新疆准噶尔北缘北塔山组火山岩地球化学特征及其地质意义

新疆准噶尔北缘北塔山组火山岩地球化学特征及其地质意义

0磁铁矿床研究北山群火山岩分布于新疆北部，与磁铁矿床密切相关。在该地层内已经发现了宝山铁矿、乔夏哈拉铁、铜矿,老山口铁矿等磁铁矿床。国内地质工作者对北塔山组火山岩做了一定的研究工作,张贺等1岩石学和矿物学特征研究区位于东准噶尔库兰卡孜干-北塔山-纸房-琼河坝岛弧带东段。该区西北部发育阿尔曼太蛇绿岩带,南部发育卡拉麦里蛇绿岩带(图1a)。北塔山组火山岩主要分布于研究区的南部(图1b),是东准噶尔北缘泥盆纪火山岩的重要组成部分。北塔山组地层由下到上可分为3段,呈整合接触关系。出露于研究区的中部,出露面积107.403km(1)蚀变凝灰岩:灰绿色,主要由火山灰组成,包含少量斜长石晶屑和磁铁矿团块。凝灰岩内脉体、裂隙发育,可见绿泥石蚀变。(2)含角砾凝灰岩:黑灰绿色,角砾熔岩结构,块状构造,由火山岩角砾和火山灰两部分组成。最大角砾为15mm×12mm,含少量金属矿物,金属矿物为磁铁矿。(3)流纹质凝灰岩:灰色,凝灰结构,块状构造。岩石矿物组成为脱玻火山灰-隐晶硅质状长英质物质约占85%,粉砂状斜长石晶屑约占5%,阳起石约占5%,黝帘石约占3%,绢云母为1%~2%。(4)晶屑玻屑凝灰岩:暗灰绿色凝灰结构,块状构造。岩石矿物组成为脱玻火山灰约占75%,钠长石晶屑约占20%,金属矿物3%,假像纤闪石2%。岩石中斜长石呈粉砂状、细砂状,晶屑粗细相间变化具韵律层构造。(5)斑状玄武岩:灰黑色,斑状结构,块状构造,斑晶主要为斜长石。斜长石斑晶大小较均一,一般为0.25mm×0.15mm。基质由小板状斜长石和他形的辉石组成。长石斑晶含量约为30%,基质含量约为50%,金属矿物含量约为15%。(6)英安斑岩:肉红色,斑状结构,块状构造。斑晶由斜长石和石英组成,基质为隐晶质,具雯细结构,斜长石边部呈现震荡散射状,斑晶较大,直径达2mm。2样品特征和组分笔者在采样点处(图1b)采集样品QH26-4,以该点为起点,向正南方向每隔40m采集1个样品,共采集了3块样品(QH26-5,QH26-6,QH26-7)。样品较新鲜,灰黑色,凝灰结构,块状构造,主要组分为火山灰和火山碎屑,火山灰约占55%,火山碎屑约占40%,包含少量斜长石晶屑和磁铁矿团块。利用4件样品的主、微量和稀土元素分析结果,结合前人实验数据2.1分析主量元素分析方法:称取0.5000g±0.0001g岩石粉末样品和4.0000g±0.0001gLi2.2火山岩微量元素特征安山岩w(SiO玄武安山岩w(SiO玄武岩w(SiO北塔山组火山岩Mg北塔山组中、基性火山岩在的TAS图解上投点在安山岩,玄武安山岩,玄武岩区域(图2a)。在w(SiO在w(MgO)-w(TiO北塔山组火山岩的微量元素蛛网图中显示,安山岩、玄武岩和玄武安山岩的微量元素配分曲线形态略有差异,但总体变化规律明显一致。大离子亲石元素(如Sr,Ba,Rb)富集,并伴有Ce,P,Sm的富集,具有钙碱性火山弧玄武岩特点。高场强元素(如Ta,Nb,Zr,Hf,Ti)相对亏损(图4)。北塔山组安山岩、玄武安山岩和玄武岩稀土元素配分,总体变化规律一致。曲线为右倾(图5)。表现出LREE富集,HREE亏损的特点。安山岩ΣREE值总体上变化不大,变化范围为72.50×10玄武安山岩ΣREE值总体上变化不大,变化范围为68.69×10玄武岩ΣREE值总体上变化不大,变化范围为65.19×103讨论3.1u3000la/yb-nb/la东南角在(Ta/La)从微量元素特征看,北塔山组火山岩稀土元素配分曲线为右倾的轻稀土元素富集型(图4),指示源区可能有石榴石的残留在La/Sm-La图上(图7a)火山岩表现出较强的部分熔融趋势和弱的结晶分异趋势,其中玄武岩的分离结晶趋势要强于安山岩。在La/Yb-Nb/La图解中火山岩基本上投点在地幔岩石圈区域,指示源区深度较浅(图7b)。北塔山组火山岩的La/Yb值大部分沿着石榴石橄榄岩熔融曲线分布。因此认为部分熔融的部位为石榴石橄榄岩-尖晶石橄榄岩地幔源附近(图8)。因此认为玄武质岩浆的成因为玄武质洋壳俯冲到地幔岩石圈区域,并在俯冲流体的参与下,使地幔楔中的石榴子石橄榄岩-尖晶石橄榄岩发生部分熔融而形成。3.2岩石学和矿物学意义在火山岩中大离子亲石元素和轻稀土元素的富集原因:可能为板片俯冲期间,大量大离子亲石元素和轻稀土元素随板片流体进入地幔楔造成;也可能是岩浆混染了地壳物质的结果。但是在Zr/Nb-La/Sm和La/Sm-La/Nb图解中(图9a,图9b),北塔山组火山岩远高于原始地幔和地壳的比值不能用壳幔混合观点来解释,因此认为其大离子亲石元素的富集可能是板片俯冲过程中带入富含大离子亲石元素和轻稀土元素的海洋沉积物造成。高场强元素的亏损,可能因俯冲过程中富集(如Ta,Nb,Zr,Hf,Ti)这些微量元素的金红石、磷灰石、石榴石、单斜辉石和锆石矿物未被溶解而保存于俯冲板片中,并被带到俯冲带深部地幔中。3.3火山岩形成环境讨论国内外的许多地质工作者,利用玄