青海南部曲麻萊縣達考巖體地球化學特征及其構(gòu)造環(huán)境

白云山，段其發(fā)，牛志軍，涂 兵，李 莉

（武漢地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，武漢 430205）

青海南部曲麻萊縣達考巖體地球化學特征及其構(gòu)造環(huán)境

白云山，段其發(fā)，牛志軍，涂 兵，李 莉

（武漢地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，武漢 430205）

達考序列巖體由查肖叉得英云閃長巖、雜乃瑪下黑云母二長花崗巖、抗涌正長花崗巖組成。單顆粒鋯石U-Pb同位素年齡值為169±4Ma，形成于中侏羅世，巖石化學成分表現(xiàn)為巖漿向富硅、富堿、富鋁方向演化。稀土元素特征表現(xiàn)為輕稀土元素富集，重稀土元素平坦型。微量元素特征表現(xiàn)為富集大離子親石元素Rb、K、Ba、Th，而Sr、Nb、Ta略顯虧損，εNd(t)變化在-7.6～-8.1之間，(87Sr/86Sr)i值較高，變化于0.70969～0.71104之間。地球化學特征表明達考序列巖體形成構(gòu)造背景為火山弧花崗巖，為殼幔混合產(chǎn)物。

達考巖體；地球化學；構(gòu)造環(huán)境；羌塘東部

達考序列巖體位于青藏高原羌塘地塊東部青海省曲麻萊縣達考一帶,該區(qū)長期以來被視為人類生存的禁區(qū)，因此對該區(qū)侵入巖的研究極少，特別是達考巖體的研究，僅有青海省地礦局區(qū)調(diào)隊1990年在進行1∶20萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中對其作過一般調(diào)查。在新一輪國土資源大調(diào)查青藏高原1∶25萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作中，筆者對羌塘東部達考巖體的地質(zhì)特征、巖石學特征、巖石化學特征進行了較為詳細的研究，并就其構(gòu)造屬性進行討論。

1 地質(zhì)及巖石學特征

達考序列巖體出露于通天河蛇綠混雜巖帶以北地區(qū)，向南延出測區(qū)，大地構(gòu)造位置屬巴顏喀拉周緣前陸盆地。該巖體由3個巖侵入體組成，分別為查肖叉得英云閃長巖體、雜乃瑪下黑云母二長花崗巖體、抗涌正長花崗巖體（圖1）。各巖體間為脈動侵入關(guān)系，雜乃瑪下黑云母二長花崗巖體脈動侵入查肖叉得英云閃長巖體，抗涌正長花崗巖體脈動侵入于雜乃瑪下黑云母二長花崗巖體。

達考序列巖體侵入于晚三疊世巴顏喀拉山群板巖組中，巖體侵入界線清楚，呈不規(guī)則狀、彎曲狀，接觸面外傾，傾角中等，圍巖硅化、角巖化強烈，形成寬800～1000m的角閃黑云母角巖、黑云母角巖和長英質(zhì)角巖。內(nèi)有幾厘米到幾米，最寬達10m、長近100m的花崗質(zhì)巖脈穿插于角巖中。內(nèi)接觸帶見有圍巖包體，均受熱形成角巖，呈橢圓狀，一般為20～30 cm左右，邊部常見烘烤邊，長軸平行于巖體邊界。在查肖叉得英云閃長巖中及雜乃瑪下黑云母二長花崗巖中見有暗色閃長質(zhì)包體，包體大小為2×5～3×8 cm，與圍巖界線清楚，呈扁豆狀、圓狀、不規(guī)則狀，含量0.5%～1%。

本次工作在達考序列黑云母二長花崗巖侵入體中獲取了169 Ma的單顆粒鋯石U-Pb同位素年齡值（表1），結(jié)合其侵入最新地層為三疊世巴顏喀拉山群板巖組，將達考序列時代厘定為中侏羅世較為合適，應屬燕山早期的產(chǎn)物。

