摘要
阿尔泰造山带位于中亚造山带，是研究俯冲造山过程的热区。研究显示，阿尔泰造山带南部额尔齐斯洋的闭合时限、古生代的构造背景等问题仍存争议，从而制约了对其构造演化的研究。研究阿尔泰造山带花岗岩的岩石学、年代学、地球化学对认识其形成的构造背景和构造演化具有重要的意义。因此，本文对阿勒泰北东部花岗岩体开展了系统的野外调查和室内U-Pb年代学和地球化学研究，综合前人研究成果，划分了研究区岩浆侵入期次并探讨了各期次岩石成因类型及源区特征，讨论了中国阿尔泰造山带古生代的构造背景及构造演化过程。取得如下认识： 综合阿勒泰北东部花岗岩年代学数据，表明该区域古生代至少存在中-晚奥陶世、中志留世-晚泥盆世、早-中二叠世三期花岗质岩浆侵入活动，其中泥盆纪侵入活动最为强烈，与整个中国阿尔泰岩浆活动的峰期一致。 岩石学表明，研究区中-晚奥陶世花岗岩类岩石组合为辉长闪长岩+闪长岩+花岗闪长岩+正长花岗岩。中志留世-晚泥盆世花岗岩类岩石组合为闪长岩+花岗闪长岩+二长花岗岩。早-中二叠世花岗岩类主要岩性为二长和正长花岗岩。 地球化学特征显示，研究区三期花岗岩类均表现为高硅富碱、高钾低钠以及低的铁、钙、镁等特征。不同之处在于随着时代的变新，碱（K2O+Na2O=6.84%-7.23%-8.10%）和钾（K2O/Na2O=1.18-1.24-1.36）含量有增高的趋势，且中-晚奥陶世和中志留世-晚泥盆世花岗岩类的稀土配分曲线表现为右倾的特征，富集Rb、Th、U、K、Nd，亏损Ba、Nb、Ta、Ti；而早-中二叠世表现为“海鸥型”的稀土配分模式，富集Rb、K，亏损Ba、Nb、Sr、Ti。 综合岩石学和地球化学讨论了岩石成因。研究区中-晚奥陶世花岗岩类属于钙碱性-高钾钙碱性系列，岩石成因类型以准铝质至过铝质I型花岗岩为主，形成于俯冲背景下中下地壳的部分熔融，并经历了一定的分离结晶作用。中志留世-晚泥盆世岩石属于钙碱性-高钾钙碱性系列，成因类型以弱过铝质I型为主，S型花岗岩次之。俯冲背景下，中下地壳部分熔融形成I型花岗岩，有少量地幔物质的渗入参与I型花岗岩的形成；上地壳部分熔融形成S型花岗岩。岩浆演化的过程中存在一定的分离结晶作用。早-中二叠世花岗岩属于高钾钙碱性系列，岩石成因类型包括A型、I-A过渡型和浅色花岗岩，该时期花岗岩类形成于同碰撞向后碰撞过渡环境下泥质岩的部分熔融。 结合区域地层、岩浆岩等研究资料，探讨了阿尔泰造山带的构造演化。奥陶纪时期，俯冲板片脱水形成的流体交代上覆地幔楔，诱发地壳部分熔融，形成I型花岗岩。早泥盆世洋壳俯冲角度加大，板片回撤，幔源岩浆上涌，聚集在地壳底部，加热或侵入地壳，产生壳幔混源的I型花岗岩和少量壳源S型花岗岩。造山带石炭纪花岗岩地球化学构造背景判别图显示为火山弧环境，指示了造山带晚石炭世早期仍处于俯冲阶段，残留海盆可能于晚石炭世晚期闭合。二叠纪花岗岩显示为同碰撞向后碰撞环境转化的趋势，可能二叠纪早期发生了同碰撞向后碰撞伸展环境的转换，发生了地壳加厚加热，岩石圈拆沉，地幔上涌等作用，产生了A、I-A过渡型和淡色花岗岩等多种类型花岗岩。
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