东天山觉罗塔格地区底坎儿组火山岩地球化学特征及构造环境探讨

底坎儿组火山岩是东天山石炭纪火山岩的重要组成部分,其分布范围北至吐-哈盆地南缘,南至沙泉子断裂,其地球化学特征对于探讨觉罗塔格地区的构造环境演化具有重要的意义。本文对底坎儿组火山岩的主量、微量及Sr-Nd同位素进行了研究,以探讨岩石成因及其形成的构造环境。结果表明,底坎儿组火山岩为一套钙碱性的玄武岩-安山岩-流纹英安岩组合,为石榴石-尖晶石橄榄岩地幔部分熔融的产物。玄武岩经历了橄榄石和单斜辉石的结晶分异,安山岩和流纹英安岩则经历了斜长石和磁铁矿的结晶分异。火山岩相对富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损高场强元素,玄武岩的微量元素配分型式与弧玄武岩相似,而部分安山岩及流纹英安岩的微量元素配分型式与上地壳相似。底坎儿组火山岩的Nd同位素特征[εNd(t)=-0.14~5.69]及微量元素地球化学特征显示其具有中等亏损地幔源区特征,岩浆来自于俯冲流体交代的地幔,岩浆演化过程遭受了有限的地壳混染。基性火山岩微量元素配分型式及构造环境图解表明其可能形成于弧后盆地环境。     

觉罗塔格地区下石炭统雅满苏组火山岩地球化学特征及其构造意义

本文对觉罗塔格地区雅满苏组火山岩全岩地球化学进行了系统研究并比对前人数据,结果显示这些岩石主体富集大离子亲石元素Rb,Ba,Th和U,亏损高场强元素Nb,Ta,类似于岛弧火山岩。对比发现玄武岩可分为两类,I类玄武岩微量和稀土元素含量较低,轻重稀土元素分馏不明显,具亏损地幔特征;Ⅱ类玄武岩稀土和微量元素含量较高,具大陆玄武岩特征,显示出它们来自不同的岩浆源区;中酸性火山岩浆主要由新生陆壳部分熔融而成,安山岩、英安岩和流纹岩为同源岩浆演化不同阶段的产物,并在岩浆演化过程中经历幔源组分混染。结合区域地质背景资料,认为觉罗塔格地区晚古生代期间发生了洋壳的双向俯冲作用。     

东天山觉罗塔格构造带火山岩的铅同位素组成及意义

笔者报道了东天山觉罗塔格构造带中企鹅山群、雅满苏组火山岩和土屋铜矿的斜长花岗斑岩及铜矿石的铅同位素组成,进一步讨论了该成矿带的构造演化。企鹅山群火山岩的铅同位素位于地球演化线的右侧,与北半球铅同位素演化线相比,具有弱富集的特征。斜长花岗斑岩及铜矿石的铅同位素分布在企鹅山群范围之内,与之相似。雅满苏组比企鹅山群富放射成因铅,也具有弱富集的特征。在铅构造模式图解中,企鹅山群位于地幔演化线上,雅满苏组位于造山带演化线附近。雅满苏组的铅同位素具有线性排列特征,位于企鹅山群和中天山花岗岩之间,指示两端员混合的趋势。企鹅山群和雅满苏组火山岩都随着流体交代作用的加强,越来越贫放射成因铅,指示交代地幔楔的流体应主要来自蚀变洋壳,而没有泥质沉积物的参与。雅满苏组比企鹅山群富放射成因铅主要是由于其陆壳基底厚度较大,较强的陆壳混染造成的。     

