魏小林，曾小平，甘承萍，張得鑫，于小亮

(1.吉林大學地球科學學院，吉林 長春　130061； 2.青海省地質(zhì)調(diào)查局，青海 西寧　810001；3.青海省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，青海 西寧　810029)

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東昆侖查干尕諾地區(qū)中三疊世中酸性侵入巖地球化學特征及地質(zhì)意義

魏小林1,2，曾小平2，甘承萍3，張得鑫2，于小亮2

(1.吉林大學地球科學學院，吉林 長春130061； 2.青海省地質(zhì)調(diào)查局，青海 西寧810001；3.青海省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，青海 西寧810029)

摘要：查干尕諾地區(qū)位于東昆侖西段祁漫塔格中東部，該區(qū)中酸性侵入巖主要巖性為花崗閃長巖和二長花崗巖，侵入于白沙河組中，且從花崗閃長巖到二長花崗巖，巖石中SiO2(65.22%～72.42%)含量逐漸增高，Al2O3(14.90%～16.79%)、CaO(1.97%～4.20%)和MgO(0.61%～2.00%)逐漸降低；里特曼指數(shù)介于1.41～2.02，K2O+Na2O全堿含量為5.04%～8.8%，屬高鉀鈣堿性系列；稀土總量中等(∑REE=69.78×10-6～148.9×10-6)，稀土元素標準化曲線右傾，為輕稀土富集型，基本無Eu異常；巖石中Rb、Th等強烈富集，Nb、Zr、Ce、Ta、Hf等富集一般，Y弱虧損。LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年表明，其形成年齡為(246.8±1.7)Ma，時代為中三疊世。以上特征表明，本區(qū)的中酸性侵入巖屬I型花崗巖，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)特征，該期花崗巖類含大量暗色微粒包體，具有明顯的巖漿混合的證據(jù)。說明中三疊世該區(qū)構(gòu)造處于洋殼俯沖結(jié)束—碰撞開始的轉(zhuǎn)變期。該套侵入巖的發(fā)現(xiàn)對東昆侖西段祁漫塔格地區(qū)的構(gòu)造巖漿帶研究及發(fā)展演化史研究具有重要意義。

關(guān)鍵詞：花崗閃長巖；地球化學；鋯石U-Pb年齡；查干尕諾；東昆侖

東昆侖祁漫塔格地區(qū)作為中國中央造山帶西段的重要組成部分(豐成友等，2011a；高曉峰等，2010)，是聯(lián)系東、西昆侖構(gòu)造帶的樞紐(郝娜娜等，2014)，其地質(zhì)構(gòu)造位置與成巖成礦作用突出(陳靜等，2013)，祁漫塔格地區(qū)同時又是中國十大新的戰(zhàn)略資源接替基地之一，在業(yè)界備受關(guān)注(豐成友等，2010，2012；王秉璋等，2012)。該區(qū)構(gòu)造位置獨特，巖漿活動強烈，花崗巖類分布廣泛，對巖漿巖形成的研究已成為探討該區(qū)構(gòu)造演化問題的重要依據(jù)(曹永清等，1999；諶宏偉等，2005；伍躍中等，2009；張愛奎等，2012)。近年來，前人對花崗巖類的形成時代、巖石成因、形成環(huán)境等方面進行了大量研究，并取得了豐碩的成果(羅照華等，2007；王松等，2009；王國良等，2013；馬文等，2013)。但由于該區(qū)自然條件惡劣，地質(zhì)研究程度相對較低，筆者對祁漫塔格查干尕諾一帶中酸性侵入巖依據(jù)不同期次、不同巖石類型的空間分布特征，開展系統(tǒng)的巖石地球化學和LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年研究，以準確厘定其形成時代，探討地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境，從而對祁漫塔格巖漿侵入活動及構(gòu)造演化方面提供新的信息與依據(jù)。

