新疆东准噶尔恰库尔图地区二叠纪双峰式火山岩地质地球化学特征及构造意义

新疆东准噶尔乌伦古河两岸发育大量的二叠纪火山岩地层,其中卡拉岗组区域上以中酸性火山岩为主,局部以双峰式火山岩为主。本文以恰库尔图地区卡拉岗组双峰式火山岩——流纹岩和玄武岩为研究对象,进行了岩石学、年代学、地球化学等研究。锆石LA- ICP- MS U- Pb结果表明,流纹岩和玄武岩的年龄分别为279.5±1.4 Ma和280.4±1.3Ma,说明卡拉岗组双峰式火山岩的形成时代为早二叠世。恰库尔图地区卡拉岗组流纹岩具有较高的SiO2、K2O、Na2O,低Al2O3、CaO和MgO,稀土配分图呈右倾Eu亏损的燕式分布,在微量元素标准化图上显示出Ba、Nb、Ta、Sr、P和Ti的亏损;玄武岩样品具有铕的轻微负异常,相对富集大离子亲石元素,亏损高场强元素Nb、Ta,并表现出Ti的亏损;流纹岩龄锆石的εHf(t)平均值为+15.3,模式年龄TDM1 (305 Ma)和TDM2 (cc)(320 Ma)与其形成年龄(279.5 Ma)相近,这表明其源区物质主要为新生地壳,是壳源岩石重熔作用的产物。本区双峰式火山岩的两个端元并非同源,流纹岩是幔源岩浆与壳源熔体混合作用的结果。恰库尔图地区在早二叠纪前准噶尔洋已完全闭合,处于后碰撞拉张体质,双峰式火山岩为后碰撞伸展构造环境的产物,准噶尔盆地古老的前寒武纪结晶基底存在的可能性说明该区具有良好的油气勘探潜力。     

西准噶尔塔尔巴哈台-谢米斯台地区火山热液型铜矿床(点)地质及含矿火山岩年代学、地球化学特征

西准噶尔塔尔巴哈台-谢米斯台地区研究和找矿勘探工作十分薄弱,近年来随着谢米斯台铜矿的发现,本项目组陆续发现了喀因德、乌兰浩特、阿依德、巴汗等铜矿点,指示该区具有与火山热液活动有关的铜成矿作用有的潜力。本文对这些矿床(点)开展了地质特征、年代学和地球化学研究显示,区内发育的阿尔木强、谢米斯台铜矿床以及喀因德、乌兰浩特、阿依德、巴汗等铜矿点与火山岩地层密切相关,矿化主要表现为黄铁矿化、孔雀石化,发育绿帘石化、绿泥石化、硅化、碳酸岩化等蚀变,具有火山热液型铜矿特点。锆石LA-ICP-MS U-Pb测年获得喀因德铜矿点火山岩年龄为455.1±5.4Ma,乌兰浩特铜矿点火山岩年龄为428.6±4.6Ma,阿依德铜矿点火山岩年龄为428.8±7.2Ma,谢米斯台铜矿床火山岩年龄为424.3±4.3Ma,阿尔木强铜矿床火山岩年龄为426.7Ma,巴汗铜矿点火山岩年龄为411.7±4.7Ma,可分为晚奥陶世、中志留世、早泥盆世三个阶段,以中志留世为主。地球化学特征显示晚奥陶世、中志留世、早泥盆世三个阶段的火山岩均形成于岛弧环境;且具有类似的岩浆源区和演化过程;岩浆在上升侵位过程中没有明显的受到外来物质混染。综合地质、年代学和地球化学特征显示,塔尔巴哈台-谢米斯台地区与火山热液有关的铜矿床(点)主要受控于构造背景、地层组合、岩石类型、蚀变、控矿构造等因素,其中中志留世中基性火山岩、与火山机构相关的深部可能存在的次火山岩或浅成侵入岩分布区具有较好的找矿潜力。     

西准噶尔吾尔喀什尔地区泥盆纪火山岩锆石U-Pb年代学和地球化学研究

西准噶尔吾尔喀什尔地区萨吾尔山组上亚组的火山岩为一套浅海相中基性火山碎屑岩夹火山熔岩,对其内安山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示其形成年龄为391±3Ma。本区火山熔岩都呈现出大离子亲石元素（K、Rb、Cs、Sr、Ba）富集、高场强元素（Nb、Ta、Zr、Hf）明显负异常等典型弧火山岩的地球化学特征,但玄武安山岩（SiO2=52.9%~55.3%）与安山岩（SiO2=62.01%~62.41%）之间具有明显不同的(La/Yb)N比值(分别为3.5~8.0、21.4~23.6),暗示它们具有不同的源区,偏基性的玄武安山岩的源区主要为被俯冲带流体不均一交代的地幔楔橄榄岩,而安山岩则具有类似于埃达克质岩浆的地球化学特征,为俯冲洋壳板片于榴辉岩相条件下发生部分熔融的产物。     