查肖叉得英云閃長巖體呈不規(guī)則狀，被斷層分割破壞，出露總面積10.4 km2，巖株狀產(chǎn)出。巖性為灰白色細粒英云閃長巖，細?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。由中更長石（45%～49%）、石英（23%～26%）、鉀長石（1%～2%）、角閃石（7%～9%）、黑云母（11%～13%）及少量副礦物鋯石、磷灰石組成。斜長石板狀，部分具環(huán)帶結(jié)構(gòu)，環(huán)帶中心輕微絹云母化。

雜乃瑪下黑云母二長花崗巖體由2個侵入體組成，總體呈不規(guī)則圓狀，出露總面積約為100 km2，巖株狀產(chǎn)出。巖性為灰白色中細粒黑云母二長花崗巖，細粒 -中細?；◢徑Y(jié)構(gòu)、半自形粒狀結(jié)構(gòu)、二長結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。由斜長石（31%～42%）、石英（18% ～28%）、鉀長石（28% ～38%）、黑云母（5%～12%）、角閃石（0～2%）、輝石（0～1%）及微量副礦物鋯石、磷灰石、榍石、褐簾石組成。斜長石呈半自形柱狀，發(fā)育環(huán)帶，具絹云母化、粘土化，An=26～31；鉀長石呈它形板柱狀，具條紋構(gòu)造，屬條紋長石，微斜長石。

表1 鋯石U-Pb同位素分析結(jié)果Table 1 The U-Pb isotopic analysis results for Zircons from Dakao intrusion

圖1 達考一帶地質(zhì)略圖Fig.1 Simplified geologicalmap of the Dakao area

抗涌正長花崗巖體向南延出測區(qū)，呈橢圓狀，圖幅內(nèi)出露面積3.5 km2，巖株狀產(chǎn)出。巖性為灰白色細粒正長花崗巖，細?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。由更長石（15% ～18%）、鉀長石（50% ～52%）、石英（25%～28%）及少量黑云母、副礦物鋯石、磷灰石等組成。斜長石呈板狀自形晶，雙晶較發(fā)育，具絹云母化、粘土化；鉀長石屬條紋長石，它形晶，具條紋構(gòu)造，格子雙晶，具粘土化，更長石與條紋長石接觸處出現(xiàn)蠕英結(jié)構(gòu)。

2主量元素特征

達考巖體巖石化學分析結(jié)果見表2，從表中可看出，SiO2含量為61.06%～82.60%，變化范圍大，反映了巖石從中性到酸性的演化。查肖叉得英云閃長巖體 SiO2含量為 61.06% ～69.12%，平均64.58%；ALK=4.70%～7.20%，平均5.76%；K2O含量為1.84% ～4.35%，平均 3.08%，Na2O含量為2.52%～2.88%，平均2.69%，多數(shù)樣品K2O＞Na2O；里特曼指數(shù)σ=1.10～1.97，平均1.53；A/CNK=0.89～1.21，平均0.99，為準鋁質(zhì) -弱過鋁質(zhì)，分異指數(shù)DI為51.41～76.42，平均61.91。雜乃瑪下黑云母二長花崗巖體SiO2含量為64.54%～73.30%，平均67.35%；ALK=5.71%～8.15%，平均6.75%；K2O含量為2.80% ～5.35%，平均3.73%，Na2O含量為2.47%～3.79%，平均3.02%，絕大多數(shù)樣品K2O＞Na2O；里特曼指數(shù) σ=1.39～2.46，平均 1.87，A/ CNK=0.89～1.39，平均1.03，屬準鋁質(zhì) -弱過鋁質(zhì)；分異指數(shù)DI為61.77～86.29，平均72.54。抗涌正長花崗巖體SiO2含量為73.86%～82.60%，平均76.54%；ALK=4.69%～8.70%，平均7.39%；K2O含量為3.12% ～6.06%，平均4.95%；Na2O含量為1.57%～3.26%，平均2.45%，K2O＞Na2O；里特曼指數(shù)σ=0.56～2.39；A/CNK=1.00～1.11，弱過鋁質(zhì)，分異指數(shù)DI為87.34～90.51，平均89.20。

