王鳳瑞，郝 歡，李 麟，王旭斌

（陜西礦業(yè)開發(fā)工貿(mào)有限公司，陜西 西安 710054）

研究區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地西北部塔城盆地東緣，大地構(gòu)造單元屬謝米斯臺(tái)—庫蘭卡茲干古生代復(fù)合島弧帶[1]，地層區(qū)劃（1999）屬西準(zhǔn)噶爾地層分區(qū)、沙爾布爾提山地層小區(qū)[2]；研究區(qū)火山作用較強(qiáng)烈，主要以志留紀(jì)、泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)、二疊紀(jì)為主。在研究區(qū)北側(cè)一帶新厘定出的寒武紀(jì)阿拉安道巖群蛇綠混雜巖帶中也出露有少量中基性火山巖[3]。前人對(duì)謝米斯臺(tái)山一帶相關(guān)火山地層的劃分歷經(jīng)變化，《新疆1∶25萬鐵廠溝鎮(zhèn)幅地質(zhì)調(diào)查報(bào)告》（王國燦等，2015 年）依據(jù)新的研究資料，創(chuàng)立了謝米斯臺(tái)組組名，將原《1∶20 萬塔克臺(tái)幅》（新疆地質(zhì)礦產(chǎn)局第一區(qū)調(diào)大隊(duì)，1986 年）在本區(qū)內(nèi)的塔克臺(tái)南以及白楊河一帶的下石炭統(tǒng)和布克河組、上泥盆統(tǒng)塔爾巴哈臺(tái)組的部分地層重新厘定，命名為謝米斯臺(tái)組，時(shí)代歸屬為志留紀(jì)（S1-4）。本次根據(jù)最新1∶5 萬區(qū)調(diào)研究成果（2019）對(duì)謝米斯臺(tái)組火山巖地層做進(jìn)一步深入探討研究。

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)所在的沙爾布爾提山地層小區(qū)以哈拉也門—阿吾斯奇斷裂為界，其北與薩吾爾山地層小區(qū)相鄰。沙爾布爾提山地層小區(qū)主要包括沙爾布爾提山以及謝米斯臺(tái)山地區(qū)，其出露地層主要為志留系（謝米斯臺(tái)組、沙爾布爾組）、上泥盆統(tǒng)—下石炭統(tǒng)江孜爾庫都克組、下石炭統(tǒng)黑山頭組、上二疊統(tǒng)卡拉崗組等。頂志留統(tǒng)沙爾布爾組與下伏謝米斯臺(tái)組呈整合接觸，晚古生代地層與志留系呈角度不整合或斷層接觸關(guān)系。

2 謝米斯臺(tái)組火山巖分布及巖石學(xué)特征

謝米斯臺(tái)組是《1∶25萬鐵廠溝鎮(zhèn)幅》新厘定建立的地層單位，主要分布于謝米斯臺(tái)山、阿吾斯奇、烏蘭柯順至額敏縣東部一帶，呈近東西向帶狀分布，南以孟布拉克巴斯—謝米斯臺(tái)斷裂為界，北以哈拉也門—阿吾斯奇斷裂為界。

本次研究的謝米斯臺(tái)組主要分布于哈拉也門林場以東、塔克臺(tái)南側(cè)及白楊河兩岸，為一套巨厚的火山巖地層，火山巖以溢流相火山熔巖為主，夾有少量火山碎屑巖；巖石組合主要為灰紫色、暗紫紅色安山巖、英安巖、安山玢巖、玄武安山巖、流紋巖、霏細(xì)巖、（杏仁）粗面質(zhì)流紋巖、珍珠巖，夾有火山角礫巖、安山質(zhì)火山角礫巖、夾安山質(zhì)含角礫熔結(jié)凝灰?guī)r。通過類比區(qū)域上謝米斯臺(tái)組地層巖性組合特征[4-5]，本次研究的火山巖地層與區(qū)域上具有相同或相似特征，將其對(duì)比厘定為謝米斯臺(tái)組。

參照1∶25 萬《鐵廠溝鎮(zhèn)幅》劃分方案，依據(jù)區(qū)內(nèi)謝米斯臺(tái)組巖石組合及沉積特征，將研究區(qū)謝米斯臺(tái)組重新厘定劃分為四段。第一巖性段：玄武巖、安山巖、流紋巖組成的火山沉積旋回，間夾霏細(xì)巖、流紋斑巖、凝灰?guī)r；第二巖性段：主要為一套厚度較大的以酸性噴出巖為主火山巖，流紋巖、流紋斑巖、英安巖、霏細(xì)巖；第三巖性段：主要為一套中基性火山噴出巖夾安山質(zhì)含角礫玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r，紫灰色、灰綠色玄武巖，暗紫色安山玢巖，安山質(zhì)火山角礫巖，夾安山質(zhì)含角礫熔結(jié)凝灰?guī)r；第四巖性段：主要為灰白色流紋質(zhì)玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r、玄武巖、安山巖、流紋巖、霏細(xì)巖，夾安山質(zhì)火山角礫巖。謝米斯臺(tái)組火山巖可劃出7個(gè)噴發(fā)旋回，單個(gè)旋回厚度106.37～732.70m不等，表現(xiàn)為從基性—酸性、從溢流相—爆發(fā)相的特點(diǎn)。

