塔里木板塊東北緣霍布哈爾白山組流紋巖地球化學(xué)特征及構(gòu)造意義

崔 驍, 王根厚 , 王振義, 劉得文, 唐 宇, 周 潔

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083;2．武警黃金二支隊(duì)，呼和浩特 010010;3.中國(guó)海洋大學(xué) 海洋地球科學(xué)學(xué)院，山東 青島 266100)

霍布哈爾地區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)額濟(jì)納旗，毗鄰新疆東部地區(qū)，北與蒙古國(guó)南戈壁省接壤，區(qū)內(nèi)為荒漠戈壁地貌。其所在北山地區(qū)是重要的有色金屬和貴金屬富集成礦帶之一[1]，隸屬于古亞洲構(gòu)造域，是古亞洲洋閉合區(qū)段之一[2]。由于自然環(huán)境惡劣，該區(qū)域地質(zhì)研究較為薄弱。在大地構(gòu)造上研究區(qū)位于哈薩克斯坦板塊與塔里木板塊縫合拼接帶附近，其確切的古大地構(gòu)造屬性尚不明晰，火成巖缺乏地球化學(xué)元素方面的定量約束。研究表明火山活動(dòng)、巖漿成因與大地構(gòu)造位置密切相關(guān)，因此可以通過(guò)火成巖的地球化學(xué)元素特征來(lái)分析、判別大地構(gòu)造屬性[3]。研究區(qū)出露大量白山組流紋巖，已有的年代學(xué)研究表明白山組火山巖的年齡主要集中在299～318 Ma(晚石炭世)[4-6]。本文結(jié)合霍布哈爾地區(qū)1∶5萬(wàn)地質(zhì)填圖工作，對(duì)霍布哈爾流紋巖的地球化學(xué)特征開(kāi)展研究，對(duì)流紋巖的成因及古大地構(gòu)造環(huán)境進(jìn)行探討。本文的工作為認(rèn)識(shí)、理解研究區(qū)所經(jīng)歷的古構(gòu)造演化歷史提供了新的參考資料，對(duì)于查明、厘定雅干地區(qū)晚石炭世的大地構(gòu)造屬性，以及塔里木板塊東北緣與哈薩克斯坦板塊碰撞閉合、挾持于中間的古亞洲洋在雅干地區(qū)消失的時(shí)間具有約束意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景及巖石學(xué)特征

研究區(qū)位于內(nèi)蒙古額濟(jì)納旗雅干以南約7 km的霍布哈爾地區(qū)(圖1-A)；在大地構(gòu)造位置上，霍布哈爾在靠近中蒙邊界的雅干構(gòu)造帶南側(cè)，在哈薩克斯坦板塊、華北板塊及塔里木板塊的交匯部，位于塔里木板塊的東北部陸緣增生楔部位[7]。研究區(qū)及鄰區(qū)從北向南依次為雅干斷裂帶、恩格爾烏蘇斷裂帶和巴丹吉林?jǐn)嗔?，這3條巨型斷裂作為雅干構(gòu)造帶、珠斯楞-杭烏拉構(gòu)造帶、沙拉山構(gòu)造帶以及諾爾公-狼山構(gòu)造帶的分界線(xiàn)。研究區(qū)西側(cè)的明水-小黃山蛇綠巖帶向東延伸大致與雅干斷裂帶銜接。明水-小黃山蛇綠巖帶被認(rèn)為是哈薩克斯坦板塊與塔里木板塊的縫合帶[8-9]，雅干斷裂帶中出露的橄欖輝長(zhǎng)巖與西側(cè)明水-小黃山蛇綠巖帶中出露的橄欖輝長(zhǎng)巖可以對(duì)比[10]，這也印證了雅干斷裂帶是哈薩克斯坦板塊與塔里木板塊之間縫合帶的一部分。已有研究表明雅干斷裂帶具有板塊分區(qū)的意義，雅干斷裂帶北側(cè)的雅干構(gòu)造帶向西與北山北帶可以對(duì)比，屬于哈薩克斯坦板塊[11]；雅干斷裂帶以南的珠斯楞-杭烏拉構(gòu)造帶在巖石、沉積地層組合上與北山洗腸井及以東地區(qū)相似，且該區(qū)內(nèi)古生物化石從寒武紀(jì)到早二疊世與塔里木板塊、新疆天山及北山地區(qū)地層中的化石特征極為相似，被認(rèn)為是塔里木板塊的東端[12]。研究區(qū)所在北山地區(qū)經(jīng)歷了古生代洋內(nèi)多島弧的拼貼過(guò)程，構(gòu)成了復(fù)雜的構(gòu)造增生系統(tǒng)[13-14]。雅干斷裂帶南的珠斯楞-杭烏拉構(gòu)造帶奧陶紀(jì)地層有小達(dá)爾曼蟲(chóng)(Dalmanitian)，表明在早古生代雅干斷裂以南地區(qū)位于被動(dòng)大陸邊緣，石炭紀(jì)開(kāi)啟了火山活動(dòng)模式，被動(dòng)陸緣轉(zhuǎn)化為活動(dòng)大陸邊緣[9]。

