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1. 长安大学地球科学与资源学院，西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室，西安，710054
2. 新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第七地质大队，乌苏，833000
摘要：西准噶尔石炭纪成吉思汗山组火山岩主要为玄武岩、玄武安山岩、安山岩、粗安岩，属于碱性系列。具有典型洋岛型玄武岩（OIB）特征，很可能形成于大洋板内海山环境，提供了本区大洋阶段热点成因的海山火山岩信息。
关键词：洋岛玄武岩；石炭纪；地球化学；成吉思汗山组；西准噶尔
【分类号】：P588.14
西准噶尔是中亚古生代俯冲-增生复合造山带的主要组成部分[1-3]，自西向东发育5条蛇绿岩带，构成了这一地区极为重要的5个断裂带（图1），表明西准噶尔可能发生过多次增生事件[4]。20世纪30年代以来，国内外众多学者、专家对中亚造山带做了大量研究工作，在准噶尔地区基底性质、洋陆变迁、盆山构造格局及其演化等方面取得了大量成果[5-10]。
本文以早石炭世包古圖组火山岩为研究对象，进行详细的岩石地球化学分析，深入探讨其成因以及构造环境，为分析西准噶尔洋的闭合时限和岩浆活动的深部动力学机制提供制约。
1 地质概况
成吉思汗山组分布于克拉玛依韧性剪切带NW，调查区中东部成吉思汗山一带，面积约18.5km2，出露厚度大于1900m。与下伏希贝库拉斯组和包古图组均为不整合接触，其上被侏罗系齐古组覆盖，二者角度不整合接触，其上未见顶。
该组岩性较为复杂，由Ⅵ–Ⅵ′号剖面控制，该组主要岩性为深海相沉积碎屑岩、火山碎屑岩和中基性熔岩，具有深海相沉积碎屑岩与火山碎屑岩的韵律和硅质岩与玄武岩的互层，局部夹有变质岩–碳酸盐化赤褐铁矿化石英岩。
因受区域动力变质作用的影响，岩石不同程度发生了绿泥石化及石英岩化，局部地段见到角岩化和硅化。该组与下伏包古图组、希贝库拉斯组地层的最大区别为该组为火山碎屑岩–碎屑岩类地层。
2 构造环境的地球化学信息
2.1 火山岩构造环境分析
图1 火山岩TiO2–10*MnO–10*P2O5图
在TiO2–10*MnO–10*P2O5图解（图1）中，样品全部落入大洋玄武岩区。表明成吉思汗山组火山岩部分具有典型的洋岛型玄武岩特征，部分具有岛弧特征。
综合以上的分析可知，本组玄武岩类岩石化学及地球化学各种参数和图解均显示大洋玄武岩特征。根据以上资料分析，成吉思汗山组火山岩以碱性系列为特征。以高钠为特点，火山碎屑岩居多。在进行环境判别时基性的玄武岩的构造环境图解分析与板内相符，部分为洋岛型，部分为岛弧型。
这些特征与南极Alexander岛的LeMay增生楔中的大洋玄武岩及相关岩石组合特征相一致，进一步印证了成吉思汗山组的形成可能与洋有关。
3 构造环境探讨
早石炭纪末期发生的鄯善运动标志着伊连哈必尔尕小洋盆的残余海发展阶段告终即有限洋盆的最终封闭。晚石炭世地壳处于后碰撞的拉张期在赛里木湖陆缘拉伸出现阿拉套晚古生带陆缘盆地。晚石炭纪末期发生的造山运动–因尼卡拉运动影响甚大它完成了新疆北部的洋陆转化洋壳全部封闭海退成陆–欧亚大陆出现由此进入陆内发展阶段。
大陆板内玄武岩由于形成于大陆拉张到裂谷两侧间大洋板块的出现，其Ta/Hf、Th/Ta比值常留有与邻近大地构造环境的影响。
对于OIB型火山岩，其产出构造环境具有多样性，包括海山环境、大陆裂谷。岛弧是否可以形成OIB型火山岩是一个值得讨论的话题。
从地质产状来看，该火山岩为层状，非岩块状；从地质接触关系来看，与具有深海相沉积碎屑岩与火山碎屑岩的韵律和硅质岩与玄武岩的互层，局部夹有变质岩–碳酸盐化赤褐铁矿化石英岩。从区域岩石和矿床组合上来看，该区出露一套特殊的岩石组合，他们是一套岛弧岩浆岩系列。
已有的研究表明：该区不同的岩石组合，来源于不同的源区组分。
西准噶尔出露大量晚石炭世的特殊岩石组合和铜金矿床。其中，这些岩石组合中的部分已被认为可用洋脊俯冲模式予以解释。新近的研究也表明哈图玄武岩为MORB特征的，锆石U–Pb年龄为315±4Ma，且哈图玄武岩来源于比N–MORB更富集而比OIB地幔亏损的地幔源区，玄武岩40Ar/39Ar年齡312Ma，296Ma，而硅质岩Rb–Sr年龄为316Ma，酸性凝灰岩锆石U–Pb年龄为328Ma，但它们却产于太勒古拉组之中。这种地质产状和接触关系表明哈图玄武岩是一套岛弧火山岩。
