新疆西准噶尔玛依勒蛇绿岩中镁铁-超镁铁质岩的地球化学、年代学及其地质意义

玛依勒蛇绿岩出露于玛依勒蛇绿混杂岩带中,该带位于西准噶尔造山带西南缘,是区内规模较大的一条蛇绿混杂岩带,蛇绿岩中镁铁-超镁铁质岩研究对探讨古亚洲洋古生代构造演化具有重要意义。本文选取玛依勒蛇绿岩中的镁铁-超镁铁质岩进行系统的岩石学、地球化学和年代学研究。结果表明,玛依勒蛇绿混杂岩中超镁铁质岩以富集Al_2O_3、CaO为特征,TiO_2含量与俯冲带之上地幔橄榄岩中含量相当,稀土配分曲线为轻稀土富集型,微量元素受蚀变作用影响,呈现出两种不同的曲线特征。镁铁质岩石可分为两组:I组镁铁质岩具有高MgO、低Al_2O_3,LREE轻微富集,富集大离子亲石元素,亏损Nb、Ta的特征,形成于消减带相关的岛弧环境;Ⅱ组镁铁质岩具有富碱、TiO_2,且呈LREE显著富集的右倾稀土配分曲线特征,富集大离子亲石元素,Nb、Ta正异常特征,代表了洋盆中海山或洋岛的残片。I组镁铁质岩中两个辉长岩岩块的LA-ICP-MS锆石UPb年龄分别为512.1±7.2Ma(MSWD=0.014)和531±12Ma(MSWD=0.17),与巴尔鲁克蛇绿岩、唐巴勒蛇绿岩中镁铁质岩岩块获得的锆石U-Pb年龄相吻合,且这三条蛇绿岩都具有SSZ型蛇绿岩的地球化学特征,可能为不同环境下同一洋盆的演化产物。     

西准噶尔加依尔山晚石炭世角度不整合的厘定及其对准噶尔-巴尔喀什洋闭合时限的制约

准噶尔-巴尔喀什洋的闭合时限对中亚造山带西南部构造演化具有重要意义,前人对此问题的研究多基于西准噶尔中部晚古生代岩浆岩,很少从同期火山-沉积地层的角度进行约束。本文试图从西准噶尔中部加依尔山新识别出的晚石炭世角度不整合入手,为准噶尔-巴尔喀什洋的闭合时限提供火山-沉积地层方面的新证据。锆石U-Pb年代学结果显示,不整合界面下部太勒古拉组粉砂岩的最大沉积年龄为360±7 Ma,上部哈尔加乌组火山角砾岩的喷发年龄为292±2 Ma。结合已有资料,限定两组的形成时代分别为早石炭世杜内期和早二叠世阿瑟尔期-萨克马尔期。在西准噶尔中-南部地区,哈尔加乌组发育植物化石和火山岩柱状节理,为典型的陆相火山-沉积建造,多角度不整合超覆在早期海相火山-沉积地层之上。这一区域性角度不整合记录了西准噶尔中部晚石炭世遭受的抬升剥蚀以及沉积环境由海相到陆相的转变,表明准噶尔-巴尔喀什洋可能在早二叠世已经闭合。除此之外,全岩主量、微量元素地球化学和锆石Hf同位素分析表明,研究区侵入不整合界面的花岗斑岩(286±4Ma)和钾长花岗岩(287±4Ma)分别属于A型和I型花岗岩,二者具有一致的高正ε_Hf     

西准噶尔玛依勒蛇绿混杂岩锆石U-Pb年代学、地球化学及源区特征

西准噶尔地区出露多条蛇绿混杂岩带,对其进行精确的锆石U-Pb年代学及岩石地球化学研究可以为揭示西准噶尔地区古大洋形成与演化过程、恢复古构造格局及追溯岩浆源区物质来源提供线索.本文对玛依勒蛇绿混杂岩中的辉长岩及玄武岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学及全岩地球化学研究,获得辉长岩中锆石的加权平均206Pb/238U年龄为572.2±9.2Ma,属于早震旦纪,该年龄是准噶尔乃至北疆地区报道的最古老的蛇绿混杂岩年龄.玛依勒蛇绿混杂岩中的枕状玄武岩为碱性玄武岩,岩石具有高Ti(TiO2=1.65％ ～3.13％)、高Fe(FeOT=8.93％ ～ 18.11％)、高Mg(MgO=3.95％ ～ 5.27％)及高P(P2O5 =0.17％～0.51％),Th/Ta比值相对较高(=1.1～1.9),LREE和HREE分异较为明显((La/Yb)N =2.5 ～7.4)等特征,这些特征与洋岛玄武岩类似,可能形成于大洋板内的洋岛或海山环境.其中的辉长岩地球化学特征不同于玄武岩,可能形成与俯冲有关的环境.玛依勒蛇绿混杂岩中玄武岩与EMI型洋岛玄武岩具有相似的地球化学特征,表明其岩浆源区可能为EMI型富集地幔.岩石成因与软流圈地幔关系密切,软流圈的上涌导致尖晶石相二辉橄榄岩地幔源区大比例部分熔融,是岩石圈-软流圈地幔相互作用的产物.     

