新疆东准噶尔卡拉麦里钾质玄武岩的地球化学特征、成因及其构造意义

卡拉麦里钾质火山岩位于准噶尔盆地的东北缘下石炭统巴塔玛依内山组内。这些火山岩以粗面玄武岩和玄武质粗面安山岩为主,SiO2含量稳定(46.29%～51.56%),具有较高的碱含量(K2O+Na2O=5.39%～6.96%)以及高K2O/Na2O比值(K2O/Na2O=0.5～1.4),TiO2含量相对稳定(0.94%～1.21%),显示钾玄质岩石特征。岩石地球化学表明,钾玄岩强烈富集LILE(如K、Rb和Sr)和LREE((La/Yb)N=4.39～6.25),Eu正异常明显(δEu=1.3～1.7),相对亏损HFSE(如Zr、Hf),Ta、Nb和Ti呈明显的"TNT"负异常,及较高Ba/Nb和Ba/Ta比值(分别为38～93,574～1470),显示典型岛弧岩浆特征,而Nd-Sr同位素显示亏损地幔源区特征。不相容元素(Nb/La)N和Ba/La比值(分别为0.33～0.41,11.07～18.82)以及高Nb含量(4.45×10-6～7.76×10-6),表明这些岩石来自一个交代作用富集的地幔源区。通过钾质火山岩环境的梯次判别图研究,发现巴塔玛依内山组钾玄岩形成于后碰撞环境,显示岛弧的岩石地球化学特征。在后碰撞期,由于陆内调整和均衡作用,东准噶尔东北缘的岩石圈伸展减薄,随着岩石圈地幔的减薄,前期交代富集的下部地幔楔(金云母和/或钾质角闪石-尖晶石相二辉橄榄岩)发生低度部分熔融形成钾玄质母岩浆,诱发了后碰撞型钾玄质岩浆活动(具有弧火山岩岩石地球化学特征),形成了卡拉麦里巴塔玛依内山组钾质玄武岩。     

东准噶尔卡拉麦里地区巴塔玛依内山组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄

巴塔玛依内山组是一套以火山岩为主的陆相火山-沉积地层,在东准噶尔地区广泛分布,规模巨大,且形成时代久存争议。通过对卡拉麦里地区巴塔玛依内山组层型剖面的重新实测,以及对该组中下部层位玄武岩进行LA-ICP-MS测年,获得锆石U-Pb年龄为(338.7±7.7) Ma(MSWD=0.24)。所测锆石的CL图像上可见明显的震荡环带结构,且锆石Th/U比值为0.11～0.95,均大于0.10,13颗锆石的Th/U平均值为0.56,Th/U呈正相关,说明属岩浆锆石,指示其代表了巴塔玛依内山组的形成时代。结合前人的年代学数据及化石资料,将巴塔玛依内山组时代确定为早石炭世中期—晚石炭世初期,认为其中下部层位时代不晚于338.7 Ma。该成果进一步约束了区内陆相火山地层的时代,并为研究东准噶尔构造带的火山岩浆作用及其构造演化提供了新的年代学依据。     

东准噶尔卡拉麦里松喀尔苏岩体花岗岩年代学、地球化学特征及其构造意义

东准噶尔地区岩浆活动丰富,侵入岩发育广泛.松喀尔苏岩体位于准噶尔东缘,卡拉麦里构造带南侧,岩体规模较小,主要由二长花岗岩和正长花岗岩组成.锆石U-Pb定年结果表明其形成年龄为(410.2 ±2.2) Ma(MSWD=0.30),是卡拉麦里构造带南缘首次报道的早泥盆世花岗质岩石年龄.从岩石地球化学成分上看,岩体主要为碱性...     

