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。     

西天山乌孙山地区大哈拉军山组碎屑锆石U-Pb定年及其地质意义

西天山伊犁地区广泛出露的大哈拉军山组火山-沉积岩系,是研究西天山早石炭世古地理格局和天山古生代造山作用演化过程最为直接的载体。文章对西天山乌孙山地区大哈拉军山组砂岩样品进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年。结果显示,其碎屑锆石206Pb/238U表面年龄分布范围较宽((321±2)~(435±2)Ma),按年龄及频率分布特征大致可以划分为2组:321~372 Ma和395~435 Ma。结合锆石的矿物学特征、CL图像特点及乌孙山区域地质资料,初步获得以下认识:(1)西天山乌孙山地区大哈拉军山组沉积时代不晚于早石炭世晚期;(2)所研究砂岩的碎屑物质主要来源于乌孙山及南部那拉提山相关的火山岩浆岩;(3)西天山造山带在中—晚泥盆世期间经历了一次重要的洋陆转换事件。早石炭世以后,进入后碰撞裂谷伸展演化阶段,因此大哈拉军山组火山-沉积岩系形成后碰撞伸展构造环境。     

西天山乌孙山地区大哈拉军山组火山岩形成的构造背景

大哈拉军山组火山岩是以火山碎屑岩为主夹少量熔岩的陆相火山岩,属海陆交互相沉积环境。火山岩中的玄武岩具有低硅、高Al,Ca,K2O/Na2O比值及富铁镁矿物质矿物特征,属碱性玄武岩系列。玄武岩的Mg#0.34～0.69,平均为0.53,低于原生岩浆Mg#的范围而大于地壳物质Mg#值。微量元素含量大于下地壳平均值而高于上地壳平均值,总体表现为富集Rb,Th,U,Ta,P,Ti,而过渡金属元素Cr,Ni,Co含量低,岩浆形成过程中有地壳物质的参与。研究表明,大哈拉军山组玄武质岩浆形成于板内裂谷环境,其形成可能与古天山洋俯冲板片在早石炭世垮塌有关。     

西天山乌孙山地区大哈拉军山组火山岩岩石组合与喷发序列研究进展

新疆西天山地区伊犁地块南北缘以及地块内部广泛分布着大哈拉军山组火山岩系。笔者在前人研究基础上,以乌孙山一带出露的大哈拉军山组火山岩为主要研究对象,通过路线地质调查、剖面测制和岩相学等方面的系统研究,厘定了大哈拉军山组的岩石组合、地层序列及其变化规律。大哈拉军山组火山岩总体由玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩,以及中酸性火山碎屑岩组成。乌孙山-塔斯巴山地区以安山岩为主,占50%,玄武岩、英安岩和流纹岩比例相近。火山岩地层喷发序列上,乌孙山-塔斯巴山一带底部为中酸性火山岩,向上为中基性与中酸性火山岩的交替喷发,可划分出5~7个喷发旋回,火山活动整体上具有裂隙式-中心式喷发的特征。     

西天山特克斯县北乌孙山大哈拉军山组火山岩地球化学特征及构造意义

对西天山特克斯西北乌孙山中部地区出露的火山岩进行了地球化学研究,结果表明玄武岩、安山岩均为拉斑质火山岩,LREE较富集[(La/Yb)N介于3.44~11.36之间],具有弱的Eu负异常(δEu=0.79~1.13),安山岩与流纹岩明显富集强不相容元素(如Cs、Rb、Ba、Th、U)和LREE。玄武岩与中酸性岩样品具有轻微的差异,但所有样品具有较明显的Nb、Ta、Ti负异常,并且除了活动性较强的元素(Cs、Rb、Ba)外,其余微量元素均接近于下地壳的含量,(Th/Nb)N介于2.02~8.12之间,(Nb/La)N介于0.40~0.45之间,远远小于1,La/Ba值低(0.01~0.07),Ba/Nb值高(90~410);Zr/Nb值平均为16.48,最为接近原始地幔(15.71)的比值;而Ta/Nb、Hf/Ta、Th/Yb值平均为0.10、3.77、0.64,较为接近上地壳(0.10、3.50、0.48)的比值,Zr含量大于90×10-6,Zr/Y值在4左右,显示了板内玄武岩的特征。结合区域上地质特征,认为该地区在石炭纪时碰撞结束进入碰撞后伸展阶段,局部具有裂谷化特征。样品的Nb、Ta、Ti负异常应为地壳混染引起,火山岩的形成环境为碰撞后伸展的构造环境。     

