李永軍 佟麗莉 王祚鵬 李衛(wèi)東 郭文杰 李甘雨 楊高學(xué), 2

1.長安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，西安 7100542.自然資源部巖漿作用成礦與找礦重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 7100543.新疆國土資源廳，烏魯木齊 8300024.新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第九地質(zhì)大隊(duì)，烏魯木齊 8300005.河北地質(zhì)大學(xué)，石家莊 050031

伊寧地塊是天山造山帶的重要組成單元，它南接塔里木板塊，北鄰準(zhǔn)噶爾-哈薩克斯坦板塊(圖1)。石炭紀(jì)火山巖極為發(fā)育，是伊寧地塊中最具有代表性的建造，記錄了伊寧地塊獨(dú)特而復(fù)雜的形成與發(fā)展演化史，及其與南、北兩大板塊的匯聚史。

國內(nèi)外學(xué)者在對(duì)伊寧地塊地質(zhì)研究中，爭議最多、最久、最大的科學(xué)問題，諸如：晚古生代有無洋盆？如有洋盆，何時(shí)關(guān)閉？以何種方式關(guān)閉？早、晚石炭世兩套火山巖有無顯著差異？等等，這些重要問題皆與火山巖有關(guān)(張國偉等，1999；夏林圻等，2004；朱永峰等，2005，2006；Wangetal., 2007a, b, 2020a; Zhuetal., 2009；李永軍等，2010a，2010c，2017; 張作衡等，2012)，其中最為值得解剖和回答的關(guān)鍵問題當(dāng)屬伊寧地塊是之前一貫認(rèn)為的“均勻地塊”或“均一地塊”嗎？

伊寧地塊之前的主要綜合性研究專著、公開出版的區(qū)域性地質(zhì)圖，如：中國天山及鄰區(qū)1:100萬地質(zhì)圖(王洪亮等，2007)、中國新疆及中亞鄰區(qū)1:150萬地質(zhì)礦產(chǎn)圖(李寶強(qiáng)等，2014)、中華人民共和國地質(zhì)圖(1:150萬)·西北(李智佩等，2017)、新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)志(新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局，1993)，以及已發(fā)表的眾多論文，這些研究大都籠統(tǒng)地表述伊寧地塊的組成、時(shí)代、演化，以及其與相鄰構(gòu)造帶的關(guān)系等，但未見地塊內(nèi)部是否可分次級(jí)構(gòu)造單元之論述。概言之，這些成果總體認(rèn)為伊寧地塊內(nèi)部基底組成相近，石炭系等主要地質(zhì)體建造在組成上無明顯差異，其地質(zhì)時(shí)代基本一致，塊體內(nèi)部無區(qū)域性重大斷裂割裂塊體，因而其整體是同步經(jīng)歷了復(fù)雜發(fā)展與演化的，即可以理解為前人觀點(diǎn)認(rèn)為伊寧地塊是一個(gè)相對(duì)“均勻地塊”或“均一地塊”，故而沒有對(duì)伊寧地塊內(nèi)部次級(jí)構(gòu)造帶的進(jìn)一步劃分與論述。本文圍繞伊寧地塊可否再細(xì)分出次級(jí)構(gòu)造單元這一地質(zhì)重大問題，以新近獲得的火山巖漿作用成果為證而進(jìn)一步討論。

1 伊寧地塊構(gòu)造單元?jiǎng)澐旨捌渲饕ㄔ焯卣?/h2>

1.1 伊寧地塊內(nèi)部次級(jí)構(gòu)造單元?jiǎng)澐?/h3>

伊寧地塊是位于中國境內(nèi)新疆天山山脈最西段的一個(gè)獨(dú)特的構(gòu)造帶(李永軍等，2017)，西鄰哈薩克斯坦共和國和吉爾吉斯斯坦共和國，東緣達(dá)河源峰之西(接近東經(jīng) 86°00′)，是一個(gè)被北界NWW向博羅科努斷裂(BF)和南界NEE向那拉提北緣斷裂(NNF)圍限的近三角形區(qū)域(圖1)。

圖1 中亞造山帶構(gòu)造位置示意圖(a，據(jù)Jahn et al., 2000)和伊寧地塊地質(zhì)圖(b)、構(gòu)造單元?jiǎng)澐謭D(c)、布格重力異常圖(d)及航磁異常圖(e)NTF-北天山斷裂；BF-博羅科努斷裂；KRF-喀什河斷裂；NN(S)F-那拉提北/南緣斷裂；W-TF-烏孫山-塔勒得斷裂；Y-KF-于西陶-庫勒斷裂；Z-KF-昭蘇-喀拉峻斷裂；YTZ-依連哈比爾尕構(gòu)造帶；BTZ-博羅科努古生代島弧帶；NTT-那拉提早古生代島弧帶；NMT-塔里木板塊北緣Fig.1 Schematic map of tectonic location of Central Asia Orogenic Belt (a, after Jahn et al., 2000) and geological structure (b), tectonic unit division (c), Bouguer gravity (d) and Aeromagnetic anomalous (e) maps of Yining BlockNTF-North Tianshan Fault; BF-Boluokenu Fault; KRF-Kashi River Fault; NN(S)F-Northern/Southern Margin of Nalati Fault; W-TF-Wusunshan-Talede Fault; Y-KF-Yuxitao-Kule Fault; Z-KF-Zhaosu-Kalajun Fault; YTZ-Yilianhabierga Tectonic Zone; BTZ-Boluokenu Paleozoic Island-arc Zone; NTT-Nalati Early Paleozoic Island-arc Zone; NMT-Northern Margin of Tarim Plate

