高玲玲　夏芳　李順達　陳川

摘? 要：新疆阿舍勒盆地中阿舍勒組火山巖主要為英安質、流紋質火山角礫巖，凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r等火山角礫巖及火山熔巖，頂部為玄武巖及碧玉巖、灰?guī)r。玄武巖虧損Nb，Ta，Ti等高場強元素，富集Ba，Th，U，Sr等大離子親石元素，具島弧玄武巖特征;英安巖為鈣堿性系列，富集Rb，Ba，Th，U等大離子親石元素，Nb，P，Ti虧損十分明顯，具火山弧英安巖特征。玄武巖和英安巖中分別獲得（387±2.8） Ma和（398.1±6.9） Ma的鋯石U-Pb年齡。Hf同位素研究表明，玄武巖、英安巖物質主要來自虧損地幔，受部分熔融地殼的混染。地球化學特征顯示，早中泥盆世阿舍勒組火山巖形成于俯沖構造環(huán)境。

關鍵詞：阿爾泰;阿舍勒組;鋯石U-Pb測年;地球化學;構造背景

阿舍勒盆地經歷了震旦紀—古生代洋盆形成、俯沖、閉合演化階段，中生—新生代陸內造山演化階段，其中泥盆紀早期，陸緣邊緣裂解，弧后盆地形成[1-7]。在構造背景方面仍存在較大爭議，有些學者認為其形成于斷裂大陸邊緣[8];也有學者認為是一個活躍的弧后盆地或島弧系統(tǒng)[9-11];或是在活動大陸邊緣，洋脊俯沖[12-13]。本文通過阿舍勒盆地內阿舍勒組火山巖鋯石U-Pb年代學、巖石地球化學、鋯石Hf同位素研究，查明火山巖形成時代、物質來源及構造環(huán)境，以期對阿舍勒盆地及阿爾泰南緣的構造演化研究提供有益資料。

1? 地質概況

阿舍勒盆地位于新疆西北部，構造位置處于中亞造山帶西部，即西伯利亞板塊與哈薩克斯坦-準噶爾板塊碰撞對接地區(qū)（如圖1-a）。阿舍勒組分布于阿舍勒火山沉積盆地，總體近NW向分布。盆地出露地層主要有上志留—下泥盆統(tǒng)康布鐵堡組;下—中泥盆統(tǒng)托克薩雷組;下—中泥盆統(tǒng)阿舍勒組;中—上泥盆統(tǒng)阿勒泰鎮(zhèn)組;上泥盆統(tǒng)齊也組，與上覆及下伏地層均呈角度不整合接觸;下石炭統(tǒng)紅山嘴組和新生界。盆地內構造發(fā)育，瑪爾卡庫里斷裂從研究區(qū)西南經過，且發(fā)育有阿舍勒復式向斜，北東部和東部分別有阿舍勒巖體和哈巴河巖體（圖1-b）。

阿舍勒組分為兩個巖性段：第一巖性段巖性主要為英安凝灰?guī)r、沉凝灰?guī)r、火山凝灰?guī)r、含角礫晶屑凝灰?guī)r、頂部夾灰?guī)r透鏡體;第二巖性段巖性主要以變凝灰?guī)r、角礫凝灰?guī)r為主，頂部為玄武巖及碧玉巖、灰?guī)r?？偟膩碚f，阿舍勒組巖石由早到晚巖漿演化呈現出酸性-中性-基性的變化趨勢。

2? 樣品采集及分析測試

樣品采自阿舍勒組第一巖性段英安巖和第二巖性段玄武巖（圖1）。玄武巖呈塊狀、斑狀結構，巖石由斑晶和基質兩部分組成，斑晶由半自形板狀、板條狀斜長石及半自形-他形柱粒狀輝石組成，巖石內發(fā)育杏仁體，不規(guī)則狀，定向分布;英安巖呈塊狀構造，斑狀結構，基質為隱微晶狀結構。斑晶為斜長石、鉀長石、石英，局部可見暗色礦物假象。基質由長英質和新生礦物組成（圖2）。