西准噶尔谢米斯台山西北段中志留世火山岩地球化学与Sr-Nd-Os同位素特征及其地质意义

西准噶尔谢米斯台山火山岩近期报道形成于志留纪而非之前认为的中泥盆世,但有关中志留世火山岩特征及构造意义研究较弱。本文对西准噶尔谢米斯台山西北段乌兰浩特中志留世玄武岩、玄武安山岩样品进行了系统的地球化学主量、微量元素与Sr-Nd-Os同位素特征分析。火山岩样品表现出高MgO(5.15%~7.81%)、镁值(56.0~60.7)和低CaO(4.56%~5.09%)、FeOT/MgO(1.15~1.40)的特征,属于高镁火山岩类。玄武岩的εNd(t)值为+2.65,87Sr/86Sr和~(187)Os/~(188)Os初始比值分别为0.70439和0.4901。略显富集的同位素比值与高Th/Yb值(2.2~2.7)、低Ba/La值(17.4~33.4)表明其可能是受洋底沉积物熔体交代地幔部分熔融的产物,并遭受了一定程度地壳混染。火山岩样品为钙碱性,具有轻稀土和大离子亲石元素富集、Nb和Ta亏损等弧岩浆特征,推测乌兰浩特中志留世火山岩形成于与准噶尔洋板片由南向北俯冲有关的弧后环境。     

西准噶尔恰达地区哈尔加乌组火山岩锆石U-Pb年代学、地球化学及地质意义

恰达地区的二叠系哈尔加乌组火山岩分布于唐巴勒蛇绿岩带东侧、准噶尔盆地西南缘,主要岩性为灰绿色-紫红色(气孔)(杏仁)玄武岩-玄武安山岩-安山岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(296.6±8.1) Ma,MSWD=7.7(93%置信度),时代属早二叠世。地球化学研究表明:该火山岩属亚碱性系列,全碱含量较高(w(Na₂O+K₂O)=3.95%~6.39%)且相对富钠。轻稀土(LREE)相对富集((La/Yb)_N=3.49~14.66)且分馏较好((La/Sm)_N值均大于1.00(1.68~3.51)),重稀土分馏较差((Gd/Yb)_N=1.38~2.56)。仅部分样品有微弱的负铕异常(δEu=0.88~1.15)。微量元素具有大离子亲石元素(LILE)相对富集,高场强元素(HFSE)Nb、Ta相对亏损,Zr、Hf轻微富集的特征。综合火山岩的地球化学特征,结合相关构造判别图解及火山岩所处的区域地质背景,认为哈尔加乌组火山岩的形成背景以板内大陆环境为主,兼有部分弧火山岩的特征,形成于俯冲碰撞造山期后的区域伸展背景下,火山岩的岛弧特征是对碰撞前混染弧组分的继承。     

新疆西准噶尔谢米斯台地区发现早古生代火山岩地层:野外地质学和年代学证据

传统上,新疆西准噶尔谢米斯台地区的火山岩地层被归属为泥盆系-石炭系。这种归属主要依据区域地层对比,缺乏确定的科学依据。本文报道了该区火山岩地层的三条剖面,并对区内出露的主要火山岩类型进行了详细描述。根据火山岩地层中岩石的不整合接触关系、岩石组合及蚀变特征将其分为两套不同时代的火山岩,并提供了代表性火山岩的锆石U-Pb测年结果,提出谢米斯台火山岩的时代(423.6~394.1 Ma)属于晚志留世-早泥盆世而不是中晚泥盆世-石炭纪。晚志留世火山岩主要为安山岩和英安岩,夹少量火山凝灰岩和蚀变砂岩。下泥盆统主要为安山质-英安质火山碎屑岩,夹有大量砂砾岩。该区地层的产状总体南倾构成一个单斜。此外本文探讨了该区火山岩地层的大地构造归属及其时空联系性,认为谢米斯台火山岩是东哈萨克斯坦博什库尔-成吉斯早古生代岩浆弧向东的延伸,可与东西两侧的火山岩地层构成一个连续的晚志留世-早泥盆世火山岩带。     

