阿吾拉勒山地区乌郎组火山岩特征与构造背景

一、区域地质特征

乌郎组分布在伊犁盆地北部的新源－巩留县一带，在不同位置与下部的中石炭统伊什基里组及上石炭统朔拉克组呈断层或不整合接触，其上被上二叠统塔尔得套组不整合覆盖，同位素年龄为298±7Ma（李华芹等，1997），属于早二叠世。该组为一套陆相火山熔岩及碎屑岩组合，颜色以紫灰、紫红、暗紫色为主，具杏仁构造，岩石较新鲜，未遭受区域变质作用，常见流纹结构、晶屑结构等，石英、长石晶屑和岩屑常见。下部为中酸性凝灰熔岩、安山岩、安山玢岩夹玄武岩、流纹岩、霏细斑岩及火山角砾岩、凝灰砂岩、砂砾岩，上部为安山岩、玄武安山玢岩、流纹斑岩、石英霏细斑岩等。

二、地球化学特征

乌郎组火山岩主、微量元素分析结果见附表4，21个样品的Si O2含量为44．8％～72．3％，主要分为两组，一组为玄武岩，另一组为流纹岩，表现出双峰式火山岩的特征，戴里间隔54％～66％，其中基性岩的Si O2含量为44．8％～54．1％，Al2O3含量变化较大，且含量高，为14．2％～19．6％；Mg O为1．76％～4．44％；Mg＃变化较大，为24～48；Ca O为4．44％～13．7％；Fe2O3含量为2．73％～7．70％，Fe O为0．24％～7．28％，氧化指数高，表明本区火山岩形成于明显偏高的氧化环境 （林景仟，1987）。Na2O含量为2．31％～5．63％，K2O为0．13％～3．59％，变化较大，可能与岩石受后期蚀变和风化淋滤影响有关。在TAS图上 ［图3－26（a）］，基性岩表现为碱性特征，酸性岩的Si O2含量为66．1％～72．3％，Al2O3含量较稳定 （12．6％～13．8％），Mg O为0．09％～0．46％，Ca O为0．47％～1．42％；Fe2O3含量为1．63％～8．44％，变化较大，可能受到了后期氧化作用的影响；Fe O含量为0．63％～1．32％，Na2O含量为3．18％～4．62％，K2O含量为3．52％～6．27％， K2O含量均大于Na2O，为高钾火山系列，具偏铝质性质 ［图3－26（b）］。

图3－26 乌郎组火山岩硅碱图 （a）和乌郎组火山岩A／CNK－A／NK图解 （b）

乌郎组火山岩微量元素分析结果显示所有的基性岩样品具有比较一致的REE含量和LREE富集的稀土元素分布模式 （图3－27），但不同样品的稀土含量仍具有较大的差异，如球粒陨石标准化的La N＝30．6～115，（La／Yb）N＝3．03～4．74，Eu异常不明显，重稀土内部分异不明显，（Dy／Yb）N＝1．02～1．36。流纹岩样品除M14外，其他明显在稀土总量上要比基性岩高，球粒陨石标准化的La N＝106～108，而且轻重稀土分异十分明显，（La／Yb）N＝4．40～6．14，但其HREE间未发生明显分异，（Dy／Yb）N＝0．66～0．87，中稀土具有略亏损的特征，同时Eu负异常非常明显 （Eu／Eu＊＝0．34～0．48）。

图3－27 乌郎组火山岩稀土元素配分及微量元素蛛网图（a），（c）玄武岩；（b），（d）流纹岩

（球粒陨石标准值据Boynton，1984，微量元素原始地幔标准值据Mc Donough et al．，1992）

乌郎组火山岩的不相容微量元素的蛛网图特征显示，基性岩样品除Nb、Ta具明显亏损外，Zr、Ti也亏损，同时P明显富集，Sr以不同程度的亏损为特征。Sr、Ti等的亏损可能与玄武岩的结晶分异有关，而酸性岩样品的U、Th非常富集 （分别为4．16×10－6～4．35× 10－6和14．7×10－6～17．3×10－6），Nb、Ta明显亏损，加上酸性岩的高钾特征，认为酸性岩可能受硅铝质地壳物质影响较大。酸性岩中Sr、P、Eu和Ti等亏损明显，这些元素的亏损可能是由于结晶分异形成的，酸性火山岩的不相容微量元素总体上呈现出不同程度的富集，但Nb、Ta相对La和Th明显亏损，表明这些酸性岩浆或者来源于地壳重熔，或者是碱性玄武质岩浆在结晶分异过程中受到地壳物质的混染，或者有富集Nb、Ta的矿物结晶分异。

三、构造环境分析

双峰式岩浆作用可以形成于典型的伸展构造背景，如大陆裂谷带 （Pin et a1．，1993）和弧后盆地 （Hochstaedter et al．，1990）。乌郎组火山岩形成于大陆裂谷还是弧后盆地是正确认识本区大地构造演化的重要指标。借助玄武岩的主微量元素特征，可以判别岩石形成的构造环境，在Ti－Zr－Sr图解 ［图3－28（a）］和Mn O－Ti O2－P2O5图解 ［图3－28（b）］上岩石都落在钙碱性玄武岩区。

酸性火山岩通过Rb－（Nb＋Y）图解和R1－R2图解 （图3－29）判断，区内乌郎组酸性端元岩石均落在碰撞后及非造山或造山后的区域。结合乌郎组内双峰式火山岩及利用玄武岩判别图得出的钙碱性玄武岩的认识，可以认为乌郎组岩石形成于造山后构造环境。

图3－28 Ti－Zr－Sr图解 （a）和Mn O－Ti O2－P2O5图解 （b）

图3－29 Rb－（Nb＋Y）图解 （a）和R1－R2图解 （b）