新疆西準噶爾謝米斯臺地區發現早古生代火山巖地層: 野外地質學和年代學證據

王章棋, 江秀敏, 郭 晶, 徐 飛, 鄧 欣,張 倩, 李 解, 牛啟營, 羅照華

(1.中國地質大學 地質過程與礦產資源國家重點實驗室, 北京 100083; 2.浙江物產金屬集團有限公司, 浙江杭州 310000)

0 引 言

中亞造山帶(CAOB)以其巨量的金屬和非金屬礦產而廣受關注(Jahn, 2004; Shen et al., 2009;朱永峰等, 2007; 何國琦和朱永峰, 2006; 沈遠超和金成偉, 1994; 肖文交等, 2008; 陳宣華等, 2010,2011, 2013)。西準噶爾位于中亞造山帶南部, 以廣泛分布古生代巖漿作用和變形為特征, 是古亞洲洋擴張、俯沖、增生雜巖和巖漿弧等地體的拼貼碰撞形成的產物(Buslov et al., 2001, 2004; Han et al., 2010; Xiao et al., 2008; Xu et al., 2012; 韓寶福等, 2010)。西準噶爾北部地區被認為由北向南發育有NW向的額爾齊斯-齋桑縫合帶、近EW走向的扎爾瑪-薩吾爾巖漿弧和博什庫爾-成吉斯巖漿弧(Chen et al., 2010; Windley et al., 2007)(圖 1a), 其中額爾齊斯-齋桑縫合帶是晚石炭世由西伯利亞地塊和哈薩克斯坦地塊相碰撞而成(Buslov et al.,2004; Chen et al., 2010; Windley et al., 2007; 韓寶福等, 2010), 該處發育一系列泥盆紀-石炭紀火山沉積巖。扎爾瑪-薩吾爾巖漿弧被認為是其北部額爾齊斯-齋桑洋在晚古生代向南俯沖的產物, 其間發育泥盆紀硅質砂巖、粉砂巖、灰巖、中-酸性火山巖和早石炭世海相火山沉積巖系及鈣堿系列侵入巖(Chen et al., 2010; 朱永峰和徐新, 2006; 李錦軼等, 2006)。

謝米斯臺地區位于新疆西準噶爾北部地區(圖1b)。前人的研究認為該區的火山巖應當歸屬于泥盆紀-石炭紀, 其中泥盆紀火山巖地層主要為呼吉爾斯特組的一套中酸性火山巖(成守德和王元龍,1998; 何國琦等, 2004; 新疆維吾爾自治區地質礦產局, 1993)。近年來, 一些研究成果表明謝米斯臺地區可能存在志留紀地層(Chen et al., 2010; Shen et al., 2012; 孟磊等, 2010)。但由于樣品數量較少, 缺乏詳細的火山地質特征描述, 尚難以進行區域地層的對比。

本文報道了謝米斯臺地區2條實測剖面(P1、P3)和一條路線地質剖面(P2)的地層特征, 以及火山-沉積地層剖面中代表性巖石的測年結果, 試圖闡明謝米斯臺地區火山-沉積地層的基本特征、時代歸屬及其地質意義。

圖 1a: Ⅰ. 阿爾泰地塊; Ⅱ. 額爾齊斯-齋桑縫合帶; Ⅲ. 晚古生代扎爾瑪-薩吾爾巖漿弧; Ⅳ. 早古生代博什庫爾-成吉斯巖漿弧; Ⅴ. 西準噶爾增生雜巖帶; Ⅵ. 伊犁地塊北部晚古生代巖漿弧; Ⅶ. 蛇綠巖。圖1b: 1. 中生界; 2. 侏羅系; 3. 二疊系; 4. 泥盆系-石炭系; 5. 志留系-下泥盆統; 6. 晚石炭世-中二疊世花崗巖類; 7. 早石炭世花崗巖類;8. 晚志留世-早泥盆世侵入體; 9. 蛇綠巖; 10. 斷裂; 11. 研究區; 12. 火山巖剖面與編號。

1 地質背景

博什庫爾-成吉斯巖漿弧延入西準噶爾北部地區, 廣泛發育寒武紀和志留紀的島弧火山巖系, 中奧陶世早期火山弧向南西遷移并發育凝灰巖-火山碎屑巖, 中奧陶世形成弧前盆地復理石和海相磨拉石建造。晚奧陶世-中泥盆世島弧繼續向南西遷移,并形成增生邊。從泥盆紀開始發育陸相火山巖及火山碎屑巖, 晚泥盆世形成海相碎屑巖沉積(朱永峰和徐新, 2006)。

