新疆北部地壳发展各阶段的岩浆建造及其成矿作用

何国琦教授将裴伟等的显生宙地壳发展成熟度理论的三阶段(洋壳—过渡壳—陆壳)模式发展为五阶段(老陆壳—拉张型过渡壳—洋壳—汇聚型过渡壳—新陆壳)模式.本文按此模式讨论了新疆北部地壳发展各阶段的岩浆建造及其成矿作用,并进一步将新陆壳阶段划分出固结期.活化期、稳定期.     

中国新疆矿床成矿系列类型

研究认为在不同时代、不同地质构造单元中重复出现的矿床成矿系列，可称为矿床成矿系列类型。新疆主要矿床成矿系列类型带有鲜明的古生代造山带成矿作用特点，它们联系于新疆各造山带古生代地壳发展的拉张型过渡壳－洋壳－汇聚型过渡壳－古生代新陆壳的各特定阶段，与各阶段地质构造作用密不可分。矿床成矿系列类型本身也随着地壳发展、地壳成熟度的提高而有规律地演化     

新疆主要造山带地壳发展的五阶段模式及成矿系列

按汉尼克（１９８１）提出的简单剪切模式，大陆解离是沿一条缓倾斜的拆离带发生移离。随着拆离的发展，上地慢软流圈隆起追随拆离面下降的一侧迁移，而始终处于解离大陆一侧边缘的下方（而不是在拉伸洋盆的中线上）。因此，在有上地幔软流圈隆起对应的陆缘一侧，会产生大量火山—深成岩浆作用（主要是上地幔物质的渗入），称为“岩浆型被动陆缘”（旧称“火山型被动陆缘”）；而另一侧，则仅表现为地壳表层的构造破坏和陆源碎屑堆积作用，即经典意义上的大西洋型被动陆缘，称为“非岩浆型被动陆缘”。裂谷一般地可看成是上述解离过程初期阶段的产物。上述过程的几种构造环境下的地壳，都具有厚度减小、地壳渗透性增加、成熟度降低的特点，称为“拉张型过渡壳”。拉张型过渡壳阶段是陆同型造山带地壳发展中必不可少的阶段。它的标志性建造是双峰式火山岩建造（岩浆型被动陆缘）和巨厚陆源碎屑岩夹基性火山岩建造（非岩浆型被动陆缘），建造序列由稳定性类型向非稳定性类型演化，地球化学表现出成熟度不断降低的趋势。当基底陆壳拉伸减薄至零时，出现洋壳，洋壳阶段的产物为蛇绿岩建造。当扩张终止，洋盆开始消减，两侧陆缘演化即进入“汇聚型过渡壳阶段”。在汇聚阶段中，前两阶段形成的产物被强烈堆挤     

甘蒙北山—东疆天山元古代古陆壳特征及其早古生代地壳类型

本文研究了甘蒙北山及东疆天山早古生代地壳类型,划分为元古代的古陆壳、早古生代洋壳、拉张型过渡壳、汇聚型过渡壳。早古生代沿着库米什—卡瓦布拉克—星星峡—小黄山一线自震旦世晚期由东向西逐渐开裂,于晚寒武世至早奥陶世全面打开,形成库米什—小黄山洋盆。其北侧由塔里木古板块北缘分离出中天山微大陆。且末断裂带斜贯全区,起了控制东西两侧构造发展的转换断层作用。甘蒙北山较东疆天山的地壳类型更为复杂,先后发育有奥陶纪拉张型过渡壳—裂谷带和志留纪汇聚型过渡壳—沟弧盆体系。晚古生代全区构造演化进入开合交替时期,其开时形成拉张过渡壳,早古生代洋区在库鲁克塔格北缘哈孜布拉克塔格地区延续到泥盆—石炭纪。     

