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新疆东天山花岗岩类的地球化学特征

一、新疆东天山花岗岩类的岩石类型与分布特征

新疆东天山地区花岗岩类岩石类型丰富，主要包括侵入岩和火山岩两大类。其中，侵入岩以花岗岩和花岗闪长岩为主，火山岩则以安山岩和玄武岩为主。据统计，新疆东天山地区花岗岩类岩石的出露面积超过1.5万平方公里，分布广泛，主要集中在东天山山脉的北坡和南坡。例如，在哈密地区，花岗岩类岩石主要分布在伊吾县、巴里坤县和哈密市境内，形成了著名的伊吾花岗岩群和哈密花岗岩群。

根据岩石化学成分分析，新疆东天山花岗岩类岩石的SiO2含量一般在65%到78%之间，Al2O3含量在13%到17%之间，K2O/Na2O比值在0.7到1.5之间。这些特征表明，新疆东天山花岗岩类岩石属于硅酸岩类岩石，具有酸性特征。以伊吾花岗岩群为例，其中伊吾花岗岩的SiO2含量为75.2%，Al2O3含量为15.6%，K2O/Na2O比值为1.1，属于典型的花岗岩类型。

在空间分布上，新疆东天山花岗岩类岩石呈现出明显的带状分布特征。这些岩体往往沿着构造线呈带状排列，如东天山山脉的北坡和南坡。例如，巴里坤花岗岩带位于东天山山脉的南坡，带内花岗岩类岩石主要形成于早古生代，岩体规模较大，对区域地质构造演化具有重要意义。此外，新疆东天山花岗岩类岩石还呈现出多期次侵入的特点，不同期次的岩体在空间上呈叠加关系，反映了该地区复杂的地质演化历史。

二、新疆东天山花岗岩类的地球化学元素组成

(1)新疆东天山花岗岩类的地球化学元素组成表现出较高的钾质特征，K2O含量普遍在5%以上，有时可达10%以上，Na2O含量相对较低，一般不超过3%。例如，在巴里坤地区的花岗岩中，K2O含量平均为7.8%，Na2O含量平均为2.1%，K2O/Na2O比值约为3.7，这表明这些花岗岩具有较高的分异程度。此外，部分花岗岩中还含有较高的TiO2含量，平均可达2.0%以上，这可能与岩浆的演化过程和源区的岩石组成有关。

(2)在微量元素组成上，新疆东天山花岗岩类岩石表现出强烈的分异特征，如Th/U、Sc/Y等比值普遍较高。以伊吾花岗岩为例，其Th/U比值为2.6，Sc/Y比值为5.0，这表明这些岩石经历了较深的岩浆分异过程。同时，这些花岗岩中稀土元素总量较高，ΣREE含量一般在500×10-6以上，轻稀土元素相对富集，重稀土元素相对贫乏，表现为轻稀土元素富集型(LREEenrichments)的地球化学特征。

(3)新疆东天山花岗岩类的Sr-Nd-Pb同位素组成研究表明，这些岩石具有较高的放射性成因铅Pb同位素比值，Pb同位素组成较为均一，表明其源区物质较为单一。例如，伊吾花岗岩的206Pb/204Pb比值为18.434，207Pb/204Pb比值为15.366，208Pb/204Pb比值为38.920，这与典型的板块俯冲带花岗岩的Pb同位素特征相似。此外，这些花岗岩的87Sr/86Sr比值一般在0.705到0.715之间，Nd模式年龄集中在1.8Ga到2.2Ga之间，指示了其源区可能来源于古老的地壳物质。

三、新疆东天山花岗岩类的同位素特征

(1)新疆东天山花岗岩类的同位素特征研究表明，这些岩石的Sr-Nd同位素组成具有明显的特征。例如，伊吾花岗岩的87Sr/86Sr初始比值平均为0.712，εNd(t)值平均为-8.2，表明其源区物质可能受到了古老地壳的再循环作用。此外，这些花岗岩的206Pb/204Pb比值平均为18.434，207Pb/204Pb比值平均为15.366，208Pb/204Pb比值平均为38.920，显示出较均一的Pb同位素组成，可能与地壳物质的部分熔融作用有关。

(2)在全岩氧同位素组成方面，新疆东天山花岗岩类的δ18O值普遍在+5‰到+9‰之间，显示出相对富集的重氧同位素特征。以哈密地区的花岗岩为例，其δ18O值平均为+7.5‰，这可能与岩浆形成过程中大气降水和围岩的影响有关。同时，这些花岗岩的δ17O值平均在+2.5‰到+3.5‰之间，显示出一定的分异程度。

(3)新疆东天山花岗岩类的氩同位素组成研究显示，其Ar-Ar同位素年龄范围为180Ma到250Ma，指示了这些花岗岩的形成时代主要集中在晚中生代。例如，巴里坤地区的花岗岩Ar-Ar同位素年龄为215Ma，这与该地区晚中生代构造活动的地质背景相吻合。此外，部分花岗岩还显示出较高的εHf(t)值，平均在+3到+5之间，表明其源区物质可能受到了古老地壳的再循环和部分熔融作用。

四、新疆东天山花岗岩类的成因探讨

(1)新疆东天山花岗岩类的成因探讨主要集中在岩浆源区、岩浆演化过程和构造背景三个方面。研究表明，这些花岗岩的源区可能为古老的地壳物质，通过部分熔融作用形成。例如，伊吾花岗岩的源区物质可能来源于古老结晶基底，其Nd模式年龄集中