天山及邻区石炭纪—早二叠世裂谷火山岩岩石成因

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,其分布范围至少有170万km2。该火山岩系主要由玄武质熔岩组成,其次有中性和酸性熔岩及火山碎屑岩。它们是地幔柱活动的产物,该地幔柱的组分为:εNd(t)≈+5,87Sr/86Sr(t)≈0.704和La/Nb≈0.9。根据岩石地球化学数据,石炭纪—早二叠世基性熔岩可以划分为高Ti/Y(HT,Ti/Y>500)和低Ti/Y(LT,Ti/Y<500)两个岩浆类型。LT熔岩又可进一步划分为LT1、LT2、LT3和LT4等4个亚类。LT1、LT2(天山中段和甘肃北山)、LT4(天山西段、新疆北山和准噶尔)和LT3、HT(塔里木)熔岩的化学演化系受控于橄榄石(ol)+单斜辉石(cpx)结晶分离作用;而天山东段的的LT4熔岩的化学变异则是经受了辉长岩质结晶分离作用。元素和同位素数据表明,天山及邻区石炭纪早二叠世裂谷基性熔岩并不是单一母岩浆结晶分离的产物。遭受地壳混染的LT3和LT4熔岩的Sr-Nd同位素变化特点与其地幔柱源熔体上升喷发所通过的岩石圈的性质有关。古老(前寒武纪)岩石圈的卷入,导致天山西段的石炭纪LT4熔岩和柯坪裂谷的早二叠世LT3熔岩具有低-负εNd(t)值(-2.91～+6.1)和中等—高87Sr/86Sr(t)值(0.7036～0.7081);相反,天山东段和准噶尔的石炭纪LT4熔岩是以高εNd(t)值(+4.2～+9.7)和低87Sr/86Sr(t)值(0.7035～0.7044)为特征,这乃是与其遭受了含有早古生代—泥盆纪弧-盆系火山岩的上地壳的混染有关,或者是与其岩石圈地幔源区遭受前石炭纪消减富集有关。天山及邻区石炭纪—早二叠世裂谷基性熔岩中观察到的地球化学变异与AFC作用一致。天山及邻区石炭纪—早二叠世裂谷火山岩显示时间上和空间上的岩石地球化学变化。石炭纪时,未遭受混染的石炭纪LT1熔岩和受到轻微混染的石炭纪LT2熔岩喷发于天山中段裂谷,而遭受强烈混染的石炭纪LT4熔岩则喷发于天山中段裂谷四周的区域之中。石炭纪LT1和LT2熔岩是地幔柱的石榴子石稳定区较高程度部分熔融(10%～30%)产物;而石炭纪LT4熔岩则是温度较低的地幔柱的尖晶石-石榴子石过渡带较低程度部分熔融(<10%)产物。早二叠世时,未遭受混染的早二叠世HT、LT1熔岩和受到轻微混染的早二叠世LT3熔岩喷发于塔里木裂谷和北山裂谷,而遭受强烈混染的早二叠世LT4熔岩则喷发于北部博格达-哈尔里克裂谷区。

大陆裂谷环境中基性和酸性岩浆作用的关系：中国西北部天山石炭纪碰撞后裂谷酸性火山岩的岩石地球化学研究

本文报道了天山石炭纪裂谷酸性火山岩的岩石地球化学数据，目的在于探讨酸性岩浆的岩石成因。天山石炭纪裂谷火山岩的不相容元素对不相容元素图解显示稳定的正相关趋势；酸性熔岩同位素比值。^37Sr／^86Sr（t）=0．69988～0．70532；εNd（t）=4．76～8．00；^206Pb／^204Pb（t）=17．435～18．017；^207Pb／^204Pb（t）=15．438～15．509；^208Pb／^238Pb（t）=37．075～37．723的区间含盖了基性熔岩同位素比值的范围。这些数据表明流纹岩和玄武岩之间有一种成因联系，但还不能确定酸性岩和玄武岩间究竟是分离结晶还是部分熔融关系。

