西准噶尔玛依勒地区枕状玄武岩年代学、地球化学及岩石成因

通过对造山带内洋岛玄武岩的时代及地球化学性质研究,不仅可以进行古海山/大洋高原的识别,而且还可以进行古洋盆演化及古构造格局恢复。笔者等最新在西准噶尔玛依勒山北侧识别出一套枕状玄武岩,其与火山碎屑岩、硅质岩共生。枕状玄武岩斜长石微晶普遍发育中空骸晶结构,是在水下熔岩急剧萃冷条件下迅速结晶的产物。通过LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得枕状玄武岩206Pb/238U加权平均年龄为437.2±2.2Ma,该年龄的获得填补了志留纪碱性玄武岩的空白。岩石地球化学分析结果显示,玛依勒枕状玄武岩为碱性玄武岩系列,岩石具有中等Si O2(44.89%~47.81%),高Ti O2(3.28%~4.12%)及P2O5(0.50%~0.70%),低Mg O(3.49%~6.79%),轻、重稀土元素分异较为明显((La/Yb)N=5.5~7.3),无明显Eu异常(Eu/Eu*=0.96~1.06),相对富集Rb、Th、U,亏损Ba、K、Sr,没有明显Nb、Ta负异常,这些地球化学特征与洋岛玄武岩(OIB)极其相似。微量元素含量及反映源区性质的比值表明,枕状玄武岩来源于富集地幔源区,主要组成为尖晶石和石榴石二辉橄榄岩,并发生了5%±的部分熔融,其形成于大洋板内与地幔柱有关的海山/大洋岛屿环境。结合前人研究,认为西准噶尔乃至古亚洲洋在中古生代洋内俯冲的同时,大洋板内可能存在地幔柱活动。     

西准噶尔蛇绿混杂岩中洋岛玄武岩研究新进展

洋岛玄武岩(OIB)起源研究是当代固体地球岩石学及地球化学最基本问题之一,通常被认为源于地幔柱。西准噶尔位于中亚造山带的西南缘,该地区发育多条蛇绿混杂岩带,主要包括唐巴勒、玛依勒、达尔布特及克拉玛依蛇绿混杂岩带,它们组成相似,主要为蛇纹岩、蛇纹石化方辉橄榄岩、二辉橄榄岩、纯橄岩、铬铁矿、辉石岩、辉长岩、辉绿岩、玄武岩(拉斑质和碱性)、硅质岩及斜长花岗岩。随着研究的不断深入,在西准噶尔蛇绿混杂岩带中不断有不同时代OIB被识别。这些玄武岩属于碱性玄武岩系列,具有高TiO2和FeOt,低MgO,强烈富集轻稀土元素特征,没有明显Nb、Ta负异常,与日喀则及夏威夷洋岛玄武岩地球化学特征极为相似,可能形成于大洋板内的海山或洋底高原,认为其成因与地幔柱相关,表明在西准噶尔(洋)的演化过程中,不仅是洋内俯冲系统,还伴有地幔柱活动。结合前人研究,认为中亚造山带可能是洋内俯冲+地幔柱复合的演化模型。同时,对中亚造山带中的OIB及OIB型玄武岩形成时代进行系统总结发现,它们不仅时代宽度大,并且具有连续发育的特点。对正确认识地幔柱活动在显生宙中亚造山带地壳增生过程中的贡献提供新的资料和证据。     

准噶尔盆地周缘蛇绿混杂岩中洋岛玄武岩的识别:地幔柱的产物?

地处中亚造山带西南缘的准噶尔盆地周缘发育多条蛇绿混杂岩带。初步研究表明,在西准噶尔克拉玛依,东准噶尔卡拉麦里及北天山巴音沟蛇绿混杂岩中除典型蛇绿岩组合之外,还存在海山或大洋岛屿岩石组合,即玄武岩、灰岩、泥岩和硅质岩。这些玄武岩属于碱性玄武岩系列,具有高TiO_2和TFeO,低MgO,强烈富集轻稀土元素特征,无明显Nb、Ta负异常,与日喀则及夏威夷洋岛玄武岩地球化学特征极为相似,可能形成于大洋板内的海山或洋底高原,认为其成因与地幔柱相关,表明在古亚洲洋演化过程中,不仅是洋内俯冲系统,还伴有地幔柱活动。     

