新疆西天山伊犁盆地南緣呼獨克達坂組火山巖巖石地球化學特征研究

王文文，朱亞勝，高 丹

（新疆大學地質與礦業工程學院，新疆 烏魯術齊 830047）

研究區位于中國西北部的西天造山帶，其地理位置獨特，且處于氣候較好、經濟較為發達的伊犁盆地，該區備受中外地質學者關注，是中外地學界長期關注和潛心研究的“熱點”地區之一[1]。

呼獨克達坂組分布在西天山博羅霍洛山分水嶺附近，霍城縣果子溝一帶，呈不規則北西-南東向條帶狀展布。前人據該套碳酸鹽巖地層相當的層位上采到豐富的珊瑚化石將呼獨克達坂組時代厘定為晚奧陶世[2]。

本文通過對呼獨克達坂組火山巖巖石地球化學特征詳細研究，為進一步探討本區地質背景及構造演化提供重要指導。

1 火山巖巖石組合特征

火山巖巖石組合較為簡單，為中酸性火山碎屑巖，主要巖石類型有流紋質晶屑玻屑熔結凝灰巖，呈紫紅色，晶屑玻屑塑變結構，假流動構造，凝灰質由玻屑79%，晶屑20%和巖屑1%及少量磁鐵礦，微量鋯石組成。流紋質含晶屑玻屑凝灰巖，紫紅色，晶屑玻屑凝灰結構，假流動構造，凝灰質由玻屑70%，晶屑11%，巖屑5%和角礫1%，磁鐵礦、鋯石組成。

膠結物由火山塵組成，巖石成分的12%左右，火山塵經脫玻化作用后被隱晶狀長英質和質點狀氧化鐵交代，不甚均勻分布在玻屑晶屑之間。

2 火山巖的巖石地球化學

2.1 巖石化學

晚奧陶世呼獨克達坂組火山巖巖石化學特征見（表1），CIPW標準礦物顯示，巖石屬鋁過飽和類型，標準礦物組合為Qf+Or+Ab+An+C+Hy。

巖石中蝕變流紋質含晶屑玻晶凝灰巖、蝕變流紋質晶屑玻屑熔結凝灰巖SiO2含量為71.76～73.84（%下同），分屬酸性巖。在TAS圖解中巖石投影于流紋巖區，與鏡下鑒定的流紋質巖石基本上相吻合。巖石中Al2O3含量為11.26～10.53。凝灰巖中K2O＜Na2O，熔結凝灰巖中K2O＞Na2O。里特曼指數δ值在1.41～0.47，均小于3.3，為鈣堿性巖。AFM圖解中樣品點分布于拉斑玄武巖系列與鈣堿性系列分界線附近。

分異指數DI在92.31～89.36，表明巖漿的分異演化較徹底，酸性程度較高。巖石固結指數SI為0.78、0.41，反映巖石分異程度較差，巖石的酸性程度較高，長英指數FL為53.60～66.15，反映巖漿分離結晶作用程度一般，氧化率OX為0.5，顯示巖石氧化程度中等。

2.2 稀土元素特征

火山巖稀土分析及特征參數值見（表2），從表中可見火山巖稀土元素REE=171.87～203.95，含量相對較高，巖石中輕稀土元素含量均大于重稀土元素含量。

δEu0.62～0.64小 于1，Eu/Sm比 值 為0.20～0.21小于0.35，為負異常，巖石中δCe0.93～0.95，鈰基本不虧損。Sm/Na比值為0.20～0.21，說明巖石來源較淺。(La/Yb)N為5.10～6034，(Ce-Yb)N其比值均小于1，表明巖石輕稀土富集。

巖石球粒隕石標準配分模式（圖1），顯示均為右傾斜的“V”型，負銪異常明顯，配分曲線近于平行，配分型式基本一致，反映為同源巖漿演化的產物。

表1 晚奧陶世呼獨克達坂組火山巖巖石特征表

表2 晚奧陶世呼獨克達坂組火山巖巖石稀土元素特征表

表3 晚奧陶世呼獨克達坂組火山巖微量元素特征表

圖1 稀土元素球粒隕石標準配分模式圖

圖2 微量元素比值蛛網圖

2.3 微量元素特征

微量元素特征見（表3），巖石中K、Ba、Th等元素富集中強；Rb、Nb、等元素虧損明顯，Ti元素虧損－強烈虧損，顯弱富集。與世界同類巖石相比呼獨克達坂組凝灰巖、熔結凝灰巖中Sr、Hf、Sc、Zn等元素偏高，另外凝灰巖中Zr元素偏高，其它元素低于維氏值。反映物質來源于地殼部分熔融。

3 大地環境探討

晚奧陶世呼獨克達坂組火山巖巖石類型在區內出露的爆發相以凝灰巖類為主，以夾層形式產出，厚度小，顯示該期火山巖形成時火山噴發強度不大。

在Hf-Th-Nb圖解中樣品投入島弧區，在logτlogб圖解中樣品均投影于島弧區及活動大陸邊緣。火山巖微量元素特征對比（圖2），特征表明火山巖漿來自殼源區，形成于島弧環境。

區域上從晚奧陶世開始，在伊犁地塊南側形成博羅科努早古生代島弧帶，在晚奧陶世區內形成碳酸巖夾火山碎屑巖建造[3]。

綜合分析認為晚奧陶世呼獨克達坂組火山巖形成時的構造環境為島弧環境[4]。該組火山巖形成于大洋島嶼構造環境，進一步說明奧陶世時南天山洋盆是大規模擴張的[5，6]。