研究區位于西準噶爾北部謝米斯臺山東段, 其西北部為近EW走向的塔爾巴哈臺山、北部為薩吾爾山, 東側為近 EW 走向的沙爾布爾提山, 西南邊分布著近NE-SW走向的吾爾喀什爾山(圖1b)。塔爾巴哈臺山地區主要由泥盆系-石炭系火山-沉積巖組成, 局部出露上奧陶統(灰巖、硅質巖、凝灰巖夾中基性熔巖)和志留系的碎屑巖(朱永峰和徐新, 2006)。薩吾爾山地區主要為中泥盆統中酸性火山碎屑巖夾硅質粉砂巖和下石炭統海相火山沉積巖。沙爾布爾提山地區發育志留系, 巖性以紫紅色、雜色海相火山碎屑巖為主, 夾碳酸鹽巖、硅質巖透鏡體, 火山碎屑巖中常見濁積巖結構、構造, 總體顯示海相磨拉石組合的特征(何國琦和李茂松, 2001)。吾爾喀什爾山地區火山巖地層被認為主要是一套中泥盆統淺海相中基性火山碎屑巖夾火山熔巖, 出露的巖石類型主要為灰綠色集塊巖、角礫巖、凝灰巖夾少量的火山熔巖(翁凱等, 2013)。

2 火山巖剖面特征

2.1 牛丈山實測地層剖面(P1)

牛丈山剖面位于莫阿特礦區東部邊緣(圖 1b),北起牛丈山以北約300 m, 南至測區南部邊緣, 為一條整體呈南北向(176°)展布的地層剖面(圖2a), 總厚度為 1812 m。剖面起點坐標: E85°47′34″, N46°37′58″;終點坐標: E85°47′22″, N46°35′20″。

1、灰綠色英安巖、安山巖及火山碎屑巖夾少量灰綠色粉砂巖。 135 m

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2、灰綠色巖石呈巨厚層狀流紋巖夾少量透鏡狀產出的長石砂巖及少量熔結凝灰巖。 251 m

-----------------斷層(F2)------------------

3、安山質火山碎屑巖夾砂巖、安山巖和流紋巖為主, 下部以富含流紋巖和流紋質熔結凝灰巖為特征; 中部出現大量紫紅色粗砂巖和含粒粗砂巖, 夾有紫色安山巖; 上部以流紋巖為主, 夾少量凝灰質砂巖。 201 m

“剛才您往返點穴的功夫，萬花叢中過，片葉不沾身，用的就是萬花谷的‘花間游’與‘百花拂穴手’，吳耕說這個功夫能發出香氣，他聞到的香味，就像新開的蘭花跟煮熟的板栗混雜在一起。星雨看到您手上的鐲子是出自南方驃國的翡翠，腰間金色的短笛也是南方的形制，非金非玉，可不是一般村野小店的老板娘戴得著的。您又說到六詔，星雨就猜出您是萬花谷花圣宇晴。我們決定在黃梁驛里等您里來，請您將我們帶到萬花谷去。”他盡可能地慢慢說話，心里卻是激動的，那邊星雨星眸閃閃如星，吳耕卻是抹起了眼淚。

5、紫紅色安山質火山碎屑巖夾玄武安山質熔巖,其中火山碎屑巖中含有火山角礫巖。上部主要為玄武安山巖。 240 m

豫東地區，早春育苗在6月下旬至7月上旬定植，秋季育苗翌年3月中下旬定植。一般在苗齡60～80天、苗高 0.3～0.4米、有 3～5根地上莖時定植。

6、流紋巖和流紋質熔結凝灰巖為主, 夾薄層凝灰質砂巖。 116 m

7、韻律性非常明顯的黃褐色砂礫巖, 地貌上表現明顯, 其中礫巖常構成隆狀地貌, 巖石常常遭受后期的硅化作用。 485 m

針對年齡較大患兒,護理人員要積極地鼓勵患兒進行咳嗽與排痰。如果患兒年齡較小,其難以排痰,則在霧化吸入以后進行拍背,幫助患兒排痰。在必要的情況下對患兒進行吸痰處理,吸痰之前要進行適當地心理安撫,保證動作的輕柔性。吸痰之后要對患兒分泌物狀況進行觀察,并及時地對其進行清理。

-----------------斷層(F1)------------------

8、灰綠色、灰褐色砂礫巖, 砂礫巖常常被殘破積物覆蓋。 139 m

2.2 巴音布魯克路線地質剖面(P2)

