新疆西天山大哈拉军山组火山岩岩石化学特征及地质意义

下石炭统大哈拉军山组主要分布于西天山伊犁盆地,不整合在志留纪地层或老地层之上,其上被阿克萨克组角度或平行不整合覆盖.火山岩组合为玄武岩、安山岩、流纹岩及安山岩、流纹岩组合,以安山岩发育为特征.玄武岩属岛弧拉斑玄武岩和钙碱性系列,属太平洋型钠质类型,稀土、微量元素显示具岛弧特征,大地构造位置为岛弧中心靠近大洋一侧,与南侧那拉提晚泥盆—早石炭世侵入岩共同组成火山弧,同为古亚洲洋向北俯冲的产物.     

新疆博乐地区下二叠统乌郎组火山岩特征与构造环境分析

乌郎组火山岩分布于哈萨克斯坦-准噶尔板块（Ⅰ级）伊犁微板块（Ⅱ级）阿拉套晚古生代陆缘盆地（Ⅲ级）与准噶尔微板块（Ⅱ级）接壤带附近.火山活动相对较弱,火山岩浆从基性-中性-酸性均有活动.区内碱玄岩为板内玄武岩,安山岩及流纹岩为陆内碰撞造山带环境形成.乌郎组碱玄岩的碱度为强碱性;安山岩、流纹岩、流纹斑岩的碱度为亚碱性.中性安山岩铷锶等时线同位素年龄为282.5±2.6 Ma,时代为早二叠世.由此推断,阿拉山口地区伊犁微板块与准噶尔微板块在早二叠世时就已经缝合,形成陆内断陷盆地,并发育陆相火山岩-碎屑岩建造.     

新疆昆仑式火山岩型块状硫化物铜矿床及成矿地质环境

新疆西昆仑奥依塔克-恰尔隆拗陷带内阿克塔什-萨落依成矿带发现多处火山岩型块状硫化物铜矿床。这些矿床产在石炭系双峰式火山岩系之内，沿着下石炭统基性火山岩和上石炭统酸性火山岩两个层位产出，分别以玄武岩和流纹岩为容矿主岩，可以明显地分成基性火山岩型和酸性火山岩型两种类型。矿石主成矿元素均以铜为主，含少量的锌，几乎不含铅，矿床类型属于铜型。这些基性火山岩型和酸性火山岩型矿床被统称为昆仑式火山岩型块状硫化物铜矿床。根据矿床产出地质环境、双峰式火山岩系、沉积建造以及火山岩地球化学特征，推断昆仑式火山岩型块状硫化物铜矿床最可能形成于泥盆纪-石炭纪弧后拉张构造环境。     

新疆觉罗塔格地区却勒塔格一带小热泉子组火山岩地球化学特征及构造意义

却勒塔格一带下石炭统小热泉子组为一套滨浅海相火山岩夹少量正常沉积碎屑岩建造,上被上石炭统底格尔组不整合覆盖,火山岩组合以玄武岩-安山岩-英安岩-流纹岩最为发育.火山岩岩石化学、地球化学特征表明,小热泉子组火山岩主要属钙碱性系列,一般以富钠为特征,稀土元素和微量元素分布型式与火山岛弧钙碱性火山岩分布型式基本吻合.     

