新疆西天山伊犁盆地南缘呼独克达坂组火山岩岩石地球化学特征研究

王文文，朱亚胜，高 丹

（新疆大学地质与矿业工程学院，新疆 乌鲁术齐 830047）

研究区位于中国西北部的西天造山带，其地理位置独特，且处于气候较好、经济较为发达的伊犁盆地，该区备受中外地质学者关注，是中外地学界长期关注和潜心研究的“热点”地区之一[1]。

呼独克达坂组分布在西天山博罗霍洛山分水岭附近，霍城县果子沟一带，呈不规则北西-南东向条带状展布。前人据该套碳酸盐岩地层相当的层位上采到丰富的珊瑚化石将呼独克达坂组时代厘定为晚奥陶世[2]。

本文通过对呼独克达坂组火山岩岩石地球化学特征详细研究，为进一步探讨本区地质背景及构造演化提供重要指导。

1 火山岩岩石组合特征

火山岩岩石组合较为简单，为中酸性火山碎屑岩，主要岩石类型有流纹质晶屑玻屑熔结凝灰岩，呈紫红色，晶屑玻屑塑变结构，假流动构造，凝灰质由玻屑79%，晶屑20%和岩屑1%及少量磁铁矿，微量锆石组成。流纹质含晶屑玻屑凝灰岩，紫红色，晶屑玻屑凝灰结构，假流动构造，凝灰质由玻屑70%，晶屑11%，岩屑5%和角砾1%，磁铁矿、锆石组成。

胶结物由火山尘组成，岩石成分的12%左右，火山尘经脱玻化作用后被隐晶状长英质和质点状氧化铁交代，不甚均匀分布在玻屑晶屑之间。

2 火山岩的岩石地球化学

2.1 岩石化学

晚奥陶世呼独克达坂组火山岩岩石化学特征见（表1），CIPW标准矿物显示，岩石属铝过饱和类型，标准矿物组合为Qf+Or+Ab+An+C+Hy。

岩石中蚀变流纹质含晶屑玻晶凝灰岩、蚀变流纹质晶屑玻屑熔结凝灰岩SiO2含量为71.76～73.84（%下同），分属酸性岩。在TAS图解中岩石投影于流纹岩区，与镜下鉴定的流纹质岩石基本上相吻合。岩石中Al2O3含量为11.26～10.53。凝灰岩中K2O＜Na2O，熔结凝灰岩中K2O＞Na2O。里特曼指数δ值在1.41～0.47，均小于3.3，为钙碱性岩。AFM图解中样品点分布于拉斑玄武岩系列与钙碱性系列分界线附近。

分异指数DI在92.31～89.36，表明岩浆的分异演化较彻底，酸性程度较高。岩石固结指数SI为0.78、0.41，反映岩石分异程度较差，岩石的酸性程度较高，长英指数FL为53.60～66.15，反映岩浆分离结晶作用程度一般，氧化率OX为0.5，显示岩石氧化程度中等。

2.2 稀土元素特征

火山岩稀土分析及特征参数值见（表2），从表中可见火山岩稀土元素REE=171.87～203.95，含量相对较高，岩石中轻稀土元素含量均大于重稀土元素含量。

δEu0.62～0.64小 于1，Eu/Sm比 值 为0.20～0.21小于0.35，为负异常，岩石中δCe0.93～0.95，铈基本不亏损。Sm/Na比值为0.20～0.21，说明岩石来源较浅。(La/Yb)N为5.10～6034，(Ce-Yb)N其比值均小于1，表明岩石轻稀土富集。

岩石球粒陨石标准配分模式（图1），显示均为右倾斜的“V”型，负铕异常明显，配分曲线近于平行，配分型式基本一致，反映为同源岩浆演化的产物。

表1 晚奥陶世呼独克达坂组火山岩岩石特征表

表2 晚奥陶世呼独克达坂组火山岩岩石稀土元素特征表

表3 晚奥陶世呼独克达坂组火山岩微量元素特征表

图1 稀土元素球粒陨石标准配分模式图

图2 微量元素比值蛛网图

2.3 微量元素特征

微量元素特征见（表3），岩石中K、Ba、Th等元素富集中强；Rb、Nb、等元素亏损明显，Ti元素亏损－强烈亏损，显弱富集。与世界同类岩石相比呼独克达坂组凝灰岩、熔结凝灰岩中Sr、Hf、Sc、Zn等元素偏高，另外凝灰岩中Zr元素偏高，其它元素低于维氏值。反映物质来源于地壳部分熔融。

3 大地环境探讨

晚奥陶世呼独克达坂组火山岩岩石类型在区内出露的爆发相以凝灰岩类为主，以夹层形式产出，厚度小，显示该期火山岩形成时火山喷发强度不大。

在Hf-Th-Nb图解中样品投入岛弧区，在logτlogб图解中样品均投影于岛弧区及活动大陆边缘。火山岩微量元素特征对比（图2），特征表明火山岩浆来自壳源区，形成于岛弧环境。

区域上从晚奥陶世开始，在伊犁地块南侧形成博罗科努早古生代岛弧带，在晚奥陶世区内形成碳酸岩夹火山碎屑岩建造[3]。

综合分析认为晚奥陶世呼独克达坂组火山岩形成时的构造环境为岛弧环境[4]。该组火山岩形成于大洋岛屿构造环境，进一步说明奥陶世时南天山洋盆是大规模扩张的[5，6]。