西天山吐拉蘇盆地大哈拉軍山組火山巖地球化學(xué)特征及構(gòu)造意義

夏換，陳根文，劉群，羅勇

(1.中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所，廣東廣州510640;2.中國科學(xué)院研究生院，北京100049)

西天山吐拉蘇盆地大哈拉軍山組火山巖地球化學(xué)特征及構(gòu)造意義

夏換1，2，陳根文1，劉群1，2，羅勇1，2

(1.中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所，廣東廣州510640;2.中國科學(xué)院研究生院，北京100049)

吐拉蘇盆地大哈拉軍山組由兩組火山巖組成，一組為玄武安山巖、安山巖，SiO2含量介于54.8%～59.4%之間，另一組為流紋巖，SiO2含量為70.6%～74.1%，兩組巖石具有相似的稀土和微量元素分配型式，均富集U、Th、K、Pb，而虧損Nb、Ta和Ti，同時(shí)兩組巖石的一些微量元素對(duì)比值基本一致，表明流紋巖是本區(qū)玄武安山質(zhì)巖漿結(jié)晶分異形成，初始巖漿可能是由受俯沖流體交代的地幔部分熔融，同時(shí)巖漿上升過程中受到上覆地殼混染作用。根據(jù)巖石地球化學(xué)特征，結(jié)合區(qū)域大地構(gòu)造位置及大哈拉軍山組形成的時(shí)間分析，推測吐拉蘇盆地大哈拉軍山組形成于大陸邊緣巖漿弧。

大哈拉軍山組;地球化學(xué);吐拉蘇盆地;西天山

0 引言

下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組廣泛分布于伊犁盆地兩側(cè)及博羅科努山一帶，為一套中基性、酸性為主的火山巖建造。很多學(xué)者針對(duì)不同地區(qū)的大哈拉軍山組火山巖進(jìn)行過地質(zhì)、地球化學(xué)及定年研究(沙德銘等，2003;楊志華等，2004;夏林圻等，2004;朱永峰等，2005，翟偉等，2006)，但目前學(xué)術(shù)界對(duì)大哈拉軍山組的時(shí)代以及大地構(gòu)造背景還存在很大爭議。其形成時(shí)代可以從晚泥盆世(朱永峰等，2005;翟偉等，2006)、早石炭世(劉友梅等，1994;朱永峰等，2006a，2006b;張芳榮等，2009;李永軍等，2007，2009，2010)到楊志華等(2004)根據(jù)其中發(fā)現(xiàn)的魚化石確定的三疊紀(jì)-侏羅紀(jì)。在產(chǎn)出構(gòu)造背景方面，也存在大陸裂谷環(huán)境 (王廣瑞，1996;夏林圻等，2002)、地幔柱有關(guān)的裂谷環(huán)境(夏林圻等，2004)、島弧環(huán)境(朱永峰和何國琦，2004;朱永峰等，2005;郭璇和朱永峰，2006;邵鐵全等，2006;孫林華等，2007)、大陸弧(王博等，2006)、非典型裂谷(錢青等，2007)等的爭論。就其原因，可能與不同學(xué)者在不同地區(qū)的取樣是否同一層位、或者不同地區(qū)的構(gòu)造環(huán)境本身存在差異所致。由于吐拉蘇火山盆地緊鄰伊犁微板塊北緣的博羅科努古生代島弧帶(圖1)，吐拉蘇盆地大哈拉軍山組成為研究西天山古生代構(gòu)造演化及北天山地區(qū)俯沖作用有關(guān)的殼幔物質(zhì)相互作用的重要對(duì)象。同時(shí)大哈拉軍山組是西天山重要的含礦層位，火山巖與成礦關(guān)系密切，查明其形成構(gòu)造背景，對(duì)研究西天山地質(zhì)演化及探討其成礦規(guī)律具有重要意義。本文作者著重從巖石地球化學(xué)角度對(duì)盆地中大哈拉軍山組進(jìn)行了系統(tǒng)研究，試圖為大哈拉軍山組的構(gòu)造與巖石成因提供更多的資料與地球化學(xué)約束條件。

