岩石学报  2012, Vol. 28 Issue (4): 1225-1237   PDF    
引用本文
李永军, 杨高学, 李鸿, 金朝, 葛海影, 林列全. 2012. 新疆伊宁地块晚泥盆世火山岩的确认及其地质意义. 岩石学报, 28(4): 1225-1237  
LI YJ, YANG GX, LI H, JIN Z, GE HY and LIN LQ. 2012. Confirmation of Devonian volcanic rocks from Yining block, Xinjiang and its geological significations. Acta Petrologica Sinica, 28(4): 1225-1237(in Chinese with English abstract)   
新疆伊宁地块晚泥盆世火山岩的确认及其地质意义
李永军1, 杨高学1, 李鸿2, 金朝1, 葛海影1, 林列全2     
1. 长安大学地球科学与资源学院, 西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室, 西安 710054;
2. 新疆地质矿产勘查开发局第九地质大队, 乌鲁木齐 830000
2011-11-21 收稿; 2011-12-16 改回.
基金项目: 本文受国家自然科学基金项目(40534020) 和新疆维吾尔自治区区域地质矿产调查项目(XJQDZ2007-06) 联合资助
第一作者简介: 李永军，男, 1961年生，教授，博导，主要从事构造地质学、区域地质调查及地球探测信息研究, E-mail: yongjunl@chd.edu.cn
摘要: 最新发现的泥盆纪火山岩位于西天山伊犁地块北缘，主要岩石组成为流纹岩，英安岩夹少量安山岩。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示，尼勒克北流纹岩类的形成时代一致，分别为369.7±4.9Ma，363.4±2.5Ma，均为晚泥盆世。岩石SiO2含量较高且变化范围较宽，Al2O3含量较高，富碱，贫镁和钙，高FeOT/MgO+FeOT比值，低TiO2，里特曼指数δ较小(1.09~2.88)，A/CNK值变化较大(0.8~1.46)，属于钙碱性过铝-准铝质低钛流纹岩类。稀土元素总量(∑REE) 变化较大(80.66×10-6~241.8×10-6)，稀土配分模式为轻稀土富集右倾((La/Yb)N=5.96~7.82)，铕负异常明显(Eu/Eu*=0.47~0.86)，相对富集Rb、Th、K等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素，较高的Rb/Sr、Nb/Ta和Th/Ta比值(分别为0.18~5.15，11.18~13.96，3.54~9.5)，较低的Ti/Zr、Ti/Y及Ta/Yb比值(分别为4.95~25.79，43.7~295.5，0.45~1.29)，这些地球化学特征表明其可能为上地壳部分熔融的产物，源区残留物组成可能为斜长石和角闪石，同时显示其具有大陆边缘弧亲缘性，这与西天山在早石炭世处于岛弧环境相匹配，即在晚泥盆世-早石炭世期间，准噶尔洋向伊犁-中天山地块之下发生俯冲，形成了伊犁地块北缘的大陆边缘弧岩浆带。尼勒克北晚泥盆世流纹岩类成岩时代的确定及构造环境分析为进一步认识伊犁地块北缘地区的构造演化提供了新的证据。
关键词: 泥盆纪火山岩     锆石U-Pb定年     地球化学     构造环境     伊宁地块    
Confirmation of Devonian volcanic rocks from Yining block, Xinjiang and its geological significations
LI YongJun1, YANG GaoXue1, LI Hong2, JIN Zhao1, GE HaiYing1, LIN LieQuan2     
1. Key Laboratory of Western China’s Mineral Resources and Geological Engineering, Ministry of Education, Earth Science & Resources College of Chang'an University, Xi'an 710054, China;
2. No.9 Geological Party, BGMERD of Xinjiang, Urumqi 830000, China
Abstract: Newly discovered Devonian volcanic rocks occur on north margin of the Yili plate, western Tianshan, including rhyolite, dacite and a small amount of andesite. High-precision zircon LA-ICP-MS U-Pb dating results show that weighted mean 206Pb/238U ages of 369.7±4.9Ma and 363.4±2.5Ma for the rhyolite, corresponding to the Late Devonian. Petrogeochemistry analyses suggest the north Nileke rhyolite belong to calc-alkaline peraluminous-metaluminous rhyolitic rocks with low Ti, which is characterized by high and wide silica, high aluminum and alkaline, low magnesium and calcium, high FeOT/MgO+FeOT ratio, low Rittman index (δ=1.09~2.88) and wide A/CNK (0.8~1.46). The rocks also have relatively high total Rare Earth Element (REE) content (∑REE=80.66×10-6~241.8×10-6) with LREE-rich patterns ((La/Yb)N=5.96~7.82) of chondrite-normalized and significant negative Eu anomalies (Eu/Eu*=0.47~0.86). The rocks enriched in large ion lithophile elements such as Rb, Th and K, strongly depleted high strength field elements such as Nb, Ta and Ti, with relatively high Rb/Sr, Nb/Ta and Th/Ta ratios (0.18~5.15, 11.18~13.96, 3.54~9.5, respectively) and low Ti/Zr, Ti/Y and Ta/Yb ratios (4.95~25.79, 43.7~295.5, 0.45~1.29, respectively). The geochemical characteristics indicate that the rocks may be partial melting of the upper crust, with the source composed of plagioclase and hornblende, also show their affinity with the continental margin arc, this is consistent with the Early Carboniferous island arc setting in the western Tianshan. That is to say, the Junggar Ocean southward subducted to the Yili-Central Tianshan plate in the Late Devonian-Early Carboniferous Period, forming island arc magmatic belt in northern margin of the Yili plate. The age and tectonic setting of the north Nileke Late Devonian rhyolite provided new evidence for further understanding for tectonic evolution of northern margin in the Yili plate.
Key words: Devonian volcanic rocks     Zircon U-Pb dating     Geochemistry     Tectonic setting     Yining block    
1 引言

