2012, Vol. 28
2. 中国石油新疆油田公司勘探开发研究院，克拉玛依 834000;
3. 中国科学院地质与地球物理研究所，北京 100029
2. Institute of Exploration and Development of Xinjiang Oil Field Company,Karamay 834000,China;
3. Institute of Geology and Geophysics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100029,China
准噶尔盆地是中亚地区一个大型的含油气盆地，也是中亚型盆地-造山带体系的重要组成部分(Coleman，1989；Sengor et al.，1993)，进入到21世纪以来，准噶尔盆地的构造演化倍受学者关注，随之涌现出众多科研成果。一直以来，研究多集中于盆地周边的几条蛇绿岩带(李锦轶，1995；何国琦等，2001，2007)，而对盆地内部火山岩及构造环境研究涉及不多，仅有少许报道(王方正等，2002；郝建荣等，2006；吴小奇等，2009)。已有的盆内研究对象多集中在盆地北部陆梁隆起地区，该地区发育大量的石炭系火山岩，晚石炭世巴塔玛依内山组形成了一套火山岩-沉积岩-火山岩组合，对于目前钻遇的石炭系上火山岩段的成因研究存在较大的争议，多数人根据岩石学、地球化学以及地球物理等方面的研究，认为是陆内裂谷环境的产物(况军，1993；王方正等，2002；吴小奇等，2009)；也有人认为其形成于岛弧环境(张顺存等，2008)。另外，准噶尔盆地的基底性质也是一个长期争论不休的焦点问题，基底究竟是陆壳(李锦轶等，1990，2000；梁云海等，2004；张季生等，2004)、洋壳(Coleman，1989；肖序常等，1992)还是岛弧拼接地体(郑建平等，2000；龙晓平等，2006；袁超等，2006)至今悬而未决，最近也有学者认为是准噶尔盆地基底是奠基在前奥陶纪陆壳基底上的古生代岛弧(李亚萍等，2007)。从众多的分歧中不难看出准噶尔盆地形成与演化的具有多期性和复杂性。不同时期的火山岩构造环境研究还造成人们对准噶尔地区石炭纪的构造格局产生了分歧，主要表现为两种观点：一些学者认为是残留海或海相前陆盆地(赖世新等，1999)；另有一些学者认为是造山期后的裂陷槽(肖序常等，1992；陈发景等，2005)。针对上述一些问题，我们对克拉美丽气田滴西17井石炭系玄武岩的岩石学、地球化学以及构造环境进行分析，进而讨论石炭系火山岩的源区特征，通过与前人的对比研究来限定和揭示准噶尔盆地石炭纪构造环境，以期为深入探讨准噶尔盆地构造演化与基底性质提供新的依据。
1 区域地质背景研究区位于准噶尔盆地东部克拉美丽山前滴南凸起带上(图 1)，大致呈东西向展布，东部与克拉美丽山相连，北部与滴水泉凹陷和滴北凸起接壤，南邻东道海子凹陷和五彩湾凹陷。
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图 1 克拉美丽气田滴西17井构造位置与地层综合柱状图 Fig. 1 Tectonic position and comprehensive stratigraphic column of well-Dixi17 |
从盆地的形成及演化来看，准噶尔盆地主要经历了海西、印支、燕山及喜马拉雅四期构造运动，由于各期构造运动在区内表现形式及强弱的不同，造成了地层的分布及构造特征存在一定的差异。石炭纪的构造演化表现为:在早晚石炭世都经历了拉张-挤压的演化阶段。通过研究区内钻井资料显示(王东良等，2008)，以及东侧克拉美丽山地层的出露情况来看，本区发育的最古老地层为泥盆系，向上还发育有石炭系塔木岗组、滴水泉组、巴塔玛依内山组(以下简称巴山组)以及石钱滩组，其内部均为不整合接触。塔木岗组为一套含陆源碎屑物质和火山碎屑物质的滨海-海陆交互相沉积；滴水泉组为一套含陆源碎屑物质的浅海沉积；巴塔玛依内山组为一套含火山碎屑物质夹陆源碎屑物质的海陆交互相沉积；石钱滩组为一套含陆源碎屑物质的海相和陆相沉积(况军，1993)。巴塔玛依内山组在盆地内部克拉美丽地区滴西17井中也发育，分为三个亚组：下巴山组岩性以中酸性岩类为主，目前钻遇131m厚；中巴山组岩性为中酸性岩类的凝灰质粉砂岩、细砂岩、凝灰岩、以及少量的黑色泥岩；上巴山组岩性为中基性的玄武岩、安山质玄武岩，中间夹有少量的凝灰岩和火山角砾岩，主要以基性岩类为主。
