准噶尔盆地西北部克-夏基性火山岩地球化学特征及其构造环境

对准噶尔盆地西北部克-夏基性火山岩进行了系统的矿物学、岩石化学、微量元素、稀土元素和同位素地球化学研究。结果显示，克-夏基性火山岩为亚碱性拉斑玄武岩系列，以低Ti、贫REE、LREE弱富集及LILE相对HFSE明显富集为特征，与岛弧拉斑玄武岩地球化学特征一致。克-夏基性火山岩正的εNd（t）（＋7．2～＋7．4）和较低的（87^Sr86^Sr）；（0．703717～0．704520）、明显较低的HFSE／LILE以及比大洋玄武岩和OIB陡的206^Pb／204^Pb-207^pb／204^pb相关线斜率，说明其是古洋盆闭合初期由俯冲洋壳之上亏损的岩石圈地幔楔较高程度部分熔融的结果，它形成于洋内弧环境。克-夏基性火山岩与西准噶尔洋盆洋壳的俯冲消减有直接的成因联系，说明西准噶尔弧-盆系向东延伸至盆地内部，盆地西部基底为洋-陆俯冲形成的岛弧型增生地体。     

准噶尔盆地中拐地区石炭-二叠纪火山岩特征及构造环境分析

中拐地区位于准噶尔盆地西北缘,是在石炭纪-早二叠世挤压应力场作用下形成的宽缓鼻状古隆起。石炭-二叠纪火山岩是主要的含油层系之一,到目前为止已发现了多个油气藏和出油气点,显示出良好的勘探前景。根据系统、精细的地震资料解释,中拐地区在石炭-二叠纪时期主要存在4期构造运动,分别对应4个不整合面: 1)石炭系与二叠系之间; 2)二叠系佳木河组与下乌尔禾组之间; 3)二叠系下乌尔禾组与上乌尔禾组之间; 4)二叠系上乌尔禾组与三叠系百口泉组之间。通过对中拐地区石炭-二叠纪火山岩的全岩元素分析表明,该区域主要为中-酸性的安山岩、英安岩和流纹岩及火山角砾岩和凝灰岩为主,其中SiO₂的含量普遍较高,平均含量达到了67％,判定中拐地区的石炭-二叠纪火山岩喷发环境应位于岛弧体系的大陆内侧,在喷发过程中经历过陆壳的熔融作用。结合前人对周缘火山岩的研究,认为石炭-二叠纪时期中拐地区由岛弧环境逐渐进入陆内演化阶段,三叠纪开始进入稳定的沉积演化时期。     

准噶尔盆地西北缘晚石炭系-早二叠系火山岩岩石学和地球化学研究

晚石炭纪-早二叠纪,在准噶尔盆地西北缘,发育区域性的火山岩建造,岩性以酸性英安岩和流纹岩为主,同时发育少量中性玄武安山岩和安山岩,多属于中-低钾的钙碱性系列。样品全碱(Na₂O+K₂O)含量为0.99％ ～8.12％,K₂O的含量较低,为3.01％ ～0.05％,稀土元素总量(∑ REE)较低。稀土元素轻重分异,轻稀土元素(LREE)相对于重稀土元素(HREE)富集:(La/Yb)_N=0.76～5.18,且部分样品显示轻微的Eu负异常和Ce正异常:δEu=0.533～1.148,δCe=0.979～1.224。微量元素中大离子亲石元素(LILE)富集,高场强元素Nb、Ta亏损。分析认为石炭系末期-二叠系早期,研究区所处构造环境为洋内弧附近的前弧盆地,发育的火山岩是母源岩浆经历了一定程度分异作用后的产物,以岛弧环境为主,兼具有部分板内大陆环境特征。     