伊宁地块石炭纪火山岩及其对构造演化的约束

西天山伊宁地块的构造格局及其演化之认识久存争议,倍受关注。分歧焦点有三:(1)石炭纪有无洋盆存在?(2)若有洋盆,何时闭合?(3)"沟-弧-盆"消亡时究竟是单向俯冲还是双向俯冲?若是单向俯冲,俯冲方向是由北向南或是相反(即俯冲极性)?因此,这些重大地质问题均聚焦于本区的火山岩。石炭纪火山岩是伊宁地块中的最主要建造和指示构造演化的关键层位,争论长久而激烈。本文认为,伊宁地块早石炭世发育弧前-岛弧-弧后盆地钙碱性火山-沉积建造,是塔里木板块北缘的主要组成部分;而晚石炭世碱性系列双峰式火山岩及其沉积组合则是大陆裂谷火山-沉积建造,形成于区域性伸展构造环境,是准噶尔板块与塔里木板块缝合后的陆内建造,因而古洋盆的关闭时限是早石炭世晚期(鄯善运动)。依据区内早石炭世建造的空间分布和变化规律,作者们认为古天山洋盆与当今地学界作为典型的日本沟-弧-盆体系有着极好的相似性和空间分布可对比性。石炭纪火山岩为本区的构造演化研究提供了重要的约束信息。     

新疆哈山“山”区早白垩世吐谷鲁组的发现及其地质意义

广泛出露于哈山之南、北两个盆地中的早白垩世吐谷鲁组, 在哈山“山”区被新发现, 确认其超覆于前白垩系之上, 不整合界面产状平缓。吐谷鲁组产状近水平, 层理层面清晰, 构造极简单, 无变形变质, 而其下伏下二叠统或更早地层均褶皱变形强烈, 断裂及节理等构造发育, 二者差异显著。白垩纪之前哈山曾遭剥蚀但尚未夷平, 可作为和什托洛盖盆地与准噶尔盆地的界山。哈山北煤南油的成矿差异可能受此构造格局的控制。到早白垩世, 和什托洛盖盆地才与准噶尔盆地连为一体。“山”区吐谷鲁组的发现, 为其提供了重要佐证。现今“盆-山-盆”的地貌格局是陆内差异隆升的产物。     

西准噶尔额敏东巴尔雷克断裂带特征及演化

通过1:5万区域地质调查, 确认西准噶尔额敏东吾尔喀什尔一带的NE—SW断裂带, 是著名的巴尔雷克蛇绿构造混杂带的东北延伸段, 由多条近平行的铲式逆冲推覆断裂组成, 呈复式叠瓦扇状构造。断裂带规模大、活动时间长、期次多, 显著控制了区内的构造单元和沉积盆地边界, 以及岩浆作用和构造变形样式。巴尔雷克断裂带也是额敏前陆盆地系统的主要构造组成。该成果为全面认识巴尔雷克断裂带性质、演化提供了重要信息, 为区域“盆”-“山”构造格局及发展、演化提供了新认识。     

新疆西准噶尔巴尔努克早石炭世富Nb岛弧玄武岩的发现及其地质意义

黑山头组玄武岩-玄武安山岩组合是西准噶尔早石炭世海相火山-沉积建造的重要组成部分,其与高Mg安山岩及O型adakite共生。此次分析的所有样品均为玄武质岩石,Si O2含量为49.62%~55.68%,平均为52.70%;明显高Ti O2(1.16%~1.99%),平均为1.56%;显著富Na2O而贫K2O,Na2O为3.17%~6.35%,平均为4.90%,Na2O/K2O为1.19~26.08,绝大多数样品该比值4(平均8.93)。样品明显富集Nb、Sr、Zr等,Nb含量均7×10-6(7.29×10-6~12.32×10-6,平均为9.48×10-6);全部样品Sr均400×10-6(618×10-6~1107×10-6,平均为825×10-6);Zr158×10-6(159×10-6~217×10-6,平均为182.6×10-6);Zr/Y比值4(6.63~11.09,平均为8.62)。显著高于一般岛弧玄武质岩类。轻稀土明显富集而重稀土亏损显著,且有基本一致的弱正Eu异常。(La/Nb)PM比值0.7(1.23~2.26,平均1.94),(87Sr/86Sr)i=0.7035~0.7039;143Nd/144Nd=0.5128~0.5129;εNd(t)=5.49~7.13。这些地球化学特征与Sajona et al.(1993,1994,1996)确立的富Nb岛弧玄武岩基本一致,而与一般岛弧玄武岩有显著区别。这一发现,为确认西准噶尔早石炭世存在富Nb岛弧玄武岩提供了地球化学佐证,丰富了新疆乃至我国富Nb岛弧玄武岩的产地与层位,也为确认本区早石炭世岛弧构造环境提供了重要依据。