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阿爾泰蒙其克晚石炭世閃長(zhǎng)巖體礦物學(xué)特征及地質(zhì)意義

2022-02-03 12:45屈李華蔣忠祥趙芳周曉穎孟盛向趙同壽伊永國(guó)侯明利
新疆地質(zhì) 2022年3期
關(guān)鍵詞:斜長(zhǎng)石閃長(zhǎng)巖巖漿

屈李華,蔣忠祥,趙芳,周曉穎,孟盛向,趙同壽,伊永國(guó),侯明利

(新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局地球物理化學(xué)探礦大隊(duì),新疆 昌吉 831100)

角閃石是花崗質(zhì)巖體中常見(jiàn)的主要造巖礦物之一,其成分特征記錄了巖漿形成條件及結(jié)晶演化等重要信息[1-2]。角閃石主要有巖漿和熱液兩種成因,前者在堆晶礦物固化的最后間隙內(nèi)的富集熔體結(jié)晶而來(lái);后者由巖漿礦物與熱液流體反應(yīng)形成[3]。研究表明,鈣質(zhì)角閃石成分上具有顯著差異,這些差異可用來(lái)定性或定量的推斷巖漿演化過(guò)程中的溫度、壓力、氧逸度等特征[4-7]。鈣質(zhì)角閃石主量元素含量受控于溫度和壓力,可用其化學(xué)成分指示巖漿物質(zhì)來(lái)源[8]。因此,通過(guò)對(duì)鈣質(zhì)角閃石的研究可獲得巖體形成溫度、壓力及氧逸度等方面的信息。在詳細(xì)的野外地質(zhì)調(diào)查、巖相學(xué)觀察的基礎(chǔ)上,對(duì)蒙其克閃長(zhǎng)巖體的角閃石及斜長(zhǎng)石開(kāi)展系統(tǒng)的化學(xué)成分研究,探討巖體的形成溫度、壓力和氧逸度條件的變化特征及對(duì)成巖的指示作用。

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)位于西伯利亞板塊與哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾板塊斜向碰撞對(duì)接的構(gòu)造部位。區(qū)域上以額爾齊斯-瑪因鄂博深斷裂為界,以北為阿爾泰褶皺系,以南為準(zhǔn)噶爾褶皺系(圖1-a)[9-12]。在阿爾泰造山帶和準(zhǔn)噶爾造山帶中分布大量超基性-酸性巖體,但大多位于準(zhǔn)噶爾造山帶[13]。該構(gòu)造-巖漿巖帶多以巖基、巖株、巖瘤形式呈NW 向、帶狀分布于額爾齊斯-瑪因鄂博斷裂兩側(cè)。蒙其克巖體呈長(zhǎng)條狀分布于瑪因鄂博斷裂帶南緣,為晚石炭世侵入巖序列。巖石類型主要有華力西期的閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖、鉀長(zhǎng)花崗巖、堿長(zhǎng)花崗巖等7 個(gè)期次的侵入體。另外,區(qū)內(nèi)還見(jiàn)輝長(zhǎng)巖脈、閃長(zhǎng)巖脈及石英脈等(圖1-b)。該序列主要侵入于中泥盆統(tǒng)北塔山組及下石炭統(tǒng)姜巴斯套組中,外接觸帶可見(jiàn)明顯烘拷邊、角巖化帶,巖體中見(jiàn)較多圍巖捕擄體。雖然額爾齊斯與瑪因鄂博深斷裂相連且具相似的成礦地質(zhì)條件,但區(qū)域上已發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)主要產(chǎn)于額爾齊斯斷裂南側(cè),而瑪因鄂博斷裂南側(cè)僅發(fā)現(xiàn)礦化點(diǎn)和規(guī)模較大的化探異常。

圖1 研究區(qū)區(qū)域構(gòu)造圖(a)及蒙其克巖體地質(zhì)圖(b)Fig.1 Regional tectonic map of the study area(a)and geological map of Monqik intrusion(b)