鑒別地塊是否均一，主要取決于地塊內(nèi)部是否具有顯著可分的沉積建造史和構(gòu)造演化史。依據(jù)地塊內(nèi)部區(qū)域性斷裂的規(guī)模與深部地球物理信息的吻合程度，基底組成及其變質(zhì)作用差異程度，晚古生代火山巖漿作用(包括侵入巖類)所示的構(gòu)造背景信息，顯著有別的早、晚石炭世古生物地理分區(qū)及其構(gòu)造變形樣式等等，本文將伊寧地塊劃分為南、北兩大構(gòu)造帶。并依據(jù)各構(gòu)造帶內(nèi)部火山巖及其共生建造組合的差異性、再細(xì)分出若干個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元。烏孫山-塔勒得近東西向斷裂(W-TF)是分割南、北兩大次級(jí)構(gòu)造帶的區(qū)域性深大斷裂(圖1b, c)，南構(gòu)造帶發(fā)育古生代及更老變質(zhì)基底，蓋層建造主要時(shí)代為晚泥盆世-早石炭世，由喀拉峻島弧帶和阿騰套弧后伸展盆地構(gòu)成(Wangetal., 2018, 2020a, b; 李永軍等，2018)，北構(gòu)造帶未見古生代及更老地層，主要建造為早石炭世中晚期弧-盆火山巖組合，可再細(xì)分出早石炭世阿吾拉勒疊加島弧帶、特克斯-新源弧前盆地(弧之南)、清水河-蘇布臺(tái)弧后盆地-扇三角洲(弧之北)構(gòu)成，并且進(jìn)入晚石炭世，南、北次級(jí)構(gòu)造帶上的沉積作用、巖漿作用均有顯著不同。因而，兩大次級(jí)構(gòu)造帶表現(xiàn)出不同的沉積史和構(gòu)造演化史。

區(qū)域地層分布特征及巖石變形變質(zhì)程度表明，伊寧地塊南、北邊界均為巖石圈斷裂，而地塊內(nèi)部的各構(gòu)造單元間均被區(qū)域性大斷裂圍限，從北到南可依次為博羅科努斷裂(BF)、喀什河斷裂(KRF)、于西陶-庫勒斷裂(Y-KF)、烏孫山-塔勒得斷裂(W-TF)、昭蘇-喀拉峻斷裂(Z-KF)和那拉提北緣斷裂(NNF)。這些斷裂帶的分布與區(qū)域重力、航磁異常特征相吻合(圖1d, e)。在重力異常梯度帶上，伊寧地塊明顯有別于毗鄰兩側(cè)構(gòu)造帶，因而是一個(gè)獨(dú)立的負(fù)異常區(qū)，具有西北部布格重力值低且梯度緩、東南部高且密集的特征，異常線為NWW-SEE向，與區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造線的展布基本一致。同樣，航磁異常顯示地塊內(nèi)的航磁異常呈現(xiàn)低-高-低相間分布特點(diǎn)，與前述布格重力異常圖有較好的對(duì)應(yīng)性。

1.2 伊寧地塊各構(gòu)造單元的前泥盆紀(jì)主要地質(zhì)構(gòu)造特征

1.2.1 前泥盆紀(jì)地層產(chǎn)出與分布

伊寧地塊內(nèi)部的前泥盆紀(jì)地層僅出露于南構(gòu)造帶南部的大哈拉-喀拉峻島弧帶(圖1；李永軍等，2020)。

古元古代木扎爾特巖群(Pt1M)：主要有淺灰-淺灰綠色-深灰色花崗片麻巖、黑云斜長片麻巖、綠泥石片巖、石英片巖、二云母片巖等，地層時(shí)代1900Ma(魏永峰等，2010)。長城紀(jì)阿克蘇巖群(ChA)：主要有淺灰-淺灰綠色白云鈉長石英片巖、綠泥鈉長石英片巖、堇青石黑云母石英片巖、藍(lán)閃綠泥鈉長石片巖、石榴綠泥白云石英片巖、二云石英片巖、白云石英片巖等，其間不均勻夾有變火山巖、大理巖等，原巖主體為一套深海相火山碎屑巖-復(fù)理石雜砂巖建造。薊縣紀(jì)科克蘇群(JxK)：以碳酸鹽巖為主夾少量碎屑巖，含疊層石。青白口紀(jì)庫什臺(tái)群(QbK)：以白云巖、灰?guī)r、大理巖、硅質(zhì)巖為主，夾硅質(zhì)灰?guī)r及粉砂巖。

這些地層分布不連續(xù)，多呈斷塊狀產(chǎn)出，總體是一套副變質(zhì)陸殼表殼巖組合。

1.2.2 前泥盆紀(jì)侵入巖產(chǎn)出與分布

前泥盆紀(jì)侵入巖無一例外僅分布于前述副變質(zhì)地層分布區(qū)，且主要集中于喀拉峻島弧帶(圖2)。

圖2 伊寧地塊前石炭紀(jì)侵入巖分布圖斷裂及構(gòu)造單元縮寫同圖1Fig.2 Distribution map of pre-Carboniferous intrusive rocks in Yining Block Abbreviations of faults and tectonic zones are same as Fig.1

