西准噶尔乌尔禾一带晚石炭世—早二叠世火山岩地球化学特征及构造环境分析

连政

（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830011）

前人研究资料表明，西准噶尔地区在晚石炭世—早二叠世完成相邻块体的碰撞和拼贴，洋陆转化，进入陆内演化阶段[1-3]。在西准噶尔哈拉阿拉特山南缘达拉布特断裂以南—乌尔禾北侧出露一套火山岩、火山碎屑岩、碎屑岩组成的混积地层，岩性复杂多变，火山岩相与沉积岩相的过渡无规律可寻，火山岩岩石组合为玄武岩—安山岩—流纹岩，在其内流纹岩、霏细岩获得同位素年龄成果分别为312Ma±6Ma、313Ma±6Ma，时代为晚石炭世，结合前人研究成果及区域资料[4]将其时代厘定为晚石炭—早二叠世，将该火山岩划归为上石炭—下二叠统佳木河组[5]（图1），该组中下部为滨浅海相中基性火山岩与碎屑岩不均匀互层沉积；中上部为海陆交互火山喷发沉积相，为酸性、基性火山岩、火山碎屑岩夹碎屑岩；顶部为河流沉积、山麓堆积相，为一套磨拉石建造粗碎屑岩，反映佳木河组早期以滨浅相沉积环境为主，晚期完全变为陆相环境，通过采集岩石化学样分析，其火山岩具陆相火山岩的特征，为西准噶尔地区在晚石炭世—早二叠世完成洋陆转化进一步提供佐证。

1 火山岩岩石学特征

通过对该套火山岩进行了剖面测制和路线观察、样品采集、镜下观察，该区域晚石炭世—早二叠世火山活动十分强烈，活动方式为陆相裂隙式，玄武岩、流纹岩占绝对优势，局部出露霏细岩、安山岩。主要岩石类型特征为：

玄武岩，在露头上多呈灰紫色，具多半结构，杏仁状构造、气孔状构造、块状构造。斑晶主要为斜长石，含量一般在20%～40%，半自形板状，粒径多在（2.4mm×0.4mm）～（0.25mm×0.1mm），聚片双晶发育，中轻度碳酸岩化、泥化，个别样品可见有橄榄石斑晶，粒状，粒径一般在0.2～0.8mm，均伊丁石化、蛇纹石化，具铁质暗化边；基质具间粒结构，斜长石之间分布暗色矿物，斜长石多呈半自形板条状，长径0.1～1.0mm，杂乱分布，普通辉石呈粒状、柱状，粒径0.1～0.03mm，淡绿色，具辉石式解理；副矿物主要为磁铁矿；杏仁石，含量10%～30%，不规则状，大小0.1～3mm，个别可达0.5～1cm，内充填碳酸盐、蛇纹石。

流纹岩，宏观呈灰绿色、灰色、浅灰绿色、灰紫色，多为无斑结构或少斑状结构，流纹构造。斑晶含量小于5%，以钾长石为主，呈半自形板状，粒径0.2～1.5mm，具条纹结构，轻度泥化；基质具微粒—包含霏细—霏细结构，主要为霏细状长英质集合体，次为潜晶状石英主晶中包含霏细状长石质点，少量微粒状长石、石英呈流纹条带状集合体不均匀分布，形成流纹构造，有少量隐晶帘石集合体。

图1 研究区地质简图

2 火山岩地球化学特征

采样分析[5]，流纹岩具轻稀土富集重稀土亏损，轻稀土分馏明显，重稀土分馏不明显的特点，具明显的负铕异常，反映岩浆结晶分异程度很高，微量元素表现为强不相容元素富集的分配型式，Sr、P、Ti等元素亏损，K、Zr等元素富集；玄武岩稀土总量低，具轻稀土富集重稀土亏损，轻、重稀土分馏都不明显的特点，基本不具铈异常，具正铕异常，微量元素表现为强不相容元素富集，并且具有Nb、Ti的亏损，这与许多地区大陆拉斑玄武岩具Nb、Ti的负异常的特征一致，反映该地区火山岩可能受到陆壳物质的一定混染，总体上显示了大陆内部玄武岩的特征[6-8]。

3 构造环境分析

将玄武岩类样品投到FeO*-MgO-Al2O3图解（图2）中，都落在了C区，为大陆板块内部的玄武岩。将流纹岩投在在Zr-Hf图解（图3）中，均落在Ⅱ区，为伸展盆地火山岩。结合岩石化学特征，该套火山岩产出于大陆板块内部，其构造环境为大陆裂谷，说明该区域在晚石炭—早二叠世地壳处于碰撞后的拉伸期。

4 结论

图2 火山岩FeO*-MgO-Al2O3图解

（1）该套火山岩岩石组合为玄武岩—安山岩—流纹岩（霏细岩），玄武岩、流纹岩占绝对优势，火山岩形成时代为晚石炭—早二叠世，地层划分属上石炭—下二叠统佳木河组。

（2）玄武岩具富钠、富钙，低钾的特征，稀土总量低，具轻稀土富集重稀土亏损，轻、重稀土分馏都不明显的特点，基本不具铈异常，具正铕异常，并且具有Nb、Ti的亏损，显示了大陆内部玄武岩的特征。

图3 长英质火山岩Zr-Hf图解

（3）火山岩构造环境分析，无论是玄武岩还是流纹岩均产出于大陆板块内部，其构造环境为大陆裂谷，说明该区域在晚石炭—早二叠世地壳处于碰撞后的拉伸期，这与区域构造运动一致——晚石炭—早二叠世，准噶尔残余海盆封闭，使其两侧的陆块即西伯利亚板块和哈萨克斯坦板块焊接（欧亚大陆出现），新疆北部由此进入大陆地壳及陆内发展阶段。

[1]胡爱琴，王中刚，涂光炽，等.新疆北部地质演化及火成岩成矿规律[M].北京：科学出版社，1996.

[2]肖旭常，汤耀庆，李锦轶，等.试论新疆北部大地构造演化[J].新疆地质科学，1990（1）:47-68.

[3]王乐民，晁文迪，李永军，等.西准噶尔乌尔禾早二叠世中基性岩墙群LA-ICP-MS锆石U-Pb测年及构造意义[J].2015，33（3）:297-303.

[4]新疆地矿局区测队.新疆乌尔禾幅1∶20万区调报告[R].1979.

[5]新疆地矿局第一区调大队.新疆西准沥青矿地区1∶5万四幅区域地质调查报告[R].2015.

[6]邱家骧，林景仟，等.岩石化学[M].北京：地质出版社，1991.

[7]李昌年，等.火成岩微量元素岩石学[M].武汉：中国地质大学出版社，1992.

[8]邓晋福，肖庆辉，苏尚国，等.火山岩组合与构造环境讨论[J].高校地质学报，2006，13（3）:392-402.