西准噶尔吾尔喀什尔山早泥盆世马拉苏组火山岩地球化学特征及构造意义

西准噶尔早泥盆世马拉苏组主要分布于吾尔喀什尔山西部,整体为一套火山—沉积地层。对其中火山岩进行地球化学研究表明,w(SiO2)49.51%~59.04%,w(TiO2)(0.80%~1.12%)、w(K2O+Na2O)=3.09%~5.28%,富钠贫钾(Na2O/K2O=2.41~24.25)。高w(A12O3)(17.66%~21.19%)、w(MgO)(3.18%~7.00%,Mg#=47~56),属于亚碱性系列。稀土元素总量高(ΣREE=30.40×10-6~93.65×10-6),轻、重稀土分馏较强((La/Yb)N=2.58~11.38),Eu轻微负异常到正异常(Eu/Eu*=0.71~1.35)。相对富集LILE(Rb,Ba,Th和K),亏损HFSE(Zr,Hf),Nb和Ta强烈亏损,Ti轻微亏损。岩石源自轻微交代的亏损地幔部分熔融,具有岛弧火山岩的地球化学特征,这为进一步认识西准噶尔博什库尔-成吉斯岩浆弧的性质及构造演化提供了证据。     

西准噶尔玛依勒山一带早泥盆世生物化石的发现及其意义

新疆北部西准噶尔地区玛依勒山一带泥盆纪火山碎屑岩、陆源碎屑沉积岩建造较发育,以往资料一般将其划为中泥盆统。本次工作在该套地层中发现了大量属于早泥盆世的化石,为该套地层的时代确定提供了依据。根据岩石地层单位将该区泥盆系划分为下泥盆统马拉苏组和中泥盒统库鲁木迪组。     

西准噶尔玛依勒山一带早泥盆世生物化石的发现及其意义

新疆北部西准噶尔地区玛依勒山一带泥盆纪火山碎屑岩、陆源碎屑沉积岩建造较发育,以往资料一般将其划为中泥盆统。本次工作在该套地层中发现了大量属于早泥盆世的化石,为该套地层的时代确定提供了依据。根据岩石地层单位将该区泥盆系划分为下泥盆统马拉苏组和中泥盒统库鲁木迪组。     

西准噶尔玛依拉山组志留纪玄武岩的地球化学特征及构造意义

西准噶尔地区中-上志留统玛依拉山组主要分布于玛依拉山一带,以玛依勒蛇绿岩的围岩产出,两者为断层接触,主要组成为灰绿-暗灰绿色凝灰质粉-细砂岩,砂岩和砂砾岩组合,夹硅质岩和玄武岩。对玄武岩进行详细的岩石地球化学研究表明,SiO2含量中等(47.1%～53.92%),高Fe2O3T(12.54%～17.82%)、Al2O3(13.3%～15.7%)、Na2O(3.84%～8.02%),低TiO2(0.45%～1.48%)、MgO(3.28%～5.77%,Mg#=27.01～41.96)、K2O(0.36%～0.7%),全碱K2O+Na2O含量为4.4%～8.39%,属于亚碱性拉斑玄武岩系列。稀土元素总量较低(∑REE=27.16×10-6～54.41×10-6),轻、重稀土分馏较为明显((La/Yb)N=1.53～2.74),无明显Eu异常(Eu/Eu*=0.96～1.16),稀土配分模式类似于E-MORB。相对富集LILE(如Rb、Ba、Th和K),亏损HFSE(如Zr、Ti),明显的Nb和Ta负异常,具有岛弧玄武岩的地球化学特征。综合研究认为玛依拉山组玄武岩形成于俯冲带上的弧后盆地环境,与玛依拉山蛇绿岩的形成环境不同,其岩浆来源于尖晶石二辉橄榄岩2%～10%的部分熔融,并有少量俯冲流体的参与。结合前人研究资料,认为西准噶尔在志留纪-石炭纪处在洋内弧演化阶段。     

西准噶尔托里地区卡拉岗组火山岩地球化学特征及其构造意义

对西准噶尔托里地区卡拉岗组火山岩进行了系统的岩相学、锆石U-Pb年代学及岩石地球化学研究。卡拉岗组火山岩从底部到顶部依次发育6个岩性段,其中中下部第4岩性段英安岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(298±3)Ma,为晚石炭世-早二叠世产物。火山岩整体上为准铝质-过铝质高钾钙碱性岩石,富集大离子亲石元素和轻稀土元素,相对亏损高场强元素和重稀土元素。火山岩及周围同时代A型花岗岩的年龄、主微量元素、Sr-Nd及锆石Hf同位素综合对比表明,卡拉岗组火山岩主要源于新生地壳的部分熔融。火山岩相关构造判别图解及区域构造-岩浆演化综合研究显示,卡拉岗组火山岩与区域上A型花岗岩均形成于后碰撞伸展环境。卡拉岗组火山岩的形成表明,西准噶尔晚古生代增生造山作用应早于晚石炭世。     