根據(jù)2017年對(duì)研究區(qū)地層時(shí)代的重新清理[15]，區(qū)內(nèi)巖石地層主要為早石炭世綠條山組，及晚石炭世白山組和掃子山組?！秲?nèi)蒙古自治區(qū)巖石地層》原將白山組歸為早石炭世，近年隨著年齡測(cè)定技術(shù)的發(fā)展和北山地區(qū)各地層時(shí)代研究的深入，白山組的形成時(shí)代被修定為晚石炭世。早石炭世綠條山組為變質(zhì)石英砂巖、大理巖、條帶狀矽卡巖、云母石英片巖、變質(zhì)含礫石砂巖、粉砂板巖夾變質(zhì)砂巖、結(jié)晶灰?guī)r、紅柱石角巖、堇青石角巖、黑云母瘤狀板巖。白山組主要為流紋巖、流紋質(zhì)角礫熔巖夾流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r，流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、流紋質(zhì)角礫熔結(jié)凝灰?guī)r，流紋質(zhì)火山角礫巖、流紋質(zhì)火山集塊巖及英安巖、安山巖。掃子山組為泥質(zhì)粉砂巖夾中細(xì)粒長(zhǎng)石石英砂巖、巖屑石英砂巖、灰綠色凝灰質(zhì)砂巖、鈣質(zhì)砂巖、含礫粗粒砂巖。

圖1 研究區(qū)大地構(gòu)造位置及地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Tectonic setting and geological sketch map of the study area(據(jù)文獻(xiàn)[9]和[16])Qp.全新世洪沖積礫石、砂礫層; K2w.烏蘭烏海組磚紅色泥巖、含礫砂巖、砂質(zhì)灰?guī)r夾薄層石膏; C2b.白山組流紋巖、流紋質(zhì)角礫熔巖、晶屑凝灰?guī)r、流紋質(zhì)角礫熔結(jié)凝灰?guī)r; C2s.掃子山組流紋巖、英安巖、流紋質(zhì)角礫熔巖; C1l.綠條山組變質(zhì)石英砂巖、變質(zhì)含礫板巖、云母石英片巖、結(jié)晶灰?guī)r、大理巖; λπP.二疊紀(jì)淺成侵入巖：淺灰白色流紋斑巖; γP.二疊紀(jì)深成侵入巖：糜棱巖化花崗巖; ηγP.二疊紀(jì)灰白色中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖; δP.二疊紀(jì)灰綠色中細(xì)粒閃長(zhǎng)巖;δφP.二疊紀(jì)深成墨綠色細(xì)粒輝石閃長(zhǎng)巖;γπ.花崗斑巖巖脈;q.石英脈;sk.矽卡巖

樣品采自研究區(qū)出露的白山組，野外巖石風(fēng)化表面為紫紅色(圖2)，巖石新鮮面為紅褐色，鏡下觀察主要斑晶礦物為斜長(zhǎng)石、正長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英，大小一般為0.3～1.8 mm，零散分布，略顯方向性排列，斜長(zhǎng)石呈近半自形板狀，石英呈半自形-他形粒狀，零星分布；基質(zhì)由長(zhǎng)英質(zhì)礦物組成，呈霏細(xì)狀，均勻分布，少量長(zhǎng)英質(zhì)礦物呈微文象結(jié)構(gòu)，微文象構(gòu)成似球粒結(jié)構(gòu)，似球粒大小0.1～0.3 mm(圖2)。