公開報(bào)道的巖體有新元古代特克斯片麻狀、眼球狀花崗巖(962～889Ma)(Xiongetal., 2019; Zhuetal., 2019)、新元古代達(dá)根別里二長花崗巖(942.5±2.6Ma)(李婷等，2015)、寒武紀(jì)夏塔角閃輝長巖(523.5±5.7Ma)(李平，2011)和森木塔斯黑云母花崗閃長巖(494.2±5.8Ma)(李平，2011)、早奧陶世夏特閃長巖(470±12Ma)(Qianetal., 2009)、早志留世洽布河似斑狀黑云母二長花崗巖等(436Ma)(朱志新等，2006)及一系列晚志留世巖體(429～420Ma)(李平，2011)。這些巖體均經(jīng)歷了不同程度的變質(zhì)與變形。

侵入巖巖石地球化學(xué)顯示，新元古代花崗巖是Rodinia超大陸匯聚事件在本區(qū)的響應(yīng)(李婷等，2015)，寒武紀(jì)侵入巖屬準(zhǔn)鋁質(zhì)鈣堿性I型，奧陶紀(jì)侵入巖具有埃達(dá)克巖地球化學(xué)特征，志留紀(jì)侵入巖多為鈣堿性酸性I型。這些前泥盆紀(jì)巖體的鋯石εHf(t)多為正值，且多數(shù)接近于鋯石形成年齡時(shí)虧損地幔的理論εHf(t)值，指示巖體源區(qū)是由虧損地幔形成的新生地殼部分熔融形成，即前泥盆紀(jì)副變質(zhì)地層是這些巖體的源巖(李永軍等，2020)。

2 伊寧地塊各構(gòu)造單元石炭紀(jì)火山-沉積建造

2.1 石炭紀(jì)火山-沉積建造分布與建造序列

石炭系是伊寧地塊的最關(guān)鍵地層(李永軍等，2010c，2018，2020；Lietal., 2018)，建造序列由下至上依次為：晚泥盆世-早石炭世大哈拉軍山組火山巖→早石炭世阿克沙克組碎屑巖+碳酸鹽巖→(區(qū)域性角度不整合)晚石炭世伊什基里克組雙峰式火山巖→晚石炭世東圖津河組及科古琴山組陸內(nèi)碎屑巖建造(李永軍等，2008a，2009a，b；圖1b)。

2.1.1 大哈拉軍山組火山巖的產(chǎn)出與分布

大哈拉軍山組火山巖在伊寧地塊出露面積最廣，巖石類型以安山質(zhì)為主，多呈厚層狀產(chǎn)出，其次是英安巖和流紋巖，玄武巖分布不均且南構(gòu)造帶南緣和北構(gòu)造帶東部產(chǎn)出相對(duì)比例較高?；鹕綆r厚度在北構(gòu)造帶整體大于南構(gòu)造帶，而北構(gòu)造帶島弧帶厚度遠(yuǎn)大于弧后盆地和弧前盆地，并且總體顯示西厚東薄。另外，火山巖具有多期次、旋回性、多韻律、裂隙式噴發(fā)的特征，且南、北兩個(gè)構(gòu)造帶的火山噴發(fā)強(qiáng)度、規(guī)模、火山噴發(fā)旋回?cái)?shù)量有較大差別。如北構(gòu)造帶，由東向西熔巖比例逐漸增多，火山碎屑巖比例逐漸減少，顯示東部爆發(fā)強(qiáng)度明顯大于西部且北構(gòu)造帶火山碎屑巖相對(duì)比例明顯高于南構(gòu)造帶。

大哈拉軍山組火山巖按其地質(zhì)時(shí)代和產(chǎn)出與空間分布規(guī)律，可分出南、北兩個(gè)顯著差異的火山巖帶(圖1)。

南帶晚泥盆世-早石炭世早期火山巖：僅分布于昭蘇-特克斯-鞏留南的喀拉峻一帶，火山巖漿事件始于晚泥盆世晚期，并且一直持續(xù)到早石炭世早期，高頻火山事件集中于355～350Ma，火山巖最老年齡為368Ma(朱永峰等，2010)，最年輕年齡為336Ma(李甘雨，2017)，區(qū)內(nèi)公開的17個(gè)火山巖同位素年齡平均值為351Ma。

北帶早石炭世中-晚期火山巖：分布于烏孫山-特克斯達(dá)坂-阿吾拉勒及其更北地區(qū)， 火山巖漿事件明顯晚于南構(gòu)造帶，18個(gè)火山巖同位素年齡平均值為340Ma，高頻火山事件集中于345～329Ma(僅有1個(gè)年齡為316.5Ma)(汪幫耀和姜常義，2011；韓瓊等，2015)。

2.1.2 伊什基里克組火山巖的產(chǎn)出與分布

伊什基里克組火山巖廣泛分布于烏孫山-塔勒得(W-TF)區(qū)域性大斷裂之北，雙峰式特征顯著；在該斷裂帶之南僅在阿騰套山及烏孫山-塔勒得斷裂帶附近產(chǎn)出，分布極有限，厚度不足百米。

伊什基里克組火山巖漿事件高峰期較為集中(305～302Ma)，各產(chǎn)出地的同位素年齡極為相近，最老年齡為319Ma，最年輕年齡為299Ma(李甘雨，2017)，18個(gè)樣品平均年齡值為309Ma，峰值年齡為302Ma。