西天山造山带位于中亚造山带的西南缘(Jahn et al.，2000)，是在古生代由塔里木和西伯利亚板块之间的古亚洲洋的消减闭合，塔里木、准噶尔和哈萨克斯坦板块的俯冲消减及拼贴增生所形成(图 1a；Coleman，1989；Windley et al.，1990；Sengör et al.，1993；Gao et al.，1998；Xiao et al.，2004；Qian et al.，2009)。但目前天山造山带的形成和演化还存在不同认识：一是古生代北天山洋最终闭合的时限是在早石炭世晚期(李永军等，2010)或晚石炭-早二叠世(Windley et al.，1990；Xiao et al.，2004；Wang B et al.，2007)，还是在石炭纪之前(Xia et al.，2004；Han et al.，2010)；二是天山北部石炭纪是岛弧环境(Zhu et al.，2005；Zhang et al.，2006；Wang B et al.，2007)，后碰撞环境(韩宝福等，2004；王京彬和徐新，2006)，还是裂谷(顾连兴等，2000；Xia et al.，2004，2008)或与地幔柱有关(夏林圻等，2004；Pirajno et al.，2008)。

图 1 尼勒克北于赞一带区域地质简图 1-第四系；2-古近系；3-早石炭世阿克沙克组；4-早石炭世大咀拉军山组；5-晚泥盆世艾尔肯组；6-晚泥盆世于赞组；7-晚志留统的博罗霍洛山组；8-断层；9-不整合；10-工作区；11-实测剖面 Fig. 1 Geological map of the Yuzan area in north Nileke 1-Quaternary；2-Paleogene；3-Early Carboniferous Akeshake Formation；4-Early Carboniferous Dahalajunshan Formation；5-Late Carboniferous Aierken Formation；6-Late Devonian Yuzan Formation；7-Late Silurian Boluohuoluo Formation；8-fault；9-unconformity; 10-work area；11-section

