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。     

新疆西准噶尔包古图地区中酸性侵入体的岩石学、年代学和地球化学研究

新疆西准噶尔包古图地区出露一些中酸性小岩体,以花岗闪长岩、石英闪长岩和闪长岩为主,富Na贫K,属于亚碱性岩石,Mg#值较高(平均0.48)。锆石U-Pb年代学研究表明其形成于310~319Ma期间。通过对比研究,划分出两种侵入体类型:I、Ⅱ、Ⅴ号岩体属于磁铁矿型侵入体,具有较高的氧逸度特征(LogfO2=-22~-16);Ⅲ号岩体属于钛铁矿型侵入体,显示较低的氧逸度特征。这些侵入体具有相似的微量元素和同位素地球化学特征:富集Cs、Rb、Ba、Th、U和LREE,亏损Nb、Ta、Ti,无明显Eu异常;(87Sr/86Sr)i为0.7036~0.7038,εNd(t)为6.64~8.30;具有年轻的Nd模式年龄tDM1=435.4~587.7Ma。元素和同位素地球化学特征显示,包古图中酸性侵入体是受交代的亏损地幔部分熔融生成的玄武质岩浆经历高度结晶分异之后的产物(可能发生岩浆混合),古老地壳物质的混染很弱。     

新疆西准噶尔包古图组凝灰岩锆石SHRIMP年龄及其地质意义

西准噶尔地区出露巨厚层的下石炭统火山-沉积岩,包括太勒古拉组、包古图组和希贝库拉斯组,前人主要通过生物化石来确定各组之间的层位关系,并存在争论。本文对包古图金矿区包古图组中3个蚀变凝灰岩样品开展的锆石SHRIMP年代学研究表明,凝灰岩的年龄分别为328.4Ma（MSWD=0.72）、342.6Ma（MSWD=0.76）和336.5Ma（MSWD=1.6）。结合太勒古拉组年代学数据和下石炭统火山-沉积地层的分布关系,确定西准噶尔下石炭统火山-沉积地层从下到上依次为：希贝库拉斯组、包古图组和太勒古拉组。     

西准噶尔包古图I号岩体的锆石U-Pb年代学和地球化学特征

西准噶尔包古图地区发育一些小型的闪长质岩体。前人对这些小岩体开展了岩石学、年代学和地球化学等研究,然而,其成因机制和构造背景仍然存在争议,阻碍了区域构造演化和成矿作用的认识。本文在前人研究的基础上,选择包古图I号岩体为研究对象,有望揭示包古图岩体的岩石成因和构造背景。锆石U-Pb年代学研究显示,包古图I号岩体形成于（313.8±1.1）Ma。包古图I号闪长岩体以富SiO₂（58.0%~59.0%）、Al₂O₃（16.6%~17.4%）和Sr（757×10^-6~882×10^-6）,低的Y（14.6×10^-6~15.7×10^-6）和Yb（1.51×0^-6~1.60×0^-6）质量分数为特征,具有高的Sr/Y（50~59）值和弱的Eu异常,类似于俯冲成因的埃达克岩。另外,这些闪长岩具有较高的Mg（w（MgO）=3.46%~3.77%,Mg^#=52.8~53.2）,高的Cr（63.8×10^-6~74.7×10^-6）和Ni（45.2×10^-6~49.8×10^-6）质量分数,亏损HFSE（Nb,Ta和Ti）。该闪长质岩体可能由俯冲的板片熔体与上覆地幔相互作用而成。它的形成可能与西准噶尔地区晚石炭世的洋脊俯冲作用有关。     

