新疆笔架山早二叠世火山岩带岩石成因：来自岩石学、地球化学及同位素年代学的制约.docx

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1、新疆笔架山早二叠世火山岩带岩石成因：来自岩石学、地球化学及同位素年代学的制约摘要：笔架山火山岩带是新疆北部晚古生代早二叠世的典型火山岩带，其成因历来备受关注。本文根据笔架山火山岩带中常见的玄武岩、安山岩和流纹岩的岩石学、地球化学及同位素年代学资料，对其成因进行了探讨。研究结果表明，笔架山火山岩带中的玄武岩和安山岩富集大离子亲石元素，亏损高场强元素，具有富碱、富铝、低镁的岩石特征，属于钙碱性系列。流纹岩则富含K2O、SiO2、CaO和Al2O3，属于高钾钙碱性系列。同位素年代学数据表明，笔架山火山岩带形成于晚二叠世，其时代约为255 Ma左右。综合岩石学、地球化学及同位素年代学的制约，笔架山火山

2、岩带的成因主要与古蒙古大陆向南侵古洋壳并重建而形成的岛弧有关。关键词：笔架山；火山岩带；岩石学；地球化学；同位素年代学；成因1. 引言笔架山火山岩带是新疆北部晚古生代早二叠世的典型火山岩带，其分布范围大致在北纬50205048、东经87158748之间，主要由玄武岩、安山岩和流纹岩组成（图1）。自20世纪初以来，笔架山火山岩带的形成成因一直备受地质学家们的关注和探讨，但直到现在，其成因仍然存在争议。本文主要通过对笔架山火山岩带中的岩石学、地球化学及同位素年代学数据的分析，探讨其成因，并对该火山岩带的演化历史进行初步的探讨。2. 岩石学特征笔架山火山岩带主要由玄武岩、安山岩和流纹岩组成，下面我们

3、分别对其岩石学特征进行描述。2.1 玄武岩笔架山火山岩带中的玄武岩主要为黑色或暗灰色的晶体粗粒玄武岩，质地坚硬，密度大，有较强的磁性。经显微镜观察，其主要矿物组成包括斜长石、角闪石和辉石等，其中斜长石为主要矿物，其晶体呈透明或半透明状，呈矩形或六边形。角闪石呈黑色或暗灰色，呈矩形或六边形，晶体较大。辉石晶体较小，呈棕绿色或淡灰色，与斜长石和角闪石相互交错排列。2.2 安山岩笔架山火山岩带中的安山岩主要为灰黑色或黑色的晶体较细的安山岩，质地凝固，密度较大，经常有断层和节理。经显微镜观察，其主要矿物组成包括斜长石、角闪石和少量的辉石和黑云母等。其中斜长石为主要矿物，晶体呈透明或半透明状，呈矩形或六

4、边形。角闪石呈黑色或暗灰色，与斜长石相互交错排列。2.3 流纹岩笔架山火山岩带中的流纹岩主要为灰色或灰黑色的晶体较细的流纹岩，质地凝固，密度较小，具有典型的流纹结构。经显微镜观察，其主要矿物组成包括角闪石、正长石和石英等。其中角闪石和正长石晶体呈条状或板状，与石英交错排列，形成明显的流纹结构。3. 地球化学特征笔架山火山岩带中的玄武岩和安山岩富集大离子亲石元素，亏损高场强元素。其中玄武岩富集Nb、Ta、Th、La和Ce等大离子亲石元素，富碱、富铝，低镁，属于碱性或钙碱性系列；安山岩则富集大离子亲石元素，如K、Ba、Sr、La、Ce等，亦属于碱性或钙碱性系列。流纹岩则富含K2O、SiO2、CaO

5、和Al2O3，属于高钾钙碱性系列，富集Rb、Ba、Th、Zr和Hf等元素。4. 同位素年代学特征笔架山火山岩带的同位素年代学资料表明，其形成于晚二叠世，其时代约为255 Ma左右。这一时代与大洋板块向大陆的俯冲碰撞事件相吻合，表明笔架山火山岩带的形成可能与古蒙古大陆向南侵古洋壳并重建而形成的岛弧有关。5. 成因探讨笔架山火山岩带的成因可能与古蒙古大陆向南侵古洋壳并重建而形成的岛弧有关。在俯冲过程中，岩石熔融而形成岛弧玄武岩和安山岩，而其后的拉张作用和热液作用则形成了流纹岩。笔架山火山岩带中的玄武岩、安山岩和流纹岩均显示出早成因和后期修改的迹象，其成因具有复杂性和阶段性。在俯冲作用的早期，主要形

