东准噶尔卡拉麦里地区六棵树组火山岩年代学、地球化学及构造意义

来源：核心期刊咨询网时间：2020-01-14 10:3012

摘要：摘 要：卡拉麦里地区晚古生代构造演化存在较大争议，主要观点有两种：一种认为石炭纪末期仍为岛弧环境，古亚洲洋依然存在;另一种认为石炭纪处于后碰撞环境，古亚洲洋已消亡。研究选取卡拉麦里地区石炭纪六棵树组火山岩进行锆石U-Pb年代学及地球化学研究，认

　　摘 要：卡拉麦里地区晚古生代构造演化存在较大争议，主要观点有两种：一种认为石炭纪末期仍为岛弧环境，古亚洲洋依然存在;另一种认为石炭纪处于后碰撞环境，古亚洲洋已消亡。研究选取卡拉麦里地区石炭纪六棵树组火山岩进行锆石U-Pb年代学及地球化学研究，认为晚石炭世卡拉麦里地区可能仍为岛弧环境，古亚洲洋的消亡应在晚石炭世之后。

　　关键词：东准噶尔;地球化学;六棵树组;古亚洲洋
 

　　《中国地质大学学报(社会科学版)》(双月刊)创刊于2000年，是中华人民共和国教育部主管、中国地质大学主办、面向国内外公开发行的社会科学类综合性学术刊物。

　　中亚造山带为世界最大的造山带之一，也是世界上显生宙以来增生和改造最明显区域之一[1-6]。前人对中亚造山带的构造学、地层学和地球化学进行了大量工作[7-10]。目前对中亚造山带晚古生代构造演化仍存在较大争议。有学者认为中亚造山带在石炭纪末期仍为岛弧环境，古亚洲洋仍然存在[11-12];另有学者认为中亚造山带在石炭纪处于后碰撞环境，古亚洲洋已消亡[13-16]。新疆卡拉麦里蛇绿岩带位于中亚造山带西南部，保留有古亚洲洋晚古生代演化重要信息，该区晚古生代火山岩的研究对认识古亚洲洋晚古生代演化具重要意义[17-21]。本次研究选取卡拉麦里地区石炭纪六棵树组火山岩为研究对象，并进行了精确的锆石U-Pb测年和地球化学分析，探讨岩石类型及成因，为研究该区域大地构造演化提供证据。

　　1 区域地质

　　东准噶尔地区位于新疆东北部，是中亚造山带在新疆的重要组成部分。东准噶尔地区主要出露两条蛇绿岩带，北区阿尔曼太蛇绿岩带和南区卡拉麦里蛇绿岩带[22]。沿两条蛇绿岩带分布有大量古生代火山岩、花岗岩等，暗示古生代时期东准噶尔经历复杂的构造演化过程[23-28]。卡拉麦里地区出露的晚古生代地层主要有早—晚泥盆世卡拉麦里组和晚石炭世石钱滩组、六棵树组。卡拉麦里组主要为灰白色细砾岩、岩屑砂岩和灰绿色砂岩;石钱滩组以砂岩、灰岩安山玢岩为主;六棵树组为玄武岩、英安岩等，夹少量砂岩和砾岩。区域地质研究在石炭纪地层中发现大量海百合、珊瑚等海相生物化石，表明该时期为海相环境[29]。本次研究的六棵树组火山岩位于卡拉麦里蛇绿岩东部，走向大致北偏西，地层周边出露有石炭纪花岗岩(图1)。

　　2 岩相学特征

　　六棵树组火山岩位于老君庙NE向，主要分布于卡拉麦里断裂南部，呈近EW向展布，与上覆晚石炭世石钱滩组呈不整合或喷发不整合接触。以中酸性火山熔岩为主，主要岩性为杏仁状安山岩和褐红色英安岩。安山岩多为褐灰色(图2-a)，具明显斑状结构，斑晶主要为斜长石(35%)，长石呈半自形板状，聚片双晶发育，轻微碳酸盐化;基质(65%)具玻晶交织结构，细板条状斜长石杂乱排列，其间分布玻璃质、磁铁矿(图2-c)。褐红色英安岩具斑状结构(图2-b)，块状构造，斑晶以斜长石为主(30%)，具轻微绢云母化;基质(70%)中雜乱分布有斜长石微晶(图2-d)。

　　3 分析方法

　　本次研究对六棵树组火山岩进行采样，采样位置为N：44°34′41″，E：90°48′46″。为探讨岩石成因及构造意义，对六棵树组火山岩进行锆石U-Pb测年和主量、微量元素地球化学分析。首先在镜下选出晶型较完整的锆石颗粒，按顺序用环氧树脂固定后进行抛光、反射光和透射光照射，选取合适的分析测试点。锆石U-Pb测年实验在中国地质大学(北京)地质过程与矿产资源国家重点实验室进行，所用仪器激光束斑直径为30，频率为60 Hz，剥蚀时间为60 s。其中每隔5个测试点测1次标样，外部标样选用标准锆石91500，内部标样为NIST610。主微量元素分析在武汉综合岩矿测试中心进行，将处理好的200目样品采用X-荧光分析仪和ICP-MS分析主量、微量元素组成，主量元素氧化物相对标样偏差小于2%，微量元素低于5%。

　　4 测试结果

　　4.1 锆石U-Pb测年

　　六棵树组中英安岩锆石U-Pb定年结果见表1。样品锆石主要为浅黄色-无色，呈长柱状，长宽比为1.0～2.0，Th/U为0.32～0.49，阴极发光图像中可见明显环带结构，为典型岩浆锆石(图3)。英安岩锆石总测试点为24个，有14个测试点年龄落在谐和线附近，具较高谐和度，206Pb/238U加权平均年龄为(322.8±2.2)Ma，MSWD=0.72，属晚石炭世(图4)。

　　4.2 岩石地球化学组成

　　对卡拉麦里六棵树组火山岩1件安山岩样品及2件英安岩样品进行主量、微量、稀土元素分析(表2)。

　　卡拉麦里六棵树组安山岩具中等SiO2含量52.67%，Al2O3含量16.73%，较高的CaO含量6.38%和K2O含量2.71%及全碱含量，(Na2O+K2O)含量为7.11%，显示高钾钙碱性特征(图5-a)。样品具中等MgO含量3.53%和TFe2O3含量9.83%，SiO2-K2O+Na2O分类图解中落入粗面安山岩系列(图5-b)。英安岩2件样品SiO2含量较高，分别为67.18%和69.95%，Al2O3含量14.88%和13.64%，具较低的MnO含量0.08%～0.09%和MgO含量0.64%～0.86%。但2件样品K2O含量和Na2O含量有所不同。一类英安岩(PM32-1)具较高的K2O含量3.88%和全碱含量8.62%，属高钾钙碱性系列;另一类英安岩(PM32-2)K2O含量0.87%和全碱含量6.32%较低，为低钾(拉斑)系列(图5-a)。

　　卡拉麦里六棵树组安山岩稀土元素总量为112.3×10-6，轻重稀土元素分异较明显，LREE/HREE为4.31，LaN/YbN为3.49，稀土元素型式图解中呈右倾(图6-a)。英安岩样品稀土元素特征差异较大，高钾英安岩具较高的稀土元素含量，为167.48×10-6，轻重稀土元素具分异趋势，LREE/HREE为5.9，δEu显示亏损特征，δEu=0.81;低钾英安岩具较低的稀土元素含量，104.84×10-6，轻重稀土元素分异明显，LREE/HREE=8.05，具不明显Eu的正异常，δEu=1.11。

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