中国北天山晚石炭世白杨沟火山岩的成因及地质意义

中国北天山作为中亚造山带西部重要的组成部分,其晚古生代的构造背景长期存在板内裂谷环境和岛弧环境两个截然不同的认识,有些学者还提出该地区有塔里木地幔柱的影响,从石炭纪到二叠纪均发育大量的双峰式火山岩。为了厘定其石炭-二叠纪模糊不清的构造属性以及火山岩的地质特征,本文对北天山博格达隆起带白杨沟地区火山岩进行了系统的研究。这套火山岩由枕状玄武岩、块状玄武岩、安山-英安质熔结凝灰岩、流纹岩和火山角砾岩组成。安山-英安质熔结凝灰岩和流纹岩属于Ⅰ型酸性岩,与枕状玄武岩及块状玄武岩整合接触。海相棘皮类化石的发现以及锆石SHRIMP U-Pb年龄(~311Ma)的测定指示这套白杨沟火山岩应属于晚石炭世祁家沟组。同时,安山-英安质熔结凝灰岩的发现表明白杨沟火山岩剖面并非双峰式火山岩,但与双峰式岩浆(玄武质和流纹质岩浆)有密切的成因关系。MELTS模拟计算指示白杨沟流纹岩和熔结凝灰岩不是与其共生的玄武岩高度结晶分异的产物。与含水玄武质岩石的部分熔融实验对比,正的ε_(Nd)(t)值(+5.9~+7.5)以及岛弧特征的微量元素性质则表明白杨沟流纹岩和熔结凝灰岩主要由含水的新生岛弧玄武质地壳(岩石)发生部分熔融形成。流纹岩很可能代表新生地壳部分熔融的直接产物。然而熔结凝灰岩中发育玄武质和长英质两类浆屑,大量斜长石晶屑的发育以及负Eu至正Eu异常(δEu=0.8~1.1)暗示安山-英安质熔结凝灰岩还受岩浆混合作用和长石堆晶作用的影响。结合博格达晚石炭世玄武岩的研究,本文认为博格达晚石炭世应为洋内岛弧后弧或弧后环境,与北天山洋(或称为准噶尔洋)向南俯冲有关。博格达隆起带石炭-二叠纪构造属性的转变很可能与东准噶尔弧和博格达弧在石炭-二叠纪界限时期发生的弧-弧碰撞作用有关。     

扬子地台西缘海相火山岩建造及其控矿特征

扬子地台西缘海相火山岩主要分布在海域裂陷构造,碰撞诱发的裂谷盆地－撞击槽及晋宁－澄江期增生的各类地体中,并以中元古代、二叠－三叠纪最为发育。划分了均一玄武岩组合、玄武岩－安山岩－英安岩－流纹岩组合、玄武岩－流纹岩双峰组合、玄武岩－曲安岩－流纹岩－粗面岩组合、细碧角斑岩组合等５种火山岩构造－岩石类型。     

阿尔泰山南缘晚古生代火山岩的地质地球化学特征及其对构造演化的启示

阿尔泰山南缘晚古生代火山岩十分发育,从早泥盆世到早二叠世均有发育。其中中泥盆世北塔山组为一套中基性火山岩,并且底部含有厚度超过100m的苦橄岩;中泥盆世蕴都喀拉组为一套浅海相细碎屑沉积岩夹中性、中基性火山岩;晚泥盆世江孜尔库都克组为火山碎屑岩夹中基性和中酸性火山岩组合;而晚石炭世巴塔玛依内山组以玄武岩和玄武安山岩为主,夹凝灰岩、粉砂岩和炭质页岩。对这4个组火山岩的主要元素、微量元素地球化学特征研究表明,北塔山组和蕴都喀拉组为拉斑和钙碱性系列,并且均具有大离子亲石元素(LILE)富集,而高场强元素与MORB相当,说明其为岛弧环境。江孜尔库都克组火山岩为钾玄岩系列,并且具有较高的LILE富集,表明其形成于岛弧演化的晚期阶段;巴塔玛依内山组火山岩为碱性系列,并且具有强烈富集LILE的特征,指示了其形成于大陆板内环境。因此,从火山岩的时间和空间演化来看,本区晚古生代火山岩与准噶尔洋板块向北的俯冲有关,西伯利亚板块和准噶尔板块的碰撞发生在早石炭-晚石炭世。     