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。     

新疆准噶尔北缘北塔山组火山岩年龄及岩石成因

对准噶尔北缘北塔山组辉石玄武岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb 年龄测定, 获得了玄武岩的喷发年龄380.5±2.2Ma,表明北塔山组火山岩形成于中泥盆世。该地层火山岩中辉石玄武岩和无斑玄武岩的SiO₂含量为47.55%~52.97%、Al₂O₃的含量为8.44%~20.00%、TiO₂为0.5%~1.2%,MgO含量为2.8%~15.35%、CaO为3.98%~14.83%、FeO^T为9.46%~19.23%,具有亚碱性拉斑玄武岩的特征。其微量元素显示富集大离子亲石元素(LILE)和轻稀土元素(LREE),亏损Nb、Ta和Ti,Eu异常不明显。它们具有极低的初始⁸⁷Sr/⁸⁶Sr同位素比值(0.703835~0.704337)和高的ε_Nd(381Ma)值(+6.84~+12.3,t=381Ma)的亏损地幔源区特征。结合区域地质背景,北塔山组火山岩形成于与俯冲作用相关的构造环境,是准噶尔古洋盆于泥盆世时发生的俯冲-消减所引发的岛弧岩浆作用的地质记录。岩浆源区为被流体或沉积物熔体交代改造的地幔楔和软流圈地幔,不同类型的岩石系不同成分的原始岩浆经不同演化过程的产物。     

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(^...     

湘南汝城盆地火山岩岩石地球化学及其成因意义

汝城盆地基性火山岩系由辉绿岩、玄武岩和玄武质火山碎屑岩组成，属于低钾拉斑玄武岩系。基性火山岩系具有同一岩浆源区。岩石微量元素出现弱的LILE富集和Ta，Nb，Ti的亏损。强不相容元素比值反映岩浆源区明显偏离原始地幔组分，具有富集型异常地幔岩浆源区特征。岩浆源区同时受到地壳物质混染和来自先前消减残留板片流体或熔体交代的双重改造作用。在陆内拉张构造条件下富集型异常地幔岩浆源区的部分熔融是制约汝城盆地基性火山岩形成的主要因素。     

西准噶尔“滞后型"弧岩浆作用——来自西准东部乌尔禾早二叠世中基性岩墙群的证据

西准噶尔东部哈拉阿拉特山南麓的乌尔禾地区新发现大量中基性岩墙群。岩墙群侵位于早二叠世佳木河组磨拉石建造中,展布方向与达尔布特大断裂延伸方向相一致。岩墙群岩性为辉绿岩、辉绿玢岩和辉长闪长岩,地球化学特征显示其具有低钾钙碱性玄武岩安山岩特征。稀土总量偏低(34.53×10-6~82.43×10-6),δEu(0.74~0.98)和δCe(0.98~1.15)负异常不明显,稀土元素分配模式皆呈LREE/HREE富集(LREE/HREE=2.47~7.18)的右倾型配分型式,富集K、Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素,而高场强元素Nb、Ta强烈亏损,Zr、Hf适度亏损,具有岛弧俯冲作用的地球化学特征。正的εNd(t)值(5.51~5.71)和相对低的初始87Sr/86Sr比值(0.703 802~0.704 223)表明亏损地幔是岩墙群的源区。岩浆来自于亏损的地幔楔,且受到俯冲组分的改造。该岩墙群表明在早二叠世地表完成汇聚造山后,深部的弧岩浆作用仍在进行,所代表的"滞后型"弧岩浆作用晚于西准中西部的俯冲增生作用,表明整个西准地区俯冲造山作用结束的最终时限应在早二叠世晚期。     

