对天山造山带古生代侵入岩、火山岩的前人研究资料做了全面的收集总结,增测了大量的错石UPb年龄、错石Hf同位素、岩石地球化学等数据。对侵入岩、火山岩的时空分布,岩石地球化学特征、成因及构造属性进行了全面的梳理,得出了以下初步认识:
(1)古生代从志留纪到二叠纪天山侵入岩岩浆活动经历了3个重要的阶段:一是志留纪到晚石炭世早期的天山洋洋陆演化阶段,二是晚石炭世的准噶尔-哈萨克斯坦与塔里木的陆陆碰撞阶段(仅存在后碰撞侵入岩),三是早二叠世的陆内裂谷阶段。
(2)从侵入岩的时空分布来看,从泥盆纪到早石炭世,中天山与北天山(大南湖岛弧)有同样的岩浆活动记录,侵入岩总体上显示为活动陆缘或陆缘弧的特征,侵入岩中均发现有大量来自中天山基底的古老错石,意味着相隔有觉罗塔格构造带的北天山大南湖岛弧与中天山曾为一体,很可能均属于准噶尔向南俯冲至中天山地块之下的陆缘弧。
(3)北天山土屋—延庆一带的企鹅山岛弧中侵入岩活动时间从早石炭世一直延续至晚石炭世早期,年龄跨度为340~320Ma,并出现以土屋、延庆岩体为代表的O型埃达克质斜长花岗斑岩、花岗闪长斑岩,为重要的斑岩铜矿产地。火山岩地层以企鹅山群为代表,含埃达克质火山岩,其时间跨度也包括整个石炭纪。因此认为企鹅山岛弧是天山洋在石炭纪加速向南俯冲,俯冲角度变陡形成的一个陆缘增生弧。(www.daowen.com)
(4)企鹅山增生弧与中天山之间的觉罗塔格盆地内,主要发育了一套巨厚的石炭纪火山沉积建造,除局部个别层位(如梧桐窝子组)有代表新生洋壳性质的E-MORB型拉斑玄武岩外,均具有岛弧钙碱性火山岩的特征,侵入岩时间上包含了整个石炭纪,均具活动陆缘(陆缘弧)侵入岩的特征。本研究认为,觉罗塔格盆地内的火山岩和侵入岩均显示为俯冲体制下的产物,是石炭纪天山洋加速、加陡向南俯冲,诱发中天山北缘的陆缘弧裂解形成的弧间盆地。
(5)晚石炭世晚期后碰撞花岗岩的记录以路白山岩体为代表,含I型(花岗闪长岩+二长花岗岩)和A型[霓辉正长岩+石英正长岩+钾长花岗(斑)岩],错石年龄为303±15Ma。
(6)对早二叠世侵入岩,尤其是镁铁质—超镁铁质侵入岩进行了较深入的研究,认为它们是陆内裂解阶段的标志性转折阶段的产物。研究表明超镁铁岩的活动时间段非常集中,集中在284~274Ma的时间范围内,但不同岩体在演化程度上略有差异,微量元素、Sr-Nd同位素及错石Hf同位素分析结果表明,岩浆来源于亏损并受到俯冲物质改造的软流圈地幔,而较年轻的Hf模式年龄(TDM1=458~319Ma)证实了天山洋向南俯冲时间一直持续到晚石炭世早期的可能性。
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