2 測(cè)試方法與結(jié)果

10件樣品的主元素、痕量元素分析工作在河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室完成。主元素的分析采用AxiosmaxX射線(xiàn)熒光光譜儀完成，分析誤差(質(zhì)量分?jǐn)?shù))<5%；痕量元素采用XSrise2電感耦合等離子體質(zhì)譜儀分析測(cè)定，分析誤差(質(zhì)量分?jǐn)?shù))<10%；灼蝕量(LOL)及H2O-、H2O+均由P124S電子分析天平完成，痕量元素和稀土元素使用Teflon高壓熔樣罐酸溶方法。

圖2 霍布哈爾白山組流紋巖照片F(xiàn)ig.2 Field and microphotographs of the rhyolites in Huobuhaer areaPl.斜長(zhǎng)石; Qtz.石英; Kfs.鉀長(zhǎng)石

2.1 主元素

圖3 霍布哈爾白山組流紋巖A/NK-A/CNK圖解Fig.3 A/NK-A/CNK diagram of the Huobuhaer rhyolite(作圖方法據(jù)文獻(xiàn)[17])

白山組流紋巖主要成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(w)如下：SiO2為72.89%～79.82%，平均為75.63%，含量較高；Al2O3為10.69%～13.94%，平均為12.63%，含量較低；CaO為0.09%～2.83%，平均為0.64%，含量較低；MgO為0.12%～0.29%，平均為0.19%，含量低；TiO2為0.06%～0.17%，平均為0.14%，總體含量偏低，顯示流紋巖具有低鈦特征；P2O5為0.01%～0.33%，平均為0.02%，含量偏低；全堿(Na2O+K2O)為7.05%～8.90%，平均為8.14%；巖石的堿度率(AR)為3.11～5.03，K2O為3.65%～5.61%，平均為4.16%；Na2O為2.76%～4.80%，平均為3.98%。K2O/Na2O比值為0.79～1.09，平均值為1.09，因此，白山組流紋巖有鉀質(zhì)流紋巖特征，多數(shù)為高鉀流紋巖。過(guò)鋁飽和指數(shù)A/CNK為0.77～1.18，平均為1.05，顯示流紋巖屬于準(zhǔn)鋁、過(guò)鋁質(zhì)巖石，在A/NK-A/CNK圖解中(圖3)，大部分樣品A/CNK大于1，為準(zhǔn)鋁質(zhì)到過(guò)鋁質(zhì)。在K2O-SiO2巖漿系列判別圖解中(圖4)，落入高鉀鈣堿性系列區(qū)間內(nèi)，為高鉀鈣堿性流紋巖。10件樣品的里特曼指數(shù)δ=1.35～2.50，平均值為2.05，均小于3.3，同樣指示其為鈣堿性巖。在TAS(SiO2-(Al2O3+K2O))圖解中(圖4)，10件樣品均落入亞堿性流紋巖區(qū)域。霍布哈爾流紋巖的主元素分析結(jié)果見(jiàn)表1。

2.2 痕量元素與稀土元素特征

在痕量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖解中(圖5)，呈現(xiàn)出5個(gè)“V”形谷，依次反映了Ba負(fù)異常明顯、高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)Nb、Ta、Ti和P強(qiáng)烈虧損。大離子親石元素K、Rb、Th和U相對(duì)富集；Sr強(qiáng)烈虧損。P的虧損與磷灰石的分離結(jié)晶有關(guān)，而Eu的負(fù)異常與巖漿上升過(guò)程中長(zhǎng)石的分離結(jié)晶有關(guān)。巖漿分異指數(shù)(DI)為88.53～96.3，平均為94.69，分異指數(shù)較高，Sr/Y比值較低(1.39～4.62，平均2.94)，這都佐證了巖漿演化過(guò)程中曾經(jīng)歷了強(qiáng)烈分異的過(guò)程。Nb負(fù)異常指示具有大陸地殼特征，暗示可能有殼源物質(zhì)參與了巖漿演化過(guò)程[20]。

