，，

(青海省地質(zhì)調(diào)查院，青海省青藏高原北部地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源重點實驗室，青海 西寧 810012)

祁連構(gòu)造帶是橫貫中國東西的秦祁昆巨型造山帶的重要組成部分，祁連構(gòu)造帶北側(cè)為阿拉善地塊，南側(cè)為祁連-柴達(dá)木地塊，西以阿爾金斷裂為界與塔里木地塊相鄰，東與秦嶺造山帶相接。祁連構(gòu)造帶從北到南劃分為：北祁連、中祁連和南祁連3個構(gòu)造單元(圖1)。近幾年前人針對祁連山花崗巖的研究取得了大量的研究成果。在中祁連一帶圈定了眾多的華力西期、燕山期巖漿巖體(賈群子等，2007；徐學(xué)義，2008；吳才來等，2010)。認(rèn)為燕山期巖漿熱事件與區(qū)內(nèi)成礦關(guān)系較為密切(趙辛敏等，2014；楊鐘堂等，2004)。研究區(qū)位于中祁連地塊西段，區(qū)內(nèi)出露的地層較簡單，主要為晚元古代青白口紀(jì)五個山組和不同成因的第四系沉積物(圖1)。晚元古代青白口紀(jì)五個山組為一套穩(wěn)定-次穩(wěn)定型泥砂質(zhì)-碳酸鹽沉積組合。區(qū)內(nèi)巖漿活動較弱，僅有晚侏羅世閃長巖體和少量的晚元古代輝綠巖脈產(chǎn)出。目前對于區(qū)內(nèi)燕山期侵入巖的研究報道較少。筆者在詳細(xì)野外工作的基礎(chǔ)上，對閃長巖的類型、空間分布、時代及地球化學(xué)特征進(jìn)行論述，并對其構(gòu)造背景加以探討。

1.全新世冰雪堆積；2.全新世沖積；3.晚更新世沖洪積；4.晚元古代青白口紀(jì)五個山組；5.晚侏羅世閃長巖；6.輝綠巖脈；7.地質(zhì)界線；8.斷層；9.產(chǎn)狀；10.鋯石U-Pb樣品采集點圖1 東干溝地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)圖Fig.1 The sketch geological map of Donggangou area

1 閃長巖地質(zhì)特征及巖石學(xué)特征

1.1 地質(zhì)特征

東干溝閃長巖體出露寬約230m，長約800m左右，以巖株形式產(chǎn)出，平面形態(tài)呈透鏡狀，沿近南北向展布。與晚元古代青白口紀(jì)五個山組灰色、灰黑色灰?guī)r呈侵入接觸，二者侵入界線清楚，界面呈波狀彎曲，外傾。巖石綠泥石化強烈，礦物不具定向。該期侵入巖巖石類型單一，面積較小，為中性閃長巖，巖石具細(xì)粒結(jié)構(gòu)，后期蝕變作用強烈。

1.2 巖石學(xué)特征

蝕變細(xì)粒閃長巖野外露頭的巖石多呈深灰色-淺灰綠色，以細(xì)粒結(jié)構(gòu)為主，塊狀構(gòu)造。粒度一般在0.21～0.72mm，巖石組成為：斜長石(65%～81%)，為中長石，An32～39，半自形-自形板柱狀，環(huán)帶構(gòu)造；普通角閃石(15%～25%)或黑云母(10%～20%)，角閃石呈半自形-自形柱狀，黑云母呈片狀，部分被綠泥石替代;石英為8%～10%，他形粒狀，次生裂紋發(fā)育；部分巖石中有鉀長石，含量為3%～5%，為微斜長石和正條紋長石，呈不規(guī)則他形粒狀。副礦物有鋯石、磷灰石、屑石、磁鐵礦等。在巖石裂隙中，充填了綠泥石和鐵質(zhì)，鐵質(zhì)鐵染裂隙邊緣呈褐色。

