謝海東, 魯海妍, 張 瑩, 孫豐全, 徐云甫
(1.青海省地質(zhì)礦產(chǎn)測試應(yīng)用中心,青海 西寧 810021; 2.青海省地質(zhì)調(diào)查院,青海 西寧 810012)
前人將區(qū)內(nèi)閃長巖體歸屬為奧陶紀(jì),它主要沿賽什騰山主脊分布,由灰-淺灰色弱片麻狀中細(xì)?;◢忛W長巖、灰色細(xì)粒石英閃長巖組成。巖體侵入到灘間山群火山巖地層中,并被后期花崗閃長巖超動侵入,內(nèi)接觸帶常見大小不一的暗色礦物析離體,且?guī)r石具強弱不一的混染,外接觸帶圍巖蝕變褪色,具混合巖化、綠泥石化及黃鐵礦化。巖體中發(fā)育與巖體長軸平行的北西向斷裂,使巖體遭受破壞。次生節(jié)理發(fā)育,且主節(jié)理與主斷裂的方向一致。該巖體為中深成相,向北西分相明顯,中心相主要為花崗閃長巖,局部為二長花崗巖、斜長花崗巖。邊緣相主要為石英閃長巖,局部為斜長花崗巖。巖石顆粒由中心向邊緣逐漸變細(xì),顏色變深。巖石中含暗色閃長質(zhì)包體,局部較為碎裂。
花崗閃長巖:灰-淺肉紅色,中細(xì)?;◢徑Y(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。巖石主由斜長石(65%~70%)、鉀長石(10%±)、石英(20%~25%)、黑云母(1%~2%)、角閃石(1%~3%)組成;副礦物:磁鐵礦、鋯石、磷灰石,次生礦物有絹云母2%~5%,方解石1%~3%,少量綠簾石,黝簾石5%~10%,綠泥石1%~5%,少量高嶺土及不透明礦物。斜長石半自形板狀,大小一般1~2 mm,少量0.5~1 mm(細(xì)),部分2~3 mm(中),雜亂分布。被絹云母、方解石、綠簾石、黝簾石交代,表面臟。鉀長石半自形-它形粒狀,大小一般0.5~1 mm,部分1~2 mm,雜亂分布。局部被高嶺土、綠簾石交代。石英呈它形粒狀,大小一般1~2 mm,部分0.5~1 mm,少量2~3 mm,雜亂分布。局部可見波狀消光。黑云母片狀,片直徑1~2 mm,部分2~3 mm,少量0.5~1 mm,星散狀分布。被綠泥石、綠簾石方解石交代,為假象。角閃石半自形柱狀,大小一般1~2 mm,部分0.5~1 mm,星散狀分布,被綠泥石、方解石交代,為假象。
石英閃長巖:淺灰白色,中細(xì)粒半自形粒狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。巖石主由斜長石(70%~75%)、角閃石(15%±)、石英(10%~15%)及少量黑云母組成;副礦物:磁鐵礦、鋯石、磷灰石,次生礦物有黝簾石40%~45%,綠簾石10%±,絹云母3%~5%、陽起石3%~5%、綠泥石5%~10%、不透明礦物。斜長石半自形板狀,大小一般1~2 mm,少量0.2~1 mm(細(xì)),部分2~3.5 mm(中),鑲嵌狀分布。被黝簾石、綠簾石、絹云母交代,表面很臟。角閃石半自形柱狀,大小一般1~2 mm,部分0.2~1 mm,少量2~3 mm,星散狀分布。部分被陽起石、綠泥石交代,部分為假象。黑云母片狀,片直徑0.2~0.5 mm,星散狀分布。被綠泥石交代,為假象。石英它形粒狀,大小一般0.2~1 mm,部分1~2 mm,少量2~4 mm,填隙狀分布。常見波狀消光。
閃長巖主量-稀土-微量元素地球化學(xué)特征見表1。
表1 奧陶紀(jì)閃長巖氧化物含量特征一覽表
樣品測試單位:青海省地質(zhì)礦產(chǎn)測試應(yīng)用中心。
表2 奧陶紀(jì)閃長巖巖石化學(xué)主要參數(shù)特征一覽表
樣品測試單位:青海省地質(zhì)礦產(chǎn)測試應(yīng)用中心。
表3 奧陶紀(jì)閃長巖CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物參數(shù)特征一覽表
