新疆西准噶尔谢米斯台地区发现早古生代火山岩地层: 野外地质学和年代学证据

王章棋, 江秀敏, 郭 晶, 徐 飞, 邓 欣,张 倩, 李 解, 牛启营, 罗照华

(1.中国地质大学 地质过程与矿产资源国家重点实验室, 北京 100083; 2.浙江物产金属集团有限公司, 浙江杭州 310000)

0 引 言

中亚造山带(CAOB)以其巨量的金属和非金属矿产而广受关注(Jahn, 2004; Shen et al., 2009;朱永峰等, 2007; 何国琦和朱永峰, 2006; 沈远超和金成伟, 1994; 肖文交等, 2008; 陈宣华等, 2010,2011, 2013)。西准噶尔位于中亚造山带南部, 以广泛分布古生代岩浆作用和变形为特征, 是古亚洲洋扩张、俯冲、增生杂岩和岩浆弧等地体的拼贴碰撞形成的产物(Buslov et al., 2001, 2004; Han et al., 2010; Xiao et al., 2008; Xu et al., 2012; 韩宝福等, 2010)。西准噶尔北部地区被认为由北向南发育有NW向的额尔齐斯-斋桑缝合带、近EW走向的扎尔玛-萨吾尔岩浆弧和博什库尔-成吉斯岩浆弧(Chen et al., 2010; Windley et al., 2007)(图 1a), 其中额尔齐斯-斋桑缝合带是晚石炭世由西伯利亚地块和哈萨克斯坦地块相碰撞而成(Buslov et al.,2004; Chen et al., 2010; Windley et al., 2007; 韩宝福等, 2010), 该处发育一系列泥盆纪-石炭纪火山沉积岩。扎尔玛-萨吾尔岩浆弧被认为是其北部额尔齐斯-斋桑洋在晚古生代向南俯冲的产物, 其间发育泥盆纪硅质砂岩、粉砂岩、灰岩、中-酸性火山岩和早石炭世海相火山沉积岩系及钙碱系列侵入岩(Chen et al., 2010; 朱永峰和徐新, 2006; 李锦轶等, 2006)。

谢米斯台地区位于新疆西准噶尔北部地区(图1b)。前人的研究认为该区的火山岩应当归属于泥盆纪-石炭纪, 其中泥盆纪火山岩地层主要为呼吉尔斯特组的一套中酸性火山岩(成守德和王元龙,1998; 何国琦等, 2004; 新疆维吾尔自治区地质矿产局, 1993)。近年来, 一些研究成果表明谢米斯台地区可能存在志留纪地层(Chen et al., 2010; Shen et al., 2012; 孟磊等, 2010)。但由于样品数量较少, 缺乏详细的火山地质特征描述, 尚难以进行区域地层的对比。

本文报道了谢米斯台地区2条实测剖面(P1、P3)和一条路线地质剖面(P2)的地层特征, 以及火山-沉积地层剖面中代表性岩石的测年结果, 试图阐明谢米斯台地区火山-沉积地层的基本特征、时代归属及其地质意义。

图 1a: Ⅰ. 阿尔泰地块; Ⅱ. 额尔齐斯-斋桑缝合带; Ⅲ. 晚古生代扎尔玛-萨吾尔岩浆弧; Ⅳ. 早古生代博什库尔-成吉斯岩浆弧; Ⅴ. 西准噶尔增生杂岩带; Ⅵ. 伊犁地块北部晚古生代岩浆弧; Ⅶ. 蛇绿岩。图1b: 1. 中生界; 2. 侏罗系; 3. 二叠系; 4. 泥盆系-石炭系; 5. 志留系-下泥盆统; 6. 晚石炭世-中二叠世花岗岩类; 7. 早石炭世花岗岩类;8. 晚志留世-早泥盆世侵入体; 9. 蛇绿岩; 10. 断裂; 11. 研究区; 12. 火山岩剖面与编号。

1 地质背景

博什库尔-成吉斯岩浆弧延入西准噶尔北部地区, 广泛发育寒武纪和志留纪的岛弧火山岩系, 中奥陶世早期火山弧向南西迁移并发育凝灰岩-火山碎屑岩, 中奥陶世形成弧前盆地复理石和海相磨拉石建造。晚奥陶世-中泥盆世岛弧继续向南西迁移,并形成增生边。从泥盆纪开始发育陆相火山岩及火山碎屑岩, 晚泥盆世形成海相碎屑岩沉积(朱永峰和徐新, 2006)。

