塔里木盆地北缘二叠纪巴立克立克组凝灰岩年代学、地球化学及构造意义.pdf

专题研究Sep.22023ETMINERALOGICAACTAPETROLOGICA2023年9 月石Vol.42,No.5:613628志矿杂物学岩第42 卷第5期Doi:10.20086/ki.yskw.2023.0501塔里木盆地北缘二叠纪巴立克立克组凝灰岩年代学、地球化学及构造意义闵壮1,陈正乐1,潘家永,霍海龙,韩凤彬,张文高,吴玉3（1.东华理工大学核资源与环境国家重点实验室，江西南昌330 0 13；2.中国地质科学院地质力学研究所，北京100081；3.核工业北京地质研究院，北京100029)摘要：塔里木盆地北缘广泛分布的二叠纪火山岩，对于理解天山造山带晚古生代构造演化具有重要研究意义。本文以哈拉峻地区巴立克立克组凝灰岩为研究对象，开展了地球化学、年代学和Lu-Hf同位素研究，结果显示凝灰岩富硅（Si0,=74.59%76.18%）、富碱（Na,0+K,0=7.48%7.79%）、低铝（Al,0，=13.8 0%14.2 9%），属于钾玄质过铝质流纹岩类；具轻稀土元素富集、重稀土元素相对亏损的特征，具Eu弱正异常，相对富集Rb、T h 等大离子亲石元素（LILE），亏损P、Nb、T a、T i 等高场强元素（HFSE），Nb/T a 值平均为16.6 0,Sr/Y值平均为2.42 Mg值平均为34.71;LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学分析结果显示巴立克立克组凝灰岩的结晶年龄为2 8 0.47 2.58 Ma，s H f(t）值为-0.732.12,二阶段模式年龄（tpM2）为1318 1145Ma。结合塔里木盆地北缘早二叠世的构造演化、岩浆活动及沉积分布等信息，指出巴立克立克组沉积于南天山洋壳向塔里木板块俯冲的板内裂谷盆地中，具非造山板内岩浆岩特征，可能为地慢柱作用背景下，岩石圈地慢底侵导致地壳物质部分熔融的产物，继承了壳源和慢源的双重源区特征。关键词：塔里木盆地北缘；凝灰岩；年代学；地球化学；构造环境中图分类号：P597；P595文献标识码：A文章编号：10 0 0-6 52 4(2 0 2 3)0 5-0 6 13-16Geochronology,geochemistry and tectonic significance of the PermianBalikelike Formation tuff in the northern margin of Tarim BasinMIN Zhuang,CHEN Zheng-le2,PAN Jia-yong,HUO Hai-long,HAN Feng-bin,ZHANG Wen-gao and2WUYu3(1.State Key Laboratory of Nuclear Resources and Environment,East China University of Technology,Nanchang 330013,China;2.Institute of Geomechanics,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing 100081,China;3.Beijing Research Instituteof Uranium Geology,Beijing 100029,China)Abstract:The Permian volcanic rocks widely distributed in the northern margin of the Tarim Basin are of great sig-nificance for understanding the late Paleozoic tectonic evolution of the Tianshan orogenic belt.The research objectof this paper is the tuff of the Balikelike Formation in Halajun area,the geochemical,chronological and Lu-Hf iso-tope studies have been carried out,which show the tuff is rich in