2 巖相學(xué)特征

花崗閃長(zhǎng)巖灰色,似斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。斑晶為斜長(zhǎng)石,呈板條狀,粒度0.4~5 mm,具環(huán)帶結(jié)構(gòu),成分為正低突起的更長(zhǎng)石。石英呈他形粒狀,粒度1.5~2.5 mm,具波狀消光。石英呈包體且數(shù)量不多,占1%~5%。黑云母呈片狀,粒度0.5%~1.5 mm,約占5%~10%。基質(zhì)中礦物粒度細(xì)小,粒度0.1~0.4 mm,主要由他形粒狀、圓粒狀石英、他形不規(guī)則狀微斜長(zhǎng)石、少量斜長(zhǎng)石、普通角閃石、黑云母以及少量磁鐵礦、磷灰石、榍石、鋯石等構(gòu)成,互相鑲嵌分布于斑晶之間(圖2-a,b)。

石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖灰色,中細(xì)粒半自形粒狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。斜長(zhǎng)石呈板條狀,粒度0.2~10 mm,斜長(zhǎng)石邊緣發(fā)生絹云母、綠泥石蝕變,具環(huán)帶狀結(jié)構(gòu),常見(jiàn)微斜長(zhǎng)石包體,其成分為正低突起更長(zhǎng)石。鉀長(zhǎng)石呈他形不規(guī)則狀、板條狀,粒度0.5~12 mm,由微斜長(zhǎng)石和條紋長(zhǎng)石組成,常較明顯的替代斜長(zhǎng)石。石英呈他形粒狀、填隙狀分布。普通角閃石呈柱狀,粒度0.2~0.7 mm。黑云母呈片狀,片度0.05×0.15~0.35×1.25 mm,少數(shù)被綠泥石替代,伴生綠簾石、磁鐵礦、榍石、磷灰石、鋯石等(圖2-c,d)。

閃長(zhǎng)巖灰綠色,柱狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。礦物成分主要由斜長(zhǎng)石、角閃石組成。斜長(zhǎng)石為自形板柱狀更長(zhǎng)石,粒徑0.3~2.2 mm。角閃石呈半自形粒狀、柱狀,粒徑0.3~1.5 mm,常具碳酸鹽化?;|(zhì)由等粒狀0.1~0.5mm 的鈉長(zhǎng)石及少量石英組成。副礦物有鈦磁鐵礦、白鈦石(圖2-e,f)。

圖2 蒙其克巖體礦物學(xué)特征Fig.2 Mineralogical characteristics of Monqik intrusion

3 分析方法及結(jié)果

3.1 分析方法

本文選取了阿爾泰地區(qū)蒙其克構(gòu)造-巖漿亞帶的晚石炭世侵入巖序列的中酸性巖體進(jìn)行研究,均為地表取樣,具體取樣位置見(jiàn)圖1-b。由于巖體中角閃石需盡量滿足蝕變較弱的要求,采集時(shí)盡量避免風(fēng)化巖石。選擇侵入期次相近的巖石,以便后期數(shù)據(jù)的對(duì)比分析,本文采集的閃長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖、花崗巖閃長(zhǎng)巖依次為晚石炭世第一、第二、第四侵入期次的巖石。樣品磨片制樣在廊坊所完成,對(duì)樣品進(jìn)行0.05 mm電子探針片的磨制,鏡下挑選新鮮的角閃石及斜長(zhǎng)石顆粒進(jìn)行電子探針主量元素分析。數(shù)據(jù)分析在中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所電子探針實(shí)驗(yàn)室完成,實(shí)驗(yàn)儀器型號(hào)為JXA-8100,實(shí)驗(yàn)分析條件:加速電壓15 kv,電流20 nA,束斑5 μm,元素的峰位計(jì)數(shù)時(shí)間為10~20 s。采用標(biāo)樣為天然礦物和人工合成氧化物,精度優(yōu)于2.0%。測(cè)試的主量元素有SiO2,TiO2,Al2O3,F(xiàn)eO,MgO,MnO,CaO,Na2O,K2O,Cr2O3,NiO,P2O5,F(xiàn) 和Cl,氫氧化物的檢出限為0.01%,F(xiàn)和Cl元素的檢出限為0.11%。

3.2 分析結(jié)果

本次研究分別對(duì)蒙其克巖體花崗閃長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖和閃長(zhǎng)巖的角閃石、斜長(zhǎng)石進(jìn)行電子探針?lè)治觯ū?,2)。