准噶尔盆地东北缘早石炭世南明水组沉积环境及构造背景分析

准噶尔盆地东北缘发育的下石炭统南明水组沉积岩是对晚古生代北疆地区洋壳俯冲消减作用的沉积响应。本次研究在南明水组地层中发现丰富的遗迹化石:Scalarituba, Planolites,Cosmorhaphe,Spirophycus和Helminthoida。岩性组合特征和遗迹化石所代表的遗迹相,反映了南明水组的主要沉积相类型为扇三角洲前缘、浅海、深海-半深海,从下往上为一个由浅变深再变浅的不对称的完整层序。南明水组的岩性、层序演化以及砂、泥岩地球化学特征表明,该套地层发育的构造背景为弧后盆地。早石炭世准噶尔盆地东部存在的洋壳俯冲消减作用是研究区弧后盆地发育的动力机制。     

Geochemistry and geochronology of Carboniferous volcanic rocks in the eastern Junggar terrane,NW China: Implication for a tectonic transition

The Carboniferous tectonic setting of the Junggar terrane, northern Xinjiang, NW China, has long been a matter of debate. Voluminous Carboniferous volcanic rocks are widely distributed in the Karamaili area, the southern part of the eastern Junggar terrane. Early Carboniferous rocks comprise basalts and basaltic andesites, with enrichment of LREE and LILE and depletion of HFSE, and uniformly high ε_Nd(t) (+ 3.7 to + 4.0). Late Carboniferous rocks consist of basalts, basaltic andesites, rhyolites and minor dacites, and can be subdivided into basic and felsic groups. The basic rocks are depleted in HFSE, and show variable high ε_Nd(t) (+ 4.8 to + 6.9). They have higher Cr and Ni and lower Na₂O, U and Th contents than early Carboniferous basic rocks. The felsic rocks show A-type affinity, with typical enrichment of alkalis, LREE and HFSE and strong depletion in Ba, Sr, Eu and Ti. They have high values of ε_Nd(t) and zircon ε_Hf(t) (+ 11.6 to + 17.9). New LA-ICPMS zircon U–Pb analyses constrain their emplacement to late Carboniferous time (306.5–314.3 Ma).The Carboniferous basic rocks show negative Zr-Hf anomalies and low Th/Ce (< 0.07) and Th/La (0.06–0.16), excluding significant crustal contamination during magma evolution. They have low La/Ba (0.03–0.12), Ce/Y (< 3) and (Tb/Yb)_N (< 2) and variable Ba/Th (28–318) and Ba/La (3.1–34), suggesting that they were derived from a main spinel with minor garnet lherzolite mantle source metasomatized by slab-derived fluids. The late Carboniferous felsic rocks were produced when upwelling asthenosphere triggered partial melting of juvenile lower crust. The early Carboniferous volcanism occurred in an island-arc setting related to the southward subduction of the Paleo-Junggar Ocean plate, whereas the late Carboniferous rocks erupted in a post-collisional extensional setting. Thus, a rapid tectonic transition from arc to post-collisional extension may have occurred between early and late Carboniferous, and probably resulted from slab break-off or lithospheric delamination.     

Provenance and tectonic setting of Late Carboniferous clastic rocks in West Junggar,Xinjiang, China: A case from the Hala-alat Mountains

The Late Carboniferous palaeo-tectonic setting of the West Junggar region is comprised of arcs alternating with basins. Geochemical analysis of the sedimentary rocks associated with these arc-related basins was conducted to better constrain the provenance and tectonic setting.Major and trace element geochemistry data of Late Carboniferous mudstones and sandstones in the Hala-alat Mountains suggest that these sedimentary rocks and their source areas are characterized by the following four features: (1) sediments experienced a simple recycling process; (2) a low degree weathering conditions in the source areas; (3) compositional immature of the sedimentary rocks; (4) dominated by intermediate to felsic provenance, with a few intermediate to mafic sediments. Integrated with the palaeo-flow data and previous authors’ works, a fore-arc basin model is proposed for the tectonic setting of the sedimentary rocks. The Sawur arc is the primary provenance and supplies the major intermediate to felsic detrital fragments. The Bozchekul-Chingiz arc and Kexia oceanic island arc are the other two secondary sources.     