上述表明，伊寧地塊在鄯善運(yùn)動(dòng)(早-晚石炭世)之前的火山巖漿事件明顯存在南早北晚差異，大致以區(qū)內(nèi)近東西向的烏孫山-塔勒得(W-TF)區(qū)域性大斷裂帶為界。而鄯善運(yùn)動(dòng)之后，南、北構(gòu)造帶進(jìn)入了統(tǒng)一構(gòu)造巖漿演化階段，巖漿活動(dòng)峰值相對(duì)集中。

2.2 早石炭世阿克沙克組的產(chǎn)出與分布

阿克沙克組海相碎屑巖-碳酸鹽巖建造，極好地分隔了大哈拉軍山組與伊什基里克組兩組火山巖(李永軍等，2009b，2017)。

北構(gòu)造帶弧前盆地阿克沙克組以含深水相硅質(zhì)條帶灰?guī)r為主，未發(fā)現(xiàn)完整的淺海相化石，主要分布于伊什基里克山南一帶。這些能干性強(qiáng)的硅質(zhì)條帶與灰?guī)r一起經(jīng)歷了復(fù)雜的塑性流變和揉皺，這些復(fù)雜形變是在本組未完全脫水和壓實(shí)成巖過程之前，經(jīng)受強(qiáng)烈的水平擠壓作用而成；在該區(qū)域曾經(jīng)出現(xiàn)過短暫的弧前洋盆，但由于塔里木板塊的快速向北移動(dòng)而導(dǎo)致緊急關(guān)閉(鄯善運(yùn)動(dòng))，因而才有了前述現(xiàn)象。正是由于本次快速匯聚而無埋深變質(zhì)作用和區(qū)域構(gòu)造帶的出現(xiàn)，因此強(qiáng)變形弱變質(zhì)是本區(qū)沉積一個(gè)極為重要的特色。

北構(gòu)造帶阿吾拉勒疊加島弧帶的阿克沙克組除了發(fā)育正常沉積的碎屑巖、生物碎屑灰?guī)r等建造，淺水相腕足、珊瑚、苔蘚蟲、菊石等化石豐富，另有風(fēng)暴巖產(chǎn)出，表明伊寧地塊在當(dāng)時(shí)處于溫?zé)釟夂驇?李永軍等，2009a)。

北構(gòu)造帶清水河-蘇布臺(tái)弧后盆地的阿克沙克組主要以粗碎屑巖為主，含少量碳酸鹽巖沉積，海相與陸相化石混生，屬活動(dòng)陸緣扇三角洲相沉積(李永軍等，2009c，2010b)。

南構(gòu)造帶阿克沙克組在大哈拉-喀拉峻島弧帶以生物(碎屑)灰?guī)r、砂礫巖為主，有孔蟲、海百合莖、珊瑚等化石豐富。

阿騰套弧后盆地建造類似于北構(gòu)造帶弧前盆地，兩者空間上緊密共生，既有較深水相硅質(zhì)條帶灰?guī)r，也有分選較好的中-細(xì)砂級(jí)陸源碎屑巖和生物碎屑灰?guī)r。

總之，各次級(jí)構(gòu)造帶的阿克沙克組，無論是巖石組合還是巖相學(xué)特征，均很好地印證了各構(gòu)造相的分布與空間構(gòu)造配置關(guān)系。

3 伊寧地塊南北兩帶石炭紀(jì)火山巖地球化學(xué)特征

3.1 早石炭世大哈拉軍山組火山巖

大哈拉軍山組玄武巖類、安山巖類和流紋巖類齊全。各主要巖類的主、微量元素分析值及相關(guān)參數(shù)平均值統(tǒng)計(jì)如表1、表2、表3所示，詳細(xì)數(shù)據(jù)見后續(xù)出版的《伊寧地塊石炭紀(jì)火山巖》專著(李永軍等，預(yù)計(jì)2020年10月由地質(zhì)出版社出版)。