巴音布魯克路線地質剖面(圖1b、2b)起點位于318省道212段, 終點在318省道202段處, 總厚度為9252 m。

1、主要為構造巖片組成, 蝕變角礫狀基性-酸性熔巖夾少量含礫粉砂巖、炭質泥巖及基性巖脈。邊界傾角陡立, 顯示了強烈的構造剪切作用。 870 m

4、灰紫色安山質晶屑凝灰巖為主, 夾砂礫巖,產狀較平緩。 245 m

晚古生代地層歸屬于下泥盆統, 主要分布于 F2與 F1之間(圖 6), 下部以安山質-英安質火山碎屑巖

2、發生強烈硅化作用的英安巖, 并伴隨著強烈的電氣石化。 35 m

(2) 英安巖樣品 MQ06-01中鋯石粒徑約為120~200 μm, 以長柱狀為主, 少量呈短柱狀。鋯石核幔結構簡單, 幔部均顯示出清晰的韻律環帶(圖3b)。18個測試點的Th/U比值介于0.68~1.29之間(表1), 具有巖漿鋯石特點, 測點的Th、U含量范圍分別為 74×10-6~341×10-6、98×10-6~292×10-6,206Pb/238U的年齡集中在 406.1±1.7 Ma~425.8±3.1 Ma 之間(表1)。在U-Pb年齡的諧和圖上, 樣品相對集中分布于一致線的 415 Ma附近區域(圖 4b), 加權平均值為412.0±2.5 Ma(MSWD=4.0,n=18, 2σ), 該年齡可作為樣品的形成時代。

式中，Cn為第n次取樣時接收液中藥物濃度；V為接收池中接收液體積(5.0 mL)；Ci為第i次取樣時接收液中藥物濃度；1.0為取樣體積(mL)；S為有效滲透面積(0.64 cm2)。以Qn(μg/cm2)為縱坐標，時間t(h)為橫坐標，繪制累積滲透曲線，求出穩態透皮速率J[μg/(cm2·h)]。

4、厚層紫紅色、黃褐色含礫砂巖互層, 具有塊狀層理。 2121 m

5、流紋巖及流紋質火山角礫巖。流紋巖上下部常見流動自碎角礫巖。 924 m

6、玄武安山巖和安山巖互層。下部以紫紅色杏仁玄武質巖石為主, 上部以灰紫色安山巖為主。630 m

-----------------不整合接觸------------------

7、具有揉皺構造的變質砂巖。該層巖石整體為黃綠色, 向上部逐漸轉變為白色、灰白色。 150 m

8、紫紅色礫巖和含礫砂巖。 852 m

9、火山碎屑巖, 包括火山角礫巖、熔結凝灰巖、凝灰質砂巖等,局部發育良好的層理構造。其間夾有紫紅色含礫砂巖。 1710 m

10、安山巖、流紋巖和玄武巖, 其中玄武巖位于最北部, 為一種強烈蝕變和碎裂的灰綠色玄武巖。1020 m

2.3 318省道207段西側實測剖面(P3)(圖2c), 總厚度為80 m

1、紫紅色流紋巖, 與下部的灰白色安山巖接觸部出現流紋質流動角礫巖。 40 m

2、灰白色安山巖。 7 m

3、紫紅色安山巖。 29 m

4、灰色杏仁玄武巖。 4 m

3 年代學特征

3.1 分析方法及實驗儀器

為了進一步探討謝米斯臺地區的火山巖形成的時代及構造背景, 本文選取代表性樣品流紋巖和英安巖進行鋯石的U-Pb測年研究。分選出的鋯石經過手工挑選、制靶和拋光, 然后進行陰極發光、透射光和反射光成像觀察, 揭示鋯石的內部結構。樣品MQ02-04和MQ06-01單礦物鋯石分選和陰極發光成像在廊坊市地科勘探技術服務有限公司完成。樣品XA-32-8和XA-33-1鋯石陰極發光成像在中國地質科學院地質研究所北京離子探針中心進行。通過對比陰極發光和透反射圖像, 鑒別鋯石顆粒的不同生長域的特征, 選取沒有包裹體和裂縫的鋯石顆粒進行U-Pb同位素定年的測試。

樣品MQ02-04和MQ06-01鋯石U-Pb同位素定年測試在中國地質科學院礦產資源研究所成礦作用與資源評價重點實驗室進行。所用儀器為德國Finnigan公司生產的Neptune型激光多接收等離子體質譜(LA-MC-ICPMS), 并結合美國 New Wave公司生產的 UP213激光剝蝕系統, 激光剝蝕所用斑束直徑為 25 μm, 頻率為 10Hz, 能量密度約為2.5 J/cm2, 以He為載氣。LA-MC-ICPMS激光剝蝕采樣采用單點剝蝕的方式。U和Th含量以鋯石標樣M127(U:923×10-6; Th: 439×10-6; Th/U: 0.475)為外標進行校正。在測試過程中, 每測定 10個樣品點前后重復測量兩次鋯石標樣GJ-1和一次鋯石標樣Plesovice, 更多詳細的分析流程和原理見(侯可軍等, 2009)。