西准噶尔包古图地区石炭系希贝库拉斯组碎屑锆石LA-ICP-MSU-Pb年代学及其地质意义

碎屑岩锆石研究是探讨碎屑岩沉积时代、源区特征和形成环境的一种有效途径。通过对西准噶尔包古图地区希贝库拉斯组砂岩样品进行碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb的年代学研究,获得了34粒锆石U-Pb年龄数据,分布在322~359Ma,4个峰值年龄分别为324.3 Ma、334.0 Ma、344.0 Ma和355.0 Ma;结合前人关于包古图组328.4~345.6Ma以及成吉思汗山组312Ma的年龄,认为本区三组地层的自下而上顺序是包古图组→希贝库拉斯组→成吉思汗山组,这与前人通过野外地质接触关系获得的认识是一致的。西准噶尔地区石炭系包古图组、希贝库拉斯组和成吉思汗山组之间的关系对揭示本区晚古生代地层格架和地质历史具有重要意义。     

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。     

西准噶尔萨吾尔地区吉木乃组火山岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征及构造背景

西准噶尔萨吾尔地区吉木乃组为一套以火山碎屑岩、火山熔岩、沉积岩为主的火山-沉积地层。对该剖面顶部玄武安山岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,吉木乃组顶部火山岩结晶年龄为（294.0±1.4） Ma,为早二叠世。结合吉木乃组内古生物化石组合,将其时代归属为晚石炭世—早二叠世。该组火山岩w（SiO₂）介于48.10%~54.35%之间,主要为玄武岩、玄武安山岩;w（TFeO）为7.38%~10.92%,w（MgO）为3.35%~5.16%,Mg^#介于41.02~55.05之间,主要为拉斑系列。稀土分配模式呈右倾型,轻稀土富集（（La/Yb）_N为4.00~6.04）且重稀土轻微分异（（Gd/Yb）_N为1.68~2.26）,δEu=0.91~1.07,δCe=0.91~1.06。微量元素蛛网图上表现为大离子亲石元素（Rb、Ba、Sr、P）富集,除样品JM2和JM3外均表现为高场强元素（Nb、Ta、Ti）相对亏损的特征。大部分样品（Th/Nb）_N值介于1.39~2.10之间,Nb/La值介于0.39~0.74之间,显示样品受到岩石圈地幔和地壳的轻微混染。吉木乃组火山岩Zr/Y值以及微量元素质量分数较高,结合相关判别图解,该组火山岩形成于后碰撞构造背景,是源于软流圈地幔的玄武质岩浆上涌,在上升过程中受到岩石圈地幔和地壳轻微混染后的产物。     

新疆西准噶尔包古图金矿微量元素地球化学研究

包古图金矿由石英脉型和蚀变岩型矿体组成,该矿的热液成矿期可以划分为4个阶段:粗粒石英脉阶段(Ⅰ)、含金细粒硫化物-石英脉阶段(Ⅱ)、含金粗粒自然砷-辉锑矿-石英脉阶段(Ⅲ)以及方解石脉阶段(Ⅳ),其中阶段Ⅱ和Ⅲ是主要的金矿化阶段,形成自然金赋存于毒砂、含砷黄铁矿中,银金矿被自然砷、辉锑矿包裹。阶段Ⅰ石英脉的稀土元素总量(0.83×10-6~3.67×10-6)明显低于阶段Ⅱ(11.01×10-6~30.18×10-6),轻重稀土元素分馏[(La/Yb)N=8.53~21.89]较阶段Ⅱ[(La/Yb)N=6.90~10.40]明显,但总体具有与区内中酸性侵入岩相似的稀土元素配分模式;阶段Ⅰ石英脉具有弱Eu正异常(δEu=1.09~1.80),阶段ⅡδEu主要集中于1.36~0.67之间;所有样品显示弱Ce负异常或无Ce异常(δCe=0.87~1.01)。矿化围岩和含矿石英脉中的黄铁矿均显示右倾型稀土元素配分模式,但石英脉中黄铁矿轻重稀土元素分馏更明显[(La/Yb)N=24.0~36.1],所有黄铁矿均具有明显Eu负异常(δEu=0.50~0.64)。不同阶段石英脉和黄铁矿中Ce、Eu异常表明成矿流体逐渐向较还原的状态演化。黄铁矿的Co/Ni比值(1.60~10.50)指示初始成矿流体为中温。包古图金矿含矿石英脉与区内广泛发育的中酸性斑岩体、岩脉在时间和空间上密切相关,具有相似的稀土元素配分模式,以上特征指示包古图金矿成矿作用与区内晚石炭世中酸性岩浆活动有关。     