在西天山广泛出露一套火山-沉积岩组合(所谓的“大哈拉军山组”)，它由上部的流纹岩、粗面岩、凝灰岩夹砂岩和灰岩透镜体与下部的玄武岩、粗面岩、粗面安山岩夹凝灰岩和火山角砾岩组成，厚度达7500m(新疆地质矿产局，1993)。多位地质工作者对该套岩石组合进行过不同程度的研究(姜常义等，1995；陈丹玲等，2001；夏林圻等，2004；朱永峰等，2006；钱青等，2006；王博等，2006；邵铁全等，2006；龙灵利等，2008；张芳荣等，2009；白建科等，2011)，其中Zhu 2005et al.(2005) 研究发现该套火山岩形成时代跨度较大，从晚泥盆世一直延续到晚石炭世(Zhu 2005et al.,2005；刘友梅等，1994；翟伟等，2006)。安芳和朱永峰(2008) 在吐拉苏-也里莫墩晚古生代复合岛弧带的西段京希-伊尔曼德金矿的流纹岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为386.4±9.3Ma，翟伟等(2006) 在阿希地区获得大哈拉军山组的石英安山岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为363.2±5.7Ma。笔者等在尼勒克北最新发现一套晚泥盆世英安岩-流纹岩组合(图 1b)，并对其进行了详细的年代学、岩石地球化学及成因研究，为认识西天山岩浆事件及地质演化提供了新依据。

2 地质概况

西天山自北向南可划分为：北天山弧增生体、伊犁地块北缘活动陆缘、伊犁地块、伊犁地块南缘活动陆缘、中天山复合弧地体、西天山(高压)增生楔和塔里木北部被动大陆边缘( (Gao et al.，2009；Qian et al.，2009)。伊犁地块夹于中天山北缘断裂和南部尼古拉耶夫-那拉提山北坡断裂之间，呈楔形向东尖灭(图 1a)。中天山北缘断裂带发育干沟蛇绿混杂岩南岛弧型火山岩(董云鹏等，2006)及新干沟奥陶纪蛇绿岩(刘正荣等，2005)，代表了准噶尔洋的存在(龙灵利等，2008)，一直延续到晚石炭世末(Coleman，1989； Wang Q et al.，2007；Han et al.，2010)或晚二叠世(Xiao et al.，2008)。尼古拉耶夫-那拉提山北坡断裂分割伊犁地块和中天山板块，发育寒武纪-奥陶纪蛇绿岩，代表了早古生代帖尔斯克依古洋的存在(Lomize et al.，1997)。沿中天山南缘缝合带发育志留纪-石炭纪蛇绿岩(王学潮等，1995；龙灵利等，2006)，代表了南天山洋的存在。

图 2 尼勒克北于赞组实测剖面图 Fig. 2 Section of the Yuzan Formation from north Nileke

伊犁地块的北缘发育寒武纪-志留纪被动陆缘沉积岩，由陆表海碎屑岩、碳酸盐岩向被动陆缘类复理石沉积变化(高俊等，1997)。早二叠世伊犁地区发育陆相酸性-基性火山岩及碎屑岩，中-晚二叠统以紫红色陆相磨拉石为特征。伊犁地块南北缘发育早古生代-晚古生代的花岗岩(朱志新等，2006；李华芹等，2006；张作衡等，2006；徐学义等，2006)。伊犁地块具有前寒武纪变质结晶基底(李继磊等，2009)，基底之上覆盖巨厚的大哈拉军山组火山-沉积岩系。最新在尼勒克北发现的一套以凝灰岩和中酸性熔岩为主的火山-沉积岩组合，与下伏的上志留统的博罗霍洛山组呈断层接触，而与上覆下石炭统的阿克沙克组呈明显的角度不整合接触(图 2)。1:5万区域地质调查将这套火山岩命名为于赞组，该套岩石主要岩石类型有灰褐色-紫灰色流纹质含角砾岩屑晶屑凝灰岩，浅肉红-浅灰绿色英安质晶屑玻屑凝灰岩，紫红色流纹岩(图 3a-d)，少量褐红色安山质英安岩(图 3e)，局部夹有少量浅灰-浅紫红色安山岩(图 3f)。

图 3 西天山尼勒克北火山岩手标本及镜下(正交偏光)特征 (a，b)-流纹岩手标本；(c，d)-流纹岩显微照片；(e)-英安岩；(f)-安山岩 Fig. 3 Photographs of rhyolite from north Nileke in the western Tianshan (a，b)-rhyolite species；(c，d)-microphotographs of rhyolite；(e)-dacite；(f)-andesite
3 样品特征及分析方法

