淺述西天山備戰(zhàn)鐵礦石炭紀(jì)火山巖的地質(zhì)及其地球化學(xué)成因

■彭宇

（新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)新疆烏魯木齊830000）

淺述西天山備戰(zhàn)鐵礦石炭紀(jì)火山巖的地質(zhì)及其地球化學(xué)成因

■彭宇

（新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)新疆烏魯木齊830000）

新疆是我國(guó)重要的礦物產(chǎn)原地，本文重點(diǎn)分析了新疆西天山備戰(zhàn)鐵礦石炭紀(jì)火山巖的地質(zhì)構(gòu)造及其相關(guān)地球化學(xué)成因，希望本文的寫(xiě)作對(duì)同行有所幫助。

地球化學(xué)巖石成因石炭紀(jì)

1　區(qū)域地質(zhì)背景

西天山造山帶是中亞造山帶的重要組成部分。備戰(zhàn)鐵礦在大地構(gòu)造位置上位于西天山伊犁地塊東緣。伊犁地塊夾在中天山北緣斷裂與南部的尼古拉耶夫—那拉提山北坡斷裂之間，呈楔形由西向東尖滅。研究區(qū)所屬的伊犁地塊北部出露的地層以石炭系最為廣布，自上而下依次為伊什基里克組板內(nèi)火山巖、阿克沙克組海陸交互相碎屑巖-碳酸鹽巖以及大哈拉軍山組淺海—濱海相火山巖，各組之間總體呈角度不整合接觸關(guān)系，局部地段呈構(gòu)造接觸關(guān)系。，該組巖性主要由上部的安山巖、英安巖、流紋巖、凝灰?guī)r夾砂巖灰?guī)r透鏡體和下部的玄武巖、粗面巖、粗面安山巖夾凝灰?guī)r和火山角礫巖組成，主體屬于鈣堿性系列火山巖建造，總體分布于博羅科努山南坡至那拉提北緣斷裂之間，呈近EW向分布，大致與地理上呈西部寬、東部狹窄，具楔狀展布的伊犁盆地相同。

2　巖石學(xué)特征備戰(zhàn)鐵礦區(qū)

出露地層為下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組，在礦區(qū)出露面積約7.5Km2，出露厚度為717.74m，地層北傾，傾角55°～83°，主要由玄武巖、粗面玄武巖、玄武粗面安山巖、玄武安山巖、粗面安山巖、凝灰?guī)r、晶屑凝灰?guī)r、熔結(jié)角礫凝灰?guī)r、火山角礫巖、火山集塊巖以及薄層狀的灰?guī)r和大理巖夾層等組成。鐵礦主要產(chǎn)于該套地層中，呈層狀、似層狀分布。研究區(qū)內(nèi)大哈拉軍山組火山巖由噴溢相火山熔巖及爆發(fā)相火山碎屑巖兩部分組成。火山熔巖主要為淺灰—灰綠色玄武質(zhì)/玄武安山質(zhì)巖石，具斑狀結(jié)構(gòu)或無(wú)斑結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造。具斑狀結(jié)構(gòu)的火山巖斑晶成分包括單斜輝石、斜長(zhǎng)石和（或）角閃石：?jiǎn)涡陛x石斑晶（體積分?jǐn)?shù)為10%～15%）呈自形—半自形粒狀分布，粒度（d）為（0.15×0.20）～（0.75×0.85）mm；斜長(zhǎng)石斑晶（15%～20%）呈板條狀分布，粒度為（0.08×0.50）～（0.30×1.00）mm；角閃石斑晶（3%～9%）呈柱狀分布，粒度為（0.04×0.08）～（0.30×0.70）mm；基質(zhì)包括長(zhǎng)石、單斜輝石、磁鐵礦及隱晶質(zhì)，具間粒結(jié)構(gòu)、填間結(jié)構(gòu)或?；豢椊Y(jié)構(gòu)。無(wú)斑結(jié)構(gòu)的火山巖主要由單斜輝石、斜長(zhǎng)石、角閃石、磁鐵礦及隱晶質(zhì)組成：?jiǎn)涡陛x石（體積分?jǐn)?shù)為15%～25%）呈短柱狀、粒狀分布，粒度為（0.10×0.18）～（0.25×0.40）mm；斜長(zhǎng)石（60%～70%）呈自形板條狀分布，粒度為（0.02×0.25）～（0.20×1.00）mm；角閃石（5%～15%）呈長(zhǎng)柱狀分布，粒度為（0.05×0.10）～（0.40×0.90）mm；晶質(zhì)具填間結(jié)構(gòu)和間粒結(jié)構(gòu)。巖石局部有一定程度的蝕變作用，表現(xiàn)為：斜長(zhǎng)石多發(fā)生鈉黝簾石化及絹云母化；輝石及角閃石多發(fā)生透閃石化、陽(yáng)起石化、綠簾石化和綠泥石化。另外，在火山巖露頭上可見(jiàn)部分火山熔巖發(fā)育氣孔構(gòu)造，這應(yīng)與巖漿含大量揮發(fā)分有關(guān)。火山碎屑巖主要包括凝灰?guī)r、層狀凝灰?guī)r、晶屑凝灰?guī)r、熔結(jié)角礫凝灰?guī)r、火山角礫巖和含角礫的火山集塊巖等。鑒于其種類較多，在此僅選擇礦區(qū)內(nèi)分布最為廣泛的晶屑凝灰?guī)r進(jìn)行描述。晶屑凝灰?guī)r呈淺灰—灰綠色，具火山凝灰結(jié)構(gòu)和塊狀構(gòu)造，主要由少量巖屑、晶屑及隱晶質(zhì)/玻璃質(zhì)組成。