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。

北天山巴音沟石炭纪安山岩岩石成因及构造意义

北天山增生杂岩带是北天山洋最终闭合的产物,对其中分布的晚古生代火山岩开展详细的地质学、年代学和地球化学研究对恢复古亚洲洋的构造演化历史具有重要的科学意义。笔者选取北天山增生杂岩带巴音沟石炭纪安山岩为研究对象,在详细的野外地质调查基础之上、对其开展系统的岩石学、矿物学、地质年代学以及全岩主微量地球化学综合分析。研究发现:①北天山巴音沟中的这套安山岩具有较低的全岩MgO含量(<3%),明显区别于典型的高镁安山岩(MgO>6%),但其具有较高的Mg#值(>45),结合其微量元素特征,表明安山岩形成于与板块俯冲相关的汇聚板块边缘,其中幔源物质参与了安山岩的形成和演化。②LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄为(324.1±1.1)Ma(MSWD=1.5),代表了巴音沟安山岩的形成时代为早石炭世晚期的霍夫期。文中的北天山石炭纪安山岩是基性下地壳部分熔融形成的长英质熔体和幔源熔体混合的产物。结合区域地质资料,进一步限定了北天山洋在早石炭世晚期可能仍然没有闭合。

东天山博格达造山带石炭纪火山岩及其形成地质环境

东天山博格达造山带早、中石炭世海相火山岩具有双峰式特征 ,主要岩性为富钠的玄武岩和流纹岩 ,其次是英安岩 ,安山质岩石极少出现。玄武岩的特征是 :少数岩石含有实际矿物石英 ,个别岩石含橄榄石斑晶 ;辉石主要是透辉石和次透辉石 ,其成分富含铝 (Al2 O3=4.17～ 5 .99)和钛 (Ti O2 =2 .80～ 4.78) ;基质中的长石主要是钠 -更长石 ,斑晶中有相当数量的中长石和拉长石 ;全岩化学成分 CIPW计算结果绝大部分含 Di、Ol和 Hy,少数含 Qz和 Ne,在全碱 - Si O2 图中主要投影于亚碱性区 ,并接近碱性区 ;10 0 Mg/ (Mg+ΣFe) <6 5 ;ΣREE=38.73～ 134 .48,(L a/ L u) N=2 .75～ 4.0 3,δEu=0 .93～ 1.15 ;强不相容元素适度富集 ,Nb和 Ti适度亏损 ,Ni、Cr含量低 ,εNd和 εSr均为正值。这些特征表明 ,本区的玄武岩总体上属于橄榄拉斑玄武岩 ,并具有向碱性玄武岩和石英拉斑玄武岩两个方向演化的趋势。它们是来自亏损地幔的橄榄拉斑质玄武质或苦橄质岩浆经过分异并混染少量地壳物质的产物。

天山古生代洋盆开启、闭合时限的岩石学约束——来自震旦纪、石炭纪火山岩的证据

天山及邻区各微地块上分布有震旦纪—早寒武世火山-沉积岩系,寒武系底部均发育含磷层,震旦系中见2～3层大致可对比的冰碛岩,暗示各微地块当时可能是一个统一大陆块的组成部分。震旦纪—早寒武世大陆拉伸→大陆裂谷火山活动是天山古生代洋盆开启的前兆,意味着早寒武世为天山古生代洋盆开启时限的下限。中天山巴仑台微地块中的下石炭统马鞍桥组底部的粗碎屑岩,是碰撞造山中晚期的地质记录。它意味着天山古生代洋盆已经闭合。石炭纪时,天山造山带已进入新的造山后裂谷拉伸阶段,发育有大规模大陆裂谷双峰式火山活动和花岗质岩浆活动。早石炭世是天山古生代洋盆闭合时限的上限。

东天山阿齐山地区石炭纪火山岩及构造演化

该文结合东天山阿齐山地区的地质环境,对该地区石炭纪火山岩的岩石学特征及其构造演化历程进行研究,并提出该区成矿特征及构造演化对成矿条件的影响.