silicon(Si0,=74.59%76.18%),high alkali(7.48%7.79%),low aluminum(Al,0,=13.80%14.29%),belonging to calc-alkaline peraluminous rhyolites;收稿日期：2 0 2 2-0 9-2 5；接受日期：2 0 2 3-0 5-2 3；编辑：郝艳丽基金项目：国家自然科学基金项目（42 17 2 2 58）；中国铀业有限公司-东华理工大学核资源与环境国家重点实验室联合创新基金项目（NRE2 0 2 1-0 1）；中国地质调查局地质调查项目二级项目（DD20221660-3）；江西省研究生创新专项基金项目（YC2022-B178）作者简介：闵壮（1995），男，博士研究生，地质资源与地质工程专业，E-mail：M i n Z e c u t.e d u.c n；通讯作者：陈正乐（196 7-男，博士，研究员，博士生导师，构造地质与矿田构造方向，E-mail：Ch e n z h e n g l e 2 6 3.n e t。网络首发时间：2 0 2 3-0 8-10；网络首发地址：http：/k n s.c n k i.n e t/k c m s/d e t a i l/11.196 6.P.2 0 2 30 8 10.12 56.0 0 2.h t m l石志614杂矿岩第42 卷学物enriched in LREE,relatively depleted in HREE,with weakly positive Eu,relatively enriched in large ionic litho-phile elements(LILE)such as Rb and Th,and depleted in high field strength elements(HFSE)such as P,Nb,Ta,Ti,the average Nb/Ta ratio is 16.60,the average Sr/Y ratio is 2.42,and the average Mg value is 34.71.LA-ICP-MS zircon U-Pb geochronology shows that the crystallization age of the Balikelike Formation tuff is 280.472.58 Ma,the Hf(t)value is from-0.73 to 2.12,and the second-stage model age(tpm2)is 1 3181 145 Ma.Combined with the early Permian tectonic evolution,magmatic rocks and sedimentary distribution characteristics ofthe northern margin of Tarim,it is pointed out that the Balikelike Formation was deposited in the intraplate riftbasin where the oceanic crust of the South Tianshan subducted to Tarim Basin,with non-orogenic intraplate mag-ma,which is the partial melting of ancient crustal materials under the action of lithospheric mantle and mantleplume,inheriting the dual-source characteristics of crustal and mantle sources.Key words:northern margin of Tarim Basin;tuff;chronology;geochemistry;tectonic environmentFund support:National Natural Science Foundation of China(42172258);Joint Innovation Fund Project of ChinaUranium Industry Corporation Limited and State Key