北巴顏喀拉大場花崗巖類巖石學、地球化學特征及其構造環境

邊 飛，吳柏林，馬 曄

北巴顏喀拉大場花崗巖類巖石學、地球化學特征及其構造環境

大場花崗巖類巖體直接侵入到已發生褶皺的三疊紀地層中,巖石類型主要為花崗閃長巖和二長花崗巖，2者呈漸變過渡關系，巖石具粗粒結構或斑狀結構。對礦區東部扎日加-扎日尕一帶花崗巖體巖相學、地球化學特征進行了研究，分析了大場地區構造演化和巖漿活動的地質歷史。研究顯示, 該花崗巖類具有高硅(SiO2含量為66.29%～73.03%)、高堿(ALK為6.59～9.26)、過鋁質(ASI為 1.45～1.648)的特征,指示其為殼源型高鉀鈣堿性系列的強過鋁質S型花崗巖。在主量元素構造判別圖解FeO*/(FeO*+ MgO)-SiO2和R1-R2及微量元素構造判別圖解Rb-(Y-Nb)、Rb-(Yb+Ta)、Ta-Yb、Nb-Y上，所有點均落于同碰撞或后碰撞花崗巖區，表明大場地區花崗巖形成于巴顏喀拉山造山帶陸內碰撞造山階段的同碰撞期至后碰撞初期，為擠壓向拉張構造體制轉變的過渡時期，以擠壓構造環境為主。

巴顏喀拉；大場花崗巖；地球化學；構造環境

北巴顏喀拉山構造上隸屬松潘-甘孜褶皺帶，它不但是褶皺造山的典型代表，同時也成為一條重要的金屬成礦帶，大場金礦便是北巴顏喀拉成礦帶中一個超大型金礦，因而該區的地質演化受到研究者的廣泛關注。由于巖漿作用與地球動力學和成礦過程存在著密切的聯系，拉造山帶內廣泛出露的花崗巖類則是探討該造山帶區域地質演化過程的重要研究對象。筆者通過對礦區東部扎日加-扎日尕一帶花崗巖體巖相學、地球化學特征進行研究，分析大場地區構造演化和巖漿活動的地質歷史，為北巴顏喀拉造山帶的演化及大場金礦的成因分析提供參考。

1 大場花崗巖的巖石學特征

注：Kfs為鉀長石; Pl為斜長石; Bi為黑云母; Q為石英; Am為角閃石。

大場地區位于北巴顏喀拉造山帶，其北部以布青山斷裂為界與阿尼瑪卿縫合帶毗鄰[1]，礦區出露地層簡單，主要為三疊系巴顏喀拉山群中亞群(Tby)砂巖、板巖互層的復理石淺變質沉積巖[2]，火山活動弱，侵入巖不發育，僅在大場礦區東北緣扎日加-扎日尕一帶出露有花崗質巖體。該巖體在平面上呈不規則形狀，整體呈東北向展布，長軸走向約北東50°，與區域構 造線走向成約40°夾角，位于甘德-瑪多逆沖斷裂裂北側的上盤，且被后期一條北東走向的后期斷裂所切割。野外觀察顯示,大場巖漿巖體明顯侵入到已褶皺的三疊紀地層內, 巖株產出，與圍巖的接觸面較陡，說明花崗巖類巖體的侵位是在三疊紀地層褶皺變形之后發生的。該巖體為復式巖體，包含2個小的侵入單元，巖性主要為扎日尕花崗閃長巖和扎日加二長花崗巖，花崗閃長巖體位于二長花崗巖體的東北側，兩者的巖性無截然界限，具漸變過渡關系。扎日尕花崗閃長巖采于N35°11′49.5″、E96°38′2.8″，深度4727m。呈灰白色-灰黑色，具斑狀結構，塊狀構造，高嶺土化(見圖1(a))，主要礦物成分為石英(20%)+斜長石(35%)+鉀長石(20%)+角閃石(10%)+黑云母(15%)，副礦物主要為鋯石、磁鐵礦、榍石和磷灰石等。鉀長石主要為微斜長石和正長石，發育格子雙晶和克氏雙晶。扎日加二長花崗巖采于N35°11′39″、E96°37′2.3″，深度4704m。表面為淡紅色、灰白色，半自-自形粗粒結構，塊狀構造(見圖1(b))，礦物組成為石英(25%)+斜長石(30%)+鉀長石(30%)+黑云母(10%)+角閃石(2%)組成，副礦物以鋯石、榍石、磁鐵礦為主。花崗閃長石中斜長石呈自行板狀，具環帶結構，發育聚片雙晶(見圖1(c))。二長花崗巖中鉀長石多為微斜長石和正長石，有少量的條紋長石，發育格子雙晶和克氏雙晶(見圖1(d))。斜長石呈自行板狀，發育聚片雙晶，呈他形分布,波狀消光。花崗閃長巖和二長花崗巖的礦物成分大致相同，但是從花崗閃長巖體向二長花崗巖體過渡的過程中，暗色礦物明顯減少，巖石的顏色由灰黑-灰白色變為灰白色和淡紅色，顏色由深變淺，石英含量增加，長石斑晶減少。