蒙古-鄂霍茨克洋闭合时限：来自大兴安岭突泉地区下白垩统与下伏地质体之间角度不整合关系的约束

蒙古-鄂霍茨克洋的闭合时限一直是地学界争论的焦点。详细的野外调查发现, 大兴安岭突泉地区下白垩统与下伏地质体之间普遍存在角度不整合关系, 上覆地层为下白垩统白音高老组沉凝灰岩, 层理产状为332°∠15°, 下伏地层构造变形强烈, 膝折褶皱发育, 且顶部见10 cm古风化壳。结合区域资料综合对比研究, 这是一个区域性角度不整合, 是鉴别造山运动的直接标志之一。此不整合面既代表蒙古-鄂霍茨克洋在早白垩世前闭合碰撞造山, 又暗示从早白垩世开始进入东部大陆边缘向东蠕散伸展演化阶段。     

西天山下石炭统大哈拉军山组底部角度不整合特征及其对天山古生代洋陆转换时限的约束

西天山广泛出露下石炭统大哈拉军山组火山-沉积岩系,其与下伏地层(前寒武纪结晶基底或前石炭纪褶皱基底)之间呈广泛的区域性角度不整合接触。通过对这些角度不整合面及大哈拉军山组底部冲洪积相碎屑岩或陆相火山岩特征的研究,认为该不整合面代表了一次强烈的褶皱、隆升造山事件;不整合面之上初始沉积物地层序列是天山石炭纪后碰撞裂谷盆地新一轮沉积旋回的起点。取自大哈拉军山组底部粗碎屑岩中夹层安山岩样品的锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素年龄为359±2.3Ma,这一年龄值不但限定了这一区域性角度不整合的形成时代,而且代表天山后碰撞裂谷盆地的开启时间。因此,天山古生代洋陆转换时限在晚泥盆世-早石炭世之交,随后,天山造山带进入后碰撞裂谷演化阶段。     

西秦岭南带石坊群与下泥盆统角度不整合面的发现及地质意义

西秦岭南带下泥盆统岷堡沟组底部存在角度不整合面 ,留存诸多识别标志 ,表明石坊群与下泥盆统岷堡沟组之间存在沉积间断。该角度不整合面的发现为确定石坊群地质时代提供了新的依据 ,亦为西秦岭南带下泥盆统年代地层界线提供了实际依据。角度不整合面的发现 ,进一步说明西秦岭南带加里东造山作用表现为边缘裂陷槽与被动陆缘的冲断碰撞 ,显示为造山不成熟特征     

西准噶尔玛依勒蛇绿混杂岩中硅质岩的岩石化学特征及其成因

新疆玛依勒早古生代硅质岩一般产于蛇绿混杂岩带中,为探讨其成因类型和沉积环境,对其进行了岩相学和地球化学研究。硅质岩主要为紫红色,主要由微晶自生石英和隐晶质组成。地球化学分析结果显示样品均受到了酸性火山凝灰质的影响,一般具有高SiO2、Al2O3,低Fe2O3,中等高TiO2等特征,可能是火山和生物化学共同作用的产物。综合其地质产状、岩相学特征以及上述地球化学特征,认为该区硅质岩产于俯冲带之上的构造环境而非大洋环境。     

西昆仑康西瓦南部甜水湖一带下志留统与中泥盆统不整合界面的发现

在进行1：25万岔路口幅康西瓦南部甜水湖一带地质填图和实测地层剖面的过程中,在原划奥陶系冬瓜山组中采到了大量腕足、珊瑚类化石,经鉴定其形成时代为中泥盆世早期,并发现该地层与下伏下志留统温泉沟群呈微角度不整合接触。该不整合界面的发现充分证实甜水海微陆块经历过早古生代运动,说明该微陆块与扬子陆块具有相似的演化历史,二者具有明显的亲缘关系,为进一步探讨南、北古大陆边界提供了基础资料。     

