卡拉麦里缝合带后碰撞背景与火山岩油气藏关系探讨

北疆地区卡拉麦里洋盆关闭后,两侧陆块处于松散拼贴状态,发育了陆间残余海盆,表明该缝合带是通过软碰撞作用形成的;后碰撞期,沿缝合带发育较大规模的火山活动。近年来的油气勘探表明,这些后碰撞火山岩中赋存了丰富的油气资源。本文对卡拉麦里缝合带多个火山岩油气藏的主要控制因素进行了分析,结果表明,卡拉麦里缝合带后碰撞期幔源岩浆底垫和火山活动有利地促进了该区烃源岩中有机质的热演化;后碰撞期的构造演化与石炭系烃源岩的分布、火山岩储集空间的形成和演化、油气盖层的发育等紧密相关,同时还通过断裂、不整合和反转构造等控制了油气的运移和保存,这些都为形成火山岩油气藏创造了有利条件。卡拉麦里缝合带火山岩油气藏具有良好的勘探前景,其中陆东—五彩湾地区火山岩油气藏主要位于石炭系顶面的风化壳内,滴南凸起中西部是最有利的地段,五彩湾凹陷残余构造高点也较为有利。     

新疆东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩的形成和侵位时限——来自辉绿岩和凝灰岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄的证据

新疆东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩是中亚造山带中最具代表性的蛇绿岩之一,其所代表的古洋盆的形成和关闭时限一直受到地学界的密切关注。采用LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素方法,获得卡拉麦里蛇绿岩中辉绿岩的年龄为416.7Ma±3.2Ma,代表了卡拉麦里蛇绿岩的形成年龄。不整合于蛇绿岩之上的地层凝灰岩的年龄为343.0Ma±5.0Ma,限定了卡拉麦里蛇绿岩侵位时代的上限,同时也为沉积盖层提供了可靠的年龄依据。即卡拉麦里蛇绿岩所代表的古大洋形成于早泥盆世洛霍考夫期,闭合于早石炭世杜内期前。卡拉麦里蛇绿岩形成和侵位时代的准确限定对研究东准噶尔的构造演化和古生代中亚地区构造格局提供了重要的制约。     

东准噶尔卡拉麦里黄羊山花岗岩岩石成因探讨

黄羊山花岗岩体是卡拉麦里造山带典型的后碰撞花岗岩体, 发育大量闪长质微细粒包体。黄羊山花岗岩具有高硅(72.21%~77.36%)、低铝(9.00%~12.93%)、贫钙镁(CaO: 0.20%~1.21%; MgO: 0.03%~0.44%)、富碱(Na2O+K2O: 7.43%~9.02%)以及高分异(SI=0.28~3.47, DI=76.45~95.99)的特征。强烈富集LILE和HFSE (Zr+ Nb+Ce+Y=260.01 μg/g~797.83 μg/g), Ga含量高(10000×Ga/Al=3.95~5.69), 属于A型花岗岩类。岩石学和岩相学(包体细粒淬冷边, 反向脉, 复合包体以及寄主岩石和包体中斜长石斑晶在形态、成分、光性上的一致性等)、岩石地球化学(Y/Nb=2.77~6.82, La/Nb=0.91~4.33, Ba/Nb=0.13~37.86等)、Sr和Nd同位素(ISr多数在0.7031~0.7041, εNd(t)在5.2~7.1之间)以及LA-ICP-MS锆石U-Pb测年(寄主岩石为311±12 Ma, 包体为300±6 Ma)综合研究显示, 黄羊山花岗岩是壳-幔源岩浆混合成因。从晚石炭世到二叠世, 东准噶尔地区进入后碰撞构造演化阶段, 在后碰撞构造阶段, 早期的俯冲板片断离, 软流圈减压熔融, 玄武质岩浆底侵至下地壳底部, 底侵基性岩浆带来的巨大热量, 导致地壳物质熔融, 形成大规模的花岗质岩浆, 两种岩浆发生了不同程度的混合, 其中闪长质微细粒包体就是基性的幔源岩浆和酸性的壳源岩浆不同程度混合的产物。     