2 成巖時代

2.1 樣品采集與分析方法

在野外采集相對新鮮的約60kg巖石樣品。樣品經(jīng)碎樣、磁選及重液選等選出鋯石，經(jīng)手選純后裝入環(huán)氧樹脂中并磨光。用光學(xué)顯微鏡及掃描電鏡陰極發(fā)光(CL)觀察選出晶形較好、沒有裂紋及包裹體不發(fā)育的鋯石晶體點進(jìn)行測定(圖2)。鋯石LA-ICP-MS定年在天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所ICP-MS實驗室完成，大量數(shù)據(jù)分析和描述采用Song et al程序和Isoplot程序完成。單個測試點的誤差均為1σ ，加權(quán)平均值的誤差為95%置信度誤差。

2.2 分析結(jié)果

閃長巖鋯石韻律環(huán)帶較發(fā)育(圖2)，具巖漿鋯石的一般特征，其 U/Th值較大(表1)，也反映巖漿鋯石的一般特征。在閃長巖中采用鋯石激光探針等離子體質(zhì)譜法分析數(shù)據(jù)后獲得14顆鋯石的206Pb/238U表面年齡加權(quán)平均值為(155.1±1.4)Ma(MSWD=2.3)，為晚侏羅世。同位素諧和圖和同位素參數(shù)特征見圖3和表1。

圖2 鋯石陰極發(fā)光圖像和206Pb/238U年齡圖Fig.2 CL images of zircongrains

3 巖石地球化學(xué)特征

在薄片觀察分析的基礎(chǔ)上，在東干溝閃長巖體中采集了新鮮的巖石樣品5495、5312、5312-1進(jìn)行了主量、微量和稀土元素測量分析，結(jié)果見表2。主量元素中SiO2含量為56.27%～57.92%，屬中性巖范疇；TiO2含量為1.53%～1.68%；Al2O3含量為13.37%～13.55%；Fe2O3含量為5.37%～5.90%；FeO含量為5.64%～6.20%；MnO含量為0.11%～0.16%，MgO含量為1.85%～2.16%，CaO含量為5.15%～5.67%，Na2O含量為3.13%～3.58%，K2O含量為1.39%～1.54%。具富鐵富鈣貧硅貧鋁的特點，全堿含量Alk=4.72%～5.07%，含量中等且K2O、Na2O含量較低。在SiO2-(K2O+Na2O)圖解(圖4)中，樣品投點落在閃長巖區(qū)域內(nèi)且屬亞堿性系列巖石，與鏡下定名一致。里特曼指數(shù)為1.32～1.43，屬鈣堿性巖類。在鋁飽和指數(shù)圖解中(圖5)，樣品投在準(zhǔn)鋁質(zhì)區(qū)域內(nèi)。綜上所述，晚侏羅世侵入巖總體顯示偏鋁質(zhì)鈣堿性系列巖石化學(xué)特點。

表1 鋯石U-Pb同位素分析結(jié)果數(shù)據(jù)表Tab.1 U-Pb isotope age determined result of rock

注：1.測試單位：天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所；2.3～10、12、14～17、22～24號點206Pb/238U表面年齡加權(quán)平均值為(155±1)Ma。

圖3 閃長巖鋯石U-Pb年齡諧和圖和加權(quán)圖Fig.3 U-Pb Concordia diagrams and Weighted graph of zircon

巖石稀土總量較高，ΣREE=291.44×10-6～319.87×10-6，明顯具有殼源巖漿巖特征。LREE/HREE=5.06～6.11，輕稀土強烈富集，δEu=0.86，(La/Yb)N=5.33～7.2。稀土配分曲線均為向右陡傾的富集型曲線(圖6)，輕重稀土分餾明顯，且輕稀土分餾明顯而重稀土分餾較弱，具弱的負(fù)Eu異常，顯示變質(zhì)-交代型花崗巖的特點。

表2 晚侏羅世侵入巖主量、稀土及微量元素分析結(jié)果表Tab.2 The major elements,rare earth elemente,trace element characteristice