3.2.1 角閃石

角閃石是蒙其克巖體的主要造巖礦物之一,呈綠-褐色,半自形柱狀產(chǎn)出,粒徑粗細(xì)不等,少量表面裂紋發(fā)育,局部被黑云母、綠泥石、次閃石、陽(yáng)起石、碳酸鹽等集合體替代,雜亂分布,也可見(jiàn)內(nèi)部鑲嵌斜長(zhǎng)石。角閃石電子探針?lè)治鼋Y(jié)果及相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表1。巖體中角閃石成分變化不大,具富鎂(MgO(10.39%~14.32% ))、富鈣(CaO(11.27%~11.96%))、貧鉀(K2O(0.44%~1.15%))及富鈉(Na2O/K2O>1)特征。其中,花崗閃長(zhǎng)巖中角閃石MgO含量為12.25%~12.98%;CaO含量為11.27%~11.73%;Na2O含量為1.29%~1.46%;K2O為0.68%~0.82%;TiO2為0.91%~1.21%;Al2O3為6.21%~7.00%。石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖中角閃石MgO 含量為11.53%~13.01%;CaO 含量為11.43%~11.72%,Na2O 含量為1.11%~1.67%;K2O 含量為0.76%~1.03%;TiO2含量為0.68%~1.32%;Al2O3含量為6.77%~7.76%。閃長(zhǎng)巖中角閃石MgO 含量為10.39%~14.32%;CaO 含量為11.34%~11.96,Na2O 含量為1.04%~1.56%;K2O 含量為0.44%~1.15%;TiO2含量為0.72%~1.90%;Al2O3含量為5.59%~9.75%。Harker圖解顯示角閃石成分符合從早期次至晚期次侵入體特點(diǎn),從閃長(zhǎng)巖→石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖→花崗閃長(zhǎng)巖演化,從中性巖到酸性巖的演化特征(圖3-a-h)。

圖3 蒙其克巖體角閃石Harker圖解Fig.3 Harker diagram of hornblende from Monqik intrusion

表1 蒙其克巖體角閃石的電子探針?lè)治鼋Y(jié)果Table 1 Electron microprobe analyses of hornblende from the Monqik intrusion 單位:%

續(xù)表1

續(xù)表1

角閃石陽(yáng)離子數(shù)計(jì)算是以23 個(gè)氧原子數(shù)為基準(zhǔn)。據(jù)Leake[14]提出的分類方案,當(dāng)角閃石的(Ca+Na)B≥1.0 時(shí),為鈣角閃石,鈣角閃石的CaB普遍大于1.5,樣品均屬鈣質(zhì)角閃石(圖4-a)。按照鈣質(zhì)角閃石進(jìn)一步分類,以(Na+K)A、Ti及CaA,F(xiàn)e3+,AlⅥ原子數(shù)作為參數(shù)進(jìn)一步對(duì)鈣質(zhì)角閃石分類,投影到Si-Mg/(Mg+Fe2+)圖解上,樣品中角閃石為鎂角閃石、淺閃石、淺閃石質(zhì)普通角閃石(圖4-b,c)。

3.2.2 斜長(zhǎng)石

斜長(zhǎng)石陽(yáng)離子數(shù)以8個(gè)氧原子為基準(zhǔn),電子探針?lè)治鼋Y(jié)果及相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表2。斜長(zhǎng)石在花崗質(zhì)巖體中廣泛發(fā)育,半自形板狀,粒徑(1~2.5 mm)粗細(xì)不等,雙晶發(fā)育,表面多有碎裂紋,偶見(jiàn)環(huán)帶結(jié)構(gòu),表面多發(fā)生綠簾石、方解石、粘土、絹云母、碳酸鹽等礦物蝕變。雖在巖性學(xué)上選取未蝕變斜長(zhǎng)石,但部分測(cè)試結(jié)果仍受蝕變影響,斜長(zhǎng)石成分變化較大,An 組分含量為1.84%~75.73%;Ab 組分含量為24.21%~97.42%;Or 組分含量為0%~5.90%;主要類型有培長(zhǎng)石、中長(zhǎng)石、奧長(zhǎng)石和鈉長(zhǎng)石,且培長(zhǎng)石主要在花崗閃長(zhǎng)巖中出現(xiàn)(圖4-d)。

圖4 蒙其克巖體中角閃石及斜長(zhǎng)石分類圖解Fig.4 The classification diagram of hornblende and feldspar from the Monqik intrusion