西准噶尔晚古生代岩浆活动和构造背景

西准噶尔作为中亚造山带的一部分,吸引了大量学者的关注。蛇绿混杂岩带、花岗岩、中基性岩墙在本地区广泛出现,表明西准噶尔晚古生代构造演化极为复杂。但是在许多方面仍存在很多争议,例如西准噶尔蛇绿混杂岩带的形成时代、岩石组合和岩石成因;I型和A型花岗岩的岩石成因,构造背景和热机制;中基性-酸性岩墙群的年代学、岩石成因、构造背景和古应力场;西准噶尔晚古生代年代学格架和构造背景;西准噶尔显生宙地壳增生;西准噶尔基底特征和西准噶尔晚古生代构造演化等。笔者通过搜集前人的资料和数据,对西准噶尔区域发育的蛇绿混杂岩带、地层、古地理环境、花岗岩体和中基性岩墙群的总结,结合项目组野外与室内数据的研究,得到以下认识:(1)达尔布特和克拉玛依蛇绿混杂岩的形成环境为与俯冲相关的弧后盆地,源区来自含尖晶石二辉橄榄岩高程度部分熔融作用;(2)早石炭世花岗岩形成于俯冲环境,晚石炭世-早二叠世花岗岩形成于后碰撞环境,中二叠世花岗岩形成于板内环境;(3)I型花岗岩的成因与俯冲密切相关,而A型花岗岩和中基性岩墙产于后碰撞环境下;(4)A型花岗岩是下地壳受地幔底侵发生部分熔融并高度分离结晶的产物,中基性岩墙群普遍具有埃达克质岩的地球化学特点,可能产于受流体(或熔体)交代的残余洋壳板片的部分熔融;(5)中基性岩墙群稍晚于寄主岩体而形成,但两者均形成于后碰撞构造背景。在晚石炭世-早二叠世,西准噶尔处于近南北向的拉张应力体系;(6)西准噶尔在泥盆纪为洋盆体系;早石炭世,俯冲-碰撞过程结束;晚石炭世-早二叠世属于后碰撞环境;中晚二叠世处于板内环境。     

准噶尔盆地石炭纪火山岩岩石地球化学特征及其构造环境意义

准噶尔盆地石炭纪发育区域性的火山岩建造,火山岩岩性以中基性为主,主要为玄武岩、玄武安山岩,同时发育少量酸性的流纹岩,基本属于钙碱性系列。样品全碱(Na_2O+K_2O=2.99%～8.07%)和TiO_2(0.30%～2.57%)含量较高,K_2O含量(0.13%～3.29%)较低,稀土元素含量(∑REE)中等。球粒标准化的REE配分表现轻稀土元素(LREE)相对于重稀土元素(HREE)富集((La/Yb)_N=2.47～7.45)、轻重稀土分异的特征,部分样品的Eu和大部分样品的Ce显示轻微的负异常(δEu=0.543～1.088,δCe=0.787～0.987)。微量元素具有大离子亲石元素(LILE)富集及高场强元素Nb、Ta亏损的特征,大部分样品(Rb/Yb)_N均远大于1。这些特征结合元素相关环境判别图解表明,准噶尔盆地石炭纪火山岩是原始岩浆经历了一定程度分异作用后的产物,以板内大陆环境为主,兼具有部分岛弧特征,形成于俯冲碰撞造山期后伸展背景下,火山岩所具有的岛弧特征是碰撞前混染弧组分的继承。     

达拉布特蛇绿岩带的时限和属性以及对西准噶尔晚古生代构造演化的讨论

萨尔托海附近的也格孜卡拉花岗岩侵入到达拉布特蛇绿岩带中,为典型的"钉合岩体",其锆石SHRIMPU-Pb年龄结果为308±3Ma(MSWD=0.83),限定了达拉布特蛇绿岩带侵位时限不晚于308Ma,同时达拉布特蛇绿岩中辉长岩的年龄(Sm-Nd等时线年龄395Ma;LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄391Ma),给出了达拉布特蛇绿岩带的形成年龄。达拉布特蛇绿岩带两侧地层均为下石炭统,为稳定火山-沉积序列,岩石组合特征相同,具有很好的可对比性,表明达拉布特蛇绿岩带不是分隔两侧不同板块的板块缝合带。在综合分析前人板片窗、增生楔等不同构造模型的基础上,提出残余洋盆的被动垮塌充填是西准噶尔地区晚古生代构造演化的主要形式,残余洋盆闭合过程中可能伴随着洋壳俯冲过程,侵入于西准增生杂岩的多个花岗岩体和闪长岩墙,限定了西准晚古生代增生作用不晚于晚石炭世。     

