新疆东昆仑阿克苏库勒蛇绿岩地球化学特征和形成时限——来自辉长岩岩墙和枕状玄武岩的证据

杨有生; 陈邦学; 朱志新; 周能武; 陈甜

新疆东昆仑阿克苏库勒蛇绿岩地球化学特征和形成时限——来自辉长岩岩墙和枕状玄武岩的证据

1.
新疆地矿局第十一地质大队, 新疆昌吉 831100
2.
新疆地调院, 新疆乌鲁木齐 830046

基金项目:

中国地质调查局项目《昆仑-阿尔金成矿带地质矿产调查》 1212011220640

详细信息

作者简介:
杨有生(1987-), 男, 学士, 工程师, 从事地质矿产工作。E-mail:xjdkj11yys@163.com

通讯作者:
陈邦学(1986-), 男, 硕士, 工程师, 从事区域地质矿产勘查。E-mail:674620069@qq.com

中图分类号: P591
计量
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出版历程
- 收稿日期: 2016-12-11
- 修回日期: 2017-03-03
- 网络出版日期: 2023-08-15
- 刊出日期: 2018-02-28

Geochemical characteristics and formation age of Aksukule ophiolite: Evidence from gabbro dyke and pillow basalt in East Kunlun, Xinjiang

1.
No. 11 Geological Party, Xinjiang Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development, Changji 831100, Xinjiang, China
2.
Geological Research Academy of Xinjiang, Urumqi 830046, Xinjiang, China

摘要

摘要:
康西瓦-苏巴什-鲸鱼湖混杂岩带作为昆仑造山带一条重要的混杂岩带，通常被认为是古特提斯洋的残存带，其形成时限一直受到地质界的密切关注。在该带新识别出一套蛇绿岩，采用LA-ICP-MS锆石U-Pb测年，获得该蛇绿岩铁镁质单元中辉长岩的年龄为270.3±0.7Ma（MSWD=0.65），枕状玄武岩年龄为263.4±7.4Ma（MSWD=1.5），属于晚二叠世，代表蛇绿岩的形成年龄。通过岩石地球化学特征、区域背景等分析，认为其形成于洋中脊环境，属于典型的MORB型蛇绿岩。结合主量、微量元素特征、构造环境及同位素年龄讨论，认为古特提斯洋主洋盆至少持续到晚二叠世。
- 东昆仑 /
- 阿克苏库勒蛇绿岩 /
- 辉长岩 /
- 枕状玄武岩
Abstract:
As an important mélange zone in the Kunlun orogenic belt, the Kangxiwa-Subas-Whalelake belt is regarded as the remnant zone of the Paleo-Tethys Ocean, and its formation has been closely monitored by the geological community. A new set of ophiolites was identified in the belt by LA-ICP-MS zircon U-Pb dating. The authors found that the age of gabbro from the magnesian units in the ophiolite is 270.3±0.7Ma (MSWD=0.65), and the age of pillow basalt is 263.4±7.4Ma (MSWD=1.5), which belongs to the Late Permian and represents the age of ophiolite formation. Based on the analysis of rock geochemical characteristics and regional background, it is considered that the ophiolite was formed in the mid-ocean ridge environment and belongs to the typical MORB type ophiolite. Based on the characteristics of main, trace elements, tectonic setting and isotopic age, the authors hold that the PaleoTethys oceanic basin continued to exist at least until Late Permian.
- East Kunlun /
- Aksukule ophiolite /
- gabbro /
- pillow basalt

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图 1 昆仑造山带岩浆构造简图

—前寒武纪花岗岩；2—寒武纪花岗岩；3—奥陶纪花岗岩；4—志留纪花岗岩；5—石炭纪花岗岩；6—三叠纪花岗岩；7—蛇绿岩及编号；8—公路及地名；9—主要边界断裂；10—采样点

Figure 1. Tectonic and magma map in Kunlun area

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图 2 研究区区域地质图

1—第四系；2—古新统路乐河组；3—白垩系犬牙沟组；4—中二叠统马尔争组；5—中下二叠统树维门科组；6—枕状玄武岩；7—灰岩透镜体；8—硅质岩透镜体；9—辉长岩；10—实测/推测断层；11—不整合接触；12—侵入接触；13—产状；14—采样位置/实测剖面

Figure 2. Regional geological map of the study area

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图 3 蛇绿岩剖面

1—砾岩；2—钙质细粒岩屑砂岩；3—玄武岩；4—杏仁状玄武岩；5—辉长岩；6—凝灰岩；7—硅质岩；8—断层；0—不整合界线；10—整合接触界限线；P_1-2sh—中下二叠统树维门科组

Figure 3. Geological section of ophiolite

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图版Ⅰ

a.枕状玄武岩露头；b.灰绿色枕状玄武岩露头；c.灰绿色弱蚀变辉长岩；d.灰绿色枕状玄武岩（正交光）显微照片；e.灰绿色枕状玄武岩（单偏光）显微照片；f.灰绿色弱蚀变辉长岩显微照片（正交光）。Aug—普通辉石；Pl—斜长石

图版Ⅰ.