奮斗到如今這個地步也真是不容易，五年前我們開了個小的物流公司，只有我們倆孤軍奮戰，起早摸黑地出去拉業務，每一單生意的價格都放到最低，漸漸業務多了，才聘請助手，公司慢慢地才有了財務和員工，一步步將公司的框架建立起來。在我們的努力經營下，公司樹立了不錯的口碑，最近確立了與幾個大公司的合作，公司規模擴大，終于上了一個新臺階。

樣品(XA-32-8和XA-33-1)鋯石U-Pb同位素定年測試在天津地質礦產所同位素實驗室完成, 分析儀器為 Thermo Fisher 公司制造的 Neptune, 利用193 nm FX 激光器對鋯石進行剝蝕, 激光剝蝕的斑束一般為35 μm 或50 μm, 能量密度為 13~14 J/cm2,頻率為8~10 Hz。U-Pb同位素分餾校正采用TEMORA和GJ-1作為外部鋯石年齡標準進行。普通Pb校正采用204Pb校正法(Andersen, 2002)。計算鋯石樣品的Pb、U、Th含量的外標為NIST612玻璃標樣。

分析數據的離線處理(包括對樣品和空白信號的選擇、儀器靈敏度漂移校正、元素含量及U-Th-Pb同位素比值和年齡計算)采用軟件ICPMSDataCal完成(Liu et al., 2010), 鋯石年齡諧和圖用Isoplot3程序(Ludwig, 2003)獲得。測試結果見表1。

這他是知道的。不久他就會走到那塊“小棍子地”。他覺得它就在左面的什么地方，而且不遠——可能翻過下一座小山頭就到了。

3.2 分析結果

(1) 流紋巖樣品 MQ02-04中鋯石粒徑約為100~150 μm, 以自形粒狀為主, 少量呈短柱狀。CL圖像表明鋯石均呈清晰的韻律環帶(圖 3a), 顆粒外緣顯示出一條很窄的變質亮邊, 可能是由于后期流體對鋯石發生了再改造(Hoskin and Schaltegger,2003), 這樣往往會造成樣品的年齡值偏小(Zhu,2011)。對比該樣品的 1號、20號和 30號鋯石, 可以發現該期熱液改造形成的亮邊對于鋯石的年齡值不存在偏大或偏小的影響。前人研究表明, 不同成因的鋯石具有不同的 Th、U含量和 Th/U比值: 巖漿鋯石的 Th/U比值(一般＞0.4)高于變質鋯石 Th/U比值(一般＜0.1)(Hoskin and Black, 2000; 李長民,2009; 吳元保和鄭永飛, 2004)。剔除個別年齡明顯不屬于同一期的幾個測試點值, 24個測試點的Th/U比值介于0.71~1.93之間(表1), 具有巖漿鋯石的特點,Th、U 含量分別為 36×10-6~501×10-6、45×10-6~315×10-6,206Pb/238U 的年齡值介于 395.4±2.3 Ma~409.5±5.1 Ma之間(表 1), 加權平均的結果為401.7±2.6 Ma (MSWD=2.1,n=24, 2σ), 所有的年齡測定值都落在鋯石U-Pb年齡諧和圖上(圖4a), 該年齡可代表樣品的形成時代。

據介紹，水稻作為單子葉植物生物學研究的模式植物，在基因組與功能基因研究等方面具有重要作用。但與同為模式植物的擬南芥相比，水稻需要較大的室外大田或溫室，而且其較長的生長周期和對自然環境的高度依賴性，也制約了其生物學基礎研究的進一步發展，尤其是在水稻逆境抗性、水稻病原菌互作等方面。

3、含礫石英砂巖、含礫長石砂巖也遭受到強烈的硅化作用, 寬窄不等的石英脈呈不規則狀穿插于各種含礫砂巖中, 偶見孔雀石化現象。 940 m

(3) 流紋巖樣品XA-32-8中鋯石粒徑約為80~150 μm, 粒狀、柱狀都存在。部分鋯石可見韻律環帶, 部分難以辨別(圖3c)。結合測試數據(表1)可以發現鋯石 Th、U含量高則陰極發光整體呈現較黑, 比如 9號鋯石和21號鋯石, 并且后者的Th/U也都明顯高于前者, 但是兩者所得的鋯石年齡值卻相近。20個測試點的Th/U比值介于0.93~5.53之間(表1), 測點的Th、U含量值范圍分別為247×10-6~16435×10-6、250×10-6~5143×10-6,206Pb/238U 的年齡值分布范圍較大, 介于 428±4 Ma~440.9±4 Ma之間(表 1), U-Pb年齡的諧和圖上樣品相對集中分布于一致線的附近區域(圖4c), 加權平均年齡為435.9±3.4 Ma (MSWD=0.86,n=20, 2σ)。