從以上各巖體特征可看出，從英云閃長巖→黑云母二長花崗巖→正長花崗巖，SiO2總體逐漸升高，堿含量也逐漸升高，分異指數(shù)逐漸升高，A/CNK逐漸升高，反映巖漿向富硅、富堿、富鋁方向演化。表明各巖體具有同源演化的特點。

在SiO2-(Na2O+K2O)圖解上（圖2），樣品幾乎全部落入閃長巖、花崗閃長巖及花崗巖區(qū)內(nèi)，所有樣品全為亞堿性系列。在SiO2-K2O圖解中（圖3），各巖體樣品大多數(shù)落入高鉀鈣堿性系列區(qū)，僅少量英云閃長巖樣品落入鈣堿性系列區(qū)內(nèi)?？傮w上達考序列巖體屬高鉀鈣堿性系列。

圖2 達考巖體TAS圖解Fig.2 TAS figure of Dakao intrusion

圖3 達考巖體SiO2-K2O圖解Fig.3 K2O-SiO2 diagram of Dakao intrusion

3 稀土元素及微量元素特征

3.1 稀土元素特征

達考巖體稀土元素分析結(jié)果見表3，從表中可看出，均為輕稀土富集型。查肖叉得英云閃長巖體ΣREE為79.14×10-6～159.02×10-6，平均135.12× 10-6；(La/Yb)n=9.54～15.85，平均11.37；δEu=0.53～0.63，平均0.61，為Eu中等異常。雜乃瑪下黑云母二長花崗巖體ΣREE為82.17×10-6～155.20×10-6，平均 129.31×10-6；(La/Yb)n=7.11～16.50， 平均12.41；其余樣品δEu=0.58～0.79，平均0.65，為Eu中等負異常?？褂空L花崗巖體ΣREE為119.32× 10-6～120.18×10-6，平均119.75×10-6；(La/Yb)n=7.50～9.58，平均8.54；δEu=0.55～0.57，平均0.56，為Eu較強負異常，主要由上地殼經(jīng)不同程度的部分熔融而開成[1]。在稀土元素配分曲線圖（圖4）中，達考序列中各巖體均為輕稀土元素富集，重稀土元素平坦型。

3.2 微量元素特征

達考序列微量元素分析結(jié)果見表3，微量元素MORB標準化蛛網(wǎng)圖見圖5。從表和圖上可看出，該序列富集大離子親石元素Rb、K、Ba、Th，相對于其它相鄰元素而言，Sr、Nb、Ta略顯虧損，Ti、P較強虧損，P、Ti虧損表明巖石受到了磷灰石、鈦鐵礦的分離結(jié)晶作用影響。Rb/Sr=0.37～1.80，平均0.75，顯示了以殼源為主的特征 （殼源Rb/Sr＞0.5）。Nb/ Ta=4.65～36，平均14.17，低于原始地幔值（17.5），但高于大陸地殼平均值（11）[2]，La/Nb=1.32～3.45，平均為2.59，高于原始地幔值（0.94），接近于地殼平均值（2.2），說明其物質(zhì)來源為殼?；旌衔镔|(zhì)，且地殼物質(zhì)貢獻較多。

表2 達考巖體主量元素含量（%）Table 2 Major elements content of Dakao intrusion ωB/10-2

圖4 達考巖體稀土元素球粒隕石標準化曲線Fig.4 Chondrite-nornalized REE patterns of Dakao intrusion

圖5 達考巖體微量元素MORB標準化配分型式Fig.5 MORB-normalized trace element patterns of Dakao intrusion

表3 達考巖體稀土元素含量表Table 3 Rare earth elements content of Dakao intrusion ωB/10-6

表4 達考巖體微量元素含量表Table 4 Trace elements content of Dakao intrusion ωB/10-6

4 Sr、Nd、Pb同位素特征

Sr、Nd同位素分析結(jié)果列于表5，達考巖體εNd(t)變化在-7.6～-8.1之間，εSr(t)變化在76.5～95.7之間，在εNd(t)-εSr(t)圖解中（圖6），樣品落入Ⅳ象限的中部靠右，表明源區(qū)具有明顯的殼源性質(zhì)或為殼?；旌显磪^(qū)特征。