圖4 霍布哈爾白山組流紋巖SiO2-(Na2O+K2O)圖解和K2O-SiO2 圖解Fig.4 TAS and K2O-SiO2 diagrams for the rhyolite rocks from Huobuhaer area(作圖方法據(jù)文獻(xiàn)[18]和[19])Pc.苦橄玄武巖; B.玄武巖; O1.玄武安山巖; O2.安山巖; O3.英安巖; R.流紋巖; S1.粗面玄武巖; S2.玄武質(zhì)粗面安山巖; S3.粗面安山巖; T.粗面巖、粗面英安巖; F.副長(zhǎng)石巖; U1.堿長(zhǎng)巖、碧玄巖; U2.響巖質(zhì)堿玄巖; U3.堿玄質(zhì)響巖; Ph.響巖; Ir.分界線(xiàn)，上方為堿性，下方為亞堿性

Y1701Y1702Y1703Y1704Y1705Y1706Y1707Y1708Y1709Y1710SiO274.7076.3576.5973.5772.8975.2275.0479.8275.1976.97TiO20.170.170.160.170.150.170.170.130.060.06Al2O313.2312.8712.3813.9411.6113.2913.4910.6913.0411.74Fe2O31.370.560.811.010.800.851.140.650.540.01FeO0.330.420.690.850.680.330.320.410.260.17MnO0.010.040.020.020.120.000.010.010.010.03MgO0.160.200.210.290.270.170.190.170.130.12CaO0.090.240.250.282.830.260.320.160.671.32Na2O3.294.554.193.713.504.244.572.764.804.24K2O5.613.663.814.823.914.343.684.293.783.65P2O50.020.020.020.030.030.020.020.020.010.01總計(jì)99.7999.8699.8799.8299.8399.8499.8799.8899.9399.92LOI0.810.770.751.133.040.950.930.791.431.59A/CNK1.141.081.081.180.771.091.121.130.990.88A/NK1.151.121.121.231.161.141.171.161.091.08δ2.502.021.912.381.842.292.121.352.291.83SI1.462.102.192.732.961.691.912.111.361.46DI95.6296.0895.4993.4888.5395.7794.8096.3095.6295.19AR5.034.364.464.003.114.463.964.714.354.04

稀土元素總質(zhì)量分?jǐn)?shù)(wΣREE)為123.31×10-6～232.83×10-6，平均為185. 51×10-6，偏低。wLREE為111.79×10-6～210.84×10-6，平均為167.31×10-6；wHREE為11.52×10-6～21.98×10-6，平均為18.20×10-6；∑LREE/∑HREE為7.23～11.32，平均為9.29。(La/Sm)N值為2.81～5.19，平均為4.37；(La/Yb)N值為5.61～12.59，平均為9.88；(Sm/Yb)N值為1.90～2.75，平均為2.27，指示輕重稀土分餾明顯、輕稀土元素相對(duì)富集、重稀土虧損。稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)配分型式為右傾斜“V”形(圖6)，Eu值對(duì)應(yīng)稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)配分曲線(xiàn)V形的谷底，Eu負(fù)異常明顯，Eu/Eu*=0.34～0.61，平均為0.51。Rb/Sr=0.82～3.47，比值較高，平均為2.01，顯示巖漿來(lái)源于大陸上部地殼，為上部地殼硅鋁質(zhì)重熔的結(jié)果[21]?；舨脊柕貐^(qū)流紋巖的地球化學(xué)特征與活動(dòng)大陸邊緣火山弧巖漿巖的特征一致[22]?；舨脊柕貐^(qū)痕量和稀土元素測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。

圖6 霍布哈爾地區(qū)流紋巖稀土元素模式圖Fig.6 Chondrite-normalized REE patterns of the rhyolite rocks from Huobuhaer area(標(biāo)準(zhǔn)值據(jù)文獻(xiàn)[23])

3 巖石成因

鑒于活動(dòng)元素(如K、Rb、Cs)含量易受到蝕變作用的干擾，而非活動(dòng)元素(如Nb、Y、Zr)抗蝕變作用強(qiáng)。高場(chǎng)強(qiáng)非活動(dòng)元素及其比值較穩(wěn)定，不易受到變質(zhì)作用與蝕變的影響，可以用來(lái)作為地球化學(xué)特征約束[24]。此外，“元素對(duì)”能作為巖漿來(lái)源的指示劑[3]。10件樣品Nb/Ta值為13.64～14.85，平均值為14.11，有研究表明幔源巖石的Nb/Ta值為17.5±2[25-27]，與陸殼巖石均值11較為接近。