研究区位于西准噶尔北部谢米斯台山东段, 其西北部为近EW走向的塔尔巴哈台山、北部为萨吾尔山, 东侧为近 EW 走向的沙尔布尔提山, 西南边分布着近NE-SW走向的吾尔喀什尔山(图1b)。塔尔巴哈台山地区主要由泥盆系-石炭系火山-沉积岩组成, 局部出露上奥陶统(灰岩、硅质岩、凝灰岩夹中基性熔岩)和志留系的碎屑岩(朱永峰和徐新, 2006)。萨吾尔山地区主要为中泥盆统中酸性火山碎屑岩夹硅质粉砂岩和下石炭统海相火山沉积岩。沙尔布尔提山地区发育志留系, 岩性以紫红色、杂色海相火山碎屑岩为主, 夹碳酸盐岩、硅质岩透镜体, 火山碎屑岩中常见浊积岩结构、构造, 总体显示海相磨拉石组合的特征(何国琦和李茂松, 2001)。吾尔喀什尔山地区火山岩地层被认为主要是一套中泥盆统浅海相中基性火山碎屑岩夹火山熔岩, 出露的岩石类型主要为灰绿色集块岩、角砾岩、凝灰岩夹少量的火山熔岩(翁凯等, 2013)。

2 火山岩剖面特征

2.1 牛丈山实测地层剖面(P1)

牛丈山剖面位于莫阿特矿区东部边缘(图 1b),北起牛丈山以北约300 m, 南至测区南部边缘, 为一条整体呈南北向(176°)展布的地层剖面(图2a), 总厚度为 1812 m。剖面起点坐标: E85°47′34″, N46°37′58″;终点坐标: E85°47′22″, N46°35′20″。

1、灰绿色英安岩、安山岩及火山碎屑岩夹少量灰绿色粉砂岩。 135 m

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2、灰绿色岩石呈巨厚层状流纹岩夹少量透镜状产出的长石砂岩及少量熔结凝灰岩。 251 m

-----------------断层(F2)------------------

3、安山质火山碎屑岩夹砂岩、安山岩和流纹岩为主, 下部以富含流纹岩和流纹质熔结凝灰岩为特征; 中部出现大量紫红色粗砂岩和含粒粗砂岩, 夹有紫色安山岩; 上部以流纹岩为主, 夹少量凝灰质砂岩。 201 m

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5、紫红色安山质火山碎屑岩夹玄武安山质熔岩,其中火山碎屑岩中含有火山角砾岩。上部主要为玄武安山岩。 240 m

豫东地区，早春育苗在6月下旬至7月上旬定植，秋季育苗翌年3月中下旬定植。一般在苗龄60～80天、苗高 0.3～0.4米、有 3～5根地上茎时定植。

6、流纹岩和流纹质熔结凝灰岩为主, 夹薄层凝灰质砂岩。 116 m

7、韵律性非常明显的黄褐色砂砾岩, 地貌上表现明显, 其中砾岩常构成隆状地貌, 岩石常常遭受后期的硅化作用。 485 m

针对年龄较大患儿,护理人员要积极地鼓励患儿进行咳嗽与排痰。如果患儿年龄较小,其难以排痰,则在雾化吸入以后进行拍背,帮助患儿排痰。在必要的情况下对患儿进行吸痰处理,吸痰之前要进行适当地心理安抚,保证动作的轻柔性。吸痰之后要对患儿分泌物状况进行观察,并及时地对其进行清理。

-----------------断层(F1)------------------

8、灰绿色、灰褐色砂砾岩, 砂砾岩常常被残破积物覆盖。 139 m

2.2 巴音布鲁克路线地质剖面(P2)

