“天山造山带岩浆作用研究18475

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1、“天山造山带岩浆作用研究18475“天山造山带岩浆作用研究”1、查明天山地区广泛分布的石炭纪火山岩系为板块碰撞造山后一次强烈陆内伸展—裂谷火山作用的产物,项目提出天山石炭纪火山岩系已构成一大火成岩省(中国境内面积约35万km2)的新认识，并以前人认识分歧较大的石炭纪火山岩系的性质及产出构造环境为突破点，根据项目对中天山下石炭统马鞍桥组沉积一火山岩系和中天山北部、东天山和西天山—石炭纪火山岩系的对比研究，认为天山石炭纪大规模火山作用的性质为造山后大陆伸展一裂谷火山作用的产物。它由西至东包括四个组成部分：西天山石炭一二叠纪裂谷系、中天山石炭二叠纪裂谷系、博格达石炭一二叠纪裂谷系和

2、觉罗塔格石炭一二叠纪裂谷系。研究结论主要证据如下：(1)天山早石炭世火山一沉积岩系不整合覆盖于前寒武纪结晶基底之上，是以由陆相向海相转化的进积序列为特征，它反映的是一种递进的拉张作用。在中天山东部托克逊县南马鞍桥地区的地质调查中发现，该处下石炭统马鞍桥组与下伏下一中奥陶统可可乃克群之间产出有厚约43．4m的砾岩层，该砾岩层与下伏可可乃克群变凝灰质砂岩、变凝灰岩和变基性熔岩呈角度不整合接触，下石炭统马鞍桥组又以角度不整合覆盖于该套砾岩之上。此种粗碎屑磨拉石堆积在中天山西段巴仑台北至骆驼沟道班一带也可以见到，它表现为厚度大于300m的巨砾岩层角度不整合覆盖于元古宇巴仑台群的花岗片

3、麻岩之上，再向上亦不整合覆盖有下石炭统马鞍桥组。无论是马鞍桥地区或是巴仑台以北，下石炭统马鞍桥组都是以由陆相转化为海相的进积序列为特征。例如马鞍桥地区：自前述砾岩层顶部的不整合面向上，依次为风化壳、砂砾岩、含砾砂岩、粗砂岩、钙质砂岩、砂质页岩、生物碎屑灰岩、生物灰岩(含维宪期珊瑚、腕足类、菊石和杜内期牙形石化石)、更向上发育有裂谷火山岩系；巴仑台北：自厚层巨砾岩～砾岩层向上，依次为砂砾岩、砂岩、砂岩一粉砂岩和页岩互层夹灰岩(灰岩中含早石炭世化石)，以及由基性熔岩和少量流纹岩构成裂谷双峰式火山岩系，反映一种递进的裂谷拉伸作用，同样表明天山碰撞造山作用后一个新的裂谷拉伸作用的开始

4、。另外，在西天山昭苏和特克斯等处可以见到下石炭统大哈拉军山组(大哈拉军山组安山岩的Rb—Sr等时线和40Ar～39Ar坪年龄为345～325Ma，相当于早石炭世维宪一杜内期)不整合于元古宇基底之上；东天山北部可以见到下石炭统七角井组与下伏泥盆系岛弧火山岩系呈不整合接触；在库米什以南的南天山甘草湖地区则可以观察到下石炭统甘草湖组灰岩呈高角度不整合覆盖于上泥盆统破城子组复理石建造之上。因此早石炭世时天山古生代洋盆已经闭合，自早石炭世开始，整个天山造山带又进入到一个新的历史演化阶段——“造山后裂谷拉伸阶段”。(2)研究揭示，无论是西天山(果子沟、特克斯)、中天山(骆驼沟、马鞍桥)、

5、北天山(后峡)、东天山北部博格达地区(天池、七角井)，还是东天山南部觉罗塔格地区(土屋、雅满苏)，石炭纪火山岩系均具有大陆裂谷火山岩系的岩石地球化学特点，在火山岩构造环境判别图上均位于大陆板内构造环境。因此，天山石炭纪火山岩系为大陆裂谷火山作用的产物。天山及其邻区的晚古生代裂谷火山作用从石炭纪一直延续到早二叠世才结束，这一时期除了大规模的裂谷火山作用之外，还广泛发育320～280Ma的花岗质岩浆活动，可以统称为石炭一二叠纪裂谷岩浆活动。天山地区自古生代洋盆在泥盆纪末一早石炭世初闭合之后出现的大规模石炭一二叠纪裂谷拉伸活动，是以天山造山带为代表的中亚巨型复合造山系区别于其它造山

6、系(如秦一祁一昆造山系、特提斯巨型造山系)的典型标志性特征。2探讨了天山石炭纪火山岩系成因及形成的地球动力学背景(1)依据天山石炭纪火山岩地球化学特征的变化可将其分为高Ti／Y型和低Ti／Y型两种岩浆类型。主量元素、微量元素变化显示低Ti／Y型火山岩的母岩浆为上地幔尖晶石二辉橄榄岩一石榴石二辉橄榄岩过渡带高程度部分熔融的产物，母岩浆在演化过程中经历了单斜辉石+长石的分离结晶作用形成低Ti／Y型火山岩浆；高Ti／Y型火山岩母岩浆为上地幔石榴石二辉橄榄岩稳定区部分熔融的产物，母岩浆在演化过程中在深部经历了单斜辉石(橄榄石)的分离结晶作用形成高Ti／Y型火山岩浆。(2)微量元素比值

7、和Sr—Nd同位素显示天山石炭纪裂谷火山岩系起源于与OIB源类似的软流圈地幔源[87Sr／86Sr(t)一0．703～0．705，Nd(t)==4～7]，岩浆形成过程中上地幔组分加入及地壳混染作用明显。天山石炭纪酸性火山岩浆为地壳物质(包括基底物质和上覆古生代火山岩盖层)部分熔融的产物。(3)作为一个大火成岩省，天山石炭纪裂谷火山岩系由西向东显示了很好的空间地球化学变化特征。西天山发育具高Ti／Y，Ce／Yb和Ce／Y值的碱性玄武岩，东天山、中天山发育具低Ti／Y，Ce／Yb和Ce／Y值的拉斑玄武岩，这