樣品測試單位:青海省地質(zhì)礦產(chǎn)測試應(yīng)用中心。
表4 奧陶紀(jì)閃長巖稀土元素含量一覽表
樣品測試單位:青海省地質(zhì)礦產(chǎn)測試應(yīng)用中心。
表5 奧陶紀(jì)閃長巖稀土元素特征一覽表
樣品測試單位:青海省地質(zhì)礦產(chǎn)測試應(yīng)用中心。
表6 奧陶紀(jì)閃長巖微量元素特征一覽表
樣品測試單位:青海省地質(zhì)礦產(chǎn)測試應(yīng)用中心。
(1)主量元素。利用波長色散X-熒光光譜法(XRF)測定SiO2、TiO2、TFe2O3、MnO、P、K2O,采用粉末壓片法制樣,用系列國家Ⅰ級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),建立校準(zhǔn)工作曲線。用X射線熒光光譜儀直接進行元素的測量。閃長巖侵入體SiO2含量為67.99%~68.30%,變化范圍不大,TiO2含量為0.3%、Al2O3含量為14.47%~15.08%、Fe2O3含量為1.44%~2.20%,F(xiàn)eO含量為1.30%~1.80%,MnO含量為0.07%。利用電感耦合等離子體光譜法(ICP-OES)測定MgO,CaO,Na2O,用HF+HNO3+HClO4+H2SO4分解并趕盡HClO4,用王水溶解鹽類,移入25 mL聚乙烯試管中,定容,搖勻,將制備的試料原液引入高溫等離子炬中,使待測元素激發(fā)成離子及原子,在規(guī)定的波長處測量各元素離子及原子的發(fā)射光譜強度,由儀器自帶程序計算出各元素的含量MgO為1.38%~1.73%、CaO為3.65%~4.02%、Na2O為3.38%~4.62%、K2O為0.36%~2.76%、P2O5為0.09%。K2O/Na2O小于1,以上特點表明,侵入巖為地殼幔源巖漿分異形成的。在TAS主元素分類圖解(圖1)中,樣品投影點集中落在花崗閃長巖區(qū)。在AR-SiO2與堿度關(guān)系圖解(圖2)中,花崗閃長巖表現(xiàn)為鈣堿性系列,而石英閃長巖表現(xiàn)為低鉀(拉斑)系列。巖石中(K2O+Na2O) 圖1 奧陶紀(jì)侵入巖TAS圖解 1—橄欖輝長巖;2a—堿性輝長巖;2b—亞堿性輝長巖;3—輝長閃長巖;4—閃長巖;5—花崗閃長巖;6—花崗巖;7—硅英巖;8—二長輝長巖;9—二長閃長巖;10—二長巖;11—石英二長巖;12—正長巖;13—副長石輝長巖;14—副長石二長閃長巖;15—副長石二長正長巖;16—副長正長巖;17—副長深成巖;18—霓方鈉巖/磷霞巖/粗白榴巖 圖2 奧陶紀(jì)閃長巖SiO2-K2O圖解 (2)稀土元素。利用電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)測定稀土15項:準(zhǔn)確稱取試樣于高壓反應(yīng)釜內(nèi),用少量去離子水潤濕,加入2 mL HF、1 mL HNO3、蓋上上蓋,裝入鋼套中,擰緊鋼套蓋;將熔樣器放入烘箱中,于185 ℃條件下保溫24 h,取出;冷卻后開蓋,在電熱板上蒸發(fā)至干;加入1 mLHNO3蒸發(fā)至干,然后加入1.5 mL HNO3和1.5mL水再次密閉于鋼套內(nèi),于130 ℃條件下保溫3 h,取出;冷卻后開蓋,移至干凈塑料瓶中,用水定容至50 mL,搖勻,待測。選用儀器調(diào)諧液(含Mg、Co、Be、Ba、Ce、In、U、Cu、Pb、Zn各100 μg/L)對儀器的測定參數(shù):等離子體功率、霧化氣流速、輔助氣流速、采樣深度及積分時間進行優(yōu)化。