克拉美丽气田巴山组玄武岩分布极为广泛，本次研究的5块样品均取自滴西17井岩心，从钻井剖面来看(图 1)，滴西17井共钻遇503m，其中3608~4140m为石炭系(未穿)岩石，从底部向上部出现明显的上石炭统巴山组的火山岩-沉积岩-火山岩的旋回，上下两套火山岩岩性差别很大，中间出现一个很长的间歇期(沉积岩段)，整个巴山组火山岩被一套沉积岩分割为上下两个部分。下火山岩段(C2b1)呈现出两期火山活动，主要以灰白色的流纹岩为主，顶部出现少量灰白色砾岩；沉积岩段(C2b2)整体表现为火山过渡相和爆发相互层的特点，岩性主要以灰色-灰白色凝灰质砂岩，黑色泥岩，以及灰色凝灰岩为主，自下而上大体可分为三个沉积岩粒度旋回，第一个旋回位于3890~3982m处，向上表现为粒度逐渐变细，中间夹有一套黑色泥岩；第二个旋回位于3850~3890m处，主要呈现为凝灰质粉砂岩与灰色-深灰色凝灰岩互层，未见明显的粒度变化；第三个旋回位于3704~3850m处，向上整体表现为由粗变细的正序旋回，该段存在明显的凝灰岩-沉凝灰岩-砂岩的过渡沉积模式。上火山岩段(C2b3)出现三期火山活动，主要以基性岩为主，夹杂灰色-灰褐色凝灰岩，在岩性上与下火山岩段区别明显。本次研究的玄武岩样品采自上火山岩段的3634~3700m深度范围内，为第二期火山活动喷溢产物，其上下分别与另外两期的爆发相火山岩相接触。
2 岩相学特征对研究区钻遇石炭系火山岩的滴西17井岩心手标本观察得出：岩石呈灰黑色，块状构造，比重较大，岩石表面可见细小的气孔-杏仁构造，岩石高角度裂缝和垂直裂缝较发育，多被方解石充填，岩石具中等程度绿泥石化。镜下薄片(图 2)观察，玄武岩呈似斑状结构，辉石含量45%~50%，长石含量40%左右，橄榄石含量5%~10%，并且明显可以看出，长石分为两个结晶世代，斑晶粒度在0.2~0.4mm，主要由大小不等的板柱状斜长石和单斜辉石组成，橄榄石较少，无辉石反应边，长石表面绢云母化，可清楚地看到聚片双晶，已蚀变的半自形粒状辉石及玻璃质脱玻析出的铁质和次生帘石分布于长石格架间，辉石蚀变较明显，以粒状充填于长石的间隙中，在单偏光镜下可明显分辨出深绿色的辉石颗粒，表面的绿泥石化使其几乎失去了消光现象，同时蚀变使辉石周围形成了一些次生孔隙，基质呈间粒结构，粒度几乎都小于0.1mm，主要由形状不规则柱状长石组成(图 2a)，斜长石呈杂乱排列，细小的辉石、磁铁矿等充填于相对较大的斜长石板条状微晶格架的空隙中。橄榄石斑晶蚀变强烈，全部暗化。岩石中存在杏仁体，含量在5%~10%左右，外形极不规则，被石英、绿泥石、沸石、方解石等矿物充填，杏仁体呈放射状，由边部向内生长。
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图 2 克拉美丽气田石炭系玄武岩岩相学特征 (a)-滴西17井3634~3636m，玄武岩镜下辉石蚀变较强；(b)-滴西17井3634~3636m，可见橄榄石颗粒；(c)-滴西17井3640~3642m，气孔构造明显；(d)-滴西17井3640~3642m，斜长石斑晶呈不规则柱状，杏仁构造发育.Cpx-单斜辉石;Pl-斜长石;Ol-橄榄石.