新疆北部地区上古生界火山岩分布及其构造环境

新疆北部地区石炭系火山岩主要发育于石炭纪-早二叠世由洋盆向陆内盆地转换阶段,发育碰撞与碰撞后伸展期两类构造环境火山岩; 围绕造山带构成西准噶尔、东准噶尔、准南三大岩区; 石炭系主要发育玄武岩-安山岩-英安岩-流纹岩组合,二叠系主要发育玄武岩-安山岩-流纹岩组合。下石炭统多表现为碰撞期活动陆缘构造环境海相中基性火山岩,上石炭统表现为被动陆缘海陆过渡相钙碱性系列中酸性火山岩; 下二叠统表现为陆相偏碱性中基性、中酸性火山岩。西准噶尔石炭系火山岩为一套海陆交互相中基性火山岩组合,具汇聚岛弧过渡壳特点。东准噶尔石炭系火山岩为一套基性、中酸性岩石组合,具早期岛弧挤压、晚期板内伸展环境特征; 准南博格达山前表现为典型裂谷环境火山岩。二叠系火山岩均为碰撞期后板内伸展构造环境,主要分布于西准噶尔岩区; 表现为东准卡拉麦里残留洋最先闭合隆升,西准达尔布特残留洋随后闭合,最后是北天山洋关闭构造演化次序。新疆北部地区上古生界石炭系-下二叠统火山岩油气成藏多遵循“源控论”,主要围绕石炭系与下二叠统烃源岩发育区、有效生烃中心于构造高部位成藏,晚石炭世伸展裂陷应为有利勘探领域。     

准噶尔盆地东部石炭系火山岩储层地质特征及油气意义

准噶尔盆地东部石炭系火山岩油气藏勘探近年来取得了重大成就。该区石炭系巴塔玛依内山组火山岩储层类型多样,包括玄武岩、安山岩和流纹岩等火山熔岩,火山集块、火山角砾岩、凝灰岩等火山碎屑岩以及各种沉积—火山岩。火山岩存在多期次、间歇性喷发的特征,一般至少可以划分为3个喷发期次,沉积岩夹层是其主要喷发间断面,两个沉积夹层之间的火山岩层段是有利储集段带。该区石炭纪古火山机构类型多样,近火山通道火山角砾岩发育,是有利的储集相带。综合古生物化石证据和同位素年代学资料,火山活动时限为早石炭世,该区石炭系地层自下而上应为下石炭统塔木岗组、滴水泉组和巴塔玛依内山组;上石炭统为石钱滩组。     

西准噶尔海山俯冲的地质效应:来自泥盆纪—石炭纪火山岩地球化学证据

海山或火山岛链俯冲与洋壳俯冲具有明显不同的动力学和岩浆效应,主要表现在俯冲带的地貌、发生地震的频度和烈度及火山弧岩浆作用和资源效应。西准噶尔地区泥盆纪—石炭纪火山岩分布有限,多以夹层产出,岩性主要为玄武岩和安山岩,地球化学特征显示:钙碱性和碱性系列均有发育,具有E-MORB或OIB特征,较高的Nd/Sm及~(206)Pb/~(204)Pb比值,明显亏损Nb、Ta、Ti,具有岛弧岩浆特点。结合西准噶尔蛇绿混杂岩中不断识别出OIB特征玄武岩并认为其形成于大洋板内海山的地质事实,提出泥盆纪—石炭纪火山岩具有E-MORB和OIB特征很可能是受早期形成海山在俯冲带内部部分熔融的影响,即为海山俯冲的地质效应,而这种海山俯冲的地质效应可能在整个古亚洲洋的演化过程中都存在,然而需要后续进一步工作。海山俯冲模式的提出不仅丰富了西准噶尔火山岩成因理论,而且为研究西准噶尔构造岩浆事件提供了新思路。     

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.      

西准噶尔北缘某含铀火山岩地层的时代讨论

在准噶尔盆地西北边缘,准噶尔弧形褶带与准噶尔地块结合部位的地堑式槽状洼陷带内,继续发育着一套酸偏碱性的陆相火山岩地层——暂称“和什托洛盖—白杨河火山岩系”。新疆比较重要的一个火山岩型铀矿成矿带即与其密切有关。原二机部519队24分队(1956)在该洼陷带进行1:10万比例尺普查时,首次将该套火山岩作为夹层划为中泥盆统呼吉尔斯特组;1960年新疆地质局第三区调队引用了此种观点。     