1 吐拉蘇盆地大哈拉軍山組地質(zhì)特征及樣品描述

本次研究的樣品主要來源于吐拉蘇盆地內(nèi)伊爾曼德金礦區(qū)、阿希金礦區(qū)及外圍的大哈拉軍山組剖面。盆地內(nèi)大哈拉軍山組底部在伊爾曼德金礦與泥盆系灰?guī)r呈不整合接觸，頂部被阿恰勒河組含火山組分的碎屑巖及碳酸鹽巖不整合覆蓋，地質(zhì)界限十分清楚。吐拉蘇盆地內(nèi)的大哈拉軍組可分為五個(gè)巖性段，從下到上依次為:角礫巖段、酸性凝灰?guī)r、下安山巖段、安山質(zhì)角礫巖段和上安山巖段。角礫巖段的巖性主要為灰色或紫紅色礫巖夾砂巖，基質(zhì)發(fā)育綠簾石化，可細(xì)分為礫巖層和砂巖層。酸性凝灰?guī)r段主要為一套凝灰質(zhì)角礫巖、角礫熔巖、晶屑凝灰?guī)r、熔結(jié)凝灰?guī)r。晶屑以石英、長石為主，呈斑狀，它形，顆粒粗大(1～5mm)，基質(zhì)為火山灰物質(zhì)，長石晶屑因高嶺土化呈灰白色，含量占20%左右;石英含量占10%左右，局部石英晶屑多于長石。其間夾鈣質(zhì)砂巖、砂礫巖、凝灰質(zhì)礫巖、凝灰質(zhì)角礫巖層。下安山巖段由輝石安山巖組成。安山質(zhì)角礫巖段包括下部熔結(jié)凝灰?guī)r層、凝灰砂巖層、霏細(xì)斑巖層及上部熔結(jié)凝灰?guī)r層。樣品大部為紫紅色、灰黑色或灰綠色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，斑晶主要由輝石和斜長石組成，半自形-自形，野外記錄為紫紅色安山巖，灰色流紋巖，黑色安山熔巖，黃褐色塊狀安山質(zhì)熔巖等。鏡下具有典型的斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶含量12%～20%，大小為0.3×0.5mm，主要組成礦物為斜長石、角閃石及堿性長石，含有少量綠泥石。上安山巖段由安山巖、安山質(zhì)火山碎屑巖及中酸性、酸性熔巖組成。本次分析的樣品 YM10-1、YM11、YM20、YM21采自伊爾曼德金礦區(qū)大哈拉軍山組酸性凝灰?guī)r段，YM09、YM10、YM13、YM14 和 YM19 采自下安山巖段，其它樣品采自上安山巖段。樣品基本上代表了大哈拉軍山組火山巖的發(fā)育情況。

圖1 西北天山吐拉蘇盆地區(qū)域地質(zhì)圖(據(jù)賈斌等，2004修改)Fig.1 Simplified geological map of the Tulasu basin in northwest Tianshan

2 分析過程及巖石地球化學(xué)特征

巖石樣品經(jīng)清除表面雜質(zhì)后破碎成巖屑，在前處理實(shí)驗(yàn)室用純凈水反復(fù)沖洗至清后用5%的鹽酸溶液浸泡10分鐘，加入去離子水在超聲波洗槽中清洗15分鐘，并重復(fù)2～3次。樣品經(jīng)烘干后用瑪瑙研缽磨至200目供化學(xué)分析。主量元素和微量元素分析在中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所礦床地球化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室分別采用X射線熒光法(XRF)和電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)完成，主量元素分析精度大多數(shù)優(yōu)于5%，微量元素分析精度大多優(yōu)于8%。具體測試流程參見Qi et al.(2000)。

大哈拉軍山組火山巖主微量元素分析結(jié)果見表1。

圖2 吐拉蘇盆地大哈拉軍山組火山巖TAS圖解Fig.2 TAS diagram of the Dahalajunshan Formation volcanic rocks in the Tulasu basin

表1 大哈拉軍山火山巖主量(%)和微量元素組成(μg/g)Table 1 Major and trace elements compositions of the Dahalajunshan Formation volcanic rocks