(a、c)-单偏光;(b、d)-正交偏光 Fig. 2 Petrography features of Carboniferous basalt in Karamaili gas field (a)-3634~3636m in well-Dixi17,basalt is alterated strongly in the microscope;(b)-3634~3636m in well-Dixi17,olivine grain can be seen;(c)-3640~3642m in well-Dixi17,air voids is obvious;(d)-3640~3642m in well-Dixi17,plagioclase phenocrysts show irregular,almond tectonic development. Cpx-clinopyroxene; Pl-plagioclase; Ol-olivine.(a,c)-plane-polarised light;(b,d)-crossed-polarised light |
样品在分析前进行显微镜下矿物组成与结构观察，挑选未蚀变、风化的样品做进一步分析。适合分析的全岩样品手工粗碎至1~2cm，挑选出大约100g，用无污染刚玉碎样机粉碎至200目。每个样品缩分出两份准备进行岩石主微量组成分析。岩石的主量、微量和稀土元素分析是在中国地质大学(北京)测试中心测试完成的。主量元素测试是在美国Leeman公司生产的PS-950型等离子发射光谱仪上进行。微量元素测定美国安捷伦公司生产的Agilent7500a型离子质谱仪上进行，REE与其他微量元素分析样品由带钢套的聚四氟乙烯封溶样罐溶解样品。分析过程中使用美国地质调查局标样AGV2和中国地质大学测试中心岩石标样R1和R2进行分析质量监控。分析数据误差：Ni、Co、Cr、Sc介于10%~15%，其他元素小于10%。
4 地球化学特征 4.1 主量元素地球化学特征对取自滴西17井的玄武岩样品进行全岩化学分析(表 1)，该套玄武岩含有相对低的SiO2含量(45.39%~50.47%)，具有超基性岩-基性岩的过渡特征。样品中含有较高的TiO2(3.00%~3.63%)，P2O5(0.83%~1.03%)，中等含量的Al2O3(12.79%~15.03%)以及相对低的CaO(4.28%~9.51%)含量，MgO(2.38%~3.59%)含量。Mg值介于28~35之间，样品的全碱含量较高(K2O+Na2O=6.40%~7.42%)，里特曼指数均大于3.3，样品的LOI较高，后期蚀变可能对活动较强元素K、Na有一定的影响，但对于其它主微量影响很小，根据Winchester and Floyd(1976) 给出的碱性和亚碱性系列岩石碱度界限显示(图 3)，所有玄武岩显示为碱性系列岩石。在SiO2-Zr/TiO2岩石分类图解上(图 3)，样品点主要落在碱性玄武岩类的范围内，仅有少数样品落在亚碱性玄武岩区域。尽管该套玄武岩显示了富碱的特征，但主量元素K2O的含量很低(0.08%~1.03%)，所有样品的K2O/Na2O比值很低，介于0.01~0.03之间，以K2O、Na2O为端元组分分析，玄武岩显示出富钠特征，并且钠的含量远远超过于钾。对比前人(王方正等，2002)在陆梁隆起石炭纪晚期火山岩的地球化学分析数据，发现二者特征及其相近，同为钠质碱性玄武岩，反映同一期次的岩浆活动产物。另外，图 3显示陆梁隆起以及克拉美丽地区石炭系玄武岩具有与富铌玄武岩相似的主量元素特征(表 1)。
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图 3 克拉美丽气田石炭系玄武岩主量元素地球化学特征 (a)-火山岩SiO2-Zr/TiO2岩石分类图解(据Winchester and Floyd，1977)；(b)-火山岩的TiO2-Zr/P2 O5图解(据Winchester and Floyd，1976) Fig. 3 Major element features of Carboniferous basalt (a)-SiO2-Zr/TiO2 categories diagram of volcanic rock(after Winchester and Floyd,1977);(b)-TiO2-Zr/P2 O5 diagram of volcanic rock(after Winchester and Floyd,1976) |