西准噶尔南部庙尔沟岩体晚石炭世花岗闪长斑岩岩石成因及其动力学背景

位于西准噶尔南部的庙尔沟岩体主体由碱长花岗岩和少量紫苏花岗岩组成。本文在前人工作基础上,以岩体东南边缘新发现的花岗闪长斑岩为研究对象,开展岩石学、年代学和Hf同位素以及全岩地球化学研究,确定花岗闪长斑岩形成时代、揭示岩石成因类型及源区属性、探讨其与碱长花岗岩和紫苏花岗岩岩浆演化成因联系及其形成的深部动力学过程。锆石U-Pb定年结果显示,花岗闪长斑岩形成于317.4±1.9Ma,为晚石炭世早期岩浆活动的产物,明显早于紫苏花岗岩(~307Ma)和碱长花岗岩(~303Ma)。岩石地球化学数据表明,花岗闪长斑岩具有较高硅、中等铝,贫钙、铁、镁,富集Rb、K、Th、U,强烈亏损Nb、Ta、Ti的特征,为钙碱性弱过铝质Ⅰ型花岗岩;紫苏花岗岩更多的表现出钙碱性-高钾钙碱性镁质Ⅰ型紫苏花岗岩特征;碱长花岗岩为碱性准铝质-弱过铝质A型花岗岩。锆石Hf同位素分析结果表明,花岗闪长斑岩、紫苏花岗岩和碱长花岗岩均具有高正的ε_Hf(t)值(+11.6~+15.8)和年轻的二阶段模式年龄(325~600Ma),表明其原始岩浆主要起源于亏损地幔新衍生的年轻地壳物质。综合分析认为,庙尔沟岩体花岗闪长斑岩形成于晚石炭世早期洋壳俯冲背景,由底侵的、受流体交代的幔源基性岩浆与其诱发的年轻下地壳酸性岩浆在深部混合而成。紫苏花岗岩和碱长花岗岩形成于弧后伸展背景,前者是伸展初期继续底侵于下地壳的幔源玄武质岩浆降温释放大量的水和热诱使早期侵位于下地壳的镁铁质岩石再次发生部分熔融的产物,后者是伸展后期大规模软流圈地幔上涌底垫加热年轻中下地壳使其部分熔融而成。

     

准噶尔西北缘斜向挤压构造与走滑断裂

古板块构造研究表明古生代以来,准噶尔地块以斜向方式拼合到阿尔泰（Altaids）造山带构造域内,导致准噶尔西北缘一直处在斜向挤压构造背景之下,并发育高角度逆冲推覆构造带以及横向走滑断裂。地面地质调查、遥感卫星影像解译、大地电磁测深剖面和地震剖面构造解释资料综合研究表明,准噶尔西北缘边界断裂为达拉布特左行走滑断裂,西北缘逆冲推覆构造带为基底卷入的高角度逆冲断裂褶皱带; 在与逆冲带走向相垂直方向,发育有北西向横向走滑断裂,这些断裂为同一斜向挤压构造背景下形成的同期构造,形成时间约在晚二叠到侏罗纪之间。大地电磁测深和地震剖面解释表明,达拉布特走滑断裂控制了西北缘高角度逆冲断裂的分布与性质。西北缘二维和三维地震剖面解释表明,横向走滑断裂样式为正花状构造或者负花状构造,同时具有向南东或北西方向逆冲和拉伸的特征。横向走滑断裂为西北缘逆冲构造南北方向分段的主要断裂,并控制了西北缘中生代地层的沉积。西北缘构造是形成于主边界断裂的斜向挤压作用,而基底卷入逆冲断裂则属非纯挤压形成的逆冲构造。     