巴音布鲁克路线地质剖面(图1b、2b)起点位于318省道212段, 终点在318省道202段处, 总厚度为9252 m。

1、主要为构造岩片组成, 蚀变角砾状基性-酸性熔岩夹少量含砾粉砂岩、炭质泥岩及基性岩脉。边界倾角陡立, 显示了强烈的构造剪切作用。 870 m

4、灰紫色安山质晶屑凝灰岩为主, 夹砂砾岩,产状较平缓。 245 m

晚古生代地层归属于下泥盆统, 主要分布于 F2与 F1之间(图 6), 下部以安山质-英安质火山碎屑岩

2、发生强烈硅化作用的英安岩, 并伴随着强烈的电气石化。 35 m

(2) 英安岩样品 MQ06-01中锆石粒径约为120~200 μm, 以长柱状为主, 少量呈短柱状。锆石核幔结构简单, 幔部均显示出清晰的韵律环带(图3b)。18个测试点的Th/U比值介于0.68~1.29之间(表1), 具有岩浆锆石特点, 测点的Th、U含量范围分别为 74×10-6~341×10-6、98×10-6~292×10-6,206Pb/238U的年龄集中在 406.1±1.7 Ma~425.8±3.1 Ma 之间(表1)。在U-Pb年龄的谐和图上, 样品相对集中分布于一致线的 415 Ma附近区域(图 4b), 加权平均值为412.0±2.5 Ma(MSWD=4.0,n=18, 2σ), 该年龄可作为样品的形成时代。

式中，Cn为第n次取样时接收液中药物浓度；V为接收池中接收液体积(5.0 mL)；Ci为第i次取样时接收液中药物浓度；1.0为取样体积(mL)；S为有效渗透面积(0.64 cm2)。以Qn(μg/cm2)为纵坐标，时间t(h)为横坐标，绘制累积渗透曲线，求出稳态透皮速率J[μg/(cm2·h)]。

4、厚层紫红色、黄褐色含砾砂岩互层, 具有块状层理。 2121 m

5、流纹岩及流纹质火山角砾岩。流纹岩上下部常见流动自碎角砾岩。 924 m

6、玄武安山岩和安山岩互层。下部以紫红色杏仁玄武质岩石为主, 上部以灰紫色安山岩为主。630 m

-----------------不整合接触------------------

7、具有揉皱构造的变质砂岩。该层岩石整体为黄绿色, 向上部逐渐转变为白色、灰白色。 150 m

8、紫红色砾岩和含砾砂岩。 852 m

9、火山碎屑岩, 包括火山角砾岩、熔结凝灰岩、凝灰质砂岩等,局部发育良好的层理构造。其间夹有紫红色含砾砂岩。 1710 m

10、安山岩、流纹岩和玄武岩, 其中玄武岩位于最北部, 为一种强烈蚀变和碎裂的灰绿色玄武岩。1020 m

2.3 318省道207段西侧实测剖面(P3)(图2c), 总厚度为80 m

1、紫红色流纹岩, 与下部的灰白色安山岩接触部出现流纹质流动角砾岩。 40 m

2、灰白色安山岩。 7 m

3、紫红色安山岩。 29 m

4、灰色杏仁玄武岩。 4 m

3 年代学特征

3.1 分析方法及实验仪器

为了进一步探讨谢米斯台地区的火山岩形成的时代及构造背景, 本文选取代表性样品流纹岩和英安岩进行锆石的U-Pb测年研究。分选出的锆石经过手工挑选、制靶和抛光, 然后进行阴极发光、透射光和反射光成像观察, 揭示锆石的内部结构。样品MQ02-04和MQ06-01单矿物锆石分选和阴极发光成像在廊坊市地科勘探技术服务有限公司完成。样品XA-32-8和XA-33-1锆石阴极发光成像在中国地质科学院地质研究所北京离子探针中心进行。通过对比阴极发光和透反射图像, 鉴别锆石颗粒的不同生长域的特征, 选取没有包裹体和裂缝的锆石颗粒进行U-Pb同位素定年的测试。

样品MQ02-04和MQ06-01锆石U-Pb同位素定年测试在中国地质科学院矿产资源研究所成矿作用与资源评价重点实验室进行。所用仪器为德国Finnigan公司生产的Neptune型激光多接收等离子体质谱(LA-MC-ICPMS), 并结合美国 New Wave公司生产的 UP213激光剥蚀系统, 激光剥蚀所用斑束直径为 25 μm, 频率为 10Hz, 能量密度约为2.5 J/cm2, 以He为载气。LA-MC-ICPMS激光剥蚀采样采用单点剥蚀的方式。U和Th含量以锆石标样M127(U:923×10-6; Th: 439×10-6; Th/U: 0.475)为外标进行校正。在测试过程中, 每测定 10个样品点前后重复测量两次锆石标样GJ-1和一次锆石标样Plesovice, 更多详细的分析流程和原理见(侯可军等, 2009)。

