新疆东昆仑土窑洞地区新元古代早期侵入岩年代学、地球化学及其构造意义

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2023.010

现代地质 ›› 2023, Vol. 37 ›› Issue (06): 1609-1623.DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2023.010

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新疆东昆仑土窑洞地区新元古代早期侵入岩年代学、地球化学及其构造意义

席振¹^,²(), 马德成²^,³, 李欢², 高光明², 向夏楠¹

1.湖南城市学院市政与测绘工程学院,湖南益阳 413000
2.中南大学有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室,湖南长沙 410083
3.新疆有色地质勘查局701队,新疆昌吉 831100

收稿日期:2022-06-01 修回日期:2023-03-03 出版日期:2023-12-10 发布日期:2024-01-24
作者简介:席振,男,讲师,1986年出生,地球探测与信息技术专业,主要从事构造地质研究。Email: xizhen@hncu.edu.cn。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(42101005);新疆维吾尔自治区中央返还两权价款项目(K15-1-LQ06);有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室(中南大学)开放基金资助项目(2022YSJS13);湖南省教育厅科学研究优秀青年项目(19B097)

Geochronology,Geochemistry and Tectonic Implications of Early Neoproterozoic Tuyaodong Intrusive Rocks in the East Kunlun Orogen in Xinjiang

XI Zhen¹^,²(), MA Decheng²^,³, LI Huan², GAO Guangming², XIANG Xianan¹

1. School of Municipal and Geomatics Engineering,Hunan City University,Yiyang,Hunan 413000,China
2. Key Laboratory of Metallogenic Prediction of Nonferrous Metals and Geological Environment Monitoring, Ministry of Education,Central South University,Changsha,Hunan 410083,China
3. No.701 Geological Team,Xinjiang Nonferrous Geoexploration Bureau,Changji,Xinjiang 831100,China

Received:2022-06-01 Revised:2023-03-03 Online:2023-12-10 Published:2024-01-24

摘要/Abstract

摘要：

东昆仑造山带西段发育元古宙花岗质岩浆岩,其岩浆活动时限及构造环境仍存争议,制约了对东昆仑造山带元古代构造演化过程的深入认识。本文通过对东昆仑西段土窑洞花岗岩类进行LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和全岩元素组成研究,探讨区域构造演化。土窑洞二长花岗岩和正长花岗岩具有片麻状构造,发育白云母等富铝矿物。岩石具有高SiO₂(67.37%~ 76.35%)、Al₂O₃(12%~ 14.25%)和K₂O(1.59%~ 6.01%),低TiO₂(0.16%~ 0.56%)、Na₂O(2.13%~ 3.86%)和CaO(0.9%~4.25%),A/CNK平均为1.02,A/NK平均为1.47。两类岩体球粒陨石标准化配分曲线和原始地幔标准化蛛网图较为一致,其轻稀土元素富集(La/Yb)_N=5.04~ 16.76),有明显铕负异常(δEu平均0.47)。原始地幔标准化蛛网图显示岩石富集Rb、K和Th,亏损Nb、Ba、Sr、P和Ti,CaO/Na₂O比值(0.35~ 1.41)较高。岩浆锆石²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为(932.7±2.4) Ma,表明岩体形成于新元古代早期。综合分析认为土窑洞正长花岗岩和二长花岗岩属于S型花岗岩,其岩浆源于陆壳上部含少量泥质成分的碎屑沉积物质,形成于同碰撞挤压背景,为东昆仑造山带响应Rodinia超大陆汇聚作用的物质记录。

关键词: S型花岗岩, 新元古代, 东昆仑, Rodinia超大陆, 土窑洞

Abstract:

The western section of the East Kunlun Orogen(EKO) developed Proterozoic granites,and the magmatic timeframe and tectonic setting remain controversial,which restricts our understandings of the Proterozoic EKO tectonic evolution.Here,we investigate the regional tectonic evolution via LA-ICP-MS zircon U-Pb dating and whole-rock elemental analysis of the Tuyaodong granitoids in the western EKO.The monzonite and syenogranite show gneissic structure and have Al-rich minerals such as muscovite.The rocks have high contents of SiO₂(67.37%-76.35%),Al₂O₃(12%-14.25%),and K₂O(1.59%-6.01%),but low TiO₂(0.16%-0.56%),Na₂O(2.13%-3.86%),and CaO(0.9%-4.25%),with average A/CNK=1.02 and A/NK=1.47.The chondrite-normalized REE patterns and primitive mantle-normalized spider-diagram of the monzonite and syenogranite are similar,which are enriched in LREE ((La/Yb)_N=5.04-16.76)and have obvious negative Eu anomaly(average δEu=0.47).The primitive mantle-normalized trace element diagrams show that the rocks are enriched in Rb,K and Th,depleted in Nb,Ba,Sr,P and Ti,and have high CaO/Na₂O ratios(0.35 to 1.41).The zircon ²⁰⁶Pb/²³⁸U weighted average age of the granite is (932.7± 2.4) Ma,indicating that the rock was formed in the Early Neoproterozoic.Comprehensive analysis suggests that the Tuyaodong monzonite and syenogranite belong to S-type and their magmas were originated from melting of clastic sediments with minor muddy components in the upper crust.They may have formed in the same collisional extrusion setting, which is in response to the Rodinia supercontinent assembly in the EKO.

Key words: S-type granite, Neoproterozoic, East Kunlun Orogen, Rodinia super-continent, Tuyaodong

中图分类号:

席振, 马德成, 李欢, 高光明, 向夏楠. 新疆东昆仑土窑洞地区新元古代早期侵入岩年代学、地球化学及其构造意义[J]. 现代地质, 2023, 37(06): 1609-1623.

XI Zhen, MA Decheng, LI Huan, GAO Guangming, XIANG Xianan. Geochronology,Geochemistry and Tectonic Implications of Early Neoproterozoic Tuyaodong Intrusive Rocks in the East Kunlun Orogen in Xinjiang[J]. Geoscience, 2023, 37(06): 1609-1623.

图/表 13

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水泉子沟	叠层石	全岩Sm-Nd	815±26	[30]
拉陵灶火	角闪岩	锆石LA-ICP-MS U-Pb	846±5	[3]
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那陵郭勒河南	黑云母片岩	锆石LA-ICP-MS U-Pb	970±53	[24]
阿确墩	片麻岩	锆石LA-ICP-MS U-Pb	950	[29]
水泉子沟	叠层石	全岩Sm-Nd	815±26	[30]
拉陵灶火	角闪岩	锆石LA-ICP-MS U-Pb	846±5	[3]
卡尔却卡	二长花岗岩	锆石LA-ICP-MS U-Pb	910±3	[13]
小南川	角闪岩	锆石LA-ICP-MS U-Pb	1123±110	[31]