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图 4 Nb/Y-Zr/TiO₂×10^-4^[33] (a)、SiO₂-(Na₂O+K₂O)^[34](b)和蛇绿岩Al₂O₃-CaO-MgO^[36](c)图解

Figure 4. Nb/Y-Zr/TiO₂×10^-4(a), SiO₂-(Na₂O+K₂O)(b) and Al₂O₃-CaO-MgO(c) diagrams

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图 5 稀土元素球粒陨石标准化配分模式图(a)和微量元素原始地幔标准化蛛网图（标准化数据据参考文献[36]）

E-MORB—富集型洋中脊玄武岩；N-MORB—正常型洋中脊玄武岩；OIB—洋岛玄武岩

Figure 5. Chondrite-normalized REE patterns (a) and primitive mantle-normalized spidergrams of trace elements (b)

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图 6 锆石阴极发光照片

Figure 6. Cathodoluminescence image of zircon

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图 7 锆石U-Pb年龄谐和图

Figure 7. U-Pb concordia diagrams of zircon

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图 8 玄武岩构造环境判别

a—TiO₂-MnO*10-P₂O₅*10图解^[45]；b—Ti/100-Zr-Y*3图解^[46]；c—Zr-Zr/Y图解^[47]；d—Ti-Zr图解^[46](d)；CAB—大陆弧玄武岩；IAT—岛弧拉斑玄武岩；OIT—洋岛弧拉斑玄武岩；OIA—洋岛碱性玄武岩；LKT—低钾拉斑玄武岩；WPB—板内玄武岩；MORB—洋中脊玄武岩

Figure 8. Tectonic Setting discrimination diagrams of basalts

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图 9 源区判别图解^[48]

Figure 9. Magma derivation plots

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表 1 阿克苏库勒蛇绿构造混杂岩各组成单元

Table 1 The constituent elements of the Aksukule ophiolitic tectonic mélange

组成单元		主要岩性		备注
外来岩块残片	上叠盆地沉积岩	主要为白垩系犬牙沟组、古近系路乐河组陆相沉积砾岩、碎屑岩岩块		K₁q、El
蛇绿岩上覆岩系残片		上覆岩系为洋岛火山碎屑岩(OIB)，其次洋脊玄武岩之上的远洋硅质岩或火山灰尘凝灰岩及少量深水沉积碳酸岩(少量钙质砂岩等）		Ca(P₂) si(P₂)
蛇绿岩残片		镁铁质火山杂岩单元枕状玄武岩、球颗玄武岩等	席状岩墙单元辉长辉绿岩、辉绿岩	v(P₂)
注：K₁q—白垩系犬牙沟组；El—古近系路乐河组；Ca(P₂)—二叠系钙质砂岩；si(P₂)—二叠系硅质岩；β(P₂)—二叠系玄武岩；ν(P₂)—二叠系辉绿岩

