关于大哈拉军山组时代的初步探讨

大哈拉军山组最初由1976年新疆区调大队一分队命名,立名剖面位于新疆特克斯县东南大哈拉军山.其岩性为一套火山岩、火山碎屑岩夹正常碎屑岩,由于古生物化石较少,其时代依据多根据上下接触关系确定.近年来通过大面积区域工作,发现该套地层广泛分布于伊宁盆地和特克斯盆地周围及博罗科努山南北坡.     

西天山乌孙山地区大哈拉军山组碎屑锆石U-Pb定年及其地质意义

西天山伊犁地区广泛出露的大哈拉军山组火山-沉积岩系,是研究西天山早石炭世古地理格局和天山古生代造山作用演化过程最为直接的载体。文章对西天山乌孙山地区大哈拉军山组砂岩样品进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年。结果显示,其碎屑锆石206Pb/238U表面年龄分布范围较宽((321±2)~(435±2)Ma),按年龄及频率分布特征大致可以划分为2组:321~372 Ma和395~435 Ma。结合锆石的矿物学特征、CL图像特点及乌孙山区域地质资料,初步获得以下认识:(1)西天山乌孙山地区大哈拉军山组沉积时代不晚于早石炭世晚期;(2)所研究砂岩的碎屑物质主要来源于乌孙山及南部那拉提山相关的火山岩浆岩;(3)西天山造山带在中—晚泥盆世期间经历了一次重要的洋陆转换事件。早石炭世以后,进入后碰撞裂谷伸展演化阶段,因此大哈拉军山组火山-沉积岩系形成后碰撞伸展构造环境。     

西天山昭苏东南部阿登套地区大哈拉军山组火山岩及花岗岩侵入体的地球化学特征、时代和构造环境

西天山昭苏东南部阿登套地区大哈拉军山组火山岩主要由玄武质安山岩组成,具有富集大离子亲石元素、亏损高场强元素(如Nb、Ta、Ti)、稀土元素高度分馏的特征。这些玄武安山岩被一些钾长花岗岩和花岗斑岩脉体侵入。钾长花岗岩脉为准铝质,含有较高的Na2O+K2O、轻稀土元素、Zr、Nb、Y含量和较高的FeOT/MgO及Ga/Al比值。两类花岗岩均亏损Ba、Sr、P、Ti和Eu。钾长花岗岩和花岗斑岩给出的Laser-ICPMS锆石U-Pb年龄分别为354.2±2.3Ma和339.5±2.3Ma,表明其围岩即大哈拉军山组火山岩的形成时代不晚于早石炭世早期。综合野外地质观察、区域地质构造以及上述岩石的地球化学特征和时代,我们认为西天山昭苏南部大哈拉军山组火山岩及侵入其中的早石炭世A型花岗岩脉可能形成于活动陆缘弧后拉张环境。     

西天山乌孙山一带大哈拉军山组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年

西天山乌孙山一带广泛分布大哈拉军山火山岩,对其下段下部肉红色流纹质玻屑弱熔结凝灰岩和上部褐色英安岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年分析,得到(353.3±3.5)Ma、(344±6)Ma年龄,证实了乌孙山一带大哈拉军山组火山岩形成于早石炭世.     

西天山阿吾拉勒一带大哈拉军山组火山岩地球化学特征及构造环境分析

新疆阿吾拉勒山一带大哈拉军山组火山岩是陆缘弧构造环境.通过研究,测区火山岩具高K、高Al和低碱、低Ti的特点;微量元素地球化学组成与典型火山(岛)弧环境玄武岩的地球化学组成一致;稀土总量97.89×10-6~222.87×10-6,平均含量为140.71×10-6,具轻稀土亏损,重稀土富集特点;各种构造环境判别图解表明,大哈拉军山组火山岩位于靠大陆边缘的岛弧区.大哈拉军山组火山岩记录了西天山阿吾拉勒地区在早石炭世处于板块俯冲碰撞环境的重要信息.     

西天山那拉提东拉尔墩达坂一带石炭系岩石地层单位重新厘定

西天山那拉提东拉尔墩达坂一带广泛出露石炭纪巨厚火山-沉积建造,最初前人将其划归"大哈拉军山组",后又出现了地层划分与命名上的"同物异名"等问题。经调查认为其自上而下由3部分构成:上部碱性裂谷双峰式火山岩,锆石U-Pb年龄为(301.3±3.8)Ma和(302.5±3.9)Ma,时代为晚石炭世;中部浅海相碎屑岩及碳酸盐岩,含丰富的生物化石Caninophyllum、Kansuella、Athyris等,时代为早石炭世晚期;下部钙碱性岛弧火山熔岩及同质火山碎屑岩,时代为早石炭世早期。这3部分地层间均以角度不整合接触。据地层划分理论和中国地层指南,并与区域地层对比,将其依次重新厘定为早石炭世大哈拉军山组、早石炭世阿克沙克组和晚石炭世伊什基里克组。     

