浅述西天山备战铁矿石炭纪火山岩的地质及其地球化学成因

■彭宇

（新疆地质矿产勘查开发局第一区域地质调查大队新疆乌鲁木齐830000）

浅述西天山备战铁矿石炭纪火山岩的地质及其地球化学成因

■彭宇

（新疆地质矿产勘查开发局第一区域地质调查大队新疆乌鲁木齐830000）

新疆是我国重要的矿物产原地，本文重点分析了新疆西天山备战铁矿石炭纪火山岩的地质构造及其相关地球化学成因，希望本文的写作对同行有所帮助。

地球化学岩石成因石炭纪

1　区域地质背景

西天山造山带是中亚造山带的重要组成部分。备战铁矿在大地构造位置上位于西天山伊犁地块东缘。伊犁地块夹在中天山北缘断裂与南部的尼古拉耶夫—那拉提山北坡断裂之间，呈楔形由西向东尖灭。研究区所属的伊犁地块北部出露的地层以石炭系最为广布，自上而下依次为伊什基里克组板内火山岩、阿克沙克组海陆交互相碎屑岩-碳酸盐岩以及大哈拉军山组浅海—滨海相火山岩，各组之间总体呈角度不整合接触关系，局部地段呈构造接触关系。，该组岩性主要由上部的安山岩、英安岩、流纹岩、凝灰岩夹砂岩灰岩透镜体和下部的玄武岩、粗面岩、粗面安山岩夹凝灰岩和火山角砾岩组成，主体属于钙碱性系列火山岩建造，总体分布于博罗科努山南坡至那拉提北缘断裂之间，呈近EW向分布，大致与地理上呈西部宽、东部狭窄，具楔状展布的伊犁盆地相同。

2　岩石学特征备战铁矿区

出露地层为下石炭统大哈拉军山组，在矿区出露面积约7.5Km2，出露厚度为717.74m，地层北倾，倾角55°～83°，主要由玄武岩、粗面玄武岩、玄武粗面安山岩、玄武安山岩、粗面安山岩、凝灰岩、晶屑凝灰岩、熔结角砾凝灰岩、火山角砾岩、火山集块岩以及薄层状的灰岩和大理岩夹层等组成。铁矿主要产于该套地层中，呈层状、似层状分布。研究区内大哈拉军山组火山岩由喷溢相火山熔岩及爆发相火山碎屑岩两部分组成。火山熔岩主要为浅灰—灰绿色玄武质/玄武安山质岩石，具斑状结构或无斑结构、块状构造。具斑状结构的火山岩斑晶成分包括单斜辉石、斜长石和（或）角闪石：单斜辉石斑晶（体积分数为10%～15%）呈自形—半自形粒状分布，粒度（d）为（0.15×0.20）～（0.75×0.85）mm；斜长石斑晶（15%～20%）呈板条状分布，粒度为（0.08×0.50）～（0.30×1.00）mm；角闪石斑晶（3%～9%）呈柱状分布，粒度为（0.04×0.08）～（0.30×0.70）mm；基质包括长石、单斜辉石、磁铁矿及隐晶质，具间粒结构、填间结构或玻基交织结构。无斑结构的火山岩主要由单斜辉石、斜长石、角闪石、磁铁矿及隐晶质组成：单斜辉石（体积分数为15%～25%）呈短柱状、粒状分布，粒度为（0.10×0.18）～（0.25×0.40）mm；斜长石（60%～70%）呈自形板条状分布，粒度为（0.02×0.25）～（0.20×1.00）mm；角闪石（5%～15%）呈长柱状分布，粒度为（0.05×0.10）～（0.40×0.90）mm；晶质具填间结构和间粒结构。岩石局部有一定程度的蚀变作用，表现为：斜长石多发生钠黝帘石化及绢云母化；辉石及角闪石多发生透闪石化、阳起石化、绿帘石化和绿泥石化。另外，在火山岩露头上可见部分火山熔岩发育气孔构造，这应与岩浆含大量挥发分有关。火山碎屑岩主要包括凝灰岩、层状凝灰岩、晶屑凝灰岩、熔结角砾凝灰岩、火山角砾岩和含角砾的火山集块岩等。鉴于其种类较多，在此仅选择矿区内分布最为广泛的晶屑凝灰岩进行描述。晶屑凝灰岩呈浅灰—灰绿色，具火山凝灰结构和块状构造，主要由少量岩屑、晶屑及隐晶质/玻璃质组成。

3　分析方法

在对西天山备战铁矿大哈拉军山组火山岩样品进行详细的手标本以及偏光显微镜观察之后，挑选了遭受蚀变相对较弱的玄武质/玄武安山质火山熔岩样品进行清洗、粉碎、缩分，用玛瑙研钵将其研磨至0.071mm（200目）以下的粉末备用，然后对其进行主量元素与微量元素化学成分分析。主量元素分析在长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室用X射线荧光光谱仪分析，XRF熔片法按国家标准GB/T14506.28—1993执行。微量元素分析在长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室采用美国Thermo-X7电感耦合等离子体质谱仪测定，仪器工作参数包括：功率为1200W，雾化气体流速为0.64L·min-1，辅助气体流速为0.80L·min-1，等离子体冷却气体流速为13L·min-1；化学分析所用试剂硝酸和氢氟酸均为由优级纯酸经亚沸蒸馏装置制得的高纯试剂，水为Millipore制得的18mW高纯水。火山岩锆石U-Pb同位素测试在中国冶金地质总局山东局测试中心采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法完成，用于分析测试的样品采自备战铁矿区赋矿的玄武安山岩。测试中采用He作为剥蚀物质的载气，用NISTSrM610进行仪器最佳化，采用标准锆石91500外部校正法进行锆石原位U-Pb分析，采样方式为单点剥蚀。激光束斑直径为30μm，频率为10HZ。ICP-MS数据采集选用一个峰采集一点的跳峰方式，每完成4、5个样品分析点测一次标样，在所测锆石样品15～20个点前后各测2次NISTSrM610，并以29Si做内标测定锆石中U、Th和Pb含量（质量分数，下同）。

4　结语

（1）西天山备战铁矿区石炭纪火山岩主要为中基性玄武岩、玄武安山岩及相应的火山碎屑岩。岩石地球化学显示该地区火山岩多属中高钾钙碱性及橄榄玄粗岩系列，火山岩整体上富集轻稀土元素以及大离子亲石元素（如K、Rb、Th等），相对亏损高场强元素（如Nb、Ta、Ti等）。

（2）锆石U-Pb同位素测年揭示该地区石炭纪火山岩年龄为（320.6±2.2）Ma。区域地质资料及地球化学分析均佐证该地区石炭纪火山岩形成于活动大陆弧环境，且其形成与早石炭世末期北天山洋盆向伊犁地块之下发生B型俯冲作用这一过程有关。

［1］莫江平，黄明扬，覃龙芳，等.新疆预须开普台铁铜矿床成因探讨［J］.地质与勘探，1997，33（4）：7-12.

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P59［文献码］ B

1000-405X（2016）-8-27-1