程蓉蓉，張海芳，胡成林，隋玉成，李強(qiáng)

(1.山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 煙臺(tái) 264000;2.萊州市自然資源和規(guī)劃局，山東 煙臺(tái) 261400；3.聊城市地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查監(jiān)測(cè)中心，山東 聊城 252000)

0 引言

西昆侖造山帶位于青藏高原西北緣，其北鄰塔里木板塊(古亞洲構(gòu)造域)，南與羌塘地塊相接(特提斯構(gòu)造域)，處在古亞洲構(gòu)造域和特提斯構(gòu)造域的結(jié)合部位[1-4]。西昆侖造山帶因其特殊的大地構(gòu)造位置經(jīng)歷了多期復(fù)雜的構(gòu)造演化，從古元古代至古生代發(fā)育較為齊全，沉積巖、火山巖、變質(zhì)巖巖石類型復(fù)雜多樣，西昆侖造山帶呈現(xiàn)多層次、多樣式、多機(jī)制、多階段的構(gòu)造演化和變形特點(diǎn)，常以蛇綠混雜巖帶或區(qū)域性剪切帶構(gòu)成地質(zhì)構(gòu)造單元的邊界[5-6]，前人沿邊界斷裂由北向南將西昆侖造山帶劃分為昆北地塊、昆中地塊及昆南地塊[7]。

本次研究的賽利亞克群火山巖，位于西昆侖造山帶東段溫泉—獨(dú)尖山一帶，是昆南地塊的重要組成部分，對(duì)研究古特提斯洋的構(gòu)造演化具有重要意義[4，6-8]。由于極端的自然條件所限，前人對(duì)溫泉—獨(dú)尖山一帶的研究主要集中在蘇巴什蛇綠混雜巖帶內(nèi)[8-9]，對(duì)蛇綠混雜巖帶兩側(cè)的配套火山巖研究較少。隨著近些年西昆侖基礎(chǔ)地質(zhì)工作的開(kāi)展，獲得了一些基礎(chǔ)地質(zhì)成果，本次研究依托“新疆西昆侖溫泉—獨(dú)尖山一帶1∶5萬(wàn)四幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查”項(xiàng)目，在野外地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，對(duì)西昆侖溫泉—獨(dú)尖山一帶中-下二疊統(tǒng)賽利亞克群火山巖進(jìn)行詳細(xì)的巖石學(xué)、巖相學(xué)、巖石地球化學(xué)及年代學(xué)研究，探討研究區(qū)二疊紀(jì)火山巖成因及其構(gòu)造環(huán)境，為西昆侖造山帶東段構(gòu)造演化歷史提供相關(guān)地質(zhì)證據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于西昆侖東段，蘇巴什蛇綠構(gòu)造混雜巖帶南側(cè)，東西昆侖交界位置，在大地構(gòu)造位置上屬于昆南-羌北縫合系(圖1a)。研究區(qū)北鄰西昆侖地區(qū)在晚古生代原特提斯殘留洋的基礎(chǔ)上發(fā)生了一次非常明顯的開(kāi)與合，石炭紀(jì)古特提斯大洋發(fā)生伸展擴(kuò)張，至早二疊世，研究區(qū)北部的蘇巴什殘留洋盆再次發(fā)生擴(kuò)張，繼承性的形成古特提斯洋；中二疊世，蘇巴什洋向南北兩側(cè)擴(kuò)張俯沖消減，在蘇巴什南側(cè)形成了卡拉勒塔什巖漿??；中二疊世末期，蘇巴什洋盆進(jìn)一步縮小，殘余的洋殼向陸殼碎塊之下俯沖，使其具有島弧性質(zhì)[9-12]。根據(jù)《新疆維吾爾自治區(qū)巖石地層手冊(cè)》(2012版)，賽利亞克群由原賽利亞克群[13]與“1∶25萬(wàn)于田縣幅區(qū)調(diào)”下-中二疊統(tǒng)阿羌火山巖、“1∶25萬(wàn)伯力克幅區(qū)調(diào)”二疊紀(jì)卡拉勒塔什巖群合并而來(lái)，為一套緊鄰蘇巴什混雜巖帶南側(cè)分布的一套島弧火山巖建造，巖性組合為雜色基、中、酸性火山巖夾少量陸源碎屑巖、灰?guī)r、硅質(zhì)巖，局部為雜色陸源碎屑巖、碳酸鹽巖夾基性火山巖，與下伏上石炭統(tǒng)庫(kù)爾量群整合接觸，與上覆中-下侏羅統(tǒng)葉爾羌群不整合接觸。