1.橄欖輝長巖；2.輝長巖；3.輝長閃長巖；4.閃長巖；5.花崗閃長巖；6.花崗巖；7.似長石輝長巖；8.二長輝長巖；9.二長閃長巖；10.二長巖；11.石英二長巖；12.似長石巖；13.似長石二長閃長巖；14.似長石二長正長巖石；15.正長巖；16.似長石正長巖圖4 w(SiO2)-w(Na2O+K2O)圖解(據(jù)NIDDLEMOST,1994)Fig.4 w(SiO2)-w(Na2O+K2O) diagram

圖5 閃長巖鋁飽和指數(shù)圖解(據(jù) PECCERILLO，1976)Fig.5 Aluminum saturation index diagram

圖6 稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖(據(jù)BOYNTON,1984)Fig.6 Chondrite normalized REE distribut patterns diagram(據(jù)BOYNTON, 1984)

微量元素中大離子親石元素中Rb的含量較低，Ba的含量相對較高，分別為37.98×10-6～44.72×10-6、298.23×10-6～353.45×10-6。Sr的含量相對較高，為259.67×10-6～319.87×10-6。Th的含量低，為7.22×10-6～10.98×10-6。高場強元素(HFS)中Nb、Ta、Hf的含量普遍較低。在微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(圖7)上，早侏羅世侵入巖表現(xiàn)出明顯的Ba、K、Sr、Ti等元素的負(fù)異常，而Rb、Th、Ce、Nd等元素相對富集；其洋脊花崗巖標(biāo)準(zhǔn)化圖與成熟大陸弧花崗巖相近，為造山后期花崗巖特征，顯示板內(nèi)裂谷型花崗巖特征(李昌年，1992)；Rb/Yb=5.8～7.2，比值大于1，屬強不相容元素富集型，標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖表現(xiàn)出向右傾斜，曲線呈“W”型。

圖7 微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(據(jù)PEACE，1984)Fig.7 Web diagram of metamorphic intrusive rock

4 討論

4.1 巖石成因

在花崗巖成因類型的判定中，重要的是野外地質(zhì)關(guān)系和宏觀特征結(jié)合礦物組成及地球化學(xué)特征綜合分析。目前，最常用的花崗巖成因分類方案是CHAPPELL等(1974)提出的ISAM方案，其中M型較為少見。因此，自然界中花崗巖的成因類型主要為I型、S型和A型。從礦物組成上，角閃石、堇青石和堿性鐵鎂礦物被認(rèn)為是判斷上述三大類型花崗巖最有效的礦物學(xué)標(biāo)志(MILLER，1985;吳福元等，2007)。對于東干溝閃長巖，在區(qū)域地質(zhì)背景研究的基礎(chǔ)上采集新鮮樣品進(jìn)行地球化學(xué)分析及構(gòu)造環(huán)境判別后認(rèn)為，閃長巖中缺乏標(biāo)志性礦物，從礦物學(xué)上難以劃分成因類型。此外，一系列地球化學(xué)圖解(WHALEN et al.，1987;SYLVESTER，1989;EBY，1990)在判別這3類花崗巖中被得到廣泛應(yīng)用。但是對于經(jīng)歷高程度分異的花崗巖，由于其礦物組成和化學(xué)組成都趨近于低共結(jié)花崗巖，導(dǎo)致分異的 I 型、S 型和 A 型花崗巖在化學(xué)組成上部分重疊，使得鑒定出現(xiàn)困難，需要綜合巖石學(xué)、礦物學(xué)和地球化學(xué)等多種證據(jù)進(jìn)行判別。東干溝閃長巖其巖石主量元素σ=1.32～1.41,A/CNK=0.75～0.83，顯示為偏鋁質(zhì)低鉀高鈣的巖石化學(xué)特征，與巴爾巴林(BARBARIN)劃分的含角閃石鈣堿性花崗巖類(ACG)相似；稀土元素ΣREE=291.44×10-6～319.87×10-6，LREE/HREE=4.93～5.06，δEu=0.79～0.86，顯示變質(zhì)-交代型花崗巖類特征，其物源為殼幔混合源，以殼源為主。在PEARCE(1984)的Y+Nb+Rb構(gòu)造環(huán)境判別圖中(圖8)，樣品均落入到板內(nèi)花崗巖區(qū)。綜上所述，東干溝閃長巖應(yīng)歸屬為A型花崗巖。