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样品(XA-32-8和XA-33-1)锆石U-Pb同位素定年测试在天津地质矿产所同位素实验室完成, 分析仪器为 Thermo Fisher 公司制造的 Neptune, 利用193 nm FX 激光器对锆石进行剥蚀, 激光剥蚀的斑束一般为35 μm 或50 μm, 能量密度为 13~14 J/cm2,频率为8~10 Hz。U-Pb同位素分馏校正采用TEMORA和GJ-1作为外部锆石年龄标准进行。普通Pb校正采用204Pb校正法(Andersen, 2002)。计算锆石样品的Pb、U、Th含量的外标为NIST612玻璃标样。

分析数据的离线处理(包括对样品和空白信号的选择、仪器灵敏度漂移校正、元素含量及U-Th-Pb同位素比值和年龄计算)采用软件ICPMSDataCal完成(Liu et al., 2010), 锆石年龄谐和图用Isoplot3程序(Ludwig, 2003)获得。测试结果见表1。

这他是知道的。不久他就会走到那块“小棍子地”。他觉得它就在左面的什么地方，而且不远——可能翻过下一座小山头就到了。

3.2 分析结果

(1) 流纹岩样品 MQ02-04中锆石粒径约为100~150 μm, 以自形粒状为主, 少量呈短柱状。CL图像表明锆石均呈清晰的韵律环带(图 3a), 颗粒外缘显示出一条很窄的变质亮边, 可能是由于后期流体对锆石发生了再改造(Hoskin and Schaltegger,2003), 这样往往会造成样品的年龄值偏小(Zhu,2011)。对比该样品的 1号、20号和 30号锆石, 可以发现该期热液改造形成的亮边对于锆石的年龄值不存在偏大或偏小的影响。前人研究表明, 不同成因的锆石具有不同的 Th、U含量和 Th/U比值: 岩浆锆石的 Th/U比值(一般＞0.4)高于变质锆石 Th/U比值(一般＜0.1)(Hoskin and Black, 2000; 李长民,2009; 吴元保和郑永飞, 2004)。剔除个别年龄明显不属于同一期的几个测试点值, 24个测试点的Th/U比值介于0.71~1.93之间(表1), 具有岩浆锆石的特点,Th、U 含量分别为 36×10-6~501×10-6、45×10-6~315×10-6,206Pb/238U 的年龄值介于 395.4±2.3 Ma~409.5±5.1 Ma之间(表 1), 加权平均的结果为401.7±2.6 Ma (MSWD=2.1,n=24, 2σ), 所有的年龄测定值都落在锆石U-Pb年龄谐和图上(图4a), 该年龄可代表样品的形成时代。

据介绍，水稻作为单子叶植物生物学研究的模式植物，在基因组与功能基因研究等方面具有重要作用。但与同为模式植物的拟南芥相比，水稻需要较大的室外大田或温室，而且其较长的生长周期和对自然环境的高度依赖性，也制约了其生物学基础研究的进一步发展，尤其是在水稻逆境抗性、水稻病原菌互作等方面。

3、含砾石英砂岩、含砾长石砂岩也遭受到强烈的硅化作用, 宽窄不等的石英脉呈不规则状穿插于各种含砾砂岩中, 偶见孔雀石化现象。 940 m

(3) 流纹岩样品XA-32-8中锆石粒径约为80~150 μm, 粒状、柱状都存在。部分锆石可见韵律环带, 部分难以辨别(图3c)。结合测试数据(表1)可以发现锆石 Th、U含量高则阴极发光整体呈现较黑, 比如 9号锆石和21号锆石, 并且后者的Th/U也都明显高于前者, 但是两者所得的锆石年龄值却相近。20个测试点的Th/U比值介于0.93~5.53之间(表1), 测点的Th、U含量值范围分别为247×10-6~16435×10-6、250×10-6~5143×10-6,206Pb/238U 的年龄值分布范围较大, 介于 428±4 Ma~440.9±4 Ma之间(表 1), U-Pb年龄的谐和图上样品相对集中分布于一致线的附近区域(图4c), 加权平均年龄为435.9±3.4 Ma (MSWD=0.86,n=20, 2σ)。

(4) 流纹岩样品 XA-33-1中锆石粒径约为 80~150 μm, 粒状、柱状都存在。从阴极发光图像中可以看出, 部分锆石整体较黑, 可能与锆石Th、U含量较高有关(表1), 部分可见韵律环带(图3d), 两者测得的年龄值也相近。19个测试点的Th/U比值介于0.81~5.94之间(表1), 测点的Th、U含量值范围分别为 257×10-6~25397×10-6、186×10-6~5246×10-6,