白山組流紋巖Nb/Th值為0.65～0.93，平均值為0.73，小于幔源巖石的比值，而接近于殼源巖石的比值；K/Nb值為1 936.53～4 123.80，平均為2 983.63，顯著高于地幔巖石的比值(249～349)，與地殼來(lái)源巖石的比值(1 498～2 976)近似?；舨脊柫骷y巖來(lái)自幔源巖漿分異結(jié)晶的可能性不大，更具有殼源巖石的地球化學(xué)特征，野外所見(jiàn)流紋巖成分均一，未發(fā)現(xiàn)基性巖石捕擄體，而不可能是殼?；旌蟻?lái)源[28]。Ti含量低，Ti/Y比值為12.55～49.94，平均為32.51，變化范圍大；Ti/Zr值為4.36，介于2.33～6.67，均小于10，呈現(xiàn)出殼源巖漿的特征，說(shuō)明其來(lái)自地殼巖石的重熔再生，與幔源巖漿演化分異的結(jié)果相距甚遠(yuǎn)[21,29]。從地幔到上地殼，巖石中的元素對(duì)Rb/Nb比值升高，下地殼的Rb/Nb平均值為0.88，上地殼的Rb/Nb平均值為4.5，因此可以根據(jù)痕量元素Rb/Nb的比值來(lái)確定巖漿來(lái)源是下地殼還是上地殼[30]。10件流紋巖樣品的Rb/Nb=9.01～14.54，平均值為11.86，因此，在一定程度上也支持其來(lái)自上地殼的部分熔融。Rb/Sr比值較高，為0.82～3.47，明顯大于中部地殼巖石具有的Rb/Sr比值(0.2～0.4)[31],也指示巖漿來(lái)源于大陸上部地殼。Th的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高(11.6×10-6～18.9×10-6)；樣品Y1703、Y1704、Y1707的Th/Ce值小于0.2(分別為0.18、0.19、0.19)，其余7件樣品的Th/Ce值均大于0.2，平均值為0.21，這與R.Kerrichet等[32]總結(jié)的上地殼巖石Th/Ce≥0.2的特征基本一致，暗示其來(lái)自上地殼古老物質(zhì)的重熔再生。

白山組流紋巖Sr的質(zhì)量分?jǐn)?shù)極低(42.1×10-6～145×10-6，平均值為81.5×10-6)，與加厚地殼的高Sr含量特征明顯不同，可見(jiàn)與造山后期地殼加厚導(dǎo)致的部分熔融形成的C型埃達(dá)克巖明顯不同，暗示其來(lái)源不是加厚的地殼，而是正常的地殼。因此，本文認(rèn)為在洋殼板塊向南面的塔里木板塊之下俯沖階段，地幔高溫巖漿的底侵作用僅為上地殼古老物質(zhì)發(fā)生熔融提供了熱量，但地幔巖漿物質(zhì)未與上地殼重熔巖漿發(fā)生混染，上地殼物質(zhì)經(jīng)歷局部熔融的過(guò)程，從而形成了與洋殼俯沖有關(guān)的白山組流紋巖。

表2 霍布哈爾白山組流紋巖痕量元素、稀土元素分析結(jié)果(w/%)Table 2 Analyses of trace and rare elements of rhyolite rocks from Huobuhaer area

4 大地構(gòu)造意義

4.1 流紋巖成巖時(shí)代的年代學(xué)約束

白山組最初被劃歸為下石炭統(tǒng)，但缺少同位素年齡證據(jù)。近年來(lái)，大量針對(duì)北山地區(qū)巖石地層時(shí)代的同位素年齡測(cè)定結(jié)果顯示：白山組的形成時(shí)代應(yīng)為晚石炭世。賈元琴等[6]對(duì)額濟(jì)納旗西部的風(fēng)雷山白山組流紋巖開(kāi)展了年代學(xué)研究，LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為318.5±1.2 Ma；鄒運(yùn)鑫等[5]測(cè)定的六陀山白山組英安巖鋯石U-Pb年齡為310.9±0.9 Ma，為晚石炭世；牛亞卓[4]相繼確定黑鷹山白山組英安斑巖年齡為308.6±1.0 Ma，哈珠南白山組安山質(zhì)角礫熔巖巖屑晶屑凝灰?guī)r的鋯石年齡為299.1±2.4 Ma，均為晚石炭世?；诖罅客凰啬挲g資料對(duì)白山組形成時(shí)代的約束，故霍布哈爾白山組流紋巖形成于晚石炭世。

