新疆鄯善县碱泉子一带二叠纪旋回火山岩成因特征分析

2019-08-26何立新吴晓贵

新疆有色金属 2019年4期

何立新王奎吴晓贵

（新疆维吾尔自治区地质矿产开发局第四地质大队阿勒泰 836500）

1 地质概况

根据岩性、岩相、基本层序、岩石组合等特征，将二叠系划分为下二叠统阿尔巴萨依组（P1ae）、中二叠统大河沿组（P2dh）、塔尔朗组（P2ter）、上二叠统泉子街组（P3q）、梧桐沟组（P3wt）、锅底坑组（P3g）。其火山岩出露范围局限，仅分布于调查区西南部，出露规模小，总面积约为5km2，占二叠系地层总面积的11%，岩性出露不全，但是总体可见其喷发次数较多，岩性主要为双峰式火山岩-碎屑岩建造，火山岩主要为玄武岩、安山岩、霏细岩、凝灰岩、沉角砾凝灰岩。

二叠系旋回火山岩为玄武岩、安山岩、霏细岩、中酸性熔岩、火山碎屑岩（角砾岩、凝灰岩、沉凝灰岩等），均呈层状产于正常沉积层中。熔岩中，以玄武岩-安山岩为主，少量的霏细岩。基性岩有玄武岩、安山岩两类。

2 火山旋回

根据二叠系火山岩剖面实测旋回韵律层序见表1（由上而下）。

由表1可见，阿尔巴萨依组由5个韵律组成，每个韵律厚十几米至百余米，爆发指数0～100%，喷发指数46.86%。韵律由火山熔岩、凝灰岩，至细碎屑岩结束，韵律中沉积层厚度中等，为间歇火山作用。大河沿组由2个韵律组成，韵律层最厚129.40m，爆发指数0，喷发指数14.42%。泉子街组由4个韵律组成，每个韵律厚数米米至几十米，爆发指数0～100%，喷发指数32.41%。韵律由火山熔岩、凝灰岩，至凝灰质碎屑岩-细碎屑岩结束，韵律中沉积层厚度中等，为间歇火山作用。锅底坑组第二岩性段由4个韵律组成，每个韵律厚十几米至数百米，爆发指数10.45～100%，喷发指数93.91%。韵律由含角砾岩屑凝灰岩，经熔岩，至细碎屑岩结束，韵律中沉积层厚度小，为小间歇连续火山作用。

综上所述，调查区二叠系火山旋回火山活动由早期较强，中期相对较弱（沉积层厚度大，说明间歇期较长），晚期较强的特征。

3 岩石化学

二叠旋回火山岩岩石化学成分见表2。其主要岩石化学特征值见表3及CIPW标准矿物含量表4。

由表3可见，其玄武岩SiO255.3%～60.49%，碱总量4.77%～8.23%，K2O/Na2O0.82～1.52，比值高；里特曼指数基本位于1.85～2.82，小于3.3，为钙碱性。

4 地球化学

4.1 稀土元素

二叠系旋回火山岩稀土元素含量见表5。玄武岩 ΣREE 148.01～205.093, (La/Yb)N 2.22～4.07,δEu0.72～0.92，稀土总量低，轻重稀土分异明显，轻稀土明显富集，重稀土明显减少，铕负异常明显，说明岩浆发生了一定程度的结晶分异。δCe=0.99～1.02，具负铈异常，属铈亏损型，但均接近1，表明氧化条件中等。

在球粒陨石配分型式图上（图1）,玄武岩组成较陡的右倾平行曲线簇，稀土段向右倾斜，斜率大，重稀土段相对平缓，铕处呈“V”型谷，轻微亏损，轻稀土富集，且分馏程度较强，重稀土之间分馏程度稍弱，具有铕负异常，说明其结晶分异作用较强。

4.2 微量元素

二叠旋回火山岩微量元素含量见表6，其玄武岩、安山岩不相容元素Rb、Th、Ba明显富集，高场强元素Nb、Ta明显亏损，Zr、Hf略亏损（图2）。

玄武岩Rb含量63.12～96.06×10-6、Sr365.16～829.70×10-6，属于高锶低铷类型。在RbSr-地壳厚度蛛网图上(图3)，在地壳厚度中样品所落区域深度均大于30km，与本区石炭纪火山岩相比，明显产于更厚的陆壳背景上。岩石中低的Cr9.03～15.79×10-6、Ni2.76～9.93×10-6，说明它们不具有与地幔橄榄岩平衡的熔体成分,即不是原生地幔熔体。这些特点表明,区内玄武岩的母岩浆在岩浆房内或上升到地表的途中已经经受了结晶分离作用。

表1 二叠纪旋回火山岩韵律

表2 二叠旋回火山岩岩石化学成分(×10-2)

表3 二叠旋回火山岩岩石化学主要特征值(×10-2)

表4 二叠旋回火山岩CIPW标准矿物（质量%）

表5 二叠纪旋回火山岩稀土元素（×10-6）

图1 二叠纪旋回火山岩稀土元素球粒陨石标准化配分模式图

图2 二叠纪旋回火山岩微量元素MORB标准化配分模式图

5 岩浆成因类型及构造环境

本区二叠旋回火山岩为武质安山岩-粗安岩区，根据前人资料可知其为双峰式火山岩建造。碱硅图解上落在欧文线上下，为亚碱性。在2Nb-Zr/4-Y图解（图4）上，均落在板内拉斑玄武岩-钙碱性玄武岩区。在Zr-Zr/Y图解（图5）上，均落在板内玄武岩区。所有这些图解，都说明二叠系旋回火山岩属于陆内环境下裂谷岩浆作用的产物。