阿根廷西部布雷地區(qū)a型花崗巖成因及構(gòu)造意義

0寒武系構(gòu)造環(huán)境及構(gòu)造背景a型花崗巖主要指在擴張環(huán)境下形成的特殊巖石，然后是由之司。阿拉伯地盾，指晚前寒武紀到早古生代的東非造山帶（基于以上原因，本文選擇埃塞俄比亞西部布雷地區(qū)石英二長巖，通過巖石地球化學(xué)、鋯石U-Pb年代學(xué)及Hf同位素特征，約束其巖石成因、構(gòu)造環(huán)境及形成動力學(xué)背景，以期為該地區(qū)新元古代區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造演化等提供新的參考.1德國亞地盾的巖石組合作為新元古代-早寒武紀形成的一條活動帶，東非造山帶完整的記錄了岡瓦納大陸裂解、海底擴張、洋陸俯沖及原始島弧形成、陸陸碰撞以及碰撞后的走滑伸展等過程.自新元古代以來，其歷經(jīng)350Ma左右（850～500Ma），演繹了一段完整的泛非構(gòu)造旋回，由此成為全球研究造山運動的絕佳場所之一（埃塞俄比亞布雷南部地區(qū)，大地構(gòu)造隸東非造山帶之西埃塞俄比亞地體（亦稱為TuluDimtu造山帶），南臨莫桑比克構(gòu)造活動帶.作為莫桑比克帶與阿拉伯-努比亞地盾的過渡地帶，巖石特征上，它既廣泛繼承了阿拉伯-努比亞地盾特有的巖石組合，也發(fā)育了莫桑比克帶典型的中高級變質(zhì)巖.根據(jù)巖石組合及空間分布特征，西埃塞俄比亞地體內(nèi)中酸性侵入巖廣泛出露.其中，深成的侵入巖主要以大的巖基、巖株等形式侵入到Kemashi塊體，巖性包括花崗閃長巖、閃長巖及二長巖等；而其他的中酸性侵入巖則主要呈巖株、巖脈等侵入到中-高級變質(zhì)巖發(fā)育區(qū)（Daka、Sirkole、Denggi、Didese塊體）.由于西埃塞俄比亞地體的形成與東非造山運動密切相關(guān)，區(qū)內(nèi)以發(fā)育同構(gòu)造和后構(gòu)造期花崗巖類為特征（本文的石英二長巖樣品主要采集于埃塞俄比亞布雷地區(qū)，位于西埃塞俄比亞地體Didesa塊體中北部.花崗巖樣品野外呈淺灰白色，中粗?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖石主要由鉀長石（25%～30%）、斜長石（25%～30%）、石英（20%～23%）、黑云母（8%～10%）、碳酸鹽礦物（1%～2%）和綠簾石（1%～2%）組成，巖石發(fā)生輕微碎裂，多見礦物表面顯微裂紋較發(fā)育；鉀長石主要為微斜長石和條紋長石，呈他形粒狀，粒徑多數(shù)為5～10mm，內(nèi)部包含或邊緣鑲嵌有斜長石和石英構(gòu)成包含嵌晶結(jié)構(gòu)；斜長石呈半自形柱狀，粒徑0.5～3.5mm，斜長石表面多發(fā)生輕微土化和絹云母化，可見發(fā)育聚片雙晶和卡鈉復(fù)合雙晶；石英呈他形粒狀，粒徑0.2～2.0mm；黑云母呈半自形片狀，片徑0.2～2.0mm，多發(fā)生蝕變；碳酸鹽礦物呈他形晶，多分布于長石和石英顆?？紫吨g；綠簾石呈他形粒狀，多同黑云母集合體混雜分布（圖3).2巖石學(xué)和地球化學(xué)分析本文選取埃塞俄比亞布雷地區(qū)典型樣品進行鋯石U-Pb同位素定年和全巖主微量元素分析，其中，鋯石U-Pb定年測試在武漢上普分析測試有限責(zé)任公司完成.在實驗測試之前，對全巖樣品進行破碎、淘洗和磁選分離出鋯石精樣，然后在雙目鏡下挑選出所需的鋯石顆粒.將所挑選鋯石粘貼上玻璃基板上，注入環(huán)氧樹脂膠結(jié)，待其固結(jié)后拋光至鋯石顆粒核部出露，制成樣品靶以待測試.在分析之先對鋯石樣品進行陰極發(fā)光（CL）內(nèi)部結(jié)構(gòu)照相，為鋯石選點提供依據(jù).鋯石U-Pb定年利用LA-ICP-MS同時分析完成.激光剝蝕系統(tǒng)為GeoLasHD,ICP-MS為Agilent7900.激光能量80mJ，頻率5Hz，激光束斑直徑32μm.具體分析條件及流程詳見文獻全巖主微量分析在自然資源部中南礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心完成.分析測試之前，將去除風(fēng)化面的新鮮巖石樣品碎至200目進行全巖地球化學(xué)分析.