4.2 地球動力學(xué)背景

祁連造山帶作為中國中生代之前的古板塊研究最透徹的造山帶之一，其形成及構(gòu)造演化仍存在一些爭議，但同時也達(dá)成了一定的共識。大多數(shù)人認(rèn)為祁連造山帶從古元古代中期開始，大陸巖石圈拉伸減薄，發(fā)生裂谷化，發(fā)育元古宙大陸溢流玄武巖;新元古代裂谷作用繼續(xù)加強，發(fā)育以雙峰式火山巖為特征的大陸裂谷火山作用;最終至晚寒武世，發(fā)生大陸裂解和分離，形成祁連早古生代洋盆，并于奧陶紀(jì)洋盆開始了俯沖消減作用(左國朝等，1987;夏林沂等，1995)，俯沖消減作用可貫穿整個奧陶紀(jì)；志留—泥盆紀(jì)發(fā)生碰撞造山(ZHANG et al.， 2007)；石炭—二疊紀(jì)是伸展過程；晚三疊世末受印支運動為陸內(nèi)俯沖階段，該階段塊斷、推覆、拉張和陸內(nèi)造山作用發(fā)育, 在侏羅紀(jì)時整體是局部拉伸(馮益民等,1996；馮益民,1997)。在此區(qū)域構(gòu)造演化的年代學(xué)框架內(nèi)限定巖漿活動的時限。綜合區(qū)域構(gòu)造演化和成巖年代學(xué)資料，東干溝閃長巖形成于晚侏羅世(鋯石U-Pb年齡為(155.1±1.4)Ma，且屬于 A 型花崗巖，暗示著中祁連構(gòu)造帶在晚侏羅世存在伸展作用。由此可知，中祁連乃至整個祁連地區(qū)在晚侏羅世進(jìn)入了造山后的伸展作用階段，本研究區(qū)晚侏羅世閃長巖代表了碰撞后的張弛階段屬巖石圈減薄以及小規(guī)模巖漿底侵作用的發(fā)生的產(chǎn)物。這為認(rèn)識中南祁連造山帶的構(gòu)造演化提供了很好的年代學(xué)和地球化學(xué)方面的地質(zhì)信息，其對于研究中南祁連乃至重建整個祁連地區(qū)的構(gòu)造演化模式無疑有著重要的地質(zhì)意義。

VAG.火山弧花崗巖；WPG.板內(nèi)花崗巖； Syn-COLG：同碰撞花崗巖;ORG.洋中脊花崗巖圖8 Y+Nb+Rb判別圖(據(jù) PEACE，1984)Fig.8 Y+Nb+Rb diagram

5 結(jié)論

(1)東干溝閃長巖的 LA-ICP-MS 鋯石 U-Pb 年齡為(155.1±1.4)Ma，表明其侵位時代為晚侏羅世，指示了中祁連晚侏羅世有一期巖漿活動事件。

(2)根據(jù)地球化學(xué)分析結(jié)果，并結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景及構(gòu)造環(huán)境判別圖解表明，東干溝閃長巖形成于陸內(nèi)拉伸環(huán)境，屬碰撞后的張弛階段，為板塊拉伸環(huán)境下的產(chǎn)物，具有板內(nèi)裂谷特征。

(3)晚侏羅世期間中祁連整體是局部拉伸，引起巖石圈減薄以及小規(guī)模巖漿底侵作用的發(fā)生，從而形成東干溝閃長巖。

致謝：誠摯感謝審稿專家對本文提出的寶貴意見，青海省地質(zhì)調(diào)查院區(qū)調(diào)所蘇里區(qū)調(diào)項目組的同事在工作中給予了大力支持和幫助，在此一并致以衷心的感謝。

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