206Pb/238U的年龄值分布范围较大, 介于425±4 Ma~442.9±5 Ma之间(表1), U-Pb年龄谐和图上样品相对集中分布于一致线的附近区域(图 4d), 加权平均的结果为 433.4±3.6 Ma(MSWD=1.11,n=19, 2σ)。

如今，当我再次走进电影院时，恍若刘姥姥了进了大观园。影院竟然是多间放映厅，一厅一部电影，多部电影同步播放，观众可以随意选择。甚至同一部电影一天当中是循环播放的，可以根据播放时间，选择观看多部电影呢！

表1 谢米斯台火山岩的锆石LA-MC-ICP-MS U-Pb定年分析数据Table 1 LA-MC-ICP-MS zircon U-Pb dating results of the volcanic rocks in the Xiemisitai area

续表1:

图3 谢米斯台火山岩样品中代表性锆石的CL图像Fig.3 CL images of the representative zircon grains from the volcanic rocks in the Xiemisitai area

4 区域地层组合

4.1 岩相学特征

火山岩是区内出露的主要岩浆岩类型, 包括熔岩和火成碎屑岩两大类。按化学成分, 火山岩中有基性岩、中性岩和酸性岩, 典型岩石类型包括玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩及相应成分的火成碎屑岩。

(1) 流纹岩

图4 谢米斯台火山岩锆石U-Pb年龄谐和图Fig.4 Zircon U-Pb concordant diagrams for the volcanic rocks in the Xiemisitai area

流纹岩具有褐红色外貌, 发育流纹构造。在研究区北部局部流纹岩显示灰白色, 并发育明显球粒结构, 形成一条断续分布的球状流纹岩条带, 南部则较少分布。流纹岩中常见块状构造, 斑状结构, 斑晶为石英和钾长石。显微镜下, 钾长石斑晶呈半自形板状, 粒径1~3 mm, 含量约20%。部分长石发生破碎, 发生黏土化、方解石化。石英斑晶呈六边形粒状及溶蚀港湾状, 部分溶蚀成浑圆状, 粒径 0.5~2 mm不等, 含量约 20%。基质含量约 60%, 隐晶质结构,主要由细小长英质矿物组成, 发生黏土化和碳酸盐化。流纹岩中可见少量的磁铁矿作为副矿物。

(2) 英安岩

英安岩主要分布于研究区的北部, 南部很少见。一般色率较低, 具有斑状结构, 斑晶含量为25%,由斜长石和石英构成。显微镜下, 斜长石颗粒呈长板状, 最大颗粒大小为: 1.8 mm×0.6 mm。石英斑晶具有重结晶现象, 表现为波状消光, 很可能是捕虏晶, 最大粒径为 0.3 mm×0.15 mm, 最小为 0.04 mm×0.04 mm。暗色矿物少见, 大多已遭受绿泥石化,且发育磁铁矿暗化边。基质部分(含量 75%)具有交织结构, 由斜长石微晶、石英细晶及火山玻璃组成。副矿物含有方解石、绿帘石、绢云母等蚀变矿物, 其中方解石呈细脉状贯入于岩石裂隙中, 同时含有少量磷灰石。

（三）寄生虫性腹泻的综合防治合理的驱虫程序是防治该类疾病的基础。驱虫程序：35～70日龄的仔猪应进行1～3次驱虫，怀孕母猪应在产前3个月和产前1周进行驱虫，后备、空怀猪及种公猪，每年驱虫3～4次，育肥猪应在春秋两季对全群猪各驱虫1次。经常清扫猪圈。将猪粪集中储粪池发酵消灭虫卵、幼虫或卵囊。

陆茂本说：“你怎么摊上这样一个媳妇？还是光棍好啊。不过，别呦呦被子湿了也好。你想啊，被子湿了，她晚上就没被子盖了，现在是夏天，天热，她身上最多盖一件衣服，腿，就全露出来了……”

安山岩一般为灰绿色或者紫红色, 北部地区两者都有出现, 南部地区以后者为主。斑状结构, 块状构造。肉眼观察, 斜长石斑晶有时呈粉红色, 有时呈灰白色, 可能与后期蚀变或风化作用有关。显微镜下, 岩石以含有大量斜长石斑晶为特征, 较新鲜的安山岩为块状构造, 斑状结构, 斑晶含量~50%, 主要为斜长石(~10%), 含少量角闪石(＜5%)。斜长石呈自形长板状分布于基质中, 最大粒径为 1 mm×0.5 mm, 最小的为0.1 mm×0.05 mm。斜长石颗粒中心发生强烈的黏土化、绢云母化, 边部存在白色环边。角闪石具有浅绿色-浅黄色多色性, 见有二级蓝绿干涉色, 呈短柱状集合体分布。安山岩的基质部分由长英质微晶组成, 经受了黏土化和绢云母化,总含量~45%。副矿物含量为~5%, 主要为磁铁矿和少量磷灰石, 部分颗粒较大的磁铁矿具有聚集生长的现象。