在吐拉蘇盆地大哈拉軍山組火山巖的TAS圖上(圖2)，大哈拉軍山組火山巖包括中基性的玄武安山巖、安山巖、粗安巖和流紋巖。其中玄武安山巖SiO2含量在54.8%～56.9%之間，Na2O和 CaO的含量分別為 2.42%～4.14% 和 5.12%～8.40%，P2O5、MgO、Fe2O3和 Al2O3含量為 0.12%～0.20%、2.84%～5.98%、4.86%～8.20% 和12.65%～18.17%，全堿含量(Na2O+K2O)為3.30%～4.82%。安山巖、粗安巖的SiO2含量在57.0%～59.4%之間，Na2O和CaO的含量變化較大，TiO2和P2O5含量分別為 0.68%～0.84% 和0.16%～0.22%，MgO、Fe2O3、Al2O3含量接近于玄武安山巖，但普遍偏高，全堿含量(Na2O+K2O)為3.21%～7.55%。流紋巖的SiO2含量較穩(wěn)定，為70.6%～74.1%，樣品中CaO的含量為0.50%～2.11%，全堿含量(Na2O+K2O)為5.21%～7.74%。在哈克圖解上(圖略)，中基性巖與酸性巖在SiO2與MgO、SiO2與CaO及SiO2與K2O之間表現(xiàn)出較好的線型關(guān)系。Mg#(100Mg/(Mg+∑Fe))值明顯低于判別原始巖漿的參數(shù)值65(Wendlandt et al.，1995)，說明巖漿發(fā)生過結(jié)晶分異。

巖石的稀土配分模式表明(圖3)，安山巖、粗安巖與流紋巖具有較弱-明顯的Eu負(fù)異常，而玄武安山巖則無明顯的Eu異常。所有樣品均無Ce異?；蚓哂形⑷?Ce正異常(δCe=1.24～1.35)。在稀土配分圖上，除了流紋巖具有較明顯的Eu虧損外，幾類巖石的稀土配型式基本一致。

除流紋巖外，其他巖石的過渡元素 Sc、Ti、V、Cr、Co、Ni含量基本相同，Sc、Ti、V 和 Co 的含量相對(duì)較穩(wěn)定，其值分別為 10～30μg/g，0.36～0.58μg/g，85～192μg/g和 14～35μg/g，而 Cr和Ni的含量變化較大，其值分別為68～310μg/g和6～113μg/g。流紋巖的 Sc、Ti、V、Cr、Ni含量相對(duì)其它巖石要低，其值分別為2.33～3.71μg/g，0.14～0.16μg/g，11.5～15.2μg/g，4.55～8.99μg/g 和2.5～5.1μg/g，但 Co的含量相差不大，值為 8.44～13.3μg/g，Ni含量變化很大，從 2.53μg/g 到113μg/g之間變化，明顯低于原始巖漿的250μg/g，而Cr的含量為4.55～310μg/g，除少量樣品接近原始巖漿含量(300μg/g)外，其余大部分樣品都遠(yuǎn)低于原始巖漿的Cr含量。

所有樣品都具有明顯的Nb、Ta虧損，并且在微量元素分配上酸性巖與中基性之間表現(xiàn)出非常好的一致性(圖4)，其中酸性巖具有明顯的Sr虧損，Sr、Eu虧損表明巖漿曾在低壓下經(jīng)歷過斜長石的分離結(jié)晶。

3 討論

3.1 巖漿演化過程

本區(qū)兩套巖石具有相似的稀土配分型式及微量元素分布特征，說明兩者之間可能具有同源性。同時(shí)，在哈克圖解上(圖略)，中基性巖與酸性巖在SiO2-MgO、SiO2-CaO及SiO2-K2O之間表現(xiàn)出較好的線型關(guān)系，也說明區(qū)內(nèi)的酸性巖可能是由中基性巖通過AFC過程演化形成的。

圖3 吐拉蘇盆地大哈拉軍山組火山巖的稀土元素分布模式(球粒隕石數(shù)據(jù)值據(jù)Evensen et al.，1978)Fig.3 Chondrite normalized REE patterns of the Dahalajunshan Formation volcanic rocks in the Tulasu basin(chondrite values from Evensen et al.，1978)

圖4 吐拉蘇盆地大哈拉軍山組火山巖微量元素蛛網(wǎng)圖(原始地幔數(shù)據(jù)值據(jù)Sun and McDonough，1989)Fig.4 Trace element spidergrams of the Dahalajunshan Formation volcanic rocks in the Tulasu basin(primitive mantle values from Sun and McDonough，1989)