从区域构造和发展过程来看，包古图组和成吉思汗山组岛弧岩浆岩系列和蛇绿岩代表的SSZ构造环境的洋盆相间排列。
综上所述，成吉思汗山组火山岩具有洋岛玄武岩（OIB）的地球化学特征，与克拉玛依OIB型玄武岩的地球化学特征类似[12]。具有OIB特征的火山岩可能形成于大洋板内如夏威夷[13]或洋脊附近的海山[14]，也可以形成于弧后盆地的海山环境如日本海[15]。本文的OIB型玄武岩和IAB可能为该区建立的洋脊俯冲模式提供了新的证据。
5 结论
西准噶尔成吉思汗山组火山岩属于碱性玄武岩系列，显示典型OIB地球化学特征，形成于大洋板内更靠近岛弧的环境，这与大多数研究者认为西准噶尔在早石炭世还处于洋内演化阶段的结论相一致。
参考文献
[1] 李锦轶，何国琦，徐新，等.2006.新疆北部及邻区地壳构造格架及其形成过程的初步探讨[J].地质学报，2006，80（1）：148-168.
[2] 肖文交，舒良树，高俊，等.中亚造山带大陆动力学过程与成矿作用[J].新疆地质，2008，26（1）：4-8.
[3] 肖序常，汤耀庆，冯益民，等.新疆北部及邻区大地构造[M].北京：地质出版社，1992，12-47.
[4] ?eng?r A M C， Natal'in B A， Burtman V S. Evolution of the Altaid tectonic collage and Palaeozoic crustal growth in Eurasia[J]. Nature， 1993， 364： 299-307.
[5] Coleman R G. Continental growth of Northwest China[J]. Tectonics， 1989， 8（3）： 621-635.
[6] 董连慧，屈迅，朱志新，等.新疆大地构造演化与成矿[J].新疆地质，2010，28（4）：351-357.
[7] Wilson M， Igneous Petrogenesis[M]. London： Unwin Hyman， 1989，1-25.
2. 新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第七地质大队，乌苏，833000
摘要：西准噶尔石炭纪成吉思汗山组火山岩主要为玄武岩、玄武安山岩、安山岩、粗安岩，属于碱性系列。具有典型洋岛型玄武岩（OIB）特征，很可能形成于大洋板内海山环境，提供了本区大洋阶段热点成因的海山火山岩信息。
关键词：洋岛玄武岩；石炭纪；地球化学；成吉思汗山组；西准噶尔
【分类号】：P588.14
西准噶尔是中亚古生代俯冲-增生复合造山带的主要组成部分[1-3]，自西向东发育5条蛇绿岩带，构成了这一地区极为重要的5个断裂带（图1），表明西准噶尔可能发生过多次增生事件[4]。20世纪30年代以来，国内外众多学者、专家对中亚造山带做了大量研究工作，在准噶尔地区基底性质、洋陆变迁、盆山构造格局及其演化等方面取得了大量成果[5-10]。
本文以早石炭世包古圖组火山岩为研究对象，进行详细的岩石地球化学分析，深入探讨其成因以及构造环境，为分析西准噶尔洋的闭合时限和岩浆活动的深部动力学机制提供制约。
1 地质概况
成吉思汗山组分布于克拉玛依韧性剪切带NW，调查区中东部成吉思汗山一带，面积约18.5km2，出露厚度大于1900m。与下伏希贝库拉斯组和包古图组均为不整合接触，其上被侏罗系齐古组覆盖，二者角度不整合接触，其上未见顶。
该组岩性较为复杂，由Ⅵ–Ⅵ′号剖面控制，该组主要岩性为深海相沉积碎屑岩、火山碎屑岩和中基性熔岩，具有深海相沉积碎屑岩与火山碎屑岩的韵律和硅质岩与玄武岩的互层，局部夹有变质岩–碳酸盐化赤褐铁矿化石英岩。
因受区域动力变质作用的影响，岩石不同程度发生了绿泥石化及石英岩化，局部地段见到角岩化和硅化。该组与下伏包古图组、希贝库拉斯组地层的最大区别为该组为火山碎屑岩–碎屑岩类地层。
2 构造环境的地球化学信息
2.1 火山岩构造环境分析
图1 火山岩TiO2–10*MnO–10*P2O5图