卡拉麦里地区黑山头组火山岩地球化学特征及构造环境分析

黑山头组火山岩位于新疆东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩带东北缘,主要为玄武岩、玄武质安山岩和安山岩,属钙碱性-高钾钙碱性系列.火山岩Mg#介于8.62～43.90,全碱含量较高(Na2O+K2O为4.19%～9.33%),且Na2O(2.20%～4.93%)>K2O(0.54%～4.40%),TiO2和P2O5含量较高(分别为0.68%～1.28%和0.10%～0.28%),轻稀土元素(LREE)相对重稀土元素(HREE)富集((La/Yb)N=1.06～3.56),无明显重稀土分馏((Gd/Yb)N=0.73～1.54),弱铕异常(δEu=0.60～1.17)和铈异常(δCe=0.89～0.95),强烈富集LILE(如Rb,Th),适度富集Ba,K等,强烈亏损HFSE(如Nb,Ta),弱亏损Zr,Hf和Ti,显示较明显TNT负异常,较高Ba/La(13.30～124.43)、Ba/Nb(11.48～161.29)和La/Nb(0.86～2.37)比值,较低的Nb/Y(0.2～0.4)、Nb/Ta(7～16)和Zr/Hf(17～37)比值.同位素年代学、地球化学特征及构造环境判别图解综合研究表明,卡拉麦里地区早石炭世岩浆活动显示板内岩浆演化特征,具弧火山岩地球化学痕迹,形成于后碰撞期伸展背景下,是软流圈物质上涌并发生部分熔融,形成岩浆在上升和侵位过程中受早石炭世弧组分混染的产物.     

红柳峡韧性剪切带形成时代及其对准噶尔洋盆闭合时限的约束

东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩带是新疆一条重要的蛇绿岩带,地质学家对其所代表的准噶尔洋的闭合时限一直存在不同看法.我们在开展东准噶尔区域构造研究的过程中,发现红柳峡地区近东西向的片理带为韧性剪切带、且截切卡拉麦里蛇绿岩带.宏微观构造特征显示其为右旋韧性剪切带,形成于野马泉弧与准噶尔地块的碰撞过程.对韧性剪切带中的博尔羌吉糜棱岩化花岗岩和花岗质超糜棱岩开展了锆石SIMS U-Pb定年研究,结果显示糜棱岩化花岗岩锆石的谐和年龄为348.1±2.8Ma、206Pb/238U年龄的权平均年龄为348.2±2.7Ma,花岗质超糜棱岩锆石谐和年龄为343.2±2.6Ma、206Pb/238U年龄的加权平均年龄为为343.5±2.6Ma.超糜棱岩中的锆石多为新生锆石,其年龄可代表韧性剪切带的形成时间,即该韧性剪切带形成于343.2Ma.这意味着以卡拉麦里蛇绿岩带为代表的准噶尔洋在343Ma前已关闭、东准噶尔地区在早石炭世末期已进入碰撞造山阶段.     

新疆北部卡拉麦里斜长花岗岩的锆石U-Pb年龄及其构造意义

新疆北部卡拉麦里构造带发育与蛇绿岩伴生的斜长花岗岩,其时代、成因及与蛇绿岩的关系是目前还存在争议的问题。本文报道了该斜长花岗岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄和地球化学组成。研究表明,斜长花岗岩的成岩年龄为373Ma,εNd(t)与亏损地幔一致,与典型蛇绿岩中的斜长花岗岩有相似的微量元素特征,与卡拉麦里蛇绿岩中辉长岩有相似的平坦型稀土元素配分模式,两者在La/Sm-La图上符合结晶分异趋势。因此,卡拉麦里斜长花岗岩属于大洋斜长花岗岩,是来源于亏损地幔的基性岩浆通过结晶分异作用的产物,其成岩年龄373Ma代表了卡拉麦里蛇绿岩的形成时代。     