Laboratory of Nuclear Resources and Environment of East Chi-na University of Technology(NRE2021-01);The Second-level Project of Geological Survey Project of China Geo-logical Survey(DD20221660-3);Jiangxi Provincial Graduate Innovation Special Fund Project(YC2022-B178)作为中亚造山带塔里木板块-哈萨克斯坦板块拼贴系的主体（艾永亮等，2 0 0 5），天山造山带呈近东西向贯穿我国新疆中部地区，是古生代古亚洲洋构造域多岛洋（海)俯冲消减、碰撞拼贴的产物，也是我国重要的增生造山带之一（Windleyetal.，2 0 0 7；Rojas-Agramonte et al.，2 0 1l；杨栋栋等，2 0 11）。塔里木盆地北缘与南天山造山带经历了长期且复杂的盆山耦合和构造转换，包括古生代洋-陆背景下的盆-山耦合过程以及中新生代陆内环境下的盆-山耦合过程（汤良杰等，2 0 12；高小芬等，2 0 14）。塔里木盆地早二叠世大火成岩省主要分布基性火山岩和杂岩体，酸性侵人体、流纹岩和火山碎屑岩等双峰式岩石组合，与稀有稀土、多金属、油气等区域成矿关系密切（安秀慧等，2 0 2 1）。位于南天山造山带和塔里木盆地北缘柯坪前陆盆地中的哈拉峻地区,是塔里木盆地北缘二叠纪岩浆岩集中产区之一（肖昱等，2021），出露二叠纪凝灰岩、基性-超基性杂岩体、碱性花岗岩体及各类脉体（曹俊等，2 0 13），相关研究对于揭示塔里木板块北缘与南天山碰撞带的拼合构造演化过程具有重要意义。前人将塔里木盆地西北部划分为3个地层分区和6 个地层小区，该区在石炭-二叠纪为一个完整的海进至海退旋回，其中二叠纪先后经历了碳酸盐台地至陆源碎屑沉积体系（丁跃潮，1995；德勒达尔，1996）。前人认为哈拉峻地区的花岗质岩体及岩脉是与镁铁质岩浆演化晚期的中酸性岩浆混人少量地壳物质有关，而基性杂岩体则由镁铁质岩浆快速上升和迅速结晶而形成（曹俊等，2 0 13），古岩石圈的再循环是南天山碰撞带显生宙大陆演化的主要机制（H e e t a l.，2 0 12;H u a n g e t a l.，2 0 14）。但也有学者认为该区花岗质岩体和普昌杂岩体可能来自塔里木地慢柱作用背景下的新元古代辉长岩源区的部分熔融(Huang et al.，2 0 12；Zh a n g e t a l.，2 0 2 3)。普昌杂岩体中的斜长石Ar-Ar等时线年龄为2 6 7.2 95.62Ma（周黎霞等，2 0 10），矿物学研究表明硅酸盐矿物的结晶导致残余岩浆在晚期阶段形成了不混熔富Fe-Ti的熔体并不断富集（邢长明等，2 0 13）。除此之外,塔里木盆地广泛分布巨厚的二叠纪火山岩，有学者在柯坪地层发现8 层玄武岩并认为其代表8个独立喷发期（Yuetal.，2 0 11），前人针对其形成机制主要有两种观点：一种认为火山岩的形成与塔里木大火成岩省有关（代友旭等，2 0 17；Chengetal.，2020），同期大面积的岩浆岩最可能是地慢柱活动的产物（Zhangetal.，2 0 12 a，2 0 12 b）；另一种认为火山岩的形成并未受二叠纪塔里木地慢柱活动的影响(Huang et al.，2 0 15；Ch e n e t a l.，2 0 17）,而与区域尺度的后碰撞扩张有关。前人针对该区玄武岩和流纹岩已开展了大量研究工作，但是关于凝灰岩与塔里木大火成岩省的关系尚不清晰，而且地慢柱和板块碰撞对凝灰岩的影响方式也不明确。所以，本文从凝灰岩的角度探讨岩浆源区特征和大地构造背景,进而揭示塔里木地慢柱上升与岩石圈地慢的相互作用。研究区位于新疆喀什市北东向约2 0 0 km的哈615闵地球化学及构造意义第5期壮等：塔里木盆地北缘二叠纪巴立克立克组凝灰岩年代学拉峻乡北部，巴立克立克组凝灰岩呈NE走向分布于该区中部，出露面积大于10 km,本文对巴立克立克组新鲜的凝灰岩进行了岩相学、地球化学、锆石U-Pb年代学和锆石Lu-Hf同位素分析，在前人工作基础上对凝灰岩的形成时代、岩石成因和构造背景进行约束，从而探讨塔里木盆地北缘晚古生代构造地球动力学背景，进而揭示塔里木地慢柱活动与南天山洋壳一塔里木板块俯冲碰撞的关系，为区域矿产勘查和科学研究提供参考资料。