(4) 玄武安山岩

北部地区的玄武岩见于 318省道的北端, 研究区内未见出露。该层玄武岩呈灰绿色(图5a), 非常破碎, 蚀变较强烈或经受过区域变质作用, 岩石中常见石英细脉、杏仁及方解石细脉。南部玄武岩则显得新鲜, 主要特征有方解石杏仁且斜长石的颗粒大(图5b)。深紫色, 具有杏仁构造, 部分气孔被填充成杏仁含量~5%。玄武安山岩一般为间粒结构, 矿物主要为斜长石(85%), 见有少量伊丁石和单斜辉石, 其中斜长石长条状晶体(1 mm×0.3 mm)呈定向或放射状分布, 表明有部分黏土化, 其间有磁铁矿或辉石填隙, 磁铁矿含量小于5%, 辉石含量~5%。为主, 夹有大量砂砾岩, 并零星分布有杏仁状玄武岩; 上部则主要为黄褐色砂砾岩, 显示韵律性层理,仅有少量凝灰质粉砂岩, 主要为陆相堆积物。晚古生代地层相变明显, 向西部过渡为块状含砾砂岩和细砂岩, 与晚志留统为不整合接触。

(3) 安山岩

图5 谢米斯台火山岩图像Fig.5 Photographs of the volcanic rocks in the Xiemisitai area

研究区内地层的产状总体南倾(图 2a, b), 倾角较小, 构成一个单斜构造。

4.2 岩石组合

通过系统的剖面测量, 可以大致将区内的地层划分为早古生代和晚古生代两部分。早古生代地层归属于上志留统主要分布于F2以北地区(图6), 下部以海相火山岩为特征, 主要为灰绿色安山岩和英安岩, 夹少量火山凝灰岩和凝灰质砂岩, 与上覆流纹岩为渐变过渡关系; 上部以流纹质岩石为特征, 包括火山集块岩、火山角砾岩、熔结凝灰岩、流纹岩,可能属于海陆交互相。此外, 部分地区可见一套强烈变质、变形的砂岩, 主要具有动力变质的特征, 岩石发生了强烈的高岭土化、硅化, 有时可见绿帘石化和蛇纹石化。岩石发生了强烈的揉皱, 产状变化明显, 与上覆的玄武岩为不整合接触(图5c, d)。

-----------------断层(F1、F2)------------------

式中：Qjmax为列平均风量的最大值，m3/h；Qjmin为列平均风量的最小值，为风室的列平均风量，m3/h。

5 讨 论

图6 莫阿特研究区地质图Fig.6 Geological map of the Moate area

新疆北部及中亚地区的震旦纪双峰式火山岩的发育(新疆维吾尔自治区地质矿产局, 1993)及蛇绿岩同位素年代学资料的研究(肖序常, 1992; 张弛和黄萱, 1992)表明古洋盆在震旦纪打开, 早古生代浩瀚的古亚洲洋主体关闭(何国琦等, 2004; 肖序常, 1992;徐新, 1998; 徐新等, 2006; 新疆维吾尔自治区地质矿产局, 1993)。活动陆缘杂岩的研究则表明古亚洲洋的洋盆在石炭纪晚期或二叠纪初期关闭(Han et al.2010; Li et al., 2003; Windley et al., 2007; Xu et al.,006; 2012; 李锦轶等, 2006; 李锦轶和肖序常, 1999;徐新等, 2006; 张弛和黄萱, 1992; 陈石和郭召杰,2010; 韩宝福等, 2010)。