东准噶尔卡拉麦里SSZ型蛇绿岩地球化学及其构造意义

卡拉麦里蛇绿岩带受控于卡拉麦里深大断裂,主要由超镁铁质岩体、镁铁质岩脉和火山熔岩组成.超镁铁质岩体主要由地幔方辉橄榄岩组成,并有纯橄岩和铬铁矿矿石产出.超镁铁质岩石具有低SiO2、高MgO、LREE富集的"V"字形和LREE略富集型稀土元素分布模式,具有SSZ(supra subduction zone)型的地幔橄榄岩特征.玄武岩、堆晶辉长岩以及辉长闪长岩岩脉具有低Al2O3、TiO2、K2O+Na2O含量,且K2O＜Na2O,具相对高的MgO和极低的P2O5含量,具低Ti/V比值(10～20)、低的稀土元素丰度和LREE弱亏损型稀土元素配分模式,显示与洋内板块俯冲作用有关的SSZ型蛇绿岩地球化学特征.碱性玄武岩则具有洋岛玄武岩特征,具有高Al2O3、TiO2(2.50%～3.43%,平均3.16%)、K2O+Na2O(7.36%～9.40%)、P2O5(0.509%～1.579%,平均0.80%)和Ti/V(＞50),相对低MgO(1.84%～2.81%,平均2.60%)的特征,富集不相容元素并具高的稀土元素总量和轻稀土元素明显富集的稀土元素配分模式,显示洋岛玄武岩特征,代表了洋盆早期洋内热点作用.卡拉麦里蛇绿岩带反映了哈萨克斯坦-准噶尔联合陆块与西伯利亚板块的古洋盆经历了洋内热点作用和大洋板块洋内俯冲消减的演化过程.     

新疆东准噶尔卡拉麦里蛇绿岩的地球化学特征及大地构造意义

新疆东准噶尔卡拉麦里蛇绿混杂岩的岩石组合为变质橄榄岩、辉长岩、辉绿岩和基性熔岩等.该蛇绿岩中辉长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄(329.9 Ma±1.6 Ma)证明卡拉麦里蛇绿岩的形成时间为早石炭世维宪期.蛇绿岩中辉长岩和基性熔岩REE球粒陨石标准化和微量元素原始地幔标准化分配型式呈平坦型分布,大离子亲石元素丰度低,成分上非常相似于正常的MORB,同时无岛弧及洋岛岩石的地球化学特征,表明该蛇绿岩很可能形成于大洋中脊.结合该区野外地质特征、岩石地球化学和高精度年代学等方面的研究,认为卡拉麦里洋盆形成于泥盆纪初期,最终闭合于旱石炭世谢尔普霍夫期.     

新疆东准噶尔卡拉麦里地区红柳沟组玄武岩发现及地质意义

新疆北部东准噶尔卡拉麦里地区红柳沟组中发现玄武岩,测年结果显示,红柳沟组玄武安山岩形成于(428.1±2.5) Ma,属中志留世晚期。岩石地球化学特征表明,红柳沟组玄武安山岩Nb含量13.7×10^-6～14.8×10^-6,Al₂O₃含量17.62%～17.76%,均值17.71%,具富Nb玄武岩特征,为钙碱性系列。该岩石轻重稀土元素分馏较明显,分布模式为无明显铕异常的右倾曲线,微量元素表现出不同程度富集轻稀土元素和大离子亲石元素特征,具弱的Nb,Ta,Ti负异常。红柳沟组玄武安山岩原岩可能为具陆内弧后盆地玄武岩性质的岩石,源区受到俯冲板片熔体改造,岩浆作用期间发生一定程度混染。结合前人研究,认为红柳沟组玄武岩安山可能形成于碰撞造山后的板内伸展环境,代表北部卡拉麦里洋盆初期陆内拉张阶段。     

