西昆侖空巴克石英閃長巖類地球化學特征及構造環境分析*

范飛鵬,崔春龍,楊恒書

西昆侖空巴克石英閃長巖類地球化學特征及構造環境分析*

范飛鵬1,崔春龍2,楊恒書3

(1南京地質礦產研究所,南京210016)
(2西南科技大學環境與資源學院,四川綿陽621010)
(3四川省地礦局川西北地質大隊,四川綿陽621000)

西昆侖空巴克石英閃長巖為原特提斯洋基本閉合,康西瓦韌性剪切帶活動的產物。巖體屬強過鋁質、鈣堿性系列偏堿性淺成相花崗巖類,大多屬I型花崗巖,少數為S型花崗巖,構造環境為晚加里東期活動陸緣碰撞造山帶環境。巖漿源為殼幔混源型。

石英閃長巖;地球化學;構造環境分析;西昆侖

西昆侖屬于祁連-秦嶺-昆侖構造帶的組成部分,由北向南可分為多個構造單元[1],空巴克巖體處于西昆侖北緣古生代島弧帶內。該帶花崗巖為I型花崗巖,是下地殼部分熔融和冷凝結晶產物[2,3]。也有人認為侵入巖主體為地幔同熔成因,形成于碰撞前消減板塊邊緣環境[9]。而崔春龍等[4]認為該區侵入巖為鈣堿性強過鋁質S型花崗巖類,形成于板塊碰撞前、造山晚期和同碰撞時期。該巖體變形強烈,作者和黃建國等人[5]對該巖體考察后發現該巖體接觸帶與銅金、銅多金屬礦化關系密切。而該巖體就處于巖漿、構造和礦化異常的敏感區,本文主要通過對空巴克石英閃長巖類的巖石學礦物學特征,U-Pb同位素測年、以及地球化學特征來探討巖石成因和構造環境分析。

1 區域地質特征

研究區斷裂較為發育,主要呈SN向或NN E向展布,其中規模較大的為庫科西魯克斷裂和空巴克斷裂。該斷裂對區域內巖體和礦床(點)有控制作用(圖1)。庫科西魯克斷裂呈現為由西往東逆沖,斷面往西陡傾,傾角大多在60～80°之間。該斷裂西側為磁鐵礦、鉬礦及鉛鋅礦化帶,東側為金銅多金屬成礦帶[6]。空巴克斷裂由西向東逆沖,斷面西傾,傾角60～75°左右,在斷裂下盤燕山期花崗二長巖中應力節理較發育,局部發育褶皺變形。空巴克巖體分布于庫科西力克斷裂以東和空巴克斷裂之間(圖1)。

圖1 研究區地質圖(實測)Fig.1 Geologic sketch map of the studied area(on the spot measured)

區域內出露地層主要為中元古界和古生界。中元古界長城系賽圖拉巖群為灰黑色斜長角閃片巖、石榴云母片巖及云母片巖,中部為灰白色及深灰色厚層-塊狀大理巖,厚度約為2 750 m。古生界奧陶系-志留系為深灰色黑云母石英千枚巖及碳酸鹽化石英砂巖和結晶灰巖。在巖體邊緣或殘留頂蓋部位,多為片巖、混合巖夾大理巖或透灰石矽卡巖等,厚度大于600 m。

2 巖體特征及U-Pb年齡

巖體形態呈大體近南北向長垣式展布的巖株。出露寬度1.5～2.5 km,長度近于15 km,面積22.5 km2,侵入奧陶-志留紀綠片巖相變質巖中,西緣邊界接觸關系清楚(超動接觸),接觸蝕變特征明顯,有黑云母角巖和矽卡巖等。東緣邊界受近南北向空巴克斷裂控制,局部見圍巖捕虜體,巖體中有后期(晚印支-燕山期)花崗巖脈零星穿插。

空巴克巖體的巖石礦物學特征表明其為變質石英閃長巖,因遭受較強的動力變質作用,呈現為淺灰-深灰色片理化(糜棱巖化)細-中粒蝕變石英閃長巖。巖體的西部邊緣為細粒閃長巖,中部是中粒閃長巖,局部出現中-粗粒閃長巖。從宏觀上看,巖石的片理化特征比較明顯,面理比較平直,S1面理西傾(270～280°),傾角60～85°,局部見剪切變形褶皺。礦物呈現出較明顯定向性,微型剪切劈理比較發育。

