甘肅中祁連冬草溝花崗巖基巖石地球化學特征

2016-09-29 06:07:48趙吉昌楊鎮熙張立濤

甘肅科技 2016年17期

趙吉昌，楊鎮熙，張立濤

（甘肅地礦局第四勘查院，甘肅　酒泉　735000）

趙吉昌，楊鎮熙，張立濤

（甘肅地礦局第四勘查院，甘肅酒泉735000）

冬草溝花崗巖基位于中祁連西段，屬于加里東中期構造巖漿旋回的組成部分。本文通過對該巖基巖石地球化學特征進行研究，結果顯示巖體中大離子親石元素Ba、Th、Rb含量較高，K2O、Ba、Th、Rb等不相容元素強烈富集，Ce具正異常；巖體中稀土總量均變化較大，輕稀土較富集，呈減少趨勢演化，重稀土含量變化較大，具弱負銪或正銪異常。通過構造環境判別，該巖體屬島弧鈣堿性花崗巖類（KCG），為板塊俯沖之產物，其形成于陸緣島弧環境。

花崗巖；地球化學；構造環境；中祁連

1　概述

冬草溝花崗巖基大地構造位置位于中祁連中間地塊，其北部與北祁連早古生代褶皺帶南緣斷裂相接，西部被巨大具左旋走滑的阿爾金斷裂所截，南側與南祁連早古生代褶皺帶相接（如圖1（A）所示）［1，2］。整個巖基在地表呈不規則長橢圓狀侵位于北大河巖群老變質巖系中，長軸與區域構造線一致，出露面積約166km2。根據巖體巖性特征，將其解體為中細粒閃長巖體、細粒石英閃長巖體、中細?；◢忛W長巖體、中細粒黑云母二長花崗巖體和斑狀二長花崗巖花崗體。巖基中的所有巖體都屬于加里東中期構造巖漿旋回的組成部分。根據巖石物質成分相似特點，判斷其為同源巖漿不同期次的產物，第一次由中細粒閃長巖體、細粒石英閃長巖體構成；第二次由中細?；◢忛W長巖體、中細粒黑云母二長花崗巖體和斑狀二長花崗巖花崗體構成，侵入第一次花崗巖中（如圖1（B）所示）。下面本文著重對該巖基的巖石地球化學特征進行淺析。

圖1　研究區大地構造位置圖（A）及地質簡圖（B）

2　區域地質背景

2．1地層

研究區地層屬秦祁昆地層區，祁連—北秦嶺地層分區，中祁連地層小區［3］，由老至新依次出露早古生界、長城系、薊縣系、古近系、第四系。其中北大河巖群分布廣泛，是一套裂谷—島弧—殘留海盆構造環境中形成的火山巖—碎屑巖的巖石組合，受區域變質作用，形成了高綠片巖相—角閃巖相的變質地層，是冬草溝巖基的主要圍巖。

2．2巖漿巖

研究區侵入巖在區內大面積分布，以中酸性侵入巖為主，呈巖基、巖體侵位于北大河巖群老變質巖系中；區內火山巖比較發育，主要有古元古代、長城紀火山巖，其中以古元古代火山巖最為發育。

2．3構造

研究區位于中祁連西段，區內不同的地質體均經歷了多期，不同時段構造運動的疊加，構造變形十分復雜。早元古代經過深熔作用、變質作用和巖漿侵入的構造—熱事件，形成了早元古代結晶基底；中新元古代的變質基底則代表了陸塊—聯合陸塊的發展過程［4，5］。這兩個過程，使得古老大陸地殼基底具有雙層結構特征。早古生代受北祁連古洋向南俯沖，在中祁連形成了規模巨大的巖漿弧帶；中生代—新生代受陸內造山機制的控制，形成了目前的構造格局［5-9］。

2．4區域礦產分布特征

區域金屬礦產以鐵、銅、鎢為主［2，9］，次為金、鉬等。其中，鐵礦主要類型為產于薊縣紀花兒地組地層中的沉積變質型鐵礦，代表性礦床有德勒諾爾鐵礦；銅鎢礦主要類型為產于北大河巖群一巖組上巖段斜長角閃巖中的受變質—熱液疊加型銅鎢多金屬礦床，主要分布于南冬草溝—羊門溝一帶，找礦前景較好。