2 火山巖地質(zhì)及巖石學(xué)特征

2.1 火山巖地質(zhì)特征

溫泉-獨(dú)尖山一帶的賽利亞克群，分布于研究區(qū)北部阿克蘇卡子一帶，呈條帶狀近EW向展布，出露總面積約78.38km2，厚度大于2616.5m，其中火山巖約占總厚度的22.9%。賽利亞克群北側(cè)與蘇巴什蛇綠構(gòu)造混雜巖帶呈斷層接觸，南側(cè)與黃羊嶺組呈斷層接觸(圖1b)[12]。

研究區(qū)內(nèi)賽里亞克群以火山熔巖、火山碎屑巖夾正常沉積碎屑巖為主，為一套典型島弧火山巖建造。本次工作將該群進(jìn)一步劃分為3個(gè)巖組，分別為：

第一巖組：主要為一套正常碎屑巖與中性火山熔巖互層夾少量火山碎屑巖，主要巖性為灰綠色細(xì)中粒巖屑長(zhǎng)石砂巖、碎裂蝕變安山巖、凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)板巖，自下而上表現(xiàn)為顏色逐漸由深灰-灰綠色過(guò)渡為深灰-灰黑色。該段向下與蘇巴什蛇綠混雜巖帶呈斷層接觸，厚度>1156.6m。

第二巖組：主要為一套正常沉積碎屑巖夾基性火山熔巖、火山碎屑巖，主要巖性為灰綠、紫灰色杏仁玄武巖、玄武質(zhì)火山角礫巖、細(xì)粒長(zhǎng)石巖屑砂巖、顆粒玄武巖、凝灰質(zhì)板巖，自下而上表現(xiàn)為火山巖夾層厚度增大，上部開(kāi)始出現(xiàn)粉砂巖夾層，而砂巖厚度逐漸減小，表現(xiàn)為退積型組合特征。該段在研究區(qū)東部與黃羊嶺組第四段呈斷層接觸，向下與第一巖組呈斷層接觸，厚度>1459.9m。

第三巖組：主要為一套正常沉積碎屑巖夾酸性火山熔巖、凝灰?guī)r，主要巖性為淺紫灰色英安巖、綠灰色晶屑凝灰?guī)r、深灰色細(xì)粒長(zhǎng)石巖屑砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，該段在研究區(qū)內(nèi)頂?shù)壮雎恫蝗蛏吓c黃羊嶺組第四段呈斷層接觸，向下與第二巖組接觸關(guān)系不明顯。

賽里亞克群的火山碎屑巖、陸源碎屑巖夾層在研究區(qū)由西向東碎屑巖的數(shù)量相對(duì)減少。垂向上，從下往上，碎屑巖數(shù)量具有由少至多再減少的特點(diǎn)?；鹕綆r相以溢流相為主，爆發(fā)相次之，爆發(fā)相僅占火山巖厚度的6.3%。巖石類型主要為杏仁狀、氣孔狀玄武(玢)巖、安山巖，次為英安巖等。根據(jù)區(qū)內(nèi)火山巖相在空間上總體呈帶狀相間展布特征分析，火山噴發(fā)型式主要為裂隙式噴發(fā)。

2.2 巖石學(xué)特征

賽里亞克群火山巖以杏仁狀玄武巖、球顆玄武巖、安山巖為主，次為凝灰?guī)r，其中玄武巖局部發(fā)育氣孔、杏仁構(gòu)造。

(1)杏仁玄武巖。巖石未見(jiàn)明顯斑晶，具間粒結(jié)構(gòu)。板條狀斜長(zhǎng)石微晶雜亂排列，在其架狀空隙間充填若干個(gè)他形粒狀輝石和少量磁鐵礦等。斜長(zhǎng)石具輕微程度黏土化。含量估計(jì)，斜長(zhǎng)石為53%；輝石為44%；鐵質(zhì)為3%。杏仁體呈不規(guī)則狀、次圓狀，大小在1.3～0.5mm，其內(nèi)充填方解石，杏仁體含量約18%(圖2a、圖2d)。