1侵入體地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)早三疊世巖漿活動強烈，侵入巖發(fā)育，集中東沙子兩側(cè)一帶，共圈出7個侵入體，呈規(guī)模巨大的巖株或巖基狀產(chǎn)出，在東沙子西部有零星小巖株沿斷裂出現(xiàn)(圖1)。巖體侵入于古元古界金水口巖群白沙河組中，巖體的空間群居性較好，平面上呈較大的巖基或巖株出現(xiàn)，巖漿侵入作用是巖體主要的侵位機制。

根據(jù)巖性特征可劃分為花崗閃長巖和二長花崗巖兩類侵入巖，巖石中絕大部分礦物顆粒分布均勻，受不同期構(gòu)造應(yīng)力作用，巖體次生節(jié)理、裂隙十分發(fā)育，部分巖石節(jié)理裂隙具綠泥石化、鉀長石化蝕變、褐鐵礦化蝕變。在斷層帶附近發(fā)育的破劈理帶中巖石具碎裂巖化、鉀化、褐鐵礦化蝕變。

侵入體與圍巖侵入接觸關(guān)系明顯，圍巖多發(fā)生角巖化等，熱接觸變質(zhì)暈發(fā)育，并有巖枝貫入；各侵入體外接觸帶巖石具硅化、角巖化蝕變，蝕變帶寬0.5～3 m，沿外接觸帶斷續(xù)分布；各侵入體之間接觸關(guān)系基本協(xié)調(diào)，大部分界線清楚，以脈動侵入接觸。侵入體邊部具冷凝邊，尤其巖基的邊部，與圍巖侵入界線十分清楚，接觸面多彎曲，呈港灣狀，巖體內(nèi)部的圍巖捕虜體呈長條狀分布，在內(nèi)接觸帶圍巖的捕虜體分布無規(guī)律，且呈棱角、次棱角及不規(guī)則狀，外接觸帶見巖枝貫入，且具混染現(xiàn)象。

巖體中暗色微細粒包體發(fā)育，暗色包體呈渾圓-次渾圓狀、偏平狀、不規(guī)則狀等，與寄主巖界線清楚，星散狀分布，大小一般為2～10 cm，小的約1 cm，在二長花崗巖中偶見，花崗閃長巖中較為集中，部分地段密集分布呈包體帶。

1.第四系；2.古元古界金水口群白沙河組；3.中三疊世花崗閃長巖；4.中三疊世二長花崗巖；5.逆斷層； 6.地質(zhì)界線；7.性質(zhì)不明斷層；8.同位素測年及采樣點圖1　研究區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.1　Geological sketch map of research area

2巖石學特征

花崗閃長巖：巖石呈淺灰色，粒度大小為0.2～2.17 mm，中細粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，塊狀構(gòu)造，部分巖石中長石顆粒粗大呈不等粒結(jié)構(gòu)。巖石由更-中長石45%～57%、石英22%～26%、微斜長石9%～15%、普通角閃石3%～8%、黑云母5%～9%，以及少量磁鐵礦和微量磷灰石、鋯石等組成。更-中長石呈半自形板狀晶體，具環(huán)帶構(gòu)造，聚片雙晶發(fā)育，雙晶帶細而密，發(fā)生了弱絹云母、高嶺土化蝕變；石英呈他形粒狀充填在其他礦物之間地空隙中，晶體大小和形狀受空隙形狀所控制，微斜長石呈他形板狀晶體，具格子狀雙晶，條紋構(gòu)造發(fā)育，晶體內(nèi)有石英、斜長石、黑云母嵌晶，次生變化后輕微地被高嶺土交代；黑云母呈褐色板狀晶體，沿晶體邊緣和解理有弱綠泥石蝕變，與粒狀礦物相間，斷續(xù)定向排列，普通角閃石呈綠色柱狀晶體，晶體內(nèi)有磁鐵礦、磷灰石、鋯石包裹體，沿晶體邊緣和解理發(fā)生了弱綠泥石、綠簾石蝕變，不甚均勻定向分布在粒狀礦物之間。