4.2 大地構(gòu)造屬性

痕量元素原始地幔蛛網(wǎng)圖(圖5)及稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)配分曲線(xiàn)(圖6)反映出霍布哈爾地區(qū)白山組流紋巖具有一致的地球化學(xué)特征，與俯沖背景下形成的巖漿特征極為相似，輕重稀土分異明顯，表現(xiàn)為輕稀土富集，重稀土強(qiáng)烈虧損，配分曲線(xiàn)呈右傾斜的“V”形，Eu表現(xiàn)為負(fù)異常，高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、Ta、Ti、P表現(xiàn)為負(fù)異常，與陸緣火山弧的巖石地球化學(xué)特征相似[33]。在痕量元素Rb-(Y+Nb)和Rb-(Yb+Ta)構(gòu)造環(huán)境判別圖解上(圖7)，10件樣品均落入J.A.Pearce等[4]劃分的火山弧構(gòu)造環(huán)境內(nèi)。樣品在SiO2-Al2O3圖解中，均落入“濕體系”范圍內(nèi)，不同于大陸裂谷環(huán)境形成的貧水特征流紋巖[34]，基本落入大陸島弧區(qū)域(圖8)。Ta/Yb=0.23～0.36，平均比值為0.28，這與趙振華[35]總結(jié)的鈣堿性火山弧具有的比值范圍一致。

眾所周知，火山弧分為島火山弧和陸緣火山弧。島火山弧的Ta/Yb比值通常小于0.1，在巖石組合上以玄武、安山巖為主[36]。研究區(qū)內(nèi)主要為流紋巖、英安巖等酸性巖，在巖石組合上不同于島火山弧，巖石組合與陸緣火山弧相似，同時(shí)還存在爆發(fā)相的火山碎屑凝灰?guī)r，也支持形成于大陸火山弧的構(gòu)造環(huán)境，構(gòu)造判別圖解顯示大地構(gòu)造位置為大陸島弧環(huán)境(圖8)。

結(jié)合地層時(shí)代(晚石炭世)，認(rèn)為在晚石炭世塔里木板塊東北緣的霍布哈爾地區(qū)尚處于活動(dòng)大陸邊緣火山弧環(huán)境。古生物地層學(xué)研究表明，在早二疊世之前，雅干斷裂帶南北兩側(cè)地層中的古生物化石是截然不同的，表明南北兩側(cè)原本處于地理隔離狀態(tài)，中間可能為一個(gè)數(shù)百千米寬的海盆，冷水型的安加拉腕足類(lèi)生活在北側(cè)的哈薩克斯坦板塊一側(cè)；反映特提斯暖水型的腕足類(lèi)生活在塔里木板塊一側(cè)。而在早二疊世的地層中兩者出現(xiàn)混生，這種混生現(xiàn)象表明在早二疊世橫亙?cè)趦纱蟀鍓K之間的寬約數(shù)百千米的古亞洲洋(或蒙古洋)已經(jīng)不復(fù)存在，已被陸表海所取代[39]。地球化學(xué)特征分析也表明雅干以北的查干陶勒蓋花崗巖體為A2型花崗巖，形成于碰撞后伸展環(huán)境，U-Pb年齡為283.2±2.2 Ma，指示古亞洲洋在雅干地區(qū)的分支在早二疊世之前完成了閉合[9]。

圖7 霍布哈爾白山組流紋巖Rb-(Y+Nb)圖解和Rb-(Yb+Ta)圖解Fig.7 Rb-(Y+Nb) and Rb-(Yb+Ta) diagrams for rhyolitic rocks from Huobuhaer area(作圖方法據(jù)文獻(xiàn)[22])WPG.板內(nèi)花崗巖; ORG.洋脊花崗巖; VAG.火山弧花崗巖; syn-COLG.同碰撞花崗巖

