新疆西天山晚古生代基性侵入体岩石学和地球化学研究

新疆西天山基性侵入岩体对于准确认识西南天山造山带的演化过程具有重要意义。本文选取了哈拉达拉、小哈拉军山和骆驼沟三个基性侵入岩体进行岩石学和地球化学研究。其中哈拉达拉岩体主要由无水岩石橄榄辉长岩和富水岩石角闪辉绿岩组成：橄榄辉长岩中含有自形-半自形橄榄石，斜长石（有的斜长石发育两层环带），以及包裹了橄榄石和斜长石的它形单斜辉石，在有的单斜辉石内部还观察到两组交叉的尖晶石族矿物出溶棒。根据这三种主要矿物的间的相互接触关系以及矿物成分特征可以推测出橄榄石和牌号较高的斜长石核部最先结晶，然后才结晶出斜长石的边部、半自形斜长石和单斜辉石，形成嵌晶结构。单斜辉石中出溶棒状尖晶石族矿物，说明在单斜辉石结晶过程中曾发生了物理化学条件的变化，使得单斜辉石中Ti、Fe成分过饱和而出溶析出。角闪辉绿岩中含有自形-半自形斜长石和嵌晶状角闪石，该角闪石为原生角闪石，属于钙质闪石亚族。根据角闪石全铝压力计估算出该角闪辉绿岩的结晶深度大致为4-6kbar。该角闪辉绿岩是在堆晶出橄榄辉长岩后岩浆演化过程中挥发份逐渐富集而形成的。小哈拉军山岩体由含方解石的角闪辉长岩和含磁铁矿辉长岩组成。这两类岩石均以斜长石为主（70%-80%），含有少量原生角闪石；差别在于前者还含有碎裂的单斜辉石、金属矿物含量稍低，而后者没有单斜辉石、金属矿物含量稍高一些。这两类岩石中均含有一定量的原生方解石，这些方解石与周围的斜长石、单斜辉石和黑云母等大多以平直的边界相接触，与其周围的矿物为共生关系，且在岩石中没有发现方解石脉。骆驼沟岩体由辉长岩和角闪辉绿岩两类岩石组成。辉长岩中矿物粒径较大，均为无水矿物（单斜辉石和斜长石）；角闪辉绿岩中矿物粒径相对稍小，暗色矿物为粒状角闪石。根据这两类岩石中矿物组合、矿物自身的特征以及Mg#值和其它元素特征我们认为，骆驼沟岩体可分为三相：由几乎不含原生含水矿物（如角闪石等）的粗粒辉长岩逐渐过渡到中粒-中细粒辉长岩（有的含少量角闪石）再到角闪辉绿岩。对于地球化学特征，哈拉达拉岩体与骆驼沟岩体的稀土配分模式和蛛网图都比较一致，轻重稀土之间没有明显的分异，（La/Yb）N值大多不超过2，蛛网图中大离子亲石元素（Cs、Rb、Ba、K、Sr）相对富集，并表现出K、Sr富集峰。高场强元素U相对富集，其它高场强元素略有亏损，蛛网图整体呈近水平状展布。而小哈拉军山岩体的轻重稀土之间有较明显的分异，（La/Yb）N值在4.5-5.4之间，微量元素蛛网图中显示大离子亲石元素（Cs、Ba、K、Sr）相对富集，高场强元素略有亏损，元素分布整体向右倾斜，与前两个岩体有较明显的差别。 通过对西天山三个基性岩体的岩石学和地球化学研究，得出的结论表明哈拉达拉岩体、小哈拉军山岩体和骆驼沟岩体具有相同的岩浆源区，都是来自被交代的地幔的部分熔融作用：碳酸盐化的地幔最初发生低程度的部分熔融形成了含碳酸盐的小哈拉军山岩体岩浆，相对较高程度的部分熔融形成了哈拉达拉岩体和骆驼沟岩体岩浆。碰撞造山后岩石圈的拆沉作用可能是导致地幔发生部分熔融的主要原因。