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user: 3. 研究区地质特征 3.1. 研究区地层 研究区主要出露地层为上石炭统柳树沟组一段(C 2 l 1 )、柳树沟组二段(C 2 l 2 )、祁家沟组(C 2 q)、奥尔吐组(C 2 ae)及第四纪全新统(图1)。 图1. 新疆西西尔塔克一带地质简图 ① 上石炭统柳树沟组一段(C 2 l 1 ) 主要分布在研究区西南部，主要岩性为灰–青灰色薄层凝灰质砂质硅质岩、细粒长石岩屑砂岩、粉砂岩夹流纹质沉凝灰岩、砂质泥晶鲕粒砂屑灰岩及灰绿色安山岩、蚀变玄武岩，地层厚度大于1135.49 m。 ② 柳树沟组二段(C 2 l 2 ) 柳树沟组二段总体呈近东西向展布，地层厚度大于444.66米，岩性组合为浅灰色灰岩–深灰色伊丁石化橄榄玄武岩、硼矿化玄武质熔结含火山角砾凝灰岩、玄武质熔结凝灰岩、玄武质熔结火山角砾岩、硼矿化玄武质熔结含火山角砾凝灰岩、硼矿化玄武质熔结凝灰岩、钙质内碎屑硅质岩、含硼含砂灰岩、粉微晶灰岩、含凝灰不等晶灰岩(图2)。上部与祁家沟组(C 2 q)呈整合接触。主要岩性特征如下： 图2. 柳树沟组二段地质剖面图 伊丁石化橄榄玄武岩：深灰色–灰黑色，斑状结构，基质呈间粒间隐结构。斑晶由橄榄石(3%)、斜长石(15%)组成。斜长石斑晶，半自形板状，d = 0.5 × 0.8 mm~3 × 10 mm，零散分布。橄榄石斑晶，半自形–他形粒状、板状，伊丁石化仅呈其假象，d = 0.3~0.8 mm，零散分布。基质由磁铁矿(4%)、橄榄石(4%)、单斜辉石(20%)、斜长石微晶(40%)与半晶质长英质玻璃(10%)组成。斜长石微晶，半自形柱状、板柱状，l = 0.1~0.8 mm，长轴半定向–无规律杂乱排列。单斜辉石，显微粒状、短柱状，d = 0.05~0.25 mm，零散分布。橄榄石，他形粒状，d = 0.05~0.25 mm，伊丁石化仅呈其假象，零散分布。磁铁矿，自形粒状，d = 0.01~0.04 mm，零散分布。在半定向–杂乱排列的柱状斜长石微晶所组成的格隙中，充填分布着显微粒状单斜辉石、伊丁石化橄榄石、磁铁矿及半晶质脱玻长英质矿物，构成岩石基质之间粒间隐结构。沿岩石气孔有绿泥石充填，形成d = 0.2~1.0 mm云朵状杏仁体，零散分布。 含硼含砂灰岩：灰色，含砂粉微晶结构，定向构造，岩石矿物主要由自生矿物组成，陆源碎屑少量。自生矿物主要由方解石(78%)组成，石英(2%)、硅硼钙石(5%)少量，褐铁矿(1%)微量。方解石，他形粒状，d = 0.01~0.06 mm，多数d = 0.02~0.05 mm，受沉积过程中硅硼钙石及陆源碎屑等异类物质沉积影响，成团块状聚集，定向分布。硅硼钙石，半自形柱状、放射状，d = 0.03~0.35 mm，零散分布。自生石英，无定形粒状，零散分布。褐铁矿，粉末状、胶状，多与碎屑及硅硼钙石同沉积，零散分布。陆源碎屑由石英碎屑、长石碎屑及安山岩屑组成。安山岩屑，次棱角状，d = 0.1~0.5 mm，零散分布。石英碎屑、长石碎屑，次棱角状，d = 0.01~0.20 mm，零散分布。 玄武质熔结火山角砾岩；深灰色，熔结火山角砾结构，定向构造，岩石由胶结物与火山碎屑组成。火山碎屑主要由玄武岩屑(65%)组成，杏仁体及晶屑少量。玄武岩屑，间粒间隐结构，部分具斑状结构，杏仁状构造，杏仁体由绿泥石(6%)组成，扁平–椭球状，d = 0.5~8.0 mm，多数d = 2~8 mm，长轴大致定向排列，大致定向分布。斜长石晶屑(12%)，次棱角–棱角状，d = 0.3~3.5 mm，多数d = 1.0~3.5 mm，零散分布。普通辉石晶屑(2%)，次棱角状，d = 0.3~1.5 mm，零散分布。伊丁石橄榄石晶屑(3%)，次棱角状，d = 0.4~1.0 mm，零散分布。岩石气孔及裂隙发育，沿气孔为绿泥石充填，形成d = 0.5~4.0 mm次圆–长条状杏仁体，长轴大致定向排列，零散分布。火山碎屑间由玄武安山质熔浆充填胶结。安山质熔浆具间粒间隐结构。火山碎屑间以压结为主。 硼矿化玄武质熔结凝灰岩：灰绿色，熔结凝灰结构，定向构造，岩石由胶结物与火山碎屑组成。