东准噶尔奥依托浪格地区石炭纪双峰式火山岩地球化学特征及其构造意义

本文对东准噶尔造山带三塘湖盆地西北缘奥依托浪格地区石炭纪巴塔玛依内山组进行了火山岩地质、岩相学、地球化学特征研究,并结合相关年代学成果,探讨了火山岩成因、形成环境与东准噶尔造山带构造演化。研究认为：该区石炭纪巴塔玛依内山组火山岩具明显的陆相火山岩、双峰式火山岩特征,岩石组合基性端元以玄武岩为主,酸性端元为珍珠岩、英安岩;主量元素特征显示基性端元为钙碱—碱性性质,酸性端元珍珠岩、英安岩分别属于碱性、拉斑性质;微量元素特征显示基性端元相对富集Ba、K、Sr等大离子亲石元素（LILE）,亏损Th、Nb、Nd等高场强元素（HFSE）,酸性端元强烈亏损Ba、Nb、Sr、Sm、Ti等元素,富集K元素;稀土元素显示两端元均为轻稀土元素（LREE）相对富集、重稀土元素（HREE）相对亏损特征;珍珠岩主、微量元素特征与整体具有明显差异。综合研究表明：该双峰式火山岩基性端元来源于地幔岩的部分熔融,酸性端元英安岩来源于基性端元的分离结晶作用,珍珠岩则来源于下地壳的部分熔融;地球动力学背景为俯冲洋壳的拆沉作用,造成软流圈热源上涌,引发地幔岩的部分熔融与岩石圈的伸展减薄,进而诱发下地壳镁铁质岩的减压熔融;构造环境为后碰撞伸展阶段晚期,并指示了板块链式缝合的特点。     

藏南隆子地区早白垩世双峰式火山岩的发现——来自SHRIMP锆石U-Pb年代学和岩石地球化学的证据

近年在西藏东南部特提斯喜马拉雅带东段大规模白垩纪火山岩的发现受到了很多学者的关注,笔者于藏南隆子地区桑秀组地层中发现一套以英安岩和粗玄岩为主的双峰式火山岩组合,英安岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄为134.9±2.3Ma,成岩时代为早白垩世,与措美大火成岩省岩浆活动峰期时间一致。地球化学证据表明,粗玄岩富Ti O_2、TFe O和P_2O_5,无明显HFSE亏损,英安岩Th、Nb、Zr、Y含量较高,而相对亏损P和Ti,Eu的负异常明显。粗玄岩可能是Kerguelen地幔柱与岩石圈地幔相互作用的产物,而英安岩的形成与地壳深熔作用有关。本文结果为措美大火成岩省的东延提供了地质年代学和地球化学方面的证据,并对了解与雅鲁藏布江洋盆构造演化有关的一些关键地质问题可能具有重要意义。     

东准噶尔晚石炭世双峰式火山岩年代学、地球化学及其构造意义

新疆东准噶尔卡拉麦里造山带晚石炭世双峰式火山岩很好地记录了中亚造山带晚古生代时期洋陆转换阶段复杂的岩浆作用过程,对该过程的详细剖析能更好地理解中亚造山带的地质历史.通过该区域晚石炭世巴塔玛依内山组火山岩详细的岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学和Sr-Nd-Pb同位素组成的研究,并结合区域上已有的研究成果,获得了如下认识:(1) 该套火山岩组合形成于晚石炭世早期320.2±4.2 Ma,为晚石炭世早期陆相喷发的产物.火山岩具明显的双峰式组合的特征,基性端元由碱性系列和拉斑系列的玄武岩、玄武质粗面安山岩组成;酸性端元由粗面岩和流纹岩组成,成分上相当于A型花岗岩;(2) 岩石地球化学和同位素特征显示,该套双峰式火山岩来源于不同的岩浆源区,基性岩来自于亏损的地幔源区,在岩浆上升过程中发生橄榄石及单斜辉石的分离结晶作用并遭受了地壳混染,而酸性岩来自于下地壳的部分熔融;(3) 该套双峰式火山岩产出于后碰撞末期的构造环境,由于洋壳的拆沉作用而引发软流圈上涌,使得上覆的地幔发生部分熔融产生岩浆,同时由于底侵作用导致地壳下部发生部分熔融,喷发出地表形成该双峰式火山岩套,这套双峰式火山岩的出现,标志着东准噶尔卡拉麦里地区造山作用进入尾声.      