表1 伊寧地塊大哈拉軍山組玄武巖類地球化學(xué)參數(shù)均值統(tǒng)計(jì)表

表2 伊寧地塊大哈拉軍山組安山巖類地球化學(xué)參數(shù)均值統(tǒng)計(jì)表

表3 伊寧地塊大哈拉軍山組流紋巖類地球化學(xué)參數(shù)均值統(tǒng)計(jì)表

3.1.1 玄武巖類地球化學(xué)特征

玄武巖僅在北構(gòu)造帶弧前帶見有堿性玄武巖產(chǎn)出，部分玄武巖顯示與洋島、MORB玄武巖相似(Sun and McDonough, 1989)，地球化學(xué)投圖有向MORB靠攏的趨勢，這些樣品中較為普遍的特征是K2O+Na2O明顯較高，稀土元素及Sr、Ba、Zr、Hf等親石元素相對(duì)含量相對(duì)增高，故可能是受地殼混染作用引起的，其它構(gòu)造帶均為鈣堿性島弧玄武巖類(圖3)。北構(gòu)造帶弧前堿性玄武巖，在地球化學(xué)特征上總體有別于區(qū)內(nèi)其它構(gòu)造帶的玄武巖類，究竟是洋島堿性玄武巖類，或是鈣堿性弧玄武巖被洋島堿性玄武巖強(qiáng)烈混染了，這一怪象有待今后細(xì)究。該堿性玄武巖中常見單斜輝石和斜方輝石，高稀土總量(圖4)、高TiO2，里特曼指數(shù)(δ)平均值全區(qū)也最高，達(dá)5.32，而Mg#在全區(qū)玄武巖中最低，僅為48.3。(K2O+Na2O)、Na2O/K2O、Th/Nb也是全區(qū)玄武巖中最低者。這與全區(qū)其它構(gòu)造帶玄武巖有顯著差異性，表明北構(gòu)造帶弧前玄武巖成因與島弧區(qū)、弧后區(qū)有顯著不同。另外，南構(gòu)造帶阿騰套弧后盆地玄武巖類TiO2含量異常高的樣品，往往伴隨著較高的Fe2O3T含量(如樣品中TiO2含量大于2.5%者，其對(duì)應(yīng)的Fe2O3T含量大于13%，反之則基本小于13%)，與典型的Fe-Ti玄武巖極為類似(Xuetal., 2001；Zhangetal., 2012)。同時(shí)，僅有該構(gòu)造帶上的玄武巖相對(duì)富K2O貧Na2O，K2O/Na2O比值大于1(K2O/Na2O=2.38)，這些信息預(yù)示該帶部分玄武巖可能形成于拉張環(huán)境。Na2O/K2O比值除在阿騰套弧后盆地玄武巖中小于1外，其它各構(gòu)造帶的Na2O/K2O均大于1，顯示鈉質(zhì)太平洋型玄武巖特色，Na2O/K2O比值總體在北構(gòu)造帶顯著高于南構(gòu)造帶。除南構(gòu)造帶阿騰套弧后盆地和北構(gòu)造帶弧前帶的玄武巖δ大于3.3外，其余各構(gòu)造帶的δ均小于3.3， 平均值小于2.0，鈣堿性特色明顯，相關(guān)圖解極好的印證了這些參數(shù)(圖3)。

圖3 伊寧地塊大哈拉軍山組火山巖巖石地球化學(xué)圖解(I)左列-TAS圖(底圖據(jù)Bas et al., 1986)；中列-AFM圖(底圖據(jù)Irvine and Baragar, 1971)；右列-Hf/3-Th-Ta圖(底圖據(jù)Wood, 1980)Fig.3 Geochemical diagrams of volcanic rocks of Dahalajunshan Formation in Yining Block (I)Left column-TAS diagram (after Bas et al., 1986); middle column-AFM diagram (after Irvine and Baragar, 1971); right column-Hf/3-Th-Ta diagram (after Wood, 1980)

圖4 伊寧地塊大哈拉軍山組火山巖巖石地球化學(xué)圖解(II)左列-球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖；中列-原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化多元素蛛網(wǎng)圖；右列-Th/Yb-Nb/Yb圖(底圖據(jù)Pearce, 2008). 球粒隕石及原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化值來自Sun and McDonough (1989).圖例同圖3Fig.4 Geochemical diagrams of volcanic rocks of Dahalajunshan Formation in Yining Block (II)Left column-chondrite-normalized REE patterns; middle column-primitive mantle-normalized spidergram; right column-Th/Yb-Nb/Yb diagram (after Pearce, 2008)). Normalizing values from Sun and McDonough (1989). symbols as Fig.3

3.1.2 安山巖類地球化學(xué)特征

安山巖在全區(qū)分布最廣，樣品數(shù)量占本次統(tǒng)計(jì)3類火山巖樣品數(shù)的50.4%，主要地球化學(xué)參數(shù)統(tǒng)計(jì)見表2。全區(qū)安山巖SiO2含量平均值55.00%～58.07%，Al2O3含量平均值15.76%～18.44%，屬高鋁質(zhì)。與玄武巖類遙相呼應(yīng)的是，北構(gòu)造帶弧前帶安山巖中也出現(xiàn)了部分具有堿性特色的安山巖類，5件樣品δ均值為4.25，表明其與堿性玄武巖演化密切相關(guān)。除此之外，其它構(gòu)造帶的安山巖均為鈣堿性系列，δ均小于4.0，平均小于2.3。TiO2含量也與前述玄武巖類中所示信息有呼應(yīng)性，如在北構(gòu)造帶弧前帶明顯高于其它各構(gòu)造帶，鈣堿性安山巖和堿性安山巖中均值分別為1.26%和1.47%，另外，北構(gòu)造帶島弧帶西部TiO2含量21件樣品均值達(dá)1.40%，其它各構(gòu)造帶TiO2含量均值≤1.20%，全區(qū)總平均小于1.0%。此外，北構(gòu)造帶弧前帶安山巖中的Mg#、Th/Ta、Th/Nb值也是明顯低于其它構(gòu)造帶。

除前述堿性特色的安山巖外，TiO2含量總體上南構(gòu)造帶高于北構(gòu)造帶，而北構(gòu)造帶島弧帶西部顯著高于東島弧帶?？鄢@些構(gòu)造帶之外的所剩安山巖TiO2含量平均0.95，與島弧火山巖TiO2含量接近(平均值0.8%)。全區(qū)Na2O/K2O值均大于1，鈣堿性安山巖占主體，存在顯著的富集LILE和HFSE的虧損(圖4)，總體特征與弧火山巖一致(Pearce and Peate, 1995)。