准噶尔西北缘斜向挤压构造与走滑断裂

古板块构造研究表明古生代以来,准噶尔地块以斜向方式拼合到阿尔泰（Altaids）造山带构造域内,导致准噶尔西北缘一直处在斜向挤压构造背景之下,并发育高角度逆冲推覆构造带以及横向走滑断裂。地面地质调查、遥感卫星影像解译、大地电磁测深剖面和地震剖面构造解释资料综合研究表明,准噶尔西北缘边界断裂为达拉布特左行走滑断裂,西北缘逆冲推覆构造带为基底卷入的高角度逆冲断裂褶皱带; 在与逆冲带走向相垂直方向,发育有北西向横向走滑断裂,这些断裂为同一斜向挤压构造背景下形成的同期构造,形成时间约在晚二叠到侏罗纪之间。大地电磁测深和地震剖面解释表明,达拉布特走滑断裂控制了西北缘高角度逆冲断裂的分布与性质。西北缘二维和三维地震剖面解释表明,横向走滑断裂样式为正花状构造或者负花状构造,同时具有向南东或北西方向逆冲和拉伸的特征。横向走滑断裂为西北缘逆冲构造南北方向分段的主要断裂,并控制了西北缘中生代地层的沉积。西北缘构造是形成于主边界断裂的斜向挤压作用,而基底卷入逆冲断裂则属非纯挤压形成的逆冲构造。     

准噶尔盆地的原型和构造演化

文中讨论了以下三个问题:(1)洋-陆转换时限和中、晚石炭世盆地原型。根据准噶尔盆地及其邻区的构造演化及岩浆活动研究,洋-陆转换时限应为早石炭世末,中、晚石炭世裂陷槽是由于造山期后伸展塌陷作用产生的;(2)二叠纪—早更新世陆内盆地的原型。根据陆内盆地的鉴别标志,提出了二叠纪盆地为陆内裂谷—裂谷期后弱伸展坳陷—弱缩短挠曲坳陷,三叠纪、侏罗纪、白垩纪和第三纪为弱伸展或稳定大陆内坳陷和陆内前陆坳陷或弱缩短挠曲坳陷交替的叠合盆地;(3)准噶尔盆地原型和构造演化对油气分布的控制作用。     

Petrogenesis and tectonic implications of early Carboniferous alkaline volcanic rocks in Karamay region of West Junggar,Northwest China

ABSTRACT

Zircon U–Pb geochronological and geochemical analyses are reported for a suite of the early Carboniferous volcanic rocks from West Junggar (Northwest China), southern Central Asian Orogenic Belt (CAOB), with the aim to investigate the sources, petrogenesis, and tectonic implications. Laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) U–Pb analysis from an andesite yielded concordant weighted mean ²⁰⁶Pb/²³⁸U age of 345 ± 3 Ma, indicating the presence of early Carboniferous volcanic rocks in West Junggar. The early Carboniferous volcanic rocks consist of basalt, basaltic andesite, and andesite. Geochemically, all the samples bear the signature of ocean island basalt (OIB), and are characterized by alkaline affinity with minor variations in SiO₂ compositions (45.13–53.05 wt.%), high concentrations of Na₂O + K₂O (5.08–8.89 wt.%) and TiO₂ (1.71–3.35 wt.%), and LREE enrichment and HREE depletion ((La/Yb)_N = 7.1–12.4), with weak Eu anomalies (Eu/Eu* = 0.9–1.1) and no obvious Nb, Ta, and Ti negative anomalies. These features suggest that the early Carboniferous volcanic rocks were derived from an OIB-related source that consists of oceanic lithosphere with ~1–3% degree partial melting of garnet lherzolite. From these observations, in combination with previous work, we conclude that the early Carboniferous alkaline volcanic rocks in Karamay region formed by upwelling of asthenospheric mantle through a slab window in a forearc setting during consumption of the West Junggar Ocean. Meanwhile, seamounts, which formed in the Late Devonian and were accreted and subducted in Karamay arc, also brought geological effects in the subduction zone.     