二長花崗巖：巖石呈肉紅色，塊狀構(gòu)造，粒徑大小為0.21～4.2 mm，細中?；◢弶K狀。巖石由微斜長石32%～39%、石英21%～26%、更-中長石35%～40%、普通角閃石1%～3%、黑云母3%～10%，以及少量榍石、磁鐵礦和微量磷灰石、鋯石組成。微斜長石呈他形板狀晶體，具格子狀雙晶偏體內(nèi)有石英，斜長石、黑云母嵌晶，次生變化后被高嶺土交代，石英呈他形粒狀充填其他礦物之間地空隙中，晶體大小和形狀受空隙形狀所控制，更-中長石呈半自形狀晶體，聚環(huán)帶構(gòu)造，聚片雙晶發(fā)育，雙晶帶細而密，有弱絹云母化、高嶺土化；黑云母呈板狀晶體，Ng′—深褐，NP′—黃色，晶體內(nèi)有磁鐵礦、磷灰石、鋯石包裹體，沿晶體邊緣輕微地被綠泥石交代，普通角閃石呈綠色柱狀晶體，Ng′—深褐，NP′—淡褐，解理發(fā)育，沿晶體邊緣有輕微地綠泥石化。

3分析方法

3.1化學全分析

筆者選擇查干尕諾地區(qū)花崗閃長巖和二長花崗巖新鮮巖石樣品共17件進行了巖石化學全分析。在國土資源部華北礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所實驗測試室進行了主量元素、 微量元素分析。除 H2O用重量法和FeO用容量滴定法測定外, 其余主量元素都用 X 螢光光譜儀測定, 分析精度(相對誤差)優(yōu)于1%。微量元素和稀土元素采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(TJA-PQ-ExCell ICP-MS)測定, 分析誤差小于5%。

3.2鋯石LA-ICP-MS U-Pb測年

本期花崗巖是本次調(diào)查新解體出的侵入組合，根據(jù)野外地質(zhì)特征, 筆者對出露面積最大的早期花崗閃長巖進行了鋯石LA-ICP-MS U-Pb同位素年代學研究。采集無蝕變的花崗閃長巖10 kg作為同位素分析樣品，先將其破碎至60～80目, 用水淘洗粉塵, 然后用磁鐵將磁鐵礦除去, 重選出鋯石等重礦物, 最后在雙目鏡下挑選出晶形較好、 透明鋯石晶體。

鋯石U-Pb年齡在天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所實驗測試室進行,通過同位素實驗室激光燒蝕多接收器電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(LA-ICPMS) 來測定(李懷坤等，2010)。采用質(zhì)譜儀為 ThermoFisher 公司制造的Neptune, 激光剝蝕系統(tǒng)為ESI公司生產(chǎn)的UP193-FX ArF準分子激光器, 利用193 nm FX激光器對鋯石進行剝蝕, 激光斑束35 μ m, 采用Adersen方法對普通鉛進行校正, 詳細分析方法及儀器參數(shù)見李懷坤等(2009)。原始數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理、年齡計算和繪圖使用ICPMSDataCal程序(LIU et al.,

2010)和ISOPLOT程序(LUDWIG,2003)。同位素比值誤差為1σ , 年齡值選206Pb/238U年齡, 加權(quán)平均年齡誤差為95%置信度誤差。

4分析結(jié)果

4.1地球化學

4.1.1主量元素特征

巖石中SiO2含量中等(表1)，從花崗閃長巖→二長花崗巖，巖石的SiO2逐漸增高，Al2O3、CaO、MgO逐漸降低，其他成分無明顯變化，尤其是Na2O、Fe2O3總體含量變化不大。巖石的鋁過飽和指數(shù)ASI為0.99～1.12，均值可達1.06，屬弱鋁過飽和巖石。巖石的里特曼指數(shù)σ=1.41～2.02，K2O+Na2O全堿含量為5.04%～8.8%，屬高鉀的鈣堿性巖。在侵入巖SiO2-K2O+Na2O主元素分類圖解(圖2)中全落入花崗閃長巖區(qū)和花崗巖區(qū)，與QAP分類命名一致，且屬于亞堿性系列(圖3)，在AFM圖解(圖4)中落在鈣堿性系列區(qū)，在SiO2-K2O圖解中全落入中-高鉀鈣堿性系列區(qū)(圖5)，巖石固結(jié)指數(shù)SI=6.72～16.69，分異指數(shù)為69～75，說明巖石成巖時分異較好，但固結(jié)較差。