表2 蒙其克巖體斜長(zhǎng)石電子探針?lè)治鼋Y(jié)果Table 2 Electron microprobe analysesof plagioclase from the Monqik intrusion 單位:%

4 討論

角閃石成分不僅與寄主巖漿成分有關(guān),還與巖漿結(jié)晶時(shí)的溫度、壓力、氧逸度、含水量等物理化學(xué)條件有關(guān)[21]。研究表明,隨著壓力的升高,角閃石Si含量降低,AlT,AlⅥ和Na2O 含量升高;而AlⅣ和Ti 含量隨溫度的升高而增加,AlⅥ含量隨溫度的升高變化不明顯[22-24]。巖漿形成時(shí)因結(jié)晶分異、同化混染、新巖漿注入而使物理化學(xué)條件(溫度、壓力、氧逸度)發(fā)生變化,礦物成分和巖相分異因物理化學(xué)條件而受影響[25]。因此,角閃石化學(xué)成分可作為判別巖石成因、揭示源區(qū)性質(zhì)、恢復(fù)巖體結(jié)晶時(shí)物理化學(xué)條件的有效指示劑[20,26-29]。

4.1 角閃石成因

角閃石的成分特征可反映巖漿的源區(qū)性質(zhì)及構(gòu)造背景,開(kāi)展相關(guān)研究既可確定角閃石的成因類型,也為探討巖石成因和成巖物質(zhì)來(lái)源提供重要的地球化學(xué)信息[30-31]。

(1)殼源角閃石的Al2O3含量一般不高于10%,而幔源的一般不低于10%;幔源角閃石的Si/(Si+Ti+AlT)比值一般不超過(guò)0.765,而殼源的不低于0.775[8]。樣品Al2O3含量為5.96%~9.85%(均值7.53%),Si/(Si+Ti+AlT)值為0.77~0.87(均值0.83),反映角閃石為殼源成因。

(2)角閃石鎂值[Mg/(Mg+Fe2+)]是區(qū)分殼源、殼幔源及幔源的可靠標(biāo)志,不同來(lái)源的角閃石鎂值也不相同,幔源鎂值大于0.7,殼源鎂值小于0.5,而殼幔源角閃石的鎂值為0.5~0.7[32]。樣品鎂值為0.57~0.72,均值為0.64,反映角閃石為殼幔型成因。

(3)謝應(yīng)雯認(rèn)為殼幔來(lái)源的角閃石FeO+Fe2O3含量為15%~20%[33],MgO 含量為9%~12%,CaO含量為11%~13%。樣品FeO+Fe2O3含量為13.41~17.61%,平均16.07% ;MgO含量 為10.39%~14.32%,平均12.17%;CaO含量為11.27%~11.96%,平均11.60%,符合殼幔型角閃石成因特征。

(4)角閃石的Si-Ti圖解顯示[32,34],除蝕變和交代成因外(C2-24、C3-5),其余角閃石均為花崗質(zhì)巖漿成因(圖5-a,b)。在Al/Si-Mg/(Fe3++Fe2++AlVI)圖解中[25],除C3-5 角閃石外均落于中基性巖漿角閃石區(qū)(圖5-c)。從Al2O3-TiO2圖解可看出[35],角閃石具殼?;旌蟻?lái)源特征(圖5-d),說(shuō)明角閃石化學(xué)成分是地殼物質(zhì)與地幔巖漿混染的結(jié)果,即上部地幔與下部地殼的玄武質(zhì)巖漿經(jīng)過(guò)結(jié)晶分異的產(chǎn)物,屬于“I”型花崗巖成因的角閃石。從Na2O-SiO2圖解中可看出[36],角閃石落入俯沖帶上方的角閃石區(qū)域,表明其形成于俯沖帶之上的地幔楔,即成因與地幔楔巖漿演化有關(guān)(圖5-e)。Al-KA圖解也顯示角閃石與鈣堿性巖漿平衡[19],其寄主巖漿屬鈣堿性系列(圖5-f)。

