巖石學特征
諾爾特地區石炭系火山巖的巖石學特征如下(表3-2):
表3-2諾爾特地區石炭紀火山巖與陸相和海相火山巖對比表
火山巖(1)均呈平面狀分布，面積較小。區域背景是西伯利亞板塊的南緣，靠近板塊內側。區域地質演化進入新大陸地殼演化階段，大規模造山運動結束，大陸地殼上升。
(2)火山巖基本為正常火山巖系，鈉長石化蝕變和交代作用少見。僅在阿克提什坎、庫馬蘇和庫科伊代拉斯有部分鉀質長石被鈉長石交代，可能是礦化區熱液蝕變所致；鈉長石很罕見，僅在阿克提什坎玻璃狀細斑狀熔巖中發現。斜長石成分變化不大，基本都是多-中長石，主要是多長石。
(3)火山巖以酸性為主，SiO2含量為55.95% ~ 78.84%，顏色為黃褐色和灰黑色，w(Fe2O3)/w(FeO)範圍為0.2 ~ 3.8。
(4)未發現海相化石，火山巖生成的沈積巖粒度差異較大。從粉砂巖到砂巖到礫巖，在Togertobe發現壹層厚約5m的礫石，白色應時礫石顆粒約1cm×2cm，磨圓度好，在其他火山巖中未見。
(5)火山巖與下伏地層的接觸為假整合，火山巖由於後期的擠壓，物理化學性質較強。
(6)未發現枕狀結構。
(7)火山碎屑巖比例大。在Togertobe，骨料含量最高可達70% ~ 90%，火山角礫巖中的角礫巖含量壹般在50%以上。凝灰巖中晶屑和巖屑的含量高達30%；庫科伊達拉斯火山角礫巖中角礫巖的含量約為50%。在阿克提什坎和庫馬蘇，凝灰巖中晶屑含量達到15% ~ 25%。
(8)火山碎屑巖分選性和韻律性差，不具備海相火山巖剖面下部粒度粗、上部粒度細的特征。
(9)長石以高溫長石為主，鉀長石以鈣長石為主，斜長石以高溫斜長石為主；鉀長石、三斜和斜長石有序度低。
(10)析晶現象明顯，析晶小球數量多，粒徑大，壹般可大於0.1 mm。
可以看出，諾爾特地區火山巖的特征與陸相火山巖基本壹致，火山噴發環境為陸上。這也與區域構造演化相壹致。泥盆紀至石炭紀，諾爾特地區處於固結→松弛→活化的過渡時期。有些地區已經升出水面，有些地區可能還有殘留的海水。在此期間，該地區形成了疊加的火山盆地，然後大陸地殼進壹步隆起。早石炭世以後，諾爾特地區未發現礦床。
3.3.2巖相巖石學特征
諾爾特地區石炭系火山巖屬於陸相火山巖，采用陸相火山巖分類標準(陶等，1994)。本區石炭紀火山巖主要有四種火山巖相:溢流相、下降相、侵入相和火山噴發沈積相。
(1)溢出相位
噴發相是低粘度的液態(玄武質)巖漿或揮發分(安山巖、流紋巖)飽和的熔巖，從火山口溢出，在地表具有很強的流動性。諾爾特地區的托格爾托貝、闊克依達拉斯等地有較厚的流紋巖層，以熔巖毯或熔巖流的形式產出。流紋巖具有典型的流紋巖(流紋帶)結構，流紋帶和流紋巖呈不同特征的條帶，相互平行排列成細密的線狀結構。不同條帶的結構(玻璃態結構、細紋理、微晶結構、玻璃基雜色結構)、失透或重結晶程度存在壹定差異，條紋常由粉末狀金屬氧化物(褐鐵礦)和微晶線性堆積而成。
流紋巖中的火山玻璃具有強烈的析晶和重結晶作用。脫玻作用產生的脫玻結構主要表現為梳狀脫玻結構(脫玻作用形成的長英質纖維體，沿火山碎屑物質或晶屑邊界呈單層或多層排列)和微細脫玻結構(脫玻作用形成的長石和應時緊密嵌在異形顆粒中，顆粒細小，壹般小於0.05mm)。另外，在失透的基礎上，火山玻璃發生重結晶，呈現鑲嵌結構，晶界清晰，可以區分礦物種類。
此外，Togertobe和Kuokoyi Dallas的流紋巖中不同程度地含有粉砂巖角礫巖和熔巖角礫巖。在火山角礫巖和集塊巖中，壹些膠結物是凝灰質的，而另壹些是熔巖膠結物。從角礫巖到集塊巖的碎屑具有復雜的形狀，包括粉砂巖角礫巖和集塊巖，以及熔巖角礫巖和集塊巖。上述角礫巖和集塊巖反映了爆炸相向溢流相過渡的特征。
(2)著陸階段
該區墜積物中的碎屑主要由晶屑、玻璃屑和巖屑組成，構成各種凝灰巖或火山角礫巖凝灰巖。結晶凝灰巖、鏡質體凝灰巖、鏡質體凝灰巖在各剖面均有出露，分布廣泛。壹方面反映了遠程源的特征，另壹方面也說明酸性巖漿通常爆發劇烈，釋放率高。阿克提什坎有含角礫巖的凝灰巖，角礫巖較小，如砂巖、粉砂巖，基質為凝灰巖，反映為中、遠源的產物。Togertobe中有礫巖、火山角礫巖和含角礫巖的凝灰巖，反映了近源區的噴射方式。膠結物和火山灰往往含有大量的玻璃態物質，具有失透和重結晶作用，包括應時、桑尼丁、黑雲母、少量鐵鎂礦物的微晶和斑晶以及少量巖屑。