這樣的線性關(guān)系還表現(xiàn)在Nb-Ta、Th-Ta、Ce-Nb、Zr-Hf的關(guān)系上(圖5)。由于這幾個(gè)元素對(duì)具有相似的地球化學(xué)性質(zhì)，它們?cè)诓糠秩廴诤徒Y(jié)晶分異過程中不會(huì)發(fā)生明顯的分異，這些元素間的比值特征基本代表了源巖的特征。因此如果大哈拉軍山組的幾類火山巖在 Nb-Ta、Th-Ta、Ce-Nb、Zr-Hf的關(guān)系圖上位于同一直線上，那么它們可能是同源巖漿演化形成。

另外，巖漿在上升過程中可能還受到地殼物質(zhì)同化混染的影響。地殼物質(zhì)的加入可以同時(shí)引起Sr、La/Nb、Nb/Ta、La/Yb 值快速增加，表現(xiàn)在 La/Nb-Sr和Nb/Ta-La/Yb圖上將形成正相關(guān)的線型關(guān)系。將本區(qū)不同類型的巖石投在圖6上，可以看出本區(qū)玄武安山巖及安山巖的 La/Nb-Sr、Nb/Ta-La/Yb之間表現(xiàn)出比較明顯的正相關(guān)，表明這些巖石還受到過一定程度的同化混染作用(Mecdonald et al.，2001;Barker et al.，1997)。

3.2 巖石源區(qū)特征

本區(qū)巖石一個(gè)顯著的特征是明顯虧損Nb、Ta、Ti等元素。一般認(rèn)為，至少有三種情況可以形成這種虧損，一是發(fā)生部分熔融的殘余地幔，通常在早期熔融時(shí)虧損Nb、Ta、Zr與Ti;二是由于俯沖交代作用使俯沖板片脫水，這些向上運(yùn)動(dòng)的水含有活動(dòng)可溶性大的元素如K、Rb、Cs等，而LREE不活動(dòng)，因此在溶液中含量低，這些流體交代上地幔楔時(shí)，LILE表現(xiàn)為明顯富集，LREE仍虧損。但當(dāng)俯沖板片與地幔楔一起熔融，或兩者的熔體混合時(shí)，LILE和LREE都富集，而相對(duì)難熔的Nb、Ta就會(huì)表現(xiàn)為虧損;第三種情況是陸殼長英質(zhì)巖石熔融同樣可以形成具有低Nb、Ti特征巖漿。地幔在演化過程中對(duì)元素Th和Ta的影響相當(dāng)，而在受俯沖帶流體影響的地幔楔中，Th與Ta會(huì)發(fā)生分異，Th會(huì)較強(qiáng)富集在巖漿中(Wilson，1989)，從而形成較原始地幔更高的Th/Ta比值。本區(qū)巖漿巖的Th/Ta比值為5.36～9.83，明顯高于原始地幔的比值?？紤]到本區(qū)巖石形成于弧后背景的條件，我們認(rèn)為源區(qū)巖漿可以是由受俯沖流體交代的地幔部分熔融，同時(shí)巖漿上升過程中受到上覆地殼混染作用。通過Nb/Yb-Th/Yb構(gòu)成的圖解(圖7)可以很好地反映巖漿源區(qū)受俯沖流體影響，原始地幔或虧損的巖漿通常形成于圖中的MORB分布區(qū)，而受俯沖流體影響的地幔源巖漿分布在MORB的上部，本區(qū)幾類巖石均投影在MORB分布區(qū)的上方，說明大哈拉軍山組火山巖形成于受俯沖板片釋放流體交代的富集地幔熔融。

圖5 吐拉蘇盆地大哈拉軍山組火山巖Nb-Th、Th-Ta、Zr-Hf和Th-Hf相關(guān)關(guān)系圖Fig.5 Nb-Th，Th-Ta，Zr-Hf and Th-Hf diagrams of the Dahalajunshan Formation volcanic rocks in the Tulasu basin

