天山地区新元古代—早寒武世火山岩地球 化学和岩石成因

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图 ) 天山地区新元古代—早寒武世火山岩分布略图 〔据夏林圻等 （ ） 修编〕 ! + + ! / & . ) 1 2 $ 3 $ & 4 ( 3 5 6 2 7 4 89 ( 5 8 $ ; & ’ & 5 7 < & = > 7 & $ ’$ ?@ 2 $ < $ 7 2 < $ A $ & 4 B C ( < 3 ( 9 = < & ( ’F $ 3 4 ( ’ & 4 < $ 4 6 5 & ’G & ( ’ 5 8 ( ’( < 2 ( 0 0 : 0% : DE （ ， ） ( ? 7 2 <H & (& ’ & ! " # $. ! + + ! I
) 地质背景
天山造山带及其两侧分布着一些由前寒武纪地 质体构成的微地块， 自西向东有塞里木微地块、 那拉 提微地块、 阿克乔喀微地块、 阿克苏 柯坪微地块、 巴 仑台微地块、 库鲁克塔格微地块和卡瓦布拉克微地 块等 （图) ） 。天山地区新元古代—早寒武世火山岩 就分布于这些前寒武纪微地块上的南华系、 震旦系 和下寒武统地层中， 以库鲁克塔格微地块最为发育， 从老到新有贝义西 （早南华世） 、 扎摩克提 （早震旦 世） 、 水泉 （晚震旦世） 和西山布拉克 （早寒武世） ,个 喷发期。阿克苏 柯坪微陆块上新元古代火山岩系 位 于苏盖特布拉克组的中下部， 喷发时代与扎摩克
收稿日期： ； 修订日期： ! # # $ # 9 9 $ ! # # $ # ; 9 " 基金项目：国家自然科学基金资助项目 （ ） ； 中国地质调查局综合研究项目 （ ， ， ） ; # ; : ! # ; ; ! # # b 9 b # # # # $ b 9 ! 9 ! # 9 # $ 9 9 > # ; ! # # b 9 b # # # # ! > 作者简介：李向民 （ 9 % $ ; ） ， 男， 研究员， 博士研究生， 长期从事火山岩岩石学及有关矿产的研究工作。
（大黑山幅） ： " 新疆地调院. ! + + , .新疆东天山 J , K E + + " + + ! ) ! L万区域地质调查报告.
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岩
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物
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第( %卷
提期 （早震旦世） 相当。卡瓦布拉克微地块上分布的 新元古代和早寒武世火山岩系分别产于南华系底部 的贝义西组和下寒武统的黄山组之中。塞里木微地 块上新元古代火山岩则位于南华系底部库鲁铁克提 组的下部。前人通过对天山地区微陆上分布的南华 系和震旦系地层学研究， 认为天山造山带及其邻区 的各个微地块在早寒武世以前可能是一个统一大陆 块 （高振家等， ， ， ， ， ； 刘鸿允 ! " # $ ! " # % ! " # & ! " " ’ ( ) ) ’ 等， ； 肖序常等， ， ） 。 ! " " ! ! " " ! ! " " ( 库鲁克塔格地区贝义西 期 火 山 岩 分 布 最 为 广 泛， 岩性复杂， 从酸性到基性都较为发育， 火山熔岩 火山碎屑岩均有产出； 扎摩克提期火山岩分布于库 鲁克塔格微地块的中西部， 岩性较为单一， 为基性熔 岩， 局部有火山碎屑岩； 水泉期和西山布拉克期火山 岩分布零星， 为基性火山岩。阿克苏—乌什一带苏 盖特布拉克组火山岩分布也较广， 但岩性单一， 为基 性火山熔岩， 局部可见火山角砾岩， 笔者所分析火山 岩样品均采于此。卡瓦布拉克微地块上贝义西组火 山岩分布较广， 岩性较为复杂， 基性、 中性、 酸性火山 岩均有产出； 而早寒武世黄山组零星分布， 岩性为基 性凝灰岩。果子沟—科古琴山新元古代火山岩为基 性火山熔岩和凝灰岩。 柯坪微地块位于塔里木板块北缘 （图! ） ， 主要由 基底和盖层组成。基底为元古界阿克苏群， 盖层由 震旦系—二叠系沉积 火山岩系组成。震旦系中含 有冰碛岩及火山岩， 其中苏盖提布拉克组主要为中 薄层的粉砂岩、 砂岩， 其间夹有数层基性火山熔岩， 早古生界为陆棚碳酸盐建造 （孙庆峰等， ） ， 泥盆 ( ) ) * 系为深海复理石建造， 石炭纪后进入了碰撞后的陆 内演化阶段 （夏林圻等， ） 。 ( ) ) (