克拉美丽气田滴西17井石炭系玄武岩稀土含量列于表 1，绘制的稀土元素球粒陨石标准化曲线见图 4。样品稀土总量变化于196.7×10-6~231.1×10-6之间，整体稀土曲线呈右倾式，轻稀土富集较为明显，(La/Yb)N变化范围为3.36~3.44；轻稀土和重稀土各自分馏不明显，分别介于(La/Sm)N=1.58~1.63、(Gd/Yb)N=1.61~1.68之间；所有玄武岩样品略显轻微或不显铕负异常(δEu变化于0.90~0.93之间)，而铈δCe=0.99~1.01未显示异常。
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表 1 克拉美丽气田石炭系玄武岩全岩主量(wt%)、微量(×10-6)元素分析结果 Table 1 Major elements(wt%)and trace elements(×10-6)analyses of Carboniferous basalt |
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图 4 克拉美丽气田石炭系玄武岩球粒陨石标准化稀土元素配分型式(a，标准化值据Taylor and Mclennan，1985)和MORB标准化微量元素蛛网图(b，标准化值据Pearce，1982) Fig. 4 Chondrite-normalized REE patterns (a,normalization values after Taylor and Mclennan,1985) and MORB-normalized trace element (b,normalization values after Pearce,1982) diagram of Carboniferous basalt |
玄武岩样品的微量元素分析结果见表 1，所有样品具有相似的Mg值，过渡族元素Cr、Ni、Co、Cu含量略低于陆梁隆起中部的石炭系火山岩(王方正等，2002)，但与准噶尔盆地北部富蕴县泥盆系富铌玄武岩相接近(张海祥等，2003)。样品中亏损Sr(79.00×10-6~135.8×10-6)，Cs(0.06×10-6~0.11×10-6)，Rb(0.43×10-6~1.97×10-6)，K等活动元素，却富集P，Th(3.13×10-6~3.74×10-6)，Zr(360×10-6~414×10-6)，并且出现Ba(49.5×10-6~249×10-6)的不同程度亏损。该样品含有相对高的高场强元素，Nb/Ta比值(14.70~14.99) 低于原始地幔值(17，Sun and McDonough，1989)，接近西天山阿拉套富铌玄武岩Nb/Ta比值(平均为15.9，赵振华等，2008)。陆梁隆起中部的石炭系火山岩Nb/Ta比值(13.65~38.89) 较高，可能是由于Nb的含量较高造成的。在MORB标准化的微量元素蛛网图上(图 4)，岩石明显相对亏损大离子亲石元素(如K、Rb、Sr)，富集高场强元素，Nb、Ta表现为轻微的亏损。元素含量整体高于大洋中脊玄武岩、 总体特征与板内玄武岩更接近，但同时微量元素标准化图解也与典型富铌玄武岩相似，不同的是本区样品中大离子亲石元素含量偏低。