鉛同位素分析結(jié)果見表6，在Pb同位素△β－△γ圖解中（圖略），樣品落入3a區(qū)，鉛的來源于上地殼與地幔混合的俯沖帶巖漿作用，說明源區(qū)為殼?；旌献饔谩?/p>

5 構(gòu)造環(huán)境

花崗巖的形成受其所處的大地構(gòu)造環(huán)境、構(gòu)造活動的過程以及物源條件制約的觀點已被廣泛接受。不同構(gòu)造環(huán)境、條件下形成的花崗巖其巖石化學特征存在差別。因而可以從巖石學的角度應用花崗巖的巖石化學、地球化學特征判別其形成環(huán)境。Picher（1983）[3]把I型和S型花崗巖的概念與構(gòu)造環(huán)境結(jié)合起來，認為S型花崗巖是大陸碰撞的產(chǎn)物，I型是造山后隆起的產(chǎn)物。達考序列由英云閃長巖 -黑云母二長花崗巖 -正長花崗巖體組成。SiO2含量為61.06%～82.60%，變化范圍大，反映了巖石從中性到酸性的演化。從英云閃長巖 -黑云母二長花崗巖 -正長花崗巖，SiO2總體逐漸升高，堿含量也逐漸升高，分異指數(shù)逐漸升高，A/CNK逐漸升高，反映巖漿向富硅、富堿、富鋁方向演化。表明各巖體具有同源演化的特點。稀土元素特征表現(xiàn)為各侵入體均為輕稀土元素富集，重稀土元素平坦型。微量元素特征表現(xiàn)為富集大離子親石元素Rb、K、Ba、Th，而Sr、Nb、Ta略顯虧損，Ti、P較強虧損，Rb/Sr=0.37～1.80，平均0.75，顯示了以殼源為主的特征，Nb/Ta=4.65～36，平均14.17，低于原始地幔值（17.5），但高于大陸地殼平均值（11），La/Nb=1.32～3.45，平均為 2.59，高于原始地幔值（0.94），接近于地殼平均值（2.2），說明其物質(zhì)來源為殼幔混合物質(zhì)，且地殼物質(zhì)貢獻較多。εNd(t)變化在-7.6～-8.1之間，（87Sr/86Sr）i值較高， 變化于 0.70969～0.71104之間。說明巖漿來源主要是殼源的，但受到幔源物質(zhì)的混染。

表5 達考巖體Nd、Sr同位素組成Table 5 Nd-Sr isotopic com position of Dakao intrusion

圖6 達考花崗巖體εNd(t)-εSr(t)圖解Fig.6 εNd(t)-εSr(t)diagram for Dakao granite

鉛同位素分析結(jié)果表明鉛的來源于上地殼與地?；旌系母_帶巖漿作用，說明源區(qū)為殼幔混合作用。在Rb－Y+Nb圖解及Rb－Yb+Ta圖解（圖略），巖體樣品均落入火山弧花崗巖區(qū)，表現(xiàn)出了弧花崗巖的特點，說明源區(qū)受到了俯沖組分影響。在R1－R2圖解上（圖6），英云閃長巖主要投影在2區(qū)，顯示I型花崗巖特征，黑云母二長花崗巖則投影2區(qū)、3區(qū)及6區(qū)，顯示了I-S過渡型的特征，而正長花崗巖則主要投影在6區(qū)及7區(qū)，表現(xiàn)為同碰撞型（S型）花崗巖特征。顯示了從早期石英閃長巖到晚期正長花崗巖的演化趨勢。