3.1.3 流紋巖類地球化學(xué)特征

流紋巖類多出露于南構(gòu)造帶和北構(gòu)造帶西部，主要地球化學(xué)參數(shù)統(tǒng)計(jì)見表3。全區(qū)流紋巖樣品具有高Si(SiO2含量均值63.85%～72.14%，平均71.91%)、低Ti(TiO2含量均值0.33%～0.60%(僅有北構(gòu)造帶西部3件樣品均值0.89%))的特征?？傮w而言，TiO2含量具有西高東低和北高南低趨勢。無論在南構(gòu)造帶還是在北構(gòu)造帶，島弧帶Mg#值均明顯高于弧后盆地。南構(gòu)造帶樣品的K2O+Na2O高于北構(gòu)造帶，北構(gòu)造帶各帶均值較為接近。除北構(gòu)造帶8件樣品的Na2O/K2O比值為0.99外，其它構(gòu)造帶Na2O/K2O比值均值全部大于1，顯示出相對(duì)富Na2O而貧K2O特征。

里特曼指數(shù)(SiO2大于70%者用堿度率AR)均小于4。北構(gòu)造帶單樣里特曼指數(shù)(δ/AR)大于3.3者極少見，鈣堿性特色明顯，這些參數(shù)和相關(guān)圖解(圖3)均表明弧火山巖地球化學(xué)特征占主導(dǎo)地位。南構(gòu)造帶阿騰套山一帶流紋巖總體顯示堿性系列，為典型的A型花崗質(zhì)巖漿，是弧后拉張盆地產(chǎn)物(Wangetal., 2018; 李永軍等，2018)。

另外，阿騰套山一帶發(fā)育贊岐質(zhì)高鎂安山巖(Wangetal., 2020a)，被認(rèn)為是受俯沖板片熔體所交代的地幔楔部分熔融的產(chǎn)物；與其共生的玄武巖與球泡流紋巖組合的雙峰式火山巖(Wangetal., 2018；李永軍等，2018)，是弧后伸展盆地的典型組分。這些特殊巖石組合表明阿騰套弧后盆地在該時(shí)期受控于一個(gè)特殊的地球動(dòng)力學(xué)體制(Wangetal., 2020a, b)。此外，烏孫山富Nb玄武巖與埃達(dá)克巖共生(李永軍等，2008b；李甘雨，2017)，均是與俯沖作用有關(guān)的直接證據(jù)。

南構(gòu)造帶火山巖以鈣堿性火山巖為主，在阿騰套弧后伸展盆地可見較多的堿性火山巖樣品(Wangetal., 2018)；北構(gòu)造帶相對(duì)出現(xiàn)一定數(shù)量的堿性火山巖樣品，且以北構(gòu)造帶弧前盆地產(chǎn)出比例最高，次為北構(gòu)造帶島弧帶西部。

除南構(gòu)造帶弧后盆地流紋巖顯著高K2O外，整體南構(gòu)造帶火山巖屬中鉀鈣堿性系列巖石，而北構(gòu)造帶則整體明顯較南構(gòu)造帶相對(duì)高K2O，并且北構(gòu)造帶有西部K2O相對(duì)高于東部之趨勢。

南、北構(gòu)造帶玄武巖類與安山巖類的稀土配分曲線具有較好的諧和性和演化一致性，總體表現(xiàn)為較平坦的右傾單斜狀配分模式，但流紋巖類確有較為明顯的“V”型谷，尤以北構(gòu)造帶弧前盆地和南構(gòu)造帶的弧后盆地結(jié)合部位流紋巖更甚(圖4)。稀土元素總量也表現(xiàn)為北構(gòu)造帶總體高于南構(gòu)造帶。另外，北構(gòu)造帶弧前盆地玄武巖表現(xiàn)出明顯的正δEu異常，是此區(qū)富Nb玄武巖的地球化學(xué)響應(yīng)。

兩構(gòu)造帶無論是玄武巖類、安山巖類，還是流紋巖類，在大離子元素蛛網(wǎng)圖上具有較好的諧和性和一致性，暗示了火山巖類成因的演化性和相關(guān)性(圖4)。并且與弧火山巖類的大離子元素蛛網(wǎng)圖模式極為相似，如表現(xiàn)為明顯的Nb、Ta相對(duì)虧損。相比較而言，北構(gòu)造帶的Nb、Ta相對(duì)虧損且較之南構(gòu)造帶更為顯著。另外，除南構(gòu)造帶島弧帶外，其余4個(gè)構(gòu)造帶均有相對(duì)低Sr、P之特色，并且流紋巖類較之安山巖類和玄武巖類，這一特色更加突出。

在相關(guān)構(gòu)造圖解上，全區(qū)玄武巖類(除北構(gòu)造帶弧前盆地部分樣品落入弧火山巖與洋島玄武巖和大洋高原玄武巖過渡區(qū)外)總體弧火山巖特征顯著(圖3、圖4)。

在最常用的玄武巖類主要構(gòu)造環(huán)境判別圖解上，全區(qū)玄武巖類樣品投點(diǎn)大部分落入鈣堿性弧火山巖環(huán)境中。但差異是，南構(gòu)造帶玄武巖類投點(diǎn)較為集中，而北構(gòu)造帶確有部分樣品落入島弧向大陸火山巖的過渡區(qū)內(nèi)，可能預(yù)示著北構(gòu)造帶由島弧環(huán)境結(jié)束向大陸環(huán)境轉(zhuǎn)化，或是北構(gòu)造帶進(jìn)入島弧演化晚期，隨著島弧向陸緣弧的過渡，玄武巖類受到陸殼混染的強(qiáng)度加大。

