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祁连造山带位于青藏高原东北缘,是一条典型的早古生代增生型造山带,中祁连是祁连造山带的重要组成部分,其构造属性对于恢复早古生代祁连造山带的构造格架极为重要。中祁连西段德勒诺尔地区分布有不同成因类型的镁铁质-超镁铁质岩,主要由德勒诺尔蛇绿岩、石板墩堆晶岩以及石板墩北双峰式火山岩中的次玄武岩组成,但其研究程度十分薄弱。本论文选取德勒诺尔地区的镁铁质-超镁铁质岩为研究对象,通过系统的野外地质、岩石学、岩石地球化学、同位素年代学、同位素地球化学以及现代板块构造理论,结合区域地质背景,探讨了德勒诺尔地区镁铁质-超镁铁质岩的岩石成因及其形成的构造动力学背景,构建了早古生代北祁连-中祁连西段的构造演化模式。新近发现的德勒诺尔蛇绿岩由蛇纹石化橄榄岩、辉长岩(包括块状辉长岩与堆晶辉长岩)、辉绿岩、块状玄武岩以及枕状玄武岩组成。堆晶辉长岩的LA–ICP–MS锆石U–Pb年龄为472±4 Ma(MSWD=1.5)。块状辉长岩的SiO2含量为42.42 wt.%,Al2O3含量为12.82 wt.%,CaO含量为9.08 wt.%;堆晶辉长岩的SiO2含量为49.78–61.93 wt.%,Al2O3含量为0.50–21.63 wt.%,CaO含量为4.70–13.04wt.%。块状辉长岩与堆晶辉长岩的MgO含量变化范围为7.39–22.24 wt.%,Mg#值变化范围为76–81,为亚碱性系列(Nb/Y=0.05–0.10)。块状辉长岩的稀土元素球粒陨石标准化配分型式曲线为弱左倾型,相对亏损轻稀土,极弱负Eu异常(Eu/Eu*=0.9);微量元素原始地幔标准化蛛网图中,岩石相对富集U,亏损Pb、Sr,无明显的Nb、Ta、Zr、Hf的异常,具有与典型的N-MORB一致的稀土元素和微量元素配分型式。堆晶辉长岩的稀土元素配分型式呈现相对平坦,明显的正Eu异常(Eu/Eu*=1.4–1.8)的特征;微量元素配分型式表现为富集Sr、Pb、U,亏损高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf、Ti的特征。玄武岩的SiO2含量为44.9–50.9wt.%,TiO2含量为0.9–1.1 wt.%,Al2O3含量为12.64–14.33 wt.%,CaO含量为7.66–14.7 wt.%,K2O含量为0.00–0.29 wt.%,MgO含量为6.03–9.16 wt.%,Mg#值为50–63,为亚碱性的特征(Nb/Y=0.11–0.15);玄武岩的稀土元素球粒陨石标准化配分型式曲线为平坦型,轻微的负Eu异常(Eu/Eu*=0.7–1.2),具有与典型的N-MORB一致的地球化学特征。块状辉长岩与玄武岩的?Nd(t)值(+4.7至+6.4)表明其来自亏损地幔,说明蛇绿岩为典型的MOR型蛇绿岩。结合区域地质背景认为,德勒诺尔蛇绿岩是早古生代北祁连洋南向俯冲的洋壳残留体,确定了古浪峡-德勒诺尔断裂带是北祁连-中祁连西段的构造分界线。侵入于前寒武纪长城纪变质岩系中的石板墩堆晶岩由堆晶橄辉岩、堆晶辉长岩以及闪长岩组成,具有多旋回、多韵律层的产出特征。堆晶辉长岩LA–ICP–MS锆石U–Pb年龄为487±3 Ma(MSWD=2.6)。堆晶橄辉岩的SiO2含量为48.06–56.90 wt.%,Al2O3含量为0.64–6.03 wt.%,CaO含量为2.32–6.82 wt.%,TiO2含量为0.08–0.19 wt.%;MgO含量为24.27–32.75 wt.%,Mg#值为82–87;Ni含量为664–1417 ppm,Cr含量为1575–3178 ppm。堆晶辉长岩的SiO2含量为48.13–49.83 wt.%,Al2O3含量为17.01–19.21 wt.%,CaO含量为9.71–14.11 wt.%,TiO2含量为0.08–0.30 wt.%;MgO含量为9.71–18.50 wt.