1区域地质与岩石学特征哈拉峻地区位于南天山碰撞带和塔里木盆地北缘结合带（图1a）。南天山碰撞带形成于石炭纪至二叠纪，由塔里木板块和中天山岛弧块拼贴形成（G a o e t a l.，1998；姜常义等，1999；高俊等，2009）。塔里木盆地北缘和南天山碰撞带具有共同的前寒武纪基底，其中塔里木盆地北缘偶见太古宙杂岩以及古元古代兴底塔组和中元古代阿克苏组，下-中古生界海相硅质岩、灰岩和复理石主要出露于南天山碰撞带北部和塔里木盆地北缘中部。两个单元普遍发育上古生界灰岩、砂岩、页岩和少量火山岩（图1b）。值得注意的是，南天山碰撞带北部和中部的二叠纪地层以典型的陆相火山岩（如巴立克立克组)为特征，不整合上覆在强烈褶皱的上石炭统海相碳酸盐岩之上（肖昱等，2 0 2 1）。侵人岩出露面积约占南天山碰撞带和塔里木盆地北缘总面积的5%，以碱性花岗岩类为主。研究区主要出露地层如下：上泥盆统塔塔埃尔塔格组(S,t)主要为下部红色泥岩和上部杂色砂岩；下石炭统巴什索贡组（C,b）下部为中细粒砂岩夹薄层灰岩，上部为微晶灰岩夹少量钙质砂岩；上石炭统康克林组（C,kk)以碳酸盐岩为主，下部有砂岩、砂砾岩等，含蜓类和牙形石等生物化石；上石炭统喀拉治尔加组(C,kl)为钙质砂岩和石英砂岩夹页岩；上石炭统萨斯克布拉克组（Css）为页岩、砂岩和灰岩,与下伏喀拉治尔加组呈整合接触关系；下二叠统巴立克立克组(P,bl)为泥岩、粉砂岩,与灰白色凝灰岩等互层产出,含蜓、腕足、瓣鳃及苔藓虫等，与康克林组呈平行不整合接触；中二叠统卡仑达尔组（P,kl）为砂岩、泥页岩夹硅质岩,其次为泥灰岩和凝灰质砂岩等，与巴立克立克组呈整合接触；下白垩统巴西改组（K,b）上部为红褐色泥岩夹薄层粉砂岩，下部为砂岩和玄武岩等；古近系苏维依组（E,s）为砖红色砾岩夹紫红色泥岩；新近系阿图什组(Nz)为灰绿色中细粒钙质砂岩和泥岩；第四系（Q)广泛出露，主要为冲洪积物。研究区地层和岩体的分布受构造控制明显，区内分布多条NE-SW向断裂,这些断裂是塔里木盆地北部缝合带的组成部分，且被认为是南天山造山带和塔里木盆地北缘的边界（图1b）。东侧有一条近南北走向的普昌左旋走滑断裂（周黎霞等，2 0 10；曹俊等，2 0 13；邢长明等，2 0 13）。该区岩浆岩体分布在南天山碰撞带和塔里木北缘结合带的柯坪前陆盆地带,通常被认为属于板内岩浆岩类,且具有慢源物质混人（黄河，2 0 13；曹俊，2 0 15），岩性有超基性基性碱性岩类、中酸性碱性岩类及酸性富碱性岩类，有些已经组成复式杂岩体,表现出一套由基性-酸性的岩石组合，部分岩体被晚期侵入的辉绿岩脉穿插（肖昱等，2 0 2 1）。花岗质岩体往往不受构造单元的控制，而是分布于整个板块内部，常呈独立岩株或岩脉状分布。野外调查资料显示，喀尔果能恰特附近出露的地层倾向为北西，野外可见灰白色凝灰岩与红色砾岩，二者呈断层接触关系（图2 a），断层北西侧主要为古近系苏维依组（Ess）紫红色泥岩和砾岩（图2 b、2c)和中二叠统卡仑达尔组硅质岩（P,kl），南东侧主要为白垩纪粗面玄武岩。构造剖面图显示出二叠纪地层覆盖在中新生代地层之上，其中巴立克立克组(P,bl)推覆体经过风化蚀残留而构成“飞来峰”现象（图2 g）,地表可见凝灰岩发生褐铁矿化（图2 d）。凝灰岩手标本呈致密块状（图2 e），具凝灰结构，假流纹构造，主要由火山尘组成，可见细小的石英和长石晶屑（图2 f），副矿物见锆石和铁钛金属矿物等，岩石整体较为新鲜2样品采集与分析方法本文系统采集了巴立克立克组凝灰岩样品9件（YK 192 2 4），在河北廊坊地科勘探技术服务有限公司完成岩矿制片、无污染碎样及单矿物分选工作；在北京锆年领航科技有限公司完成锆石制靶、透反射拍照以及阴极发光图像（CL）采集工作。岩石地球化学分析在中国地质科学院国家地质实验测试中心石心616杂矿岩第42 卷学物771077157720C.SsbC,SS55C.k406550S,t65S.Q3-4c.kC.kk70ES图2C.kkE,SP.hlQ：4P,klN,a30E,SQ1.2P.klK.bP,blP.klP,blC.bQ：AP,blP,kl4040克孜克孜塔格20P,blc.kl哈拉峻P.kIESC,kl55C,b普昌N,a塔木40C,kl1WP,blQ3-2二叠纪玄武岩808488a65N.a10二叠纪含钛铁氧化物侵入体乌鲁木齐N,a二叠纪含铁铜硫化物侵入体Q2N,a二叠纪流纹岩伊型地块火山岩钻孔厚度中亚造山带社哈盆地Q13O地理位置图b阿克苏普库尔勒Na14372mQ34407801m1P,bl7路什小海子207m15巴楚74Qi22CSs8478m瓦吉里塔格16OO548mN,aC,kl442m3917Es昆仑仓山和田4C.kk10阿尔金山1836K.b5Cb1119N3540200kmP,kl6S.112207680848892图1塔里木大火成岩省地质简图a，据Huang等（2 