西天山大哈拉军山组火山岩SHRIMP锆石U-Pb年龄及其构造意义

新疆早石炭世大哈拉军山组火山岩由西向东表现出由早到晚的演化规律。伊宁县博尔博松河孟玛热勒林场附近大哈拉军山组底部的英安质晶屑岩屑凝灰岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄为359±2Ma,表明西天山西段该组底界时代为晚泥盆世末期—早石炭世之间。岩石地球化学数据统计表明,大哈拉军山组火山岩主要受岩浆结晶分异作用控制,是泥盆纪末期—石炭纪时期洋壳消减、壳幔混熔的产物。其岩石组成、时空分布的变化与天山洋由西向东的俯冲―碰撞过程相对应,不需要对其进行解体。     

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3563Ma±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。综合伊犁一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,产在板块俯冲一碰撞的最后阶段。     

西天山昭苏北部大哈拉军山组火山岩中辉长岩体的形成时代、地球化学特征及地质意义

西天山昭苏北部侵入于大哈拉军山组火山岩层上部的辉长岩体具有富集大离子亲石元素(Rb、Sr、Ba)、亏损高场强元素(Nb、Ta)、轻重稀土分馏等地球化学特征,与火山岩围岩具有相似的不相容元素和Sr-Nd同位素特征,其母岩浆可能由俯冲流体交代的富集岩石圈地幔部分熔融形成,晚石炭世之前南天山洋盆向伊犁-中天山板块之下的俯冲可能导致了岩石圈的富集作用。利用不相容元素进行地球化学模拟计算,结果表明辉长岩成分由50%~80%的堆晶矿物(单斜辉石、斜长石)与50%~20%的玄武质熔浆组成。辉长岩体的Cameca锆石U-Pb年龄为311.3±2.3Ma,与伊犁-中天山板块晚石炭世伊什基里克组火山岩的时代大致相当,略晚于西天山榴辉岩的峰期变质时间。辉长岩的时代进一步限定该地区大哈拉军山组火山活动应在早石炭世晚期结束,下石炭统阿克沙克组沉积岩应形成于320~311Ma之间。与辉长岩同时期的岩浆岩在伊犁-中天山板块广泛分布,形成于俯冲结束之后挤压环境向拉张环境过度的构造环境。     

西天山昭苏东南部阿登套地区大哈拉军山组火山岩及花岗岩侵入体的地球化学特征、时代和构造环境

西天山昭苏东南部阿登套地区大哈拉军山组火山岩主要由玄武质安山岩组成,具有富集大离子亲石元素、亏损高场强元素(如Nb、Ta、Ti)、稀土元素高度分馏的特征。这些玄武安山岩被一些钾长花岗岩和花岗斑岩脉体侵入。钾长花岗岩脉为准铝质,含有较高的Na2O+K2O、轻稀土元素、Zr、Nb、Y含量和较高的FeOT/MgO及Ga/Al比值。两类花岗岩均亏损Ba、Sr、P、Ti和Eu。钾长花岗岩和花岗斑岩给出的Laser-ICPMS锆石U-Pb年龄分别为354.2±2.3Ma和339.5±2.3Ma,表明其围岩即大哈拉军山组火山岩的形成时代不晚于早石炭世早期。综合野外地质观察、区域地质构造以及上述岩石的地球化学特征和时代,我们认为西天山昭苏南部大哈拉军山组火山岩及侵入其中的早石炭世A型花岗岩脉可能形成于活动陆缘弧后拉张环境。     