2 地球化學特征

巖石地球化學特征顯示大場花崗巖類巖體中SiO2、Al2O3、K2O和Na2O的含量較高，CaO、MgO、Fe2O3和TiO2的含量較低,Al2O3隨著K2O的含量增加而增加,呈較好的線性關系，具陸殼重熔型花崗巖的特征。扎日尕花崗閃長巖SiO2含量為66.29%～72.18%,扎日加二長花崗巖SiO2含量為70.39%～73.03%，兩者都為典型的酸性侵入巖。花崗閃長巖和二長花崗巖的K2O、Na2O含量相當，K2O/Na2O幾乎都在1.1以上，均相對富鉀，具S型花崗巖的特征。花崗閃長巖里特曼指數δ為0.0882～0.1167，二長花崗巖里特曼指數δ為0.0767～0.0939，兩者里特曼指數很相近，變化范圍均比較小，應劃分為鈣堿性系列。在SiO2-K2O 圖解(見圖2)中鈣堿性都落在高鉀，二花花崗巖和花崗閃長巖-鉀玄巖區,屬高鉀鈣堿性-鉀玄巖系列。扎日尕花崗閃長巖鋁飽和度指數ASI(A/CNK)為1.513～1.648, 扎日加二長花崗巖鋁飽和度指數ASI(A/CNK)為1.45～1.637,兩者的鋁飽和指數ASI均大于1.1，具典型的S型花崗巖特征[3]。在A/CNK-A/NK圖解上樣品全部落入過鋁質花崗巖區域，并且所有樣品投點均在位于I-S Line(I型花崗巖和S型花崗巖分界線)的右側(見圖3),為強過鋁質系列[4]。扎日尕花崗閃長巖TFe2O3含量1.44%～4.41%之間, MgO含量為0.52%～1.61%，兩者均表現出貧鐵鎂。上述特征表明，大場巖漿巖體整體具有富硅和鋁、貧鐵和鎂的特點,總體顯示高鉀鈣堿性強過鋁質S型花崗巖的特征。

3 構造環境判別

3.1主量元素的構造環境判別

在R1-R2[5]圖解中 (見圖4(a))，扎日尕花崗閃長巖和扎日加二長花崗巖大多落在同碰撞區,僅1個二長花崗巖、2個花崗閃長巖樣品的投點落在晚造山區，顯示花崗閃長巖和二長花崗巖都具有同碰撞和晚造山花崗巖的特點，指示花崗閃長巖和二長花崗巖形成的時期為同碰撞期到晚造山期，反映一種以同碰撞為主并開始向晚造山過渡的構造環境。在TFe2O3/(TFe2O3+ MgO)-SiO2圖 (見圖4(b))中，扎日尕花崗閃長巖和扎日加二長花崗巖均位于島弧花崗巖、大陸弧花崗巖、大陸碰撞花崗巖區[6]。造山階段的同造山和晚造山時期分別對應于同碰撞(主碰撞)和后碰撞時期[7]，因而扎日尕花崗閃長巖和扎日加二長花崗巖均形成于同碰撞的擠壓環境向后碰撞的伸展環境轉化過渡階段，以擠壓環境為特征的同碰撞階段為主。