a：Ⅰ—塔里木陸塊；Ⅱ—鐵克里克斷隆帶；Ⅲ—北昆侖早古生代巖漿弧帶；Ⅳ—中昆侖微陸塊；Ⅴ—南昆侖晚古生代殘弧帶；Ⅵ—巴顏喀拉晚古生代-中生代邊緣裂陷盆地；Ⅶ—甜水海-北羌塘陸塊群；Ⅷ—喀拉昆侖-南羌塘陸塊；Ⅸ—明鐵蓋地塊；①—鐵克里克北緣斷裂；②—柯崗斷裂；③—庫(kù)地-其曼于特蛇綠構(gòu)造混雜巖帶；④—蘇巴什-柳什塔格蛇綠構(gòu)造混雜巖帶；⑤—康西瓦-木孜塔格蛇綠構(gòu)造混雜巖帶；⑥—郭扎錯(cuò)-西金烏蘭湖-金沙江結(jié)合帶；⑦—龍木錯(cuò)-雙湖結(jié)合帶；⑧—塔阿西-岔路口構(gòu)造混雜巖帶。b：1—第四紀(jì)現(xiàn)代冰川；2—第四紀(jì)沖洪積堆積物；3—第四紀(jì)烏魯克庫(kù)勒組安山質(zhì)、玄武質(zhì)火山巖；4—古近紀(jì)阿爾塔什組砂巖、砂礫巖；5—二疊紀(jì)黃羊嶺組四段粉砂巖、板巖；6—二疊紀(jì)黃羊嶺組三段粉砂巖、砂質(zhì)板巖；7—賽利亞克群第二組玄武巖、凝灰?guī)r、巖屑砂巖；8—賽利亞克群第一組安山巖、凝灰?guī)r、巖屑砂巖；9—奧陶紀(jì)瑪列茲肯組砂巖；10—蘇巴什蛇綠混雜巖；11—特殊地質(zhì)體；12—板塊俯沖帶；13—逆斷層；14—走滑斷層；15—地質(zhì)界線；16—地層產(chǎn)狀；17—板理產(chǎn)狀；18—倒轉(zhuǎn)地層產(chǎn)狀；σC—石炭紀(jì)橄欖巖巖片；ψC—石炭紀(jì)輝石巖巖片；νC—石炭紀(jì)輝長(zhǎng)巖巖片；νP—二疊紀(jì)輝長(zhǎng)巖巖片；βP—二疊紀(jì)玄武巖巖片；αP—二疊紀(jì)安山巖巖片；lsP—二疊紀(jì)灰?guī)r巖片；siP—二疊紀(jì)硅質(zhì)巖巖片；ζ—英安巖；tf—凝灰?guī)r圖1 新疆西昆侖溫泉-獨(dú)尖山一帶賽利亞克群火山巖地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)文獻(xiàn)[12]修改)

a，d—?dú)饪谞钚鋷r；b，e—球顆玄武巖；c，f—安山巖；Cc—方解石；Pl—斜長(zhǎng)石；Dol—白云石；Q—石英圖2 新疆西昆侖溫泉—獨(dú)尖山一帶賽利亞克群火山巖野外及鏡下鑒定照片

(2)安山巖。巖石由斑晶(1%)和基質(zhì)(99%)組成。斑晶主要為蝕變暗色礦物，呈半自形柱狀，0.7～0.5mm，已完全程度方解石化，殘留輪廓，據(jù)晶形判斷為輝石等，不均勻分布?；|(zhì)主要為板條狀斜長(zhǎng)石微晶半定向排列，其間充填少量他形粒狀磁鐵礦(已赤鐵礦化)、次生綠泥石等。綠泥石由暗色礦物蝕變而來(lái)，殘留輪廓。含量估計(jì)：斜長(zhǎng)石85%，磁鐵礦3%，次生綠泥石12%。巖石后期受力，部分組分破碎，裂隙若干條，寬度2.5～0.02mm，其內(nèi)充填破碎的原巖組分、鐵質(zhì)、方解石(Cc)等，碎基含量約占25%，具碎裂結(jié)構(gòu)(圖2c、圖2f)。

(3)球顆玄武巖。暗紫色，球顆結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖石由斑晶(2%)和基質(zhì)(98%)組成。后期受力破碎，裂隙發(fā)育，切割巖石，巖石組分呈棱角狀碎塊，具碎裂結(jié)構(gòu)。裂隙寬度1.3～0.05mm其內(nèi)充填白云石(Dol)。斑晶為斜長(zhǎng)石，半自形板狀，1.3mm，受力破碎。基質(zhì)主要為斜長(zhǎng)石和輝石的玻璃—隱晶纖維呈束狀集合體，構(gòu)成隱束球顆結(jié)構(gòu)(圖2b、圖2e)。