表1　查干尕諾地區(qū)巖體巖石化學及參數(shù)特征表(%)

圖2　侵入巖SiO2-K2O+Na2O主元素分類圖解Fig.2　SiO2-K2O+Na2O diagram of intrusive rocks

圖3　SiO2-K2O+Na2O圖解Fig.3　SiO2-K2O+Na2O diagram

圖4　AFM圖解圖Fig.4　AFM diagram

圖5　SiO2-K2O圖解Fig.5　SiO2-K2O diagram

4.1.2稀土和微量元素特征

巖石中稀土∑REE總量中等(表2)，且不同巖性的侵入巖總體較為一致，含量為69.78×10-6～148.9×10-6，輕重稀土比值LREE/REE為8.54～14.67，顯示輕稀土富集的特點。稀土元素標準化配分圖中標準化曲線右傾為輕稀土富集型(圖6)，輕稀土部分右傾斜，重稀土部分呈較平坦，Eu處“V”字型谷不明顯，(La/Yb)N值為7.61～25.99，遠大于1；δEu值為0.79～1.19，基本無Eu異常。

巖石中不相容元素Rb、Th等強烈富集；Nb、Zr、Ce、Ta、Hf等中等不相容元素富集一般；弱不相容元素Y弱虧損(表3)。巖石中其他有益元素大部分不顯示或顯低豐度值，無富集或礦化特征。在球粒隕石標準化蛛網(wǎng)圖中(圖7)，顯示Nb、Ta、P、Ti、Rb、Sr虧損，顯示“谷”形，而Ba、Th、Nd呈“峰”形，顯示出典型的與俯沖有關(guān)的巖漿特征(WANG et al.,2001)。

4.2鋯石U-Pb年代學

花崗閃長巖的鋯石共測20個點，結(jié)果見表4。從表4中可以看出:鋯石U含量為58×10-6～192×10-6,Th/U值為0.4～1.3，與變質(zhì)鋯石不同(Th/U<0.1)，屬于巖漿鋯石。幾乎所有測點206Pb/238U表面年齡為240～250 Ma, 在諧和線上形成一個年齡集中區(qū)(圖8),其中18顆結(jié)晶鋯石的206Pb/238U年齡權(quán)重值為(246.8±1.7) Ma, 表明查干尕諾巖體早期花崗閃長巖形成時代為中三疊世。

表2　查干尕諾地區(qū)巖體稀土元素分析結(jié)果(10-6)

表3　查干尕諾地區(qū)巖體微量元素分析結(jié)果表(10-6)