新疆西准噶尔达尔布特断裂带南包古图组安山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年及地质时代

对达尔布断裂带南包古图组安山岩中锆石进行LA-ICP-MS测年,获得锆石U-Pb年龄(345.6±6.2)Ma,MSWD=1.14.据此确定该安山岩形成于早石炭世,为包古图组时限约束提供了科学依据,并为包古图组与上覆希贝库拉斯组新老关系确认等提供佐证.     

西准噶尔萨尔托海花岗岩株锆石U-Pb年代学及地质意义

新疆西准噶尔萨尔托海蛇绿岩与下石炭统呈逆冲断层接触,后被达尔布特走滑断层所改造,是西准噶尔地区时代最新、规模最大的蛇绿混杂岩带。萨尔托海岩株侵入于萨尔托海蛇绿混杂岩带之中,岩体岩性为肉红色二长花岗岩。对花岗岩样品进行测年,新获得LA-ICPMS锆石U-Pb年龄(309±3)Ma(2σ),代表了花岗岩结晶时代,较区域花岗岩基如庙尔沟、加甫萨尔苏等岩体的形成时代略老。综合蛇绿岩及区域岩体时代和岩石学特征等,认为该年龄限定了蛇绿岩侵位时代上限,揭示其属区域伸展背景的产物,标志着区域俯冲作用已经结束。因此,西准噶尔地区至少在309 Ma以后不存在俯冲作用,该认识有助于理解新疆北部多期次岩浆活动的时限和性质。     

西准达尔布特蛇绿岩中辉长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年

达尔布特蛇绿岩中辉长岩LA-ICPMS锆石U-Pb测年,16个测点在谐和曲线图²⁰⁶Pb/²³⁸U-²⁰⁷Pb/²³⁵U中构成比较集中的锆石群,获得²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄391.1±6.8Ma,MSWD= 0.97（95%置信度）,代表了辉长岩的结晶年龄,据此确定达尔布特蛇绿岩形成于中泥盆世,该年龄的确认为准确约束达尔布特蛇绿岩的形成及西准噶尔板块构造演化提供了重要的佐证。     

滇西兰坪盆地西缘火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其大地构造意义

青藏高原东南缘“三江”复合造山成矿带南、北两段发育若干火成岩带,其间的时空关系并不清晰,原因在于位于构造带中段的兰坪盆地内火山岩缺乏年代学、地球化学制约。兰坪盆地西侧火山岩带由下至上由安山质晶屑凝灰岩、安山质集块-块状安山岩、玄武质熔岩组成,上部玄武质熔岩夹紫红色泥岩,并被紫红色泥岩覆盖。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,火山岩下部的晶屑凝灰岩形成时代为238Ma,中段安山岩喷发时间为233Ma,上段玄武质熔岩形成时代为229Ma。这套火山岩属于钙碱性-高钾钙碱性系列,具有高Al₂O₃和低MnO、P₂O₅和TiO₂的特征,具有轻稀土元素富集的右倾型配分模式,无明显Eu异常。安山岩相对富集La、U等大离子亲石元素,Nb、Ta等高场强元素明显亏损,具有俯冲带弧火山岩典型特征,而玄武质熔岩具有富集型洋中脊玄武岩地球化学特征。结合其野外产状（覆于石炭纪陆缘碎屑岩之上）、地球化学特点及其随时间变化规律,认为这套岩石形成于陆缘弧环境,而晚期岩浆活动可能与俯冲板片断离、拆沉过程有关。兰坪盆地西缘火山岩与造山带内其他同时代火成岩一起组成一条近连续的大型岩浆岩带,带内绝大部分岩浆岩具有弧岩浆岩构造属性,部分显示板内岩浆岩地球化学特征。这条岩浆岩带可与具同等规模的龙木错-双湖（-澜沧江）-昌宁-孟连缝合带对应,推测其为该缝合带所代表的古特提斯主洋盆向由西（南）向东、北（东）方向俯冲过程的产物。     