西天山阿吾拉勒一带大哈拉军山组火山岩构造环境分析

新疆阿吾拉勒山一带下石炭统大哈拉军山组主要由火山熔岩和火山碎屑岩组成,为钙碱性系列的火山岩建造。岩石化学及地球化学的各种参数和图解表明,其形成于陆缘岛弧环境。大哈拉军山组火山岩记录了阿吾拉勒地区早石炭世沟—弧—盆组成的体系和板块俯冲碰撞的重要信息。     

乌兰浩特地区玛尼吐组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及地球化学特征

大兴安岭南段乌兰浩特地区玛尼吐组火山岩主要为一套中酸性岩石组合,化学成分显示为玄武安山岩、安山岩、英安岩和粗面英安岩.LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示玛尼吐组火山岩为（142.2±1.0）Ma,形成于早白垩世初期.火山岩SiO2含量为53.93%~68.44%,Al2O3含量为15.03%~17.82%,富碱高钾,属高钾钙碱性系列.稀土元素总量较低（∑REE为103.48×10-6~147.09×10-6）,轻重稀土分馏较明显,（La/Yb）N=6.68~9.12,具有弱的正Eu异常（δEu=1.04~1.25）.富集大离子亲石元素Rb、Ba、Th、U、K和LREE,而亏损高场强元素Nb、P、Ti,表明研究区玛尼吐组火山岩形成于蒙古-鄂霍次克洋闭合造山阶段碰撞构造背景,可能为加厚下地壳不同残留矿物相部分熔融的产物.     

内蒙古林西县双井片岩北缘混合岩LA-ICPMS锆石U-Pb年龄

内蒙古林西地区双井片岩北缘混合岩中的浅色体和暗色体锆石在阴极发光下均可观察到再生长边.浅色体中锆石的自形和生长环带显示其岩浆结晶锆石特征.LA-ICPMS分析结果显示其核部206Pb/238U加权平均年龄为270.2 Ma±1.4 Ma,边部年龄在250 Ma±3 Ma～266 Ma±3 Ma之间.暗色体中存在碎屑锆石和岩浆锆石,且显示不同程度的重结晶.碎屑锆石中除一颗锆石核部给出了3 377 Ma±7 Ma的207Pb/206Pb年龄外,其余变化于2 190 Ma±8 Ma～1 804 Ma±25 Ma;岩浆锆石核部和边部的206Pb/238U加权平均年龄分别为262.6 Ma±2.2 Ma和248.3 Ma±3.4 Ma;发生明显重结晶作用的锆石拟合的不一致线与谐和线的上、下交点年龄分别为2 112 Ma±350 Ma和256 Ma±17 Ma,与碎屑锆石和岩浆锆石的年龄分别对应.推测双井地区可能存在古元古代的结晶基底,在270.2 Ma±1.4 Ma发生岩浆活动,导致结晶基底的重熔以及混合岩化,随着岩浆的上升,温度和压力都不断降低,重熔的暗色体中在262.6 Ma±2.2 Ma结晶大量的锆石,由于岩浆的持续活动,这些先期结晶的锆石又受到不同程度的熔蚀并重结晶.暗色体被岩浆注入以后共同经历了一次热事件改造,形成了今天看到的双井地区混合岩的面貌.     

扬子地块西缘河口群的时代:来自火山岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄的证据

扬子地块西缘的河口群长期以来被认为是早元古代的火山—沉积地层,这种认识缺乏高精度同位素年龄的支持。为精确标定河口群的时代,采用激光剥蚀等离子体质谱(LA-ICP-MS)对川西南拉拉铜矿区河口群中的石英角斑岩进行锆石U-Pb定年。结果表明所有锆石均为岩浆锆石,单点分析结果均为谐和年龄,锆石207Pb/206Pb加权平均年龄为1722±25Ma(2σ,MSWD=0.5,n=11)。由此认为河口群浅变质火山—沉积岩系的精确沉积时代为1722±25Ma,为早元古代晚期的火山—沉积地层。     