新疆东天山石炭纪火山岩及其构造意义

东天山石炭纪火山岩北至吐哈盆地南缘,向南受控于阿奇克库都克断裂,对恢复古生代期间古亚洲洋的构造演化具有重要的意义。通过岩石学、同位素年代学及地球化学研究发现:(1)东天山石炭纪火山岩是一套钙碱质玄武岩-安山岩-流纹岩建造,玄武岩包括N-MORB和IAT型两种类型,指示东天山地区在石炭纪存在一个弧间盆地,其北部边界可能为东准噶尔的卡拉麦里蛇绿岩带;(2)东天山吐哈盆地南缘底坎儿组中流纹岩LA-ICP-MS锆石U-Pb 年龄为320 ±1.2Ma(MSWD=1.3),代表了底坎儿组火山岩主体岩浆结晶时代;(3)对比东天山及邻区石炭纪火山岩地球化学,发现在SiO₂含量相近的情况下,由北向南东天山石炭纪火山岩中玄武岩的K₂O、K₂O+Na₂O、K₂O/Na₂O、LILE(Rb、Ba、Sr等)和HFSE(Nb、Ta、Th、Zr等)呈规律性增加,具有明显的成分分带,与环太平洋中-新生代岛弧和活动大陆边缘产出的火山岩的成分极性变化一致。认为东天山石炭纪火山岩成分分带可能是古亚洲洋在石炭纪向东南准噶尔-吐鲁番-哈密陆块下斜向俯冲的结果。     

Petrogenesis and tectonic implications of early Carboniferous alkaline volcanic rocks in Karamay region of West Junggar,Northwest China

ABSTRACT

Zircon U–Pb geochronological and geochemical analyses are reported for a suite of the early Carboniferous volcanic rocks from West Junggar (Northwest 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 concordant weighted mean ²⁰⁶Pb/²³⁸U age of 345 ± 3 Ma, indicating the presence of early Carboniferous volcanic rocks in West Junggar. The early Carboniferous volcanic rocks consist of basalt, basaltic andesite, and andesite. Geochemically, all the samples bear the signature of ocean island basalt (OIB), and are characterized by alkaline affinity with minor variations in SiO₂ compositions (45.13–53.05 wt.%), high concentrations of Na₂O + K₂O (5.08–8.89 wt.%) and TiO₂ (1.71–3.35 wt.%), and LREE enrichment and HREE depletion ((La/Yb)_N = 7.1–12.4), with weak Eu anomalies (Eu/Eu* = 0.9–1.1) and no obvious Nb, Ta, and Ti negative anomalies. These features suggest that the early Carboniferous volcanic rocks were derived from an OIB-related source that consists of oceanic lithosphere with ~1–3% degree partial melting of garnet lherzolite. From these observations, in combination with previous work, we conclude that the early Carboniferous alkaline volcanic rocks in Karamay region formed by upwelling of asthenospheric mantle through a slab window in a forearc setting during consumption of the West Junggar Ocean. Meanwhile, seamounts, which formed in the Late Devonian and were accreted and subducted in Karamay arc, also brought geological effects in the subduction zone.     

新疆甜水海地块种羊场石炭纪火山岩年代学和地球化学:岩石成因和地质意义

甜水海地块西段的种羊场地区发育一套互层状产出的玄武岩-玄武安山岩-流纹岩,本文对其进行了岩石学、同位素年代学和地球化学研究。结果表明,流纹岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年获得三组年龄:343.5±4.1Ma表明火山岩的形成时代为早石炭纪,2439±26Ma和1988±36Ma说明甜水海地块存在前寒武纪结晶基底。其中玄武质岩石岩性从拉斑系列、钙碱性系列向碱性系列过渡,呈现出E-MORB(OIB)、大陆板内拉张和岛弧的混合特征,与典型弧后盆地Okinawa玄武岩有一定的差异,表明其可能是异常陆缘弧后盆地拉张裂解的产物。玄武质岩石和流纹岩的主量元素、稀土元素和微量元素比值对的差异表明它们不是同源岩浆演化的产物,玄武质岩石的源区为类似E-MORB(OIB)的岩石圈地幔,且发生了部分熔融,原始岩浆上升过程中经历了矿物分离结晶和地壳混染作用。流纹岩属于高硅高碱的钙碱性火山岩,是上地壳部分熔融的产物。种羊场早石炭纪火山岩可能代表了古特提洋西端早期扩张的记录,为西昆仑-喀喇昆仑地区晚古生代多岛洋格局提供了新的证据。     

An Early Devonian to Early Carboniferous volcanic arc in North Tianshan,NW China: Geochronological and geochemical evidence from volcanic rocks