圖6　稀土元素配分圖Fig.6　Rare earth partition ideograph

圖7　微量元素蛛網(wǎng)圖Fig.7　Trace elements spider diagram

樣品編號含量(10-6)同 位 素 比 值年 齡(Ma)PbU206Pb/238U207Pb/235U207Pb/206Pb208Pb/232Th232Th/238U206Pb/238U1σ207Pb/235U1σ207Pb/206Pb1σ10SQD7849JD1.13580.03950.27910.05130.0120.868325032502325221010SQD7849JD1.24810.03880.27920.05210.01260.7482462250102898710SQD7849JD1.351140.03840.27640.05210.01231.13022431248102918610SQD7849JD1.471540.03930.27290.05040.0121.2073248124552145010SQD7849JD1.551100.03970.28730.05250.01210.9285251225673075710SQD7849JD1.651080.03860.28080.05280.01121.2475244225173196610SQD7849JD1.75970.03820.26880.05090.01041.332624222421123610410SQD7849JD1.881920.03890.2730.05080.01070.7621246124542343810SQD7849JD1.93700.03830.26820.05070.01030.966324222411922718010SQD7849JD1.103750.03910.26110.04820.01011.148224722361111111110SQD7849JD1.113700.03980.24460.04450.01041.0028252222215-8016710SQD7849JD1.124810.03980.27170.04950.01071.121525222441217110910SQD7849JD1.134900.03880.26780.050.01021.21082452241101969510SQD7849JD1.143730.03810.27220.05180.011.026424122441827716410SQD7849JD1.153700.03830.26840.05070.01031.107824222411722616010SQD7849JD1.1761190.03920.26760.04960.0111.2303248124161756110SQD7849JD1.184960.03990.27520.050.01181.0034252224791958510SQD7849JD1.193650.03980.28110.05130.01191.02672512252112539810SQD7849JD1.203730.03920.27670.05110.01130.987124822481024691

圖8　花崗閃長巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡諧和圖及表面年齡權(quán)重值圖Fig.8　LA-ICP-MS zircon U-Pb age harmony map and surface age weight value of granodiorite

5討論

5.1成巖時代

為了準確厘定查干尕諾地區(qū)中酸性侵入巖的形成時代， 筆者對研究區(qū)內(nèi)的東沙子巖體進行了鋯石U-Pb同位素分析。所測定的樣品具有較高的Th/U值(0.4～1.3)， 顯示其具典型的巖漿成因特征， 暗示著鋯石U-Pb定年結(jié)果代表了巖體的形成時代。所測20個樣品中有18個數(shù)據(jù)點均位于U-Pb諧和曲線上， 表明此年齡代表巖漿侵位結(jié)晶的年齡。據(jù)此， 可認為東沙子巖體的年齡值為(246.8±1.7) Ma ，表明查干尕諾巖體早期花崗閃長巖形成時代為中三疊世。

5.2巖石成因

對花崗巖成因類型研究不僅可以反映巖漿源區(qū)的性質(zhì)，并且還可以判別巖漿形成時的構(gòu)造環(huán)境(陳靜等，2013)。查干尕諾地區(qū)花崗巖從花崗閃長巖到二長花崗巖，巖石中SiO2(65.22%～72.42%)含量逐漸增高，Al2O3(14.90%～16.79%)、CaO(1.97%～4.20%)和MgO(0.61%～2.00%)逐漸降低。里特曼指數(shù)介于1.41～2.02，K2O+Na2O全堿含量為5.04%～8.8%，ASI介于0.99～1.12。這些特征與典型的I型花崗巖相似，可以判斷該期侵入巖為I型花崗巖。

5.3構(gòu)造環(huán)境分析

巖石中稀土總量中等(∑REE=69.78×10-6～148.9×10-6)，稀土元素標準化配分圖中標準化曲線右傾為輕稀土富集型，且δEu值為0.79～1.19，基本無Eu異常。巖石中Rb、Th等強烈富集，Nb、Zr、Ce、Ta、Hf等富集一般，Y弱虧損。這些特征揭示出研究區(qū)中酸性侵入巖的形成有地幔物質(zhì)的參與，應(yīng)是殼?；煸吹?。區(qū)域上，花崗閃長巖中含有大量暗色微細粒鎂鐵質(zhì)包體(mafic microgranular enclave，簡稱MME)，MME包體是基性巖漿與酸性巖漿混合不完全而殘存的基性巖漿團塊(莫宣學等，2007)，這說明該區(qū)發(fā)生過巖漿混合作用，是巖漿混合作用的有力證據(jù)。

中三疊世，東昆侖地區(qū)正處于洋殼俯沖結(jié)束向碰撞造山開始的轉(zhuǎn)換階段(莫宣學等，2007)，本期殼幔巖漿混合作用可能是整個東昆侖造山帶北側(cè)最為強烈的一次殼幔巖漿混合作用事件。本次工作對花崗閃長巖所測的年齡為(246.8±1.7) Ma 。這表明，東昆侖造山帶的巖漿混合作用在華力西—印支期發(fā)生在中三疊世，在構(gòu)造階段上屬于俯沖結(jié)束—碰撞開始的轉(zhuǎn)變期。