新疆巴里坤县老爷庙、额仁山一带晚古生代火山岩

老爷庙-额仁山一带发育3套性质不同的火山岩，通过对其岩石组合、岩相、古火山机构特征的详细观察及岩石学、岩石化学、地球化学的研究，晚泥盆世老爷庙组火山岩为玄武岩-安山岩组合，发育盾状和层状火山，属海相环境，为板块消减带岛弧型高铝玄武岩；晚石炭世-早二叠世哈尔加乌组火山岩为陆相火山岩，岩石组合为安山岩．英安岩-流纹岩，以爆发相为主，常形成破火山及锥状火山机构，为陆-陆碰撞造山期火山岩；早二叠世中晚期卡拉岗组火山岩为一套以酸性为主的陆相火山岩，喷溢相发育，常形成穹状古火山机构，岩石组合为英安岩-流纹岩，为造山期弛张期火山岩，3套火山岩为板块不同阶段的火山岩，从老爷庙组火山岩→哈尔加乌组火山岩→拉岗组火山岩，岩石向酸性演化，地壳成熟度愈来愈高，南混合壳转化为陆壳．     

北羌塘地区北缘上三叠统若拉岗日岩群地层特征及沉积环境

北羌塘地区北缘上三叠统若拉岗日岩群分布于北羌塘陆块与拉竹龙-金沙江缝合带之间的若拉岗日冲断带,以砂泥质复理石、中基性-超基性火山岩及大理岩组合为特征,夹晚二叠世灰岩岩片及蛇绿岩残块。岩石低-中级变质,构造变形强烈,顶底均被断层切割断失,为总体无序、局部有序的构造-地层体。若拉岗日岩群中基性火山岩具有洋岛和岛弧型成因,它是金沙江洋盆在晚三叠世向南俯冲,而在其南缘形成的岛弧带沉积。在若拉岗日岩群采获大量上三叠统常见的孢粉、腕足、双壳类生物化石,其玄武岩年龄值为201±4Ma(Ar-Ar法),时代属诺利期。     

西秦岭北缘早古生代天水—武山构造带及其构造演化

西秦岭北缘早古生代天水-武山构造带位于甘肃省东部天水地区,主要由寒武纪关子镇-武山蛇绿岩带、晚寒武世-早奥陶世李子园群浅变质活动陆缘沉积-火山岩系、奥陶纪草滩沟群岛弧型火山-沉积岩系以及加里东期岛弧型深成侵入岩体、俯冲-碰撞型花岗岩体等组成.关子镇蛇绿岩中变质基性火山岩属于N-MORB型玄武岩,武山蛇绿岩中变质基性火山岩属于E-MORB型玄武岩,是洋脊型蛇绿岩的重要组成部分,形成时代大致在534～489Ma之间的寒武纪.李子园群火山岩主要形成于岛弧或与岛弧相关的弧前盆地构造环境,草滩沟群火山岩形成于与俯冲作用相关的岛弧环境.关子镇流水沟和百花中基性岩浆杂岩总体形成于中晚奥陶世(471～440Ma)古岛弧构造环境,同时发育加里东期俯冲型(450～456Ma)花岗岩类和碰撞型(438～400Ma)花岗岩类岩浆活动.西秦岭北缘早古生代古洋陆构造格局经历了从洋盆形成-洋壳俯冲消减直至陆-陆碰撞造山的板块构造演化过程.总体构造演化可划分为四个阶段:①晚寒武世古洋盆初始形成阶段;②早奥陶世洋盆初始俯冲阶段;③中晚奥陶世洋壳大规模俯冲与古岛弧发育阶段;④志留纪陆-陆或陆-弧碰撞造山阶段.     