甘蒙北山—东疆天山元古代古陆壳特征及其早古生代地壳类型

本文研究了甘蒙北山及东疆天山早古生代地壳类型,划分为元古代的古陆壳、早古生代洋壳、拉张型过渡壳、汇聚型过渡壳。早古生代沿着库米什—卡瓦布拉克—星星峡—小黄山一线自震旦世晚期由东向西逐渐开裂,于晚寒武世至早奥陶世全面打开,形成库米什—小黄山洋盆。其北侧由塔里木古板块北缘分离出中天山微大陆。且末断裂带斜贯全区,起了控制东西两侧构造发展的转换断层作用。甘蒙北山较东疆天山的地壳类型更为复杂,先后发育有奥陶纪拉张型过渡壳—裂谷带和志留纪汇聚型过渡壳—沟弧盆体系。晚古生代全区构造演化进入开合交替时期,其开时形成拉张过渡壳,早古生代洋区在库鲁克塔格北缘哈孜布拉克塔格地区延续到泥盆—石炭纪。     

识别洋陆转换的岩石学思路——洋内弧与初始俯冲的识别

阐述了洋陆转化形成的洋内弧与初始弧的岩石组合序列及其地球化学特征,提出岩浆弧是由洋陆转化以及底侵的壳幔转化共同作用形成的认识,前弧环境是洋陆转化形成初生大陆的场所,由特征的类似洋中脊的洋内弧前弧玄武岩类构成。大陆的形成过程如下:从地幔中生长出洋壳,从洋壳中的洋陆转化生长出不成熟的弧陆壳,最后从弧陆壳底侵的壳幔转化中长出成熟的陆壳。这样,地壳的生长和形成主要通过岩浆增生作用来实现。     

准噶尔洋洋内弧岩浆作用:西准噶尔百口泉早石炭世火山岩地球化学及Sr-Nd-Hf同位素研究

西准噶尔中部晚古生代的构造-岩浆作用被广泛认为与准噶尔洋的洋内俯冲有关。然而,对于重建洋内俯冲历史的弧相关岩浆活动,缺乏可靠的岩石学和地球化学证据。本文对西准噶尔百口泉包古图组火山岩进行了锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素、全岩地球化学和Sr-Nd同位素组成的综合研究,旨在为西准噶尔中部早石炭世构造演化提供约束。通过对代表性玄武安山岩样品LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析,获得年龄为342.2±1.0 Ma,表明其形成于早石炭世。岩石地球化学研究显示,百口泉火山岩具有钙碱性特征,SiO₂含量为48.38%～54.45%,具有高Al₂O₃含量(19.19%～19.78%),相对富集轻稀土元素,并显示富集LILE(如Rb、Ba、Sr),亏损HFSE(如Nb、Ta、Zr、Hf),与典型岛弧火山岩特征相似。根据Sm/Yb-Sm与Sm/Yb-La/Sm模拟计算模型,表明百口泉火山岩是由尖晶石+石榴石相二辉橄榄岩亏损地幔源发生部分熔融(熔融程度约为10%～20%),并由俯冲岩石圈释放的流体改造而成。同时样品具有低(^...     

新疆北准噶尔苦橄岩的发现及其地质意义

在新疆北准噶尔构造带的乔夏哈拉—老山口地区发现了苦橄岩。苦橄岩、苦橄质玄武岩和玄武岩组成的熔岩层厚100～200m。在乔夏哈拉-老山口铁铜矿区,铁铜矿层于苦橄岩层内或其底板产出。苦橄岩SiO2为39.9%～46.78%,9个分析样品平均44.39%;MgO为16.4%～36.67%,平均22.01%;Na2O K2O为0.17%～1.47%,多数小于0.5%,平均0.59%;TiO2为0.28%～0.62%,个别达1.05%,平均0.50%。总体具有低硅、低铝、低钛、低碱、高镁的超镁铁喷出岩特征。其稀土元素总量小于45×10-6,轻稀土略富集,铕低正异常。微量元素Li、Be、U、Rb、Sr、Ba、V、F、Bi、Pb等明显富集,而Ni、Cr、Co和S明显亏损。表明经过一定程度的分异作用,并有上地壳成分的污染。铂族元素含量接近世界其他地区的苦橄岩,具有Pt/Pd<1和贫Os、Ir的特征。     