空巴克巖體的巖石類型為石英閃長巖,其礦物組成以淺色礦物為主(70%～80%)。淺色礦物主要為斜長石(50%～65%,A n=39～41),正長石(20%～35%)和石英(10%～15%) (顆粒較小)。暗色礦物以黑云母為主,角閃石少量,含量15%～25%。副礦物有榍石、磷灰石和鋯石等。長石呈半自形粒狀,發育聚片雙晶,邊緣有鈉長石凈化邊或石英硅化邊。石英屬細粒它形晶。巖石的后生變質明顯,碎斑結構和糜棱結構在巖石中比較普遍。主要蝕變礦物為綠泥石、綠簾石、絹云母和石英等,常見綠泥石化和綠簾石化,且多沿微裂隙分布。

對該巖體進的U-Pb同位素年齡測定為432±2M a①新疆阿克陶縣恰爾隆一帶1∶50000區域地質報告,確定形成時代為晚加里東期,為原特提斯洋兩側大陸碰撞基本閉合[1],介于康西瓦孔茲巖和康西瓦右行剪切變形帶形成的時間[8]。空巴克巖體應為這一地質事件的產物。

3 主元素地球化學特征

據4件巖石化學樣品測試結果,對空巴克巖體巖石類型、巖漿系列及形成機理等進行了初步分析,獲得的認識與宏觀較為一致。

空巴克巖體代表性樣品的主元素分析結果(表1)表明,巖石的SiO2含量較高,為59.59%～61.7%,平均為60.29%,屬SiO2過飽和型的中性巖系列巖石類型;A l2O316.53%～17.62%,平均為17.17%,鋁過飽和指數(A/CN K)為1.2～1.53,平均1.44,屬強過鋁質; CaO 3.51%～5.66%,平均4.81%;M gO 2.15%～2.40%,平均2.285%;P2O5比較穩定,為0.17%～0.32%,平均0.22%(表1)。從硅、鉀、鈉、鈣等化學成份特征和標準礦物Q-A-P分類命名圖解的投點(圖2)可判定空巴克巖體的主體巖石類型為鈣堿系列的石英二長閃長巖和石英閃長巖。從ACF圖解來看,除V III01樣外,其余均落在I型花崗巖與S型花崗巖分界位置(圖3)。

表1 空巴克巖體常量元素地球化學成分(wt/%)Table 1 Geochem ical compositions of major elements for Kongbake pluton(wt/%)

圖2 空巴克巖體Q-A-P分類圖Fig.2 Q-A-P classification diagram of Kongbake plu ton

FeO及TFe2O3數據變化較明顯,FeO在1.55%～4.27%,平均2.74%,TFe2O3在4.88%～5.59%,平均5.30%;氧化指數F為1.94,說明空巴克巖體為淺成相侵入巖。

堿度AR為1.72～2.89,平均值2.06,SiO2-A.R圖解(圖4)、堿-二氧化硅圖解(圖5)投點結果可以確定空巴克巖體屬于鈣堿性系列巖漿巖。全堿(AL K)含量,即N a2O+K2O值為6.07%～9.74%,平均7.19%。該區K2O/N a2O為0.69～1.18,平均0.97,除了I V 28號樣品,N a2O約大于或接近K2O含量。

從空巴克巖體主體巖石的里特曼指數σ為2.16～5.73,平均3.15,戈蒂里指數τ為13.70～25.58,平均21.43和里特曼-戈蒂里圖解(圖6)、巖石組合與構造環境關系示意性圖解(圖7)可知,巖體形成于晚加里東期活動陸緣碰撞造山帶環境。

因此,空巴克巖體屬強過鋁質、鈣堿性系列石英閃長巖類,大多屬I型花崗巖,少數為S型花崗巖,巖體形成于晚加里東期活動陸緣碰撞造山帶環境。

圖3 空巴克巖體ACF圖Fig.3 ACF diagram of Kongbake pluton

圖4 空巴克巖體Si O2-A.R圖解Fig.4 Si O2-A.R diagram of Kongbakepluton

圖5 空巴克巖體(K2O+N a2O)-Si O2圖解Fig.5 (K2O+N a2O)-Si O2diagram of Kongbake pluton

圖6 空巴克巖體lgτ-lgδ圖解Fig.6 lgτ-lgδdiagram of Kongbake pluton

圖7 空巴克巖體R1-R2圖Fig.7 R1-R2diagram of Kongbake pluton

4 稀土元素地球化學特征標準化模式

(1)從輕、重稀土總量數據比值(表2)和稀土配分模式曲線(圖8)均顯示,稀土總量ΣREE為(125.11～97.72)×10-6,平均178.42×10-6;LR/HR值為8.65～10.15,平均值為9.14;(L a/Yb)N9.01～12.67,平均10.39。