准噶尔盆地的类型和构造演化

准噶尔盆地的早二叠世属于裂谷还是前陆盆地 ,存在意见分歧 ;晚二叠世—老第三纪盆地的性质也不确定。文中通过对盆地构造几何学、沉降史、热史及火山岩的综合分析研究 ,对盆地类型和构造演化获得了一些新的认识 :( 1)准噶尔盆地在早二叠世为裂谷 ,晚二叠世为热冷却伸展坳陷 ,三叠纪—老第三纪为克拉通内盆地 ,新第三纪至今 ,由于印度板块与亚洲大陆碰撞才形成陆内前陆盆地。 ( 2 )对石炭纪—早二叠世的岩浆活动结合区域构造资料的研究表明 ,准噶尔地区古生代的板块运动和造山作用具软碰撞特点 ,早二叠世的裂谷盆地是在软碰撞背景下造山带伸展塌陷的产物。 ( 3)地幔热对流作用可能是软碰撞造山后伸展塌陷的主要深部动力学机制。     

新疆卡拉麦里姜巴斯套组火山岩地球化学特征与构造意义

通过对新疆卡拉麦里姜巴斯套组火山岩野外地质特征、岩石学和高精度同位素年代学的研究,发现姜巴斯套组火山岩具典型双峰式组合,岩石类型包括玄武岩-酸性火山碎屑岩-玄武粗面安山岩;得到玄武粗面安山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为（319.8±2）Ma（加权均方偏差值为3）,表明姜巴斯套组火山岩形成于早石炭世谢尔普霍夫阶。对火山岩地球化学特征的研究表明,姜巴斯套组火山岩钙碱性系列、高钾钙碱性系列和钾玄岩系列岩石兼而有之,岩石的稀土元素配分曲线均为轻稀土元素富集型,无明显Eu异常,玄武岩和玄武粗面安山岩具有K正异常和Sr负异常,酸性火山碎屑岩表现出Nb、Ta和Ti显著亏损。总体来说,姜巴斯套组火山岩富集大离子亲石元素,相对亏损高场强元素。玄武岩和玄武粗面安山岩表现出大陆裂谷（大陆板内拉张区域）岩石特征;酸性火山碎屑岩表现出岛弧或者活动大陆边缘岩石属性。总之,姜巴斯套组火山岩形成于卡拉麦里洋盆闭合碰撞造山后的拉张伸展环境,卡拉麦里地区在早石炭世末期就进入了碰撞后的陆内伸展拉伸阶段。     

准噶尔盆地陆东-五彩湾地区晚石炭世原型盆地分析

笔者从原型盆地分析出发,根据物源区特征与盆地类型的关系以及地层结构特征,对陆东-五彩湾地区晚石炭世盆地的发育背景、展布范围进行了系统论证。研究表明,陆东-五彩湾地区晚石炭世是在碰撞造山后拉伸形成的裂谷盆地群,盆内沉积的碎屑岩来源于早石炭世晚期残留洋闭合产生的岛弧以及多旋回造山带,具有石英含量低,火山碎屑含量高的特征; 从盆地边界形态来看,晚石炭世原型盆地与现今残留盆地的格局基本相似,构造碰撞带附近地层剥蚀严重甚至缺失,盆地沉积中心区域的地层保存相对完整。同时,在针对陆东-五彩湾地区1 000余条二维地震测线精细解释的基础上,综合岩心统计、地震相以及反演等信息,认为研究区在晚石炭世发育两种类型断陷,其中,五彩湾、东道海子地区发育单断断陷,三南-滴水泉地区发育双断断陷,两种断陷均有大量的火山岩充填,火山岩的发育及展布主要受到缓坡区一系列断裂的控制。     

Characteristics and genesis of diachronous Carboniferous volcano-sedimentary sequences: insights from geochemistry,petrology and U–Pb dating in the North Junggar basin,China