新疆巴里坤红井子地区石炭纪火山岩及其大地构造环境分析

通过对红井子地区石炭纪人山岩岩石学、岩石化学、稀土元素、微量元素等特征分析；认为该区石炭纪火山岩具岛弧火山岩和裂谷火山岩两种不同属性，其形成构造环境也存在明显差异。该区火山岩分别形成于三个不同的构造环境，即准噶尔岛弧带、博格达裂谷带及喀尔力克岛弧带。

天山石炭纪大火成岩省与地幔柱

中国西北部(中亚地区)天山造山带中分布的石炭纪碰撞后裂谷火山岩系构成了一个分布范围约150×104km2的大火成岩省。该火山岩系主要由玄武质熔岩组成,其次还包含有中性和酸性熔岩及火山碎屑岩。玄武岩所形成的化学和同位素阵列表明,它们是由来源于2个不同源区的组分混合产生的。一种组分来源于岩石圈地幔,另一种组分来源于与夏威夷(Hawaii)、冰岛(Iceland)和留尼汪岛(Reunion)等洋岛玄武岩源区相似的软流圈。显然,该大火成岩省的形成与地幔柱活动有关。

博格达裂谷双峰式火山岩地质年代学与Nd-Sr-Pb同位素地球化学特征

东天山博格达造山带位于准噶尔和吐鲁番-哈密两个前寒武纪地块之间。已有充分的地质与元素地球化学证据证明东天山博格达陆内碰撞造山带构造属性是属于大陆裂谷,全区早石炭世火山岩的SiO_2含量在55%～64%之间出现明显的间断,其刺梅沟七角井组中玄武岩和流纹岩在时空上紧密拌生,为一典型的双峰式火山岩组合。该双峰式火山岩组合中玄武岩和流纹岩Rb-Sr同位素等时线年龄分别为:342．0±3．2 Ma和340．3±3．4 Ma。七角井组中玄武岩和流纹岩同位素等时线年龄在误差范围内与博格达古生物化石指示的早石炭世时代一致。七角井组玄武岩:ε_(Nd)(t)为+6．4～+6．7,(^(87)Sr/^(86)Sr)_i为0．703261～0．703328,(^(206)pb/^(204)Pb)_i为17．703～17．989、(^(207)pb/^(204)Pb)_i为15．407～15．498、(^(208)Pb/^(204)Pb)_i为37．147～37．825;七角井组流纹岩:ε_(Nd)(t)为+6．4～+6．6,(^(87)Sr/^(86)Sr)_i为0．703368～0．703469,(^(206)Pb/^(204)Pb)_i为17．827～18．114、(^(207)Pb/^(204)Pb)_i为15．460～15．517、(^(208)Pb/^(204)Pb)_i为37．077～37．973,由此可见七角井组玄武岩和流纹岩在Nd-Sr-Pb同位素特征方面具有相当一致。根据Nd-Sr-Pb同位素地球化学和元素地球化学认为其玄武岩是来源于亏损地幔,而伴生的流纹岩则是由玄武岩浆分离结晶作用的产物。一般都认为岩浆分离结晶作用只产生成分连续变化的岩浆系列,但是在特定条件下也是可以产生双峰式火山岩组合。由玄武岩浆分离结晶作用形成的双峰式火山岩并不少见,但是在裂谷环境下双峰式火山岩中流纹岩是由玄武岩浆分离结晶作用形成的这种双峰式火山岩组合至今还未发现。因此,博格达双峰式火山岩是大陆裂谷环境中比较特殊的并是十分少见的或可能是一种新的双峰式火山岩构造成因类型。