测点	含量(10^-6)			Th/U	同位素比值						年龄(Ma)						谐和度 (%)
测点	Pb	Th	U	Th/U	²⁰⁷Pb / ²⁰⁶Pb	1σ	²⁰⁷Pb / ²³⁵U	1σ	²⁰⁶Pb / ²³⁸U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb	1σ	²⁰⁷Pb/ ²³⁵U	1σ	²⁰⁶Pb/ ²³⁸U	1σ	谐和度 (%)
1	253	463	1638	0.28	0.0714	0.0014	1.4298	0.0317	0.1452	0.0019	969	40.3	901	13.3	874	10.6	96
2	583	1656	2342	0.71	0.1034	0.0025	2.1858	0.0666	0.1516	0.0020	1687	44.8	1177	21.2	910	11.4	74
3	175	178	835	0.21	0.0975	0.0050	2.2061	0.1277	0.1598	0.0018	1577	95.2	1183	40.4	956	10.2	78
4	197	275	1309	0.21	0.0718	0.0012	1.5598	0.0273	0.1575	0.0013	989	33.3	954	10.8	943	7.3	98
5	220	325	1397	0.23	0.0749	0.0012	1.6053	0.0288	0.1550	0.0013	1133	31.9	972	11.3	929	7.1	95
6	434	642	3944	0.16	0.0694	0.0010	1.2490	0.0343	0.1293	0.0026	922	31.5	823	15.5	784	15.1	95
7	93	141	687	0.20	0.0729	0.0012	1.3434	0.0261	0.1331	0.0014	1011	33.3	865	11.3	806	8.1	95
8	238	221	1201	0.18	0.1070	0.0027	2.1456	0.0576	0.1448	0.0015	1750	46.8	1164	18.6	872	8.7	71
9	166	283	1064	0.27	0.0725	0.0019	1.5371	0.0343	0.1508	0.0015	1039	44.1	945	13.7	905	8.4	95
10	162	70	1044	0.07	0.1517	0.0106	3.7773	0.4898	0.1459	0.0081	2365	120.0	1588	104.0	878	45.6	42
11	143	307	804	0.38	0.0707	0.0013	1.5255	0.0308	0.1556	0.0015	950	38.9	941	12.4	932	8.5	99
12	168	245	1173	0.21	0.0682	0.0011	1.4302	0.0240	0.1512	0.0012	876	33.3	902	10.1	908	6.7	99
13	222	275	1182	0.23	0.0691	0.0014	1.5518	0.0227	0.1562	0.0017	949	32.8	951	9.0	952	9.5	97
14	187	242	1190	0.20	0.0766	0.0014	1.6337	0.0320	0.1535	0.0012	1111	37.3	983	12.4	920	6.7	95
15	156	216	1003	0.22	0.0688	0.0013	1.5024	0.0300	0.1572	0.0015	894	39.7	931	12.2	941	8.3	98
16	80	135	486	0.28	0.0702	0.0016	1.5558	0.0366	0.1598	0.0016	933	52.0	953	14.6	956	9.2	99
17	127	269	757	0.36	0.0695	0.0013	1.5084	0.0293	0.1566	0.0017	922	37.0	934	11.9	938	9.6	99
18	272	219	1606	0.14	0.1008	0.0018	1.8289	0.0307	0.1316	0.0015	1639	33.3	1056	11.1	797	8.6	72
19	122	162	805	0.20	0.0681	0.0012	1.5419	0.0291	0.1631	0.0015	870	35.2	947	11.7	974	8.2	97
20	231	259	1925	0.13	0.0691	0.0013	1.3242	0.0283	0.1384	0.0020	902	37.5	856	12.4	835	11.6	97