ABSTRACT

The subduction of oceanic lithosphere during the Carboniferous Period contributed to the formation of widely distributed subduction-related volcanic rocks within the Junggar basin. These volcanic rock associations contain significant clues for understanding the subduction of the Keramaili oceanic lithosphere and the filling of the remnant oceanic basin. Here, we report regional gravity and magnetic data, petrology, geochemistry, and U–Pb dating for Carboniferous volcanic rocks from the North Junggar basin (NJB). Using samples from well Y-1, we distinguish upper and lower volcanic sequences on the basis of selected geochemical data. An isochronous stratigraphic framework of Carboniferous volcano-sedimentary sequences is then constructed and the petrogenesis of these volcanic rocks is discussed. Finally, we propose an explanation for the genesis of these diachronous Carboniferous volcano-sedimentary sequences. The results show that various volcanic rocks are distributed in different areas of the NJB, and mainly consist of calc-alkaline basalt–andesite–dacite assemblages and alkaline basalt–basaltic andesite–andesite assemblages. The geochemical data also demonstrate a binary nature of the Carboniferous volcanic rocks. In the eastern NJB, the lower and upper volcanic sequences are formed during the early and late Carboniferous, respectively. However, all of these volcano-related sequences in the western of the NJB are formed during the late Carboniferous. These volcano-sedimentary sequences exhibit a ‘ladder-style’ of temporospatial evolution from east to west. The geochemical results also indicate that the upper volcanic rocks include island arc components formed in an extensional setting, whereas the lower volcanic rocks were derived from deep crustal cycling metasomatism by various mantle components in a continental arc environment. Earlier closure of the Keramaili oceanic basin and slab roll-back of the Junggar oceanic lithosphere in eastern versus western Junggar basin led to the formation of these diachronous volcano-sedimentary sequences.     

论博格达俯冲撕裂型裂谷的形成与演化

博格达裂谷带位于准噶尔与吐－哈两个前寒武纪地块之间,呈东－西走向,东端与克拉麦里－哈尔里克泥盆－石炭纪火山弧呈大角度相交。该 裂谷于早－中石炭世启动和沉降,在盆地中堆积了巨厚的陆源碎屑岩夹双峰式火山岩。裂谷的闭合发生于中石炭世末至晚石炭世。在裂谷闭合后区域构造由挤压向拉张的转折时期,发生了以辉绿岩为主的侵入活动,并伴有少量中－酸性分异产物。博格达裂谷东、西两段的演化特征有着显著差异。东段早石炭世就已开始裂离,裂离过程的火山岩以玄武岩为主,仅有少量流纹岩,裂谷盆地强烈沉降,形成深海－半深海环境,裂谷在中石炭世末至晚石炭世初即已闭合,裂谷岩系因强烈褶皱,与上覆二叠系呈明显角度不整合,显示了“突变”式闭合特征。与此不同的是,西段至中石炭世才开始明显裂离,裂离过程的火山岩以英安岩和流纹岩为主,玄武岩量较少,火山－沉积岩系均形成于浅海环境,裂谷至晚石炭世末才发生闭合,裂谷岩系因未发生强烈褶皱,故与上覆二叠系为平行不整合接触,显示了“渐变”式闭合特征。该裂谷的形成是古亚洲洋壳向先存的准－吐－哈陆块斜向俯冲,将其东南端撕裂的产物,因而可称为俯冲撕裂型裂谷。演化过程沿走向的明显不均一性是这类裂谷的重要特点。     

羌塘盆地东部那益雄组玄武岩地球化学特征及构造意义

羌塘盆地东部那益雄组玄武岩作为裂谷演化最后阶段的喷发产物,其成岩年龄和地球化学特征为裂谷的关闭时间和二叠纪构造演化提供了重要约束.在剖面地质调查基础上,对那益雄组玄武岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年及全岩分析测试,结果显示:那益雄组玄武岩锆石U-Pb年龄为257.2±2.9 Ma,形成于晚二叠世;该玄武岩属于大陆拉斑玄武岩系列,轻微富集Ta元素而轻微亏损Nb元素,是软流圈地幔物质上涌与岩石圈地幔相互作用的产物,形成于裂谷关闭碰撞后的伸展背景.羌塘地块东部二叠纪玄武岩的地球化学数据显示,早二叠世-晚二叠世玄武岩具有由OIB型玄武岩向火山弧型玄武岩过渡的演化趋势,表明羌塘地块东部板内裂谷在早二叠世打开,中二叠世进入裂谷演化阶段,于晚二叠世关闭.      