用于分析的7个样品均采自尼勒克北中酸性熔岩的基岩露头，其中包括2件英安岩和5件流纹岩，具体采样位置详见图 2。英安岩具斑状结构，斑晶多为斜长石，碱性长石较少，有时含少量石英，基质为细粒的长石、石英等，玻璃质结构或霏细结构(图 3e)。流纹岩呈浅肉红-红褐色，斑状结构，流纹构造、块状构造。斑晶主要由石英、钾长石和少量斜长石组成。基质主要为隐晶-微晶结构、球粒结构，成分主要为它形粒状的长石和石英(图 3c，d)。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年的2件样品均为流纹岩，公里网坐标分布为：X=4872267，Y=14628666；X=4871149，Y=14628508。

锆石的分选在新疆地矿局中心实验室使用常规的重液浮选和电磁分离方法完成，锆石制靶、显微图像采集及U-Pb年龄均在西北大学大陆动力学国家重点实验室完成。对测年锆石进行透射光、放射光和阴极发光图像的观察和采集，用于研究锆石内部结构及成因。锆石数据分析使用193nm的ComPex102型ArF准分子激光器和Agilent7500a型ICP-MS仪器，采用高纯He气作为剥蚀物质的载气，用美国国家标准技术研究院研制的人工合成硅酸盐玻璃标准参考物质NIST SRM610进行仪器最佳化，使用哈佛大学国际标准锆石91500作为外标，对剥蚀和传输及离子化过程中的质量歧视效应和同位素分馏进行校正。激光剥蚀斑束直径为30μm，激光剥蚀样品的深度为20~40μm。所测单点同位素比值及元素含量采用GLITTER4.0程序进行处理，使用Isoplot3.0软件进行锆石U-Pb谐和图和年龄计算。详细的实验分析步骤和数据处理方法详见Yuan et al.(2004) 及其引用参考文献。

主量元素在新疆地矿局中心实验室采用X射线荧光光谱(XRF)方法分析完成，XRF溶片法按照国家标准GB/T 14506.28—1993执行，分析精度和准确度优于5%；稀土和微量元素在长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室采用Thermo-X7电感耦合等离子体质谱仪进行样品测定，分析精度和准确度优于10%，仪器工作参数：Power：1200w，Nebulizer gas：0.64L/min，Auxiliary gas：0.80L/min，Plasma gas：13L/min。

4 分析结果 4.1 LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄

样品TW-6-1中的锆石为无色-浅黄褐色透明-半透明，呈长柱-双锥状，晶体长0.27~0.06mm，宽0.09~0.04mm，长宽比为4:1~3:2。CL图像表现出典型的岩浆韵律环带和明暗相间的条带结构(图 4a)，属于岩浆结晶锆石。样品TW-13-1中的锆石为无色透明-半透明，多呈锥状、少长柱状，晶体长0.21~0.05mm，宽0.11~0.05mm，长宽比为2:1~1:1。CL图像具有明显的岩浆韵律环带(图 4b)，属于岩浆结晶锆石，后期溶蚀作用不明显。

图 4 西天山尼勒克北流纹岩中锆石阴极发光图像及测点位置 Fig. 4 CL images and spot of zircons for rhyolite from north Nileke in the western Tianshan

分别对样品TW-6-1和TW-13-1中18颗及13颗锆石进行U-Pb年龄测定(表 1)，样品TW-6-1中18个测点的Th含量为53.9×10-6~176×10-6，U含量为137.1×10-6~333.4×10-6。样品TW-13-1中13个测点的Th含量为86.5×10-6~210.3×10-6，U含量为176.1×10-6~399.8×10-6，均具有较高的Th/U比值(分别为0.39~0.57，0.49~0.71)，属于典型岩浆成因锆石的范围。两个样品的所有数据点集中分布在谐和曲线附近(图 5a，b)，其中样品V-6-1的加权平均206Pb/238U年龄为369.7±4.9Ma，MSWD＝0.42(95%置信度)(图 5c)，样品V-13-1的加权平均206Pb，/238U年龄为363.4±2.5Ma，MSWD＝0.88(95%置信度)(图 5d)。两个年龄在误差范围内一致，代表了岩浆结晶年龄。

表 1 西天山尼勒克北泥盆纪火山岩（TW6-1、TW13-1）LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素分析 Table 1 LA-ICP-MS zircon U-Pb isotopic analysis of the Devonian volcanic rocks(TE6-1,TW13-1) from north Nileke,western Tianshan