從西到東，我們比較了Togertobe、Kuokoyi Dallas、Tasbige、Aktishkan和Kumasu的火山剖面和著陸相的特征。可以看出，該區火山巖自西向東由近源向遠源變化。Togertobe和Kuokoyi Dallas應該位於火山中心，而Tasbige、Aktishkan和Kumasu則逐漸遠離火山中心。
(3)入侵階段
諾爾特地區產出的侵入巖主要是斑狀熔巖。斑狀熔巖出露於Togertobe、Tasbige、Aktishkan、Kumasu等地，呈自西向東的帶狀分布趨勢，反映其分布與紅山嘴斷裂及其次級斷裂有關。
斑狀熔巖不能簡單地認為是溢流相或次火山相，而是以侵入相為主體，邊緣向溢流相過渡的地質體。斑狀熔巖的侵位很大程度上取決於巖漿的物理性質和火山構造背景。主要有四種侵位方式:①巖漿沿火山通道機械侵入早期火山崩塌形成的凹陷，以火山通道為中心，壹方面向四周溢流，另壹方面不斷上升，形成中部垂向厚度大，定位冷卻後向四周變薄的蘑菇狀穹狀地質體；(2)如果巖漿沿著中央斷裂的火山通道湧升，原地冷卻，就會形成具有壹定延展性的巖脊地質體；(3)如果火山構造背景具有多通道的特征，巖漿將沿相互連通的火山通道或斷層上升並在凹部聚集，形成巨大的復合穹狀地質體；④巖漿沿側向斷層侵入，形成單壹巖相側向穹隆或脈狀侵入體。本區斑狀熔巖的侵位應與紅山嘴斷裂及其次級斷裂有關。另外，根據Kronowski的研究，當酸性和中酸性巖漿的溫度小於1100 ~ 1050℃時，其粘度低於結晶的玄武質或安山巖巖漿。在這種條件下，酸性巖漿仍保持流體性質，具有溢流性質。因此，斑狀熔巖在該地區廣泛分布的原因，壹方面可能是斷層的控制，另壹方面可能是低粘度巖漿溢流的結果。
本區斑狀熔巖主要具有以下特征:
①巖石中富含斑晶。斑晶中淺色礦物主要為應時、鉀長石和斜長石，次生礦物主要為黑雲母，角閃石少見，斑晶平均含量可達40%左右。巖石均為流紋巖(應時含量最高，鉀長石含量高於斜長石)和英安巖(斜長石含量高於鉀長石)。暗色成分中，黑雲母常見，含量約為65438±0%，角閃石少見。相對於基質礦物，斑狀礦物的含量變化很大。偶爾，在巖石中可以看到斑晶。
②鉀長石的單斜有序度在0.8 ~ 0.9之間，三斜有序度在0左右，主要為三斜長石和正長石；斜長石成分An為20 ~ 30，以斜長石為主，少量中間長石，有序度為0.2 ~ 0.3。
③斑狀熔巖以細斑狀熔巖為主，此外，阿克提什坎出現斑狀斑狀熔巖，庫馬蘇出現玻璃狀斑狀熔巖。
常見的巖石碎塊結構主要表現為斑狀晶體為碎屑狀，但不同於壹般火山碎屑巖中的晶體碎塊，具有碎而不散、散而不遠、或不遠的特點。主要有幾種形式:(1)斑晶沿解理或無向裂隙碎裂，碎片不遠處；斑狀碎片的排列相互重疊，並表現出壹定的方向性；同壹斑狀邊緣的局部明顯斷裂成細小碎片；由於“再生邊”的發育，破碎斑晶呈“充填”狀，該區斑狀熔巖中的應時和長石均具有斑狀結構，可見到再生邊，但邊緣較窄，再生珠邊結構少見。
④斑狀熔巖基質質地細膩，局部有流動結構，可見再生邊緣，但不發育，邊緣很窄。斑狀黑雲母和碎屑沒有變暗，包裹體稀少，W (SiO _ 2) > 56%，W (K2O) > 2%，W (Cao) < 2%，W (Na2O) < 4。對比王美星登(1985)斑狀熔巖體的分類特征和標準，本區斑狀熔巖屬於向邊緣相帶的過渡相帶。
斑狀熔巖分布廣泛，特征明顯，在火山活動中具有特定的時空位置。其地質意義體現在兩個方面:壹是斑狀熔巖可作為確定火山通道位置、區分火山構造類型的巖相標誌，其線性延伸壹般反映中央或斷裂中央的火山構造。諾爾特地區斑狀熔巖基本沿紅山嘴斷裂及其次級斷裂分布；其次，斑狀熔巖可以作為區域火山旋回劃分和對比的標誌。斑狀熔巖形成於火山循環的晚期，它的侵入通常代表著火山循環的結束。諾爾特地區石炭紀斑狀熔巖的廣泛出現反映了該地區火山華力西旋回的結束。
(4)火山沈積相
諾爾特地區火山相主要包括凝灰質砂巖、凝灰質粉砂巖、凝灰質凝灰巖等巖石類型，自西向東基本在所有剖面上均有出露，壹方面反映了火山噴發的間歇期，另壹方面反映了遠處火山中心產物的堆積。