5.1 火山岩时代划分

本文通过对谢米斯台地区 4件火山岩样品的LA-ICP-MS锆石 U-Pb同位素年代学的研究发现,两件流纹岩样品 XA-32-8和 XA-33-1的206Pb/238U年龄分别为435±3.4 Ma和433.4±3.6 Ma, 均为志留纪。流纹岩样品MQ02-04和英安岩样品MQ06-01的206Pb/238U年龄分别为 401.7±2.6 Ma和412.0±2.5 Ma,均为泥盆纪。研究区南部的一件玄武岩样品LA-ICP-MS锆石 U-Pb年龄为 387.1±1.8 Ma(张倩,未发表), 这些结果与Shen et al. (2012)研究结果一致。对比南部的流纹岩MQ02-04(401.7±2.6 Ma)与北部英安岩MQ06-01(412.0±2.5 Ma), 可以发现北部的火山岩年龄略大于南部的火山岩年龄。把本文测得火山岩锆石年龄数据以及前人在该区内测得的火山岩数据对应到剖面相应的层位上(Shen et al., 2008;孟磊等, 2010)(图 2a), F2以北的 6个数据平均值为423.6 Ma, F2与 F1之间的 2个年龄平均值为 394.1 Ma。结果显示谢米斯台地区火山岩的时代归属应当是晚志留世-早泥盆世晚期(Walker et al., 2013)而不是泥盆纪-石炭纪。

西准噶尔分布有多条蛇绿岩带, 达拉布特蛇绿混杂岩带中的辉长岩锆石 SHRIMP 年龄为 426±6 Ma(陈博和朱永峰, 2011), 锆石 LA-ICP-MS年龄为391.1±6.8 Ma(辜平阳等, 2009), 朱永峰和徐新(2006)在塔尔巴哈台发现早奥陶世的蛇绿岩, 其辉长岩锆石年龄为 478±3.3 Ma; 徐新等(2006)在白碱滩蛇绿岩中测得蚀变辉长岩锆石 SHRIMP U-Pb年龄集中在414.4±8.6 Ma和332±14 Ma, 其微体古生物化石进一步限定为早古生代(何国琦等, 2007); 赵磊等(2013)在谢米斯台山南坡发现一套蛇绿混杂岩, 其中辉长岩的LA-ICP-MS锆石 U-Pb年龄为517±3 Ma和 519±3 Ma; 张元元和郭召杰(2010)获得洪古勒楞蛇绿混岩中的堆晶辉长岩的锆石 SHRIMP U-Pb年龄为472±8.4 Ma。这说明中寒武世到中泥盆世西准噶尔一直有洋盆的存在(Zhu et al., 2013; 尹继元等,2011; 杨高学等, 2012)。

Chen et al. (2010)测得该地区的侵入岩年龄在422~405 Ma, 此外, 晚志留世-早泥盆世的侵入体广泛分布于东准噶尔(郭丽爽等, 2009)、阿勒泰(Sun et al., 2008; Wang et al., 2009; Yuan et al., 2007)、天山(Gao et al., 2009; 徐学义等, 2006; 杨天南等, 2006)和哈萨克斯坦北部(Korobkin and Smirnov, 2006;Kröner et al., 2008), 这说明晚志留世-早泥盆世岩浆活动广泛出现在新疆北部和邻区哈萨克斯坦。

5.2 大地构造归属及时空连续性

近年学者们通过最新研究资料(Zhu et al., 2013;安芳和朱永峰, 2009; 陈博和朱永峰, 2011)重建西准噶尔古环境, 认为西准噶尔主要形成于寒武纪-奥陶纪大洋的闭合过程中, 并且是哈萨克斯坦-准噶尔板块的重要组成部分(Zhu et al., 2013)。博什库尔-成吉斯早古生代褶皱带向东延伸与我国塔尔巴哈台褶皱带相连。哈萨克斯坦境内呈NWW向延伸的博什库尔-成吉斯早古生代褶皱带进入我国后, 由NWW 转为近 EW 向, 早古生代地层主体都进入塔城盆地, 被中新生代沉积覆盖(Chen et al., 2010; 朱永峰等, 2013)。早古生代地层岩性组合为安山岩-英安岩-流纹岩等钙碱性系列岛弧型火山岩(Xu et al.,2012)。过去西准噶尔内的所有侵入岩都被认为是石炭纪-二叠纪岩浆作用的产物, 但是近年关于谢米斯台地区呈带状的晚志留世-早泥盆世侵入岩的发现为博什库尔-成吉斯早古生代褶皱带向东延伸至西准噶尔提供了有力的依据(Chen et al., 2010)。前人通过对比认为, 沙尔布尔提山一带的奥陶系、志留系与成吉斯-塔尔巴哈台构造带的同期地层在岩石组合特征、变质-变形程度上都十分一致, 应同属岛弧形成后的产物。推测沙尔布尔提山一带在构造上很可能是通过塔城地区直接与成吉斯-塔尔巴哈台早古生代构造带相连, 同属中奥陶世之前形成的洋内岛弧带(何国琦和李茂松, 2001)。

