3 157 306.8 18 285.6 6 D0349/8-13 3 30 59 0.51 0.0615 0.0062 0.3570 0.0297 0.0450 0.0011 D0349/8-13 653.7 212 310.0 22 283.7 7 D0349/8-24 4 33 69 0.48 0.0567 0.0043 0.3344 0.0249 0.0427 0.0009 D0349/8-24 479.7 168 292.9 19 269.5 6 D0349/8-23 4 37 72 0.51 0.0595 0.0048 0.3393 0.0250 0.0426 0.0009 D0349/8-23 583.4 176 296.6 19 269.1 6 D0349/8-05 4 45 74 0.60 0.0591 0.0044 0.3673 0.0269 0.0452 0.0010 D0349/8-05 568.6 163 317.6 20 285.3 6
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