东准噶尔柳树沟组火山岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其构造意义

研究东准噶尔地区晚石炭世构造环境对于理解中亚造山带演化具有重要意义。本文选取晚石炭世柳树沟组二段火山岩为研究对象,开展详细的岩石学、岩相学、锆石U-Pb年代学以及地球化学研究。柳树沟组可分为3段,其中一段为陆源碎屑岩夹少量基性火山岩,二段为枕状玄武岩夹少量火山碎屑岩、碎屑岩,三段为陆源碎屑岩、中酸性火山岩夹火山碎屑岩。定年结果显示柳树沟组中玄武岩和流纹质凝灰岩锆石U-Pb年龄分别为312.5±6.5 Ma和316.2±1.4 Ma,表明柳树沟组火山岩形成时代为晚石炭世。主量元素分析显示该玄武岩属亚碱性—拉斑质系列岩石;稀土元素总量为62.58×10^-6～100.61×10^-6,轻/重稀土比值为2.30～5.05（平均值为2.97）,样品（La/Yb）_N为1.48～4.32,指示轻稀土较重稀土富集。Eu元素总体显示弱的负异常（δEu=0.94～1.08）,岩石富集K、Rb、Sr、Ba等大离子亲石元素（LILE）,重稀土元素（HREE）和Nb、Zr、Hf、Ti等高场强元素（HFSE）相对平坦,表现为大陆裂谷性质。据此,综合分析认为东准噶尔地区于晚石炭世总体处于大陆裂谷环境。结合前人研究成果,我们认为柳树沟组演化经历初期断陷盆地、中期大陆裂谷和裂谷末期等过程,分别对应了柳树沟组1至3段的形成环境。     

东准噶尔卡拉麦里地区巴塔玛依内山组火山岩特征和年代确定

巴塔玛依内山组火山岩在新疆准噶尔盆地东部及其周缘山区广泛分布,是陆东、五彩湾等地区卡拉麦里大气田的主要储层。根据两个实测剖面和一口钻井岩性剖面的对比,巴塔玛依内山组陆相喷发火山岩具有多期次,间歇性喷发的特征,沉积岩夹层是主要的喷发间断面标志。火山岩地层厚度变化快,岩相岩性变化大。岩石化学分析表明巴塔玛依内山组火山岩主要是亚碱性-碱性、高钾的中基性岩。巴塔玛依内山组火山岩锆石SHRIMP U-Pb定年结果为350.0±6.3Ma,结合其上覆地层的生物化石证据,认为巴塔玛依内山组属于下石炭统。     

东准噶尔巴斯克花岗岩闪长岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其构造意义

巴斯克花岗闪长岩位于野马泉岛弧内,笔者等综合野外地质、岩相学、地球化学以及锆石U-Pb年代学等多学科手段,进而为该地区晚石炭世时期构造背景提供岩浆岩约束.岩石地球化学研究表明,岩株主量元素具有高硅、准铝—弱过铝质、钙碱性的I型花岗岩特征;岩石样品稀土元素总量在83.79×10-6至125.67×10-6之间,且轻/重稀...     

东准噶尔巴斯克花岗岩闪长岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其构造意义

巴斯克花岗闪长岩位于野马泉岛弧内,本文综合野外地质、岩相学、地球化学以及锆石U-Pb年代学等多学科手段,进而为该地区晚石炭世时期构造背景提供岩浆岩约束。岩石地球化学研究表明,岩体主量元素具有高硅、准铝—弱过铝质、钙碱性的I型花岗岩特征;岩石样品稀土元素总量在83.79×10-6至 125.67×10-6之间,且轻/重稀土之间的比值介于5.32至8.63之间(平均值为7.1),指示轻稀土较重稀土富集。Eu 元素轻度负异常 (δEu=0.69~0.89)。样品富集大离子亲石元素(如K、Rb、Ba),且亏损高场强元素(HFSE,如Nb、Ta和Ti)及P, Nb、Ta负异常明显。岩体锆石206U/238Pb加权平均年龄为301.3±2.5 Ma (MSWD=0.33)和310.7±3.6 Ma (MSWD=0.75),表明岩体形成时代为晚石炭世。综合区域地质特征、岩石地球化学和岩浆源区特征,表明东准噶尔地区晚石炭世(310~301 Ma)处于造山带碰撞后的陆壳伸展构造体制,且岩浆具有壳幔混合和分批熔融、增量生长的特征。     

