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本文聚焦特克图尔马斯褶皱冲断带(TFTB),通过新的地质、年代学(U-Pb 锆石年龄)和地球化学数据,探讨其岩浆岩特征、成因、地幔源区及构造背景,提出古亚洲洋(PAO)双面俯冲模型,为理解 PAO 早古生代演化提供新视角。
引言
岩浆岩是研究古海洋岩浆活动及其活动边缘(俯冲带)的重要信息载体。中亚造山带(CAOB)是世界上最大的显生宙太平洋型增生造山带,其形成与古亚洲洋(PAO)演化及多个大陆块碰撞有关。目前对 CAOB 岩浆岩研究存在争议,尤其是西 CAOB 早古生代岩浆岩研究不足。特克图尔马斯褶皱冲断带(TFTB)位于哈萨克斯坦中部,属于扎曼 - 萨雷苏缝合带,其岩浆岩在火成岩地球化学和同位素系统学方面研究欠缺,本文旨在通过新数据深入探究其岩浆作用及 PAO 早古生代演化。
岩石学
TFTB 岩浆岩类型多样,包括火山岩和侵入岩,从基性到酸性都有。其中玄武岩、安山玄武岩、辉长岩和辉绿岩最为常见。火山岩常呈枕状熔岩,与深海沉积物接触,具有块状和 / 或杏仁状构造,以及非斑状和斑状微观结构,斑状岩石含有斜长石斑晶。
成因
部分研究样品含有斑晶,表明可能存在母岩浆的分离结晶作用。高钛火山岩具有最低的 Zr/Nb(2.7 - 6.3)和最高的 Nb、La 和 Sm。橄榄石和斜方辉石可能发生了分离,因为该组玄武岩中存在这些矿物的斑晶,且 SiO2与 MgO 和 Fe2O3之间存在适度相关性。
地幔源区和熔融程度
一般来说,只有高钛玄武岩(而非高钛安山岩)具有分异的重稀土元素(HREE,Gd/Ybn>2),表明其原生岩浆源自含石榴石的地幔源区。中钛和低钛岩石则源自含尖晶石的地幔源区(Gd/Ybn=0.9 - 1.7)。
岩浆作用的构造背景
TFTB 岩浆岩的地质关系、地球化学和同位素特征表明其形成于不同构造环境。不同成因的岩浆岩(推测为火山岩)在构造上并置,这在许多古太平洋型造山带中很常见。
古亚洲洋早古生代大洋和岛弧岩浆作用的其他地区
TFTB 的形成与 PAO 早古生代演化以及哈萨克斯坦复合大陆的多阶段拼合密切相关。原哈萨克斯坦大陆的 “原生” 岩浆弧将 PAO 分隔为四个相互连接的海洋。
地球动力学模型:四个洋内弧和构造侵蚀
对 TFTB 岩浆岩和碎屑岩中锆石的 U-Pb 年龄进行汇总分析,发现有四个主要峰值(约 537Ma、515Ma、472Ma 和 453Ma ),这表明早古生代 PAO 的一个或多个太平洋型汇聚边缘存在多个洋内弧。
结论
本文提供了来自 TFTB 的新地质、年代学、地球化学和同位素数据,并回顾了西 CAOB 同期杂岩的相关数据。TFTB 拥有多种岩浆岩,通过对这些数据的研究,为理解 PAO 早古生代演化和 TFTB 的形成提供了新依据。