(4) 流紋巖樣品 XA-33-1中鋯石粒徑約為 80~150 μm, 粒狀、柱狀都存在。從陰極發光圖像中可以看出, 部分鋯石整體較黑, 可能與鋯石Th、U含量較高有關(表1), 部分可見韻律環帶(圖3d), 兩者測得的年齡值也相近。19個測試點的Th/U比值介于0.81~5.94之間(表1), 測點的Th、U含量值范圍分別為 257×10-6~25397×10-6、186×10-6~5246×10-6,

206Pb/238U的年齡值分布范圍較大, 介于425±4 Ma~442.9±5 Ma之間(表1), U-Pb年齡諧和圖上樣品相對集中分布于一致線的附近區域(圖 4d), 加權平均的結果為 433.4±3.6 Ma(MSWD=1.11,n=19, 2σ)。

如今，當我再次走進電影院時，恍若劉姥姥了進了大觀園。影院竟然是多間放映廳，一廳一部電影，多部電影同步播放，觀眾可以隨意選擇。甚至同一部電影一天當中是循環播放的，可以根據播放時間，選擇觀看多部電影呢！

表1 謝米斯臺火山巖的鋯石LA-MC-ICP-MS U-Pb定年分析數據Table 1 LA-MC-ICP-MS zircon U-Pb dating results of the volcanic rocks in the Xiemisitai area

續表1:

圖3 謝米斯臺火山巖樣品中代表性鋯石的CL圖像Fig.3 CL images of the representative zircon grains from the volcanic rocks in the Xiemisitai area

4 區域地層組合

4.1 巖相學特征

火山巖是區內出露的主要巖漿巖類型, 包括熔巖和火成碎屑巖兩大類。按化學成分, 火山巖中有基性巖、中性巖和酸性巖, 典型巖石類型包括玄武巖、安山巖、英安巖、流紋巖及相應成分的火成碎屑巖。

(1) 流紋巖

圖4 謝米斯臺火山巖鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig.4 Zircon U-Pb concordant diagrams for the volcanic rocks in the Xiemisitai area

流紋巖具有褐紅色外貌, 發育流紋構造。在研究區北部局部流紋巖顯示灰白色, 并發育明顯球粒結構, 形成一條斷續分布的球狀流紋巖條帶, 南部則較少分布。流紋巖中常見塊狀構造, 斑狀結構, 斑晶為石英和鉀長石。顯微鏡下, 鉀長石斑晶呈半自形板狀, 粒徑1~3 mm, 含量約20%。部分長石發生破碎, 發生黏土化、方解石化。石英斑晶呈六邊形粒狀及溶蝕港灣狀, 部分溶蝕成渾圓狀, 粒徑 0.5~2 mm不等, 含量約 20%。基質含量約 60%, 隱晶質結構,主要由細小長英質礦物組成, 發生黏土化和碳酸鹽化。流紋巖中可見少量的磁鐵礦作為副礦物。

(2) 英安巖

英安巖主要分布于研究區的北部, 南部很少見。一般色率較低, 具有斑狀結構, 斑晶含量為25%,由斜長石和石英構成。顯微鏡下, 斜長石顆粒呈長板狀, 最大顆粒大小為: 1.8 mm×0.6 mm。石英斑晶具有重結晶現象, 表現為波狀消光, 很可能是捕虜晶, 最大粒徑為 0.3 mm×0.15 mm, 最小為 0.04 mm×0.04 mm。暗色礦物少見, 大多已遭受綠泥石化,且發育磁鐵礦暗化邊。基質部分(含量 75%)具有交織結構, 由斜長石微晶、石英細晶及火山玻璃組成。副礦物含有方解石、綠簾石、絹云母等蝕變礦物, 其中方解石呈細脈狀貫入于巖石裂隙中, 同時含有少量磷灰石。

（三）寄生蟲性腹瀉的綜合防治合理的驅蟲程序是防治該類疾病的基礎。驅蟲程序：35～70日齡的仔豬應進行1～3次驅蟲，懷孕母豬應在產前3個月和產前1周進行驅蟲，后備、空懷豬及種公豬，每年驅蟲3～4次，育肥豬應在春秋兩季對全群豬各驅蟲1次。經常清掃豬圈。將豬糞集中儲糞池發酵消滅蟲卵、幼蟲或卵囊。

陸茂本說：“你怎么攤上這樣一個媳婦？還是光棍好啊。不過，別呦呦被子濕了也好。你想啊，被子濕了，她晚上就沒被子蓋了，現在是夏天，天熱，她身上最多蓋一件衣服，腿，就全露出來了……”