火山碎屑主要由玄武安山质岩屑(64%)组成，晶屑少量。玄武岩屑，具间粒间隐结构，扁平–椭球状，d = 0.2~0.8 mm，长轴大致定向排列，定向分布。斜长石晶屑(4%)，次棱角–棱角状，d = 0.2~1.0 mm，零散分布。岩石气孔及裂隙发育，其中主要由硅硼钙石充填，次圆–长条状–薄层状，多数沿玄武质熔结凝灰岩层面呈薄层状分布，部分沿碎屑分布方向断续定向分布。硅硼钙石(12%)，半自形柱状、放射状，d = 0.1~2.0 mm；方解石(5%)，他形变晶粒状，d = 0.03~1.0 mm，多数d = 0.2~1.0 mm；石英(4%)，他形变晶粒状，d = 0.05~0.8 mm，多数d = 0.2~0.8 mm。火山碎屑间由玄武质熔浆充填胶结。火山碎屑间以压结为主。 根据上石炭统柳树沟组二段岩性特征(图2)及研究区地质特征，上石炭统柳树沟组二段至少存在4个喷发旋回，第一个喷发旋回岩性为玄武质熔结凝灰岩，上部沉积一薄层钙质硅质岩；第二个喷发旋回岩性自下而上分别为硼矿化玄武质熔结凝灰岩、玄武质熔结凝灰岩、硼矿化玄武质熔结含火山角砾凝灰岩、玄武质熔结凝灰岩，局部见硼矿(化)体，上部沉积一薄层粉微晶灰岩；第三个喷发旋回岩性为玄武质熔结火山角砾岩，局部见硼矿(化)体，上部沉积一薄层含硼含砂灰岩；第四个喷发旋回岩性为玄武质熔结凝灰岩、伊丁石化橄榄玄武岩，局部见硼矿(化)体，上部沉积一薄层钙质内碎屑硅质岩。其中硼矿化主要发育在第二、三、四个喷发旋回。 ③ 祁家沟组(C 2 q) 总体上呈近东西向带状展布，地层厚度大于791.31米，岩性组合为灰黑色粉砂岩–灰色灰岩，与柳树沟组二段呈整合接触。 3.2. 研究区构造 研究区断裂构造主要为北西向、近东西向断层，次为北东向断层(图1)。 研究区褶皱构造发育，褶皱方位总体呈近东西向展布，主要位于喀拉玉孜果勒向斜的南翼，该向斜延伸长大于14千米，总体呈285º方向展布，北翼倾向210˚~190˚∠15˚~40˚，南翼倾向10˚~30˚∠15˚~50˚，核部地层为晚石炭世祁家沟组、奥尔吐组柳树沟组二段，两翼地层为柳树沟组二段(图1)。 另外喀拉玉孜果勒向斜内还发育一些次级褶皱构造，主要有西西尔塔克背、向斜，空间组合形式为“一背二向”的褶皱构造。其中背斜轴面弯曲，总体呈310˚方向展布，研究区内延伸约1 km，中部和两翼层间小褶皱发育，并被后期北西向和北东向断裂所破坏，核部及两翼地层均为晚石炭世柳树沟组二段，北翼倾向40˚~350˚∠15˚~40˚，南翼200˚~230˚∠40˚~80˚。 3.3. 研究区火山岩 3.3.1. 岩石学特征 研究区火山岩主要以上石炭统火山活动为主，上石炭统柳树沟组一段岩性主要为安山岩、蚀变玄武岩等，上石炭统柳树沟组二段岩性主要为玄武质熔结凝灰岩、硼矿化玄武质熔结凝灰岩、硼矿化玄武质熔结含火山角砾凝灰岩、玄武质熔结火山角砾岩、伊丁石化橄榄玄武岩等。 3.3.2. 主量元素特征 从表1的分析结果可以看出：硼矿化玄武质熔结凝灰岩中的SiO 2 含量40.89%~44.61%，平均42.85%，CaO 11.93%~14.88%，平均14.16%。SiO 2 含量较低，含量均低于45%，CaO和烧失量普遍较高，应是岩石气孔及裂隙内充填硅硼钙石、方解石等所致。 Table 1 Chemical total analysis result 样品编号 检测结果(%) 岩性 SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 FeO CaO MgO P 2 O 5 K 2 O Na 2 O TiO 2 MnO H 2 O LOS Total HQ1 硼矿化玄武质熔结凝灰岩 42.54 6.89 11.36 3.11 12.31 4.33 0.233 1.63 5.49 2.45 0.092 0.936 6.43 97.801 HQ3 40.89 6.01 10.18 2.69 14.88 4.68 0.392 1.32 5.37 1.59 0.112 0.926 9.9 98.94 HQ5 42.71 7.43 