采用混合標(biāo)準(zhǔn)溶液配制校準(zhǔn)系列溶液,繪制校準(zhǔn)工作曲線,103Rh、187Re做內(nèi)標(biāo)元素,用等離子體質(zhì)譜儀直接測定試液中稀土總量為(129.69~135.50)×10-6,輕稀土為(121.06~126.93)×10-6,重稀土為(8.57~8.63)×10-6,輕重稀土元素之比為14.03~14.81,顯示了輕稀土相對富集,重稀土相對虧損類巖石所具有的一般特點,δCe值0.84~0.90,均小于1,顯示鈰的弱異常。δEu值為0.84~0.90,顯示了銪的負(fù)異常。稀土元素總量低,重稀土相對輕稀土元素含量低,輕稀土元素含量相對高,為輕稀土元素富集型。 經(jīng)球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化的花崗閃長巖、石英閃長巖,反映在稀土元素配分模式圖(圖3)上為向右傾斜輕稀土富集、重稀土虧損的模式,輕、重稀土元素分餾十分明顯。 圖3 奧陶紀(jì)閃長巖稀土配分模式圖 (3)微量元素。利用波長色散X-熒光光譜法(XRF)測定Ga、Rb、Zr、Nb、Hf、Ba、Sr,電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)測定Ta、Th,測出閃長巖大離子親石元素(LIL)中,Ba含量較高,分別為(386.8~1 231)×10-6,Rb含量較低,為(11.03~71.01)×10-6。Sr含量較高,為(365.8~467.1)×10-6。Th含量較高為(14.02~14.35)×10-6。高場強元素(HFS)中Nb、Ta、Hf的含量普遍較低,分別為(4.97~5.42)×10-6、(0.49~0.58)×10-6和(3.2~3.5)×10-6。Zr含量較高,為(97.5~107.4)×10-6。以O(shè)RG(洋脊花崗巖)為標(biāo)準(zhǔn)的微量元素比值蛛網(wǎng)圖(圖4)上,表現(xiàn)出明顯的Rb、Ba、Th、Ce富集,而Ta、Nb、Hf、Sm、Zr、Y、Yb明顯虧損的特點,分配模式具有火山弧花崗巖的特征,表明物質(zhì)來源具有地殼和地幔的成分。 圖4 中奧陶世侵入巖微量元素比值蛛網(wǎng)圖 測區(qū)中奧陶世侵入巖野外地質(zhì)、巖相學(xué)、巖石地球化學(xué)特征表明,這些侵入巖大多屬偏鋁質(zhì)和過鋁質(zhì)花崗巖。在花崗巖(Y+Nb)-Rb圖解(圖5)上投影點落在火山弧花崗巖區(qū)內(nèi),表明中奧陶世侵入巖在化學(xué)成分上類似于火山弧花崗巖類,具有造山晚期花崗巖的特點,綜合判斷應(yīng)屬陸內(nèi)俯沖階段地殼物質(zhì)部分熔融的產(chǎn)物。在花崗巖R1-R2圖解(圖6)上顯示主要形成于碰撞前花崗巖時期構(gòu)造背景之下,為在俯沖動力學(xué)機制下引發(fā)下地殼物質(zhì)發(fā)生部分熔融所形成的花崗巖。 綜上所述,結(jié)合巖石的礦物組合和巖石地球化學(xué)特征進行綜合判別,認(rèn)為中奧陶世侵入巖形成于活動大陸邊緣弧環(huán)境。 圖5 中奧陶世侵入巖(Y+Nb)-Rb圖解 圖6 中奧陶世侵入巖R1-R2圖解 ①—地幔斜長花崗巖;②—破壞性活動板塊邊緣(板塊碰撞前)花崗巖;③—板塊碰撞后隆起期花崗巖;④—晚造期花崗巖;⑤—非造山區(qū)A型花崗巖;⑥—同碰撞(S型)花崗巖;⑦—造山期后A型花崗巖 本地區(qū)主要依據(jù)前人資料在花崗閃長巖中取得的同位素年齡465.4±3.5/SHRIMP U-Pb,再根據(jù)區(qū)域地質(zhì)特征、巖石組合及巖體空間接觸關(guān)系,將區(qū)內(nèi)該巖體形成時代厘定為中奧陶世。 此外,在測區(qū)賽什騰山主脊分布有規(guī)模較大的石英閃長巖體,與花崗閃長巖體呈涌動接觸,界線不清晰,兩者在巖石礦物成分和組構(gòu)上差別不大,推測可能是同一時期的產(chǎn)物,因此將該侵入體時代厘定為中奧陶世。4 構(gòu)造分析及物質(zhì)來源探討
5 時代討論