天山东段天湖东片麻状花岗岩的锆石SHRIMPU-Pb年龄和构造演化意义

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1、天山东段天湖东片麻状花岗岩的锆石SHRIMPU-Pb年龄和构造演化意义胡霭琴1）韦刚健1）张积斌2）邓文峰1）陈林丽1）1）中国科学院广州地球化学研究所同位素年代学和地球化学重点实验室，广州，5106402）新疆有色地质勘察局，乌鲁林齐，830000天山东段中天山隆起带内分布着大量近东西走向的片麻状花岗岩岩体，在天湖东至星星峡地区出露广泛。天湖东岩体为出露在天湖东侧的片麻状花岗岩。它们多以长条带状产出，其分布方向与区域构造线方向大体一致，侵入元古代和寒武纪的变质岩，又被晚古生代花岗岩所穿插。在1：20万沙泉子幅地质图中划为加里东期侵入体（地质部新疆维吾尔自治区地质局，1966）。胡霭琴

2、等（1986）据粗略锆石U-Pb年龄，认为它是早古生代侵入体，而顾连兴等（1990）和张遵忠等（2004）根据该岩体的全岩Rb-Sr等时线年龄结果，将其认定为元古宙澄江期花岗岩体。我们在2002年的野外地质工作，认为天湖东岩体的岩石特征与星星峡地区有可靠年龄证据的元古宙花岗岩体，如转井山、星星峡山岩体等并不相同。因此，重新测定了该岩体的锆石SHRIMP　U-Pb年龄，并确认天湖东岩体应该是早古生代形成的花岗岩。这一研究结果对研究该花岗岩形成构造环境，以及重新认识东天山地质演化有十分重要的意义。研究工作中在天湖以东地区41o36'08.3''，94o34'02.1''至41o36'46.

3、8''，94o32'52.8''范围内。定年样品采于41o36'39.2''，94o33'09.1''位置。片麻状花岗岩为灰白色，具有中粗粒或粗粒结构，少数地段有些含有红色长石斑晶的片麻状花岗岩。从野外观察看，该岩体与转井山元古宙花岗岩有以下几点不同之处：无大的眼球状斑晶，岩体成分比较均一，片麻状构造为主，岩石中少见老地层的捕虏体和其它包裏体或异离体等。将地质部新疆维吾尔自治区地质局（1966），胡霭琴等（1986），张遵忠等（2004），以及本文中的岩石化学分析结果综合对比结果，表明天湖地区片麻状花岗岩的岩石化学成分比较均一，多数片麻状花岗岩具有准铝质的特征，具有花岗闪长岩和二长花岗

4、岩成分，LREE相对富集，HREE的分布曲线相对平缓，具有中等的Eu负异常或小的正异常向右倾斜的一组曲线，其dEu为0.41~1.2。微量元素蛛网图中Rb、K、U、Th、Pb等元素显著富集，并有明显的Nb、P、Ti的负异常。Rb/Sr比值0.15~1.9，K/Rb比值184~332。Nd-Sr同位素组成特征：片麻状花岗岩的87Rb/86Sr比值为0.43~2.05，Isr变化于0.7124~0.7138，147Sm/144Nd在0.0922~0.1149，eNd　(t=467Ma)在-4.9~-7.0，TDM为1.4~1.7Ga。说明在天湖东岩体原岩成分中含有相当数量天山基底古老物质。

5、以上均表明，天湖东花岗岩具有岛弧钙碱性岩浆岩的特征。分选锆石的片麻状花岗岩的化学成分为二长花岗岩，其铝饱和指数ASI为1.08。该片麻状花岗岩中锆石的阴极发光图表明锆石晶体形态多样，晶体大小的差异也很大，多数锆石的环带清晰，又多具有新的生长边，这种结构特征可能与区域内强烈的晚古生代岩浆活动对早古生代岩石的影响而造成的结果。锆石的U、Th-Pb同位素年龄测定工作在中国地质科学院地质研究所北京离子探针中心SHRIMPII仪器上完成。为了检验天湖东岩体的锆石中是否有元古宙古老锆石或老的年龄信息存在，在分析中的测点都取在晶体的核心部位。研究中测定了18颗不同大小、不同形态的锆石。18个测点的2

6、06Pb/238U比值年龄分布在434.7~513.7Ma之间，无论在晶体核部，还是幔部均没有发现任何晚前寒武纪的残留锆石或年龄信息。去掉一个异常测点后，17个测点的加权平均年龄为466.5±9.8（2s）Ma，为锆石结晶年龄，可以作为天湖东二长花岗岩的形成年龄。天湖东岩体中锆石的SHRIMP206Pb/238U年龄466.5±9.8（2s）Ma，确定了天湖-星星峡地区的二长花岗岩-花岗闪长岩质的片麻状花岗岩为中奥陶世的侵入体。这个研究结果对顾连兴等（1990）和张遵忠等（2004）依据Rb-Sr等时线年龄提出天湖东岩体是“澄江期花岗岩”的结论，得出了截然不同的认识，因而对该花岗岩形成

7、的大地构造环境，以及天山造山带的构造演化将有完全不同的认识。近年来依据可靠的锆石U-Pb年龄研究结果，在天山造山带其它地段相继发现了一些年龄在478~420Ma范围内早古生代花岗岩体。比如，东天山河西、红柳河地区的闪长岩（441±2Ma）和花岗岩（441±3Ma）（李伍平等，2001）；哈密地区小盐池北约3km处的二长闪长岩（427Ma±　8Ma，王德贵等，2006）；哈尔里克山南坡塔水河一带的钾长花岗岩（462±9Ma）、花岗闪长岩（447±