10.13 3.59 14.84 4.49 0.376 0.93 4.86 1.68 0.115 0.588 6.88 98.619 HQ6 42.80 7.34 8.62 2.38 15.7 3.18 0.232 1.75 5.46 1.17 0.07 0.941 8.6 98.243 HQ7 44.61 6.29 8.95 3.96 15.32 3.97 0.138 0.669 4.36 1.46 0.102 0.42 6.04 96.289 HQ8 43.53 7.38 10.62 4.85 11.93 5.03 0.194 1.55 5.23 1.41 0.119 0.468 5.8 98.111 平均 42.85 6.89 9.98 3.43 14.16 4.28 0.261 1.31 5.13 1.63 0.10 0.71 7.28 98.011 表1. 化学全分析结果表 3.3.3. 稀土与微量元素特征 从表2可以看出研究区石炭系柳树沟组玄武岩，SR跨度较小，为75.67~80.22 × 10 −6 ，；LR/HR = 1.16~1.21，(La/Yb) N = 1.70~1.82，轻、重稀土分异不明显；δEu = 1.07~1.13，为铕正异常型；(La/Sm) N = 1.05~1.08，比值较小，相对于重稀土，轻稀土轻度富集；(Sm/Nd) N = 0.83~0.85，反映深源特征。稀土元素曲线斜率总体较小，近于平坦型(图3)，反映轻、重稀土分馏均不明显。此类稀土元素配分曲线型式与大陆裂谷玄武岩稀土配分型式极为相似，表明本旋回火山岩具有深源特点 [ 12 ]。 图3. 石炭系火山岩稀土元素球粒陨石标准配分图(标准化数据来自Evensen et al.， 1978) Table 2 Analysis results of rare earth elements (WB/10−6) [ 17 ] (Analysis data according to Liu Liang et al.， 2020 样号 岩性 La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm LSG-38 玄 武 岩 8.32 21.43 3.66 17.83 4.81 1.66 4.21 0.93 5.32 1.06 2.89 0.54 LSG-39 8.68 22.41 3.84 18.47 5.07 1.69 4.42 0.97 5.87 1.16 3.10 0.56 LSG-40 8.04 21.33 3.68 17.75 4.77 1.69 4.18 0.92 5.39 1.10 2.84 0.47 样号 岩性 Yb Lu Y ΣR LR HR LR/HR (La/Sm) N (Sm/Nd) N (La/Yb) N δCe δEu LSG-38 玄 武 岩 3.11 0.43 29.31 76.20 57.71 47.80 1.21 1.08 0.83 1.82 0.94 1.10 LSG-39 3.47 0.51 31.73 80.22 60.16 51.79 1.16 1.07 0.85 1.70 0.95 1.07 LSG-40 3.07 0.44 28.77 75.67 57.26 47.18 1.21 1.05 0.83 1.78 0.96 1.13 表2. 稀土元素分析结果表(W B /10 −6 ) [ 17 ] (分析数据来自刘亮等，2020) 石炭系柳树沟组玄武岩微量元素以富集Ba、Rb等大离子亲石元素和不相容元素(P、k)，相对亏损Ti、Ta、Nb等高场强元素和不相容元素(U、Th)为特征 [ 12 ]。 3.3.4. 岩石地球化学特征 在岩石地球化学剖面上按照40 m点距采集了样品，从地球化学剖面图(图4)上可以看出，研究区内B、Cu等元素异常特征基本一致，硼元素异常特征与柳树沟组二段分布范围一致，充分显示该期火山岩富含硼的特征 [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]。 图4. 西西尔塔克硼矿岩石地球化学剖面图