新疆于田普鲁—阿羌石炭纪裂谷地质特征及成矿意义

新疆于田普鲁—阿羌石炭纪裂谷 ,发育于塔里木板块晚古生代被动陆缘之上。裂谷发展经历了两个阶段 ,即早石炭世裂谷形成发展阶段和晚石炭世—早二叠世裂谷敛合阶段 ,形成发展阶段主要为双峰式火山岩建造 ,敛合期以钙碱性安山岩、基性玄武岩为主间夹灰岩、砂砾岩等。该裂谷为塔里木南缘晚古生代活动带的一部分。活动带内大量火山岩浆活动为以铜为主的多金属成矿提供良好条件 ,同时深大断裂活动使金刚石成矿成为可能。对该活动带的深入研究不仅对古特提斯演化研究具有重要意义 ,而且对指导找矿具有非常重要的现实意义。

企鹅山群火山岩的地球化学特征和构造环境

目的．研究东天山地区企鹅山群火山岩形成的构造环境。方法采用元素地球化学方法。结果东天山地区广泛分布的石炭纪企鹅山群火山岩为拉斑系列火山岩，基性火山岩稀土分配型式表现为LREE富集型，Hf/Th值为3．04～8．28，Ce／Nb值为6．09～7．4；在微量元素构造环境判别图上，基性熔岩均位于板内玄武岩区。结论东天山企鹅山群火山岩形成于大陆裂谷环境。

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SrNd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(371~3106 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.

西天山查岗诺尔-智博铁矿成矿背景与成矿作用研究进展

<正>西天山阿吾拉勒铁成矿带位于伊犁地块东缘,该带发育大量海相火山岩型铁矿床。近年来,随着新疆新一轮铁矿找矿评价勘查与研究的开展,在该带东部地区新发现备战(2.88×10~8 t;富铁矿1.87×10~8 t)和智博(资源量2.35×10~8 t;富铁矿1.54×10~8 t))两个大型富铁矿(董连慧et al.,2012)。该带成矿远景区累计探获富铁资源量已达4.17×10~8 t,占新疆已探获富铁矿资源储量的56.4%。

东天山阿奇山‒雅满苏构造带小东山火山岩的成因和意义:年代学、主微量元素及Sr⁃Nd⁃Hf同位素地球化学约束

阿奇山‒雅满苏构造带是东天山造山带的重要组成部分,其大地构造属性至今仍存在争议.小东山火山岩出露于阿奇山‒雅满苏构造带的西段,包括基性到酸性系列火山岩,是认识阿奇山‒雅满苏构造带属性和演化的有效“岩石探针”.本次工作对其开展了系统的岩石学、锆石U-Pb年代学、元素和同位素地球化学研究.研究结果表明,小东山火山岩主要由花岗斑岩、英安斑岩、安山岩、玄武岩以及橄榄玄武岩组成,元素协变关系指示该套火山岩系列属于同源岩浆的演化产物.锆石LA-ICP-MS U-Pb测年结果显示,小东山火山岩年龄为318~308 Ma,形成于晚石炭世.该套火山岩SiO_(2)含量变化范围较大(48.10%~76.82%),Al_(2)O_(3)含量整体较低且变化范围较小.从基性岩到酸性岩,稀土总量逐渐增加,Eu/Eu^(*)值逐渐降低.中酸性火山岩大离子亲石元素Rb、K、Pb、Sr等相对富集,高场强元素Nb、Ta、Ti、P、Th等强烈亏损.而基性火山岩主要表现为Nb、Ta、Zr、Hf、Ti负异常,K、Pb、P正异常.所有火山岩均以低(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)(0.70450~0.70714)、高ε_(Nd)(t)(+3.16~+5.71)以及高ε_(Hf)值(+5.45~+12.18)为特征.上述元素和同位素地球化学特征指示了小东山火山岩形成于岛弧构造环境,起源于交代地幔楔的部分熔融并经过了结晶分异作用.结合前人对区域构造‒岩浆活动的认识,本文认为小东山火山岩所在的阿奇山‒雅满苏岛弧带是在石炭纪古天山洋向南俯冲过程中形成.