新疆准噶尔古生代洋盆闭合时限——来自卡拉麦里地区石炭纪碎屑锆石U-Pb年代学的约束

新疆准噶尔古生代洋盆闭合时限对中亚造山带古生代构造格局及演化研究具有重要意义。东准噶尔卡拉麦里断裂带南缘广泛出露石炭纪陆相粗碎屑岩系,沉积相分析表明其形成于扇三角洲沉积环境。依据区域地层对比、岩石组合特征及地层接触关系,将其重新厘定为山梁砾石组。选择西段滴水泉和东段双井子2个地区的山梁砾石组剖面进行地层对比,并在2个剖面底部采集粗砂岩样品进行LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测定,获得最年轻的碎屑锆石年龄分别为349±4Ma和355±3Ma,代表山梁砾石组沉积时代晚于349Ma,应为早石炭世早期。碎屑锆石年龄分布特征及砾石成分表明,其物源主要来自断裂带北侧的泥盆纪火山岩。在分析前人资料的基础上,认为山梁砾石组碎屑岩系是卡拉麦里造山带强烈隆升造山过程的沉积学响应,形成于前陆盆地,限定了准噶尔古生代洋盆闭合时限在早石炭世早期之前。     

东准噶尔卡拉麦里地区黄羊山花岗岩和包体LA-ICP-MS锆石U-Pb测年及地质意义

高精度LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,黄羊山岩浆混合花岗岩加权平均~(206)Pb/~(238)U年龄为311±12Ma,首次获得闪长质微细粒包体加权平均~(206)Pb/~(238)U年龄为300±6Ma,在误差范围内完全一致,均属于晚石炭世,前者代表黄羊山岩浆混合花岗岩成岩年龄,后者代表暗色闪长质微粒包体的形成年龄,表明两者是同时代形成的,属于300Ma前后准噶尔周边地区后碰撞岩浆活动的产物.岩石地球化学研究表明,寄主岩石具有高硅、低铝、贫钙镁、富碱和高分异的特征,寄主岩石、包体和辉绿岩脉成分均落在了混合趋势线上,寄主岩富集Rb和Th等大离子亲石元素及Zr、Hf等高场强元素,亏损Ba、Sr、Ta和Ti等元素,δEu值(为0.01)极低,具有低的~(87)Sr/~(86)Sr初始比值和高正的ε_(Nd)(t)值.黄羊山碱性花岗岩是在后碰撞拉张的构造背景下,幔源岩浆发生底垫作用,由于幔源岩浆底垫作用,下地壳温度升高而熔融形成酸性壳源岩浆,部分幔源岩浆沿着地壳中的深断裂带上涌,发生不同程度壳幔混合形成的,其中闪长质微细粒包体就是基性的幔源岩浆和酸性的壳源岩浆不同程度的混合的记录者,研究区的辉绿岩脉是幔源岩浆直接分异演化的产物.     

西准噶尔克拉玛依岩体的成因:年代学、岩石学和地球化学证据

西准噶尔地区克拉玛依岩体主要由闪长岩和花岗岩组成,锆石SHRIMP法给出的岩体结晶年龄为(315.5±2.8)Ma,为晚石炭世侵入岩.克拉玛依岩体具岛弧岩石的元素地球化学特征:总体上岩石富钠.A/CNK=0.57～0.84,富集LREE,(La/Yb)N=4.7～6.1,Eu显示弱负异常(δEu=0.76～0.91),...     

Petrogenesis and tectonic implications of the middle Silurian volcanic rocks in northern West Junggar,NW China