0 12）修改和哈拉峻地区地质构造矿产图b，据Cao等（2 0 19)修改Fig.1 Geological sketch map of Tarim Large Igneous Province(a,modified from Huang et al.,2012)and geologicalstructure mineral map of Halajun area(b,modified from Cao et al.,2019)1一上更新统-全新统；2 下更新统-中更新统；3一上新统阿图什组；4一渐新统苏维依组；5下白垩统巴西改组；6 中二叠统卡仑达尔组；7 下二叠统巴立克立克组；8 一上石炭统萨斯克布拉克组；9上石炭统喀拉治尔加组；10 一上石炭统康克林组；11下石炭统巴什索贡组；12 下志留统塔塔埃尔塔格组；13碱性花岗岩；14矽卡岩化；15不整合接触；16 地质界限；17 断层；18 铅锌矿；19铜矿；2 0 一多金属矿1-Upper Pleistocene-Holocene;2-Lower Pleistocene-Middle Pleistocene;3-Pliocene Atushi Formation;4-Oligocene Suweiyi Formation;5Lower Cretaceous Baxigai Formation;6Middle Permian Kalundaer Formation;7-Lower Permian Balikelike Formation;8Upper CarboniferousSasikebulake Formation;9-Upper Carboniferous Kalazhierjia Formation;10-Upper Carboniferous Kangkelin Formation;11-Lower CarboniferousBashisuogong Formation;12Lower Silurian Tataaiertage Formation;13alkaline granite;14skarnization;15unconformity contact;16geological boundary;17fault;18lead-zinc deposit;19copper deposit;20polymetallic deposit617闵壮等：塔里木盆地北缘二叠纪巴立克立克组凝灰岩年代学第5期地球化学及构造意义a160b138C130灰白色凝灰岩紫红色泥/砾岩图2 0图2 ddef钾长石石英YKIt224-9500um采样位置gE,sP,klP,bl135K,b厂人厂厂厂厂厂厂厂人厂厂工工工厂工工工厂工工工厂工橄榄玄武岩粗面玄武岩安山岩流纹岩330300凝灰岩%砾岩泥岩硅质岩54420100mAAVA断层角砾岩不整合接触地质界线实测断层推测断层图2巴立克立克组野外露头及岩相学特征Fig.2Field outcrops and petrographic characteristics of the Balikelike Formationa一断层接触宏观照片；b一地表露头；c一巴立克立克组火山岩；d一灰白色凝灰岩及采样点；e手标本照片；f假流纹构造；g一地质剖面素描图amacro photos of fault contact;bsurface outcrop;cvolcanic rocks of the Balikelike Formation;dash-white tuff and sampling points;ephotos of hand specimens;ffalse flow texture;gsketch map of geological section完成，其中主量元素分析利用波长色散型X射线荧光光谱仪（PW4400），采用玻璃熔片法进行测定，Fe0含量使用湿化学法测定，微量元素采用等离子体质谱仪（PE300D）进行测定，并用等离子光谱和化学法测定进行相互检测，精度优于5%，具体分析方法和数据处理请参考代友旭等（2 0 17）。