西秦岭北缘一个新生代伸展型角度不整合及其地质意义

通过对西秦岭北缘漳县地区渐新统—中新统含盐红层地层与下伏造山带地层之间的角度不整合及其之上的砾岩、地层序列、沉积旋回等特征研究,提出了该角度不整合为伸展型角度不整合的认识。该伸展型角度不整合的存在指示了西秦岭北缘漳县渐新统—中新统含盐红层盆地具有伸展断陷盆地的属性,意味着在渐新世—中新世漳县含盐盆地形成和沉积充填时期,青藏高原东北缘(至少西秦岭北缘)一直处于伸展构造环境。这与印度板块与欧亚板块碰撞汇聚动力学作用向东北缘扩展形成的以挤压缩短和隆升为主的构造环境不协调,也就是说,青藏高原东北缘在渐新世—中新世可能尚未卷入现今青藏高原构造系统。     

准噶尔地块东北缘志留纪碱性玄武岩的发现及其地质意义

在准噶尔地块东北缘莫钦乌拉山发现一套陆相火山岩,其与下伏中-上奥陶统庙尔沟组呈角度不整合接触,粗安岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为434.4±2.2Ma,表明其形成时代为早志留世。火山岩岩石组合为碱玄岩、玄武粗安岩、粗安岩和相应的火山碎屑岩,属于强碱性-碱性火山岩系列。SiO_2含量在45.6%~54.4%之间,富碱(Na_2O+K_2O=6.75%~9.10%),高的TiO_2(0.85%~1.42%)和Al_2O_3(17.75%~20.0%)含量,低Mg#(25.1~55.6),里特曼指数δ为3.63~9.68,玄武岩基质中出现碱性长石和白榴石。岩石轻重稀土分异明显,(La/Yb)N=4.22~6.09,Eu负异常不明显,富集LILE,亏损HFSE,具明显的Nb、Ta、Ti负异常。样品值为0.7033~0.7046,具低正值(+2.13~+4.16)显示了来源于亏损地幔的特征,但在富碱、强烈富集LILE和低值(~0.5122)等方面又显示了源区富集的特征,富集原因可能为地壳再循环或上升过程遭受地壳混染。结合区域地质背景和Zr-Zr/Y、Ti/1000-V图解,推测早志留世碱性玄武岩形成的构造环境为准噶尔微陆块与北部阿尔泰-蒙古微陆块碰撞造山后的板内伸展环境,可能代表了北部卡拉麦里洋盆最初期的陆内拉张阶段,这表明志留纪是准噶尔地块东北缘碰撞挤压到伸展拉张的构造转换时期。     

新疆准噶尔古生代洋盆闭合时限——来自卡拉麦里地区石炭纪碎屑锆石U-Pb年代学的约束

新疆准噶尔古生代洋盆闭合时限对中亚造山带古生代构造格局及演化研究具有重要意义。东准噶尔卡拉麦里断裂带南缘广泛出露石炭纪陆相粗碎屑岩系,沉积相分析表明其形成于扇三角洲沉积环境。依据区域地层对比、岩石组合特征及地层接触关系,将其重新厘定为山梁砾石组。选择西段滴水泉和东段双井子2个地区的山梁砾石组剖面进行地层对比,并在2个剖面底部采集粗砂岩样品进行LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测定,获得最年轻的碎屑锆石年龄分别为349±4Ma和355±3Ma,代表山梁砾石组沉积时代晚于349Ma,应为早石炭世早期。碎屑锆石年龄分布特征及砾石成分表明,其物源主要来自断裂带北侧的泥盆纪火山岩。在分析前人资料的基础上,认为山梁砾石组碎屑岩系是卡拉麦里造山带强烈隆升造山过程的沉积学响应,形成于前陆盆地,限定了准噶尔古生代洋盆闭合时限在早石炭世早期之前。     