5 讨论 5.1 源区特征克拉美丽气田滴西17井石炭系玄武岩样品有一定的Sr亏损和负铕异常，表明岩浆很可能经历了低压下斜长石分离结晶，与岩浆在较深的位置发生分异作用的元素特点相一致，分异很可能发生在源区附近，除了一个样品相对低以外，其它样品Mg值变化于28~35之间，均低于原始岩浆的参考值65(邱家骧，1991)，也表明这些玄武岩是原始岩浆经历了一定程度的分异作用后的产物，而且已发生了较强的演化。LREE相对于HREE富集，Y、Yb相对于Ti、Zr的亏损，(La/Yb)N接近于4，推断可能玄武岩形成于含石榴石的源区，因为石榴石对Y，Yb有富集作用(Sajona et al.,2000) 。另外，玄武岩钛含量很高，也表明其主体部分是在石榴石橄榄岩稳定域内熔融的(姜寒冰等，2009)。
本区玄武岩样品最显著的特征是具有较高的Nb含量(14.86×10-6~17.47×10-6)，明显高于N-MORB(2.3×10-6)；原始地幔标准化的(La/Nb)PM比值均小于2.0，介于1.84~1.89之间；大离子亲石元素相对亏损，富集高场强元素；相对高的TiO2含量和低的LILE/HFSE和HREE/HFSE比值，岩石的整体特征与典型的富铌岛弧玄武岩相近(Sajona et al.，1996)。一般来说，富铌玄武岩的总体特征接近于OIB，而克拉美丽气田石炭系玄武岩的Nb/U比值介于10.07~12.48之间，远远低于典型的OIB比值(Nb/U=47，Hofmann et al.，1986)。因此，研究区样品不能完全归类于富铌玄武岩的范畴。同时，样品的Ba/La值变化于1.56~9.26之间，整体小于10，远远低于与板块俯冲作用有关的岛弧火山岩的Ba/La值(大于30)(Ajaji et al.，1998)；相对亏损LILE、高TiO2(3.00%~3.63%)的特征也区别于岛弧玄武岩(＜1.0) 。不相容元素整体高于陆梁隆起中部的石炭系火山岩，Nb/La比值(约0.56) 小于1.0，高场强元素Nb、Ta相对于碱土金属(Ba)和LREE的亏损不明显，表明本区玄武岩受到了低Nb组分混染的影响，在大陆增生的过程中，岛弧岩浆和大陆地壳物质都具有低Nb、Ta的地球化学特征(Plank，2005)。研究区样品LREE含量低，La/Sm比值介于2.51~2.60，远远小于4.5，表明该玄武岩样品未遭受地壳物质混染。最新研究表明：未受到地壳混染的大陆玄武岩与岛弧富铌玄武岩有相似的板内原始地幔标准化不相容元素配分型式(夏林圻等，2009)。一般来说，板内玄武岩的Nb等高场强元素含量很高，那么本区玄武岩样品弱的Nb、Ta的负异常以及相对高的Th(3.13×10-6~3.74×10-6)含量表明玄武岩浆中可能有消减带的沉积物加入或者来自于早期岛弧岩浆成分的混染。
与N-MORB相比，Ti含量偏高，富集LREE、HFSE，Ti/V和Zr/Y比值高，这与大陆裂谷玄武岩相似(Hildreth et al.,1991) ，裂谷环境火山岩主要以碱性岩为主，样品较低的Y/Nb比值也符合碱性玄武岩的特征。高场强元素是稳定的微量元素，在蚀变的过程中不受任何影响。
另外，元素的含量常受到分离结晶作用、流体作用的影响，而元素比值可以有效的减小这种影响。Th/Nb是有效的环境判别指标，本区玄武岩Th/Nb比值(0.21~0.22) 与大陆板内裂谷火山岩相当。从大的区域背景上看，三塘湖盆地、吐哈盆地、塔里木盆地以及四川盆地峨眉山玄武岩等均发育板内火山岩。图 5中大部分构造判别图解显示克拉美丽气田石炭系玄武岩来自于板内环境，但在Hf-Th-Ta图解中也表现出岛弧火山岩的特征。东准噶尔克拉美丽缝合带在早石炭世已经闭合，表明在火山喷发时并非与俯冲作用有关。因此，克拉美丽气田滴西17井石炭系玄武岩更可能形成于碰撞造山作用后的伸展背景下，Nb、Ta、Ti亏损的特征是受到消减带或岛弧岩浆的混染的结果。