测点	含量(10^-6)			Th/U	同位素比值						年龄(Ma)						谐和度 (%)
测点	Pb	Th	U	Th/U	²⁰⁷Pb / ²⁰⁶Pb	1σ	²⁰⁷Pb / ²³⁵U	1σ	²⁰⁶Pb / ²³⁸U	1σ	²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb	1σ	²⁰⁷Pb/ ²³⁵U	1σ	²⁰⁶Pb/ ²³⁸U	1σ	谐和度 (%)
1	253	463	1638	0.28	0.0714	0.0014	1.4298	0.0317	0.1452	0.0019	969	40.3	901	13.3	874	10.6	96
2	583	1656	2342	0.71	0.1034	0.0025	2.1858	0.0666	0.1516	0.0020	1687	44.8	1177	21.2	910	11.4	74
3	175	178	835	0.21	0.0975	0.0050	2.2061	0.1277	0.1598	0.0018	1577	95.2	1183	40.4	956	10.2	78
4	197	275	1309	0.21	0.0718	0.0012	1.5598	0.0273	0.1575	0.0013	989	33.3	954	10.8	943	7.3	98
5	220	325	1397	0.23	0.0749	0.0012	1.6053	0.0288	0.1550	0.0013	1133	31.9	972	11.3	929	7.1	95
6	434	642	3944	0.16	0.0694	0.0010	1.2490	0.0343	0.1293	0.0026	922	31.5	823	15.5	784	15.1	95
7	93	141	687	0.20	0.0729	0.0012	1.3434	0.0261	0.1331	0.0014	1011	33.3	865	11.3	806	8.1	95
8	238	221	1201	0.18	0.1070	0.0027	2.1456	0.0576	0.1448	0.0015	1750	46.8	1164	18.6	872	8.7	71
9	166	283	1064	0.27	0.0725	0.0019	1.5371	0.0343	0.1508	0.0015	1039	44.1	945	13.7	905	8.4	95
10	162	70	1044	0.07	0.1517	0.0106	3.7773	0.4898	0.1459	0.0081	2365	120.0	1588	104.0	878	45.6	42
11	143	307	804	0.38	0.0707	0.0013	1.5255	0.0308	0.1556	0.0015	950	38.9	941	12.4	932	8.5	99
12	168	245	1173	0.21	0.0682	0.0011	1.4302	0.0240	0.1512	0.0012	876	33.3	902	10.1	908	6.7	99
13	222	275	1182	0.23	0.0691	0.0014	1.5518	0.0227	0.1562	0.0017	949	32.8	951	9.0	952	9.5	97
14	187	242	1190	0.20	0.0766	0.0014	1.6337	0.0320	0.1535	0.0012	1111	37.3	983	12.4	920	6.7	95
15	156	216	1003	0.22	0.0688	0.0013	1.5024	0.0300	0.1572	0.0015	894	39.7	931	12.2	941	8.3	98
16	80	135	486	0.28	0.0702	0.0016	1.5558	0.0366	0.1598	0.0016	933	52.0	953	14.6	956	9.2	99
17	127	269	757	0.36	0.0695	0.0013	1.5084	0.0293	0.1566	0.0017	922	37.0	934	11.9	938	9.6	99
18	272	219	1606	0.14	0.1008	0.0018	1.8289	0.0307	0.1316	0.0015	1639	33.3	1056	11.1	797	8.6	72
19	122	162	805	0.20	0.0681	0.0012	1.5419	0.0291	0.1631	0.0015	870	35.2	947	11.7	974	8.2	97
20	231	259	1925	0.13	0.0691	0.0013	1.3242	0.0283	0.1384	0.0020	902	37.5	856	12.4	835	11.6	97

