周 涯

(四川省地質礦產勘查開發(fā)局四0四地質隊，四川 西昌 615000)

新疆塔城北石窯村一帶以往1∶20萬區(qū)域地質調查劃為下二疊統(tǒng)哈爾加烏組(P1h2)，在最新1∶5萬區(qū)域地質調查中重新厘定，根據(jù)巖石組合等特征以及測年、區(qū)域對比將其劃為中-上奧陶統(tǒng)廟爾溝組(O2-3m)，地層中新發(fā)現(xiàn)出露較多閃長玢巖巖體。本文選取石窯村閃長玢巖巖體為研究對象，對其巖石學、地球化學特征及地質年代進行詳細研究，探討其侵位年代、成因及大地構造意義。

1 地質概況

石窯村閃長玢巖巖體位于新疆塔城市以北約20km，出露面積約0.4616km2，呈不規(guī)則狀產出，主要由一套中性淺成巖類閃長玢巖構成。圍巖為中奧陶統(tǒng)科克沙依組三段(O2k3)、中-上奧陶統(tǒng)廟爾溝組(O2-3m)，周邊大面積上更新統(tǒng)新疆群(QP3x)覆蓋(圖1)。中奧陶統(tǒng)科克沙依組以紫紅色蝕變安山質凝灰?guī)r、淺變質塊狀安山巖為主，夾玄武巖、蝕變霏細巖、流紋巖、長石巖屑砂巖；中-上奧陶統(tǒng)廟爾溝組以變礫巖、變長石巖屑砂巖為主，夾板巖、變粉砂巖，另有少量蝕變放射蟲中酸性火山凝灰?guī)r、淺灰色霏細巖、流紋巖；上更新統(tǒng)新疆群主要為半固結砂、礫石、角礫、亞砂土等。區(qū)內北西部有多條斷層分布，未對巖體造成明顯影響。

圖1 石窯村閃長玢巖巖體地質簡圖及采樣位置

2 巖石學特征

據(jù)野外觀察及薄片鑒定結果，石窯村巖體巖性組合為閃長玢巖、輝長閃長玢巖。

閃長玢巖：紫紅色，由斑晶和基質組成，多斑狀結構、基質具玻晶交織結構，杏仁狀構造。斑晶斜長石含量約40%?；|含量約60%，斜長石之間分布玻璃質中，斜長石含量約35%；玻璃質為脫玻蝕變重結晶呈隱晶狀長英質、顯微鱗片狀綠泥石、隱晶簾石集合體，含量約15%；磁鐵礦含量約10%；杏仁石約占基質總體40%。(圖2)

輝長閃長玢巖：灰綠色，由斑晶和基質組成，斑狀結構、基質具間粒間隱結構，塊狀構造。斑晶含量約20%，成分為斜長石?；|含量約80%，具玻晶交織結構，斜長石之間分布玻璃質和暗色礦物，成分為斜長石，含量約52%；玻璃質含量約10%；普通輝石含量約15%；磁鐵礦含量約3%；杏仁石含量較少。(圖2)

圖2 巖石正交偏光鏡下照片(左閃長玢巖；右輝長閃長玢巖)

3 地球化學特征

本文采集相關地球化學分析樣品2件，采樣位置見圖1。樣品主、微量、稀土元素分析在通標標準技術服務(天津)有限公司(SGS)進行。主要元素采用傳統(tǒng)儀器分析方法進行定量分析，同時采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法，微量及稀土元素采用等離子質譜法測定。

3.1 巖石化學成分特征

石窯村巖體化學成分、微量、稀土元素分析結果(表1、2)。SiO2=53.04%～54.51%，平均53.78%；Al2O3=16.17%～18.68%，平均17.43%；Na2O=3.97%～4.84%，平均4.41%；K2O=3.09%～3.98%，平均3.54%；CaO=3.87%～4.45%，平均4.16%；MgO=2.87%～3.26%，平均3.07%；TiO2=1.39%～1.49%，平均1.44%；屬中性巖類。與中國中性巖平均化學成分相比，巖石富鈉、鉀，貧硅、鋁、鈣、鎂。