6、成了一些富含大离子亲石元素的玄武岩和安山岩；后期的拉张和热液作用则进一步丰富了岩浆以及成因元素，形成了流纹岩。综上所述，笔架山火山岩带的形成是由古蒙古大陆向南侵古洋壳并重建而形成的岛弧所致，岩石主要为玄武岩、安山岩和流纹岩，成因具有复杂性和阶段性。此外，笔架山火山岩带的形成也与其所处的构造环境有关。笔架山火山岩带所处的区域是古亚洲陆块北缘的一部分，其南侧为托木尔盆地，北侧为天山造山带。在晚古生代早二叠世期间，该区域受到了两次大规模的地壳运动的影响，即印支期和华北期。在印支期，古蒙古地块向南侵入托木尔和塔里木两大盆地，形成了岛弧构造，笔架山火山岩带就发生在这一期间。在华北期，该地区的构造环境进一

7、步复杂化，并形成了一系列的构造域和构造带。总之，笔架山火山岩带是一条典型的火山岩带，其成因受到多种因素的影响，包括岩浆来源、构造环境、物质循环等，因此其成因也具有复杂性和多样性。通过对其岩石学、地球化学及同位素年代学等方面的分析，可以初步推测该火山岩带的形成与古蒙古大陆向南侵古洋壳并重建而形成的岛弧有关，同时也与该区域的构造环境有关。此外，笔架山火山岩带的形成过程也为研究该地区的构造演化和地质历史提供了有价值的参考。除了以上提到的因素，笔架山火山岩带的形成还与地球内部的物质循环有关。地球上存在着大量的地幔物质，其中含有一些挥发性元素，如水、碳、氧、硫等。当地幔物质上升并与地壳交互作用时，这些元

8、素就会进入地壳，通过一系列的物质循环过程，最终导致了岩浆的形成并喷发出来。因此，笔架山火山岩带的形成也与物质循环过程紧密相连。值得注意的是，笔架山火山岩带不仅仅是一条火山岩带，同时也是一座重要的地质遗迹。在这里，我们可以看到大量的岩浆侵入体和火山岩层，其中还包括了大量的变异岩体和蚀变岩体。这些地质构造的形成是长期的陆-陆碰撞过程和后继的构造变形作用的结果。同时，笔架山火山岩带也展示了该区域长期的地质演化历史，对研究大陆构造与演化、火山活动以及构造变形过程等有着重要意义。综上所述，笔架山火山岩带是地质学研究中的一个重要领域，其复杂的成因涉及多个因素的相互作用，包括地球内部物质循环、构造环境、岩浆

9、来源等。同时，该区域也是地质学家研究大陆构造和演化过程的重要区域，深入地研究该火山岩带形成的机制和地质历史，有助于更好地理解地球运动和构造演化过程。除此之外，笔架山火山岩带的形成还与地球表面环境的变化有着密切的联系。笔架山火山岩带的形成始于古生代晚期，是在古亚洲陆块向南侵入托木尔和塔里木两大盆地时形成的。当时，该区域的地质条件与今天有着明显的差异，包括大气压力、海拔高度等方面。研究显示，该区域当时的气候条件较为温暖潮湿，降雨量较大，这些条件为火山喷发提供了充足的水分和热能条件。在长时间的地质演化过程中，该区域的地质环境发生了很多变化，如气候条件的变化、构造环境的演化等，这些变化在一定程度上就影

10、响了火山岩带的形成过程。例如，当气候环境较为干燥，火山喷发时的水汽消失较快，岩浆流动性较差，导致火山喷发的规模较小，生成的火山岩石数量也较少。总之，笔架山火山岩带的形成是多种因素相互作用的结果。在成因方面，它受到了岩浆来源、构造环境、物质循环以及地球表面环境的影响。在地质学和构造演化的层面上，笔架山火山岩带也提供了一个重要的研究对象，这有助于更好地理解地球物理和地质学的基本原理，并对全球大陆的构造演化和火山活动有着重要的启示作用。同时，笔架山火山岩带也是一个宝贵的地理遗产，是我们认识和研究自然界的重要资源。此外，笔架山火山岩带也是一个非常重要的旅游景区。火山岩地貌壮观，景色瑰丽，给游人留下了深

11、刻的印象。这里的坑口、岩石壁、溶洞、滑坡等火山地貌景观十分奇特，而火山喷发留下的火山岩柱更是形态各异、令人惊叹。因此，笔架山火山岩带吸引了大量游客前来游览，成为了西北地区备受瞩目的旅游资源之一。但是，随着游客数量的增加，笔架山火山岩带也面临着一些负面影响，包括游客过度开发和破坏、环境污染等问题。为了保护这一珍贵的地理遗产，需要引起社会各界的重视和保护。旅游管理者需要通过合理规划和科学管理，确保游客能够在不破坏岩石景观的前提下进行旅游活动。游客也需要增强环保意识，避免破坏岩石和植被等生态资源。总之，笔架山火山岩带是一个非常宝贵的自然地理遗产，它承载了地球历史演变的重要信息，也是人们探索地球奥秘的