圖6 吐拉蘇盆地大哈拉軍山組火山巖La/Nb-Sr和Nb/Ta-La/Yb圖解Fig.6 La/Nb-Sr and Nb/Ta-La/Yb diagrams of the Dahalajunshan Formation volcanic rocks in the Tulasu basin

圖7 吐拉蘇盆地大哈拉軍山組的Th/Yb-Nb/Yb圖解(據(jù)Pearce and Peate，1995)Fig.7 Th/Yb-Nb/Yb diagram of the Dahalajunshan Formation volcanic rocks in the Tulasu basin

一些性質(zhì)相近的元素對(duì)的特征常常是揭示巖石源區(qū)性質(zhì)的重要手段，如Nb與Ta、Th與Ta、Zr與Nb、Th與U等。由于這些元素在地幔部分熔融過程中只有很小的變化，在巖漿分離結(jié)晶過程基本不變。因此它們的比值基本上與源區(qū)相近，從而可以利用這些元素對(duì)的比值特征來示蹤火成巖的源區(qū)。表2列出了吐拉蘇盆地大哈拉軍山組火山巖部分元素對(duì)的比值。通過與原始地幔、大陸地殼及正常大洋中脊玄武巖的比值對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)本區(qū)幾類巖石的元素比值相近，但與原始地幔及N-MORB相比相差較大，而與陸殼比值更為相近。從這些比值特征可以推斷巖漿受過明顯的陸殼物質(zhì)的混染。本區(qū)的絕大部分巖石的 Nb/Ta值(11.5～18.1，平均 14.0)均低于原始地幔的比值(17±2)，通常認(rèn)為是由于在俯沖帶上下插洋殼脫水作用產(chǎn)生一個(gè)上升的流體相，該流體相與金紅石平衡時(shí)，金紅石對(duì)Ta分配系數(shù)Drut/fTa(=160)明顯小于金紅石對(duì)Nb的分配系數(shù)(=200)，形成一個(gè)富Nb金紅石難熔相(以金紅石榴輝巖出現(xiàn))，和一個(gè)相應(yīng)的富Ta、Th流體，這一流體長期作用于上覆巖石圈板塊，使其 Nb/Ta、Zr/Hf比下降。

3.3 構(gòu)造環(huán)境

西天山地區(qū)大哈拉軍山組分布廣泛，不同學(xué)者針對(duì)不同區(qū)域內(nèi)的巖石進(jìn)行過研究，形成了不同的認(rèn)識(shí)。特別是大哈拉軍山組的構(gòu)造環(huán)境問題一直存在著較大的爭論:有學(xué)者認(rèn)為是與裂谷作用有關(guān)的“雙峰式”火山巖系(王廣瑞，1996;夏林圻等，2002;錢青等，2007);有學(xué)者認(rèn)為是和地幔柱有關(guān)的裂谷火山巖(夏林圻等，2004);也有學(xué)者認(rèn)為該套火山巖屬于島弧環(huán)境的產(chǎn)物(朱永峰和何國琦，2004;朱永峰等，2005;郭璇和朱永峰，2006;孫林華等，2007)。

微量元素地球化學(xué)研究表明，吐拉蘇盆地大哈拉軍山組火山熔巖的顯著特征是，幾乎所有的巖石均表現(xiàn)出大離子親石元素和輕稀土元素明顯富集，同時(shí)所有樣品的高場強(qiáng)元素(Nb、Ta和Ti)明顯虧損(圖3)，Pb明顯富集，顯示其形成與大洋板塊俯沖作用有關(guān)(Innocenti et al.，2005)。大哈拉軍山組幾類熔巖均具較高的La/Nb值，也顯示出其形成與板塊俯沖過程有關(guān)(Condie，2003)。從Zr/Hf和Sr/Y比值變化范圍看，吐拉蘇盆地火山巖具有與Kamchatka-Aleutian島弧火山巖相似的特征(圖略)。在Th-Hf-Ta三角判別圖解中，吐拉蘇盆地大哈拉軍山組火山熔巖的投影點(diǎn)相對(duì)集中，均落投在D區(qū)下半部(圖8)，反映了一致的匯聚(島弧)大地構(gòu)造背景，巖石具有島弧鈣堿性火山巖的特征(Doebrich et al.，2007)。圖8顯示樣品有從島弧型拉斑玄武巖向鈣堿性玄武巖演化的線性趨勢，表明這些火山巖可能形成于會(huì)聚板塊邊緣，即與俯沖作用有關(guān)的巖漿弧環(huán)境。在不相容元素Yb標(biāo)準(zhǔn)化的Th-Nb坐標(biāo)系(圖7)中，大部分玄武安山巖樣品落在大陸邊緣巖漿弧火山巖和大洋島弧火山巖的重疊區(qū)域，但明顯偏向大陸邊緣弧區(qū)域。粗安巖和安山巖樣品及兩個(gè)流紋巖樣品投影于大陸邊緣弧火山巖區(qū)域，另外還有1個(gè)流紋巖樣品由于過高的Th含量而投影于偏向大陸邊緣弧火山巖的區(qū)域，表明它具有大陸火山弧親緣性。