Zircon U–Pb geochronological and geochemical analyses are reported for a suite of the middle Silurian volcanic rocks from northern West Junggar (NW China), southern Central Asian Orogenic Belt (CAOB), with the aim to investigate the sources, petrogenesis, and tectonic implications. Laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) U–Pb analysis from an andesite yielded a concordant weighted mean ²⁰⁶Pb/²³⁸U age of 429 ± 3 Ma, indicating the presence of middle Silurian volcanic rocks in northern West Junggar. The andesite is tholeiite series and characterized by minor variations in compositions (SiO₂ = 55.68–59.17 wt.%, Al₂O₃ = 14.56–17.7 wt.%, TiO₂ = 0.55–1.23 wt.%, Na₂O + K₂O = 3.46–7.16 wt.%, and P₂O₅ = 0.15–0.37 wt.%), with wider MgO content (2.18–6.48 wt.%) and Mg# (57.4–77.9). All andesitic rocks are enriched in large-ion lithophile elements (LILEs; e.g. Rb, Ba, K, and Th) and light rare earth elements (LREEs), but strongly depleted in some high field strength elements (HFSEs; e.g. Nb, Ta and Ti), with slight negative Eu anomalies (Eu/Eu* = 0.8–1). These features suggest that the andesitic magmas were derived from 2–8% partial melting of a garnet lherzolite depleted mantle source with subducted sediments metasomatized by slab-derived fluids. Combining the current study with those data in existing literature, we conclude that the middle Silurian volcanic rocks formed in an intra-oceanic subduction setting during consumption of the Irtysh–Zaysan Ocean, and further confirm the eastern extension of the early Palaeozoic Boshchekul–Chingiz volcanic arc of East Kazakhstan in China.     

新疆东准噶尔卡拉麦里造山型金成矿系统与区域构造演化

新疆东准噶尔卡拉麦里地区以金水泉、双泉、南明水、苏吉泉东等为代表的金矿床,构成了一套与晚古生代碰撞造山有关的金成矿系统。矿床夹持于区域性的卡拉麦里深大断裂和清水—苏吉泉大断裂之间,矿化受次级脆-韧性断层控制,以中等至陡倾斜的含金石英脉和破碎蚀变岩的形式产于晚古生代浅变质火山沉积岩中。流体包裹体、H-O-S-Pb同位素和热液锆石U-Pb年代学研究表明,成矿流体具中高温(集中于240~330 ℃)、低盐度(<6% NaCl_eq)、富CO₂的变质流体特征,成矿物质来自赋矿的火山沉积岩系,流体不混溶(相分离)和水-岩反应(围岩硫化作用)是导致金沉淀的主要机制,成矿深度变化于7~15 km之间,成矿时代约为314 Ma。晚石炭世至早二叠世,研究区的构造体制由挤压向走滑或走滑伸展转换,构造应力的释放导致深部变质脱水形成的低盐度CO₂-H₂O-NaCl±CH₄含金流体,沿走向NW至近EW向的走滑剪切断裂向地壳浅部流动,并在脆-韧性过渡带或脆性变形带的次级断裂中形成含金石英脉及蚀变岩型金矿石。     

新疆北部卡拉麦里地区黄羊山碱性花岗岩的岩石成因

北疆地区晚古生代后碰撞岩浆活动以大面积分布碱性花岗岩为特征。侵位于晚石炭世的黄羊山碱性花岗岩体是北疆地区产于300Ma左右后碰撞伸展环境中的典型的花岗岩体之一,以正εNd(t)值(+5.06～+6.67)和年轻的tDM(501～878Ma)为特征。黄羊山碱性花岗岩包括钠铁闪石碱性花岗岩和角闪石碱长花岗岩,为过碱质到弱过铝质,岩石化学属钾玄岩系列和高钾钙碱性系列;稀土元素配分曲线为典型的"V"字形,具明显的负Eu异常;富集大离子亲石元素和高场强元素,显著亏损Ba、Sr、P2O5、TiO2。根据这种碱性花岗岩高εNd(t)值和tDM与区域内洋壳年龄吻合度较好的特征,推测其可能源岩应为洋盆闭合时洋壳残片转化而来的年轻地壳。模拟计算得出,黄羊山碱性花岗岩中幔源组分的比例可达88%～92%。在维宪末期-谢尔普霍夫末期的萨吾尔运动之后,软流圈物质上涌所携带的巨大热能加热了区域范围内的地壳,先期抵达的幔源岩浆所携带的热能进一步加热并熔融了下地壳镁铁质物质,形成北疆地区～300Ma的碱性花岗岩。同时,本文也说明了洋壳残片通过构造运动归并到陆壳当中亦可能是某些地区在某些地质时期大陆地壳增生的重要方式之一。     