安山巖一般為灰綠色或者紫紅色, 北部地區兩者都有出現, 南部地區以后者為主。斑狀結構, 塊狀構造。肉眼觀察, 斜長石斑晶有時呈粉紅色, 有時呈灰白色, 可能與后期蝕變或風化作用有關。顯微鏡下, 巖石以含有大量斜長石斑晶為特征, 較新鮮的安山巖為塊狀構造, 斑狀結構, 斑晶含量~50%, 主要為斜長石(~10%), 含少量角閃石(＜5%)。斜長石呈自形長板狀分布于基質中, 最大粒徑為 1 mm×0.5 mm, 最小的為0.1 mm×0.05 mm。斜長石顆粒中心發生強烈的黏土化、絹云母化, 邊部存在白色環邊。角閃石具有淺綠色-淺黃色多色性, 見有二級藍綠干涉色, 呈短柱狀集合體分布。安山巖的基質部分由長英質微晶組成, 經受了黏土化和絹云母化,總含量~45%。副礦物含量為~5%, 主要為磁鐵礦和少量磷灰石, 部分顆粒較大的磁鐵礦具有聚集生長的現象。

(4) 玄武安山巖

北部地區的玄武巖見于 318省道的北端, 研究區內未見出露。該層玄武巖呈灰綠色(圖5a), 非常破碎, 蝕變較強烈或經受過區域變質作用, 巖石中常見石英細脈、杏仁及方解石細脈。南部玄武巖則顯得新鮮, 主要特征有方解石杏仁且斜長石的顆粒大(圖5b)。深紫色, 具有杏仁構造, 部分氣孔被填充成杏仁含量~5%。玄武安山巖一般為間粒結構, 礦物主要為斜長石(85%), 見有少量伊丁石和單斜輝石, 其中斜長石長條狀晶體(1 mm×0.3 mm)呈定向或放射狀分布, 表明有部分黏土化, 其間有磁鐵礦或輝石填隙, 磁鐵礦含量小于5%, 輝石含量~5%。為主, 夾有大量砂礫巖, 并零星分布有杏仁狀玄武巖; 上部則主要為黃褐色砂礫巖, 顯示韻律性層理,僅有少量凝灰質粉砂巖, 主要為陸相堆積物。晚古生代地層相變明顯, 向西部過渡為塊狀含礫砂巖和細砂巖, 與晚志留統為不整合接觸。

(3) 安山巖

圖5 謝米斯臺火山巖圖像Fig.5 Photographs of the volcanic rocks in the Xiemisitai area

研究區內地層的產狀總體南傾(圖 2a, b), 傾角較小, 構成一個單斜構造。

4.2 巖石組合

通過系統的剖面測量, 可以大致將區內的地層劃分為早古生代和晚古生代兩部分。早古生代地層歸屬于上志留統主要分布于F2以北地區(圖6), 下部以海相火山巖為特征, 主要為灰綠色安山巖和英安巖, 夾少量火山凝灰巖和凝灰質砂巖, 與上覆流紋巖為漸變過渡關系; 上部以流紋質巖石為特征, 包括火山集塊巖、火山角礫巖、熔結凝灰巖、流紋巖,可能屬于海陸交互相。此外, 部分地區可見一套強烈變質、變形的砂巖, 主要具有動力變質的特征, 巖石發生了強烈的高嶺土化、硅化, 有時可見綠簾石化和蛇紋石化。巖石發生了強烈的揉皺, 產狀變化明顯, 與上覆的玄武巖為不整合接觸(圖5c, d)。

-----------------斷層(F1、F2)------------------

式中：Qjmax為列平均風量的最大值，m3/h；Qjmin為列平均風量的最小值，為風室的列平均風量，m3/h。

5 討 論

圖6 莫阿特研究區地質圖Fig.6 Geological map of the Moate area

新疆北部及中亞地區的震旦紀雙峰式火山巖的發育(新疆維吾爾自治區地質礦產局, 1993)及蛇綠巖同位素年代學資料的研究(肖序常, 1992; 張弛和黃萱, 1992)表明古洋盆在震旦紀打開, 早古生代浩瀚的古亞洲洋主體關閉(何國琦等, 2004; 肖序常, 1992;徐新, 1998; 徐新等, 2006; 新疆維吾爾自治區地質礦產局, 1993)。活動陸緣雜巖的研究則表明古亞洲洋的洋盆在石炭紀晚期或二疊紀初期關閉(Han et al.2010; Li et al., 2003; Windley et al., 2007; Xu et al.,006; 2012; 李錦軼等, 2006; 李錦軼和肖序常, 1999;徐新等, 2006; 張弛和黃萱, 1992; 陳石和郭召杰,2010; 韓寶福等, 2010)。

