新疆鄯善縣堿泉子一帶二疊紀旋回火山巖成因特征分析

何立新 王 奎 吳曉貴

（新疆維吾爾自治區地質礦產開發局第四地質大隊 阿勒泰 836500）

1 地質概況

根據巖性、巖相、基本層序、巖石組合等特征，將二疊系劃分為下二疊統阿爾巴薩依組（P1ae）、中二疊統大河沿組（P2dh）、塔爾朗組（P2ter）、上二疊統泉子街組（P3q）、梧桐溝組（P3wt）、鍋底坑組（P3g）。其火山巖出露范圍局限，僅分布于調查區西南部，出露規模小，總面積約為5km2，占二疊系地層總面積的11%，巖性出露不全，但是總體可見其噴發次數較多，巖性主要為雙峰式火山巖-碎屑巖建造，火山巖主要為玄武巖、安山巖、霏細巖、凝灰巖、沉角礫凝灰巖。

二疊系旋回火山巖為玄武巖、安山巖、霏細巖、中酸性熔巖、火山碎屑巖（角礫巖、凝灰巖、沉凝灰巖等），均呈層狀產于正常沉積層中。熔巖中，以玄武巖-安山巖為主，少量的霏細巖。基性巖有玄武巖、安山巖兩類。

2 火山旋回

根據二疊系火山巖剖面實測旋回韻律層序見表1（由上而下）。

由表1可見，阿爾巴薩依組由5個韻律組成，每個韻律厚十幾米至百余米，爆發指數0～100%，噴發指數46.86%。韻律由火山熔巖、凝灰巖，至細碎屑巖結束，韻律中沉積層厚度中等，為間歇火山作用。大河沿組由2個韻律組成，韻律層最厚129.40m，爆發指數0，噴發指數14.42%。泉子街組由4個韻律組成，每個韻律厚數米米至幾十米，爆發指數0～100%，噴發指數32.41%。韻律由火山熔巖、凝灰巖，至凝灰質碎屑巖-細碎屑巖結束，韻律中沉積層厚度中等，為間歇火山作用。鍋底坑組第二巖性段由4個韻律組成，每個韻律厚十幾米至數百米，爆發指數10.45～100%，噴發指數93.91%。韻律由含角礫巖屑凝灰巖，經熔巖，至細碎屑巖結束，韻律中沉積層厚度小，為小間歇連續火山作用。

綜上所述，調查區二疊系火山旋回火山活動由早期較強，中期相對較弱（沉積層厚度大，說明間歇期較長），晚期較強的特征。

3 巖石化學

二疊旋回火山巖巖石化學成分見表2。其主要巖石化學特征值見表3及CIPW標準礦物含量表4。

由表3可見，其玄武巖SiO255.3%～60.49%，堿總量4.77%～8.23%，K2O/Na2O0.82～1.52，比值高；里特曼指數基本位于1.85～2.82，小于3.3，為鈣堿性。

4 地球化學

4.1 稀土元素

二疊系旋回火山巖稀土元素含量見表5。玄武巖 ΣREE 148.01～205.093, (La/Yb)N 2.22～4.07,δEu0.72～0.92，稀土總量低，輕重稀土分異明顯，輕稀土明顯富集，重稀土明顯減少，銪負異常明顯，說明巖漿發生了一定程度的結晶分異。δCe=0.99～1.02，具負鈰異常，屬鈰虧損型，但均接近1，表明氧化條件中等。

在球粒隕石配分型式圖上（圖1）,玄武巖組成較陡的右傾平行曲線簇，稀土段向右傾斜，斜率大，重稀土段相對平緩，銪處呈“V”型谷，輕微虧損，輕稀土富集，且分餾程度較強，重稀土之間分餾程度稍弱，具有銪負異常，說明其結晶分異作用較強。

4.2 微量元素

二疊旋回火山巖微量元素含量見表6，其玄武巖、安山巖不相容元素Rb、Th、Ba明顯富集，高場強元素Nb、Ta明顯虧損，Zr、Hf略虧損（圖2）。

玄武巖Rb含量63.12～96.06×10-6、Sr365.16～829.70×10-6，屬于高鍶低銣類型。在RbSr-地殼厚度蛛網圖上(圖3)，在地殼厚度中樣品所落區域深度均大于30km，與本區石炭紀火山巖相比，明顯產于更厚的陸殼背景上。巖石中低的Cr9.03～15.79×10-6、Ni2.76～9.93×10-6，說明它們不具有與地幔橄欖巖平衡的熔體成分,即不是原生地幔熔體。這些特點表明,區內玄武巖的母巖漿在巖漿房內或上升到地表的途中已經經受了結晶分離作用。

表1 二疊紀旋回火山巖韻律

表2 二疊旋回火山巖巖石化學成分(×10-2)

表3 二疊旋回火山巖巖石化學主要特征值(×10-2)

表4 二疊旋回火山巖CIPW標準礦物（質量%）

表5 二疊紀旋回火山巖稀土元素（×10-6）

圖1 二疊紀旋回火山巖稀土元素球粒隕石標準化配分模式圖

圖2 二疊紀旋回火山巖微量元素MORB標準化配分模式圖

5 巖漿成因類型及構造環境

本區二疊旋回火山巖為武質安山巖-粗安巖區，根據前人資料可知其為雙峰式火山巖建造。堿硅圖解上落在歐文線上下，為亞堿性。在2Nb-Zr/4-Y圖解（圖4）上，均落在板內拉斑玄武巖-鈣堿性玄武巖區。在Zr-Zr/Y圖解（圖5）上，均落在板內玄武巖區。所有這些圖解，都說明二疊系旋回火山巖屬于陸內環境下裂谷巖漿作用的產物。

表6 二疊紀旋回火山巖微量元素

圖3 二疊紀旋回火山巖RbSr-地殼厚度蛛網圖

圖4 二疊紀旋回火山巖2Nb-Zr/4-Y圖解(仿MeschedeMA,1986)

圖5 二疊紀旋回火山巖Zr-Zr/Y圖解