东天山觉罗塔格构造带石炭纪弧后盆地:来自基性火山岩的证据

中亚造山带西南缘东天山觉罗塔格造山带广泛发育石炭纪火山岩,这些石炭纪火山岩的成因和构造历史一直是该区域地质问题争论的焦点.通过对东天山觉罗塔格造山带石炭纪基性火山岩详细的岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学和Sr-Nd同位素研究,获得了如下认识:（1）东天山觉罗塔格造山带石炭纪基性火山岩分为两期爆发,早期爆发时间为336 Ma,晚期爆发时间为320 Ma.早期336 Ma基性火山岩由玄武岩、玄武安山岩及同成分的火山碎屑岩组成,显示出弧火山岩属性;晚期320 Ma基性火山岩主要由玄武岩和玄武安山岩组成,包括Ⅰ型火山岩和Ⅱ型火山岩,Ⅰ型显示出大洋中脊玄武岩属性,Ⅱ型显示出弧玄武岩特征.（2）石炭纪基性火山岩中发现的大量捕获锆石（371~3 106 Ma）年龄谱系与中天山地块显示为相似的特征,表明它们在石炭纪之前可能同属一个板块,也指示早古生代地壳可能参与了成岩过程.（3）该区域石炭纪火山岩与现今存在的Okinawa Trough和Mariana Trough弧后盆地玄武岩（BABB）很相似,从弧玄武岩向洋中脊玄武岩的演变,反映了石炭纪中天山北部弧后盆地的发展.因此推断早石炭世火山岩为弧后盆地初始裂开阶段的产物,而晚石炭世火山岩为弧后盆地弧后扩张阶段的产物.早石炭世晚期的初始裂开和晚石炭世早期的弧后扩张表明天山洋的俯冲最终结束于晚石炭世末期,包括主大洋和弧后盆地最终关闭,而最终关闭的位置很可能位于中天山以南.      

东天山觉罗塔格构造带晚古生代火山岩地球化学特征及意义

本文报道了觉罗塔格构造带中企鹅山群和雅满苏组火山岩的元素和Sr-Nd同位素地球化学研究结果.企鹅山群和雅满苏组火山岩分别以低钾拉斑系列和钙碱性系列为主,玄武岩和安山岩均相对于N-MORB富集轻稀土元素和Sr、Ba、Th等大离子亲石元素,而亏损Nb、Zr和Ti等高场强元素,具有较高的Th/Ta和Ta/Yb比值,表明这些火山岩形成于具有陆壳基底的岛弧环境.但是,雅满苏组比企鹅山群具有偏高的K2O、Rb、Th、U、Nb、Zr和REE等不相容元素含量和较高的K2O/Na2O比值.Sr-Nd同位素组成表明企鹅山群和雅满苏组都来自亏损的地幔源区,但后者遭受了明显的陆壳物质混染.这种地球化学组成的差异反映了陆壳基底性质和厚度的不同.结合已有的地质调查结果,我们认为康古尔断裂作为俯冲带是比较合理的,早石炭世存在康古尔洋,而且它很可能发生了南北双向俯冲作用.企鹅山群火山岩是向北侧俯冲在大南湖泥盆纪岛弧南侧增生的产物,而雅满苏组火山岩是通过向南俯冲在中天山地块北缘形成的陆缘弧火山岩.     

东天山觉罗塔格造山带康古尔塔格断裂带构造特征及边界属性研究

东天山觉罗塔格造山带是塔里木板块和古亚洲洋碰撞对接的关键部位,为中亚造山带的重要组成部分,而其大地构造属性一直存在着争议。康古尔塔格断裂带作为觉罗塔格造山带的边界断裂,其构造特征的研究对区内大地构造演化有重要的启示作用。通过对康古尔塔格断裂带的地质特征、火山沉积建造及演化过程等方面的研究,发现康古尔塔格断裂带为韧性兼走滑特征深层次的剪切带;区内石炭系火山岩具有典型的沟-弧-盆体系火山-沉积建造特征;康古尔塔格断裂带到阿其克库都克断裂带之间的区域为准噶尔板块与塔里木板块之间的碰撞缝合带;早石炭-晚二叠世,康古尔大洋发生了颇具规模的南北双向俯冲,形成了康-阿缝合带,而康古尔塔格断裂带为康-阿缝合带的北部边界。     

新疆东天山觉罗塔格地区自然铜矿化玄武岩的成岩年代及其地质意义

新疆觉罗塔格地区自然铜矿化玄武岩沿着阿齐库都克深大断裂北侧分布,前人对其成岩年代一直存在争议.本文测得玄武岩条带中部的黑尖山玄武岩同岩浆期锆石SHRIMP U-Pb年龄为306.2±4.0Ma;测得东部东尖峰玄武岩的同岩浆期锆石LA-ICPMS U-Pb年龄为308.9±5.8Ma,确定了玄武岩是晚石炭世的岩浆作用,且归属于晚石炭世马头滩组.与觉罗塔格地区著名的晚石炭世-早二叠世铜镍矿化基性-超基性岩成因对比表明,该晚石炭世玄武岩与之具有共同岩浆源区特征,它们都是觉罗塔格地区晚石炭世-早二叠世岩石圈地幔深部受热熔融而形成岩浆作用.马头滩组玄武岩层是自然铜矿化的重要矿源层.     

