李生虎，田 淇，石玉蓮，郝亞青，田 滔

(青海省第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，青海 西寧 810099)

青海南山地區(qū)興凱期變質(zhì)侵入巖(體)的發(fā)現(xiàn)及其地質(zhì)特征

李生虎，田 淇，石玉蓮，郝亞青，田 滔

(青海省第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，青海 西寧 810099)

青海南山首次發(fā)現(xiàn)的興凱期變質(zhì)侵入巖(體)，侵入于古元古代化隆巖群中，鈾—鉛同位素年齡值為(742±34)Ma(MSWD=8.2)，時代為新元古代。巖漿成因?qū)俚貧の镔|(zhì)重熔型，是同碰撞構造環(huán)境下形成的。該變質(zhì)侵入巖的發(fā)現(xiàn)，代表了該區(qū)有興凱期構造熱事件的產(chǎn)物。對于南祁連華南紀基底的深入研究及進一步恢復和確定拉雞山造山帶發(fā)展演化史具有重要意義。

青海南山地區(qū)；興凱期；變質(zhì)侵入體；U-Pb同位素測年

青海南山片麻狀花崗閃長巖位于青海南山地區(qū)，屬于宗務隆山—興海坳拉槽的東段、澤庫弧后前陸盆地北[1]。該區(qū)對興凱期旋回的研究較為薄弱，近年來越來越多的跡象表明南祁連存在新元古代造山旋回，且該區(qū)自顯生宙以來可能經(jīng)歷了加里東期和海西—印支期兩個重要的造山旋回，使得興凱期造山記錄不完整。該巖體在青海南山以推覆體的形式產(chǎn)出，可能是拉脊山造山帶南緣向南俯沖的產(chǎn)物[2]。通過對變質(zhì)侵人巖(體)的地質(zhì)特征、巖石學特征、地球化學特征及同位素特征的研究，表明其為南祁連地區(qū)興凱期碰撞造山作用的產(chǎn)物。探討其成因及形成的構造環(huán)境，對于深化南祁連地區(qū)興凱期碰撞造山歷史的認識具有重要的意義。

1 變質(zhì)侵入巖基本地質(zhì)特征及巖石學特征

1.1 基本地質(zhì)特征

興凱期變質(zhì)侵入體位于倒淌河以西，青海南山南坡，呈巖株狀，出露面積為1.4 km2，平面形態(tài)呈北西向不規(guī)則帶狀，后期多被區(qū)內(nèi)近東西向或北西西向的斷裂構造錯斷。圍巖為古元古代化隆巖群變粒巖，侵入界線不甚清晰，界面呈波狀彎曲，外傾，傾角中等，巖體的巖石組構特征與圍巖具有明顯的差異，圍巖中有大量早期穿插的石英脈，因塑性變形，形成大量的脈皺及石香腸，巖體中不發(fā)育脈石英，無揉皺變形，但巖體中發(fā)育的片麻理與圍巖中的片麻理的方向是一致的，為圍巖與巖體同時變質(zhì)時形成的，巖體的變質(zhì)變形較弱。早期穿插的巖枝基本被強變質(zhì)變形，原巖特征不明顯。

1.2 巖石學特征

巖石由26%石英、47%斜長石、16%鉀長石、9%黑云母和2%金屬礦物組成，呈鱗片柱粒狀變晶結構，為片狀構造。巖石中的斜長石呈自形—半自形板狀，斜長石后期被絹云母和粘土礦物交代，部分長石的細碎組分后期被簾石交代，簾石以細粒狀集合體的形式產(chǎn)出?？梢娦遍L石明顯的晶形及其聚片雙晶特征。鉀長石呈他形粒狀分布，后期具粘土化。石英與鉀長石呈他形粒狀鑲嵌結構。黑云母呈它形不規(guī)則鱗片狀，以集合體的形式分布于礦物顆粒之間，大部分黑云母后期被綠泥石交代，局部可見交代殘留的微晶黑云母。

2 變質(zhì)侵入巖的地球化學特征

2.1 巖石化學特征

巖石中SiO2為高含量69.48%，屬酸性巖；Al2O3含量13.68%，略偏高；Na2O含量較高為3.93%，K2O為中低含量為2.35%(D0930GS1號樣品的化學特征見表1)。巖石具中K2O，富FeO、Fe2O3、MgO、CaO的特點。巖石特征參數(shù)：里特曼指數(shù)σ=2.71(1.8<σ<3.3)，堿度指數(shù)為1.52，鋁過飽和指數(shù)為1.08，巖石屬中鉀的鈣堿性巖[3]。巖石固結指數(shù)SI=4.76，分異指數(shù)為DI=78.21，說明巖石成巖時分異程度較高，但固結較差，證明巖石的酸性程度較高。巖石化學特征見表1。