3 火山巖巖石地球化學(xué)特征

對(duì)謝米斯臺(tái)組火山巖采集主量、微量及稀土元素分析樣品，基本控制了整個(gè)謝米斯臺(tái)組火山巖，并對(duì)其予以研究探討。

在硅—堿等圖中（圖1），樣品成分區(qū)域基本與巖石薄片礦物定名相吻合；巖石化學(xué)結(jié)果顯示，中基性火山巖的SiO2含量為47.09%～60.11%，TiO2含量中等，在0.86%～2.34%之間；全堿含量Na2O+K2O 在4.04%～6.84%之間；MgO 和全鐵FeOt 較高分別為1.73%～6.25%、7.67%～11.54%。酸性火山巖樣品SiO2含量70.64%～77.89%，全堿含量較高，為4.74%～9.27%，表明巖漿分異程度很高；TiO2含量普遍偏低，可能暗示早期的鈦鐵氧化物分離結(jié)晶從而造成巖石中低TiO2含量。在Harker 圖中（圖2），SiO2與Na2O、K2O 呈正相關(guān)，而與Al2O3、FeOt、CaO、MgO、TiO2呈負(fù)相關(guān)，總體上反映了巖漿的演化過程。在AR-SiO2等圖解中，幾乎所有樣品均落入亞堿性系列；其里特曼指數(shù)δ＜4，平均值為2.27，屬于鈣堿性系列。

圖2 鋯石U-Pb年齡諧和圖與等時(shí)線圖

微量元素特征顯示，Zr、Hf、Th相對(duì)富集，相對(duì)虧損Nb、Ta等高場強(qiáng)元素，酸性火山巖明顯虧損Ba、Sr等元素；∑LREE/∑HREE 均值10.65，反映二者分異明顯，明顯富集輕稀土；δEu值介于0.66～1.22，存在一定Eu谷特征，表明存在一定的斜長石明顯分離結(jié)晶作用。總體顯示島弧火山巖特征。

4 同位素年代學(xué)研究

謝米斯臺(tái)組為一套巨厚的火山熔巖夾少量火山碎屑巖地層，缺少古生物化石。本次在哈拉也門林場以東科木爾其他烏山一帶謝米斯臺(tái)組第四巖性段采集淺灰色流紋質(zhì)含角礫玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r，送至實(shí)驗(yàn)室挑選鋯石，鋯石晶型完好，為巖漿鋯石。利用LA-ICP-MS鋯石U-Pb 測年法對(duì)鋯石進(jìn)行測年，獲得206Pb/238U 加權(quán)平均年齡為419.4Ma±3.2Ma（圖2），其年齡相當(dāng)于志留紀(jì)普里道利統(tǒng)[6]。

據(jù)王國燦等[7]對(duì)謝米斯臺(tái)山南部一帶依尼薩拉謝米斯臺(tái)組的粗面質(zhì)流紋巖、粗面巖、流紋巖進(jìn)行LAICP-MS 鋯石U-Pb 定年，分別獲得206Pb/238U 加權(quán)平均年齡421.7Ma±5.8Ma（志留紀(jì)普里道利統(tǒng)）、428.36.2Ma（志留紀(jì)文洛克統(tǒng)）、436Ma±13Ma（志留紀(jì)蘭多維列統(tǒng)），將其定義為志留紀(jì)。本次在謝米斯臺(tái)組第四巖性段玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r獲得419.4Ma±3.2Ma 年齡，與上述年齡基本一致，表明謝米斯臺(tái)組第四巖性段為晚志留世。

5 結(jié)論

（1）通過對(duì)額敏縣哈拉也門林場謝米斯山一帶火山巖的研究，將之厘定為謝米斯臺(tái)組，并劃分為四個(gè)巖性段。

（2）巖石地球化學(xué)特征顯示謝米斯臺(tái)組火山巖屬于鈣堿性系列；總體顯示島弧火山巖[8]特征。

（3）綜合分析研究同位素年齡等資料，將謝米斯臺(tái)組時(shí)代厘定為晚志留世。