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表 3 锆石U-Th-Pb年龄分析结果

Table 3 Zircon U-Th-Pb dating results

测点	同位素比值							表面年龄/Ma
测点	²³²Th/²³⁸U	²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb	1σ	²⁰⁷Pb/²³⁵U	1σ	_Pb/²⁰⁶_U²³⁸	1σ	²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb	1σ	²⁰⁷Pb/²³⁵U	1σ	_Pb/²⁰⁶_U²³⁸	1σ
1311AY-P20-1-TW1
1	0.36	0.0546	0.0021	0.4771	0.0174	0.0634	0.0007	395	63	396	12	396	4
2	0.63	0.0515	0.0090	0.3111	0.0537	0.0438	0.0014	265	304	275	42	276	8
3	0.11	0.0672	0.0030	1.2645	0.0545	0.1366	0.0019	843	67	830	24	825	11
4	0.38	0.0522	0.0010	0.3009	0.0051	0.0418	0.0003	295	25	267	4	264	2
5	0.73	0.0512	0.0040	0.2580	0.0198	0.0366	0.0006	248	147	233	16	231	3
6	0.32	0.0552	0.0032	0.4865	0.0273	0.0637	0.0010	421	98	403	19	399	6
7	0.07	0.0670	0.0084	1.2569	0.1554	0.1360	0.0033	838	222	826	70	822	19
8	0.32	0.0520	0.0012	0.2978	0.0062	0.0415	0.0003	286	33	265	5	262	2
10	0.33	0.0555	0.0010	0.4935	0.0084	0.0646	0.0005	430	24	407	6	403	3
11	0.98	0.0549	0.0037	0.5177	0.0338	0.0684	0.0012	406	115	424	23	427	7
12	0.74	0.0517	0.0027	0.3064	0.0149	0.0428	0.0005	279	89	271	12	270	3
14	0.21	0.0558	0.0015	0.5296	0.01340	0.0689	0.0006	435	45	407	9	403	4
15	0.63	0.0558	0.0015	0.5296	0.01340	0.0689	0.0006	444	40	432	9	429	4
1311AY-LY-TW1
1	1.83	0.0426	0.0002	0.3021	0.0106	0.0426	0.0002	262	79	268	9	269	1
2	1.92	0.043	0.0002	0.3041	0.0099	0.043	0.0002	256	71	270	9	271	2
3	1.32	0.0427	0.0002	0.3036	0.0048	0.0427	0.0002	266	36	269	4	270	1
4	1.11	0.0327	0.0002	0.3778	0.0127	0.0327	0.0002	1288	63	325	11	207	1
5	1.10	0.043	0.0002	0.307	0.0072	0.043	0.0002	276	53	272	6	271	1
6	1.38	0.0431	0.0002	0.3077	0.0065	0.0431	0.0002	274	48	272	6	272	1
7	1.38	0.0426	0.0002	0.3047	0.0057	0.0426	0.0002	277	42	270	5	269	1
8	0.79	0.1333	0.0007	1.3032	0.0181	0.1333	0.0007	955	28	847	12	807	4
9	0.69	0.0428	0.0002	0.3055	0.01	0.0428	0.0002	274	74	271	9	270	2
10	0.93	0.0427	0.0002	0.3065	0.0057	0.0427	0.0002	286	42	271	5	270	1
11	1.01	0.0427	0.0002	0.3057	0.0063	0.0427	0.0002	284	46	271	6	269	1
12	1.12	0.0428	0.0002	0.3045	0.0057	0.0428	0.0002	266	42	270	5	270	1
13	1.08	0.0426	0.0002	0.3057	0.0068	0.0426	0.0002	286	49	271	6	269	1
14	0.78	0.0209	0.0001	0.2184	0.008	0.0209	0.0001	1088	72	201	7	133	1
15	1.01	0.0427	0.0002	0.3039	0.0079	0.0427	0.0002	270	59	269	7	269	1
16	1.22	0.0427	0.0002	0.3042	0.0052	0.0427	0.0002	271	37	270	5	270	1
17	1.39	0.0429	0.0002	0.3056	0.0073	0.0429	0.0002	273	54	271	6	271	1
18	0.75	0.1175	0.0006	1.0795	0.0111	0.1175	0.0006	826	21	743	8	716	4
19	1.52	0.0432	0.0003	0.3038	0.0102	0.0432	0.0003	243	73	269	9	272	2
20	1.24	0.0429	0.0002	0.3055	0.0087	0.0429	0.0002	269	65	271	8	271	1
21	1.28	0.0431	0.0002	0.3069	0.0071	0.0431	0.0002	270	52	272	6	272	1
22	1.85	0.045	0.0002	0.4984	0.0131	0.045	0.0002	1204	50	411	11	284	1
23	1.28	0.0471	0.0003	0.6408	0.0269	0.0471	0.0003	1599	76	503	21	297	2
24	1.35	0.0494	0.0003	0.812	0.0269	0.0494	0.0003	1946	52	604	20	311	2