西天山东塔尔别克金矿区安山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、元素地球化学与岩石成因

东塔尔别克金矿区位于西天山吐拉苏盆地内阿希金矿区南侧,构造上属于伊犁-中天山微板块与准噶尔板块之间的博罗科努早古生代岛弧带西段。东塔尔别克矿区出露有一些安山岩,这些岩石具有典型高镁安山岩特征,如高硅（SiO₂=58.94%~63.85%),具有较高的MgO含量(3.75%~6.59%)和Mg^#(58~69)、高的Cr（94.2×10^-6~241×10^-6）、和Ni（54.5×10^-6~126 ×10^-6）含量,以及低的FeO^T/MgO比值。除了Sr含量略微偏低（235×10^-6~696×10^-6）之外,这些岩石基本显示了埃达克岩的地球化学特征：高的Al₂O₃（15.39%~16.65%）,低Y（9.86×10^-6~14.9×10^-6）含量,以及高的Sr/Y比值(23.8~48.1),无Eu异常,Nb、Ta、Ti亏损等。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示安山岩的年龄为347.2±1.6Ma,为早石炭世。安山岩富集Rb、Th、U 等大离子亲石元素,相对亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,轻重稀土元素分馏明显,具有俯冲带岛弧岩浆的特征。东塔尔别克安山岩可能形成于岛弧环境中,并可能由俯冲的晚古生代北天山洋洋壳以及少量上覆沉积物熔融形成,产生的熔体在上升过程中与地幔橄榄岩发生了相互作用. 熔体-地幔相互作用对区内金矿的形成具有重要意义。     

西准噶尔马拉苏早泥盆世火山岩LA-ICP-MS 锆石U-Pb 年龄、地球化学特征及其大地构造意义

马拉苏地区早泥盆世地层为一套滨海—浅海相火山—沉积岩系,对其中的火山岩夹层进行锆石U-Pb同位素定年和岩石地球化学研究,定年结果显示有大量的新太古代和中新元古代锆石,表明该区存在古老的大陆地壳物质。火山岩样品SiO2含量为52.38%~69.6%,Na2O含量为2.80%~4.85%,K2O为0.16%~0.96%,TiO2为0.5%~1.96%,Al2O3为14.62%~18.18%,MgO（1.08%~5.75%）变化范围较大,Mg#值在22.92~38之间,具有高钠、低钾的特征,属于钙碱性、低钾拉斑系列。稀土元素总量∑REE=73×10-6~115×10-6,LREE/HREE值为2.66~3.25,具有明显的Eu负异常（0.83~0.92）。玄武安山岩样品相对富集K、Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素,与典型火山弧玄武岩地球化学特征一致。英安斑岩样品也具有富集大离子亲石元素、亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素的特征,反映源区可能有较多壳源物质的加入,其稀土元素配分曲线和微量元素蛛网图与玄武安山岩相似,表明其可能为同源岩浆演化的产物。综合研究认为,这套火山岩具有岛弧火山岩特征,形成于板块俯冲拼贴过程中的岛弧环境。     

