東天山阿齊山地區石炭紀火山巖及構造演化

李長海，王辰皓

(新疆地質礦產勘查開發局第一地質大隊，新疆 昌吉 831100)

0 引 言

新疆東天山一帶作為我國重要的銅、金、鐵、鎳等金屬成礦帶，也是我國地質找礦研究的重要區域。其中阿齊山位于東天山西部，有研究顯示，該地區地層中賦存著豐富的鋅、銅、鉛、銀、砷、鉍、銻、鈷、鉬等金屬元素，其中包括已經查證存在的阿齊山鉛鋅礦等礦產開采區，礦區地層中富集了較大規模的金屬礦產資源。因此，對東天山阿齊山地區的地質條件及其巖石學特征進行分析，以對該地區的地質構造演化進行研究，具有十分積極的價值和意義。

1 東天山阿齊山地區的地質條件分析

新疆東天山地區的地質構造是由多個大型斷裂帶進行分割后形成的相對特殊的區域，其中包含阿其克庫都克斷裂帶、雅滿蘇-苦水斷裂帶、康古爾塔格斷裂帶和大草灘斷裂帶共四個近東西向斷裂帶見圖1。其中東天山阿齊山石炭紀火山巖地質帶位于雅滿蘇與阿其克庫都克斷裂帶之間，也被成為是阿齊山-雅滿蘇火山巖地質帶，阿齊山地區在該火山巖地質帶的西緣，該火山巖地質帶主要包含阿齊山組、雅滿蘇組與土古吐布拉克組三個火山噴發旋回組。

該火山巖地質帶出露巖層的巖性主要表現為灰綠色安山質凝灰巖、英安巖以及英安質凝灰巖、凝灰質砂巖和少部分安山巖等。該火山巖地質帶的火山噴發具有較為清晰的韻律特征，從下到上主要表現為火山碎屑巖、熔巖以及火山碎屑巖、熔巖、火山碎屑沉積巖等。此外，阿齊山地區石炭紀火山巖地質構造帶中，雅滿蘇火山噴發旋回組以阿齊山鉛鋅礦區分布為主，呈現出東北向帶狀分布特點，該火山噴發旋回組與上覆的土古吐布拉克組呈現出整合接觸的關系，屬于淺海相火山-沉積巖系地質帶，以酸性火山碎屑巖、火山碎屑沉積巖以及碳酸鹽巖的中酸性火山-沉積巖系巖性為主。土古吐布拉克組處于阿齊山鉛鋅礦的南部區域，以安山質凝灰巖、安山巖、玄武巖等巖性為主，與雅滿蘇組整合為基礎。

圖1 東天山地區地質構造示意圖

2 東天山阿齊山地區石炭紀火山巖及其巖石學特征分析

該地區出露巖層分布主要表現為早石炭世阿齊山組以及雅滿蘇組生物碎屑灰巖、火山巖、粉砂巖、火山凝灰巖、底礫巖，晚石炭世土古吐布拉克組火山碎屑巖、火山巖等。對阿齊山地區石炭紀火山巖的巖性特征進行分析得知：

首先，以流紋質-英安質巖石為主，包括流紋質晶屑凝灰巖以及英安巖、英安質凝灰巖為主的英安質巖石等。其中，流紋質巖石以阿齊山鉛鋅礦頂板地層的巖石分布為主，同時在下石炭統雅滿蘇組火山巖地帶的第四巖性段中上部也有分布，整體呈現出東西向擴展分布狀態。阿齊山地區石炭紀火山巖的巖石學分布中，在流紋質-英安質巖石的下部巖層還存在一套強蝕變凝灰巖發育情況，它屬于阿齊山鉛鋅礦區的重要賦礦巖石，主要位于石炭紀石灰巖的下石炭統雅滿蘇組火山巖中下部巖層中，以矽卡巖化蝕變凝灰巖與綠簾石透輝石化凝灰巖為主。

其次，阿齊山地區石炭紀石灰巖中另一種具有代表的巖性巖石為安山巖，它也是該地區最為主要的火山巖類型，包括安山玢巖、安山質凝灰巖以及熔結凝灰巖、安山巖、錐狀巖墻安山玢巖等。其中，安山玢巖主要分布在下石炭統雅滿蘇組的第二巖性段中，以阿齊山鉛鋅礦西北部為該巖石分布區，其巖層中的斑晶為斜長石與輝石，還存在有少量的角閃石，基質成分主要為斜長石，含有少量的輝石與磁鐵礦顆粒。

最后，玄武質巖石也是阿齊山地區石炭紀火山巖的重要巖石類型，主要包括紫紅色或灰黑色氣孔狀或杏仁狀的玄武巖以及灰綠色杏仁狀的玄武巖兩種類型。其中，第一種玄武巖主要分布在下石炭統雅滿蘇組第二巖性段，以方解石和石英為主，而第二種玄武巖則分布在阿齊山鉛鋅礦南側的雅滿蘇第四巖性段中，杏仁成分主要為綠泥石。

3 東天山阿齊山地區石炭紀火山巖的構造演化

阿齊山地區石炭紀火山巖中，上石炭世阿齊山組火山巖為鈣堿性系列的中-中酸性火山巖，主要為海相噴發火山巖，其中火山碎屑巖亞相發育良好，其余為熔巖亞相，呈現韻律旋回發育，具有較好的韻律層。該火山巖的巖漿主要形成于成熟的造山帶島弧環境，其火山巖形成和海洋地殼俯沖以及上覆楔形地幔的熔融變化有著密切的關系。而阿齊山地區石炭紀火山巖的下石炭統雅滿蘇組火山巖均處于造山帶火山巖地區，其巖石中含有稀土元素與微量元素，與阿齊山組火山巖分布情況具有很大的相似性，這一特點表明其火山巖的巖漿具有同源性，均為島弧環境火山巖，是以噴出相為主，該火山巖主要形成于淺海陸棚-潮坪相。土古吐布拉克組火山巖主要為拉斑-鈣堿性系列火山巖，與上述兩組火山巖的微量元素、稀土元素以及巖石特征基本相似，具有島弧鈣堿性火山巖的特征。阿齊山地區石炭紀火山巖地帶的構造演化形成，是受到俯沖擠壓環境影響，在強烈的地殼地幔相互作用與熱循環作用下形成大量的巖漿，同時地殼巖層的局部伸展促進巖漿上升以及向巖層入侵，并隨著俯沖擠壓環境影響，海洋地殼物質以及地幔同源物質加入其巖層演變形成過程中，從而為火山巖地帶形成以及鐵礦化提供了相應的物質基礎和條件。隨著地質構造演化至石炭紀火山巖形成的早石炭世晚期，其地質構造演化進入第二次火山噴發旋回階段，火山巖組合中逐漸形成以酸性火山巖為主的巖性地質，并通過火山噴發間歇期噴流與沉積作用促進阿齊山鉛鋅礦地區地質特征形成，后演化發展至晚石炭世階段，第三次火山噴發旋回對早期的地層構造形成順層交代影響，從而促進了較為強烈的矽卡巖化形成，最終構成阿齊山地區特殊的石炭紀火山巖地質地貌特征。

4 結 語

對東天山阿齊山地區石炭紀火山巖及其構造演化研究，有利于為該地區地質找礦提供相應的支持，從而促進該地區地層中賦存的礦產資源有效發掘與開發利用。