新疆特克斯东南大哈拉军山组玄武安山岩地球化学特征:岩石成因和构造背景探讨

特克斯东南大哈拉军山组玄武安山岩具有钙碱性火山岩的地球化学特征,Nb、Ta等高场强元素强烈亏损,强不相容元素比值明显不同于原始地幔、亏损地幔和富集地幔而倾向于地壳,具有岛弧火山岩的特点,与新源县南及其东部大哈拉军山组火山岩一起指示了西天山在早石炭世-晚石炭世处于汇聚而不是伸展的大地构造背景。与岛弧作用有关的俯冲沉积物的交代作用是其源区受改造的最主要方式,岩浆演化以包括橄榄石、单斜辉石在内的分离结晶作用为主。     

酉天山阿吾拉勒—带大哈拉军山组火山岩地球化学特征及构造环境分析

新疆阿吾拉勒山一带大哈拉军山组火山岩是陆缘弧构造环境.通过研究,测区火山岩具高K、高Al和低碱、低Ti的特点;微量元素地球化学组成与典型火山(岛)弧环境玄武岩的地球化学组成一致;稀土总量97.89×10-6~222.87×10-6,平均含量为140.71×10-6,具轻稀土亏损,重稀土富集特点;各种构造环境判别图解表明,大哈拉军山组火山岩位于靠大陆边缘的岛弧区.大哈拉军山组火山岩记录了西天山阿吾拉勒地区在早石炭世处于板块俯冲碰撞环境的重要信息.     

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。     

西天山阿吾拉勒成矿带大哈拉军山组火山岩时空分布规律及其地质意义

西天山阿吾拉勒成矿带广泛发育的大哈拉军山组火山岩为以一套流纹岩、粗面岩、粗面安山岩、中酸性凝灰岩和少量玄武岩为主体的火山岩-沉积岩建造。本研究运用LA-ICP-MS锆石U-Pb法,厘定了松湖铁矿、式可布台铁矿、备战铁矿火山岩的成岩时代,并系统整理阿吾拉勒铁矿成矿带上已经获得的高精度年代学数据,确定阿吾拉勒成矿带大哈拉军山组火山岩的时间分布规律为自西向东渐变的特征,在年代上表现为自西向东呈由老变新的趋势,早石炭世火山岩从西向东表现为尖灭的特征,在岩性上具有安山岩-玄武安山岩-粗面质火山熔岩-火山碎屑岩变化的特点。在此基础上,结合遥感影像特征,确定大哈拉军山组火山岩的空间分布特征,进一步提取破火山口的特征,判断其与典型矿床之间的位置关系,探讨典型矿床与火山机构在成因上的联系,结合大地构造演化特征,探讨其地质意义。     

西天山阿吾拉勒一带阿克沙克组的厘定

在西天山阿吾拉勒一带前人确立的大哈拉军山组中,新发现一套富含早石炭世腕足和珊瑚等化石的浅海相碳酸盐岩-碎屑岩建造,其与上覆大陆裂谷双峰式火山岩建造(伊什基里克组)及下伏岛弧钙碱性火山岩建造(大哈拉军山组)间均为角度不整合接触.新发现地层在岩石组合、生物面貌、沉积环境、接触关系等方面均与阿克沙克组层型剖面可对比,故将其从大哈拉军山组解体出来,对比厘定为阿克沙克组.这一地层单位的合理确立,为区域地质填图建立了正确的岩石地层单位,并为本区的地层划分和区域对比提供了新的依据.     

新疆“大哈拉军山组”火山岩的形成时代问题及其解体方案

基于前人的资料和本文获得的锆石SHRIMP数据,故建议解体“大哈拉军山组”。西天山东段拉尔敦达坂一带出露的火山岩是晚石炭世火山作用的产物,建议创名“拉尔敦达坂组”。新源城南的早石炭世火山-沉积岩依然使用“大哈拉军山组”。西天山西段大面积出露的“大哈拉军山组”火山岩比较复杂,原始创名剖面(特克斯南大哈拉军山一带)分布的早石炭世火山-沉积岩暂时继续使用“大哈拉军山组”的名称,但其北部大面积分布(昭苏北—特克斯—巩留-阿希金矿地区)的火山岩形成于晚泥盆世(而不是以前认为的早石炭世),建议用“特克斯达坂组”表述这套晚泥盆世火山—沉积地层。     

西天山早石炭世构造环境:大哈拉军山组底部沉积地层学证据

西天山伊犁地区广泛出露早石炭世大哈拉军山组火山-沉积岩系, 其内赋存了金、铁、铜等重要的金属矿床。但迄今为止, 关于大哈拉军山组形成构造环境还存在很大的争议。通过区域地层对比, 研究区大哈拉军山组与下伏地层之间存在区域性角度不整合接触关系。其底部自下而上依次发育砾岩、粗砂岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、碳酸盐岩、安山岩。沉积学和层序序列分析显示, 该组底部的陆源碎屑岩建造组合形成于扇三角洲沉积环境, 进一步可划分出扇三角洲平原、扇三角洲前缘和前扇三角洲3个亚相, 向上出现的碳酸盐岩形成于浅海碳酸盐岩台地环境。这种沉积物由粗到细、水体由浅到深, 沉积环境由陆相变为海相的地层充填序列, 反映了一种裂陷拉伸的动力学背景。因此, 西天山早石炭世大哈拉军山组火山-沉积建造形成于后碰撞裂谷环境。     