圖2 大場花崗巖類的SiO2-K2O 圖解

圖3 大場花崗巖類A/CNK-A/NK分類圖解

注:RRG 為與裂谷有關的花崗巖；CEUG 為大陸造山隆起花崗巖；POG 為后造山花崗巖；IAG 為島弧花崗巖；CAG 為大陸弧花崗巖；CCG為大陸碰撞花崗巖。

3.2微量元素的構造環境判斷

注: Syn-COLG為同碰撞花崗巖；VAG為火山弧花崗巖；WPG為板內花崗巖；ORG為洋脊花崗巖。

在花崗巖形成環境的微量元素判斷方面，Pearce[8]的花崗巖構造環境判別圖(見圖5)在花崗巖的構造環境判別方面的準確率超過了95%，取得了很好的效果，特別是在造山帶花崗巖的判別上效果更為明顯。Rb-(Y-Nb)圖解上多數樣品落在同碰撞區，少部分位于后碰撞花崗巖區，在Rb-(Yb+Ta)、Ta-Yb和Nb-Y圖解中扎日尕花崗閃長巖和扎日加二長花崗巖都集中位于同碰撞花崗巖區，Nb-Y中僅1個別樣品向板內過渡(見圖5)，總體反映了一種以同碰撞為主并開始向后碰撞過渡的構造環境。上述分析表明, 扎日尕花崗閃長巖和扎日加二長花崗巖形成環境是一致的，這2類巖石均為造山型花崗巖，指示一種碰撞造山的形成環境，兩者都形成于碰撞造山的同碰撞期-后碰撞初期，總體以擠壓環境為主開始向伸展環境過渡，這與S型花崗巖的形成環境也相符合。

4 討 論

扎日尕花崗閃長巖和扎日加二長花崗巖在空間接觸關系上是漸變過渡的，并無截然的界限。另外，通過對扎日尕花崗閃長巖和扎日加二長花崗巖巖石學特征和主、微量元素特征的綜合分析，不難看出2類巖石的礦物組成基本相同，各類礦物的含量的變化符合正常的巖序演化規律。由花崗閃長巖到二長花崗巖，SiO2的含量逐漸增加，鐵鎂含量逐漸減少，顯示巖石的酸性逐漸增強，也符合正常的巖漿演化規律，并且這2種巖石之間的這些變化均呈漸變性，并無截然的界限。花崗巖形成的構造環境分析也表明兩者形成的構造環境基本一致，表明扎日尕花崗閃長巖和扎日加二長花崗巖為同源巖漿結晶分異的結果，巖漿結晶分異先形成花崗閃長巖之后形成二長花崗巖。因此，該地區花崗巖類巖石具有富硅和鋁、貧鐵和鎂的特點,總體顯示了高鉀鈣堿性強過鋁質S型花崗巖的特征，稀土和主微量元素特征指示該扎日尕花崗閃長巖和扎日加二長花崗巖為上地殼沉積巖重熔形成的。

在區域地質演化上，巴顏喀拉洋形成于早三疊世，中三疊世隨著巴顏喀拉洋的洋殼向北俯沖，產生了NS向的擠壓，巴顏喀拉洋由拉張轉為收縮。晚三疊世，隨著巴顏喀拉洋的最后封閉，巴顏喀拉地塊與柴達木地塊南緣發生強烈碰撞[9-10]，自晚三疊世-早侏羅以后進入了陸內造山階段[11]。從花崗巖體與該區地層的接觸關系可以看出，該花崗巖的侵位時間為早-中三疊以后，據此筆者認為大場巖漿巖體為造山型花崗巖，該巖體形成于巴顏喀拉造山帶陸內碰撞造山階段的同碰撞-后碰撞初期，總體以碰撞擠壓環境為主，并開始向后碰撞的伸展環境過渡，很可能是陸塊碰撞擠壓作用下地殼增厚，進而使下地殼發生拆沉，軟流圈巖漿上涌，從而導致上地殼局部熔融的結果。

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[編輯] 李啟棟

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.04.010

P597.3

A

1673-1409(2012)04-N029-04

2012-02-28

國家自然科學基金項目(41173060)；陜西省“13115”重大科技專項(2008ZDKG-48);大陸動力學國家重點實驗室科技部專項；青海省大場地區金礦整裝勘查項目。

邊飛(1985-)，男， 2009年大學畢業，碩士生，現主要從事礦物學巖石學礦床學專業方面的研究工作。