圖5 角閃石成因及構(gòu)造判別圖解Fig.5 Genesis and tectonic diagram of hornblende

4.2 角閃石結(jié)晶溫度和壓力

角閃石能在廣泛的溫壓條件下保持穩(wěn)定[37-38],盡管其作為溫度計(jì)使用已得到廣泛的認(rèn)可,但作為壓力計(jì)仍然具較多爭(zhēng)議[6,22,39-41]。這些溫壓計(jì)在花崗質(zhì)巖石近固相線條件下確實(shí)有效,但其準(zhǔn)確運(yùn)用受溫壓區(qū)間、礦物共生組合及成分的嚴(yán)格限定[42-44]。例如,鈣質(zhì)角閃石的形成壓力與其全鋁含量呈線性正相關(guān)關(guān)系,但溫度對(duì)角閃石中Al 含量影響很大,故此關(guān)系僅在一定的溫度范圍內(nèi)成立[22,26-27]。

Ridolfi 據(jù)前人數(shù)據(jù)和溫壓計(jì)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)標(biāo)定[5,19],提出獨(dú)立的角閃石組分估算形成溫度、壓力的經(jīng)驗(yàn)公式,適用于地幔到地殼的溫壓力范圍。

此溫壓計(jì)適用于Al#≤0.21(Al#=AlVI/AlT)的角閃石,壓力計(jì)算公式在P≤500 MPa 時(shí)有效且誤差小于44 MPa。值得注意的是,該溫壓計(jì)是基于與俯沖帶有關(guān)的鈣堿性火山巖中的角閃石提出的。

據(jù)公式(1)和(2)計(jì)算巖體的結(jié)晶溫度和壓力(表1,圖6-a)。結(jié)果顯示,巖體結(jié)晶溫度為762.03℃~865.12℃,均值804.36 ℃;成巖壓力在82.37~221.48 MPa之間,均值為128.07 MPa。其中花崗閃長(zhǎng)巖結(jié)晶溫度為765.22℃~790.07℃,均值782.55℃;壓力為88.11~108.16 MPa;均值102.25 MPa。石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖結(jié)晶溫度為779.86℃~818.88℃,均值801.45℃;壓力為102.51~133.40 MPa,均 值118.75 MPa。閃長(zhǎng)巖結(jié)晶溫度為762.03℃~865.12℃,均值819.13℃;壓力為82.37~221.48 MPa,均值153.41 MPa。依據(jù)公式P=ρgD(ρ=2 700 kg/m3;g=9.8 m/s2)計(jì)算出巖體侵位深度為3.11~8.37 km,均值4.84 km。其中花崗閃長(zhǎng)巖3.33~4.09 km,均值3.86 km;石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖3.87~5.04 km,均值4.49 km;閃長(zhǎng)巖3.11~8.37 km,均值5.80 km。本文所研究樣品均采自地表,故巖體侵位深度可視為巖體剝蝕深度,巖體剝蝕深度為3.11~8.37 km(平均4.84 km)。其中花崗閃長(zhǎng)巖剝蝕深度為3.33~4.09 km(3.86 km);石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖剝蝕深度為3.87~5.04 km(4.49 km);閃長(zhǎng)巖剝蝕深度為3.11~8.37 km(5.80 km)。通過(guò)晚石炭世花崗巖鋯石U-Pb年齡((313±1.4)Ma)估算巖體剝蝕速度為9.9~26.7 m/Ma,均值15.5 m/Ma。

4.3 角閃石含水量及氧逸度

除溫度壓力條件外,巖漿氧逸度和含水量也是影響巖漿演化過(guò)程的關(guān)鍵因素[45-46]。隨溫度升高角閃石中Mg 含量、Mg#,F(xiàn)e3+/FeT值會(huì)增加,而Ti 含量則降低,且氧逸度含量會(huì)影響角閃石陽(yáng)離子晶格占位[26,41,47-48]。角閃石中含變價(jià)元素Fe,其Fe3+/Fe2+比值對(duì)氧逸度的變化非常敏感[49]。另外,角閃石組分還受控于熔體含水量,含水量升高會(huì)導(dǎo)致角閃石中Ti 含量降低,Si,AlT,K 含量則升高[41,50]。研究表明,角閃石快速結(jié)晶時(shí)熔體中至少有2%~3%的水,高溫下結(jié)晶時(shí)需要更高的熔體含水量[51-52]。Ridolfi 同樣給出了角閃石組分估算其結(jié)晶時(shí)巖漿氧逸度的經(jīng)驗(yàn)公式[5,19],且該公式被證實(shí)更為有效[6]。

