北天山东段早石炭世火山岩岩石地球化学特征及其成因探讨.docxVIP

北天山东段早石炭世火山岩岩石地球化学特征及其成因探讨 北天山东段的觉罗塔格构造带发育着大量火山岩，主要受康格尔塔格和阿奇克-库杜克断层的控制。不同学者对于其带内火山岩做了详尽的研究。罗婷等 (2012) 得出了雅满苏组形成于早石炭世, 以钙碱性为主, 形成于具有古老基地的岛弧环境;候广顺等 (2006) 通过对企鹅山群和雅满苏组火山岩岩石地球化学和Sr-Nd同位素地球化学的研究, 认为其均形成于岛弧构造背景, 提出了康古尔洋在早石炭世发生双向俯冲的构造模式;田陟贤等 (2016) 认为恰达地区哈尔加乌组火山岩主要以基性火山岩为主, 属亚碱性系列, 采用LA-ICP-MS法获得的锆石U-Pb年龄为296 Ma, 属早二叠世, 并认为恰达地区该组火山岩的形成背景以板内大陆环境为主, 兼有部分弧火山岩的特征, 形成于俯冲碰撞造山期后的区域伸展背景下, 火山岩的岛弧特征是对碰撞前混染弧组分的继承。然而, 前人的研究多集中于对觉罗塔格构造带内石炭纪火山岩的研究, 而对于二叠纪的火山岩研究较少。该调查区哈尔加乌组火山岩为早二叠世火山岩, 且与北天山大多数地区早二叠世火山岩不同的是, 该组合中流纹岩、英安岩占主体地位, 而玄武安山岩、玄武岩较少, 玄武岩属碱性玄武岩系列, 其他样品属钙碱性火山岩系列。笔者研究拟探讨该组火山岩的岩石成因、源区性质、地球动力学机制。 1 雅满苏岛弧带c-t 乌鲁木齐以东的北天山造山带位于准格尔板块与中天山北缘断裂 (阿其克库都克断裂) 之间 (陈富文等, 2003;王强等, 2006) , 中间夹持吐哈地块 (熊小林等, 2005a, 2005b) 。觉罗塔格构造带属于北天山构造带的南部分支, 位于吐哈盆地南缘 (图1) , 南以阿其克库都克断裂为界与中天山相隔, 北以康古尔断裂为界与大南湖岛弧带相邻。西起托克逊以东, 东到甘肃—新疆交界, 长达600多千米。该带以雅满苏断裂为界进一步划分为康古尔构造带 (北) 和雅满苏岛弧带 (南) (苏春乾等, 2008) 。 雅满苏岛弧带 (雅满苏断裂与阿其克库都克断裂之间) 地层为下石炭统阿奇山组 (C 以前的雅满苏组包括了大南湖岛弧带和雅满苏岛弧带的全部石炭纪火山岩地层和沉积地层, 甚至还包括一部分现已证明属二叠纪的火山岩地层。例如, 哈尔加乌组 (P 新疆地调院在“新疆天山-北山成矿带成矿规律和找矿方向综合研究”项目 (2004) 中将北天山东段雅满苏岛弧带下二叠统火山岩命名为阿尔巴萨依组;新疆鄯善县亚尔沙地区1∶5万区域地质矿产调查 (2008) 将该套火山岩重新命名为哈尔加乌组。笔者石英滩地区早二叠世火山岩亦沿用哈尔加乌组这一命名。 2 不同地层对火山岩形成环境的探讨 调查区哈尔加乌组主要分布在鄯善县南部石英滩幅中南部和卡拉乔尕克太力克幅中北部。从构造位置上讲, 主要分布在调查区中部的康古尔南缘断裂和阿其克库都克深大断裂之间的“大三角”地带, 出露面积约140km 哈尔加乌组按岩石组合可分为2个岩性段。第一岩性段 (P 在区域上, 哈尔加乌组火山岩与下伏地层上石炭统吐古吐布拉克组呈角度不整合接触。上覆地层为中—上二叠统阿其克布拉克组, 二者呈微角度不整合接触。在剖面处与石炭系苦水岩组呈断层接触。该组火山岩以火山熔岩为主体, 火山碎屑岩数量很少。 哈尔加乌组在调查区分布广泛, 共测制了3条剖面, 其中以石英滩金矿二厂剖面发育最好, 地层出露全, 露头好, 第四系覆盖少。现以其为代表叙述如下。 新疆鄯善县石英滩二厂下二叠统哈尔加乌组实测剖面 (ⅩⅡ剖面, 图2) 实测哈尔加乌组火山岩剖面总厚度为3 325.3m。其中, 火山碎屑岩厚度为1 050m, 火山熔岩厚度为2 275.3 m, 酸性熔岩 (英安岩和流纹岩) 厚度为1 819.9m, 占比为80%;玄武安山岩厚度为183.9 m, 占比为8.1%;玄武岩厚度为271.5m, 占比为11.9%。 综上可知, 其爆发系数为0.315 8, 属于爆发相远少于溢流相喷发。 该组火山岩没有生物化石等能够表明火山喷发环境的直接标志, 故较难直接确定火山的喷发环境。火山岩颜色主要为灰色、灰紫色、紫红色, 表明火山喷发后处于氧化环境。沉积夹层主要为成熟度很低的岩屑砂岩, 依据当时区域地质背景可以推测该组火山岩为陆相火山岩。 从区域上看, 哈尔加乌组火山岩主要沿断裂带呈狭长带状展布, 喷发方式以裂隙式喷发为主, 局部带有中心式喷发的特点。 在图幅内花梁子一带哈尔加乌组火山岩中见有火山集块。在ⅩⅢ剖面正长花岗斑岩中见几处隐爆角砾岩, 依据野外观察到的火山相组合关系, 表明正长花岗斑岩具有次火山岩相的特征 (图3) 。由此可知, 图幅内哈尔加乌组火山岩以裂隙式喷发为主, 局部有中心式喷发的特点。 3 吸矿岩石及蚀变岩石 哈尔加