准噶尔盆地东北缘石炭系火山岩形成机制:对准噶尔洋盆闭合时限的新启示

准噶尔古大洋作为古亚洲洋北部的重要分支及阶段性演化产物,其洋盆的俯冲、闭合时限以及盆地基底属性一直存在分歧。本文选取准噶尔盆地东北缘(乌伦古地区)石炭系火山岩来说明其岩浆来源及成因机制,通过主微量元素、Sr-Nd同位素分析结果,进一步阐明准噶尔洋盆在晚古生代的闭合时限。本次研究包括玄武岩、玄武质安山岩和安山岩三类火山岩,岩体显示低TiO₂(0.60%~0.84%)、较高的全碱K₂O+Na₂O含量(1.18%~8.59%),玄武岩为岛弧拉斑系列,安山岩类的钙碱元素含量高,具有火山弧火山岩特征。中-低⁸⁷Sr/⁸⁶Sr_(i)(0.703 250~0.704 559)、相对亏损的Nd同位素(+4.8~+6.8)以及t_DM2(483~625 Ma)值表明玄武岩、玄武质安山岩和安山岩同为亏损地幔熔融岩浆分异结晶的产物,安山岩为地幔熔融岩浆后期分离结晶形成;微量元素与同位素地球化学示踪暗示玄武岩、玄武质安山岩和安山岩含有洋壳俯冲过程的脱水流体交代上覆地幔楔的消减组分,安山岩在深部岩浆房经历了壳-幔混合作用,受地壳成分的混染程度更大。大离子亲石元素(LILE)Ba、Sr和轻稀土元素、不相容元素(Th、U、K)相对富集,高场强元素(HFSE)Nb、Ta相对亏损,以及Pb、Zr、Hf的富集,说明该区属于与俯冲消减带相关的构造背景;结合本套火山岩高Ba/La(30.14~208.86)值、低TiO₂(0.60%~0.84%)值,以及Ce/Nb比(8.71~12.05)、Th/Nb比(0.93~1.74)等,表明准噶尔洋盆于石炭纪沿着大陆板块下部持续俯冲,洋壳板片的俯冲脱水流体交代地幔楔后增生岛弧。该套中-基性火山岩建造佐证了准噶尔洋盆闭合时限为晚石炭世(ca. 305.5±4.4 Ma),结合区域地质资料分析,提出与俯冲带有关的岩浆通过岛弧拼贴增生到大陆地壳上,进一步为准噶尔盆地基底的岛弧拼贴成因提供了新依据。     

准噶尔盆地西北缘达尔布特断裂的运动学特征

达尔布特断裂是准噶尔盆地西北缘的边界断裂,本文通过大量的野外地质调查并结合遥感解译,发现该断裂具有明显的左行走滑特征,其最大位错量出现在其西南段,达到60 km左右。根据野外的观察,达尔布特断裂是一条经历过多期变形的断裂,运动学特征指示了该断裂的各期活动均为左行走滑。它与准噶尔盆地东北缘北西—南东向的右行走滑断裂一起,构成了一组共轭断裂系,是印欧板块碰撞造成青藏高原强烈抬升并向北扩展的远程效应,同时也受到西伯利亚板块向南运动的影响。和什托洛盖盆地是在断裂走滑过     