3 火山巖地球化學(xué)特征

本次研究所采取的樣品均采自地質(zhì)剖面和主干路線的代表性新鮮巖石，共計(jì)7件樣品，巖性以安山巖和英安巖為主。樣品主量、微量和稀土元素的測(cè)試工作由核工業(yè)新疆理化分析測(cè)試中心鑒定完成。分析結(jié)果見(jiàn)表1、表2。

表1 賽利亞克群火山巖主量元素(%)分析結(jié)果表

表2 賽利亞克群火山巖微量元素(×10-6)分析結(jié)果表

3.1 主量元素特征

經(jīng)計(jì)算，安山巖樣品SiO2為57.53%～76.85%，堿總量5.14%～6.03%，里特曼指數(shù)0.78～2.36；英安巖樣品SiO2含量為64.45%～64.73%，里特曼指數(shù)為0.95～1.17，呈鈣堿性巖。與中國(guó)同類火山巖的平均化學(xué)成分相比[14]，巖石化學(xué)成分多居于流紋巖與安山巖之間。樣品堿度率AR從1.63～2.24，固結(jié)指數(shù)7.47～17.84，Na2O/K2O為0.93～116，平均值18.2，屬鈉質(zhì)系列。鋁質(zhì)指數(shù)(A/CNK)為0.73～0.98，平均為0.85，屬于偏鋁質(zhì)巖石。

在火山巖硅-堿TAS分類圖(圖3a)中，1件樣品落在安山巖區(qū)，2件樣品落在英安巖區(qū)，其余4件樣品落在流紋巖區(qū)。在火成巖AFM圖解中(圖3b)，樣品點(diǎn)主要落在鈣堿性系列，而在AR-SiO2圖(圖3c)中，7件樣品同樣落入鈣堿性區(qū)。綜合樣品主量元素特征，巖石屬于偏鋁質(zhì)鈣堿性系列火山巖。

a：1—苦橄玄武巖；2—玄武巖；3—玄武安山巖；4—安山巖；5—英安巖；6—流紋巖；7—石英巖；8—粗面玄武巖；9—玄武質(zhì)粗面安山巖；10—粗面安山巖；11—粗面英安巖；12—粗面巖；13—堿玄巖；14—響質(zhì)堿玄巖；15—堿玄質(zhì)響巖；16—響巖；17—副長(zhǎng)火山巖；18—霞石巖。b：A=Na2O+K2O；F=FeO+0.9Fe2O3；M=MgO。c：AR=[Al2O3+CaO+(Na2O+K2O)]/[Al2O3+CaO-(Na2O+K2O)]圖3 新疆西昆侖溫泉—獨(dú)尖山一帶賽利亞克群火山巖主量元素TAS圖解(a)[15]、AFM圖解(b)[16]及AR-SiO2圖解(c)[16]

3.2 稀土和微量元素特征

從表2中可看出，賽里亞克群火山巖微量元素與中國(guó)大陸巖石圈化學(xué)元素豐度值相比[14]，B、K、Th、Ba、Nb、Zr、Hf、Ti、Li、Pb等元素含量較高，為弱富集，平均含量多為大陸巖石圈豐度值的1.0～2.0倍，Ba、Nb、Hf元素含量尤為富集，普遍為大陸巖石圈豐度值的2.0倍以上，其中大離子親石元素Ba達(dá)到19倍以上。其余元素如F、Sr、Rb、U、Re、Ta、P、Ni、Cr、Be等貧化，顯示虧損狀態(tài)。

從微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)蛛網(wǎng)圖(圖4a)中可看出，標(biāo)準(zhǔn)化分布型式呈向右緩傾，右端幾近平直，Th、U、La、Nd、Hf元素呈峰值，顯示富集；K、Ba、Nb、Ce、P、Ti顯示虧損，Nb呈槽及Th、Hf呈峰值，說(shuō)明區(qū)內(nèi)火山巖與陸殼有密切關(guān)系，其受地殼物質(zhì)混染作用明顯，總體顯示出島弧火山巖的微量元素特征。

圖4 新疆西昆侖溫泉—獨(dú)尖山一帶賽利亞克群火山巖微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)蛛網(wǎng)圖(a)[17]和稀土元素配分曲線圖(b)[17]

