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本文通过野外地质调查、岩心观察,利用地震、测井技术,结合火山岩地球化学方法对塔河地区海西晚期火山岩岩石学特征、火山岩分布特征、火山岩层系断裂特征、火成岩成因大地构造属性及盆地性质进行了综合研究与分析。
海西晚期,塔里木盆地周缘及盆地内部均不同程度发育侵入岩和火山岩。塔河地区主要发育基性玄武岩和中酸性英安岩。火山岩地震相可分为“层状地震相”、“丘状地震相”和“透镜状地震相”三种充填形态。火山岩主要残存于阿克库勒凸起轴部、南翼和西南倾没端,轴部火山岩产状为火山堤,南翼及其它地区为熔岩被。局部火山岩展布形态与分布受下列因素控制:①受盐体活动影响,火山岩主要分布于北部盐边凹陷地带和盐体覆盖区南翼,盐间凹陷火山岩厚度相对较大,盐隆地带隆升剥蚀而缺失;②研究区北部(凸起轴部)和S99井区火山岩分布主要受基底喷发裂隙所控制;③盐体南部斜坡地带火山岩体由西南部溢流而来。
以裂隙式较平静喷发是塔河地区火山作用的主要特征。工区形成玄武岩与英安岩两大喷溢旋回,喷发频率低且间歇期短。火山喷发程度自西部、西南方向向塔河地区逐渐减弱,火山喷发形成熔岩流也逐渐减少。岩相以喷溢相为主,形成大面积泛流式玄武质和长英质火山熔岩流,其次为侵出相,火山沉积相、火山爆发相和火山通道相少见。
按火山岩层系断裂纵向展布特征,火山岩断裂可分为深层断裂、浅层断裂。深层断裂形成加里东期-海西期,断裂切穿古生界并向上断至火山岩内部;浅层断裂形成于燕山期-喜马拉雅期,断裂向下断至古生界顶部,向上断至侏罗系-第四系。火山岩分布区深层断裂较发育,浅层断裂欠发育,火山岩层系受火山作用后期断裂改造变形较弱。
火成岩地球化学特征表明,玄武岩为钠质系列火山岩,大离子亲石元素(K、Rb、Ba、Th)、高场强元素(Nb、Ta、Ti、Zr、P)较富集,岩浆主要来源于岩石圈地幔:中酸性英安岩与南天山分区花岗岩均属钾玄、高钾钙碱性系列火成岩,大离子亲石元素富集,高场强元素(Nb、Ta、Ti、P)亏损,壳源组分特征明显。玄武岩呈轻、重稀土中等程度分异,铕无明显异常;英安岩轻、重稀土分馏程度较高,铕呈明显负异常。两套不同类型火成岩形成于不同的大地构造背景和地球动力学环境,玄武岩、辉绿岩、正长岩形成于软流圈地幔主动上涌引发岩石圈减薄的陆内主动裂陷期(早二叠世),中酸性英安岩-花岗岩形成于大陆边缘挤压构造环境(晚二叠世),其成因与南天山洋闭合过程中板块俯冲消减作用有关,为南天山洋残留洋壳向塔里木板块俯冲作用的产物。