The Late Paleozoic volcanic and sedimentary rocks are widespread in the North Tianshan along the north margin of the Yili block. They consist of basalt, basaltic andesite, andesite, trachyandesite, dacite, rhyolite, tuff, and tuffaceous sandstone. According to zircon sensitive high-resolution ion microprobe (SHRIMP) dating, the age of the Late Paleozoic volcanic rocks in Tulasu basin in western part of North Tianshan is constrained to be Early Devonian to Early Carboniferous (417–356 Ma), rather than Early Carboniferous as accepted previously. Geochemical characteristics of the Early Devonian to Early Carboniferous volcanic rocks are similar to those of arc volcanic rocks, which suggest that these volcanic rocks could be the major constituents of a continental arc formed by the southward subduction of North Tianshan Oceanic lithosphere. Geochemical studies indicate that the magma source of the volcanic rocks might be the mantle wedge mixed with subduction fluid, which is geochemically enriched than primitive mantle but depleted than E-MORB. The calculation shows that the basalt could be formed by ∼10% partial melting of subduction fluid modified mantle wedge. Andesites with high initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr (0.7094–0.7104) and negative εNd(t) (−4.45 to −4.79) values reveal the contribution of continental crust to its source. The calculation of assimilation–fractional crystallization (AFC) shows that the fractional crystallization process of the basaltic magma, which was accompanied with assimilation by different degree of continental crust, produced andesite (7–9%), dacite (∼12%) and rhyolite (>20%).     

松辽盆地早白垩世火山岩地球化学特征及其构造意义

松辽盆地早白垩世发育基性岩类的橄榄玄武岩、玄武岩,中性岩类的玄武安山岩、安山岩、粗安岩,酸性岩类的粗面岩、粗面英安岩、英安岩和流纹岩。早白垩世火山岩都具有大离子亲石元素(LILE)、轻稀土元素(LREE)相对富集的特征,并具有较低的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i值和较高的(~(143)Nd/~(144)Nd)_i值。基性岩类Ce/Nb=1.92～8.31,Th/Nb=0.08～0.44,(~(87)Sr/~(86)Sr)_i=0.7031～0.7047,ε_(Nd)(t)=+1.7～+5.2;中性岩类Ce/Nb=3.70～15.80,Th/Nb=0.34～2.58,(~(87)Sr/~(86)Sr)_i=0.7040～0.7054,ε_(Nd)(t)=0～+3.0;酸性岩类Ce/Nb=4.29～15.80,Th/Nb=0.11～1.02,(~(87)Sr/~(86)Sr)_i=0.7038～0.7066,ε_(Nd)(t)=+1.0～+3.3。基性岩类岩浆主要来自被富集了的亏损地幔源的部分熔融,受混染程度很小;中性岩类岩浆源于年轻地壳组分被来自亏损地幔岩浆的再次部分熔融;酸性岩类浆岩可能主要来自源于亏损地幔的初生地壳部分熔融,并受到了上地壳的混染。晚侏罗世-早白垩世,由于蒙古-鄂霍次克洋关闭引发强烈的挤压造山后,发生的岩石圈拆沉作用致使来自亏损地幔的岩浆熔融上涌导致岩石圈主动伸展拉张,地表则表现出大规模的裂谷断陷作用和大范围的火山活动。这个阶段的伸展拉张以主动拉张为主。     

西准噶尔巴音达拉地区卡拉岗组火山岩锆石U-Pb年代学、地球化学及其地质意义

西准噶尔巴音达拉地区发育一套酸性火山岩,被称为卡拉岗组,岩石组合以流纹岩、英安岩、流纹质熔结凝灰岩等酸性火山岩为主。本文对卡拉岗组火山岩进行高精度锆石LA-ICP-MS U-Pb测年,获得英安岩和流纹岩的加权平均²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄分别为（294.4±1.3）Ma（n=9,MSWD=0.8）和（298.4±2.5）Ma（n=9,MSWD=3.4）,其形成于早二叠世。岩石地球化学特征表明,卡拉岗组火山岩岩具有高硅（66.69%~75.21%）,富碱（Na₂O+K₂O：6.98%~8.35%）,低MgO（0.18%~1.32%）,贫钙（0.24%~2.49%）的特征,均属过铝质（A/CNK：1.14~1.33）及高钾钙碱性系列。微量元素数据显示,稀土总量为∑REE为83.82×10^-6~197.61×10^-6,（La/Yb）_N=3.15~12.50,轻、重稀土元素分馏比较明显,轻稀土元素（LREE）较为富集,重稀土元素分布相对平坦,球粒陨石标准化配分模式为右倾型。微量元素富集大离子亲石元素（LILE）Rb、Th、U、K,并亏损高场强元素（HFSE）_Nb、Ta、P、Ti。综合最新区域资料及本文研究成果,文章认为研究区早二叠世卡拉岗组火山岩岩浆来源于壳源物质不同程度的部分熔融,残留相中有少量斜长石和角闪石,为后碰撞伸展阶段的产物。     