东天山觉罗塔格带黄山地区角闪辉长岩岩体的年代学、地球化学特征及岩石成因

为了确定东天山觉罗塔格带黄山地区单一的角闪辉长岩岩体的形成时代、源区性质及其构造属性,本文对东天山觉罗塔格带黄山地区早二叠世角闪辉长岩岩体进行了系统的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年与地球化学分析。结果表明：2个岩体中的锆石在CL图像上主要呈条痕状吸收,Th/U值较高（0.23~0.58）,指示其岩浆成因,成岩年龄为早二叠世（281.1~282.3 Ma）。这些岩体均由单一的角闪辉长岩构成,w（SiO₂）为46.45%~52.76%,w（MgO）为5.15%~8.42%,w（Al₂O₃）为14.52%~16.84%,Mg^#主要为0.55~0.63;稀土元素配分模式呈右倾型,LREE/HREE=3.36~5.11,（La/Yb）_N=2.64~4.41,δEu值多为1.06~1.98;在微量元素蛛网图上,Rb、Ba、K、Sr等大离子亲石元素相对富集,高场强元素Nb、Ta及Zr、P、Hf相对亏损;ε_Nd（t）=10.66~12.54（t=282 Ma）,平均为11.60。综上所述,东天山觉罗塔格带黄山地区早二叠世角闪辉长岩的岩浆源区主要为受俯冲流体交代的亏损地幔楔。结合同时代火成岩的组合特征、沉积作用以及区域构造演化历史,认为东天山觉罗塔格带黄山地区早二叠世角闪辉长岩体形成于吐哈地块与中天山地块碰撞后的伸展背景。     

新疆觉罗塔格地区东戈壁钼矿床花岗斑岩的成因研究

东戈壁钼矿床处于东天山觉罗塔格成矿带的中部,是该地区三叠纪钼成矿带的代表性矿床之一。东戈壁矿床赋存于石炭系干墩组一套浅变质碎屑岩中,隐伏于矿体下部的花岗斑岩为其成矿岩体。文章对东戈壁钼矿床成矿岩体进行了地质特征、岩相学、电子探针和地球化学分析,结果显示东戈壁花岗闪长斑岩的斜长石为中长石-更长石-钠长石系列,钾长石为正长石,黑云母为铁质黑云母。全岩地球化学分析显示东戈壁花岗斑岩为高硅(w(SiO_2)73.36%~74.34%)、高钾(w(K_2O)4.49%~5.61%)、弱过铝质(A/CNK:1.03~1.14)的特点。成因研究显示东戈壁花岗斑岩为I型花岗岩,形成于挤压环境的地壳源区,在上升过程中经历了显著分离结晶形成的高分异岩浆岩。通过对同一时空背景下的东戈壁和白山2个钼成矿岩浆岩开展的矿物学和地球化学等方面的对比研究,表明东戈壁钼矿床花岗斑岩与白山花岗斑岩分别具有地壳源区和地幔源区的特点,是不同岩浆-热事件的产物。     

新疆西天山伊犁地区石炭纪火山—沉积序列及盆地性质

新疆西天山伊犁地区作为中天山微板块的一部分,呈"倒三角形"被缝合带或断裂带所围限。其上广泛出露的石炭纪火山—沉积岩系,是研究西天山石炭纪盆地性质和天山古生代造山作用演化过程最为直接的载体。本文通过对石炭纪火山—沉积剖面的岩石组合、地层序列、构造环境及盆地演化过程研究表明:伊犁地区石炭纪火山—沉积岩与下伏地层(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;火山—沉积岩系由下到上可以划分为2个序列,分别对应于盆地伸展—裂陷演化的两个旋回:序列Ⅰ:大哈拉军山组底部扇三角洲相、向上出现2次爆发相—喷溢相的火山喷发旋回,阿克沙克组底部扇三角洲相,向上过渡为滨浅海相—开阔台地相;序列Ⅱ:伊什基里克组由下到上由3次爆发相—喷溢相的火山喷发旋回构成,东图津河组为浅海陆棚相。西天山伊犁地区石炭纪火山—沉积序列反映了后碰撞伸展环境下的裂谷盆地充填演化过程。     