式中:Mg*=Mg+Si/47-AlVI/9-1.3TiVI+Fe3+/3.7+Fe2+/5.2-CaB/20-NaA/2.8+[]A/9.5;誤差為±0.22%。

根據(jù)公式(3)計(jì)算出蒙其克巖體中角閃石結(jié)晶時(shí)氧逸度為△NNO+0.12 到△NNO+1.56,均值NNO+0.81(表1)。其中花崗閃長(zhǎng)巖△NNO+0.86 到△NNO+1.13,均值△NNO+0.99;石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖△NNO+0.63 到△NNO+1.18,均值為△NNO+0.83;閃長(zhǎng)巖△NNO+0.12 到△NNO+1.56,均值△NNO+0.69。通過(guò)logfO2-T 估算巖體對(duì)應(yīng)的絕對(duì)氧逸度logfO2為-13.54~-12.12,均值-12.96(圖6-b)。其中花崗閃長(zhǎng)巖logfO2為-13.50~-13.08,均值-13.25;石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖logfO2為-13.44~-12.65,均值-12.99;閃長(zhǎng)巖logfO2為-13.54~-12.12,均值-12.76。另外,據(jù)角閃石相對(duì)氧逸度判別圖解[26],蒙其克各類巖體中角閃石普遍形成于高氧逸度環(huán)境(圖6-c)。

式中:Al*=Al+AlIV/13.9-(Si+TiⅥ)/5-Fe2+c/3-Mg/1.7+(CaB+[]A)/1.2+NaA/2.7-1.56KFe#/1.6;Fe#=Fe3+/(Fetotal+Mg+Mn),誤差為±0.41%。

據(jù)公式(4)計(jì)算出蒙其克各巖體中角閃石結(jié)晶時(shí)熔體中含水量為4.26%~5.90%,均值5.02%。其中花崗閃長(zhǎng)巖含水量 為4.50%~4.96%,均 值4.79%;石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖含水量 為4.26%~5.07%,均 值4.72% ;閃長(zhǎng)巖含水量為4.80%~5.90%,均值5.48%(表1)。巖漿快速侵位后引起溫壓減小導(dǎo)致脫熔,熔體含水量減?。▓D6-d)。溫度、壓力、氧逸度和含水量計(jì)算均通過(guò)Ridolfi給出的Excel 計(jì)算表格“Amp-TB”實(shí)現(xiàn)[5]。

圖6 蒙其克巖體角閃石物理化學(xué)條件圖解Fig.6 The diagram of physicochemical conditions for hornblende from the Monqik intrusion rock

4.4 巖漿演化及成巖過(guò)程

蒙其克晚石炭世侵入體具空間上緊密伴生及局部群居特征。侵入體結(jié)構(gòu)構(gòu)造、成分等演化具從中性巖向堿性巖演化的特征,從早期至晚期,礦物成分呈漸變趨勢(shì),呈現(xiàn)出較為連續(xù)的巖漿演化序列,屬同一演化階段產(chǎn)物。在結(jié)構(gòu)演化上,侵入體表現(xiàn)出較明顯的分帶特征,即從細(xì)?!辛!写至_B續(xù)變化;在空間分布上,侵入體與圍巖均呈鋸齒狀侵入接觸,圍巖熱接觸變質(zhì)作用導(dǎo)致侵入體邊部常形成角巖化帶,具烘烤蝕變邊且有圍巖捕虜體。各侵入體間早期以脈動(dòng)接觸關(guān)系為主,晚期則以涌動(dòng)接觸為主。巖體角閃石各侵入體具典型巖漿巖結(jié)構(gòu)特征,結(jié)晶順序及演化與巖漿巖結(jié)晶演化普遍規(guī)律相吻合。由此推斷該侵入巖序列的成巖方式應(yīng)為深部巖漿經(jīng)多次脈動(dòng)(或涌動(dòng))上侵、隨巖漿結(jié)晶溫度、壓力差異冷凝而成。