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。     

泰国北部清迈带洋岛型火山岩特征研究

泰国北部清迈带洋岛型火山岩常被下石炭统及上二叠统浅水碳酸盐岩覆盖,主要岩石类型有夏威夷岩和钾质粗面玄武岩。以碱性系列为主,极个别亚碱性。主要化学成分以高TiO2、高P2O5和中K2O为特征;稀土元素强烈的轻稀土富集右倾斜型;微量元素模式呈K-Ti上隆富集型;多种成分投图落于洋岛玄武岩区及碱性玄武岩区,属于洋岛型火山岩。与中国云南德钦、耿马(昌宁-孟连带)洋岛玄武岩类似,它们是清迈带古特提斯洋壳的极重要组成部分。     

西藏冈底斯带东段石炭纪构造环境讨论

冈底斯带东段石炭纪构造环境存有争议。本文通过岩石地球化学分析,发现石炭纪诺错组和来姑组火山岩具有碱性系列向拉斑系列过渡的特征,具有双峰火山岩特点;石炭纪玄武岩样品的平均化学成分与大陆拉斑玄武岩的平均值较为接近;微量元素除Ti、Yb、Y之外,其他元素都富集,其中Rb、Th、Ce富集程度相对较高;稀土元素特征表现为轻稀土富集,铕、铈异常不明显。显示出石炭纪玄武岩的地球化学特征均与大陆拉斑玄武岩相似。构造环境判别图解显示,石炭纪玄武岩样品主要落入板内环境的大陆拉张带(或初始裂谷)玄武岩区。因而认为冈底斯东段在石炭纪属于陆内裂谷或被动陆缘裂谷环境。     

新疆布尔根蛇绿混杂岩的发现及其大地构造意义

新发现的出露于新疆北部额尔齐斯板块缝合带的布尔根蛇绿混杂岩带位于西伯利亚板块与哈萨克斯坦—准噶尔板块的结合带,呈北西向展布。主要表现为糜棱岩化的基质中混杂着大小不一、性质各异的蛇绿岩各组分的岩块。基质主要有糜棱岩化的火山岩、凝灰岩和破碎强烈的火山碎屑岩。蛇绿岩岩块主要有碳酸盐化的超镁铁岩(?)、玄武岩、辉长岩和硅质岩岩块等。玄武岩具有OIB和IAB特征。拉斑玄武岩SHRIMP锆石年龄352Ma,说明蛇绿岩的形成可持续到晚泥盆世—早石炭世。这一发现对于认识中国准噶尔盆地以北地区的晚古生代蛇绿岩带及其向境外的延伸具有重要的意义。     

西准噶尔洋中海山及其俯冲带处地质效应

随着研究的不断深入,在中亚造山带(CAOB)不断有不同时代的洋岛玄武岩(OIB)被识别出来。在中亚造山带西南缘的西准噶尔地区的多条蛇绿混杂岩带中,也存在具有OIB特征的玄武岩。这些玄武岩呈枕状,与超基性岩、辉长岩、块状玄武岩、灰岩及紫红色硅质岩等紧密共生。地球化学研究表明枕状玄武岩均为碱性系列,具有较高的TiO2含量(大多>2.5%)、强烈富集轻稀土元素、无明显Nb、Ta负异常,与典型的OIB极为相似,认为其可能形成于大洋板内与地幔柱有关的海山环境。通过对海山的发展阶段分析认为,西准噶尔地区海山应该发展到爆炸海山阶段,因为其中发育大量的枕状熔岩。海山中火山岩或火山碎屑沉积物富集大离子亲石元素和高场强元素,海山的俯冲将对弧及弧后地区火山岩地球化学产生明显影响,而西准噶尔地区泥盆纪-石炭纪火山岩中恰恰存在海山的信号。因此,海山俯冲模式可能能更好地解释西准噶尔地区火山岩中存在OIB特征火山岩的成因。另外,海山俯冲还存在潜在的资源效应,因此应该寻找和研究古海山及火山岛链俯冲的迹象,将对进一步找金铜等矿提供可靠依据。     

西天山查岗诺尔铁矿区石炭纪火山岩地球化学特征及岩石成因

对伊犁地块东北缘查岗诺尔铁矿区石炭纪火山岩进行了系统的岩石学,锆石U-Pb年代学,岩石地球化学,Nd、Sr同位素地球化学研究.该区火山岩包括玄武岩(少量)、粗面岩、安山岩、流纹岩以及火山碎屑岩,它们的化学组成绝大多数属于钾玄岩系列和高钾钙碱性系列,少数玄武岩和安山岩属于钙碱性和低钾拉斑玄武岩系列.微量元素方面,它们相对...     