主微量元素及稀土元素在澳實分析檢測（廣州）有限公司測試完成。主量元素和痕跡元素分析精度分別優(yōu)于5%、10%。鋯石CL陰極發(fā)光圖像、U-Pb定年和Hf同位素在北京燕都中實檢測技術有限公司測試。應用標準鋯石91 500進行同位素質量分餾校正[14]。U-Pb諧和圖分析數據誤差為2σ，加權平均年齡的置信水平是95%[15]。基于Andersen提出的方法對普通鉛進行校正[16]。Lu-Hf同位素分析標樣使用GJ1作為參考物質，相關儀器運行條件及詳細分析流程見文獻[17]。

3? 地球化學特征

3.1? 主量元素

阿舍勒盆地由于受到復雜的構造運動，巖石普遍發(fā)育不同程度的變質和蝕變作用。因此，火山巖樣品的燒失量較高，變化范圍介于2.52%～6.43%之間，玄武巖因碳酸鹽化強烈，燒失量最高，為5.85%～6.43%。在討論主量元素地球化學特征時已合理說明，且重新百分化。

玄武巖和英安巖主量元素分析見表1。玄武巖SiO2含量為44.72%～46.25%，具較高的Cr（230×10-6～240×10-6）和Ni（62.9×10-6～64.6×10-6）含量。MgO（9.25×10-6～9.66×10-6）含量較高，鎂指數值介于66.9～68.2之間。Al2O3含量為19.69%～20.02 %。Na2O的含量遠高于K2O， 在TAS圖解中，樣品均落入玄武巖范圍（圖3-a）。A/CNK值為1.24%1.37，屬過鋁質。

英安巖SiO2含量為64.96%～65.71%，MgO（3.50%～3.74%）含量較高，鎂指數為52.7～53.5。Al2O3含量為13.58%～14.36%。Na2O的含量遠高于K2O。在TAS圖解中，均落入英安巖范圍內（圖3-a），在SiO2 -K2O圖解中屬鈣堿性系列（圖3-b）。里特曼指數介于1.08～1.26，小于3.3，屬鈣堿性巖。A/CNK值為0.99～1.20。

3.2? 微量及稀土元素特征

玄武巖為相對弱富集輕稀土、虧損重稀土元素的平坦型，（La/Yb）N和La/Yb比值分別為0.71～0.99和0.99～1.49。球粒隕石標準化稀土元素圖解中，表現出弱的正銪異常（圖4-a），Eu/Eu*=1.02～1.08。原始地幔標準化微量元素分布曲線圖解顯示（圖4-b），玄武巖富集大離子親石元素K，Ba，Sr，虧損高場強元素Ta，Nb，Ti。

英安巖相對富集輕稀土元素、虧損重稀土元素，（La/Yb）N和La/Yb比值分別為8.06～11.03和2.35～2.52。在球粒隕石標準化稀土元素圖解中，表現出弱的負銪異常（圖4-c），Eu/Eu*=0.96～1.02。在原始地幔標準化微量元素分布曲線圖解中，英安巖富集大離子親石元素K，Rb，Ba，Sr，虧損高場強元素Ta，Nb，Ti（圖4-d）。

4? 鋯石U-Pb年代學

玄武巖、英安巖鋯石顆粒呈無色短柱狀或板狀，長軸變化于50～200 μm，長短軸之比為1：1～3：1（圖2）。大多數結晶較好，顯示出巖漿鋯石震蕩環(huán)帶特征[18]。玄武巖共有13個測點，分析結果列于表2。樣品中Th，U含量低，Th/U比值變化范圍在0.46～1.4之間，顯示了巖漿鋯石Th/U值的典型特征[19]。有效分析點206Pb/238U年齡比較集中，在383～390 Ma范圍內，鋯石的諧和圖上諧和性較好，加權平均年齡（387±2.8） Ma（MSWD=0.19），代表玄武巖的成巖年齡（圖5-a）。英安巖10個測點分析見表2。Th/U為0.39～1.02，206Pb/238U年齡在385～408 Ma范圍內，加權平均年齡（398±6.9） Ma，代表英安巖的成巖年齡（圖5-b）。

5? Hf同位素

鋯石Hf同位素分析結果見表3。玄武巖共有10個分析點，176Yb/177Hf和176Lu/177Hf的值分別為0.031 605～0.115 235和0.001 130～0.004 132，