图 5 西天山尼勒克北流纹岩(Tw-6-1、Tw-13-1)中锆石U-Pb谐和图 Fig. 5 U-Pb concordia plots of zircons for rhyolite(Tw-6-1，Tw-13-1)from north Nileke in the western Tianshan
4.2 主量元素

主量元素分析结果见表 2。由表 2可以看出，岩石SiO2含量较高且变化范围较宽，介于64.18%~71.57%之间，平均为69.23%，Al2O3含量亦高，变化于13.75%~16.40%，富碱(Na2O+K2O=5.59%~8.87%)，并为钾质(除Yz9-1之外，K2O/Na2O=1.4~20.5)。相反，贫镁和钙(MgO=0.27%~0.89%，CaO=0.34%~1.97%，除Yz11-1)，高FeOT/MgO+FeOT比值(0.8~0.92)，接近于西天山达巴特A型花岗岩(0.91~0.98，唐功建等，2008)。在TAS火山岩分类命名图(图 6a)中，所有样品均落在亚碱性系列英安岩和流纹岩范围内，岩石化学计算结果表明，该套火山岩里特曼指数δ[δ=(K2O+Na2O)2/(SiO2-43%)]在1.09~2.88之间变化，均小于3.2，属于钙碱性系列岩石。样品的A/CNK值变化于0.8~1.46，属于过铝-准铝质系列(图 6b)，过碱指数NK/A变化于0.47~0.87。TiO2含量为0.24%~0.72%，按照Riley划分方案(Riley et al.，2001)，归属于低钛流纹岩类。因此，岩石化学特征表明其属于钙碱性过铝-准铝质低钛流纹岩类。

表 2 西天山尼勒克北泥盆纪火山岩主量(wt%)和微量(×10-6)元素分析结果表 Table 2 The compositions of major(wt%)and trace elements(×10-6)of the Devonian volcanic rocks from north Nileke，western Tianshan

图 6 西天山尼勒克北流纹岩岩石类型和系列划分图解 (a)-TAS图解(据Le Bas MJ et al.，1986)；(b)-A/NK-A/CNK图解(据Maniar and Piccoli，1989) Fig. 6 Classification and series diagrams of the north Nileke rhyolite in the western Tianshan (a)-Total alkalis vs. silica diagram(after Le Bas MJ et al.，1986)；(b)-A/NK vs. A/CNK diagram(after Maniar and Piccoli，1989)
4.3 稀土与微量元素

尼勒克北泥盆纪流纹岩类稀土元素总量(∑REE)变化较大，介于80.66×10-6~241.8×10-6，稀土配分模式为轻稀土富集右倾(图 7a)，轻重稀土分馏明显，(La/Yb)N=5.96~7.82，重稀土分布相对较为平坦，(Dy/Yb)N=1.04~1.12；铕负异常明显，Eu/Eu*=0.47~0.86，表明源区有斜长石残留或岩浆演化过程中经历了斜长石的分离结晶作用。在球粒陨石标准化配分图中(图 7a)，所有样品都具有相似的轻稀土富集而重稀土平缓的右倾型REE配分模式，表明它们可能为同一源区的产物，具有弧岩浆的特征(王中刚等，1989)。

图 7 球粒陨石标准化的稀土元素配分模式(a)和原始地幔标准化的多元素蛛网图(b)(球粒陨石和原始地幔标准值据Sun and McDonough，1989) Fig. 7 Chondrite-normalized REE distribution patterns(a)and primitive mantle-normalized multi-elements spider diagram(b)(chondrite data and primitive mantle data after Sun and McDonough，1989)