表1 變質(zhì)侵入巖元素地球化學特征

參數(shù)值特征σSIDIARR1R2A/CNKA/NKTFeO/(TFeO+MgO)2.7l4.7678.213.8625265501.081.520.79

稀土元素及含量/×10-6LaCeThPrNdSmEuGdTbDyHoErTmYbLuY54.94107.610.4212.0041.486.881.146.180.875.121.042.900.472.990.4627.73

參數(shù)值特征∑REELREEHREELREE/HREE(La/Yb)NLa/SmSm/NdδEuδCe244.08224.0520.0311.1818.367.980.170.540.97

微量元素組合及含量/×10-6RbSrZrNbHfTaAuSbCuPbZnAgWSnMoBi89.3238.6320.8119.049.690.810.65×10-30.089.7118.7385.6454.000.361.840.190.03

2.2 稀土元素特征

稀土總量∑REE=244.08×10-6，輕稀土含量LREE=224.05×10-6，大于重稀土含量HREE=20.03×10-6， LREE/HREE=11.18，Sm/Nd比值為0.17，小于0.333；巖石屬輕稀土富集型。(La/Yb)N值為18.36，遠大于1，輕稀土分餾程度好，重稀土分餾程度一般，在球粒隕石標準化的REE圖解中[4]，顯示輕稀土呈明顯的右傾斜，重稀土部分呈較平滑曲線；Eu處“V”字型谷較為明顯。δEu=0.54，Eu中等虧損；δCe=0.97，鈰呈較弱的虧損(表1、圖1)。其特征表明變質(zhì)侵入巖為上地殼物質(zhì)的重熔[4]。

圖1 變質(zhì)侵入巖稀土元素配分

2.3 微量元素特征

在洋中脊花崗巖(ORG)標準配分圖中[5-6]，強不相容元素K、Rb、Ba、Th等強烈富集；Nb、Zr、Ce、Hf等中等不相容元素富集一般，Ta元素呈明顯的虧損；弱不相容元素Y弱虧損(表1、圖2)。其特征同島弧巖漿一致[4]。反映其與大陸碰撞、地殼增厚密切相關。

圖2 變質(zhì)侵入巖微量元素蛛網(wǎng)圖

3 變質(zhì)侵入巖時代確定

在青海南山變質(zhì)侵入體中采用鋯石鈾一鉛(U-Ph)法進行了同位素年齡測定(圖3)。鋯石是由河北省廊坊區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊選礦室從大約20 kg的新鮮花崗閃長巖中分離得到。首先對樣品進行人工粉碎、淘洗，再用電磁選分離，選取40顆無磁性或弱磁性的鋯石單顆粒，在雙目實體鏡下挑選24顆(圖4)無包體、具環(huán)帶構造、自形程度好的鋯石作為測定對象，對選出的鋯石用環(huán)氧樹脂固定，拋光至鋯石顆粒一半出露，然后進行LA-ICP-MS原位微量元素和同位素分析。武漢上普分析科技有限責任公司完成儀器用安捷倫電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(Agilent 7700)激光能量80 mJ，頻率5 Hz，激光束直徑32 μm。相干193 nm準分子激光剝蝕系統(tǒng)(GeoLasPro)。微量元素和U-Pb同位素的測定在一個點上同時完成，微量元素校正標準樣品為NIST610，同位素比值校正標準樣品為91500，同位素比值監(jiān)控標準樣品為GJ-1。數(shù)據(jù)處理軟件為ICPMSDATACAL9.9，實驗室清潔程度<1 000級，分析流程為NIST610/2個91500/2個GJ-1/5個樣品(U-Pb年齡)/2個91500……/2個GJ-1/2個91500/ NIST610。該侵入體中獲得的鈾—鉛法(U-Pb)同位素年齡值為742±34 Ma(PM14U-Pb1，MSWD=8.2，24點)。其中PM14U-Pb1-6、11、17、20號4個樣品測試的208Pb/232Th 年齡在1 258～2 020 Ma，年齡偏大，與新元古代花崗巖鋯石年齡不符，該年齡樣應屬早期侵入巖的俘虜鋯石年齡。變質(zhì)侵入巖體的侵位時代為新元古代。

