新疆鄯善縣堿泉子一帶二疊紀(jì)旋回火山巖成因特征分析

何立新 王 奎 吳曉貴

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)開發(fā)局第四地質(zhì)大隊(duì) 阿勒泰 836500）

1 地質(zhì)概況

根據(jù)巖性、巖相、基本層序、巖石組合等特征，將二疊系劃分為下二疊統(tǒng)阿爾巴薩依組（P1ae）、中二疊統(tǒng)大河沿組（P2dh）、塔爾朗組（P2ter）、上二疊統(tǒng)泉子街組（P3q）、梧桐溝組（P3wt）、鍋底坑組（P3g）。其火山巖出露范圍局限，僅分布于調(diào)查區(qū)西南部，出露規(guī)模小，總面積約為5km2，占二疊系地層總面積的11%，巖性出露不全，但是總體可見其噴發(fā)次數(shù)較多，巖性主要為雙峰式火山巖-碎屑巖建造，火山巖主要為玄武巖、安山巖、霏細(xì)巖、凝灰?guī)r、沉角礫凝灰?guī)r。

二疊系旋回火山巖為玄武巖、安山巖、霏細(xì)巖、中酸性熔巖、火山碎屑巖（角礫巖、凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r等），均呈層狀產(chǎn)于正常沉積層中。熔巖中，以玄武巖-安山巖為主，少量的霏細(xì)巖?；詭r有玄武巖、安山巖兩類。

2 火山旋回

根據(jù)二疊系火山巖剖面實(shí)測旋回韻律層序見表1（由上而下）。

由表1可見，阿爾巴薩依組由5個韻律組成，每個韻律厚十幾米至百余米，爆發(fā)指數(shù)0～100%，噴發(fā)指數(shù)46.86%。韻律由火山熔巖、凝灰?guī)r，至細(xì)碎屑巖結(jié)束，韻律中沉積層厚度中等，為間歇火山作用。大河沿組由2個韻律組成，韻律層最厚129.40m，爆發(fā)指數(shù)0，噴發(fā)指數(shù)14.42%。泉子街組由4個韻律組成，每個韻律厚數(shù)米米至幾十米，爆發(fā)指數(shù)0～100%，噴發(fā)指數(shù)32.41%。韻律由火山熔巖、凝灰?guī)r，至凝灰質(zhì)碎屑巖-細(xì)碎屑巖結(jié)束，韻律中沉積層厚度中等，為間歇火山作用。鍋底坑組第二巖性段由4個韻律組成，每個韻律厚十幾米至數(shù)百米，爆發(fā)指數(shù)10.45～100%，噴發(fā)指數(shù)93.91%。韻律由含角礫巖屑凝灰?guī)r，經(jīng)熔巖，至細(xì)碎屑巖結(jié)束，韻律中沉積層厚度小，為小間歇連續(xù)火山作用。

綜上所述，調(diào)查區(qū)二疊系火山旋回火山活動由早期較強(qiáng)，中期相對較弱（沉積層厚度大，說明間歇期較長），晚期較強(qiáng)的特征。

3 巖石化學(xué)

二疊旋回火山巖巖石化學(xué)成分見表2。其主要巖石化學(xué)特征值見表3及CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物含量表4。

由表3可見，其玄武巖SiO255.3%～60.49%，堿總量4.77%～8.23%，K2O/Na2O0.82～1.52，比值高；里特曼指數(shù)基本位于1.85～2.82，小于3.3，為鈣堿性。

4 地球化學(xué)

4.1 稀土元素

二疊系旋回火山巖稀土元素含量見表5。玄武巖 ΣREE 148.01～205.093, (La/Yb)N 2.22～4.07,δEu0.72～0.92，稀土總量低，輕重稀土分異明顯，輕稀土明顯富集，重稀土明顯減少，銪負(fù)異常明顯，說明巖漿發(fā)生了一定程度的結(jié)晶分異。δCe=0.99～1.02，具負(fù)鈰異常，屬鈰虧損型，但均接近1，表明氧化條件中等。

在球粒隕石配分型式圖上（圖1）,玄武巖組成較陡的右傾平行曲線簇，稀土段向右傾斜，斜率大，重稀土段相對平緩，銪處呈“V”型谷，輕微虧損，輕稀土富集，且分餾程度較強(qiáng)，重稀土之間分餾程度稍弱，具有銪負(fù)異常，說明其結(jié)晶分異作用較強(qiáng)。

4.2 微量元素

二疊旋回火山巖微量元素含量見表6，其玄武巖、安山巖不相容元素Rb、Th、Ba明顯富集，高場強(qiáng)元素Nb、Ta明顯虧損，Zr、Hf略虧損（圖2）。

玄武巖Rb含量63.12～96.06×10-6、Sr365.16～829.70×10-6，屬于高鍶低銣類型。在RbSr-地殼厚度蛛網(wǎng)圖上(圖3)，在地殼厚度中樣品所落區(qū)域深度均大于30km，與本區(qū)石炭紀(jì)火山巖相比，明顯產(chǎn)于更厚的陸殼背景上。巖石中低的Cr9.03～15.79×10-6、Ni2.76～9.93×10-6，說明它們不具有與地幔橄欖巖平衡的熔體成分,即不是原生地幔熔體。這些特點(diǎn)表明,區(qū)內(nèi)玄武巖的母巖漿在巖漿房內(nèi)或上升到地表的途中已經(jīng)經(jīng)受了結(jié)晶分離作用。

表1 二疊紀(jì)旋回火山巖韻律

表2 二疊旋回火山巖巖石化學(xué)成分(×10-2)

表3 二疊旋回火山巖巖石化學(xué)主要特征值(×10-2)

表4 二疊旋回火山巖CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物（質(zhì)量%）

表5 二疊紀(jì)旋回火山巖稀土元素（×10-6）

圖1 二疊紀(jì)旋回火山巖稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖

圖2 二疊紀(jì)旋回火山巖微量元素MORB標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖

5 巖漿成因類型及構(gòu)造環(huán)境

本區(qū)二疊旋回火山巖為武質(zhì)安山巖-粗安巖區(qū)，根據(jù)前人資料可知其為雙峰式火山巖建造。堿硅圖解上落在歐文線上下，為亞堿性。在2Nb-Zr/4-Y圖解（圖4）上，均落在板內(nèi)拉斑玄武巖-鈣堿性玄武巖區(qū)。在Zr-Zr/Y圖解（圖5）上，均落在板內(nèi)玄武巖區(qū)。所有這些圖解，都說明二疊系旋回火山巖屬于陸內(nèi)環(huán)境下裂谷巖漿作用的產(chǎn)物。

表6 二疊紀(jì)旋回火山巖微量元素

圖3 二疊紀(jì)旋回火山巖RbSr-地殼厚度蛛網(wǎng)圖

圖4 二疊紀(jì)旋回火山巖2Nb-Zr/4-Y圖解(仿MeschedeMA,1986)

圖5 二疊紀(jì)旋回火山巖Zr-Zr/Y圖解