岩石强不相容元素(Rb、Th)明显富集，Rb为51.1×10-6~184.7×10-6(平均132.0×10-6)，Th为3.49×10-6~34.27×10-6(平均22.29×10-6)；大离子亲石元素Ba、Sr稍低且变化范围大，Ba和Sr分别为223.3×10-6~908.4×10-6，28.45×10-6~283.6×10-6；高场强元素Zr、Hf相对富集，分别为133.8×10-6~324.6×10-6，3.55×10-6~13.29×10-6，但Nb、Ta相对亏损，分别为12.24×10-6~41.79×10-6，0.88×10-6~3.68×10-6。Rb/Sr(0.18~5.15)和Nb/Ta(11.18~13.96)比值较高且变化大。在原始地幔蛛网图(图 7b)上，总体显示一致的分配模式，所有样品相对富集LILE、LREE和亏损HFSE，其中K、Rb、Th明显富集，Ba、Nb、Ta、P、Ti则显示出明显的相对亏损。与造山带弧岩浆作用形成的钙碱性系列岩石特征相似(Rollinson，1993)。

5 讨论 5.1 年龄意义

近年来锆石SHRIMP年代学研究表明，西天山西段特克斯-巩留一带及阿希金矿围岩的大哈拉军山组火山岩下部层位可达晚泥盆世(翟伟等，2006； 朱永峰等，2006)，而不是前人一直认为的早石炭世(新疆地质矿产局，1993；刘友梅等，1994；李华芹等，1998；朱永峰等，2005；张芳荣等，2009，李继磊等，2010；白建科等，2011)。为此，朱永峰等(2006) 提出对大哈拉军山组进行“解体”，并建议创立晚石炭世拉尔敦达坂组和晚泥盆世特克斯达坂组。

上述火山岩之上还有晚泥盆世艾尔肯组(D3a)角度不整合覆盖，且与其南的大哈拉军山组火山岩间还有早石炭世扇三角洲相阿克沙克组(C1a)分割(图 1b)。因而与朱永峰等在伊-特公路剖面获得363Ma(从原“大哈拉军山组”中解体出来建议现命名为“泥盆纪特克斯达坂组”(朱永峰等，2006)的火山岩非同一层位。最新发现的这套火山岩的高精度锆石U-Pb结果显示，尼勒克北于赞组中流纹岩类(TW-6-1，TW-13-1)的形成时代一致，分别为369.7±4.9Ma，363.4±2.5Ma，均为晚泥盆世。

5.2 岩石成因

关于流纹岩的成因目前主要有以下认识：地壳(俯冲洋壳、镁铁质下地壳、长英质下地壳)深熔作用形成；幔源玄武质岩浆分离结晶作用形成；幔源玄武质岩浆与地壳物质混合形成(路凤香和桑隆康，2002)。不同构造环境中形成的花岗岩/酸性火山岩的微量元素的地球化学特征存在明显的不同，但它们的化学成分基本上是由源区成分控制的(Forster et al.，1997)，因此可以采用元素比值进行对比，为判别源区性质提供一定的地球化学佐证。地球化学性质相近的不相容元素Nb/Ta为11.18~13.96，平均11.98，接近于上地壳的相应值(11.4，Taylor and Mclenann，1985)，而偏离原始地幔相应值(17.8，McDonough and Sun，1995)较大，另外，岩石中Cr和Ni的含量极低(分别为1.16×10-6~46.38×10-6，0.05×10-6~24.19×10-6)，进一步说明岩浆体系没有地幔组分的参与。Ti/Zr及Ti/Y比值变化较大(分别为4.95~25.79，43.7~295.5)，大多数分别小于20和100，表明其为壳源岩浆系列，这与较低的Rb/Nb比值(2.42~6.5，平均值为4.32，上地壳平均值为4.5)相吻合，也与样品在Nb/Y-Rb/Y的投图(图 8)结果相一致。

图 8 西天山尼勒克北流纹岩Nb/Y-Rb/Y图解(据Hildreth et al.，1991) Fig. 8 Nb/Y-Rb/Y plots of rhyolite from the north Nileke in the western Tianshan(after Hildreth et al.，1991)

岩石具有明显的负Eu异常，强烈亏损Sr、Ba、P和Ti等元素，表明岩浆在演化过程中发生了铁钛氧化物、斜长石、碱性长石和磷灰石的分离结晶作用或者在部分熔融过程中这些矿物在源区有残留。由于石榴石强烈富集HREE，角闪石相对富集MREE(Green，1994)，而此次研究的样品MREE相对于HREE略微亏损(图 7a)，暗示部分熔融的残留相中可能含有少量角闪石，而不含石榴子石。样品具有低Sr高Yb(Sr<100×10-6(除了Yz9-1和Yz11-1)，Yb平均值>3.43×10-6)的特征，进一步表明源区残留物组成可能为斜长石和角闪石(张旗等，2008)。