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。     

新疆富蕴县苏普特一带双峰式火山岩的发现及其地质意义

新疆阿尔泰苏普特一带中泥盆统阿勒泰组为一套以玄武质岩石为主的双峰式火山岩组合,下部以变质玄武岩为主,夹少量流纹岩,中部以变质玄武岩、玄武质凝灰岩、沉凝灰岩为主,夹少量酸性火山岩及其碎屑岩,上部流纹质岩石有所增加。玄武质岩石往往变质为角闪片岩、绿帘阳起石片岩等,属拉斑玄武岩系列,低SiO2、K2O,高Ti,富Na、Rb、Ba、Th、U等,轻稀土略富集,无明显铕异常,Nb负异常明显,相似于MORB和岛弧型玄武岩的某些特征,与弧后盆地玄武岩的特征基本一致。流纹质岩石属钙碱性系列,高SiO2,低K2O,为钠质型;大离子亲石元素富集,具明显的Nb、P、Ti负异常和弱的Th正异常,Sr含量较低;稀土元素含量较高,∑REE为135.67×10-6～407.71×10-6,轻稀土略富集,(La/Yb)N为2.55～3.73,铕负异常较明显,δEu值为0.34～0.54。流纹质岩石地球化学特征也与典型弧后盆地双峰式火山岩中的流纹岩相似。结合区域资料分析,苏普特双峰式火山岩是阿尔泰南缘俯冲撕裂型裂谷盆地演化晚期局部形成的类似于弧后环境的产物。     

Early Carboniferous intra-oceanic arc and back-arc basin system in the West Junggar,NW China

A series of Lower Carboniferous volcanic rocks occur in the Hatu, Darbut, and Baogutu areas of Xinjiang Province. Secondary ion mass spectrometry (SIMS) zircon U–Pb isotopic data indicate that two samples of these rocks coevally erupted at 324.0 ± 2.8 Ma and 324.9 ± 3.4 Ma. Three detailed profile measurements show that the volcanics include the Hatu basalt, the Baogutu andesite and dacite, and the Darbut andesite. Whole-rock compositions suggest that the Hatu volcanics are tholeiites and have a mid-ocean ridge basalt (MORB)-like signature with a small negative Nb anomaly, suggesting formation in a back-arc basin. Their isotopic compositions (?Nd(t) = +2.2 to +4.0, (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)i = 0.70414 to 0.70517) suggest a mixing origin from depleted to enriched mantle sources. In contrast, the Baogutu and Darbut rocks are andesite and dacite possessing a transitional tholeiite to calc–alkaline character and have E-MORB-like and OIB signatures, with a marked negative Nb anomaly and Th/Yb-enrichment, indicating that they were generated in a subduction zone setting. Isotopically, they display consistently depleted Sr–Nd isotopic compositions [(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)i = 0.70377–0.70469, ?Nd(t) = 1.0–5.2], suggesting that they were derived from a depleted mantle, and that fluid and sediments were involved in their petrogenesis. These features suggest that an early Carboniferous intra-oceanic arc and back-arc basin system generated the studied volcanic units in the West Junggar.     

中甸地区甭哥正长岩地球化学特征及其地质意义

长期以来,甭哥正长岩体被认为是印度—欧亚板块碰撞引起的走滑剪切构造所控制的碱性岩浆活动的产物。本文研究表明甭哥正长岩属钾玄岩系列,富集K2O（5.88%~9.08%）、稀土元素（特别是轻稀土元素）和大离子亲石元素,高场强元素亏损,具有岛弧型微量元素特征。地球化学数据表明原岩于高压条件下发生部分熔融,岩浆源区深度较大,经历了结晶分异作用形成正长岩岩浆。甭哥正长岩的锆石稀释法U-Pb测定年龄为201.4Ma,略晚于中甸弧钙碱性斑岩,其形成的构造环境是弧后拉张环境,甘孜—理塘洋向西低角度俯冲使中甸地区地壳挤压增厚,从而在较深的深度形成原始岩浆。在中甸岛弧岩浆演化后期存在区域性的构造体制转折,从区域性的挤压环境转换成区域性的拉张环境,甭哥岩体的侵位处于两者的过渡时期。     

