塔里木二叠纪火山岩特点

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1、塔里木盆地二叠纪火山岩特点一、区域地质构造单元以及地层区划1.构造单元塔里木盆地的主体是位于古老陆壳基底之上的古生代克拉通盆地，晚期在南北叠加了两个中、新生代前陆盆地，总体上是一个由古生界克拉通盆地和中、新生界前陆盆地组成的大型叠合复合盆地。由于盆地主体是陆壳克拉通，塔里木盆地构造具有相对稳定的特点，在长达800Ma的地质历史中，仅前寒武—奥陶纪和早二叠世表现出较强的地壳活动性；盆地内火山活动主要出现在前寒武—寒武纪和早二叠世，其他时代基本没有火山活动。塔里木盆地的构造变形表现为盆地内部平缓，盆

2、地周缘强烈；构造样式在盆地内部以走滑断裂、陡倾角逆断层控制的断垒为主，复杂的逆冲带、推覆构造及复杂的褶皱主要出现在盆地周缘。总体上，塔里木盆地构造特征以大型隆坳构造为主，具有一定继承性，呈“4隆9坳”构造单元格局，4隆包括塔北隆起、巴楚隆起、塔中隆起、东南隆起，9坳则为库车坳陷、北部坳陷、西南坳陷、塘古坳陷、东南坳陷（图1）。[1]2.地质区划塔里木古板块在经历了晚志留-中泥盆世的冲断一走滑(博罗霍洛运动)后曾发生过不同程度的隆起，晚泥盆世接受东河塘组(东河砂岩)沉积并开始海侵。石炭纪海侵广布，

3、早-中二叠世基本上沿袭了石炭纪的沉积格局，故石炭-二叠系作为一套连续的沉积序列，可划分为6个地层区11个地层小区(图1)。[3]3.构造区划以及基性火山岩分布塔里木盆地作为我国最大的含油气盆地,其周围为天山、昆仑和阿尔金造山带所围绕,其地质构造和演化历史又非常复杂,包含了从太古代到新生代漫长的地质演化历史。从岩浆作用发育的特征看,二叠纪是塔里木盆地岩浆作用最发育的时期,其中广泛分布的二叠纪玄武岩类不仅在盆地内(巴楚)和周边(阿克苏、柯坪和库鲁克塔格)的露头区大量出露,而且在盆地内部的石油钻井和地

4、球物理探测中也有大量揭示),且其分布面积约20万km2(图1)。[10]4.盆地形成机理及边界厘定塔河地区英安岩的发育及南天山分区岩浆侵入至少可以说明，晚二叠世塔里木盆地北部（塔河地区以北）可能处于岛弧构造位置，现今的库车坳陷当时也可能处于火山弧前构造位置，中酸性火成岩发育期间正对应中天山岛弧向塔里木板块俯冲碰撞期。随着中酸性火山喷发和岩浆侵入结束，中天山岛弧最终与塔里木板块碰撞，并在塔里木盆地北部形成造山期磨拉石建造。塔河地区英安岩和南天山花岗岩的发育和分布不仅说明了海西晚期火山岛弧的存在，从

5、另一个方面也指示了海西晚期塔里木北缘板块俯冲方向与盆山耦合的关系，塔河地区从基性火山岩到中酸性火山岩演化序列属于两种不同构造背景在不同构造部位相互叠加的产物，这对厘定塔里木盆地北部关键构造变革期具有一定的指示意义。[17]二、地球化学特征1.岩性1.塔中地区纵向上从震旦系至二叠系各层系都不同程度发育火成岩,岩性主要为玄武岩、火山碎屑岩、安山岩、辉绿岩等。尤以二叠系火成岩最发育,主要为喷出岩,岩性以玄武岩和火山碎屑岩为主,且岩性分布具有多旋回性;其它层系兼有喷出岩和侵入岩,岩性主要为玄武岩、火山碎

6、屑岩、辉绿岩等"总体上塔中西部地区火成岩较发育。二叠系火成岩厚度平面上总体由西北向东南厚度逐渐减薄,火成岩厚度在横向上的变化受火山活动的强度、火山口的密度、古地貌等多方面因素控制。[7]2.大火成岩省岩石种类丰富,包括超基性岩类、基性岩类和中酸性岩类。超基性岩类为超镁铁质岩、爆破角砾岩和辉石岩,基性岩类包括玄武岩和辉绿岩,中酸性岩类为正长岩和正长斑岩。其中基性岩类范围最广,分布于阿瓦提坳陷、满加尔坳陷西部、塔北隆起西部、巴楚隆起和塔中隆起和塔西南坳陷等地区,估计分布面积在20万km2以上。[8]

7、3.塔中二叠纪火山岩岩石组合为碱性玄武岩-碱玄岩-碧玄岩-粗面玄武岩-玄武岩，属碱性系列，具碱性玄武岩系列钾质类型的演化趋势。[11]2.矿物成分及特点1.塔里木早二叠世大火成岩省各类火成岩的SiO2含量为31-67%,且具有双峰式火成岩特征。瓦基里塔格爆破角砾岩和辉绿岩、塔北玄武岩、小海子超镁铁质岩和辉绿岩及正长岩和正长斑岩均为碱性系列;柯坪辉绿岩与柯坪玄武岩为碱性一亚碱性过渡系列。火成岩的地球化学组成以富集大离子亲石元素和高场强元素,亏损重稀土元素为特征,与OIB微量元素特征相似。Ta/Hf

8、比值和Nd同位素初始值指示两类火成岩:一类为柯坪玄武岩,具有负的εNd值,主要与富集的大陆岩石圈地慢有关;另一类为塔北玄武岩及各区的侵入岩,εNd值大于0,代表亏损型地慢来源。[8]2.塔里木大火成岩省不同地区的玄武岩普遍极度亏损铂族元素(PGEs<1ppb,Cu/Pd>105),表明塔里木玄武岩的母岩浆在最终喷发出地表之前曾经发生硫过饱和。综合分析对比各种可能因素后提出地幔源区低程度(约5%左右)部分熔融是造成塔里木玄武岩母岩浆硫过饱和的最主要原因,并认为地幔源区的部分熔融程度在塔里木大火成岩