區域上非金屬礦產主要有菱鎂礦、白云巖及石膏等礦產。

3　冬草溝巖基巖石地球化學特征

3．1地質特征

3．1．1細粒閃長巖體

該巖體從查干烏拉東—南冬草溝—羊門溝西南一帶呈北西西向帶狀展布，出露寬約0.3～3.5km，長約23km，主要由5個侵入體組成，區內出露面積約34.6km2，受構造控制，其長軸方向與區域構造線一致，局部被冬草溝斷裂、南冬草溝斷裂截切。巖體主要分布在南冬草溝巖基的邊部以及羊門溝斷裂一帶，靠近斷裂局部受到強烈的韌性—脆性應力作用改造，具較強的糜棱巖化［10］。巖體侵位于北大河巖群老變質巖系中，由于與圍巖混染作用較強，接觸面產狀一般不清楚，并被同期不同次中細粒黑云母花崗閃長巖、中細粒黑云母二長花崗巖侵入。

3．1．2細粒石英閃長巖體

該巖體由多個侵入體組成，主要呈不規則狀分布于巖基的邊部，區內出露面積約11km2。巖體局部侵入北大河巖群地層及中細粒閃長巖體中，與中細粒閃長巖體呈涌動侵入接觸，接觸面產狀不清楚。局部被同期不同次中細粒黑云母花崗閃長巖侵入。

3．1．3中細?；◢忛W長巖體

該巖體呈不規則狀分布于查干烏拉東、月牙達坂、羊門溝一帶，區內出露面積達68.8km2，羊門溝一帶出露面積占該巖體的80%以上，具環形構造的特征。巖體侵位于北大河巖群老變質巖系中，由于與圍巖混染作用較弱，接觸面產狀比較清楚，巖體中見有大量的大理巖、斜長角閃巖、二云石英片巖殘留頂蓋。

3．1．4中細粒黑云母二長花崗巖體、斑狀二長花崗巖體

該巖體分布于冬草溝一帶，區內出露面積達51.8km2，北西西向帶狀展布，受構造控制，其長軸方向與區域構造線一致。巖體侵入于北大河巖群二巖組和同期不同次的中細粒閃長巖體、細粒石英閃長巖體中。巖體中見有大量的大理巖、斜長角閃巖、二云石英片巖殘留頂蓋。

3．2巖石地球化學特征

3．3．1巖石化學特征

從表1可以看出，巖石化學成分中SiO2介于55.2%～64.37%之間，屬中酸性侵入巖體，標準礦物中普遍見有石英分子（3.12%～24.05%），A/NCK值介于1.06～1.62之間，標準礦物中見有剛玉分子（0.35～1.78），屬鋁過飽和中酸性巖類，里特曼指數δ=1.89～6.41，巖石屬鈣—鈣堿性系列巖石［11-13］。

巖體中細粒閃長巖的分異指數DI為39.99、52.85，固結指數SI為25.63、23.58，反映了巖漿分異演化極不徹底，酸性程度低；中細?；◢忛W長巖的分異指數DI為66.07、73.48、91.41，固結指數SI為17.28、8.75、4.51，具規律性演化的趨勢，反映了巖漿分異由不徹底向徹底演化，酸性程度也是由低逐漸變高；中細粒黑云母二長花崗巖的分異指數DI為66.61、66.91，固結指數SI為12.12、16.14，反映了巖漿分異演化不夠徹底，酸性程度偏低；斑狀二長花崗巖的分異指數DI為67.81，固結指數SI為12.91，反映了巖漿分異演化不夠徹底，酸性程度偏低。

表1　冬草溝巖基主量元素分析數據

3．3．2微量元素

從表2中可以看出，巖體中的微量元素的差異比較明顯。大離子親石元素Ba、Th、Rb含量較高，在洋脊花崗巖標準化圖式中（如圖2所示）表現為K2O、Ba、Th、Rb等不相容元素的強烈富集，Ce具正異常，與火山弧花崗巖配分圖式較為相似（after Pearce，1984）［14-15］。

表2　　冬草溝巖基微量元素分析數據

圖2　花崗巖/洋脊花崗巖標準化模式圖

3．3．3稀土元素

巖體中稀土總量均變化較大（見表3），∑REE介于 43．12×10-6－331．01×10-6，LREE/HREE=3．24-19．7，（La/Yb）N=2.3-33.3，輕稀土較富集（如圖3所示），呈減少趨勢演化，重稀土含量變化較大，反映隨著巖漿演化輕－重稀土之間的分異程度較好。δEu＝0.77-1.28，具弱負銪或正銪異常。稀土配分曲線右傾（如圖4所示），輕重稀土分餾明顯，具有造山帶島弧鈣堿性侵入巖體的一般特征［16］。