新疆博格达构造带的构造属性及造山机制

新疆博格达山东段石炭系火山岩发育。本文通过对该地区石炭系火山岩分布和岩石组成特征的调研,结合以往对该区火山岩地球化学研究,对博格达构造带的构造属性和造山机制进行了探讨,提出博格达构造带具有坳拉谷的基本特征,即具有一端连接大洋(哈尔里克)、一端伸向和尖灭于陆块(准噶尔地块)内,拉张阶段堆积裂谷型双峰式火山岩建造,造山阶段没有俯冲而直接抬升,造山末期有巨量辉绿岩泄出,表明地幔柱在博格达坳拉谷发生和发展过程中的主导作用。     

北山石炭纪-二叠纪火山岩成因及构造背景

北山古生代火山岩尤其是石炭纪-二叠纪火山岩的形成环境及成因备受学者关注且长期以来存在争议。本文收集了近年来发表的关于北山石炭纪-二叠纪火山岩研究的地球化学数据,岩石地球化学特征显示北山石炭纪玄武岩主要为安山玄武岩,属拉斑系列,二叠纪火山岩主要为安山玄武岩和亚碱性玄武岩,落入拉斑系列及过渡区;石炭纪玄武岩和二叠纪玄武岩均具有LREE富集的球粒陨石标准化稀土元素配分模式,轻重稀土元素分馏程度均较低。在微量元素蛛网图上,石炭纪-二叠纪遭受地壳混染的玄武岩呈现出明显的Nb-Ta亏损和微弱的Ti亏损特征,而未遭受地壳混染作用的绝大多数石炭纪-二叠纪玄武岩主要呈现出与OIB相似的"隆起"状不相容元素标准化配分模式。岩石成因分析认为,石炭纪-二叠纪玄武质岩浆可能主要来源于地幔柱,部分石炭纪-二叠纪玄武岩在形成演化过程中遭受了明显的大陆地壳混染作用,导致其出现十分相似于岛弧或活动大陆边缘的地球化学特征。结合区域构造演化分析及构造环境判别,认为石炭纪-二叠纪玄武岩均形成于大陆板内环境。     

准噶尔盆地腹部早二叠纪-晚石炭纪火山岩的构造背景分析

从中生代到新生代,准噶尔盆地腹部地区连续沉积,缺少腹部地区的样品,因此准噶尔地区晚古生代构造演化的研究常集中于盆地周围的褶皱造山带。本文通过对早二叠纪-晚石炭纪钻井岩心样品的地球化学、岩石学特征进行研究。结果表明: 1)许多钻井的不同层位中,都发育着表明水上喷发环境的褐色凝灰岩; 2)准噶尔盆地腹部早二叠纪-晚石炭纪火山岩主要是碱性玄武岩、安山岩及少量的流纹岩,样品的大部分以高碱为特征,反映了喷发于陆上增厚地壳的构造背景; 3)岩心观察、薄片鉴定及主量和微量元素的分析结果表明,晚古生代准噶尔盆地腹部属于大陆构造背景。石炭系火山岩的底部也许存在许多的古老陆块基底。     

西准噶尔萨吾尔地区二叠纪火山活动规律

西准噶尔萨吾尔地区位于新疆阿勒泰的吉木乃县及塔城地区和丰县。区内泥盆纪—二叠纪均有火山活动,其中二叠纪火山作用尤为强烈。二叠纪火山岩地层包括哈尔加乌组和卡拉岗组,哈尔加乌组为一套陆相中基性-中性火山岩及火山碎屑岩,卡拉岗组为一套陆相中基性-中酸性火山岩及火山碎屑岩。哈尔加乌—卡拉岗旋回火山岩主要岩性包括橄榄玄武岩、玄武岩、粗玄岩、安山岩、粗安岩、流纹岩、火山碎屑岩等。根据火山岩地层综合剖面以及火山岩的岩石学、岩相学特征,萨吾尔地区二叠纪火山活动由早至晚可分为5个阶段:中性喷发阶段、间歇性基性喷发阶段、酸性爆发及喷溢阶段、小规模中性间歇性爆发及喷溢阶段、基性喷发阶段;火山岩为陆相火山岩,具有双峰式特征,形成于伸展的构造背景下。     