3　分析方法

在對(duì)西天山備戰(zhàn)鐵礦大哈拉軍山組火山巖樣品進(jìn)行詳細(xì)的手標(biāo)本以及偏光顯微鏡觀察之后，挑選了遭受蝕變相對(duì)較弱的玄武質(zhì)/玄武安山質(zhì)火山熔巖樣品進(jìn)行清洗、粉碎、縮分，用瑪瑙研缽將其研磨至0.071mm（200目）以下的粉末備用，然后對(duì)其進(jìn)行主量元素與微量元素化學(xué)成分分析。主量元素分析在長(zhǎng)安大學(xué)西部礦產(chǎn)資源與地質(zhì)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室用X射線熒光光譜儀分析，XRF熔片法按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14506.28—1993執(zhí)行。微量元素分析在長(zhǎng)安大學(xué)西部礦產(chǎn)資源與地質(zhì)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室采用美國(guó)Thermo-X7電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測(cè)定，儀器工作參數(shù)包括：功率為1200W，霧化氣體流速為0.64L·min-1，輔助氣體流速為0.80L·min-1，等離子體冷卻氣體流速為13L·min-1；化學(xué)分析所用試劑硝酸和氫氟酸均為由優(yōu)級(jí)純酸經(jīng)亞沸蒸餾裝置制得的高純?cè)噭?，水為Millipore制得的18mW高純水?；鹕綆r鋯石U-Pb同位素測(cè)試在中國(guó)冶金地質(zhì)總局山東局測(cè)試中心采用激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜法完成，用于分析測(cè)試的樣品采自備戰(zhàn)鐵礦區(qū)賦礦的玄武安山巖。測(cè)試中采用He作為剝蝕物質(zhì)的載氣，用NISTSrM610進(jìn)行儀器最佳化，采用標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500外部校正法進(jìn)行鋯石原位U-Pb分析，采樣方式為單點(diǎn)剝蝕。激光束斑直徑為30μm，頻率為10HZ。ICP-MS數(shù)據(jù)采集選用一個(gè)峰采集一點(diǎn)的跳峰方式，每完成4、5個(gè)樣品分析點(diǎn)測(cè)一次標(biāo)樣，在所測(cè)鋯石樣品15～20個(gè)點(diǎn)前后各測(cè)2次NISTSrM610，并以29Si做內(nèi)標(biāo)測(cè)定鋯石中U、Th和Pb含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）。

4　結(jié)語(yǔ)

（1）西天山備戰(zhàn)鐵礦區(qū)石炭紀(jì)火山巖主要為中基性玄武巖、玄武安山巖及相應(yīng)的火山碎屑巖。巖石地球化學(xué)顯示該地區(qū)火山巖多屬中高鉀鈣堿性及橄欖玄粗巖系列，火山巖整體上富集輕稀土元素以及大離子親石元素（如K、Rb、Th等），相對(duì)虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素（如Nb、Ta、Ti等）。

（2）鋯石U-Pb同位素測(cè)年揭示該地區(qū)石炭紀(jì)火山巖年齡為（320.6±2.2）Ma。區(qū)域地質(zhì)資料及地球化學(xué)分析均佐證該地區(qū)石炭紀(jì)火山巖形成于活動(dòng)大陸弧環(huán)境，且其形成與早石炭世末期北天山洋盆向伊犁地塊之下發(fā)生B型俯沖作用這一過(guò)程有關(guān)。

［1］莫江平，黃明揚(yáng)，覃龍芳，等.新疆預(yù)須開(kāi)普臺(tái)鐵銅礦床成因探討［J］.地質(zhì)與勘探，1997，33（4）：7-12.

［2］王軍年，白新蘭，李巖龍，等.新疆尼勒克縣松湖鐵礦地質(zhì)特征［J］.資源環(huán)境與工程，2009，23（2）：104-107

P59［文獻(xiàn)碼］ B

1000-405X（2016）-8-27-1