南、北構(gòu)造帶中，流紋巖的主要構(gòu)造環(huán)境判別投點(diǎn)均較集中，大多數(shù)形成環(huán)境為弧火山巖構(gòu)造環(huán)境。

綜合以上說明，大哈拉軍山組火山巖在全區(qū)弧火山巖地球化學(xué)特征明顯，且有一定規(guī)律性變化?？傮w而言，南構(gòu)造帶更具有島弧特色，而北構(gòu)造帶具有陸緣弧特色，且自東而西這一特色更為顯著。綜合全部參數(shù)和各圖解，還可表明，火山巖的地球化學(xué)特征印證了各構(gòu)造帶以及構(gòu)造帶內(nèi)部由東而西的差異性，較好地反映了伊寧地塊火山巖的時(shí)、空分布特征和演化規(guī)律。

3.2 晚石炭世伊什基里克組火山巖

伊什基里克組火山巖在露頭尺度均呈現(xiàn)明顯的雙峰式(圖5；李釗，2016；Lietal., 2018;寧文濤等，2019)。基性端元為玄武巖類，酸性端元以流紋巖類為主，局部見英安巖類。玄武巖總體低SiO2，高Al2O3、高(K2O+Na2O)和顯示堿性系列為特色。玄武巖TiO2含量均值(1.30%)低于洋島玄武巖(>2%)而高于島弧火山巖(平均值0.8%)，與洋中脊玄武巖(1.5%)類似(Sun and McDonough, 1989)，輕、重稀土分異不顯著，富集U、K、Pb、Sr，虧損Nb、Ta、P和部分Y；流紋巖類高SiO2、低TiO2，顯示堿性系列，具有明顯的分異特征并且含有明顯的Eu負(fù)異常，富集Rb、K、Th，強(qiáng)烈虧損P、Sr、Ti。

圖5 伊寧地塊伊什基里克組火山巖巖石地球化學(xué)圖解左列-巖石類型圖(底圖據(jù)Bas et al., 1986、Winchester and Floyd, 1977)；中列-球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分圖；右列-原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化多元素蛛網(wǎng)圖；球粒隕石及原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化值來自Sun and McDonough (1989)Fig.5 Geochemical diagrams of volcanic rocks of Yishijilike Formation in Yining Block Left column-discrimination diagram of rock type (after Bas et al., 1986 and Winchester and Floyd, 1977); middle column-chondrite-normalized REE patterns; right column-primitive mantle-normalized spidergram; Normalizing values from Sun and McDonough (1989)

3.3 大哈拉軍山組與伊什基里克組火山巖地球化學(xué)信息綜合對(duì)比

大哈拉軍山組火山巖與弧巖漿作用有關(guān)，南構(gòu)造帶總體親島弧而北構(gòu)造帶親陸緣?。灰潦不锟私M火山巖是板內(nèi)演化產(chǎn)物，與區(qū)域性伸展背景有關(guān)(李永軍等，2020)。

大哈拉軍山組火山巖從基性到酸性(玄武巖→安山巖→英安巖→流紋巖)均有產(chǎn)出，總體屬鈣堿性系列，富Nb島弧玄武巖+埃達(dá)克巖+高鎂安山巖組合產(chǎn)出，結(jié)合Sr-Nd-Hf同位素組成可以確定，整體屬擠壓構(gòu)造體制，僅在阿騰套一帶出現(xiàn)局部弧后伸展環(huán)境(李甘雨，2017；Tongetal., 2018; Wangetal.，2018，2020a，b;李永軍等，2018)。

伊什基里克組火山巖表現(xiàn)為典型的雙峰式特色，玄武巖與流紋巖互層產(chǎn)出且在出露體量上后者遠(yuǎn)大于前者(李釗，2016；Lietal., 2018; 寧文濤等，2019)。玄武巖為堿性系列，具有較高的全堿含量，而流紋巖具有Nb、Ta負(fù)異常，Sr、P、Ti強(qiáng)烈虧損，輕稀土明顯富集而重稀土虧損顯著，且有基本一致的強(qiáng)負(fù)Eu異常，具有A型花崗巖地球化學(xué)特征。據(jù)此認(rèn)定，流紋巖與玄武巖為非同源巖漿產(chǎn)物。這些地球化學(xué)特征與造山后伸展環(huán)境下產(chǎn)生的雙峰式火山巖極為相似(Chungetal., 2005; Lietal., 2008)，是板內(nèi)裂谷成因火山巖。

另外，與兩組火山巖共生的同期侵入巖，其地質(zhì)地球化學(xué)特征也極好地印證與吻合了火山巖的地球化學(xué)差異性。

晚泥盆世-早石炭世侵入巖總體呈帶狀分布，多見于南構(gòu)造帶喀拉峻島弧帶及阿騰套弧后盆地，主要為高分異I型花崗巖類，與弧構(gòu)造演化密切有關(guān)(王博等，2007；Gaoetal., 2009; Longetal., 2011; Xuetal., 2013;羅耀清等，2019)。

北構(gòu)造帶僅有阿吾拉勒的闊爾庫巖體(李永軍等，2007a；楊高學(xué)等，2008a，b)和特克斯達(dá)坂北的庫勒薩依埃達(dá)克巖體(李永軍等，2007b，2008b；楊俊泉等，2009)。這一時(shí)期的巖體均與弧構(gòu)造演化有關(guān)(朱志新等，2011)。