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表 2 样品主量、微量和稀土元素分析结果

Table 2 The major, trace and rare earth elements analytical results of samples

样品号	1311AY-P21-3	1311AY-P21-4	1311AY-L2015-2	1311AY-P20-5	1311AY-P20-1-1	1311AY-P20-1-4	1311AY-PZT-1	1311AY-P21-5	1311AY-L2015-1	1311AY-AYL-1
岩石名称	枕状玄武岩	枕状玄武岩	枕状玄武岩	枕状玄武岩	枕状玄武岩	枕状玄武岩	枕状玄武岩	蚀变辉长岩	蚀变辉长岩	蚀变辉长岩
SiO₂	52.5	52.44	48.82	52.21	48.46	50.74	50.76	51.92	48.28	50.53
TiO₂	0.97	1.38	1.64	0.98	1.01	1	1.31	0.9	1.66	0.22
Al₂O₃	15.19	14.68	13.87	15.54	15.72	14.85	15.19	16.11	13.75	15.29
Fe₂O₃	1.78	2.64	4.31	1.64	2.13	2.12	2.37	1.56	5.3	9.43
FeO	5.43	6.4	8	5.4	5.58	5.35	5.92	5.15	7	6.9
MnO	0.14	0.17	0.22	0.13	0.14	0.14	0.16	0.13	0.21	0.15
MgO	6.9	5.83	6.66	7.39	7.55	6.84	5.94	7.2	6.7	7.9
CaO	10.41	9.46	8.93	8.13	10.59	10	9.92	9.85	8.96	8.37
Na₂O	2.38	3.44	3.46	3.72	3	3.11	2.98	3.46	3.4	3.17
K₂O	0.64	0.42	0.48	0.99	0.87	0.27	0.36	0.5	0.62	0.68
P₂O₅	0.11	0.16	0.14	0.11	0.11	0.11	0.16	0.11	0.15	0.15
烧失量	3.23	2.86	3	2.84	4.82	4.86	4.04	2.94	3.16	3.48
Sr	170	184	150	137	81.35	151	206	164	144	243
Rb	14.58	12.73	8.46	24.07	30	9.16	13.3	17.9	15.85	122
Ba	93.66	125	97.35	134	67.09	107	218	85.34	98.7	365
Th	2.9	3.8	0.45	4.7	2.5	2.1	2.9	4.6	0.68	10.29
U	1	1.3	1.2	1.1	1	1	1.2	0.7	1.2	1.2
Ta	0.28	0.43	0.4	0.48	0.3	0.45	0.38	0.46	0.29	1.77
Nb	7.61	9.63	6.43	7.29	5.56	7.37	6.69	6.74	6	8.72
Zr	94.71	138	111	114	84.66	104	137	109	118	138
Y	23	32.7	30.3	23.3	22.5	20.6	30.3	15.9	30.1	29.6
Hf	2.31	3.47	3.17	2.77	2.1	2.88	3.59	2.64	3.43	4.28
Ti	5820	8280	9840	5880	6060	6000	7860	5400	9960	1320
La	7.5	11.2	4.5	12.5	6.5	7.4	8.7	10.2	4.3	10.7
Ce	16.2	23.8	11.6	25.8	15.2	15.8	20	19.4	11.4	22.6
Pr	2.3	3.4	2	3.3	2.3	2.3	2.9	2.5	1.9	3.2
Nd	10.8	15.3	10.4	14.1	10.3	10.8	13.6	10.2	9.8	14
Sm	3	4.3	3.3	3.5	3	2.8	3.9	2.4	3.3	3.9
Eu	1	1.3	1.2	1.1	1	1	1.2	0.7	1.2	1.2
Gd	3.4	4.7	3.9	3.6	3.2	2.9	4.3	2.4	3.7	4.3
Tb	0.66	0.93	0.82	0.74	0.66	0.6	0.86	0.46	0.78	0.86
Dy	4.3	5.8	5.5	4.5	4.3	3.9	5.9	2.8	5.6	5.3
Ho	0.95	1.3	1.2	0.95	0.93	0.85	1.2	0.64	1.2	1.2
Er	2.5	3.5	3.4	2.6	2.6	2.2	3.4	1.8	3.4	3.3
Tm	0.41	0.56	0.54	0.41	0.42	0.37	0.57	0.3	0.56	0.51
Yb	2.8	3.9	3.7	2.7	2.6	2.5	3.6	2	3.9	3.3
Lu	0.41	0.56	0.61	0.43	0.41	0.4	0.58	0.35	0.61	0.5
ΣREE	56.23	80.55	52.67	76.23	53.42	53.82	70.71	56.15	51.65	74.87
LREE/HREE	2.64	2.79	1.68	3.79	2.53	2.92	2.46	4.22	1.62	2.89
δEu	0.95	0.88	1.02	0.94	0.98	1.06	0.89	0.88	1.05	0.89
(La/Yb)_N	1.92	2.06	0.87	3.32	1.79	2.12	1.73	3.66	0.79	2.33
(La/Sm)_N	1.61	1.68	0.88	2.31	1.40	1.71	1.44	2.74	0.84	1.77
(Gd/Yb)_N	1.00	1.00	0.87	1.10	1.02	0.96	0.99	0.99	0.78	1.08
注：主量元素含量单位为%，微量和稀土元素含量为10^-6

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参考文献(62)

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