表2 大哈拉軍山組火山巖與典型源區(qū)的元素對(duì)比值對(duì)比Table 2 Trace element ratios for the Dahalajunshan Formation volcanic rocks and comparison with different sources

3.4 吐拉蘇盆地大哈拉軍山組火山巖與西天山其它地區(qū)對(duì)比

圖8 吐拉蘇盆地大哈拉軍山組火山巖的Hf-Th-Ta判別圖解(據(jù) Wood，1980)Fig.8 Hf-Th-Ta discrimination diagram for the Dahalajunshan Formation volcanic rocks in the Tulasu basin

西天山地區(qū)的下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組分布廣泛，除本研究區(qū)外，阿吾拉勒山、新源縣城南、特克斯、莫合爾、拉爾敦等地也存在典型剖面(楊志華等，2004;郭璇和朱永峰，2006;李注蒼等，2006;孫林華等，2007)。從沉積盆地環(huán)境看，靠近博羅科努山巖漿弧的地區(qū)，大哈拉軍山組形成于陸相盆地中，如博羅科努山-別珍套山、吐拉蘇盆地等，而遠(yuǎn)離巖漿弧區(qū)向南沉積盆地逐漸變化為海陸交互相及海相環(huán)境。據(jù)自治區(qū)1∶5萬區(qū)調(diào)資料確定的早石炭世大哈拉軍山組巖石組合進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)大哈拉軍山組存在海相、海陸交互相及陸相沉積。海相的大哈拉軍山組主要分布于昭蘇縣夏特-特克斯縣大哈拉軍山-和靜縣快奎烏松河一帶及伊什基里克山西部夏克爾瑪和新源縣阿克塔斯等地區(qū)，巖石組合主要為一套基、中、酸性的火山巖，夾少量正常碎屑巖和灰?guī)r透鏡體，與上覆阿克沙克組為不整合接觸。海陸交互相的大哈拉軍山組分布于新源縣南的那拉提山北坡，向東到玉希莫勒蓋達(dá)坂及鞏乃斯林場北，向西到科克蘇河及庫什臺(tái)地區(qū)，巖石組合是一套以中、酸性為主的火山巖，夾少量玄武巖、正常碎屑巖和灰?guī)r透鏡體，與上覆阿克沙克組、艾肯達(dá)坂組為不整合接觸，與下伏薊縣系科克蘇群為斷層接觸。