與其形成鮮明對(duì)比的是晚石炭世-早二疊世侵入巖，多為堿性巖類，地球化學(xué)特征總體屬A2型，與伊什基里克組密切相關(guān)，形成于造山后伸展構(gòu)造環(huán)境(Lietal., 2018; 李永軍等，2020)。

以上說明，天山洋盆閉合于早、晚石炭世之間的“鄯善運(yùn)動(dòng)”(李永軍等，2010c)。伊寧地塊內(nèi)至今未發(fā)現(xiàn)蛇綠巖，早石炭世化石屬暖水型特提斯型生物區(qū)系，而晚石炭世屬冷水型準(zhǔn)噶爾-興安生物區(qū)系等(李永軍等，2010c)，阿克沙克組中的風(fēng)暴巖指示當(dāng)時(shí)沉積時(shí)盆地可能位于北緯35°之南地帶(李永軍等，2009a)，該組中的硅質(zhì)巖等強(qiáng)能干性巖石不變質(zhì)強(qiáng)塑性變形，這些都暗示伊寧早石炭世的沉積盆地是阿克沙克組剛沉積之后，塔里木板塊“緊急”向北快速推移，沉積層在未脫水狀態(tài)下因洋盆的快速閉合所致，阿克沙克組沉積之后緊接的海盆關(guān)閉，缺乏上覆地層，故難以形成區(qū)域性埋深變質(zhì)作用，這一特殊機(jī)制也難以產(chǎn)生蛇綠巖建造。

早石炭世中-晚期，塔里木板塊快速向北俯沖，短暫發(fā)育了阿吾拉勒島弧及其與之共生的“溝-弧-盆”體系，造就了以大哈拉軍山組為代表的弧巖漿巖；之后形成了阿騰套-伊什基里克山南緣-新源林場南一帶以硅質(zhì)巖為代表的弧前深水沉積，以闊爾庫風(fēng)暴巖為代表的弧后近島弧一側(cè)沉積(李永軍等，2009a)，以尼勒克北于贊北扇三角洲沉積為代表的弧后近大陸一側(cè)沉積(李永軍等，2010b)。

4 結(jié)論

(1)伊寧地塊不是一個(gè)之前一貫認(rèn)為的“均勻地塊”或“均一地塊”，而是以烏孫山-塔勒得近東西向區(qū)域性大斷裂為界，可劃分出南(晚泥盆世-早石炭世早期)、北(早石炭世晚期)兩大“弧-盆”體系，火山巖漿作用為這一新的構(gòu)造單元?jiǎng)澐峙c建立提供了佐證。

(2)南構(gòu)造帶為晚泥盆世-早石炭世喀拉峻島弧帶和其北的阿騰套弧后盆地構(gòu)成，主要發(fā)育于晚泥盆世-早石炭世早期，火山巖同位素年齡峰值為355～350Ma，17個(gè)年齡平均值為351Ma；北構(gòu)造帶可再細(xì)分出早石炭世阿吾拉勒疊加島弧帶及其南側(cè)的特克斯-新源弧前盆地和其北的清水河-蘇布臺(tái)弧后盆地構(gòu)成，主要發(fā)育于早石炭世中-晚期，同位素年齡峰值集中于345～329Ma，18個(gè)火山巖年齡平均值為340Ma。

(3)兩個(gè)“弧-盆”體系以大哈拉軍山組鈣堿性火山巖為主體，共生早石炭世海相阿克沙克組弧前及弧后沉積巖組合。大哈拉軍山組火山巖主體以島弧火山巖為主，見有富Nb玄武巖、高鎂安山巖等，共生埃達(dá)克巖和高分異I型花崗巖等小巖體；在弧后還見有堿性火山巖、堿性球泡流紋巖，共生雙峰式火山巖。不僅大哈拉軍山組火山巖在各構(gòu)造相中顯著有別，而且共生的阿克沙克組在各構(gòu)造相中差異極為顯著。

(4)兩大次級(jí)構(gòu)造帶具有獨(dú)立的基底建造史，差異顯著的盆地沉積史，獨(dú)特的火山巖漿史和構(gòu)造演化史。

(5)鄯善運(yùn)動(dòng)使得南、北兩個(gè)次級(jí)構(gòu)造帶疊加拼貼，構(gòu)成統(tǒng)一的地塊——伊寧地塊，晚石炭世進(jìn)入統(tǒng)一的陸內(nèi)構(gòu)造發(fā)展演化階段，發(fā)育以伊什基里克組堿性雙峰式火山巖為代表的裂谷火山巖漿建造。

致謝感謝劉嘉麒院士、徐義剛院士對(duì)作者團(tuán)隊(duì)在伊寧地塊研究中的關(guān)注和指導(dǎo)，以及與本文通訊作者的討論；感謝中國災(zāi)害防御協(xié)會(huì)火山學(xué)會(huì)樊祺誠、郭正府、史仁燈等研究員多次在火山學(xué)術(shù)研討會(huì)上對(duì)伊寧地塊相關(guān)科學(xué)問題的討論與指教；感謝三位匿名評(píng)審專家對(duì)本文提出了極好的修改意見與建議；感謝在伊寧地塊的地質(zhì)調(diào)查與研究中曾給予我們很多幫助的學(xué)者同仁。