塔里木北缘皮羌地区早二叠纪花岗质_省略_木大火成岩省A型花岗岩成因的启示_曹俊

曹俊等: 塔里木北缘皮羌地区早二叠纪花岗质岩体的成因: 对塔里木大火成岩省 A 型花岗岩成因的启示
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= 53% ～ 59% ) 、 低全碱含量( Na2 O + K2 O = 5% ～ 8% ) 、 以及 Eu 和 Ba 正异常。 哈拉峻花岗岩 Ⅰ 号和 Ⅱ 号岩体的地 球 化 学特 征与花岗质岩脉相似。闪长质花岗质岩脉、 哈拉峻花岗岩Ⅰ号和 Ⅱ 号岩体的 ε Nd ( t ) 值范围 在 － 2. 9 ～ － 0. 2 之 间， 与皮羌辉 长质岩体的 ε Nd ( t) 值相近( － 1. 1 ～ 2. 1 ) ， 表明他们来源于类似的地幔源区。我们认为闪长质花岗质岩脉、 哈拉峻花岗岩Ⅰ号 和Ⅱ号岩体主要由底侵的镁铁质岩浆分异出的中酸性熔 体 结晶分异并伴随不同程度 的地 壳混染形 成， 皮羌辉长质岩体 是镁 铁质岩浆浅部侵位的产物。因此 ～ 280Ma 大量幔源岩浆底侵是塔里木大火成岩省中 A 型花岗岩形成的必要前提。 关键词 塔里木大火成岩省; 皮羌地区; A 型花岗岩; 分离结晶 P588. 121 中图法分类号
Cao J，Xu YG，Xing CM，Huang XL and Li HY. 2013. Origin of the Early Permian granitic plutons from the Piqiang region in the northern Tarim Block： Implications for the origin of Atype granites of the Tarim large igneous province. Acta Petrologica Sinica， 29 （ 10 ） ： 3336 － 3352 Abstract The Early Permian dioritic and granitic dikes and Halajun granitic plutons I and II from the Piqiang region in the northern Tarim Block are spatially associated with the giant Piqiang FeTiV oxidebearing gabbroic intrusion. They are considered to be genetically related to the magma upwelling of the Tarim mantle plume. Dioriticgranitic dikes occur in the eastern，northern and southern margin of the Piqiang gabbroic intrusion，and the Halajun granitic plutons I and II mainly outcrop to the west of the intrusion. The granitic dikes have typical Atype granitic affinity. They have 64% to 74% SiO2 and 8% to 10% Na2 O + K2 O. They are enriched in large ion lithophile elements （ Ｒb，Th and U） and high field strength elements （ Nb，Ta，Zr and Hf） ，but have very negative Eu， Ba and Sr anomalies. The rocks have high （ Ga / Al） × 10 4 ratios of 2. 85 to 3. 85. The dioritic dikes have 53% to 59% SiO2 and 5% to 8% Na2 O + K2 O. They have trace element patterns similar to the granitic dikes. The Halajun granitic plutons I and II have compositions similar to the granitic dikes. They both have ε Nd （ t ） values ranging from － 2. 9 to － 0. 2 ，comparable to those of the Piqiang gabbroic intrusion （ ε Nd （ t ） = － 1. 1 ～ 2. 1 ） ，indicating that they have been derived from the same mantle reservoir. We propose that the dioriticgranitic dikes，Halajun granitic plutons Ⅰ and Ⅱ were predominantly generated by the emplacement of intermediatefelsic melts from differentiation of the newly underplated mafic magma ponding at the bottom of the lower crust，and subsequent fractional crystallization and assimilation to variable extent，whereas the Piqiang gabbroic intrusion are likely the product of emplacement of mafic magma at a shallow level. Hence large volume of underplating mafic magmas is the prerequisite for the formation of the coeval maficultramafic intrusion and Atype granitic plutons of the Tarim large igneous province. Key words Tarim large igneous province； Piqiang region； Atype granitic pluton； Fractional crystallization 摘 要 塔里木北缘皮羌地区发育大量闪长质 花岗质岩脉以及哈拉峻花岗岩 Ⅰ 号和 Ⅱ 号岩体， 这些花岗质岩脉和岩体与
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引言
A 型花岗岩通常产出在造山后或板内构造环境 （ Eby，