（早南华世贝义西组、 早震旦世扎摩克提组） 喷发的火山岩系的主要组成， 后者是晚期 （早震旦世苏盖特布拉克组、 晚 震旦世水泉组、 早寒武世西山布拉克组） 喷发的火山岩系的主要组成。稀土、 微量元素和 6 、 这 < 1 =同位素特征揭示， 些火山岩均形成于大陆裂谷环境， 其源区可能是源于一种似洋岛玄武岩源的软流圈地幔源， 并且在岩浆上侵喷发过 程中发生了岩石圈的混染。 关建词：新元古代—早寒武世； 火山岩； 地球化学； 岩石成因； 天山 中图分类号： ； ； ) " > > 5 9 ; ) " % ) " > 9 文献标识码： & 文章编号： （ ） 9 # # # $ " ! ; ! # # $ # " # ; 9 ! 9 9
9 F ! ! ! ! 9 F ! ! /? @ A B D E @ B F ? / &@ B D @ F ? / &H I D J K I B F ? L? I 7 D @ F0&H K 3 B D @ B B =N& 1 .@ D O K 7 C G M C 8 C A
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第 L期
李向民等：天山地区新元古代—早寒武世火山岩地球化学和岩石成因
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磷岩层； 在震旦系和南华系地层中存在 ! ! " 层大致 可以对比的冰成岩或冰碛岩， 表明这些前寒武纪地 块和微地块， 在新元古代中晚期， 应当是一个统一的 联合古陆， 它们可能是 # $ % & ’ & (超级古大陆的组成部 分 （肖序常等， ， ） 。其中对库鲁克塔格地区 ) * * ) ) * * ! 新元古代—早寒武世火山岩研究认为其可能形成于 大陆裂谷环境 （姜常义等， ） ， 而卡瓦布拉克地区 ! + + ) 新元古代—早寒武世火山岩可以和库鲁克塔格地区 对比 （新疆地调院， ! + + ,
家除致力于 # 也将注意力 $ % & ’ & (古大陆的重建研究， 投向了对该大陆解体事件的探索。新元古代广泛发 育的裂谷火山事件的研究对于查明 # $ % & ’ & (古陆的 裂解及古亚洲洋的开启可以提供重要的约束， 同时， 对于探索这一时期诸多超大型矿床 （如中国金川的 超大型镍矿床等） 形成的地质背景也具有重要的指 向性意义。有的学者 （， ， ） 甚至已 & ! " # $. ! + + ) ! + + " 经提出用地幔柱、 超级地幔柱假说来解释新元古代 中晚期大陆裂谷岩浆活动和 # $ % & ’ & (古大陆裂解的 地球动力学机制。总的说来， 目前对于新元古代中 晚期这套火山岩的研究只是处于起步阶段， 特别是
" 。近年来许多中外地质学 ）
有关我国中西部新元古裂谷火山岩系的分布范围、 确切性质和精确时限尚存在许多疑点和不确定性， 应当进一步深入研究。为重塑天山造山带地质演化 过程， 本文对天山地区分布的新元古代—早寒武世 火山岩地球化学特征、 性质进行综合分析研究， 以确 立其形成的构造环境， 并探讨其岩石成因。
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天山地区新元古代—早寒武世火山岩地球 化学和岩石成因
!， !， 李向民9， 夏林圻!， 夏祖春!， 徐学义!， 马中平9， 王立社! （ 西北大学， 陕西 西安 : ； 西安地质矿产研究所， 陕西 西安 : ） 9 5 9 # # $ % ! 5 9 # # " ; 摘 要：天山地区新元古代—早寒武世玄武质熔岩包括拉斑玄武质和碱性玄武质两个主要岩浆系列， 前者是早期