准噶尔盆地陆东—五彩湾地区石炭系中、基性火山岩地球化学及其形成环境

准噶尔盆地是发育在前寒武纪结晶基底与古生代褶皱基底双重基底之上的中、新生代沉积盆地。盆地东北缘陆东—五彩湾地区发育大量的石炭系中、基性火山岩,主要由玄武岩、熔结玄武岩、气孔-杏仁玄武岩与辉绿岩组成。其中、基性火山岩具有低钾高钛、高∑REE的特征,球粒陨石标准化的REE配分曲线表现轻稀土富集,轻、重稀土分异的谱线特征,微量元素具有大离子亲石元素富集,Ta、Nb亏损的现象,可能与板内拉张环境下地壳混染或地幔源区有富Ta、Nb的残留体有关,微量元素环境判别图解中大部分样品点落入板内玄武岩区域,少量漂向岛弧火山岩区,表现出主体为板内构造环境;高场强元素Th/Nb、Nb/Zr比值进一步表现出火山岩具有板内火山岩的特征。综合区域地质特征及前人的研究结果,认为准噶尔盆地陆东—五彩湾地区中、基性火山岩应属造山期后伸展背景下的火山作用产物,但岩浆源区可能受到古洋壳板片俯冲作用的影响。     

准噶尔盆地东缘晚石炭世花岗岩岩石地球化学特征及铀成矿潜力分析

准噶尔盆地东缘将军庙北部花岗岩岩石地球化学特征、稀土元素、微量元素及Sr-Nd-Pb同位素特征显示,该花岗岩形成于碰撞后期板内裂谷环境,其源区主要为软流圈地幔,同时有上地壳物质的混染。初步判定准噶尔盆地东部将军庙地区晚古生代构造环境为成熟岛弧环境,略高于准噶尔盆地平均水平。该地区不同构造单元的古生代大地构造背景及其地壳成熟度存在较大的差异,地壳成熟度整体较低,在一定程度上制约了该区砂岩型铀成矿作用的发育规模。     

准噶尔盆地南缘晚古生代双峰式火山岩成因机制及其地球动力学背景

准噶尔盆地南缘晚古生代双峰式火山岩组合以玄武岩和英安斑岩的伴生出现为特征。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示,英安斑岩和玄武岩的结晶年龄分别为298±2 Ma和297~304 Ma。在地球化学组成上,英安斑岩样品富SiO_2、Al_2O_3和Na_2O,相对于原始地幔富集Th和LREE,明显亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素;而玄武岩样品相对于原始地幔明显富集Th、LREE、Zr和Hf等,明显亏损Nb、Ta和Ti。全岩Sr-Nd同位素研究结果显示,英安斑岩样品(~(87)Sr/~(86)Sr)t值为0.705,εNd(t)值分布在+6.5~+11之间,而玄武岩样品的(~(87)Sr/~(86)Sr)t值为0.704,εNd(t)值分布在+7.5~+8.4之间。这些特征指示玄武岩和英安斑岩应分别起源于相对亏损的地幔源区和新生地壳组分的部分熔融。综合野外地质、岩石学、地球化学和同位素地质学等多方面的资料,可以确定准南地区玄武岩和英安斑岩并非同源岩浆作用的产物。其中,玄武岩应起源于亏损地幔的部分熔融,并且岩浆在上升侵位过程中经历了一定程度的陆壳混染。英安斑岩的形成与玄武质岩浆的底侵导致新生地壳组分的部分熔融有关。结合区域上已有的研究成果,认为至少从早二叠世(~298 Ma)开始,天山地区已经进入后碰撞阶段,区域构造体制开始由挤压转向伸展。     

西准噶尔晚古生代残余洋盆消亡时间与构造背景研究

准噶尔西北缘克拉玛依蛇绿岩套及其上覆陆相火山-沉积岩系的研究表明,西准噶尔晚古生代残余洋盆是继承早古生代洋盆发生的,沉积作用基本连续,但同位素年代学研究表现出明显的早古生代和晚古生代两个阶段。残余洋盆的消亡是一个"软碰撞"过程,残余洋盆整体隆升消亡后,经历了329～320Ma、310～295Ma及290Ma三次构造-岩浆事件,爆发三期陆相火山喷发,形成巴塔玛依内山组、哈尔加吾组、卡拉岗组三个陆相火山-沉积岩系,准噶尔西北缘的佳木河组是跨越石炭-早二叠世包括多期火山-沉积作用的产物。晚古生代侵入岩经历了由小型浅成闪长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩系列向大型深成富碱花岗岩系列的转化,可能是花岗闪长质过渡型地壳向花岗质成熟大陆壳转化的深部作用过程的反映。