东天山觉罗塔格地区晚石炭世岛弧火山岩

东天山觉罗塔格地区土古土布拉克组火山岩是晚石炭世火山活动的产物,火山岩与一套陆相碎屑岩互层产出,岩石组合为岛弧拉斑玄武岩、钙碱性(高铝)玄武岩、高铝玄武安山岩、英安岩和流纹岩,火山活动总体上具有由早期中基性火山岩向晚期中酸性火山岩演化的规律.岩石化学和地球化学特征表明,火山岩的w(SiO2)基本上连续变化于47.68%～75.19%之间,无明显的成分间断,安山岩所占的比重最大,并不具有双峰式火山岩的特点.其中w(SiO2)小于57.48%的中基性火山岩具有高w(Al2O3)(16.34%～20.22%),较富钾,富集大离子亲石元素,具明显的Nb、Ta负异常;w(SiO2)介于62.11%～75.19%之间的安山岩、英安岩和流纹岩岩石化学特征与准铝质的Ⅰ型花岗质岩石相似,其地球化学特征也反映出岛弧花岗岩的特点,表明东天山觉罗塔格地区路白山一带在晚石炭世仍处于古亚洲洋向南俯冲的岛弧环境.     

东天山伊吾地区早石炭世火山岩地球化学特征及其构造意义

通过对东天山伊吾马依当地区早石炭世火山岩分布、成因与构造环境关系的调查研究,查明了该时期火山岩相从次火山相-爆发相-喷溢相-火山沉积相的分布特点;火山岩组合主要为一套岛弧相的中基性-中酸性火山碎屑岩、火山熔岩及火山沉积岩.结合该区火山岩地球化学特征及沉积岩特征综合研究认为:研究区早石炭世早期处于大陆裂谷向大洋裂谷转变的...     

东天山哈尔里克地区晚石炭世淡色花岗岩成因及其地质意义

淡色花岗岩对深入理解造山带构造演化具有重要意义.哈尔里克山南麓小铺地区出露多种类型的淡色花岗岩脉,包括黑云母花岗岩、二云母花岗岩、含电气石花岗岩以及含石榴石花岗岩.岩石地球化学研究显示这些淡色花岗岩整体具有高硅（SiO₂=73.22%~75.12%）、铝（Al₂O₃=13.59%~14.49%）、碱（ALK=7.11%~9.67%）,低钛（TiO₂=0.01%~0.14%）、铁（TFeO=0.26%~1.37%）、镁（MgO=0.09%~0.46%）、钙（CaO=0.46%~1.92%）的特点,属于弱过铝质钙碱性-钾玄岩系列岩石.其中黑云母花岗岩具有较高的CaO/Na₂O比值（0.46~0.47）和低的Rb/Sr比值（0.31~0.33）,指示其为砂质源岩经黑云母脱水熔融形成;二云母花岗岩和含电气石花岗岩具有较低的CaO/Na₂O比值（0.11~0.31）和高的Rb/Sr比值（1.41~3.75）,为泥质源岩经白云母脱水熔融形成;含石榴石花岗岩具有强烈的Eu负异常以及"海鸥状"稀土配分模式,为高分异型花岗岩.小铺淡色花岗岩初始岩浆温度较低（T=637~744℃）,结合其野外地质特征,认为其形成可能与深部物质的折返、造山带的伸展垮塌有关.利用LA-ICP-MS微区原位锆石U-Pb定年获得黑云母花岗岩的形成时代为308.5±2.2 Ma,含电气石花岗岩的形成时代为307.8±2.3 Ma,二者在误差范围内近乎一致,指示哈尔里克地区在晚石炭世末处于伸展构造背景.      

东天山维南地区下石炭统火山岩地球化学特征及地质意义

新疆东天山维南地区下石炭统雅满苏组第三岩性段火山岩由基性-中、酸性岩类组成,其中SiO2、K2O、Na2O含量范围分别为48.9%~81.0%、0.2%~5.7%、1.6%~7.9%,该套火山岩属低钾-高钾钙碱性系列;对微量和稀土元素分析,表明稀土元素分配型式均为略向右倾的平滑型曲线,LREE有一定富集,具明显的δEu负异常,中、酸性岩类具有明显的Nb、Sr、P、Ti负异常。综合研究表明,研究区火山岩具有成熟岛弧-陆缘弧的岩石地球化学特征。该套火山岩是研究区铜锌矿富集层位,对其开展地质和地球化学研究,对于区域找矿具有重要意义。从东天山觉罗塔格区域地球化学与成矿的关系分析看,区域矿化受到火山-沉积建造与断裂带的控制,该中、酸性岩石成矿物质富集明显,说明中酸性岩浆与构造活动在矿床的形成过程中起到了重要的作用。     

