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伊宁地块阿吾拉勒—巩乃斯地区大哈拉军山组与伊什基里克组火山岩对比研究

李钊  
【摘要】:新疆西天山伊宁地块阿吾拉勒—巩乃斯地区广泛分布石炭纪火山岩系,早石炭世大哈拉军山组和晚石炭世伊什基里克组火山岩分布面积占石炭系90%。该火山岩系与成矿作用密切相关,正确认识和鉴定其构造背景是了解西天山古生代洋盆闭合和构造体制转变的关键所在。本文以区内大哈拉军山组和伊什基里克组火山岩为研究对象,在野外调查和查阅各类地质资料的基础上,重新编绘区域地质图,合理划分火山岩地层层序,掌握其时空分布状态、岩石组合、区域变化规律,划分喷发旋回,建立年代格架,总结地球化学特征,并对比两组火山岩在地质特征和地球化学特征方面存在的差异,探究不同的构造属性,分析源区性质和成因类型,为探讨西天山晚古生代构造演化提供新的依据。通过大哈拉军山组和伊什基里克组火山岩的对比研究,取得以下认识:1.大哈拉军山组火山岩总体为一套基性—中性—酸性连续出露的岩石组合,由玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩及同质火山碎屑岩组成,熔岩与碎屑岩厚度比为3.4:6.6,基性、中性、酸性火山岩熔岩厚度比为1:8:1,出露厚度由西向东递增;伊什基里克组火山岩总体以中基性(玄武岩、玄武安山岩)和酸性(流纹岩)成分为主,缺少或缺失安山岩,多处存在明显的成分间断,具有双峰式火山岩特征,熔岩与碎屑岩厚度比为4.3:5.7,基性、中性、酸性火山岩熔岩厚度比为4:3:3,出露厚度由西向东先增大后减小,变化幅度较大。2.大哈拉军山组火山岩以爆发相为主,溢流相次之,爆发指数普遍较大,可划分5~6个喷发旋回;伊什基里克组火山岩以溢流相为主,爆发相次之,爆发指数偏小,可划分3~5个喷发旋回。3.大哈拉军山组火山岩形成时代为343~317Ma,主体属早石炭世;伊什基里克组火山岩形成时代为319~294Ma,主体属晚石炭世;研究区火山活动持续时间长且规模大,火山作用由西向东呈现由老变新的特征。4.大哈拉军山组火山岩整体属钙碱性系列,普遍富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损高场强元素和重稀土元素,具有明显的Nb、Ta、Ti负异常,显示岛弧或陆缘弧火山岩的特征;伊什基里克组火山岩为钙碱性系列和钾玄岩系列,强烈富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损高场强元素和重稀土元素,与裂谷火山岩相近。5.大哈拉军山组玄武岩浆源自受消减板片析出的流(熔)体交代的地幔楔部分熔融,安山岩浆来源于受地幔楔影响的地壳根部,酸性岩浆则起源于稳定的下地壳,与幔源岩浆物质混合而成;晚石炭世造山带根部岩石圈发生拆沉作用,导致软流圈地幔物质上涌,上地幔物质部分熔融形成伊什基里克组玄武岩浆,长英质岩浆是玄武岩浆对下地壳的底侵作用造成前寒武纪基底重熔而形成的,安山岩浆则是基性和酸性岩浆在接触部位发生物质交换的结果。6.大哈拉军山组火山岩形成于南天山洋和北天山洋相向向伊宁地块之下俯冲的活动大陆边缘环境,俯冲作用结束后,进入后碰撞伸展阶段,而伊什基里克组双峰式火山岩则是伸展作用萌芽期的产物。南天山洋闭合时间为晚志留世—早石炭世,北天山洋至早石炭世末期最终封闭,晚石炭世末—早二叠世在伸展体制下形成初期裂谷再逐步趋于成熟,晚二叠世真正进入陆内演化阶段。


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