6結(jié)論

(1)花崗閃長巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素測年為(246.8±1.7) Ma，為18顆結(jié)晶鋯石的206Pb/238U年齡權(quán)重值，均表明本期侵入體的形成時代為中三疊世。

(2)常微量元素分析結(jié)果表明，查干尕諾中三疊世侵入巖為高鉀鈣堿性到鉀玄巖系列，其成因類型為I型花崗巖，為殼?；旌显础?/p>

(3)區(qū)域上，中三疊世正處于洋殼俯沖結(jié)束向碰撞造山開始的轉(zhuǎn)換階段，該期花崗巖具殼?；煸吹奶卣?，在構(gòu)造上屬于洋殼俯沖結(jié)束—碰撞開始的轉(zhuǎn)變期。

致謝：在文章修改過程中，西安地質(zhì)調(diào)查中心賈群子給予了很多建議；《西北地質(zhì)》編輯部的匿名審稿專家也提出了寶貴的修改意見，在此一并表示感謝！

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收稿日期：2015-11-16；修回日期： 2016-01-28

基金項目：中國地質(zhì)調(diào)查局“青海省東昆侖祁漫塔格地區(qū)銅多金屬地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查”(1212010818044)

作者簡介：魏小林(1981-)，男，青?；ブ?，工程師，主要從事礦床地質(zhì)研究。E-mail：65329650@ qq.com

中圖分類號：P588.12;P59

文獻標志碼：A

文章編號：1009-6248(2016)02-0001-10

Geochemistry and Geological Significance of Intermediate-Acid Intrusive Rocks in Chaganganuo Area,East Kunlun

WEI Xiaolin1,2, ZENG Xiaoping2, GAN Chenpin3, ZHANG Dexin2, YU Xiaoliang2

(1.College of Earth Sciences,Jilin University,Changcun 130061,Jilin, China;2.Qinghai Bureau of Geology Survey, Xining 810001, Qinghai, China;3.No.3 Institute of Geology Mineral Exploration of Qinghai Province, Xining 810029, Qinghai, China)

Abstract：The Chaganganuo area is located in themiddle-east part of Qimantage Mountains, westernsectionof East Kunlun.The intermediate-acid intrusive rocks in this area are mainly granodiorite and adamellite intrusion, which are intruded into the Baishahe Group, varying from granodiorite to adamellite, with the increasing contents of SiO2 (65.22%～72.42%) and the decreasing values of Al2O3 (14.90%～16.79%), CaO (1.97%～4.20%) and MgO (0.61%～2.00%). Their Rittman indexesrange from 1.41 to 2.02, and the total alkali contents of K2O+Na2O are 5.04%～8.8%,belonging to high-K calcium-alkali series.The total REE contents are moderate, with ΣREE values of 69.78×10-6～148.9×10-6, and their REE patterns show enriched LREE and no Eu anomaly. Rb and Th elements in rocks are quiterich, while Nb,Zr, Ce, Ta and Hf elements are rich,but Y element is weakly loss.LA-ICP-MS zircon U-Pb dating shows that the formation ages of these rocks are (246.8±1.7)Ma, which belong to Middle Triassic.The geological characteristics mentioned above indicate that these intermediate-acidic intrusive rocks are I-type granites.Combining with regional geological information, it’s shown that a large number of dark microgranular enclave contained in these granitic rocks,with the evidence of obvious magma-mixing characteristics.In Middle Triassic,this area was experienced the conversion stage from the end of oceanic suduction to the beginning of collision orogeny.Thus, the discovery of these intrusive rocks has a great significance for the further study on tectonic magmatic beltand the evolution history in Qimantage area, East Kunlun.

Keywords：granodiorite; geochemistry; zircon U-Pb age; Chaganganuo; East Kunlun