锆石U-Pb年代学在中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室完成。激光剥蚀系统(Coherent GeolasPro 193 nm)束斑直径为 32 m,能量密度为8.0 J/cm。电感耦合等离子体质谱仪（A g i l e n t 7 7 0 0 x）采用氨气作为载气。采用标准锆石91500(Caoetal.，2 0 19)作为外标样进行基体校正，以标准锆石 GJ-1（Ja c k s o n e t a l.，2 0 0 4）与Plesovice(Slamaetal.，2 0 0 8）作为盲样,以NISTSRM610作为外标，以Si为内标样标定锆石中Pb元素含量，以Zr为内标样标定锆石的微量元素（Liuetal.，2009）。数据处理使用ICPMSDataCal12.2软件完成（Li u e t a l.，2 0 10）,U-Pb 谐和图、年龄分布频率图绘制和年龄权重平均计算使用IsoplotR在线软件（Ver-meeschetal.，2 0 18），具体分析方法和数据处理见侯可军等(2 0 0 9)。锆石Hf同位素在南京聚谱检测科技有限公司完成。激光剥蚀系统（Analyte Excite193nm）束斑直径为50 m，能量密度为6.0 J/cm,频率为8 Hz。电感耦合等离子体质谱仪（NuPlasmaII）采用氨气作为载气。根据CL图像和U-Pb年龄圈定Hf同位石618矿杂岩石第42 卷学物素的测试点，每取10 次样品锆石数据，交替测试2颗标准锆石（包括GJ-1、9150 0、Pl e s o v i c e、M u d T a n k、Penglai），以检验锆石Hf同位素比值数据质量。sHf(t)的计算采用17%Lu 衰变常数为1.8 6 7 10-a-1（Sd e r l u n d，2 0 0 4），球粒陨石现今的17 6 Hf/177Hf和17 6 Lu/177Hf值分别为0.2 8 2 7 7 2 和0.0 332(Blichertetal.，1998);H f 同位素单阶段模式年龄（tpm）的计算采用现今的亏损地慢17 6 Hf/177Hf和17 6 Lu/177Hf值分别为0.2 8 32 5和0.0 38 4（Griffinetal.，2 0 0 0），二阶段模式年龄（tpM2）采用的平均地壳17%Lu/17Hf值为0.015,具体分析方法和数据处理可参见徐平等(2 0 0 4)。3分析测试结果3.1主量元素特征巴立克立克组凝灰岩手标本相对新鲜，岩石主量元素含量分析结果见表1。其中烧失量（LOI）为1.70%1.98%，平均为1.8 4%;Si02含量为7 4.59%表1哈拉峻地区巴立克立克组凝灰岩的主量元素分析结果W/%Table1The analysis results of major elements of the tuffs from the Balikelike Formation in Halajun area样品原号YK224-1YK224-2YK224-3YK224-4YK224-5YK224-6YK224-7YK224-8YK224-9Si0275.6675.2674.5975.2075.3474.8375.4475.4376.18TiO20.190.190.180.190.190.190.180.180.19Al20314.1013.8414.1414.2413.9514.2914.0313.8013.87Fe2030.100.060.290.250.240.030.140.050.05FeO0.430.400.250.320.250.430.320.320.34Mno0.010.010.010.010.010.010.010.010.01MgO0.160.130.150.160.130.120.170.120.13Cao0.330.350.340.290.340.350.310.350.35Na201.531.531.451.481.521.521.501.581.58K206.156.096.096.006.166.146.056.206.21P20s0.010.010.010.010.010.010.010.010.01CO20.100.100.310.210.210.210.100.120.10H,0*1.621.561