5.1 火山巖時代劃分

本文通過對謝米斯臺地區 4件火山巖樣品的LA-ICP-MS鋯石 U-Pb同位素年代學的研究發現,兩件流紋巖樣品 XA-32-8和 XA-33-1的206Pb/238U年齡分別為435±3.4 Ma和433.4±3.6 Ma, 均為志留紀。流紋巖樣品MQ02-04和英安巖樣品MQ06-01的206Pb/238U年齡分別為 401.7±2.6 Ma和412.0±2.5 Ma,均為泥盆紀。研究區南部的一件玄武巖樣品LA-ICP-MS鋯石 U-Pb年齡為 387.1±1.8 Ma(張倩,未發表), 這些結果與Shen et al. (2012)研究結果一致。對比南部的流紋巖MQ02-04(401.7±2.6 Ma)與北部英安巖MQ06-01(412.0±2.5 Ma), 可以發現北部的火山巖年齡略大于南部的火山巖年齡。把本文測得火山巖鋯石年齡數據以及前人在該區內測得的火山巖數據對應到剖面相應的層位上(Shen et al., 2008;孟磊等, 2010)(圖 2a), F2以北的 6個數據平均值為423.6 Ma, F2與 F1之間的 2個年齡平均值為 394.1 Ma。結果顯示謝米斯臺地區火山巖的時代歸屬應當是晚志留世-早泥盆世晚期(Walker et al., 2013)而不是泥盆紀-石炭紀。

西準噶爾分布有多條蛇綠巖帶, 達拉布特蛇綠混雜巖帶中的輝長巖鋯石 SHRIMP 年齡為 426±6 Ma(陳博和朱永峰, 2011), 鋯石 LA-ICP-MS年齡為391.1±6.8 Ma(辜平陽等, 2009), 朱永峰和徐新(2006)在塔爾巴哈臺發現早奧陶世的蛇綠巖, 其輝長巖鋯石年齡為 478±3.3 Ma; 徐新等(2006)在白堿灘蛇綠巖中測得蝕變輝長巖鋯石 SHRIMP U-Pb年齡集中在414.4±8.6 Ma和332±14 Ma, 其微體古生物化石進一步限定為早古生代(何國琦等, 2007); 趙磊等(2013)在謝米斯臺山南坡發現一套蛇綠混雜巖, 其中輝長巖的LA-ICP-MS鋯石 U-Pb年齡為517±3 Ma和 519±3 Ma; 張元元和郭召杰(2010)獲得洪古勒楞蛇綠混巖中的堆晶輝長巖的鋯石 SHRIMP U-Pb年齡為472±8.4 Ma。這說明中寒武世到中泥盆世西準噶爾一直有洋盆的存在(Zhu et al., 2013; 尹繼元等,2011; 楊高學等, 2012)。

Chen et al. (2010)測得該地區的侵入巖年齡在422~405 Ma, 此外, 晚志留世-早泥盆世的侵入體廣泛分布于東準噶爾(郭麗爽等, 2009)、阿勒泰(Sun et al., 2008; Wang et al., 2009; Yuan et al., 2007)、天山(Gao et al., 2009; 徐學義等, 2006; 楊天南等, 2006)和哈薩克斯坦北部(Korobkin and Smirnov, 2006;Kr?ner et al., 2008), 這說明晚志留世-早泥盆世巖漿活動廣泛出現在新疆北部和鄰區哈薩克斯坦。

5.2 大地構造歸屬及時空連續性

近年學者們通過最新研究資料(Zhu et al., 2013;安芳和朱永峰, 2009; 陳博和朱永峰, 2011)重建西準噶爾古環境, 認為西準噶爾主要形成于寒武紀-奧陶紀大洋的閉合過程中, 并且是哈薩克斯坦-準噶爾板塊的重要組成部分(Zhu et al., 2013)。博什庫爾-成吉斯早古生代褶皺帶向東延伸與我國塔爾巴哈臺褶皺帶相連。哈薩克斯坦境內呈NWW向延伸的博什庫爾-成吉斯早古生代褶皺帶進入我國后, 由NWW 轉為近 EW 向, 早古生代地層主體都進入塔城盆地, 被中新生代沉積覆蓋(Chen et al., 2010; 朱永峰等, 2013)。早古生代地層巖性組合為安山巖-英安巖-流紋巖等鈣堿性系列島弧型火山巖(Xu et al.,2012)。過去西準噶爾內的所有侵入巖都被認為是石炭紀-二疊紀巖漿作用的產物, 但是近年關于謝米斯臺地區呈帶狀的晚志留世-早泥盆世侵入巖的發現為博什庫爾-成吉斯早古生代褶皺帶向東延伸至西準噶爾提供了有力的依據(Chen et al., 2010)。前人通過對比認為, 沙爾布爾提山一帶的奧陶系、志留系與成吉斯-塔爾巴哈臺構造帶的同期地層在巖石組合特征、變質-變形程度上都十分一致, 應同屬島弧形成后的產物。推測沙爾布爾提山一帶在構造上很可能是通過塔城地區直接與成吉斯-塔爾巴哈臺早古生代構造帶相連, 同屬中奧陶世之前形成的洋內島弧帶(何國琦和李茂松, 2001)。