在TiO2–10*MnO–10*P2O5图解（图1）中，样品全部落入大洋玄武岩区。表明成吉思汗山组火山岩部分具有典型的洋岛型玄武岩特征，部分具有岛弧特征。
综合以上的分析可知，本组玄武岩类岩石化学及地球化学各种参数和图解均显示大洋玄武岩特征。根据以上资料分析，成吉思汗山组火山岩以碱性系列为特征。以高钠为特点，火山碎屑岩居多。在进行环境判别时基性的玄武岩的构造环境图解分析与板内相符，部分为洋岛型，部分为岛弧型。
这些特征与南极Alexander岛的LeMay增生楔中的大洋玄武岩及相关岩石组合特征相一致，进一步印证了成吉思汗山组的形成可能与洋有关。
3 构造环境探讨
早石炭纪末期发生的鄯善运动标志着伊连哈必尔尕小洋盆的残余海发展阶段告终即有限洋盆的最终封闭。晚石炭世地壳处于后碰撞的拉张期在赛里木湖陆缘拉伸出现阿拉套晚古生带陆缘盆地。晚石炭纪末期发生的造山运动–因尼卡拉运动影响甚大它完成了新疆北部的洋陆转化洋壳全部封闭海退成陆–欧亚大陆出现由此进入陆内发展阶段。
大陆板内玄武岩由于形成于大陆拉张到裂谷两侧间大洋板块的出现，其Ta/Hf、Th/Ta比值常留有与邻近大地构造环境的影响。
对于OIB型火山岩，其产出构造环境具有多样性，包括海山环境、大陆裂谷。岛弧是否可以形成OIB型火山岩是一个值得讨论的话题。
从地质产状来看，该火山岩为层状，非岩块状；从地质接触关系来看，与具有深海相沉积碎屑岩与火山碎屑岩的韵律和硅质岩与玄武岩的互层，局部夹有变质岩–碳酸盐化赤褐铁矿化石英岩。从区域岩石和矿床组合上来看，该区出露一套特殊的岩石组合，他们是一套岛弧岩浆岩系列。
已有的研究表明：该区不同的岩石组合，来源于不同的源区组分。
西准噶尔出露大量晚石炭世的特殊岩石组合和铜金矿床。其中，这些岩石组合中的部分已被认为可用洋脊俯冲模式予以解释。新近的研究也表明哈图玄武岩为MORB特征的，锆石U–Pb年龄为315±4Ma，且哈图玄武岩来源于比N–MORB更富集而比OIB地幔亏损的地幔源区，玄武岩40Ar/39Ar年齡312Ma，296Ma，而硅质岩Rb–Sr年龄为316Ma，酸性凝灰岩锆石U–Pb年龄为328Ma，但它们却产于太勒古拉组之中。这种地质产状和接触关系表明哈图玄武岩是一套岛弧火山岩。
从区域构造和发展过程来看，包古图组和成吉思汗山组岛弧岩浆岩系列和蛇绿岩代表的SSZ构造环境的洋盆相间排列。
综上所述，成吉思汗山组火山岩具有洋岛玄武岩（OIB）的地球化学特征，与克拉玛依OIB型玄武岩的地球化学特征类似[12]。具有OIB特征的火山岩可能形成于大洋板内如夏威夷[13]或洋脊附近的海山[14]，也可以形成于弧后盆地的海山环境如日本海[15]。本文的OIB型玄武岩和IAB可能为该区建立的洋脊俯冲模式提供了新的证据。
5 结论
西准噶尔成吉思汗山组火山岩属于碱性玄武岩系列，显示典型OIB地球化学特征，形成于大洋板内更靠近岛弧的环境，这与大多数研究者认为西准噶尔在早石炭世还处于洋内演化阶段的结论相一致。
参考文献
[1] 李锦轶，何国琦，徐新，等.2006.新疆北部及邻区地壳构造格架及其形成过程的初步探讨[J].地质学报，2006，80（1）：148-168.
[2] 肖文交，舒良树，高俊，等.中亚造山带大陆动力学过程与成矿作用[J].新疆地质，2008，26（1）：4-8.
[3] 肖序常，汤耀庆，冯益民，等.新疆北部及邻区大地构造[M].北京：地质出版社，1992，12-47.
[4] ?eng?r A M C， Natal'in B A， Burtman V S. Evolution of the Altaid tectonic collage and Palaeozoic crustal growth in Eurasia[J]. Nature， 1993， 364： 299-307.
[5] Coleman R G. Continental growth of Northwest China[J]. Tectonics， 1989， 8（3）： 621-635.
[6] 董连慧，屈迅，朱志新，等.新疆大地构造演化与成矿[J].新疆地质，2010，28（4）：351-357.
[7] Wilson M， Igneous Petrogenesis[M]. London： Unwin Hyman， 1989，1-25.