新疆西准噶尔沙勒克腾地区花岗岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其对后碰撞构造环境的约束

以西准噶尔白杨河上游沙勒克腾山及周缘花岗岩为研究对象,在地质调查的基础上,进行岩石学、锆石U-Pb年龄、岩石地球化学特征研究,探讨其形成时代及构造背景。西准噶尔白杨河上游沙勒克腾山及周缘花岗岩可划分为沙勒克腾、查干恩干、阿拉乔古、坦子不拉克4个序列,各序列岩石组合分别为花岗闪长斑岩、二长花岗斑岩,碱长花岗岩、正长花岗岩,闪长玢岩、闪长岩、石英闪长玢岩,二长花岗斑岩、花岗斑岩。沙勒克腾序列锆石U-Pb年龄为302.1±1.4 Ma(n=26,MSWD=1.5),形成时代为晚石炭世;具有低硅(SiO2=68.07%~70.49%)、贫碱(K2O+Na2O=7.23%~8.18%)、富铝(Al2O3=14.12%~15.69%)、富钛(TiO2含量0.43%~0.48%)、富钙(CaO含量1.71%~3.31%)特征;相对亏损Nb、Ta、Sr、P、Ti,富集Zr、Hf。查干恩干序列锆石U-Pb年龄为296.7±2.1 Ma(n=26,MSWD=0.41),形成时代为早二叠世早期;具有相对高硅(SiO2=74.21%~74.37%),富碱(K2O+Na2O=8.84%~9.19%)、富铝(Al2O3=12.59%~12.85%),低钛(TiO2=0.19%~0.22%)、低钙(CaO=0.64%~1.24%)特征;稀土元素含量低,亏损Sm、Tb、Y、Yb、Lu、Sr,富集Zr、Hf。沙勒克腾序列、查干恩干序列、阿拉乔古序列、坦子不拉克序列分别属于准铝质—弱过铝质高钾钙碱性I型花岗岩、准铝质碱性高分异I型花岗岩、弱过铝质碱性I型花岗岩、S型花岗岩。研究表明,白杨河上游库勒克腾山及周缘花岗岩形成于后碰撞环境挤压应力体制向伸展应力体制转换期,查干恩干序列的侵位标志着区域应力体制进入伸展阶段,进而限定研究区进入伸展应力体制的时限应不晚于296.7±2.1 Ma,为西准噶尔地区晚石炭世—早二叠世后碰撞构造研究提供了新的依据。     

西准噶尔克拉玛依OIB型枕状玄武岩地球化学及其地质意义研究

克拉玛依西山的枕状玄武岩与浊积岩-凝灰岩共生,厚度大于400米的枕状玄武岩层被火山角砾岩-安山岩-硅质岩．凝灰岩覆盖。岩枕之间充填着硅质泥岩。锆石SHRIMP定年结果表明,枕状玄武岩可能在早寒武世形成（〉517Ma,这套地层曾经一直被认为属于石炭系）。枕状玄武岩的稀土元素含量（117．4×10^-6～153．6×10^-6）和配分模式与洋岛玄武岩（OIB）基本一致。枕状玄武岩中大离子亲石元素（Cs、Rb、Ba、K、Pb和Sr）的含量变化较大（明显偏离OIB）,高场强元素（Nb、Ta、Zr、Hf、Ti和P）相对OIB和原始地幔没有表现出明显异常[e．g．,（Nb／Ta）PM=0．92-O．98,（Zr／Hf）PM=1．08-1．18]。西准噶尔地区存在这套OIB型海相火山．沉积建造说明古亚洲洋在西准噶尔地区于寒武纪就已经存在。这套海相玄武岩岩枕中存在大量古元古代一新太古代（1883—2536Ma）岩浆锆石的事实说明,早古生代洋岛玄武岩岩浆源区存在古老大陆地壳物质。