区域上, 晚志留世地层可见于东侧的莎尔布尔提山南北坡(图1b), 为一套海相火山复理石沉积。早泥盆世地层分布于莎尔布尔提山南坡中部, 为一套陆相沉积(新疆维吾尔自治区地层表编写组, 1981)。本次所报道谢米斯台地区晚志留世-早泥盆世的火山岩连接了西边塔尔巴哈台山地区的早古生代火山岩与东边莎尔布尔提山地区之间的早古生代火山岩,构成一条完整的早古生代岩浆弧, 更加有力的说明哈萨克斯坦境内的博什库尔-成吉斯早古生代岩浆弧经塔尔巴哈台南坡向东延伸至谢米斯台地区。必须一提的是前人报道的晚志留世-早泥盆世侵入岩位于研究区的北部地区, 其主要侵入于早古生代的地层之中。博什库尔-成吉斯早古生代岩浆弧以谢米斯台断裂为界与南部的增生杂岩带相隔, 其北缘与扎尔玛-萨吾尔岩浆弧以塔尔巴哈台-洪古勒楞蛇绿岩为界(陈家富等, 2010)。翁凯等(2013)报道了吾尔喀什山地区的一套中泥盆世早期火山岩地层(图1b),归属于萨吾尔山组陆相火山岩建造。谢米斯台地区的晚志留世-早泥盆世火山岩的发现, 在时间和空间上也使西南部吾尔喀什山地区的火山岩与北部萨吾尔地区的晚古生代火山岩得以相接。

5.3 成矿潜力指示

晚志留世-早泥盆世西准噶尔北部地区广泛分布与火山-次火山作用相关的成矿作用, 比如阿克乔克埃达克岩伴有斑岩型铜矿化(王金荣等, 2013),谢米斯台铜矿(王居里等, 2013; 申萍等, 2010)、龙山铜矿(潘志刚等, 2012)、莎尔布尔提山的洪古勒楞铜矿(王敏等, 2012)等。东西准噶尔主要的斑岩铜矿类型的地质和地球化学特征表明早古生代斑岩铜矿成岩年龄为418~427 Ma, 成矿年龄为 411 Ma(王登红等, 2009; 屈迅等, 2009; 郭丽爽等, 2009; 张永等,2010)与岛弧演化的早阶段有关(李光明等, 2008); 成吉思-塔尔巴哈台成矿带呈北西走向, 长达 700 km,其西北部宽度约105 km, 中部约65 km, 向东南方向逐渐变窄到45 km, 延伸到中国境内。谢米斯台的种种成矿现象是早古生代博什库尔-成吉斯成矿带向东延伸至西准噶尔北部地区的产物(陈宣华等,2011), 同时也预示着该地区具有良好的成矿远景！

政策八：8月19日，中共中央、国务院下发《关于打赢脱贫攻坚战三年行动的指导意见》，这是今后三年脱贫攻坚工作的纲领性文件。

6 结 论

谢米斯台火山岩组成主要为玄武岩、安山岩和流纹岩及其火山碎屑岩, 具有典型的弧岩浆特点。火山岩的时代(423.6~394.1 Ma)属于晚志留世-早泥盆世早期而不是泥盆纪-石炭纪。

研究区早古生代地层属于晚志留统, 下部以海相火山岩为特征, 主要为安山岩和英安岩, 夹少量火山凝灰岩和凝灰质砂岩, 上部以熔结凝灰岩和流纹岩为特征, 可能属于海陆交互相。晚古生代地层属于早泥盆统以安山质-英安质火山碎屑岩为主,夹有大量砂砾岩, 主要为陆相堆积物。该区地层的产状总体南倾, 倾角较小, 构成一个单斜构造。

谢米斯台地区晚志留世-早泥盆世的火山岩连接了西边塔尔巴哈台山地区的早古生代火山岩与东边莎尔布尔提山地区之间的早古生代火山岩, 构成一条完整的早古生代岩浆弧。

致谢: 野外工作得到浙江物产金属集团有限公司和新疆和布克赛尔县国土资源局的大力支持; 北京大学朱永峰教授在审稿过程中提出的建设性修改意见对完善本文有重要帮助, 特此感谢！

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