东天山博格达地层小区石炭纪地层研究进展

1:25万三道岭幅区调项目重新划分和厘定了博格达小区的地层系统,特别是对石炭纪地层的研究,有了一些新的进展,包括:在原塔克尔巴斯陶组内发现不整合界面,从而将该组解体,其下部层位岩性、岩相和古生物特征可以和托斯巴斯陶组对比,从而将它们重新厘定为黑山头组,时代为早石炭世中晚期,并发现该组在下涝坝与下伏上泥盆统康古尔塔格组为整合接触;将塔克尔巴斯陶组上部层位厘定为姜巴斯套组,依据发现的Choristites等腕足化石,笔者认为该组上部应该已经存在晚石炭世地层;依据地层接触关系、古生物化石以及锆石U-Pb年龄,将七角井组的地质时代厘定为晚石炭世早期,它和柳树沟组为同时异相沉积;在祁家沟组顶部灰岩中发现了有孔虫等丰富的微体化石,认为它的时代是晚石炭世中期,和阿什喀腊组为同时异相沉积。     

东天山巴里坤地区晚石炭世双峰式火山岩年代学、地球化学及其构造意义

新疆东天山博格达-哈尔里克造山带巴里坤地区晚石炭世双峰式火山岩很好地记录了中亚造山带西南缘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.通过对晚石炭统二道沟组火山岩详细的岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学和Sr-Nd同位素组成的研究,结合区域上已有的研究成果,获得了如下认识:（1）东天山博格达-哈尔里克造山带晚石炭统二道沟组火山岩形成于晚石炭世早期（308~312 Ma）,为陆相喷发的产物.火山岩具明显的双峰式组合特征,基性火山岩端元由高钾-钾玄岩系列的玄武岩、粗面玄武岩、玄武粗安岩及同成分的火山碎屑岩组成;酸性火山岩端元由粗面岩、流纹岩组成.（2）岩石地球化学和同位素特征显示,该套双峰式火山岩具有相似的地球化学特征,是相同源区岩浆演化的产物,为深部受到俯冲流体交代的软流圈上涌（尖晶石-石榴石橄榄岩5%~25%部分熔融）形成具有明显Nb、Ta亏损的基性火山岩,岩浆经过结晶分异作用形成酸性火山岩,进而形成晚石炭世双峰式火山岩组合.（3）该套双峰式火山岩是早石炭世双峰式火山岩的延续,代表了该区域弧后盆地基础上的持续裂开.      

东天山博格达地区石炭系构造-地层划分及成盆背景分析

东天山博格达地区经历了古生代长期俯冲增生与中—新生代多期陆内变形改造作用,但对于博格达山石炭纪构造属性与演化阶段等问题始终存在争议,制约了对北疆晚古生代构造格局的认识。利用博格达山露头及其两侧盆地钻井、地震资料,运用盆地构造分析思路与方法从盆-山尺度开展了石炭系地层格架及岩浆活动特征综合对比研究,划分博格达地区石炭系构造-地层单元并分析石炭纪构造背景。研究结果显示:博格达山相邻的准噶尔盆地和吐哈盆地发育下石炭统与下伏地层(C₁/AnC)不整合,而上、下石炭统之间(C₂/C₁)、二叠系与上石炭统(P/C₂)不整合在博格达山及相邻盆地普遍存在,由此将博格达地区石炭系划分为下石炭统和上石炭统2个主要构造层,揭示研究区经历了两个主要的构造演化阶段。进一步结合构造变形演化、盆地构造沉降特征及构造环境分析结果,认为博格达山石炭纪为俯冲相关伸展背景下的弧后盆地,经历了早、晚石炭世两阶段伸展裂陷作用,并在裂陷晚期均明显遭受了周缘块体碰撞拼贴事件的影响。     

中天山马鞍桥石炭纪沉积特征及构造意义

出露于中天山马鞍桥、巴仑台北的石炭纪地层属于大塘阶晚期至威宁期碳酸盐和碎屑岩的混合沉积。沉积特征和微量元素标志显示该套地层主体为潮坪-泻湖相沉积,仅顶部为河湖相沉积。砂岩的元素地球化学特征以及骨架颗粒的百分含量均显示,该套地层的蚀源区为岛弧火山岩系和中酸性花岗岩系的中天山微板块。有足够的证据表明该套地层形成于中天山微板块与南天山弧后盆地碰撞的挤压背景,即前陆盆地中,构造和海平面变化是该套充填物的主要控制因素。