.541.601.601.581.681.781.48LOI1.701.791.981.841.881.881.851.891.71Total102.09101.32101.33101.8101.83101.59101.79101.84102.21Ma34.9933.5033.1233.3532.1131.7439.7136.6337.271.811.801.801.741.821.841.761.871.83ALK7.687.627.547.487.687.667.557.787.79AR1.221.221.221.221.231.231.221.231.23A/CNK1.761.741.791.831.741.781.781.701.7076.18%，平均为7 5.33%；Al0，含量为13.8 0%14.29%，平均为14.0 3%；Na,0含量为1.45%1.58%，平均为1.52%；K,0含量为6.0 0%6.2 1%，平均为6.12%；全碱含量（ALK）为7.48%7.7 9%，平均为7.6 4%；铝饱和指数（A/CNK）为1.7 0 1.83,平均为1.7 6;里特曼指数（8)为1.7 4 1.8 7,平均为1.8 1；Mg值为31.7 4 39.7 1平均为34.7 1。在火山岩TAS图解（图3a）中，数据点集中投在流纹岩区域；在A/NK-A/CNK图解上（图3b），样品点均落在过铝质区域；在Si0,-K,0图解中（图3c），样品点位于钾玄质系列过渡区域内。凝灰岩具富SiO2、Al,O3、K,O、LO I,贫 CaO、Fe O、M g O、Na,O、Fe,0 3、TiO的特点，与A型花岗岩类似,属钾玄质过铝质流纹岩类。3.2稀土和微量元素特征巴立克立克组凝灰岩微量元素及稀土元素数据见表2。稀土元素总量为12 8.8 310 6 16 1.3910,平均为143.3410-；LREE/HREE值为2.453.12，平均为2.7 6，表明样品相对富集LREE；（La/Yb）为5.34 8.42 平均为7.42,属轻稀土元素富集型;8 Eu值为1.0 1 1.19,平均为1.0 9,具Eu弱正异常特征，表明样品发生轻微的斜长石分离结晶（赵志根等，1998）（图4a）。原始地慢标准化微量元素蛛网图呈右倾型（图4b），显示富集Cs、Rb、K 等大离子亲石元素（LILE）及Th、U 等高场强元素（HFSE），亏损Nb、T a、P、T i，整体反映出有较多的壳源物质加人，指示岩浆源区可能为中元古界地壳物质重熔的产物。其中Rb/Sr619闵壮等：塔里木盆地北缘二叠纪巴立克立克组凝灰岩年代学第5期地球化学及构造意义8a2.8bC715过铝质响岩2.4偏铝质6碱玄质粗面岩钾玄岩系列%/oy+0eNm响岩粗面英安岩2.0F510副长石岩响质%/lOD.m碱玄岩粗面安山岩41.6念武粗诚碧玄爱安山岩流纹岩3高钾钙碱性系列5粗面1.2公武若2苦橄炫武岩玄武安山岩英安岩0.8过碱质中钾钙碱性系列玄武岩安山岩1低钾拉斑系列0.404555657510.51.01.52.04050607080w(SiO2)/%A/CNKw(SiO2)/%图3巴立克立克组凝灰岩岩石的TAS图解（a，据Peccerilloetal.，197 6）、A/NK-A/CNK 图解（b，Ri c k w o o d e t a l.，198 9）和K,O-SiO,图解(c,Feininger et al.,2002)Fig.3 TAS diagram(a,Peccerillo et al.,1976),A/NK-A/CNK diagram(b,Rickwood et al.,1989)and K,O-SiO,diagram(c,Feininger et al.,2002)of the Balikelike Formation表2哈拉峻地区巴立克立克组凝灰岩的微量元素分析结果WB/10-6Table2Analysis results of trace elements in the tuffs of the Balikelike Formation in Halajun