主量元素分析采用帕拉科生產(chǎn)的AXIOS型X-熒光光譜儀，將樣品按1∶10的比例放入Li3分析的結(jié)果3.1稀土元素特征埃塞俄比亞布雷地區(qū)后構(gòu)造花崗巖鋯石U-Pb年代學(xué)測試結(jié)果見附表1～附表3和圖4.本文用于定年的鋯石多呈淺棕色，透明-半透明，晶型較好，顆粒較大，多為柱狀或長柱狀，長寬比2∶1～3∶1，具有明顯的振蕩環(huán)帶.測試樣品的Th含量為（96.2～337.0）×10鋯石稀土元素特征顯示：重稀土元素富集，輕稀土元素相對虧損.盡管少量鋯石的輕稀土元素上升，但是重稀土仍呈正常趨勢，說明熱液雖然對鋯石有些許的影響，但是整體不影響定年結(jié)果.本文的鋯石具有明顯的負Eu異常（δEu=0.27～0.86，均值為0.43）和正的Ce異常（δCe=0.93～1514.04，均值為331.90),Y/Ho比值為29.81～34.70，具有典型巖漿鋯石的特征（3.2主要的微帶特征6件樣品的主量元素分析結(jié)果較為均一，整體具有高的SiO6件樣品的稀土元素總量相對較高（112.48×103.3鋯用作hf相位選取已測鋯石U-Pb年齡的樣品進行Hf同位素測試，結(jié)果顯示（附表4）：鋯石的4討論4.1巖石及礦物組合長期以來，關(guān)于A型花崗巖的研究備受學(xué)者青睞（盡管如此，本文仍采用A型花崗巖的定義來討論.可以肯定的是，目前A型花崗巖所能達成的普遍共識特征為：（1）巖石類型上不僅包含了堿性巖類，也包括一些堿鈣性、弱堿-準鋁、弱過鋁甚至強過鋁質(zhì)巖石；（2）礦物組合上則以石英、鐵鎂質(zhì)暗色礦物和堿性長石為主；（3）化學(xué)成分上通常具有富硅、堿，貧鈣、鎂、鋁，高的Fe/（Fe+Mg）、K通常，高分異的I型、S型花崗巖與A型花崗巖在礦物成分及組成上具有一定的相似性，因而難以區(qū)分.但是，由于S型花崗巖通常具有過鋁質(zhì)（A/CNK>1）、高P4.2結(jié)晶分異形成關(guān)于A型花崗巖的成因機制眾說紛紜，至今尚未統(tǒng)一.截至目前，取得較為一致意見的成因模式主要包括：（1）幔源玄武質(zhì)巖漿結(jié)晶分異；（2）深部的長英質(zhì)地殼物質(zhì)部分熔融形成；（3）幔源的玄武質(zhì)巖漿同化混染地殼物質(zhì)并發(fā)生結(jié)晶分異形成；（4）幔源基性巖漿與深熔花崗質(zhì)巖漿混合作用的結(jié)果.埃塞俄比亞西部布雷地區(qū)A型花崗巖具有相對較低的Th/U比值（3.06～6.48，均值為4.57），與Wallaga地區(qū)的A型花崗巖一致（2.30～6.28，均值為3.68），與幔源巖石的Th/U比值相近（原始地幔Th/U值為4,布雷地區(qū)A型花崗巖具有相對較高的La/Sm比值（6.29～10.40，均值為8.06>8）和相對較低的Sm/Yb比值（1.41～2.89，均值為2.35>6），與西部Wallaga地區(qū)的A型花崗巖具有相似特征，排除了石榴子石和角閃石作為殘留相，說明源區(qū)存在著輝石的殘留相（圖9a），同時也說明A型花崗巖的形成深度較淺（4.3地殼形成、東西佐納陸碰撞前已述及，A型花崗巖既可以形成于板內(nèi)的非造山環(huán)境，也可以形成于其他多種構(gòu)造環(huán)境中，如板塊匯聚的活動邊緣背景（西埃塞俄比亞地體在新元古代歷經(jīng)了地殼裂解與坳拉谷形成（900～800Ma）；海底擴張、洋陸俯沖及原始島弧形成（810～740Ma）；島弧帶增大、花崗閃長巖基侵位、阿拉伯-努比亞地盾鎂鐵質(zhì)下地殼形成、東西岡瓦納陸陸碰撞（760～700Ma）；逃逸構(gòu)造、北西向斷裂系及阿拉伯-努比亞地盾北部大規(guī)模伸展構(gòu)造的形成（650～550Ma）等幾個演化階段.本文的研究樣品年齡為631±4Ma(MSWD=2.9），其與Wallaga地區(qū)的A型花崗巖形成時代接近（550～625Ma），均形成于東非造山運動后伸展階段，由此說明了埃塞俄比亞西部布雷地區(qū)石英二長巖形成于后伸展拉張環(huán)境.前已述及，區(qū)域上的后構(gòu)造期花崗巖主要沿Baruda-TuluDimtu-Yubdo構(gòu)造帶及北西向剪切帶分布.因此，推測埃塞俄比亞西部的A型花崗巖的形成可能與陸陸碰撞的后伸展作用導(dǎo)致巖石圈減薄，伴隨著一系列大規(guī)模的走滑剪切作用（如北西向的Mega剪切帶，圖2）使得幔源玄武質(zhì)巖漿上涌，其后發(fā)生了一定的結(jié)晶分異作用有關(guān).5u-pb年齡(2）布雷巖體具有相對較高的SiO(3）布雷巖體