晚石炭世侵入巖序列早期基性礦物結(jié)晶溫度為762.03℃~865.12℃,壓力為82.37~221.48 MPa;氧逸 度 為△NNO+0.12 到△NNO+1.56;logfO2為-13.54~-12.12;結(jié)晶時(shí)熔體中含水量為4.26%~5.90%。從閃長(zhǎng)巖→石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖→花崗閃長(zhǎng)巖的演化順序來(lái)看,其結(jié)晶溫度壓力和氧逸度總體上呈逐漸降低而氧逸度增高的特征,巖漿形成深度為3.11~8.37 km,這與巖石化學(xué)成分計(jì)算出的該序列晚期巖漿地質(zhì)溫度接近,符合從中性巖向堿性巖演化的特征①新疆地礦局第二區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì).依希根托別幅L46E011003區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告,2005。角閃石判別圖解反映該巖漿來(lái)源于殼?;旌显矗c區(qū)內(nèi)火山巖巖石化學(xué)成分較為接近,具較明顯的同源性,在巖漿巖演化過(guò)程中繼承了火山巖的某些特征,在拉張環(huán)境下從玄武質(zhì)巖漿中分異而成。巖體鉀長(zhǎng)花崗巖鋯石U-Pb年齡為(313±1.4)Ma,二長(zhǎng)花崗巖中測(cè)得銣-鍶等時(shí)線年齡值為(300±4)Ma①,板塊俯沖閉合時(shí)間為360~370 Ma,而后轉(zhuǎn)入造山后演化階段[53-54],反映巖體形成于俯沖造山環(huán)境。這與角閃石的Na2O-SiO2圖解顯示的俯沖帶環(huán)境相一致,反映蒙其克巖體是一種與板塊消減作用有關(guān)的、板塊碰撞前及造山晚期階段形成的“I”型花崗巖,并認(rèn)為該“I”型花崗巖是由地幔直接派生或下部地殼的火成巖物質(zhì)經(jīng)過(guò)部分熔融產(chǎn)生的,形成于氧逸度較高條件下。

蒙其克構(gòu)造-巖漿巖亞帶侵入巖序列的初始階段形成于下地殼,由于巖漿與圍巖韌性差較小,巖漿處于一種假塑性體狀態(tài)。盆地的拉張及構(gòu)造作用導(dǎo)致巖漿體積急劇膨脹,體積擴(kuò)張應(yīng)變速率超過(guò)由巖漿的浮力所造成的擠壓應(yīng)變速率,使早期巖漿以斷裂擴(kuò)張的被動(dòng)就位方式不斷上侵,隨著巖漿上侵,早期上升的巖漿逐漸冷卻,此時(shí)結(jié)晶作用已開(kāi)始,巖漿粘度逐漸增大,使巖漿就位空間進(jìn)一步減小,并占有原侵位空間,促使后次形成的侵入體一次次脈動(dòng)或涌動(dòng),強(qiáng)烈擠壓圍巖,使巖漿向兩側(cè)擴(kuò)張,以熱氣球膨脹方式就位,形成該侵入巖序列。

5 結(jié)論

(1)蒙其克巖體中角閃石主要為鎂角閃石、淺閃石、淺閃石質(zhì)普通角閃石;斜長(zhǎng)石為培長(zhǎng)石、中長(zhǎng)石、奧長(zhǎng)石和鈉長(zhǎng)石。不同類型閃長(zhǎng)巖中的角閃石礦物成分變化不大,但變化規(guī)律符合從中性巖到酸性巖的演化特征。

(2)蒙其克巖體結(jié)晶溫度為762.03℃~865.12℃(804.36℃);成巖壓力為82.37~221.48 MPa(128.07 MPa);侵位深度為3.11~8.37 km(4.84 km);剝蝕速度 為9.9~26.7 m/Ma(15.5 m/Ma);氧逸度為△NNO+0.12到△NNO+1.56(△NNO+0.81);logfO2為-13.54~-12.12(-12.96);結(jié)晶時(shí)熔體中含水量為4.26%~5.90%(5.02%)。

(3)蒙其克巖體形成于俯沖的構(gòu)造背景下,為具有殼?;旌咸卣鞯拟}堿性巖漿。蒙其克構(gòu)造-巖漿巖亞帶的花崗巖漿來(lái)源于下部地殼,巖石化學(xué)成分與區(qū)內(nèi)火山巖巖石化學(xué)成分較接近,具較明顯的同源性,在巖漿巖的演化過(guò)程中繼承了火山巖某些特征,在區(qū)內(nèi)拉張環(huán)境下從玄武質(zhì)巖漿中分異而成。

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