淺述西天山備戰鐵礦石炭紀火山巖的地質及其地球化學成因

■彭宇

（新疆地質礦產勘查開發局第一區域地質調查大隊新疆烏魯木齊830000）

淺述西天山備戰鐵礦石炭紀火山巖的地質及其地球化學成因

■彭宇

（新疆地質礦產勘查開發局第一區域地質調查大隊新疆烏魯木齊830000）

新疆是我國重要的礦物產原地，本文重點分析了新疆西天山備戰鐵礦石炭紀火山巖的地質構造及其相關地球化學成因，希望本文的寫作對同行有所幫助。

地球化學巖石成因石炭紀

1　區域地質背景

西天山造山帶是中亞造山帶的重要組成部分。備戰鐵礦在大地構造位置上位于西天山伊犁地塊東緣。伊犁地塊夾在中天山北緣斷裂與南部的尼古拉耶夫—那拉提山北坡斷裂之間，呈楔形由西向東尖滅。研究區所屬的伊犁地塊北部出露的地層以石炭系最為廣布，自上而下依次為伊什基里克組板內火山巖、阿克沙克組海陸交互相碎屑巖-碳酸鹽巖以及大哈拉軍山組淺海—濱海相火山巖，各組之間總體呈角度不整合接觸關系，局部地段呈構造接觸關系。，該組巖性主要由上部的安山巖、英安巖、流紋巖、凝灰巖夾砂巖灰巖透鏡體和下部的玄武巖、粗面巖、粗面安山巖夾凝灰巖和火山角礫巖組成，主體屬于鈣堿性系列火山巖建造，總體分布于博羅科努山南坡至那拉提北緣斷裂之間，呈近EW向分布，大致與地理上呈西部寬、東部狹窄，具楔狀展布的伊犁盆地相同。

2　巖石學特征備戰鐵礦區

出露地層為下石炭統大哈拉軍山組，在礦區出露面積約7.5Km2，出露厚度為717.74m，地層北傾，傾角55°～83°，主要由玄武巖、粗面玄武巖、玄武粗面安山巖、玄武安山巖、粗面安山巖、凝灰巖、晶屑凝灰巖、熔結角礫凝灰巖、火山角礫巖、火山集塊巖以及薄層狀的灰巖和大理巖夾層等組成。鐵礦主要產于該套地層中，呈層狀、似層狀分布。研究區內大哈拉軍山組火山巖由噴溢相火山熔巖及爆發相火山碎屑巖兩部分組成?；鹕饺蹘r主要為淺灰—灰綠色玄武質/玄武安山質巖石，具斑狀結構或無斑結構、塊狀構造。具斑狀結構的火山巖斑晶成分包括單斜輝石、斜長石和（或）角閃石：單斜輝石斑晶（體積分數為10%～15%）呈自形—半自形粒狀分布，粒度（d）為（0.15×0.20）～（0.75×0.85）mm；斜長石斑晶（15%～20%）呈板條狀分布，粒度為（0.08×0.50）～（0.30×1.00）mm；角閃石斑晶（3%～9%）呈柱狀分布，粒度為（0.04×0.08）～（0.30×0.70）mm；基質包括長石、單斜輝石、磁鐵礦及隱晶質，具間粒結構、填間結構或玻基交織結構。無斑結構的火山巖主要由單斜輝石、斜長石、角閃石、磁鐵礦及隱晶質組成：單斜輝石（體積分數為15%～25%）呈短柱狀、粒狀分布，粒度為（0.10×0.18）～（0.25×0.40）mm；斜長石（60%～70%）呈自形板條狀分布，粒度為（0.02×0.25）～（0.20×1.00）mm；角閃石（5%～15%）呈長柱狀分布，粒度為（0.05×0.10）～（0.40×0.90）mm；晶質具填間結構和間粒結構。巖石局部有一定程度的蝕變作用，表現為：斜長石多發生鈉黝簾石化及絹云母化；輝石及角閃石多發生透閃石化、陽起石化、綠簾石化和綠泥石化。另外，在火山巖露頭上可見部分火山熔巖發育氣孔構造，這應與巖漿含大量揮發分有關?；鹕剿樾紟r主要包括凝灰巖、層狀凝灰巖、晶屑凝灰巖、熔結角礫凝灰巖、火山角礫巖和含角礫的火山集塊巖等。鑒于其種類較多，在此僅選擇礦區內分布最為廣泛的晶屑凝灰巖進行描述。晶屑凝灰巖呈淺灰—灰綠色，具火山凝灰結構和塊狀構造，主要由少量巖屑、晶屑及隱晶質/玻璃質組成。

3　分析方法

在對西天山備戰鐵礦大哈拉軍山組火山巖樣品進行詳細的手標本以及偏光顯微鏡觀察之后，挑選了遭受蝕變相對較弱的玄武質/玄武安山質火山熔巖樣品進行清洗、粉碎、縮分，用瑪瑙研缽將其研磨至0.071mm（200目）以下的粉末備用，然后對其進行主量元素與微量元素化學成分分析。主量元素分析在長安大學西部礦產資源與地質工程教育部重點實驗室用X射線熒光光譜儀分析，XRF熔片法按國家標準GB/T14506.28—1993執行。微量元素分析在長安大學西部礦產資源與地質工程教育部重點實驗室采用美國Thermo-X7電感耦合等離子體質譜儀測定，儀器工作參數包括：功率為1200W，霧化氣體流速為0.64L·min-1，輔助氣體流速為0.80L·min-1，等離子體冷卻氣體流速為13L·min-1；化學分析所用試劑硝酸和氫氟酸均為由優級純酸經亞沸蒸餾裝置制得的高純試劑，水為Millipore制得的18mW高純水?；鹕綆r鋯石U-Pb同位素測試在中國冶金地質總局山東局測試中心采用激光剝蝕電感耦合等離子體質譜法完成，用于分析測試的樣品采自備戰鐵礦區賦礦的玄武安山巖。測試中采用He作為剝蝕物質的載氣，用NISTSrM610進行儀器最佳化，采用標準鋯石91500外部校正法進行鋯石原位U-Pb分析，采樣方式為單點剝蝕。激光束斑直徑為30μm，頻率為10HZ。ICP-MS數據采集選用一個峰采集一點的跳峰方式，每完成4、5個樣品分析點測一次標樣，在所測鋯石樣品15～20個點前后各測2次NISTSrM610，并以29Si做內標測定鋯石中U、Th和Pb含量（質量分數，下同）。

4　結語

（1）西天山備戰鐵礦區石炭紀火山巖主要為中基性玄武巖、玄武安山巖及相應的火山碎屑巖。巖石地球化學顯示該地區火山巖多屬中高鉀鈣堿性及橄欖玄粗巖系列，火山巖整體上富集輕稀土元素以及大離子親石元素（如K、Rb、Th等），相對虧損高場強元素（如Nb、Ta、Ti等）。

（2）鋯石U-Pb同位素測年揭示該地區石炭紀火山巖年齡為（320.6±2.2）Ma。區域地質資料及地球化學分析均佐證該地區石炭紀火山巖形成于活動大陸弧環境，且其形成與早石炭世末期北天山洋盆向伊犁地塊之下發生B型俯沖作用這一過程有關。

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P59［文獻碼］ B

1000-405X（2016）-8-27-1