岩性	样品		SiO₂	Fe₂O₃		FeO		Al₂O₃		CaO		MgO		K₂O		Na₂O		MnO	TiO₂			P₂O₅		烧失量			总量
正长花岗岩	TW516		67.37	1.38		4.09		14.25		4.25		2.45		1.59		3.86		0.09	0.56			0.18		1.04			101.10
	TW518		67.64	1.10		3.78		13.91		4.02		1.76		1.90		2.86		0.10	0.55			0.14		0.97			98.72
	TW508		74.20	0.69		1.87		12.93		1.45		0.59		4.86		2.71		0.04	0.31			0.12		0.88			100.65
	TW509		70.04	1.14		3.30		13.07		2.25		1.72		4.23		2.25		0.08	0.52			0.11		2.05			100.76
二长花岗岩	TW317		76.35	0.15		1.59		12.08		0.90		0.53		6.10		2.18		0.03	0.21			0.07		0.34			100.54
	TW501		75.04	0.07		1.89		12.00		1.48		0.69		5.01		2.13		0.03	0.27			0.17		1.73			100.51
	TW519		74.22	0.01		1.58		13.20		1.11		0.32		4.58		3.17		0.04	0.16			0.08		1.79			100.25
	TW618		73.85	0.07		2.36		12.65		1.59		0.40		4.65		2.96		0.05	0.24			0.08		1.53			100.43
	D90		74.61	0.21		1.96		12.35		1.29		0.51		3.67		2.98		0.03	0.19			0.11		2.60			100.51
岩性	样品		A/CNK	A/NK		Mg^#		La		Ce		Pr		Nd		Sm		Eu	Gd			Tb		Dy			Ho
正长花岗岩	TW516		0.90	1.76		45.03		17.8		31.3		4.19		15.9		3.24		0.94	2.74			0.47		2.70			0.54
	TW518		0.99	2.06		39.68		24.1		43.2		6.14		23.6		5.45		0.89	4.89			0.96		5.55			1.13
	TW508		1.05	1.33		29.69		62.4		114.5		14.30		49.4		9.24		1.41	6.77			1.10		5.62			0.98
	TW509		1.05	1.58		41.48		45.5		87.0		10.90		40.8		8.22		1.03	6.63			1.12		5.94			1.11
二长花岗岩	TW317		1.02	1.18		35.39		45.5		93.2		11.40		41.3		9.43		0.72	7.96			1.32		6.15			0.96
	TW501		1.03	1.34		38.64		53.8		104.6		12.90		48.0		9.46		1.67	7.28			1.16		5.42			0.93
	TW519		1.08	1.30		26.42		19.4		36.2		4.77		17.2		4.25		0.40	3.54			0.71		3.78			0.65
	TW618		0.99	1.28		22.74		49.5		92.7		11.00		38.5		7.29		0.84	5.71			1.00		5.68			1.09
	D90		1.10	1.39		29.73		12.7		23.7		3.35		12.5		3.32		0.33	3.07			0.66		3.52			0.56
岩性	样品		Er	Tm		Yb		Lu		Y		Rb		Ba		Th		K		Sr			P		Hf			Zr
正长花岗岩	TW516		1.48	0.24		1.53		0.24		14.8		92.9		324.0		5.3		13481.9		313.6			755.1		4.7			163.6
	TW518		3.29	0.54		3.43		0.54		30.5		162.7		256.6		9.5		15433.1		245.4			576.3		5.1			156.7
	TW508		2.56	0.41		2.67		0.41		25.5		193.8		796.6		19.3		39128.1		209.0			493.6		5.4			182.0
	TW509		2.89	0.48		3.05		0.46		30.2		262.8		457.1		27.1		33230.8		149.5			442.0		6.1			169.7
二长花岗岩	TW317		2.27	0.35		2.07		0.30		27.2		296.3		421.6		29.5		50132.8		140.9			352.8		5.1			132.6
	TW501		2.40	0.38		2.35		0.39		24.5		162.7		1036.0		18.1		40122.8		207.0			708.0		11.0			342.6
	TW519		1.62	0.28		1.76		0.27		19.2		322.7		199.1		14.6		38238.4		71.1			364.6		3.0			70.0
	TW618		3.04	0.53		3.35		0.53		31.7		287.7		576.3		25.5		34872.0		161.1			317.7		5.8			179.8
	D90		1.30	0.21		1.21		0.18		17.1		480.8		219.4		10.3		40053.4		52.9			788.9		3.0			75.8
岩性	样品	Ti			Nb		Sc		Cr		ΣREE		LREE		HREE		(La/Yb)_N				(Ce/Yb)_N					δEu			δCe
正长花岗岩	TW516	3555.3			6.6		11.20		8.7		83.31		73.37		9.94		8.35				5.68					0.94			0.86
	TW518	3585.2			12.0		12.50		23.20		123.71		103.38		20.33		5.04				3.50					0.52			0.85
	TW508	1632.2			15.1		4.67		5.87		271.77		251.25		20.52		16.76				11.91					0.52			0.90
	TW509	3055.6			20.0		9.29		4.90		215.13		193.45		21.68		10.70				7.92					0.41			0.93
二长花岗岩	TW317	965.7			19.6		3.18		8.24		222.93		201.55		21.38		15.77				12.51					0.25			0.98
	TW501	1355.0			10.2		4.74		8.17		250.74		230.43		20.31		16.42				12.36					0.59			0.94
	TW519	534.2			15.4		3.20		6.32		94.83		82.22		12.61		07.91				05.71					0.31			0.90
	TW618	1233.9			19.0		3.55		7.47		220.76		199.83		20.93		10.60				07.69					0.38			0.93
	D90	622.2			20.6		2.97		6.83		66.61		55.90		10.71		07.53				05.44					0.31			0.87

新疆东昆仑土窑洞地区新元古代早期侵入岩年代学、地球化学及其构造意义

Geochronology,Geochemistry and Tectonic Implications of Early Neoproterozoic Tuyaodong Intrusive Rocks in the East Kunlun Orogen in Xinjiang

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