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图 5 克拉美丽气田石炭系玄武岩微量元素构造判别图解 (a)-Hf-Th-Ta图解(据Pearce，1990):A-亏损型洋中脊拉斑玄武岩；B-富集型洋中脊拉斑玄武岩；C-板内碱性玄武岩；D-岛弧玄武岩；(b)Ti-Zr-Y图解(据Pearce，1990):D-板内玄武岩; B-洋中脊玄武岩;A和B-岛弧拉斑玄武岩；B和C-钙碱性玄武岩；(c)-Zr/Y-Zr构造判别图解(据Pearce and Norry，1979)；(d)-玄武岩Ti-Zr构造环境判别图(据Pearce，1982) Fig. 5 Tectonic setting discrimination diagram with trace elemental plots of basalt (a)-diagram of Hf-Th-Ta(after Pearce,1990):A-depleted mid-oceanic ridge tholeiite;B-Enriched mid-oceanic ridge tholeiite;C-within-plate alkaline basalt;D-island arc basalt;(b)-diagram of Ti-Zr-Y(after Pearce,1990):D-within-plate basalt;B-mid-oceanic ridge basalt;A and B-island arc tholeiite;B and C-Calc-alkaline basalt;(c)-tectonic discrimination diagram of Zr/Y-Zr(after Pearce and Norry,1979);(d)-tectonic setting discrimination diagram of basalt Ti-Zr(after Pearce,1982) |
石炭纪是准噶尔盆地发展史中一个极为重要的时期。晚泥盆世末的构造运动相对比较稳定，地壳以不均衡升降运动为主，陆地范围不断扩大，形成海退环境。古亚洲洋范围进一步变窄，海水变浅。由于构造运动剧烈，各板块间相互挤压碰撞，大规模的褶皱造山运动，不但波及到盆地周围造山带，而且使盆地内部大部分地区接受沉积。该时期几条主要断裂带继续活动并控制着盆地内部及其邻区的沉积环境，克拉美丽-三个泉-达尔布特断裂带作为其中一支，在盆地石炭纪构造演化过程中较为活跃，造成陆梁隆起的海陆交互相构造格局。
陆梁隆起是准噶尔盆地北部的一个大型的断裂隆升带，呈北西向展布，东部与克拉美丽蛇绿岩带相接，向西延伸至达尔布特蛇绿岩带，整个克拉美丽-三个泉-达尔布特东西相带可能构成了一条隐伏的地壳拼接带(况军，1993；翟光明等，2002；何登发等，2005)。以往的研究多借助于沉积、重磁等手段，尚缺少断隆带拼合性质的地球化学证据。通过与陆西地区石炭系火山岩的对比研究，克拉美丽气田石炭系玄武岩具有陆梁隆起中部地区火山岩(王方正等，2002)具有相似的地球化学特征，从而验证了盆地北部板内裂谷火山岩的带状分布特征。
克拉美丽地区玄武岩的研究为揭示了准噶尔盆地石炭纪构造演化提供了新的证据(图 6)，在早石炭世，盆地内部克拉美丽残余洋盆仍处于收缩阶段，洋壳继续向南北两侧俯冲，分别在三个泉地区(另文发表)和乌伦古地块南缘(Yang et al.， 2011) 形成火山弧。已有的地质研究资料表明，克拉美丽蛇绿岩带中含有早石炭世的放射虫化石(李锦轶等，1990；舒良树和王玉净，2003)，此外，石炭纪晚期的花岗质岩基切穿了蛇绿岩带，由此可推断克拉美丽洋盆应该在早石炭世末期关闭(李锦轶，1995)。在晚石炭世早期到晚石炭世巴山组下火山岩段(C2b1)形成的阶段，随着克拉美丽洋的关闭，南北两侧板块的碰撞使岩石圈不断的增厚，在此期间，莫索湾岛弧带逐渐向南迁移，同时在莫索湾岛弧带与三个泉岛弧带之间形成弧间残余陆表海。在晚石炭世巴山组沉积期(C2b2)形成海相沉积，由此在巴山组沉积岩段形成了一套黑色泥岩。晚石炭世巴山组上火山岩段形成时期(C2b3)，在断陷作用下岩石圈减薄，使上地幔物质熔融诱使地壳出现断裂形成“裂谷带”，陆梁隆起中部地区的双峰式火山岩可能是后碰撞伸展环境下代表性的产物。
