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中亚造山带是全球规模最大的显生宙增生型造山带之一。它不仅记录了古亚洲洋长期的俯冲-增生历史,也是探究显生宙大陆地壳生长的天然实验室。新疆北部准噶尔及邻区是中亚造山带西南端的重要组成部分,主要表现为增生杂岩体和岩浆弧等地体之间的拼贴碰撞。其独特的岩浆造山过程以及成矿作用是国际地球科学的前沿课题之一,对剖析大陆造山作用类型和探讨大陆地壳生长具有重要意义。晚古生代是准噶尔及邻区岩浆活动和成矿作用的高峰期,也是该区古亚洲洋演化和构造体制转换的关键时期。虽然近年来许多地质学家对准噶尔及邻区晚古生代的形成和演化过程进行了大量的研究,但是很多关键科学问题还存在不足或有较大争议,例如古亚洲洋在该地区的俯冲-增生-闭合历史、显生宙陆壳生长机制以及是否存在前寒武纪微陆块等。此外,前人对该区中-新生代岩浆活动的报道较少,限制了人们对这一时期地幔性质及壳幔相互作用的深入认识。本论文以准噶尔及邻区出露的及钻井获取的晚古生代和中-新生代岩浆岩为研究对象,通过详细的野外地质学、矿物化学、地质年代学和地球化学等研究,希望对研究区晚古生代以来岩浆活动成因和构造演化过程以及中亚造山带显生宙陆壳生长机制提供新的见解,主要认识如下:(1)阿尔泰新发现的泥盆纪辉绿岩脉形成于~386Ma。它们具有低的Si O2(44.5-48.2wt%)和K2O(0.17-0.33wt%)含量,属于低钾拉斑质系列。它们同时表现出岛弧岩浆和正常洋中脊玄武岩(N-MORB)的地球化学特征。结合其高度亏损的Sr-Nd同位素组成(87Sr/86Sri=0.7039-0.7042,εNd(t)=+8.3至+8.6),这些基性岩脉可能源自一个受俯冲板片流体交代的软流圈地幔,源区残留矿物相为尖晶石。估算的岩浆初始熔融温度和压力分别为1371-1394℃和2.2-2.4GPa。我们认为阿尔泰泥盆纪辉绿岩脉形成于一个弧后伸展的环境,与北向俯冲的古亚洲洋板片后撤有关。结合区域上同时代岛弧岩浆活动,阿尔泰在泥盆纪可能发育了一个完整的弧-弧后盆地系统。(2)我们在东准噶尔识辨了四期石炭纪岩浆活动。这些岩浆岩从基性-酸性均有分布并且主要表现出亚碱性、钙碱性和偏铝质特征。它们具有岛弧岩浆特征和亏损的Sr-Nd-Pb-Hf同位素组成。其中早石炭世(340-330Ma)基性火山岩起源于被俯冲板片流体交代的岩石圈地幔楔部分熔融,源区残留矿物相为尖晶石。晚石炭世(320Ma)基性岩脉是由含尖晶石的岩石圈地幔部分熔融形成,源区受到了少量板片流体交代作用。晚石炭世(305Ma)长英质火山岩是新生玄武质下地壳部分熔融的产物。我们认为早石炭世火山岩喷发于岛弧环境,是卡拉麦里洋壳(古亚洲洋西南分支)北向俯冲的产物,而晚石炭世(320Ma和305Ma)岩浆岩形成于后碰撞伸展环境,可能与俯冲板片断离或岩石圈拆沉有关。综合区域地质资料,我们提出东准噶尔在石炭纪经历了一个快速的洋-陆构造转变过程,标志着卡拉麦里洋盆在330-320Ma闭合。这一转变记录了中亚造山带西南端的增生终止和最后的拼贴历史。(3)西准噶尔克拉玛依侏罗纪玄武岩喷发于~190Ma。它们具有柱状节理构造和斑状结构,斑晶矿物主要是橄榄石(Fo63-79)、单斜辉石(Wo39-46En38-47Fs12-22)和斜长石(An25-54)。这些样品表现出类似洋岛玄武岩(OIB)的地球化学特征和中等亏损的Sr-Nd同位素组成(87Sr/86Sri=0.7048-0.7049;εNd(t)=+2.95至+3.02)。它们没有受到显著的地壳混染,是软流圈地幔低程度(~5-10%)部分熔融的产物且源区残留矿物相主要是石榴子石。我们认为克拉玛依侏罗纪玄武岩形成于大陆板内环境,是增厚的岩石圈根部局部拆沉后诱发软流圈物质上涌并降压熔融形成的产物。(4)准噶尔盆地钻井石炭纪火山岩中发现了大量的太古宙锆石捕掳晶。最古老的锆石U-Pb年龄为3.8Ga,并具有似球粒陨石的εHf(t)值(-0.7至+0.7)和冥古宙Hf模式年龄(TDM=3900-3952Ma;Tcrust=3973-4062Ma)。三组较年轻的3.7Ga、3.62Ga和3.45Ga锆石εHf(t)为-5.7至+2.4,并具有一致的始太古代-冥古代Hf模式年龄。最年轻的2.55Ga锆石的εHf(t)值为+3.7至+8.0。地壳矿物包裹体和微量元素组成表明这些太古代锆石捕掳晶源自花岗质岩浆。我们的发现暗示准噶尔盆地之下可能存在未暴露的太古代大陆基底。这一认识突出了古老物质在年轻造山带演化中的重要贡献,对于重新认识中亚造山带大陆生长有重要意义。通过对比全球古老锆石(>3.4Ga)的Hf同位素组成,我们推测在~3.9Ga时期地壳演化发生了巨大转变,可能与早期地球遭受的陨石轰击有关。(5)综合我们的研究及前人地质资料,我们认为准噶尔及邻区自晚古生代以来的构造演化过程如下:(1)泥盆纪:古亚洲洋俯冲-增生阶段,主要表现为洋壳俯冲形成岛弧岩浆,伴随弧后盆地形成;(2)石炭纪:构造体制转换阶段,是洋-陆转变的关键时期,早期发育岛弧岩浆活动,而晚期以后碰撞岩浆活动为主;(3)二叠纪:后碰撞伸展阶段,以后碰撞岩浆活动为主,同时可能受到了塔里木地幔柱活动的影响;(4)中-新生代:稳定的大陆板内演化阶段,局部发育板内玄武质岩浆活动。此外,我们还强调古老微陆块在俯冲-增生过程中起到的作用,这些微陆块可能是原先漂浮在古亚洲洋上的大陆块体,在长期的古亚洲洋演化过程中被拼贴到新生的地壳中。它们的存在,强调了古老物质在新生地壳形成中起到的作用。准噶尔及邻区晚古生代以来的构造演化过程还记录了重要的显生宙陆壳生长。我们提出在古亚洲洋俯冲阶段,地壳生长以岛弧岩浆侧向增生为主,并伴有阶段性弧后盆地形成以及前寒武物质卷入/再造。在古亚洲洋闭合后,生长机制以垂向生长为主,表现为后碰撞幔源岩浆底侵或地幔柱活动。