新疆卡拉麦里地区早泥盆世洋内弧：来自火山岩地球化学及锆石U-Pb 年龄的证据

新疆东准噶尔卡拉麦里地区早泥盆世火山岩由玄武岩和玄武安山岩组成,采用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年方法,获得玄武安山岩锆石的U-Pb年龄为404.5±1.9 Ma,表明喷发时代为早泥盆世。岩石地球化学显示早泥盆世火山岩属岛弧拉斑系列,具相对较高的Mg^# 值(41.25～55.32)及较低的Nb(1.11×10^{- 6}～2.42×10^{- 6})、Zr(73.9×10^{- 6}～95×10^{- 6})和ΣREE(81.50×10^{- 6}～121.80×10^-6)含量。富集大离子亲石元素(LILE：K、Rb、Ba)和轻稀土元素(LREE),而亏损Ta、Nb和Ti高场强元素（HFSE：Ta、Nb、Ti）,并显示Eu弱的亏损,这些特征与岛弧火山岩类似,其原始岩浆可能起源于俯冲流体交代的亏损地幔楔的部分熔融。结合区域地质背景,认为早泥盆世火山形成于洋内弧的构造环境,为卡拉麦里古洋盆向北俯冲消减的产物。这是在卡拉麦里地区首次报道的洋内弧火山岩,这一新的发现和认识对研究东准噶尔古生代洋盆演化及区域构造格局均具有重要的意义。     

新疆西准噶尔地区晚石炭世洋内俯冲与成矿:来自苏云河钼矿区Ⅰ~#含矿花岗岩体的证据

新疆西准噶尔苏云河地区发育有斑岩型(铜-)钨钼共生矿床,通过对矿区内Ⅰ#含矿岩体进行详细的岩石学、地球化学及锆石U-Pb年代学研究,探讨岩浆起源、构造背景及其成矿意义。结果表明:(1)岩体高Si O2、Al2O3,中等富碱且相对富钠,A/CNK=1.08~1.28,σ=1.52~1.81,属钙碱性(强)过铝质花岗岩;稀土含量较低(∑REE=33.77×10-6~92.91×10-6),轻重稀土分馏程度中等且富集轻稀土((La/Yb)N=5.13~9.69),具弱Eu负异常(δEu=0.62~0.92);相对富集Rb、Th、U、K等LILE和LREE,亏损Ba、Sr、P、Ti、Nb、Ta和HREE等;(2)锆石LA-ICP-MS U-Pb定年获得岩浆结晶年龄为308.8±4.1Ma,岩体侵位时代为晚石炭世;(3)岩体具有正的εNd值(εNd=3.64~6.33)、低的87Sr/86Sr初始比值(ISr=0.704009~0.705313)和较年轻的二阶段模式年龄(t2DM=0.52~0.70Ga),形成于晚石炭世洋内俯冲背景下、有俯冲流体及少量洋盆陆源碎屑沉积物参与的晚元古代玄武质洋壳的部分熔融;(4)苏云河地区晚石炭世浅成岩浆侵入活动同时是一期重要的斑岩型(铜-)钨钼成矿事件,Ⅰ#岩体深部及巴尔鲁克断裂以西石炭纪中酸性岩体的含矿性值得做进一步评价。     

新疆准噶尔地区泥盆系火山碎屑岩中放射虫的发现及其地质意义

泥盆系课题组,在准噶尔地区发现20余层含放射虫的火山碎屑岩,放射虫均产于被化石证明了的下、中、上泥盆统中.在火山碎屑岩中产放射虫,国外已有报导,国内尚无正式报导.从而对该区岩相古地理提出了新认识.     

新疆北准噶尔乔夏哈拉-老山口苦橄岩建造及其构造意义

近年在新疆北准噶尔构造带的乔夏哈拉-老山口地区发现有苦橄岩存在.苦橄岩与苦橄质玄武岩、玄武玢岩、辉绿岩、安粗岩、粗面岩以及凝灰岩、碳酸盐岩组成洋底苦橄岩建造,总厚大于1780 m,为新的岩层,建议采用"乔夏哈拉组"组名.苦橄岩有橄榄石苦橄岩、橄榄石-辉石苦橄岩和辉石苦橄岩3种.苦橄岩ω(SiO2)39.9%～46.78%;ω(MgO)16.4%～36.67%;ω(Na2O+K2O)0.17%～1.47%,多数小于0.5%;ω(TiO2)0.28%～0.62%,个别1.05%.总体具低硅、低铝、低钛、低碱、高镁特征.稀土元素总量＜45×10-6,轻稀土略富集,Eu低正异常.微量元素Li、Be、U、Rb、Sr、Ba、V、F、Bi、Pb等元素明显富集,而Ni、Cr、Co和S明显亏损.表明经过一定程度的分异作用,并有上地壳成分的污染,铂族元素含量接近世界其它地区苦橄岩,具有Pt/Pd＜1和贫Os、Ir的特征.     