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地质背景与岩相学
塔里木板块北邻天山造山带， 南侧与西昆仑阿尔金造
1990 ， 1992 ； Black and Liegeois，1993 ） 。 A 型花岗岩具有较 K / Na 比值和 K2 O 含量， 高的 Fe / Mg、 较低的 CaO 和 Al2 O3 含 富集不相容元素和稀土元素， 亏损 Co，Sc，Cr，Ni，Ba， 量， Sr 和 Eu 等（ Loiselle and Wones，1979 ； Bonin，2007 ） 。 前人 对 A 型花岗岩的成因提出了多种模式， 主要包括： （ 1 ） 玄武 质岩 浆 分 异 （ Loiselle and Wones， 1979 ； Frost and Frost， 1997 ； Bonin，2007 ） ； （ 2 ） 源 岩 部 分 熔 融， 如麻粒岩相岩石 （ Clemens et al． ， 1986 ； Whalen et al． ， 1987 ） 、 英云闪长岩花 岗闪 长 岩 （ Creaser et al． ， 1991 ） 、 紫苏花岗质下地壳 （ Landenberger and Collins， 1996 ） 和 新 生 玄 武 质 地 壳 （ Shellnutt and Zhou， 2007 ） 等； （ 3 ） 幔源物质与壳源物质混合 （ Yang et al． ， 2006 ） ； （ 4 ） 上地壳钙碱性岩石低压熔融（ Patio Douce， 1997 ） 。板内 A 型花岗岩常与赋含钒钛磁铁矿的层 超镁铁质岩体紧密共生（ Bonin，2007 ） ， 如我国攀西 状镁铁地区峨眉山大火成岩省中与赋含大型钒钛磁铁矿矿床的层 状岩体 伴 生 的 A 型 花 岗 岩 体 （ Shellnutt and Zhou，2007 ， 2008 ； Shellnutt and Jahn， 2010 ） ， 以及与加拿大 Sept Iles 层状 2011 ） 。 岩体伴生的 A 型花岗岩体（ Namur et al． ， 早二叠纪塔里木大火成岩省由大面积发育在塔里木盆 地的玄武岩、 层状镁铁超镁铁质岩体、 镁铁质岩墙群和正长 岩花岗岩岩体组成， 其成因被认为与塔里木地幔柱活动有 2005 ； Yang et al． ，2006 ； Zhang et al． ，2008 ， 关（ 杨树锋等， 2010a，b； Zhang and Zou，2013a， b； Zhou et al． ，2009 ； Huang et al． ， 2012 ） 。 在皮羌地区， A 型花岗质岩体在空间 上与同期层状镁铁超镁铁质岩体紧密伴生 。 目前不同学者 对于这 些 A 型 花 岗 岩 体 的 成 因 具 有 争 议 。 Zhang et al． （ 2010b） 认为这些 A 型花岗质岩体为镁铁质岩浆结晶分异 的产物； 而 Huang et al． （ 2012 ） 则认为它们是新元古辉长质 源区部分熔融形成的。在皮羌地区， 除了 A 型花岗质岩体外 还出露有大量中酸性岩脉， 相关研究还未见报导。 这些中酸 性岩脉的成因可能与 A 型花岗质岩体的成因密切相关 。 本 文对皮羌地区的闪长质 花岗质岩脉、 哈拉峻花岗岩 Ⅰ 号和 Nd 同位素分 Ⅱ号岩体进行了系统的矿物学 、 主微量和 Sr析， 并结合前人研究结果， 探讨了塔里木大火成岩省中 A 型 花岗岩的成因。
＊ 本文受国家重点基础研究发展规划项目（ 2011CB808906 ） 资助．
1987 年生， Email： caojun1987@ 163． com 第一作者简介： 曹俊， 男， 博士生， 矿物学、 岩石学、 矿床学专业， Email： yigangxu@ gig． ac． cn 男， 研究员， 博士生导师， 岩石地球化学专业， ＊ ＊ 通讯作者： 徐义刚，
1. 中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室， 广州 510640 2. 中国科学院大学， 北京 100049 3. 中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室， 广州 510640 1. State Key Laboratory of Isotope Geochemistry，Guangzhou Institute of Geochemistry，Chinese Academy of Sciences，Guangzhou 510640 ，China 2. University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049 ，China 3. Key Laboratory of Mineralogy and Metallogeny，Guangzhou Institute of Geochemistry，Chinese Academy of Sciences，Guangzhou 510640 ，China 2013 05 08 收稿， 2013 08 16 改回 .
10000569 /2013 /029 ( 10 ) 333652
Acta Petrologica Sinica
岩石学报
塔里木北缘皮羌地区早二叠纪花岗质岩体的成因 ： 对塔里木大火成岩省 A 型花岗岩成因的启示
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曹俊
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徐义刚
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邢长明
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黄小龙
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李洪颜ห้องสมุดไป่ตู้
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2 3 ＊ CAO Jun1， ，XU YiGang1＊ ，XING ChangMing2， ，HUANG XiaoLong1 and LI HongYan1
赋存大型钒钛磁铁矿矿床的皮羌辉长质岩体空间上共生， 推测其成因与塔里木地幔柱岩浆上涌有关 。闪长质花岗质岩脉出 露在皮羌辉长质岩体的东缘 、 北缘及南缘， 而哈拉峻花岗岩Ⅰ号和Ⅱ号岩体主要出露在辉长质岩体的西部 。 花岗质岩脉具有 Th、 U 等大离子亲石元素和 Nb、 Ta、 Zr、 Hf 等高场强元 高硅( SiO2 = 64% ～ 74% ) 、 富碱( Na2 O + K2 O = 8% ～ 10% ) 、 富集 Ｒb、 ( Ga / Al) × 10 4 变化于 2. 85 ～ 3. 85 之间， Ba、 Sr 负异常等特征， 素， 具有明显 Eu、 类似 A 型花岗岩。 闪长质岩脉具有 低 硅( SiO2