區域上, 晚志留世地層可見于東側的莎爾布爾提山南北坡(圖1b), 為一套海相火山復理石沉積。早泥盆世地層分布于莎爾布爾提山南坡中部, 為一套陸相沉積(新疆維吾爾自治區地層表編寫組, 1981)。本次所報道謝米斯臺地區晚志留世-早泥盆世的火山巖連接了西邊塔爾巴哈臺山地區的早古生代火山巖與東邊莎爾布爾提山地區之間的早古生代火山巖,構成一條完整的早古生代巖漿弧, 更加有力的說明哈薩克斯坦境內的博什庫爾-成吉斯早古生代巖漿弧經塔爾巴哈臺南坡向東延伸至謝米斯臺地區。必須一提的是前人報道的晚志留世-早泥盆世侵入巖位于研究區的北部地區, 其主要侵入于早古生代的地層之中。博什庫爾-成吉斯早古生代巖漿弧以謝米斯臺斷裂為界與南部的增生雜巖帶相隔, 其北緣與扎爾瑪-薩吾爾巖漿弧以塔爾巴哈臺-洪古勒楞蛇綠巖為界(陳家富等, 2010)。翁凱等(2013)報道了吾爾喀什山地區的一套中泥盆世早期火山巖地層(圖1b),歸屬于薩吾爾山組陸相火山巖建造。謝米斯臺地區的晚志留世-早泥盆世火山巖的發現, 在時間和空間上也使西南部吾爾喀什山地區的火山巖與北部薩吾爾地區的晚古生代火山巖得以相接。

5.3 成礦潛力指示

晚志留世-早泥盆世西準噶爾北部地區廣泛分布與火山-次火山作用相關的成礦作用, 比如阿克喬克埃達克巖伴有斑巖型銅礦化(王金榮等, 2013),謝米斯臺銅礦(王居里等, 2013; 申萍等, 2010)、龍山銅礦(潘志剛等, 2012)、莎爾布爾提山的洪古勒楞銅礦(王敏等, 2012)等。東西準噶爾主要的斑巖銅礦類型的地質和地球化學特征表明早古生代斑巖銅礦成巖年齡為418~427 Ma, 成礦年齡為 411 Ma(王登紅等, 2009; 屈迅等, 2009; 郭麗爽等, 2009; 張永等,2010)與島弧演化的早階段有關(李光明等, 2008); 成吉思-塔爾巴哈臺成礦帶呈北西走向, 長達 700 km,其西北部寬度約105 km, 中部約65 km, 向東南方向逐漸變窄到45 km, 延伸到中國境內。謝米斯臺的種種成礦現象是早古生代博什庫爾-成吉斯成礦帶向東延伸至西準噶爾北部地區的產物(陳宣華等,2011), 同時也預示著該地區具有良好的成礦遠景！

政策八：8月19日，中共中央、國務院下發《關于打贏脫貧攻堅戰三年行動的指導意見》，這是今后三年脫貧攻堅工作的綱領性文件。

6 結 論

謝米斯臺火山巖組成主要為玄武巖、安山巖和流紋巖及其火山碎屑巖, 具有典型的弧巖漿特點。火山巖的時代(423.6~394.1 Ma)屬于晚志留世-早泥盆世早期而不是泥盆紀-石炭紀。

研究區早古生代地層屬于晚志留統, 下部以海相火山巖為特征, 主要為安山巖和英安巖, 夾少量火山凝灰巖和凝灰質砂巖, 上部以熔結凝灰巖和流紋巖為特征, 可能屬于海陸交互相。晚古生代地層屬于早泥盆統以安山質-英安質火山碎屑巖為主,夾有大量砂礫巖, 主要為陸相堆積物。該區地層的產狀總體南傾, 傾角較小, 構成一個單斜構造。

謝米斯臺地區晚志留世-早泥盆世的火山巖連接了西邊塔爾巴哈臺山地區的早古生代火山巖與東邊莎爾布爾提山地區之間的早古生代火山巖, 構成一條完整的早古生代巖漿弧。

致謝: 野外工作得到浙江物產金屬集團有限公司和新疆和布克賽爾縣國土資源局的大力支持; 北京大學朱永峰教授在審稿過程中提出的建設性修改意見對完善本文有重要幫助, 特此感謝！

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