西准阿克巴斯陶铝质A型花岗岩厘定及意义

岩石学和元素地球化学研究表明,阿克巴斯陶岩体属铝质A型花岗岩.该岩体以富硅(SiO2=74.51%～78.39%)、富碱(Na2O+K2O=7.87%～8.53%)和铝(Al2O3=11.8%～13.33%)、贫镁(MgO=0.15%～0.46%)、贫钙(CaO=0.45%～1.02%)和磷(P2O5=0.01%～0.06%),氧化指数变化较大(W=0.22～0.57),高FeOt/MgO比值(2.76～9.24,平均5.83)为特征.其K2ONa2O,NK/A=0.60～0.68,A/NCK=1.00～1.06,均大于1,属弱过铝质岩石.微量和稀土元素组成上,岩石富高场强元素(Zr和Hf等),亏损Ba,Nb,Ta,Y等元素.Zr+Nb+Ce+Y元素组合平均值(368.3×10-6)大于A型花岗岩下限值(350×10-6).在FeOt/MgO-Zr+Nb+Ce+Y和Rb/Ba-Zr+Ce+Y两类地球化学判别图解上均落入A型花岗岩区.δEu为0.038～0.130,铕强烈亏损,稀土分布曲线为"V"字型.上述特征表明,阿克巴斯陶岩体与国内外铝质A型花岗岩十分相似.在Nb-Y-Ce、AR-R1和R1-R2构造环境判别图上,显示出后造山花岗岩特征.阿克巴斯陶铝质A型花岗岩的厘定,对探讨西准噶尔地区构造演化问题具有重要意义.     

新疆东准噶尔黄羊山碱性花岗岩体的锆石U-Pb年龄和岩石成因

新疆东准噶尔卡拉麦里构造带分布有多种类型花岗岩,主要包括花岗闪长岩、二长花岗岩、碱长花岗岩和碱性花岗岩.对其中最大的碱性花岗岩体(黄羊山岩体)进行定年和地球化学组成研究,结果显示,岩体的年龄约为305 Ma,岩石富含钠质角闪石(钠闪石、钠铁闪石)和少量霓石,具低铝、富碱、贫钙镁及低铁的主量元素特征,其微量元素明显富集Rb、Th等大离子亲石元素和Zr、Hf等高场强元素而强烈亏损元素Ba、Sr、Eu,稀土元素配分模式呈典型的平坦‘V'字型.这些矿物学和地球化学组成特征表明黄羊山碱性花岗岩属于典型的A型花岗岩.认为幔源岩浆高度分异、麻粒岩相残留岩及I型英云闪长质-花岗闪长质岩石部分熔融等A型花岗岩成岩模式不能解释黄羊山碱性花岗岩的成因.根据岩石的εNd(t)= 5.9～ 6.5,比当时洋壳的εNd(t)值低3～4个ε单位,认为形成该岩体的岩浆可能来源于花岗闪长质岩浆的分异结晶,而花岗闪长质岩浆则主要是玄武质洋壳和少量大洋沉积物(约5%)部分熔融的产物.     