隨著大哈拉軍山組研究的深入，我們可以比較清楚地勾勒出西天山北帶晚古生代的構(gòu)造輪廓。從靠近博羅科努山巖漿弧向南依次分布有吐拉蘇地區(qū)、阿吾拉勒山、新源縣南、特克斯地區(qū)及昭蘇北的大哈拉軍山組火山巖。本次研究表明，吐拉蘇地區(qū)在大哈拉軍山期仍具有巖漿弧的特征。另一些研究者(李注蒼等，2006;朱永峰和何國琦，2004;朱永峰等，2005;郭璇和朱永峰，2006;趙振華等，2004)認(rèn)為阿吾拉勒山一帶大哈拉軍山組火山巖中酸性鈣堿性大陸邊緣島弧火山巖，為板塊俯沖造山帶構(gòu)造環(huán)境。孫林華等(2007)也認(rèn)為，該期在特克斯地區(qū)屬于巖漿弧環(huán)境。錢青等(2007)認(rèn)為遠(yuǎn)離巖漿弧區(qū)則形成于非典型的火山弧區(qū)，認(rèn)為昭蘇北部大哈拉軍山組火山巖以LILE富集和HFSE較強(qiáng)虧損為特征，但與典型島弧玄武巖的地球化學(xué)特征又有所不同，其形成于拉張環(huán)境，但不同于大陸裂谷，不是地幔柱活動(dòng)的結(jié)果，其源區(qū)主要可能為受俯沖流體交代富集的巖石圈地幔，但不屬于典型的火山弧環(huán)境，而是具有元古代陸殼基底的活動(dòng)大陸邊緣弧后拉張環(huán)境。綜合上述資料，在晚泥盆世的大哈拉軍山期，從博羅科努山到吐拉蘇，直到特克斯地區(qū)，仍為活動(dòng)大陸邊緣的巖漿弧區(qū)。但該帶以南可能逐漸變?yōu)榇箨戇吘壍幕『笈璧亍?/p>

4 結(jié)論

(1)吐拉蘇盆地大哈拉軍山組火山巖主要由玄武安山巖、安山巖及流紋巖組成。根據(jù)巖石地球化學(xué)特征，結(jié)合區(qū)域大地構(gòu)造位置及大哈拉軍山組形成的時(shí)間分析，推測吐拉蘇盆地大哈拉軍山組形成于巖漿弧環(huán)境。

(2)區(qū)內(nèi)大哈拉軍山組火山巖中的中基性火山巖與酸性火山巖在稀土元素及微量元素蛛網(wǎng)圖上表現(xiàn)出十分相似的配分形式，同時(shí)兩組巖石的一些微量元素對(duì)比值基本一致。流紋巖是本區(qū)玄武安山質(zhì)巖漿結(jié)晶分異形成，初始巖漿可能是由受俯沖流體交代的地幔部分熔融，同時(shí)巖漿上升過程中受到上覆地殼混染作用后的產(chǎn)物。

致謝:本項(xiàng)目得到了國家305辦公室的大力支持，數(shù)據(jù)分析得到了中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所胡靜的大力幫助，李永軍教授及另一名審稿專家對(duì)論文初稿提出了十分中肯的修改意見，在此一并感謝!

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Geochemical Characteristics of the Dahalajunshan Formation Volcanic Rocks in the Tulasu Basin of Western Tianshan and its Tectonic Implications

XIA Huan1，2，CHEN Genwen1，LIU Qun1，2and LUO Yong1，2
(1.Guangzhou Institute of Geochemistry，Chinese Academy of Sciences，Guangzhou510640，Guangdong，China;2.Graduate University of Chinese Academy of Sciences，Beijing100049，China)

The volcanic rocks of the Dahalajunshan Formation in the Tulasu basin are mainly composed of two groups.One group of the volcanic rocks is basaltic andesite and andesite，with SiO2contents ranging from 54.8%to 59.4%，while the other group is rhyolite，with SiO2contents between 70.6%and 74.1%.These two group rocks share similar REE patterns，enriched in U，Th，K，Pb，and depleted in Nb，Ta and Ti.Moreover，the two groups have similar Nb/Ta，Th/Ta，Ce/Nb，Zr/Hf ratios，which indicates that the rhyolite was formed through crystallization differentiation of the andesitic magma.The magma might have been derived from partial melting of the metasomatized mantle wedge and contaminated by the overlying crust during ascend.Considering the petrogeochemical characteristics and the regional tectonic evolution when the Dahalajunshan Group was formed，we believe that the Dahalajunshan Group in the Tulasu basin was formed in a back-arc basin.

Dahalajunshan Formation;geochemistry;Tulasu basin;Western Tianshan

P595

A

1001-1552(2011)03-0429-010

2010-08-11;改回日期:2010-11-03

項(xiàng)目資助:本文由國家305項(xiàng)目(2011BAB06B02-3，2006BAB07B01-04)和國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(40773014)聯(lián)合資助。

夏換(1981-)，男，博士研究生，礦田構(gòu)造學(xué)專業(yè)。

陳根文(1964-)，男，博士，主要從事成礦理論和巖石地球化學(xué)研究工作。Email:chengw@gig.ac.cn