新疆新源县一带大哈拉军山组火山岩形成环境探讨

在新源县一带进行1∶5万区域地质调查时,认为新源县一带的大哈拉军山组火山岩以中酸性岩为主,依据其岩性特征、地球化学特征、微量元素特征,认为此地区大哈拉军山组火山岩不属于裂谷火山岩,应属于岛弧构造环境产物。     

西天山大哈拉军山组火山岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及其构造意义

新疆早石炭世大哈拉军山组火山岩由西向东表现出由早到晚的演化规律。伊宁县博尔博松河孟玛热勒林场附近大哈拉军山组底部的英安质晶屑岩屑凝灰岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄为359±2Ma,表明西天山西段该组底界时代为晚泥盆世末期—早石炭世之间。岩石地球化学数据统计表明,大哈拉军山组火山岩主要受岩浆结晶分异作用控制,是泥盆纪末期—石炭纪时期洋壳消减、壳幔混熔的产物。其岩石组成、时空分布的变化与天山洋由西向东的俯冲―碰撞过程相对应,不需要对其进行解体。     

西天山玉希莫勒盖达坂石英闪长岩的微量元素地球化学及同位素年代学研究

玉希莫勒盖达坂石英闪长岩的主量元素组成相对稳定,SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3T、MgO、CaO、Na2O和K2O的含量分别为57.08%～59.95%、0.70%～0.85%、16.34%～16.81%、6.73%～8.51%、2.82%～3.55%、5.72%～6.91%、3.22%～3.90%和1.44%～1.96%。该类岩的CA/TH指数在1.2左右变化,应属钙碱性系列岩石。主量元素和微量元素地球化学特征显示,玉希莫勒盖达坂石英闪长岩与区域内的大哈拉军山组钙碱性玄武安山岩为同源岩浆岩,它们是富集的尖晶石二辉橄榄岩部分熔融的产物,原始地幔楔的富集受俯冲板块脱水形成流体控制,这种源区富集交代过程导致玉希莫勒盖石英闪长岩具有明显的陆壳混染特征。玉希莫勒盖石英闪长岩明显亏损Nb-Ta、Zr-Hf、Ti等高场强元素,同时富集Pb,显示出与板块俯冲作用有关造山带岩浆岩的特征,形成于活动陆缘岛弧。与大哈拉军山组高钾系列火山熔岩形成于板片撕裂诱发的伸展构造环境不同,石英闪长岩形成于挤压的构造环境。单颗粒锆石U-Pb定年结果显示,石英闪长岩的形成年龄为309.9±2.7Ma,暗示阿吾拉勒东段大哈拉军山组火山岩的形成时代为晚石炭世。     

Geological Characteristics and Zircon U‐Pb Dating of Volcanic Rocks from the Beizhan Iron Deposit in Western Tianshan Mountains,Xinjiang, NW China

The Beizhan large iron deposit located in the east part of the Awulale metallogenic belt in the western Tianshan Mountains is hosted in the Unit 2 of the Dahalajunshan Formation as lens, veinlets and stratoid, and both of the hanging wall and footwall are quartz-monzonite; the dip is to the north with thick and high-grade ore bodies downwards. Ore minerals are mainly magnetite with minor sulfides, such as pyrite, pyrrhotite, chalcopyrite and sphalerite. Skarnization is widespread around the ore bodies, and garnet, diopside, wollastonite, actinolite, epidote, uralite, tourmaline sericite and calcite are ubiquitous as gangues. Radiating outwards from the center of the ore body the deposit can be classified into skarn, calcite, serpentinite and marble zones. LA-ICP-MS zircon U-Pb dating of the rhyolite and dacite from the Dahalajunshan Formation indicates that they were formed at 301.3±0.8 Ma and 303.7±0.9 Ma, respectively, which might have been related to the continental arc magmatism during the late stage of subduction in the western Tianshan Mountains. Iron formation is genetically related with volcanic eruption during this interval. The Dahalajunshan Formation and the quartz-monzonite intrusion jointly control the distribution of ore bodies. Both ore textures and wall rock alteration indicate that the Beizhan iron deposit is probably skarn type.     

西天山阿吾拉勒赛肯都鲁序列与大哈拉军山组火山岩地球化学对比研究

岩石化学和元素地球化学研究表明,早石炭世赛肯都鲁序列和大哈拉军山组火山岩具有相似性,两者SiO2含量平均值分别为62.81%和63.21%,CaO含量较高,Na2O和K2O含量较低,K2O含量相似文献