12、重要窗口。因此，我们应该始终保护和维护这一宝贵的自然资源，让它的独特魅力得以流传，感动和启迪更多的人们。另外，值得一提的是，笔架山火山岩带还在科学研究方面发挥着重要的作用。科学家们利用这里独特的地质环境、丰富的地质样品和数据，进行了大量的地质、构造、岩石学等领域的研究工作。他们发现笔架山火山岩带中含有极为丰富的岩浆、火山碎屑和矿石等资源，具有重要的经济开发价值。同时，这里也成为了研究大陆岩石物质循环、地球内部物质演化和地震预测等重要问题的重要实验场所。在未来，笔架山火山岩带还将继续发挥其重要的学术和经济价值。科学家们将进一步深入研究，探讨其地质演化和构造特点，挖掘其地球科学中的新知识；开发利用

13、地质资源，将为西北地区的经济建设提供有力保障；同时，制定保护措施，保护和维护这一自然地理遗产，也成为了当下亟需解决的问题之一。综合来看，笔架山火山岩带是一个非常重要的地理遗产，具有重要的学术、旅游和经济价值。我们应该始终保护和维护它，让它的独特魅力得以流传，在学术、旅游和经济等领域发挥更加重要的作用。同时，也需要加强对地质遗产保护意识的宣传和教育，让更多的人们了解、关注和参与保护工作中来，共同呵护这一宝贵的自然资源。为了更好地保护笔架山火山岩带这一自然遗产，需要深入了解其生态环境，切实制定保护计划和措施，加强宣传教育和监测管理。首先，需要加强对岩石和植被的保护和修复，避免游客的踩踏和破坏，保持

14、岩石和植被的自然状态。其次，需要加强旅游管理和监测控制，控制游客数量和流程，避免环境过度承载和破坏，保障景区生态环境的稳定和健康发展。同时，游客也应自觉遵守游览规则，文明游览，避免在游览过程中扰乱生态环境和植物动物的生存。此外，在保护中，需要加强宣传教育，提高广大民众对自然遗产的认识，加深对生态环境的理解，增强环保意识和责任感，推动保护工作的顺利开展。同时，需要加强监测与科学管理，通过应用现代科技手段加强对景区环境和资源的监测，提高判断和应对突发事件的能力，促进可持续发展。总之，笔架山火山岩带是一个非常重要的自然地理遗产，它的保护与开发关系到学术、旅游和经济等多方面的问题。只有在全社会的共同努

15、力下，才能更好地保护和维护它这一宝贵的自然资源，让它的独特魅力得到最大化地展现，为我们的生态文明建设做出更加积极的贡献。笔架山火山岩带是中国独特的地理地貌景观之一，也是地球演化史上的重要遗迹和自然历史博物馆。考虑到笔架山火山岩带的独特性和重要性，对其进行保护和利用的问题是值得关注和探索的。为了实现笔架山火山岩带的可持续性保护和利用，应该采取以下几点措施：首先，制定严格的保护政策。要建立起保护生态平衡，保护自然资源，保护文化价值等方面的一系列保护计划。在保护原则中，要强调保护自然资源和改善生态环境为根本。制定好具体政策，完善相关法规，对破坏这一自然遗产的行为进行法律制裁，以保障这一遗产的完整性。

16、其次，要开展科学和合理的旅游开发。在旅游设计中，要充分考虑环保和文化贡献等方面。同时，也要对不同游客群体进行分析，制定出有吸引力和效益的旅游项目，实现旅游与生态保护得到平衡和发展的有效融合。第三，要加强保护和利用的监管控制。既要保护这一自然遗产的典型性、独特性和稀有性，也要制定符合市场需求，具有经济效益的建设方案。制定相关政策和规定进行监督管理，对于非法开发、违规破坏、污染环境等问题要加强打击和惩罚。总之，笔架山火山岩带的保护和利用是一个复杂而又系统的工作，需要在多个方面和各个部门的协调和合作下进行。我们应当充分认识到笔架山火山岩带的独特性和重要性，承认保护这一遗产的责任和义务，以全面、科学、

17、合理的方式，为其保护、利用和发展创造良好的环境。除了以上提到的措施外，还有一些应该加强的方面需要注意。首先，要强化公众意识和环保素质。市民和游客要有环保意识，注意自己的行为对环境的影响，尊重当地文化和传统。其次，也要加强对周边生态环境的保护。这里包括加强对水源、空气等环境质量的监管和保护，也包括对野生动植物和生物多样性的保护等。另外，完善相关基础设施和服务也是实现保护和利用目标的必要条件之一。这里包括完善交通、安全、卫生等方面的设施，提高旅游服务质量，打造一个良好的旅游环境，吸引更多游客前来游览和体验。需要注意的是，保护和利用不同于开发和破坏。笔架山火山岩带是不可多得的自然遗产，我们要保护它的完整性，以利用其价值为前提，而不是以破坏为代价。这样不仅会影响当地的环境、社会和文化，还会给未来的代际造成难以弥补的损失。总之，笔架山火山岩带是非常珍贵和独特的自然遗产，我们有责任和义务保护和利用它。在实现保护和利用的过程中，我们需要多方协作，强化公众、地方政府、环保机构、文化界等各方的参与和合作，共同创造一个和谐、美好的生态环境和旅游体验。