表1 石窯村閃長玢巖巖石化學成分結果

TAS分類命名圖解D1912-H1、D1912-H2均投影在二長閃長巖區(qū)域(圖3)，屬堿性系列；組合指數(shù)σ=5.14～6.63，平均5.89；堿度指數(shù)AR=2.09～2.25，平均2.17；K2O/Na2O=0.61～1，平均0.81；結合AR-SiO2圖解判別為堿性系列巖石(圖4)。分異指數(shù)DI=56.33～62.04，平均59.19；固結指數(shù)SI=13.13～14.17，平均13.95；鎂鐵指數(shù)MF=86.46～86.74，平均86.6；長英指數(shù)FL=64.5～67.26，平均65.66；巖體屬巖漿成因，為大陸殼經重熔的產物。飽和指數(shù)A/CNK=1.31～1.58，平均1.45；K/(K+Na)=0.39～0.5，平均0.45；從Na2O-K2O圖解判別D1912-H1為“I”型、D1912-H2為“A”型(圖5)，但根據(jù)稀土銪元素異常與島弧構造環(huán)境判別，應歸屬于“I”型過鋁型巖石。

圖3 TAS分類命名圖解

圖4 AR-SiO2圖解

圖5 Na2O-K2O圖解

表2 石窯村閃長玢巖巖體微量、稀土元素分析結果

3.2 巖石微量元素特征

稀有元素(非活動性元素)P富集；Nb虧損，Zr、Ta富集；Hf虧損，Y富集；過渡性元素(相容元素)Ti略虧損；大離子親石元素Sr、K、Rb富集；親巖漿元素Th、Ce富集；稀土元素Yb、Sm富集。孫氏圖解略右傾“M”型(圖6)，Ce、Sm呈正異常，Nb、Hf、Ti呈負異常，顯一定的結晶分異特征。K/Rb=287.3～333.57、Rb/Sr=0.13～0.16、Rb/Ni=2.28～3.83、Ni/Co=1.24～1.4，顯同熔型花崗巖特征。

圖6 志留紀侵入巖孫氏圖解圖

3.3 巖石稀土元素特征

稀土總量較高，ΣREE=229.544×10-6～271.452×10-6，平均250.498×10-6；稀土分配曲線呈略右傾近直線型(圖7)；ΣCe/ΣY=2.70～2.80，平均2.75；(La/Yb)N=6.29～6.94，平均6.62；(Ce/Yb)N=4.95～5.45，平均5.2；(La/Sm)N=2.7～2.78，平均2.74；(Gd/Yb)N=1.46～1.58，平均1.52；輕稀土富集型，輕稀土分餾明顯，重稀土分餾不明顯；銪顯弱負異常，銪輕微虧損，δEu=0.93～0.94，平均0.935。

圖7 志留紀侵入巖稀土分配曲線

4 侵入巖時代歸屬

本次同位素測年由核工業(yè)北京地質研究院分析測試研究中心完成，所用樣品采自本次新發(fā)現(xiàn)志留紀閃長玢巖，從中獲取鋯石顆粒24顆，樣品中鋯石具玻璃光澤，呈短-長柱狀，晶型自形程度較好，部分內核保留了清晰的韻律環(huán)帶(圖8a)。鋯石粒徑長70μm～150μm，寬40μm～50μm，長寬比1～1.5。鋯石總體晶型普遍可見清晰的震蕩生長環(huán)帶，韻律帶清晰，具有巖漿鋯石特征。去除異常年齡的3號點，用剩余23個測試數(shù)據(jù)作圖，鋯石數(shù)據(jù)分析點在諧和曲線(圖8b)上為一個集中區(qū)，434.4±1.7Ma可以代表該閃長玢巖年齡，屬于早志留世，歸入加里東晚期。

圖8 閃長玢巖鋯石陰極發(fā)光圖像和U-Pb年齡諧和圖

5 討論與結論

本次石窯村中性侵入巖巖體于喀木斯特溝南部呈不規(guī)則狀巖脈產出，均具塊狀構造，顯示被動侵位特點。從上述分析結果可知巖石TAS分類命名為二長閃長巖，以中性巖為主體。中性巖石富含角閃石，過鋁型，顯示含角閃石鈣堿性花崗巖類(Barbarin 1999)特征，又由Rb-Yb+Ta圖解(圖9)和Rb-Yb+Nb圖解(圖10)可知，石窯村巖體投點于火山島弧花崗巖(VAG)中，具島弧花崗巖特征，為造山帶晚期產物，巖漿源為早期大洋島弧火山物質。

圖9 Rb-Yb+Ta圖解

圖10 Rb-Yb+Nb圖解

據(jù)此可以判斷，石窯村巖體為加里東旋回晚期：巖性主要由閃長玢巖組成。構造環(huán)境成因判別主要為造山帶、島弧地區(qū)火山巖，形成原因類似于火山島弧花崗巖，所處構造背景為主動大陸邊緣盆地，該時期板塊活動較緩，火山活動微弱，為“塔爾巴哈臺島弧”形成之初，對該地區(qū)巖漿巖時代和巖漿作用的進一步厘定與分析具有重要意義。