%,Mg#值为80–83;Ni含量为33–251 ppm,Cr含量为140–1295 ppm。堆晶橄辉岩与堆晶辉长岩具有相似的地球化学特征,二者皆为亚碱性系列(Nb/Y=0.06–0.35)。在稀土元素球粒陨石标准化图解中,堆晶岩均具有富集轻稀土元素,重稀土元素平坦分布,明显正Eu异常(Eu/Eu*=1.0–3.0)的特征;在微量元素原始地幔标准化图解中,堆晶岩均富集Sr、Pb、U,亏损高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf、Ti)。岩石学与地球化学特征揭示了石板墩堆晶岩的多韵律层特点是玄武质岩浆分离结晶堆积成因的。综合研究认为,石板墩堆晶岩是早古生代的北祁连洋南向俯冲构造背景下火山弧岩浆作用的产物,指示中祁连在早古生代早期为活动大陆边缘构造属性。石板墩北双峰式火山岩由次玄武岩与英安岩组成。次玄武岩SiO2含量为48.00–52.12 wt.%,英安岩SiO2含量为61.84–65.03 wt.%,二者存在明显的SiO2含量间断。次玄武岩的TiO2含量为2.13–3.37 wt.%,Al2O3含量为11.26–16.47wt.%,CaO含量为3.48–7.23 wt.%,MgO含量为4.70–8.84 wt.%,Mg#值变化范围为35–57;Na2O含量为2.88–4.80 wt.%,K2O含量为0.07–0.75 wt.%,全碱含量(Na2O+K2O)为2.52–4.93 wt.%,富钠贫钾(Na2O/K2O>1),具有亚碱性的特征(Nb/Y=0.24–0.43)。英安岩的TiO2含量为0.75–1.15 wt.%,Al2O3含量为9.91–13.44 wt.%,CaO含量为3.00–12.32 wt.%,MgO含量为3.02–4.92 wt.%,Mg#值范围为48–52;Na2O含量为0.18–3.35 wt.%(平均值1.49 wt.%),K2O含量为0.57–2.80 wt.%(平均值1.63 wt.%),具有准铝质-过铝质的特征(A/CNK=0.43–1.27)、范围较大的全碱含量(Na2O+K2O=0.75–4.86 wt.%)与Na2O/K2O比值(0.31–2.21)。在稀土元素球粒陨石标准化图解中,次玄武岩显示轻稀土富集,重稀土相对平坦以及轻微的负Eu异常(Eu/Eu*=0.7–0.9)的稀土元素配分型式;在微量元素原始地幔标准化图解中,岩石富集Th、U,略富集至平坦型分布Nb-Ta-La-Ce以及Zr-Hf,强烈亏损Sr,显示板内玄武岩的地球化学特征,揭示岩石形成于伸展的构造环境。在稀土元素球粒陨石标准化图解中,英安岩呈现出明显富集轻稀土元素、重稀土元素平坦分布,负Eu异常(Eu/Eu*=0.6–0.8)的稀土元素配分型式;微量元素原始地幔标准化蛛网图中,岩石富集Th、U、La、Ce和Pb,亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti、P)以及Sr,显示后造山花岗岩的特征。石板墩北双峰式火山岩形成于大洋闭合后的区域伸展环境,证明中祁连西段在早古生代活动大陆边缘演化后进入了陆内板块构造演化阶段。综上所述,早古生代至晚古生代早期,中祁连西段经历了大陆边缘弧(活动大陆边缘)以及后造山构造岩浆演化阶段,是北祁连大洋板片南向俯冲于中祁连-柴达木地块之下以及加厚的中祁连陆缘弧地壳崩落伸展的产物。结合区域地质背景及前人的研究成果认为,新元古代-古生代时期祁连造山带经历了5个构造演化阶段:(1)新元古代晚期(约775–550 Ma):北祁连洋的打开;(2)早-中寒武世(约550–520 Ma):北祁连洋的持续扩张;(3)晚寒武世-晚奥陶世(约520–440Ma):持续的北祁连洋扩张、双向俯冲以及相应的岛弧、弧后盆地和大陆边缘弧演化阶段;(4)晚奥陶世-早志留世(约440–400 Ma):北祁连洋关闭与大陆造山阶段;(5)志留纪-泥盆纪(<400 Ma):后造山伸展的陆内构造演化阶段。