5.3 构造环境

火山活动总是受到区域地质环境控制的，因此可用火成岩类的地球化学特征来判别其形成时的构造环境。尼勒克北流纹岩类富集K、Rb、Th等大离子亲石元素和LREE，具有显著的Ba、Nb、Ta、P、Ti负异常，相对较高Th/Ta比值(3.54~9.5)和较低的Ta/Yb值(0.45~1.29)，暗示其可能形成于大陆地壳基础上(即陆缘岛弧带)。这与样品在Rb-(Y+Nb)图(图 9a)中落入岛弧区域一致，利用Th/Yb-Nb/Yb图(图 9b)进一步确认其形成于大陆边缘弧环境。这也与钙碱性过铝-准铝质低钛流纹岩类相一致，更为重要的是最新研究认为伊犁地块北缘大量发育的晚泥盆-早石炭世侵入岩和火山岩与准噶尔洋向南伊犁地块俯冲有关(Tang et al.，2010；徐学义等，2006；翟伟等，2006；龙灵利等，2008)，即其形成于大陆边缘弧。

图 9 西天山尼勒克北流纹岩Rb-(Y+Nb)(a，据Pearce et al.，1984)及Th/Yb-Nb/Yb构造环境判别图(b，据Pearce and Peate，1995) Fig. 9 Rb-(Y+Nb)(a，after Pearce et al.，1984)and Th/Yb-Nb/Yb(b，after Pearce and Peate，1995)tectonic discrimination diagrams for rhyolite from the north Nileke in the western Tianshan
5.4 地质意义

通过对早石炭世大哈拉军山组火山岩研究认为，其形成的构造背景存在以下几种不同观点，即岛弧(Zhu et al.，2005；朱永峰等，2005，2006；郭璇和朱永峰，2006；李注苍等，2006；孙林华等，2007)；大陆裂谷(车自成等，1996；顾连兴等，2001；Xia et al.，2004；程春华等，2010)；非典型裂谷(钱青等，2006)。本文对尼勒克北最新发现的流纹岩类研究发现其时代属于晚泥盆世，并具有大陆边缘弧亲缘性，这与西天山在早石炭世处于岛弧环境(Zhu et al.，2005；Tang et al.，2010)相匹配，即在晚泥盆世-早石炭世期间，准噶尔洋向伊犁-中天山地块之下发生俯冲，形成了伊犁地块北缘的岛弧岩浆带(Tang et al.，2010；翟伟等，2006；Wang B et al.，2007；龙灵利等，2008)。尼勒克北晚泥盆世流纹岩类成岩时代的确定及构造环境分析，进一步确认伊犁地块北缘在晚泥盆世-早石炭世处于大陆边缘弧环境。

6 结论

对尼勒克北最新发现的于赞组流纹岩类的年代学与地球化学研究，同时结合区域内已有的研究成果，得出如下主要结论：

(1) 锆石U-Pb结果显示，最新发现的于赞组中流纹岩类(TW-6-1，TW-13-1)的形成时代一致，分别为369.7±4.9Ma，363.4±2.5Ma，均为晚泥盆世。

(2) 于赞组火山岩属于钙碱性过铝-准铝质低钛流纹岩类，相对富集LILE和LREE，亏损HFSE。岩浆起源于上地壳，源区残留物组成可能为斜长石和角闪石。

(3) 于赞组流纹岩类具有大陆边缘弧亲缘性，这与西天山在早石炭世处于岛弧环境相匹配，即在晚泥盆世-早石炭世期间，准噶尔洋向伊犁-中天山地块之下发生俯冲，形成了伊犁地块北缘的大陆边缘弧岩浆带。

致谢 野外地质调查得到了新疆地质矿产局第九地质大队总工办及有关领导的大力支持；岩石地球化学分析得到长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室何克老师帮助；锆石U-Pb年代学测试得到了西北大学大陆动力学国家重点实验室柳晓明博士帮助；两位匿名审稿人认真审阅并提出了具体的修改意见；在此一并表示衷心的感谢！
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