东准噶尔卡拉麦里地区巴塔玛依内山组火山岩特征和年代确定

巴塔玛依内山组火山岩在新疆准噶尔盆地东部及其周缘山区广泛分布,是陆东、五彩湾等地区卡拉麦里大气田的主要储层。根据两个实测剖面和一口钻井岩性剖面的对比,巴塔玛依内山组陆相喷发火山岩具有多期次,间歇性喷发的特征,沉积岩夹层是主要的喷发间断面标志。火山岩地层厚度变化快,岩相岩性变化大。岩石化学分析表明巴塔玛依内山组火山岩主要是亚碱性-碱性、高钾的中基性岩。巴塔玛依内山组火山岩锆石SHRIMP U-Pb定年结果为350.0±6.3Ma,结合其上覆地层的生物化石证据,认为巴塔玛依内山组属于下石炭统。     

准噶尔盆地滴西地区石炭系火山岩识别与预测

准噶尔盆地腹部滴西地区石炭系火山岩储层中已获重要的工业气流。然而由于成岩环境复杂,岩性多变,火山机构受后期风化剥蚀和构造作用的影响,保存不完整,使得该区火山岩研究难度大,认识程度较低。本文对滴西地区石炭系巴塔玛依内山组火山岩特征进行了研究,分析了该区典型岩性的岩心、岩石薄片及测井响应特征,提出了一套火山岩测井识别的方法。在此基础上,总结了典型岩性组合的地震反射特征,并对岩性的展布情况进行了预测。最后,对火山岩形成的环境进行了探讨。研究结果显示,滴西地区巴塔玛依内山组顶面的火山岩分布具有一定的分段特征,可以分为东部、中部、西部三段: 从成分上看,东部以酸性岩为主,西部以基性岩为主,中部则酸性岩、中性岩和基性岩皆较发育; 从火山岩产状上看,东部和西部以喷出产状为主,中部则侵入产状和喷出产状皆发育。巴塔玛依内山组火山岩体具有多期次的特点,各火山机构彼此叠置,时间和空间上具有一定的相关性。层状火山机构发育。本文的研究方法对准噶尔盆地内石炭系火山岩研究及火山机构的解剖具有借鉴意义,同时也为该区的油气勘探和开发提供一定的依据。     

藏南墨竹工卡叶巴组双峰式火山岩岩石成因、时代及构造环境

青藏高原南部早中生代岩浆岩的研究对反演区域构造演化具有重要意义,其中早侏罗世叶巴组火山岩被认为是新特提斯洋俯冲的早期岩浆记录,目前对于其形成的构造环境仍存在争议。选取西藏南部墨竹工卡县地区新发现的叶巴组火山岩为研究对象,对其进行了锆石U-Pb同位素、全岩地球化学成分测试。火山岩主要岩性为玄武岩(181.0±5.0 Ma,n=1)和流纹岩(181.4±4.4 Ma,MSWD=0.017, n=18),具有双峰式火山岩特征。玄武岩具有较高的TiO2、P2O5和Nb含量,(La/Nb)PM＜2,具有富铌玄武岩的特征,Mg#值为54.9~57.3,Ti/V＞50,富集轻稀土元素,亏损重稀土元素。流纹岩具有较高的SiO2、Na2O含量,Mg#值为49.1~50.4,Th/Ce值为0.1~0.15,Th/La值为0.22~0.31,Nb/Ta值为14.06~14.32,Sr/Y值较低(4.15~4.82),富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损高场强元素。研究结果揭示,玄武岩岩浆源区为板片熔体交代的地幔楔,并在后期演化过程中混入部分地壳物质。流纹岩为幔源岩浆与大陆地壳混染成因。玄武岩具有板内玄武岩及岛弧岩浆岩特征,流纹岩具有岛弧岩浆岩特征,结合区域地质背景推测,墨竹工卡叶巴组火山岩形成于新特提斯洋北向俯冲的弧后盆地环境,区域上叶巴组火山岩的形成时代及构造环境存在差异,可能代表了俯冲不同阶段的产物。     

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.