西天山阿吾拉勒石炭纪火山岩年代学和地球化学研究

西天山阿吾拉勒裂谷带内广泛发育石炭纪火山岩, 主要由玄武岩、粗面玄武岩、玄武质粗安岩、玄武质安山岩、粗面岩和流纹岩组成。以中基性岩为主, 多为钙碱性系列。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果显示, 区内流纹岩形成于(316.1±2.2) Ma, 为早石炭世晚期。微量和稀土元素特征表明, 本区的火山岩具有俯冲带大陆边缘岛弧火山岩的典型特征, 应形成于早石炭世晚期的准噶尔洋向伊犁板块俯冲的大陆边缘弧环境。可能是由受俯冲流(熔)体交代的地幔楔尖晶石二辉橄榄岩发生1%~5%的部分熔融, 并在上升过程中经历了不同程度的结晶分离和同化混染作用而形成的。     

新疆北部石炭系地层层序和其化石组合特征

新疆北部(准噶尔及天山北麓)石炭系发育完整,剖面连续,化石丰富,地层层序清楚。该区与甘肃北部、内蒙古、东北北部属同一岩相生物地理区(天山—兴安区),其生物群面貌与我国南方差异较大,除含有北美石炭系的一些分子以外,与苏联中亚哈萨克斯坦地区石炭纪的生物面貌甚为接近。因此,该区的生物特征,既具有本身的地方型分子,又兼具我国南方、北美、西欧和苏联中亚哈萨克斯坦地区的分子。由于该区的特殊位置,使其成为沟通我国南、北方,并与北美、西欧等地标准石炭纪地层对比的枢纽地段。     

新疆阿尔泰石炭纪火山岩的地质特征和构造背景——兼与泥盆纪火山岩作比较

新疆阿尔泰石炭纪火山岩主要分布在东北部,主要由流纹岩、英安岩和碎斑熔岩组成。它们均属陆相火山岩,可以划分为4种火山岩相,即喷溢相、降落相、侵出相和火山 喷发沉积相。火山活动特征是从爆发转向喷溢,最后以侵出形式挤出火山通道。其地球化学特征是明显富集K、Rb、Th,亏损Ti、Yb;稀土元素含量较高,配分曲线出现明显的Eu和Ce负异常;锶同位素初始比值高于大陆火山岩的平均值。与泥盆纪火山岩不同,石炭纪火山岩形成背景属于造山挤压带,物质主要来源于地壳。与石炭纪火山作用有关的矿床主要是热液矿床。     

天山石炭纪火山岩系中含有富Nb岛弧玄武岩吗?

中国西北部天山石炭纪—早二叠世裂谷火山作用代表了一个新近被认可的大火成岩省。有人认为,在天山石炭纪火山岩系中发育有富Nb岛弧玄武岩、埃达克岩和高镁安山岩组合。然而,该岩石组合具有与典型富Nb岛弧玄武岩、埃达克岩和高镁安山岩不同的化学和同位素特点,表明其并非是岛弧岩石组合。这一推断的岛弧岩石组合实际上是大陆板内火山岩组合,由未遭受地壳混染、受到地壳轻微混染和遭受地壳强烈混染的大陆火山岩组成。     

新疆北部石炭纪盆地构造演化与油气成藏

根据油田近期勘探资料及前人研究成果,在新疆北部地区石炭系沉积前构造背景分析的基础上,对石炭纪盆地沉积构造演化进行了研究,该区具有微地块、多拼合、弱固结、构造活跃等盆地形成背景,经历了早石炭世、晚石炭世两期盆地的形成、发展与消亡过程,二叠纪—新生代是石炭纪盆地的改造演化期。石炭纪火山岩广泛发育,结合前人研究成果,通过盆地覆盖区钻井样品的地球化学综合分析,认为该区石炭纪整体处于拉张的构造环境。通过石炭系的沉积与分布特征,认为早石炭世和晚石炭世盆地演化受早期构造的控制,具有继承性、方向性和新生性的特点。石炭纪末期的构造事件基本结束了该区的海相盆地的演化,进入陆内盆地演化期,石炭纪盆地遭受埋藏或隆升改造,经历了海西晚期、印支期、燕山期以及喜马拉雅期的构造改造作用,存在埋藏、隆升剥蚀、岩浆热改造、断裂、褶皱变形等多类型的改造作用,各地区的改造特点存在差异。油气勘探成果证实,石炭系是新疆北部重要的勘探层系,在早石炭世和晚石炭世盆地演化期都形成了优质的烃源岩,火山岩系既是油气的储集层,也是重要的盖层,盆地的多期改造事件不仅有利于火山岩储层物性改善,也形成了石炭系有利的油气圈闭,目前已经发现了石炭系自生自储和上生下储的油气藏类型,油气的分布特征显示了石炭系自生自储油气藏具有近源分布特征。因此,加强盆地形成演化研究,圈定沉降中心和烃源岩的分布对于油气勘探具有重要意义。