εHf（t）值介于4.69～9.45，對應TDM2模式年齡為775～1081 Ma。英安巖共有6個分析點，176Yb/177Hf和176Lu/177Hf的值分別為0.027 714～0.067 268和0.001 070～0.002 409，εHf（t）值介于2.87～3.73，對應TDM2模式年齡為1 140～1 195 Ma。

在地殼和地幔中Lu/Hf比值不同，因此，來自地殼和地幔的巖漿就具有不同的Hf同位素組成[20]。εHf（t）值指示了虧損地幔與古老地殼的混合情況，其變化程度是由古老地殼和虧損地?；旌媳葲Q定[21]。另外，基性巖Hf同位素模式年齡與其形成年齡接近，說明基性巖來源于虧損地幔，若Hf模式年齡明顯大于其形成年齡，說明巖漿源區(qū)受到地殼物質混染或來自于富集型地幔。花崗質巖石成巖物質主要來自地殼巖石部分熔融，所以Hf模式年齡要遠大于成巖年齡。若Hf模式年齡與成巖年齡相近，則表明地殼源區(qū)是新生的[22]。鋯石的Lu-Hf同位素系統(tǒng)可以對巖漿來源及巖石成因有很好的解釋[23，24]。由此可以看出，玄武巖、英安巖的物質來源于虧損地幔并受部分熔融地殼的混染。

6? 討論

6.1? 成巖構造環(huán)境

阿舍勒組玄武巖、英安巖具島弧火山巖的典型特征，微量元素和稀土元素蛛網圖顯示，玄武巖屬低鈦拉斑玄武巖。其中玄武巖Ti/V為2.43～2.87，Zr/Y為1.81～1.97和Zr/Nb為36.3～41.1，與島弧玄武巖的特征一致（Ti/V<20，Zr/Y<3和25

前人研究發(fā)現，阿舍勒組海相火山巖中有一套富鎂火山巖系[25-26]。英安巖具高硅、富鈉、鈣堿性特征，與高鎂安山巖有相似特征。在SiO2-MgO圖解中，樣品數據都落在高鎂安山巖附近（圖7-a）。高鎂安山巖的形成常常被認為與年輕的或熱的板片俯沖有關[27-28]，高鎂安山巖可以分為贊岐巖、埃達克巖、玻安巖等[29-32]。在判別圖解中，英安巖的所用樣品均落在贊岐巖范圍內（圖7-b，c），贊岐巖被認為是地幔橄欖巖與俯沖洋殼板片或沉積物部分熔融的硅質流體所產生的[33]。所以，英安巖具沉積物流體與俯沖板片流體的共同特征。

阿舍勒組英安巖與俯沖帶島弧巖漿巖的地球化學性質相似。在英安巖Rb-Yb+Ta的判別圖解中，數據點都落入火山弧花崗巖區(qū)域中（圖7-d），說明英安巖形成于島弧環(huán)境。另外，考慮到阿舍勒組火山巖與沉凝灰?guī)r、正常沉積的碎屑巖、大理巖、硅質巖等共生，后者巖石的存在顯示，它們形成于一個海底沉積盆地環(huán)境。綜上所述，早—中泥盆世阿舍勒組巖石形成于一個大洋弧的前弧盆地。

6.2? 物質來源

阿舍勒組玄武巖和英安巖均屬亞堿性拉斑系列，Al2O3含量較高，為鋁過飽和，為一套富鎂系列的火山巖。稀土元素具相對富集輕稀土元素、虧損重稀土元素，銪異常均不明顯，Th/Ta比值高等特點。據玄武巖、英安巖微量元素及稀土元素分布模式圖，可推測其具同源區(qū)特點，可能都起源于富集地幔，為玄武巖巖漿經結晶分異的產物。另外，據玄武巖鋯石Hf同位素測試結果可知，玄武巖來源于虧損地幔，且?guī)r漿源區(qū)受到過地殼物質的混染。

7? 結論

（1） 阿爾泰南緣阿舍勒盆地中阿舍勒組第二巖性段玄武巖鋯石U-Pb年齡為（387±2.8） Ma，第一巖性段英安巖年齡為（398.1±6.9） Ma。

（2） 鋯石Hf同位素表明，阿舍勒組火山巖源于虧損地幔，并受部分熔融地殼的混染。

（3） 巖石地球化學表明，在早—中泥盆世，阿舍勒盆地構造為大洋島弧環(huán)境。

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