西准噶尔夏尔莆岩体岩浆混合的锆石U-Pb年代学证据

尽管岩相学标志是识别岩浆混合的最直接、最重要的证据,但其寄主岩石、幔源包体及基性岩墙群的精确同位素定年则是对岩浆混合证据的重要补充。夏尔莆岩体由寄主岩石、微细粒镁铁质包体和中基性岩墙群组成,高精度LA-ICP-MS锆石U-Pb测年表明三者的年龄分别为297.6±2.5Ma、298.2±8.0Ma、298.9±5.0Ma,在误差范围内一致,说明三者是同一岩浆事件的产物,为夏尔莆岩体岩浆混合成因提供了年代学证据。夏尔莆岩体的岩浆混合成因的确立证实了早二叠世西准噶尔地壳深部发生过强烈的壳幔岩浆混合作用,并导致了该地区一次重要的地壳垂向生长事件,而岩体中大量的微细粒镁铁质包体和中基性墙群正是这次生长事件的物质记录者。     

西准噶尔萨吾尔山一带吉木乃组流纹岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学及地质意义

吉木乃组是西准萨吾尔山地区地质时代久存争议的地层,也是火山岩占地层总厚度比例最高的火山-沉积地层。采用同位素年龄标定火山岩准确的地质时代,是解决本组时代分歧的有效手段。吉木乃组顶部新发现的流纹岩中获得(304.1±2.5)Ma(n=15,MSWD=1.07)的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄,确认成岩时代为晚石炭世晚期(大致相当于卡西莫夫期)。结合前人在本组下部层位采集的植物化石,限定吉木乃组时代为晚石炭世(大致为巴什基尔期卡西莫夫期)。流纹岩同位素定年准确约束了吉木乃组地质时代上限,为区域地层格架的建立和地层对比提供了可靠的时代依据。     

西天山乌孙山地区大哈拉军山组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其构造环境

西天山乌孙山地区大哈拉军山组由玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩及相应的火山碎屑岩组成,安山岩和流纹岩分布最广。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,火山活动喷发的安山岩与安山质晶屑凝灰熔岩分别形成于353.9Ma±6.5Ma和356.3Ma±4.4Ma,属于早石炭世早期。通过区域对比,西天山大哈拉军山组的火山岩浆作用显示从伊犁中天山板块南北缘向伊犁盆地内部逐渐变年轻的特点,且火山岩喷发时代差别不大(约40Ma)。岩石地球化学研究表明,火山岩属钙碱性系列,富集轻稀土元素,相对亏损重稀土元素。中性火山岩富集大离子亲石元素(如Cs、Rb、Th、U),而相对亏损高场强元素,具有明显的Nb、Ta、Ti负异常,显示出岛弧火山岩的特征;酸性火山岩相对富集Rb、Th、U、Ta等元素,具有明显的Ba、Sr、P、Eu、Ti等元素的负异常。综合伊犁-中天山板块南缘的构造演化特征,认为大哈拉军山组形成于活动大陆边缘环境,产在板块俯冲-碰撞的最后阶段。     

西天山乌孙山地区大哈拉军山组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄及其构造环境

西天山乌孙山地区大哈拉军山组由玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩及相应的火山碎屑岩组成,安山岩和流纹岩分布最广。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,火山活动喷发的安山岩与安山质晶屑凝灰熔岩分别形成于353.9Ma±6.5Ma和356.3Ma±4.4Ma,属于早石炭世早期。通过区域对比,西天山大哈拉军山组的火山岩浆作用显示从伊犁中天山板块南北缘向伊犁盆地内部逐渐变年轻的特点,且火山岩喷发时代差别不大(约40Ma)。岩石地球化学研究表明,火山岩属钙碱性系列,富集轻稀土元素,相对亏损重稀土元素。中性火山岩富集大离子亲石元素(如Cs、Rb、Th、U),而相对亏损高场强元素,具有明显的Nb、Ta、Ti负异常,显示出岛弧火山岩的特征;酸性火山岩相对富集Rb、Th、U、Ta等元素,具有明显的Ba、Sr、P、Eu、Ti等元素的负异常。综合伊犁-中天山板块南缘的构造演化特征,认为大哈拉军山组形成于活动大陆边缘环境,产在板块俯冲-碰撞的最后阶段。