阿尔金南缘清水泉堆晶岩年代学、地球化学特征及其地质意义

为探讨清水泉地区堆晶岩成岩时代和区域地质构造,选择沿阿尔金南缘主断裂南侧分布的清水泉堆晶辉长岩开展完成了LA−ICP−MS 锆石定年,对堆晶纯橄岩、辉石岩和辉长岩开展了全岩地球化学研究。堆晶辉长岩年龄为（464.8±1.3）Ma,岩石地球化学结果表明：清水泉堆晶岩主量元素具低TiO2 含量,高Mg# 值的特点。纯橄岩、辉石岩和辉长岩稀土元素配分曲线呈现“平坦型”,与富集型大洋中脊玄武岩（E−MORB）配分一致。综合清水泉堆晶岩地化特征和区域地质构造背景认为：清水泉堆晶岩为同源岩浆分异演化的产物,其形成于伸展的构造背景,表明阿尔金南缘板块碰撞在中奥陶世已基本结束。     

西准噶尔托里县都伦河东岩体锆石U-Pb年龄及地质意义

西准噶尔地体晚古生代岩浆活动强烈, 其中以达尔布特构造-岩浆带最为显著。近年来, 对该带大岩基研究较多, 而对该带小岩体的研究主要集中在包古图一带成矿斑岩上, 对其余小岩体研究较为局限。位于西准噶尔托里县的都伦河东岩体内外接触带有较强的孔雀石化、硅化、碳酸盐化、绿泥石化、黄铁矿化等蚀变与矿化, 岩体内部发育镁铁质微粒包体。本次于寄主石英闪长岩中获得(312.6±4.2)Ma(n=21, MSWD=0.15, 95%置信度)的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄, 其与包古图小岩体(Au-Cu矿化)和夏尔莆小岩体(Cu-Mo矿化)的成岩时代基本一致, 各岩体形成的构造环境大致相同。该可靠年龄为研究本区与小岩体有关, 与岩浆混合作用有关的Au-Cu-Mo成矿作用时代提供了年代学约束。     

Petrogenesis and tectonic implications of the middle Silurian volcanic rocks in northern West Junggar,NW China

Zircon U–Pb geochronological and geochemical analyses are reported for a suite of the middle Silurian volcanic rocks from northern West Junggar (NW 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 a concordant weighted mean ²⁰⁶Pb/²³⁸U age of 429 ± 3 Ma, indicating the presence of middle Silurian volcanic rocks in northern West Junggar. The andesite is tholeiite series and characterized by minor variations in compositions (SiO₂ = 55.68–59.17 wt.%, Al₂O₃ = 14.56–17.7 wt.%, TiO₂ = 0.55–1.23 wt.%, Na₂O + K₂O = 3.46–7.16 wt.%, and P₂O₅ = 0.15–0.37 wt.%), with wider MgO content (2.18–6.48 wt.%) and Mg# (57.4–77.9). All andesitic rocks are enriched in large-ion lithophile elements (LILEs; e.g. Rb, Ba, K, and Th) and light rare earth elements (LREEs), but strongly depleted in some high field strength elements (HFSEs; e.g. Nb, Ta and Ti), with slight negative Eu anomalies (Eu/Eu* = 0.8–1). These features suggest that the andesitic magmas were derived from 2–8% partial melting of a garnet lherzolite depleted mantle source with subducted sediments metasomatized by slab-derived fluids. Combining the current study with those data in existing literature, we conclude that the middle Silurian volcanic rocks formed in an intra-oceanic subduction setting during consumption of the Irtysh–Zaysan Ocean, and further confirm the eastern extension of the early Palaeozoic Boshchekul–Chingiz volcanic arc of East Kazakhstan in China.     

赣南白面石盆地双峰式火山岩的Rb—Sr和Sm—Nd同位素特征

江西南部寻邬县的白面石盆地,分布一套菖蒲组基性玄武岩与酸性流纹岩互层的火山岩组合。其Ｒｂ－Ｓｒ等时线年龄：玄武岩为１７３Ｍａ,流纹岩为１６５Ｍａ,说明这是一套中侏罗世双峰式火山岩。通过进一步的同位素研究,玄武岩具有高εｓｒ及近于零的εｅｒ值,显示其明显受到地壳物质的混染;流纹央则以其高εｅｒ及低εｅｒ值,表现为地壳成因。     

新疆西昆仑中太古界古陆核的确定及地质意义

原赫罗斯坦岩群为一套无序变质核杂岩,岩性为混合岩化花岗质片麻岩、紫苏辉石麻粒岩等。岩石组合及地球化学特征都具TTG岩石特征。采用LA-ICP-MS方法测定锆石U-Pb年龄值3137.3±4.1Ma,反映其时代为中太古代,代表赫罗斯坦杂岩原岩生成年龄。由此说明,塔里木南缘铁克里克地区存在太古宙大陆核,为新疆境内所发现的最古老岩系之一。