根據(jù)Peive（1975）的研究[4]，認為花崗巖的形成及其巖石化學特征與它們的形成環(huán)境的地殼演化的不同階段存在著有機聯(lián)系，可以概括為洋殼俯沖-過渡殼-陸殼3個演化階段，達考巖體的巖漿來源，按照洋殼俯沖和一般模式，可以認為在俯沖過程中，洋殼夾帶了一定量的陸源物質(zhì)，并在地幔區(qū)形成混合巖漿，巖漿在上升侵位的途中又混合了陸殼的成分，這種再次混合的巖漿上升到地殼淺處，經(jīng)過巖漿分異等地質(zhì)作用，便形成了英云閃長巖→黑云母二長花崗巖→正長花崗巖的巖漿序列。通過對達考巖體的研究，確認該巖體為火山弧花崗巖，時代為中侏羅世，為殼?；旌袭a(chǎn)物。研究表明，侏羅紀－白堊紀，班公湖-怒江洋盆向北府沖消減，閑合，在班公湖－怒江縫合帶以北形成了大量的帶有弧性質(zhì)的巖漿巖[5]。巴顏喀拉周緣前陸盆地中的弧花崗巖的形成可能與班公湖 -怒江洋盆向北府沖消減有關(guān)。

圖7 花崗巖R1-R2圖解[6]Fig.7 R1-R2 diagram

6 結(jié)論

（1）達考巖體巖石特征表現(xiàn)為從英云閃長巖→黑云母二長花崗巖→正長花崗巖演化，巖石化學成分表現(xiàn)為巖漿向富硅、富堿、富鋁方向演化。稀土元素特征表現(xiàn)為輕稀土元素富集，重稀土元素平坦型。微量元素特征表現(xiàn)為富集大離子親石元素Rb、K、Ba、Th，而 Sr、Nb、Ta略顯虧損，εNd(t)變化在-7.6～-8.1之間，（87Sr/86Sr）i值較高， 變化于0.70969～0.71104之間。

表6 達考巖體Pb同位素分析結(jié)果表Table 6 Pb isotopic com position of Dakao granite

（2）達考巖體為火山弧花崗巖，時代為中侏羅世，為殼幔混合產(chǎn)物,巴顏喀拉周緣前陸盆地中的弧花崗巖的形成可能與班公湖 -怒江洋盆向北府沖消減有關(guān)。

[1]王中剛,于學元，趙振華，等.稀土元素地球化學[M].北京：科學出版社，1989，15-60。

[2]GreenTH.Significance of Nb/Ta as an indicator of geochemical processes in the crust-mantle system [J]. Chemical Geology,1995,120(3～4)∶347-359.

[3]Pitcher W S.Granite：Typology，geological environment and melting relationships[A].In：Aetherton M P,Gribble C D (eds.). Migmatites, Melting and Metamorphism [C]. Nantwich∶Shiva Publication,1983,277～287.

[4]Peive A B.The forming of European continental crust[J]. Geotectonics,1975,(5)∶6-24.

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[6]Batchelor R A,Bowden P.Petrogenetic interpretation of granitoid rock series using multicationic parameters[J]. Chemical Geology,1985,48(1-4)∶43-55.

Dakao Intrusion of Qumalai County,Southern Qihai Province:Its Geochem ical Characteristics and Tectonic Implication

BAIYun-Shan,DUANQi-Fa,NIU Zhi-Jun,TU Bing,LILi
(Wuhan Institute of Geology and Mineral Resources,Wuhan 430205,China)

The Dakao sequence of intrusion rocks is composing of Chaxiaochade tonalite,Zanaima biotite adamellite and Kangyong syenogranite.The Single zircon U-Pb ages of Dakao intrusion is 169±4 Ma,indicated formedin the Jurassic.Themagma is evolved to be rich in silicon,alkaliand aluminum.Rare earth elements are characterized by LREE enrichment,heavy REE flat.Trace elements characterized for enrichment in large ion lithophile elements of Rb,K,Ba and Th,but of Sr,Nb and Ta slightly loss;with εNd (t)changes in the range of-7.6～-8.1,and with (87Sr/86Sr)ivaluesof 0.70969～0.71104.Geochemical characteristics of Dakao sequence intrusion indicatedit formedin volcanic arc setting,and productof crustmantlemixing.

Dakao intrusion;geochem icalcharacteristics;tectonic environment;eastern Qiangtang block

P581

A

1007-3701(2012)01-012-08

2011-07-19；

2011-11-24

白云山（1964—），男，教授級高級工程師，主要從事區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作及巖漿巖研究，E-mail：ycbyunshan@cgs.gov.cn