新疆东准噶尔纸房地区早古生代花岗岩的确定及其地质意义

纸房花岗岩体位于新疆东准噶尔卡拉麦里构造带北侧。该岩体侵入的最新地层为中-上奥陶统荒草坡群, 并被晚志留世及早泥盆世地层不整合覆盖。对纸房花岗岩进行锆石SHRIMP U-Pb定年, 获得的206Pb/238U加权平均年龄为(463±7)~(436±4) Ma, 表明该岩体形成于晚奥陶世-早志留世, 是早古生代岩浆活动的产物。对已有的区域地质资料、岩体侵位时代及其与围岩接触关系进行综合分析后认为, 纸房花岗岩体的形成时代大致对应于卡拉麦里构造带内区域性角度不整合的形成时间, 推测该岩体为早古生代造山过程中形成的花岗质岩石。高Sr、低Yb、弱的Eu负异常等地球化学特征也显示其为埃达克型同造山花岗岩。纸房地区早古生代同造山花岗岩的存在为东准噶尔卡拉麦里构造带早古生代造山作用的确认提供了证据。      

新疆西准噶尔夏尔莆花岗岩含矿性研究

西准噶尔是中国晚古生代花岗岩发育的主要地区之一,沿著名的达尔布特断裂带发育的后造山花岗岩带一直是西准噶尔花岗岩研究的焦点,其中夏尔莆岩体又是该花岗岩带中极其重要的岩体之一.通过对夏尔莆岩体的研究,从地球化学特征结合构造、岩浆岩等其他成矿因素得出该岩体总体特征与成矿关系.夏尔莆岩体岩石化学特征表明,寄主岩石富Al2O3、CaO和MgO,岩石化学图解和岩石化学参数证明其属于钙碱性准铝质-过铝质I型花岗岩.     

新疆东准噶尔北部碱性花岗岩的特征、成因及构造意义

新疆东准噶尔北部的碱性花岗岩呈带状分布于乌伦古断裂及额尔齐斯─玛因鄂博断裂之间地区。碱性花岗岩以出现碱性暗色矿物及铁质黑云母为特征，高硅、高碱、低钙、低镁铁，富含高场强元素，属典型的Ａ型花岗岩，它们产出的特定构造环境，据化学成分的构造环境判别为板内非造山的裂谷环境；成因类型相当于Ｅｂｙ（１９９２）的Ａ１类Ａ型花岗岩，明显不同于东准噶尔中部及南部碱性花岗岩带产出的造山期后张性构造环境。     

西准噶尔紫苏花岗岩成因岩石学研究

紫苏花岗岩呈岩体形式侵入于石炭纪地层中．又为碱长花岗岩侵入．紫苏花岗岩由斜方辉石、单斜辉石、铁橄榄石、条纹长石、石英组成．以正εNd为特征(εNd= 4．8- 5．8)矿物组成、结构和野外产状表明：这些紫苏花岗岩是火成成因的．温压计算估测其结晶条件是T=700～800℃，P=420～575kPa．紫苏花岗岩中有小的富云母包体和巨大的条带状捕虏体．前被认为是残留体，后与其围岩．火山碎屑岩相当．残留体中较低的εNd正值(εNd= 2．6- 3．5)要求新生的下部地壳是紫苏花岗岩的主要源岩：来自这些源岩的紫苏花岗岩的母岩浆在结晶前与一些来自于亏损地幔中的融体混合．该地区体积巨大的碱性花岗岩可能也来自相同的岩浆源，只不过它是在较浅的地壳深度上结晶的．     

新疆东准噶尔北部扎河坝富碱花岗质岩石矿物学特征及物理化学条件

新疆东准噶尔北部扎河坝富碱花岗质岩石分布于乌伦古大断裂与额尔齐斯-玛因鄂博大断裂之间。富碱花岗岩类有石英碱性正长岩、碱性长石花岗岩、石英二长斑岩及碱性长石正长岩等岩石类型。在详细的显微镜观察基础上,全岩分析和电子探针分析结果表明,富碱花岗质岩中的矿物组合是碱性长石 石英 钠铁闪石 霓辉石,以出现高硅、富碱、贫铝、低钙、低镁、高铁、高锰、贫水为特征。铁钛氧化物温度计估算出的富碱花岗岩体结晶温度在650℃~755℃之间,氧逸度为10-17.17Pa~10-14.39Pa,结合钠铁闪石的特征,碱性岩浆演化后期存在着明显的水-岩作用,扎河坝富碱花岗质岩石形成于低压、高氧逸度、中高温环境,反映了相对开放、浅成的形成环境。