西天山阿吾拉勒赛肯都鲁序列与大哈拉军山组火山岩地球化学对比研究

岩石化学和元素地球化学研究表明,早石炭世赛肯都鲁序列和大哈拉军山组火山岩具有相似性,两者SiO2含量平均值分别为62.81%和63.21%,CaO含量较高,Na2O和K2O含量较低,K2O含量相似文献   

新疆西天山艾肯达坂组火山岩的地球化学特征

新疆西天山艾肯达坂组火山岩的岩石学和稀土元素的地球化学等研究证明,本区火山岩由基性火山岩和中性火山岩组成,火山岩均属于钙碱性系列,二者均具有低钾、富钠的特点.这些火山岩的稀土元素配分曲线均属于轻稀土富集型,明显地表现为轻稀土元素配分曲线陡倾,而重稀土元素配分曲线相对平坦的特征.这些岩石学和地球化学的特征证明本区火山岩形成于裂谷环境.     

西天山阿吾拉勒赛肯都鲁序列与大哈拉军山红火山岩地球化学对比研究

岩石化学和元素地球化学研究表明，早石炭世赛肯都鲁序列和大哈拉军山组火山岩具有相似性，两者Si02含量平均值分别为62．81％和63．21％，CaO含量较高，Na2O和K2O含量较低，K2O含量〈Na2O含量．碱值平均值分别为0．36和0．44，A／CNK值均小于1．0，属钙碱性次铝质岩石．微量元素的分布特点均表现“先隆后凹”的右倾式，Sr、K、Rb、Ba、Th、Ta、Nb、P、Ce、Hf和Sm选择性富集，富集LREE、亏损HREE和有弱或微弱负Eu异常，两者共同构成了岛弧火成岩组合，表明赛肯都鲁序列和大哈拉军山组火山岩同源．     

西天山艾肯达坂组火山岩系同位素定年及其构造意义

西天山艾肯达坂地区较好发育了艾肯达坂纽红色陆相火山岩建造．它不整合在下石炭统大哈拉军山组之上,未经变形和变质，属于陆陆碰撞晚期的橄榄安粗岩系，其年龄确定是厘定从碰撞造山向陆内构造演化的关键。因此,通过16件新获得的钾氩年龄测值，确定艾肯达坂组火山岩系形成在260Ma～270Ma之间，属早二叠世，而不是过去认为的石炭纪；西天山的陆陆碰撞应在二叠纪末结束,此后进入陆内造山阶段。     

新疆新源县一带大哈拉军山组火山岩形成环境探讨

在新源县一带进行1∶5万区域地质调查时,认为新源县一带的大哈拉军山组火山岩以中酸性岩为主,依据其岩性特征、地球化学特征、微量元素特征,认为此地区大哈拉军山组火山岩不属于裂谷火山岩,应属于岛弧构造环境产物。     

库米什地区二云母花岗岩锆石LA-ICP-MSU-Pb定年及岩石地球化学特征

出露于南天山东段库米什地区的二云母花岗岩体侵入中元古界星星峡群,通过锆石LA-ICP-MS U-Pb法测得该岩体年龄为(293.3±1.3)Ma,侵位时代为早二叠世.岩石地球化学研究表明,岩石具高钾(K2O/Na2O=1.39～2.09)和强过铝(A/CNK=1.03～1.23)特征,为典型S型花岗岩.岩石普遍具较低稀土元素总量(TREE=89.99×10-6～105.11×10-6)和中等铕负异常(δEu=0.38～0.55),富集轻稀土和大离子亲石元素K,Rb,Th,U及亏损高场强元素Nb,Ta,Sr,Ba等特征.结合区域地质特征认为,库米什北二云母花岗岩源岩可能为中元古界星星峡群变质泥质岩,形成于碰撞晚期至后碰撞转换阶段,揭示了南天山东段库米什地区伊犁-中天山板块和塔里木板块于早二叠世碰撞造山结束,进入后碰撞演化阶段.