(2)輕稀土元素分餾度(L a/ Sm)N:(L a/Sm)N值為3.45～4.67,平均4.27,均大于1,指示分餾程度較好,輕稀土較富集。

(3)重稀土元素分餾度(Gd/ Yb)N:(Gd/Yb)N值為1.36～3.80,平均1.54,表明分餾程度中等,重稀土略有富集。

(4)稀土配分曲線斜率(L a/ Yb)N值:(L a/Yb)N值為9.01～12.76,平均10.39,稀土配分曲線為右傾平緩式(圖8)。

(5)ΣCe/ΣY為3.67～4.1,平均3.96;Ce/Yb為5.85～6.55,平均6.79;δEu為1.08～1.12,Eu無虧損,δCe為0.74～0.76,I V 28-5gs1和I V 27Ce略有虧損。

因此,空巴克巖體與典型的I型花崗巖類曲線較為接近,成因為殼幔混源型。

圖8 空巴克巖體稀土配分曲線圖解Fig.8 REE distribution pattern diagram of Kongbake pluton

表2 空巴克巖體的稀土元素成分(×10-6)及特征參數表Table 2 Compositions and characteristic parameters of rare earth elements for Kongbake pluton(×10-6)

5 結論

(1)西昆侖空巴克石英閃長巖類屬晚加里東期,為原特提斯洋基本閉合、康西瓦韌性剪切帶活動的產物。

(2)巖體屬淺成相強過鋁質、鈣堿性系列石英閃長巖類,大多屬I型花崗巖,少數為S型花崗巖,巖體形成于晚加里東期活動陸緣碰撞造山帶環境。

(3)輕稀土較重稀土富集,輕稀土分餾較好,重稀土分餾中等,曲線呈右傾平緩型,與I型花崗巖類較為相近,巖漿源為殼幔混源型。

[1] 潘裕生.西昆侖構造特征與演化[J].地質科學,1990,25(3):224-231.

[2] 董永觀,郭坤一,肖惠良,等.西昆侖地區成礦遠景[J].中國地質,2003,30(2):173-178.

[3] 董永觀,郭坤一,廖圣兵,等.新疆西昆侖科庫西里克鉛鋅礦床地質及元素地球化學特征[J].地質學報,2006.11,80(11):1730-1738.

[4] 方錫廉,汪玉珍.西昆侖加里東期花崗巖類淺認識[J].新疆地質,1990,(2):153-158.

[5] 崔春龍,范飛鵬,李源,等.西昆侖北坡恰爾隆一帶花崗巖類地球化學特征及構造背景初論[J].西南科技大學學報,2009年,24(1):48-55.

[6] 黃建國,崔春龍,李文杰,等.新疆西昆侖庫科西魯克多金屬礦集區地質特征[J].礦床地質,2009,28 (2):218-223.

[7] 畢華,王中剛,王元龍,等.西昆侖造山帶構造-巖漿演化史[J].中國科學(D輯),1999,29(5):398-406.

[8] 許志琴,戚學祥,楊經綏,等.西昆侖康西瓦韌性走滑剪切帶的兩類剪切指向、形成時限及其構造意義[J].地質通報,2007,26(10):1252-1261.

Geochem ical characteristics of quartz-diorites of Kongbake pluton,West Kunlun and their tecton ic setting

FAN Fei-peng1,CU ICun-long2,YAN G Heng-shu3
(1.N anjing Institute of Geology and M ineral R esources,N anjing,210010,China)
(2.Environm ents and R esource S chool,S outhw est U niversity of S cience and T echnology,M ianyang,621010,China)
(3.N orthw est Geolog ical B rigade of S ichuan B ureau,M ianyang,621010,China)

Q uartz-diorites of Kongbake pluton,W est Kunlun,are the product of activities of the Kangxiwar ductile shear zone when the former Tethys Ocean was basically closed. A ccording to the geochem ical characteristics,the Kongbake pluton belongs to the strongly peralum inous and calc-alkaline series hypabyssal granitoids,most of which are I-type granite and m inority are S-type granite.It is concluded that the tectonic setting is active continental margin collisional orogenic belt in L ate Caledonian and the magma source belongs to crust-mantle m ixing type.

quartz-diorites;geochem istry;analysis of tectonic setting;W est Kunlun

book=264,ebook=179

P588.12

A

1671-4814(2010)04-264-07

2010-06-24

新疆阿克陶縣恰爾隆一帶1:50000區域地質礦產調查(XJQDZ2006-18)資助。

范飛鵬(1982～)男,碩士,主要從事礦產普查方面的工作和研究。