新疆吾拉斯台一带下二叠统乌郎组火山岩地球化学特征

乌郎组火山岩分布于哈萨克斯坦-准噶尔板块（Ⅰ级）伊犁-伊塞克湖微板块（Ⅱ级）阿吾拉勒晚古生代裂谷系（Ⅲ级）中,为一套陆相的火山岩和碎屑岩组合.吾拉斯台一带火山活动较强,火山堆积厚度巨大,区内厚近4000 m,属乌郎组中上部层位.火山岩主要由偏碱性的基性和酸性岩组成,总体以双峰式火山岩为特征.岩石地球化学所反映的构造环境为板内玄武岩和大陆裂谷玄武岩,这与所处的大地构造位置相吻合.顶部层位的粗面玄武岩²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb同位素年龄为285±30 Ma,时代为早二叠世.由此推断,阿吾拉勒晚古生代裂谷系火山活动在早二叠世时即将结束,之后晚二叠世接受陆相磨拉石堆积,进入稳定陆内盆地发展阶段.     

滇西南澜沧江带龙洞河组沉积特征及其构造古地理意义

龙洞河组位于滇西南澜沧江带东区，为一套以中酸性火山熔岩、火山碎屑岩、火山凝灰岩为主夹硅质岩、灰岩和岩屑砂砾岩的建造组合，代表了弧后裂陷盆地的半深水斜坡－较深水局限海盆－浅水沉积环境。其物源主要来自其西侧的大凹子火山岛弧。其地层序列反映了弧后裂陷盆地从形成到消亡的过程。龙洞河组沉积特征与其构造古地理表明，澜沧江带在思茅地块西缘在晚石炭世一早二叠世已属滇西南古特提斯洋东侧的活动大陆边缘，标志着滇西南方特提斯洋壳最半的自西向东的俯冲作用     

伊宁地块石炭纪火山岩及其对构造演化的约束

西天山伊宁地块的构造格局及其演化之认识久存争议,倍受关注。分歧焦点有三:(1)石炭纪有无洋盆存在?(2)若有洋盆,何时闭合?(3)"沟-弧-盆"消亡时究竟是单向俯冲还是双向俯冲?若是单向俯冲,俯冲方向是由北向南或是相反(即俯冲极性)?因此,这些重大地质问题均聚焦于本区的火山岩。石炭纪火山岩是伊宁地块中的最主要建造和指示构造演化的关键层位,争论长久而激烈。本文认为,伊宁地块早石炭世发育弧前-岛弧-弧后盆地钙碱性火山-沉积建造,是塔里木板块北缘的主要组成部分;而晚石炭世碱性系列双峰式火山岩及其沉积组合则是大陆裂谷火山-沉积建造,形成于区域性伸展构造环境,是准噶尔板块与塔里木板块缝合后的陆内建造,因而古洋盆的关闭时限是早石炭世晚期(鄯善运动)。依据区内早石炭世建造的空间分布和变化规律,作者们认为古天山洋盆与当今地学界作为典型的日本沟-弧-盆体系有着极好的相似性和空间分布可对比性。石炭纪火山岩为本区的构造演化研究提供了重要的约束信息。     

从岛弧向裂谷的变迁—来自阿吾拉勒地区火山岩的证据

阿吾拉勒地区早、中石炭世火山岩以碱性系列为主，少部分属钙碱性系列；稀土元素具有岛弧和活动陆缘区橄榄安粗岩和高钾安山岩的特征：微量元素具有大陆型岛弧火山岩的特征。由此证明本区在早、中石炭世处于内弧环境。二叠纪火山岩属碱性系列；稀土元素和微量元素明显有板内碱性玄武岩的特征。