圖3 變質(zhì)侵入巖鋯石U-Pb同位素年齡測定結果

圖4 變質(zhì)侵入巖中鋯石陰極發(fā)光(CL)成像

4 花崗巖成因及構造環(huán)境分析

4.1 花崗巖成因

變質(zhì)侵入巖(體)巖石花崗巖成因?qū)賻r漿來自地殼上部的部分熔融[4]，其特征為：巖石色率淺，斜長石為更長石；特征礦物為白云母、黑云母；副礦物以磁鐵礦、鋯石、磷灰石為主。巖石中普遍發(fā)育鱗片粒狀變晶結構，定向構造。巖石中Al2O3含量高達13.68%， K2O含量在2.35%，鋁過飽和指數(shù)為1.08，巖石屬中鉀的鈣堿性巖石； TFeO/(TFeOt+MgO)=0.79，小于0.8。

4.2 構造環(huán)境分析

前人在中祁連—南祁連造山帶基底巖系中不斷解體和發(fā)現(xiàn)了較多的片麻狀巖體，空間上已形成一定規(guī)模，并且多為興凱期同碰撞環(huán)境下巖漿作用產(chǎn)物。R1-R2構造判別圖解(圖5)中顯示同碰撞的構造環(huán)境特征，在微量元素ORG標準配分圖(圖2)中變質(zhì)侵入巖也顯示同碰撞期的構造環(huán)境特征；在TFeO/(TFeO+MgO)-SiO2圖解(圖6)中顯示為后造山的環(huán)境。綜合判定，該變質(zhì)侵入巖體應形成于同碰撞的構造環(huán)境[6-7]。

圖5 變質(zhì)侵入巖R1-R2構造環(huán)境判別

POG 后造山花崗巖類；IAG 島弧花崗巖類；CAG 大陸弧花崗巖類；RRG 與裂谷有關的花崗巖類；CCG 大陸碰撞花崗巖類；CEUG 與大陸的造山臺升有關的花崗巖類

圖6 變質(zhì)侵入巖TFeO/(TFeO+MgO)-SiO2

5 結 論

1) 巖石中Al2O3含量高達13.68%， K2O含量在2.35%，鋁過飽和指數(shù)為1.08，TFeO/(TFeO+ MgO)=0.79，小于0.8。屬典型的中鉀鈣堿性花崗巖巖類。在花崗巖主元素R1-R2構造判別圖解中顯示同碰撞花崗巖，在微量元素ORG標準配分圖也顯示同碰撞期的構造環(huán)境特征。表明新元古代變質(zhì)侵入體是興凱期大陸碰撞造山地質(zhì)記錄的一部分。

2) 利用LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素測年，青海南山變質(zhì)侵入巖體的形成時間約為742±34 Ma(PM14U-Pb1，MSWD=8.2)，說明該巖體的形成時代為新元古代。

3) 在青海南山推覆體中發(fā)現(xiàn)的新元古代侵入巖體，說明祁連造山帶發(fā)育有興凱期(泛非運動)巖漿作用的產(chǎn)物。對于演化南祁連地區(qū)興凱期碰撞造山提供了確切的時代依據(jù)，深化興凱期造山歷史的認識具有重要意義。

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Discovery of Xingkai Metamorphic Intrusive Rock in Nanshan Area, Qinghai Province and Its Geological Significance

LI Shenghu, TIAN Qi, SHI Yulian, HAO Yaqing, TIAN Tao

(No.5GeologicalandMineralSurveyInstituteofQinghaiProvince,Xining,Qinghai810099,China)

Metamorphic intrusive rocks of Xingkai period was discovered for the first time in Nanshan area of Qinghai province when the invasion happened in Paleoproterozoic Longhua rock group. The uranium-lead isotopic age is (742±34)Ma (MSWD=8.2), and the age is Neoproterozoic era. Magma genesis belongs to crust material remelting type, which is formed under the same collision tectonic environment. The discovery of this metamorphic intrusive rock represents the area product of Xingkai tectonic thermal events in the area. It is of great significance for the further study of the basement of southern Qilian mountain in Southern China, including the further development and evolution history of Lajishan orogenic belt.

Nanshan area of Qinghai province; Xingkai period; Metamorphic intrusive body; U-Pb isotope dating

2017-02-16

中國地質(zhì)調(diào)查局項目(12120113033020)

李生虎(1986-)，男，青海湟源人，工程師，研究方向：區(qū)域地質(zhì)調(diào)查及礦產(chǎn)勘查，手機：13709739026，E-mail：447284039@qq.com.

P588.3

B

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.02.005