寧夏西吉盆地找礦前景與綠片巖地球化學(xué)特征分析

吳文忠，馬瑞赟，李 剛

（寧夏回族自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院，寧夏 銀川 750021）

西吉盆地位于北祁連造山帶東段，阿拉善地塊南緣，鄂爾多斯地塊西緣，其南部為中祁連地塊，大地構(gòu)造位置特殊，構(gòu)造變形復(fù)雜。由于西吉盆地被厚度達(dá)200-500米新生界覆蓋，無基巖出露，因此，對(duì)西吉盆地的構(gòu)造演化和新生界覆蓋層之下的地質(zhì)體組成研究比較薄弱，目前的認(rèn)識(shí)大多是根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及少量鉆孔資料進(jìn)行的推斷。本文對(duì)西吉盆地找礦前景及鉆孔所見綠片巖的地球化學(xué)特征進(jìn)行探討，為西吉地區(qū)地質(zhì)認(rèn)識(shí)提供參考。

1 巖性特征

鈉長(zhǎng)綠泥片巖：主要礦物成分為綠泥石、鈉長(zhǎng)石、石英及少量綠簾石、陽(yáng)起石。綠泥石呈鱗片變晶，含量20-35%；綠簾石為半自形粒狀變晶；陽(yáng)起石呈自形纖維狀變晶鈉長(zhǎng)石呈半自形粒狀，含量10-20%。巖石呈鱗片纖維狀粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造。

2 原巖恢復(fù)

①?gòu)你@孔巖芯來看，該套巖石均呈灰綠色，具海底噴發(fā)巖的典型顏色—灰綠色。

②在稀土元素圖解（圖1）中，綠片巖樣點(diǎn)均落于基性火成巖區(qū)。在常量元素圖解中（圖2），樣品點(diǎn)幾乎全部落在火成巖區(qū)。

③副礦物組合較簡(jiǎn)單，為磁鐵礦、磷灰石、角閃石、綠簾石、少量鋯石等。

根據(jù)上述特征及稀土元素、常量元素圖解可以推測(cè)，西吉盆地鉆孔所見綠片巖為基性火山巖建造，為正變質(zhì)巖。

3 綠片巖地球化學(xué)特征

3.1 主要元素特征

本次工作采集10件綠片巖進(jìn)行主要元素分析，樣品采自鉆孔巖心。主要元素分析是在寧夏地礦中心實(shí)驗(yàn)室完成，分析結(jié)果見表1。

分析結(jié)果顯示，綠片巖SiO246.26%～81.82%，均值64.82%，變化范圍較大。Al2O3除GS8（4.20%）比較低外，其他9件樣品含量比較均一（11.80%～15.98%），均值 為 12.91，MgO 為 0.38～6.82， 均 值2.09%。Fe2O3為0.74%～3.40%，均值1.82。Fe2O3為0.49～7.72，均值2.35%。

3.2 稀土元素特征

綠片巖的稀土元素豐度及其特征值見表2。綠片巖稀土總量ΣREE為16.97～46.59×10-6，（La/Yb）N=0.97～3.54，（La/Lu）N=0.71～3.36，Eu/Sm=0.34～0.43，具有島弧和弧后盆地拉斑玄武巖的稀土元素特征。稀土分配曲線（圖3）分布在島弧-弧后盆地拉斑玄武巖的范圍內(nèi)。

圖1 REE-La/Yb圖解（據(jù)Ю.А.Бадашов，1972）

圖2 SiO2-TiO2圖解（據(jù) Tarrey，1976）

表1 綠片巖主要氧化物含量及特征參數(shù)表（10-2）

圖3 西吉盆地綠片巖微量元素N-MORB標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖[1]

3.3 微量元素特征

圖4 西吉盆地綠片巖稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖[1]

綠片巖微量元素豐度值見表3-2。綠片巖微量元素標(biāo)準(zhǔn)化蜘蛛網(wǎng)圖（圖4）,曲線型式具有火山弧玄武巖的特征。K、Nb、Ta、P、Ti虧損，Rb、Ba、Th、Hf強(qiáng)富集。K虧損，指示與消減作用有關(guān)，P貧化指示巖石起源于虧損地幔或地殼巖石，Nb、Ta虧損，可能是源區(qū)為受俯沖作用改造過的巖石圈,或殘留地幔楔。

4 西吉盆變質(zhì)基性火山巖的形成環(huán)境

經(jīng)原巖恢復(fù)，西吉盆地綠片巖為變質(zhì)的基性火山巖，在區(qū)分島弧和非島弧的Hf/3-Th-Ta圖解（圖5）中，5件樣品落入島弧玄武巖區(qū)，僅有1件樣品落入洋中脊玄武巖區(qū)。在Ti/100-Zr-Y×3圖解（圖6）中，5件樣品落入島弧堿性玄武巖區(qū)。

D.A.Wood等[2]以Th/Ta=2為界線區(qū)分島弧玄武巖和非島弧玄武巖，Th/Ta值大于2為島弧玄武巖，Th/Ta值小于2為非島弧玄武巖，西吉盆地片巖6件樣品中，5件樣品的Th/Ta值大于2，1件樣品的Th/Ta值小于2，顯示島弧玄武巖。

綜上所述，西吉盆地鉆孔所見變質(zhì)基性火山巖應(yīng)形成于島弧環(huán)境，而綠片巖稀土分配曲線分布在島弧-弧后盆地拉斑玄武巖的范圍內(nèi)。

因此，西吉盆地鉆孔所見變質(zhì)基性火山巖應(yīng)形成于島弧-弧后盆地構(gòu)造環(huán)境。

圖5 Hf/3-Th-Ta圖解[3]

圖6 Ti/100-Zr-Y×3圖解[4]

表2 西吉盆地綠片巖稀土元素、微量元素豐度及特征參數(shù)（10-6）

LaN/YbN 0．79 0．91 1．37 3．54 1．22 0．99 δEu 1．07 0．98 0．99 0．87 0．87 1．24 δCe 1．06 0．96 0．63 0．30 0．84 1．03

5 西吉盆地找礦前景分析

西吉盆地鉆孔中見到了0.4m厚的磁鐵礦，TFe為34.1%，MFe為33.87%。

通過光譜半定量全分析顯示，西吉盆地鉆孔中見到的變質(zhì)巖中Fe元素含量相對(duì)較高，因此，西吉盆地很可能具備尋找變質(zhì)型鐵礦的地質(zhì)背景和條件。

6 結(jié)論

經(jīng)原巖恢復(fù)，西吉盆地鉆孔所見綠片巖原巖為變質(zhì)的基性火山巖，稀土分配曲線分布在島弧-弧后盆地拉斑玄武巖的范圍內(nèi)。在Hf/3-Th-Ta圖解中，5件樣品落入島弧玄武巖區(qū)，在Ti/100-Zr-Y×3圖解中，5件樣品落入島弧堿性玄武巖區(qū)。5件樣品的Th/Ta值大于2，顯示島弧玄武巖的特征。綜上所述，西吉盆地鉆孔所見變質(zhì)基性火山巖應(yīng)形成于島弧-弧后盆地構(gòu)造環(huán)境。西吉盆地很可能具備尋找變質(zhì)型鐵礦的地質(zhì)背景和條件。