东准卡拉麦里地区贝勒库都克岩体锆石LA-ICPMS U-Pb测年及地质意义

新疆东准噶尔卡拉麦里地区是一个重要的锡成矿带,分布有多种类型的花岗岩。贝勒库都克岩体位于卡拉麦里锡成矿带中部,由含锡正长花岗岩和黑云母二长花岗岩组成。本文对贝勒库都克岩体岩相学和含锡黑云母正长花岗岩的锆石LA-ICPMSU-Pb定年研究,结果表明所有锆石颗粒浅黄色-无色透明,呈正方双锥状、钮柱状及半截锥状自形晶体,且发育规则的韵律环带,具有较高的Th/U比值(范围在0.32～0.47),属于典型岩浆成因锆石。获得贝勒库都克岩体侵位结晶年龄为283±2Ma(n=8,MSWD=0.14),时代属于早二叠世,这与东准噶尔后碰撞深成岩浆活动的范围(330～265Ma)相吻合。为建立准噶尔地区构造格架和恢复岩浆演化事件提供了最有力的证据,同时具有一定的找矿意义。     

东准噶尔卡拉麦里地区巴塔玛依内山组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄

巴塔玛依内山组是一套以火山岩为主的陆相火山-沉积地层,在东准噶尔地区广泛分布,规模巨大,且形成时代久存争议。通过对卡拉麦里地区巴塔玛依内山组层型剖面的重新实测,以及对该组中下部层位玄武岩进行LA-ICP-MS测年,获得锆石U-Pb年龄为(338.7±7.7) Ma(MSWD=0.24)。所测锆石的CL图像上可见明显的震荡环带结构,且锆石Th/U比值为0.11～0.95,均大于0.10,13颗锆石的Th/U平均值为0.56,Th/U呈正相关,说明属岩浆锆石,指示其代表了巴塔玛依内山组的形成时代。结合前人的年代学数据及化石资料,将巴塔玛依内山组时代确定为早石炭世中期—晚石炭世初期,认为其中下部层位时代不晚于338.7 Ma。该成果进一步约束了区内陆相火山地层的时代,并为研究东准噶尔构造带的火山岩浆作用及其构造演化提供了新的年代学依据。     

新疆东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩的形成和侵位时限——来自辉绿岩和凝灰岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄的证据

新疆东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩是中亚造山带中最具代表性的蛇绿岩之一,其所代表的古洋盆的形成和关闭时限一直受到地学界的密切关注。采用LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素方法,获得卡拉麦里蛇绿岩中辉绿岩的年龄为416.7Ma±3.2Ma,代表了卡拉麦里蛇绿岩的形成年龄。不整合于蛇绿岩之上的地层凝灰岩的年龄为343.0Ma±5.0Ma,限定了卡拉麦里蛇绿岩侵位时代的上限,同时也为沉积盖层提供了可靠的年龄依据。即卡拉麦里蛇绿岩所代表的古大洋形成于早泥盆世洛霍考夫期,闭合于早石炭世杜内期前。卡拉麦里蛇绿岩形成和侵位时代的准确限定对研究东准噶尔的构造演化和古生代中亚地区构造格局提供了重要的制约。     

新疆东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩的地球化学特征及大地构造意义

新疆东准噶尔卡拉麦里蛇绿混杂岩的岩石组合为变质橄榄岩、辉长岩、辉绿岩和基性熔岩等.该蛇绿岩中辉长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄(329.9 Ma±1.6 Ma)证明卡拉麦里蛇绿岩的形成时间为早石炭世维宪期.蛇绿岩中辉长岩和基性熔岩REE球粒陨石标准化和微量元素原始地幔标准化分配型式呈平坦型分布,大离子亲石元素丰度低,成分上非常相似于正常的MORB,同时无岛弧及洋岛岩石的地球化学特征,表明该蛇绿岩很可能形成于大洋中脊.结合该区野外地质特征、岩石地球化学和高精度年代学等方面的研究,认为卡拉麦里洋盆形成于泥盆纪初期,最终闭合于旱石炭世谢尔普霍夫期.