西准噶尔洋中海山及其俯冲带处地质效应

随着研究的不断深入,在中亚造山带(CAOB)不断有不同时代的洋岛玄武岩(OIB)被识别出来。在中亚造山带西南缘的西准噶尔地区的多条蛇绿混杂岩带中,也存在具有OIB特征的玄武岩。这些玄武岩呈枕状,与超基性岩、辉长岩、块状玄武岩、灰岩及紫红色硅质岩等紧密共生。地球化学研究表明枕状玄武岩均为碱性系列,具有较高的TiO2含量(大多>2.5%)、强烈富集轻稀土元素、无明显Nb、Ta负异常,与典型的OIB极为相似,认为其可能形成于大洋板内与地幔柱有关的海山环境。通过对海山的发展阶段分析认为,西准噶尔地区海山应该发展到爆炸海山阶段,因为其中发育大量的枕状熔岩。海山中火山岩或火山碎屑沉积物富集大离子亲石元素和高场强元素,海山的俯冲将对弧及弧后地区火山岩地球化学产生明显影响,而西准噶尔地区泥盆纪-石炭纪火山岩中恰恰存在海山的信号。因此,海山俯冲模式可能能更好地解释西准噶尔地区火山岩中存在OIB特征火山岩的成因。另外,海山俯冲还存在潜在的资源效应,因此应该寻找和研究古海山及火山岛链俯冲的迹象,将对进一步找金铜等矿提供可靠依据。     

准噶尔盆地中侏罗统西山窑组与头屯河组间不整合面特征及其油气勘探意义

准噶尔盆地侏罗系顶、底及其内部不整合广泛发育,其中中侏罗统下部西山窑组和上部头屯河组之间的角度不整合尤为清楚。它表现为区域性不整合,沉积间断时限达4～10 Ma,剥蚀厚度达100～340 m。该不整合“面”的结构由不整合面之上的砂岩、不整合面之下的风化粘土层和半风化岩石组成,以砂岩-泥岩-砂岩的组合为主,平均厚度达70～90 m。依靠风化粘土层,不整合面之上头屯河组的砂岩形成了地层超覆圈闭,不整合面之下西山窑组的砂岩形成了地层削截不整合遮挡圈闭。油气勘探实践表明：该不整合面上、下是油气聚集的重要场所;该不整合面的后期掀斜演变对油气聚集和调整再分配产生了重要影响。     

新疆西准噶尔北部谢米斯台山南坡蛇绿岩带 的发现及其意义

新疆西准噶尔和什托洛盖谷地以北,沿谢米斯台山南坡出露一套蛇绿混杂岩(查干陶勒盖蛇绿岩),岩石组合自下而上包括蛇纹石化橄榄岩、变质辉长岩、玄武岩、细碧岩及伴生的硅质岩、同源火山碎屑岩等,基质为蛇纹石化橄榄岩和绿片岩相变质玄武岩。蛇绿岩中辉长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果为517Ma±3Ma和519Ma±3Ma,代表了蛇绿岩的形成年龄。蛇绿岩中不同组分(橄榄岩、辉长岩和细碧岩)的稀土元素和微量元素特征,以及细碧岩的Nb/Yb-Th/Yb图解均显示该蛇绿岩为洋中脊(MOR)型。查干陶勒盖蛇绿岩与西准噶尔北部的塔尔巴哈台(库吉拜)蛇绿岩、洪古勒楞蛇绿岩,邻区东哈克斯坦北部的扎乌尔-塔金蛇绿岩和巴尔克别克蛇绿岩可以很好地进行对比连接,为成吉斯-塔尔巴哈台构造带在西准境内的时空特征提供更多的约束。     

西准噶尔乌尔喀什尔山库鲁木苏序列A型花岗岩地球化学特征及地质意义

西准噶尔乃至整个北疆地区广泛发育晚古生代后碰撞花岗岩类。作为其中的一部分,乌尔喀什尔山一带库鲁木苏岩基中的库鲁木苏序列主要由二长花岗岩、细粒正长花岗岩、中粗粒正长花岗岩、碱长花岗岩和碱长花岗斑岩组成。该序列富硅(Si O2=70.78%~76.85%)、富碱(K2O+Na2O=7.87%~9.71%)、低钛(Ti O2=0.08%~0.41%)、贫钙(Ca O=0.16%~1.42%),为准铝质至强过铝质(ACNK=0.98~1.15);稀土元素配分曲线为典型的"V"字型,具有明显的负Eu异常;微量元素特征显示富集大离子亲石元素(Rb、Th、K)及高场强元素(Zr、Hf),而强烈亏损Ba、Sr、P、Eu和Ti。以上特征表明库鲁木苏序列为A2型花岗岩,结合区域构造演化,认为库鲁木苏序列形成于后碰撞环境。