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图 6 准噶尔盆地腹部石炭纪构造演化 Fig. 6 Carboniferous tectonic evolution in center region of the Junggar basin |
前人将准噶尔盆地腹部石炭系作为基底，其性质问题一直以来被人们所关注，准噶尔盆地陆梁隆起中西部地区三个钻孔岩心开展的研究，初步揭示了盆地内部的岩石组成信息，玄武岩的具有富铌特征，其εNd(t)(+7.2~+8.4) 值较高，而Th/Nb(小于1.0) 比值很低，很难用地壳混染来解释(袁超等，2006)，而且Th含量与Th/Nb比值间呈正相关，也表明玄武岩未遭受地壳混染和受到轻微地壳混染，区别于富Nb岛弧玄武岩(Th含量与Th/Nb比值间却呈负相关，夏林圻等，2009)。因此将克拉美丽气田石炭系玄武岩的岛弧特征解释为弧组分的混染更为合理。已有的研究表明：在五彩湾石炭系火山岩也存在弧组分的混染(吴小奇等，2009)。郑建平等(2000) 对准噶尔基底火山岩的Nd、Sr同位素组成研究认为，准噶尔盆地基底可能由分属哈萨克斯坦板块、塔里木板块和西伯利亚板块外围的岛弧体系拼合而成。研究区样品与陆西地区玄武岩同处于东西向带上，并且岩石地球化学特征显示其带有岛弧岩浆混染的痕迹，进一步支持了准噶尔盆地岛弧拼接基底的观点。
6 结论准噶尔盆地腹部克拉美丽气田滴西17井石炭系巴山组上火山岩段玄武岩具有较高的Na20含量，K2O/Na2O比值却很低，较高的TiO2和P2O5含量，低程度的轻稀土富集，高的Nb含量(14.86×10-6~17.47×10-6)，原始地幔标准化的(La/Nb)PM比值均小于2.0，整体特征接近富铌玄武岩，样品略显铕的负异常，未见明显的铈异常；微量元素MORB标准化蛛网图表现为大离子亲石元素相对亏损，高场强元素富集的特征，曲线整体表现为隆起状，与板内玄武岩曲线特征十分吻合。但较高的不相容元素含量，较低的Th/Nb比值以及类似岛弧火山岩的特征显示出该玄武岩为遭受到弧组分混染的后碰撞伸展环境下的产物。综合分析认为，在早石炭世，盆地腹部克拉美丽气田地区仍存在消亡期小洋盆，洋盆的消减造成三个泉和乌伦古地区发育岛弧岩浆活动。在早石炭世末期，洋盆闭合。石炭纪晚期三个泉和乌伦古两个岛弧带拼接到一起，使陆梁隆起地区岩石圈增厚，后期的重力均衡造成岩石圈发生伸展减薄，产生的区域伸展环境下的岩浆在上升过程中受到先存弧组分的混染，形成了这套玄武岩；前人多将石炭系作为盆地的基底，样品具有与陆西地区石炭系玄武岩相似的地球化学特征，并带有弧组分的烙印，支持了准噶尔盆地的岛弧拼接基底观点，从而认为早石炭世准噶尔盆地可能存在多岛构造格局。
致谢 中国地质大学(北京)张长厚教授、西北大学张成立教授和匿名审稿人对初稿提出了宝贵的修改意见和建议；中国地质大学(北京)实验中心对样品分析测试给予大力帮助；文中参考了中国石油新疆油田公司的测井剖面、岩心；在此一并表示衷心感谢！| [] | Ajaji T, Weis D, Giret A and Bouabdellah M. 1998. Coeval potassic and sodic calc-alkaline series in the post-collisional Hercynian Tanncherfi intrusive complex, northeastern Morocco: Geochemical, isotopic and geochronological evidence. Lithos , 45 (1-4) :371–393. DOI:10.1016/S0024-4937(98)00040-1 |
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