area样品原号YK224-1YK224-2YK224-3YK224-4YK224-5YK224-6YK224-7YK224-8YK224-9Li7.217.066.977.167.357.067.077.466.93Be2.452.472.872.442.662.562.702.812.57Mn18.9018.7015.2016.9016.6016.4017.8015.0013.70Co0.290.210.060.050.050.050.050.050.05Ni0.900.640.230.150.190.430.200.150.14Cu1.571.231.731.131.101.041.061.132.36Zn13.9012.0012.4014.1012.0012.2013.6011.8010.20Ga33.5031.2032.2032.2031.3032.9030.7031.3029.90Rb245.00236.00241.00237.00244.00247.00242.00242.00239.00Sr106.0082.9074.8078.3078.6081.6081.1079.8077.80Mo1.111.491.340.981.511.350.921.201.32Cd0.050.050.050.050.050.050.050.050.05In0.060.050.050.070.050.070.060.050.05Cs7.957.498.577.207.757.977.307.617.49Ba926.00947.001023.00880.00940.00942.00902.00961.00954.00TI0.680.630.440.650.660.670.680.670.65Pb16.4017.3016.0016.6018.9018.2016.4016.9015.60Bi0.050.050.050.050.050.050.050.051的特征，推测其可能为岩石圈地慢作用下的地壳部分熔融的产物。现有资料显示,塔里木盆地基性火山岩的分布面积远大于酸性火山岩（曹俊等，2 0 13），二者在时间和空间上都有较大重叠，说明它们可能在成因上具有联系，整体上具有双峰式火山岩的分布特征（图1a）。前人研究结果表明,玄武岩源于岩石圈地慢的部分熔融这一观点基本达成共识（姜常义等，2 0 0 4；代友旭等，2 0 17），本文依据酸性火山岩的时空分布和地球化学等信息，认为是以岩石圈地慢作用下的地壳部分熔融为主，同时与区域分布的玄武岩具有紧密的成因联系。4.3构造背景及地质意义流纹质岩石的微量地球化学组成可以有效地揭示岩石产出的构造背景（Pearceetal.，197 9），本文利623闵壮等：塔里木盆地北缘二叠纪巴立克立克组凝灰岩年代学第5期地球化学及构造意义6205亏损地慢N/深154亏损地慢31021502()JH3一2-101234球粒陨石cHf(0)06口凝灰岩5-54N/-1032-1510-20100011001200130014000100200300 400500600700 8009001000100020003000toM2/Mat/Ma图6巴立克立克组凝灰岩中锆石Hf同位素组成Fig.6Zircon Hf isotopic composition in the tuffs of the Balikelike Formation1001000ab弧相关/造山带10陆壳锆石100(q)M/n)m(uL)/(H)m回口1口100.1洋壳锆石板内/非造山带0.0150001000015000200002500030000110100100010000W(Hf)/10-6w(Th)/w(Nb)图7巴立克立克组凝灰岩中锆石的U/Yb-Hf(a）和Hf/Th-Th/Nb(b)构造环境判别图（Zhangetal.，2 0 11；Yang et al.,2012)Fig.7 U/Yb-Hf(a)and Hf/Th-Th/Nb(b)tectonic discrimination diagrams for zircons of the tuff in the Balikelike Formation(Zhang et al.,2011;Yang et al.,2012)用样品中相对不活动的高场强元素进行了构造环境判别。大量统计大洋中脊、大洋岛弧及岩浆弧环境下锆石的微量元素含量及其比值后发现，利用U/Yb-Hf图解能够有效区分来自洋壳和陆壳的锆石（G r i m e s e t a l.，2 0 15）。在锆石的U/Yb-Hf构造环境判别图（图7 a）中，巴立克立克组凝灰岩样品均投在陆壳范围内。利用锆石的Th/Nb值与Hf/Th值的相关性将其划分为弧相关/造山带环境和板内/非造山带环境（Yang et al.