與中國(guó)大陸巖石圈化學(xué)元素豐度值相比[14]，研究區(qū)樣品14種稀土元素均表現(xiàn)為富集(表3)。

表3 賽利亞克群火山巖稀土元素(×10-6)分析結(jié)果表

玄武巖稀土總量∑REE介于97.96×10-6～262.16×10-6，輕稀土總量∑LREE介于87.48×10-6～238.83×10-6，重稀土總量∑HREE介于10.17×10-6～23.33×10-6，LREE/HREE為7.62～10.24，(La/Yb)N值介于9.45～20.07，表明輕、重稀土元素分餾明顯，球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線呈右傾型(圖4b)。(La/Sm)N=3.49～5.11，指示輕稀土元素內(nèi)部發(fā)生了明顯分餾，(Gd/Yb)N=1.35～3.93，說(shuō)明重稀土元素內(nèi)部分餾不明顯。樣品呈弱的負(fù)銪異常(δEu=0.70～1.02，平均0.81)。

樣品輕稀土元素配分曲線向右陡傾(圖4b)，重稀土配分曲線相對(duì)平坦，輕重稀土分異明顯，與島弧火山巖相似，弱負(fù)銪異常說(shuō)明在巖漿演化過(guò)程中斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶作用不明顯。

4 構(gòu)造環(huán)境探討

賽里亞克群火山巖為一套火山熔巖、火山碎屑巖夾陸源碎屑巖建造?；鹕饺蹘r以安山巖、玄武巖、英安巖為主。

在Th-Hf/3-Ta構(gòu)造環(huán)境判別圖解(圖5a)中，7件樣品有6件落入D區(qū)(火山弧玄武巖)，1件落入B區(qū)(大洋玄武巖)；Th/Yb、Ta/Yb等微量元素對(duì)比值對(duì)分離結(jié)晶作用不敏感，在Th/Yb-Ta/Yb圖解(圖5b)中，火山巖樣品大部分落入VAB(火山弧玄武巖)區(qū)域；在Lu-Eu-Sr圖解(圖5c)中，除1件樣品外(D4013/1)，大部分樣品點(diǎn)落在IAB區(qū)域(島弧玄武巖)。這些圖解說(shuō)明賽里亞克群火山巖巖漿主要來(lái)源于地幔，但有地殼物質(zhì)的明顯加入，形成于大陸邊緣的島弧環(huán)境。

塞里亞克群緊鄰其蘇巴什蛇綠巖帶南側(cè)分布，又具典型巖漿弧火山巖特點(diǎn)。大量事實(shí)[18-21]證明蘇巴什蛇綠巖所代表的晚古生代洋盆早二疊世開(kāi)始向南俯沖消減，中二疊世末已完全消失，故認(rèn)為該套地層時(shí)代應(yīng)為早-中二疊世。

a：Th-Hf-Ta圖解(據(jù)文獻(xiàn)[22])，A—N型MORB；B—E型MORB；C—堿性板內(nèi)玄武巖；D—火山弧玄武巖。b：Th/Yb-Ta/Yb圖解(據(jù)文獻(xiàn)[23])；VAB—火山弧玄武巖(IAT—島弧拉斑玄武巖；CAB—鈣堿性玄武巖；SHO—橄欖粗安巖)；MORB—洋中脊拉斑玄武巖；WPB—板內(nèi)玄武巖(TH—拉斑玄武巖的，TR—過(guò)渡的，ALK—堿性的)。c：Eu-Lu-Sr圖解(據(jù)文獻(xiàn)[24])；MORB—洋中脊玄武巖；IAB—島弧玄武巖；OIB—洋島玄武巖圖5 新疆西昆侖溫泉—獨(dú)尖山一帶賽利亞克群火山巖構(gòu)造環(huán)境判別圖解

5 結(jié)論

(1)新疆西昆侖溫泉—獨(dú)尖山一帶賽里亞克群以火山熔巖、火山碎屑巖夾正常沉積碎屑巖為主，為一套典型島弧火山巖建造。

(2)巖石地球化學(xué)顯示研究區(qū)火山巖屬于偏鋁質(zhì)鈣堿性系列火山巖，稀土元素表現(xiàn)為輕稀土富集、重稀土虧損，Eu異常不明顯，富集Th、U、La、Nd、Hf等元素，虧損 K、Ba、Nb、Ce、P、Ti等，反映出島弧火山巖的特點(diǎn)。

(3)塞里亞克群北側(cè)與蘇巴什蛇綠巖帶相鄰，巖石具典型巖漿弧火山巖特點(diǎn)。以蘇巴什蛇綠巖為代表的晚古生代洋盆早二疊世開(kāi)始向南俯沖消減，中二疊世末已完全消失，筆者認(rèn)為塞里亞克群火山巖時(shí)代應(yīng)為早-中二疊世。