圖8 流紋巖Al2O3-SiO2和(La/Yb)N-YbN構(gòu)造環(huán)境判別圖解Fig.8 Al2O3-SiO2 diagram and (La/Yb)N-YbN tectonic setting discrimination diagram for the rhyolite(作圖方法據(jù)文獻(xiàn)[37]和[38])

研究區(qū)西側(cè)的白山構(gòu)造帶位于紅石山蛇綠巖帶以南的明水-旱山微陸塊北部邊緣上，巖石類(lèi)型有花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖、鉀長(zhǎng)花崗巖、英云閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖、大理巖、碎屑巖及中酸性的火山巖、硅質(zhì)巖、含礫石碎屑巖，其時(shí)代主要為晚石炭世。白山構(gòu)造帶是紅石山大洋在晚古生代向南俯沖，于明水-旱山陸塊的邊緣形成的陸緣巖漿弧[40]。白山構(gòu)造帶內(nèi)的白山組由中酸性到酸性火成巖組成，涵蓋灰綠色或暗紫色安山質(zhì)凝灰?guī)r，少量紫色流紋巖、淡灰綠色英安質(zhì)凝灰熔巖，含大理巖及粉砂巖透鏡體。酸性巖包括灰紫-暗紫色流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r、流紋巖及含角礫流紋巖，含大理石透鏡體，產(chǎn)珊瑚化石[41]。明水-旱山微陸塊白山巖漿弧上風(fēng)雷山流紋巖為高鉀鈣堿性巖，K、Rb等大離子親石元素富集，高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、Ta、Ti虧損，輕重稀土分異明顯，Ta/Yb平均為0.24，里特曼指數(shù)<1.8，指示其形成于陸緣弧[6]。霍布哈爾白山組流紋巖為鈣堿性系列，而鈣堿性系列的巖石被認(rèn)為是洋殼俯沖消減帶的產(chǎn)物[42]，樣品的地球化學(xué)特征與北山風(fēng)雷山白山組的流紋巖地球化學(xué)特征相似，Ta/Yb平均為0.28，顯示陸緣火山弧的特征；在巖石組合上，霍布哈爾的白山組巖石類(lèi)型與白山構(gòu)造帶極為相似，因此認(rèn)為晚石炭世雅干構(gòu)造帶南側(cè)霍布哈爾地區(qū)同西側(cè)的白山構(gòu)造帶有同樣的大地構(gòu)造屬性，在古亞洲洋(或蒙古洋)洋殼向南的俯沖背景下，均屬于統(tǒng)一的大陸邊緣火山弧環(huán)境(圖9)。

圖9 霍布哈爾地區(qū)晚石炭世構(gòu)造模式圖Fig.9 Tectonic pattern of the Huobuhaer area in late Carboniferous Period

5 結(jié) 論

a.霍布哈爾白山組流紋巖為高鉀鈣堿性巖，高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、Ta、Ti和P強(qiáng)烈虧損，大離子親石元素K、Rb、Th和U相對(duì)富集，輕重稀土元素分異明顯，巖石組合主要為酸性流紋巖、英安巖及爆發(fā)相的晶屑凝灰?guī)r，地球化學(xué)特征及構(gòu)造判別圖解均指示形成環(huán)境為活動(dòng)大陸邊緣火山弧。

b.白山組流紋巖成因?yàn)椋汗_克斯坦和塔里木板塊之間的古洋殼板塊向塔里木板塊之下俯沖，幔源巖漿物質(zhì)的高溫烘烤，為大陸上地殼古老物質(zhì)的局部熔融提供了熱量，但未與上地殼熔融形成的巖漿物質(zhì)發(fā)生混染，最終由上地殼物質(zhì)的部分熔融形成。

c.綜合區(qū)域地質(zhì)演化歷史，認(rèn)為晚石炭世古亞洲洋在雅干地區(qū)的分支尚沒(méi)有閉合，洋殼仍處于俯沖階段，哈薩克斯坦板塊與塔里木板塊在雅干地區(qū)的碰撞閉合時(shí)間應(yīng)該在晚石炭世之后到二疊紀(jì)之前。