甘肅北山某礦床外圍苗兒山巖體地球化學特征及地質意義

王小強

（甘肅省地質礦產勘查開發局第四地質礦產勘查院，甘肅 酒泉 735000）

甘肅北山地區處于哈薩克斯坦板塊、塔里木板塊及華北板塊的交匯部位[1]，是甘肅境內古亞洲成礦域的重要組成部分[2]。該區成礦地質背景復雜，礦產資源潛力豐富，歷來受到國內外地質學家的青睞[3，10]。甘肅北山地區內巖漿巖極為發育，與絕大多數金屬礦產關系密切，巖漿巖的研究對北山地區的構造演化與礦產勘查具有重要意義。

1 區域地質背景

研究區位于哈薩克斯坦板塊與塔里木板塊分界，南端緊鄰阿爾金斷裂（圖1a）。長期構造運動使得區內地質構造十分復雜。太古宙—古元古代形成基底敦煌巖群，巖石類型以條紋狀混合巖、斜長角閃巖、磁鐵石英巖為主。長城紀經歷了陸緣濱海相沉積，發育古硐井群與鉛爐子溝群。石炭紀以來，北山洋逐漸消亡，沉積了少量的陸源碎屑巖。侏羅紀發育小型的斷陷盆地，沉積了含煤建造，局部形成小型煤礦（圖1b）。

研究區晚古生代—中生代巖漿活動強烈，中酸性巖體較為發育，以石英閃長巖與花崗閃長巖為主，其次發育少量的基性巖脈。主體構造方位為北西-南東向，控制了區內地質體的展布，后期疊加的北東向構造將地質體切割形成菱形小塊。

2 巖石學特征

苗爾山巖體巖石組成以石英閃長巖、花崗閃長巖與花崗巖為主，侵入于長城系中，巖體長軸方向為北西-南東向，與主構造線方向一致。外接觸帶常見堇青石角巖與角巖化的砂板巖，巖體內部可見角閃片巖包體。前人在石英閃長巖體中采集的K-Ar年齡為247Ma～267Ma[11]。

本次研究樣品采集于石英閃長巖與花崗閃長巖中。石英閃長巖呈灰、暗灰色，中細粒半自形粒狀結構，塊狀構造；斜長石為中長石，自形—半自形，粒徑多在0.5mm～3mm之間，聚片雙晶普發育，有的顯環帶構造，An＝47號，顯輕微的絹云母化，含量為60%；角閃石，棕色，半自形，柱狀，發育有簡單雙晶，多已蝕變為淺綠色次閃石，有的呈殘晶狀存在于次生閃石中，含量為20%；黑云母，棕黃色，片狀，與次閃石伴隨，分布于斜長石之間，此外見少量石英。花崗閃長巖呈灰或暗灰綠色，碎斑一碎粒化結構，塊狀構造；主要由斜長石、黑云母、角閃石、綠簾石和石英等。副礦物榍石、磷灰石、鈦鐵礦和磁鐵礦等；斜長石為中長石，半自形，板狀，除少數晶體較完整外，多數均呈碎斑或眼球狀，并被磨損成橢圓形輪廓，或發生碎裂化和糜棱巖化，且顯定向性和伸長性，有的顯環帶構造，波狀消光，粒徑≤3mm，An＝37號；石英多已碎裂化，說明花崗閃長巖構造變形強烈。

3 地球化學特征

圖1 苗爾山地區構造位置圖（據張新虎等2005）與地質簡圖

樣品測試均由甘肅省地礦局第四勘查院實驗室完成，其中全巖主量元素用XRF分析，稀土元素在ICP-MS測試完成。本次實驗測試的常量元素（%）與微量元素（10-6）分析結果相對偏差小于1%，能滿足研究需要，測試結果見表1、表2。

3.1 主量元素特征

本次研究在石英閃長巖與花崗閃長巖中共采集樣品9件。SiO2含量為52.79%～70.18%；Al2O3變化范圍不大，為12.58%～16.06%；TiO2變化范圍為0.44%～1.95%；CaO變化范圍為2.87%～7.99%；MgO變化范圍為0.88%～ 5.22%；K2O為1.14%～ 3.12%；Na2O為2.12%～3.88%；K2O/Na2O為0.49～1.43，σ值（里特曼指數）為0.83～1.86。在堿度率圖解中落入鈣堿性區。（圖2）。

3.2 稀土元素特征

總體上看，苗兒山巖體具有中等的REE總量（79.08×10-6～148.25×10-6），∑Ce/∑Y為2.30～8.80。稀土配分曲線總體呈LREE富集、HREE虧損的右傾型（圖3），δEu為0.41～0.76。

圖2 堿度率圖

4 巖體成因及形成機制

（1）巖體的Al203／K2O＋Na2O＋CaO比值，石英閃長巖A／NKC平均值為1.085，花崗閃長巖A／NKC平均值為1.41，前者相當于査佩爾和懷特（1974）劃分的I型，后者則為S型。

圖3 苗爾山巖體稀土元素配分圖

（2）在ACF圖（圖4）上，花崗閃長巖的投影點全部落在懷特和查佩爾（1977）所規定的I型和S型分界線的右側，即S型花崗巖范疇內，而石英閃長著的投影點有落在I型花崗著類區間內。

（3）在Ca-Na-K三角圖解中（圖5），石英閃長巖的投點落在巖區間外，表明巖體的同化混染作用和交代作用是相當強烈的，花崗閃長巖的多數投影點落在巖漿型區間內，說明巖體應屬巖漿成因，但在成巖過程中受上部地殼的交代混染作用比較強烈。

（4）在戈帯尼里德曼圖解（圖6）上，多數投影點落在B區，即造山帶和島弧環境，這與北山地區的構造演化相一致，巖體應屬華力西晚期北山洋全面封閉，轉入造山運動期的產物。

5 結論

（1）苗爾山巖體形成時代為早二疊世晚期—晚二疊世，SiO2含量為52.79%～70.18%；K2O/Na2O為0.49～1.43，σ值（里特曼指數）為0.83～1.86的高鉀鈣堿性花崗巖。

（2）巖石地球化學結果顯示，苗爾山巖體物質來源于殼幔邊界，在上升過程中受上部地殼的交代混染作用比較強烈。

（3）苗爾山巖體形成與造山帶和島弧環境，說明晚二疊紀，北山洋關閉，進入造山階段。

表1 苗兒山巖體巖石化學成分（%）[11]

表2 苗兒山巖稀土元素含量（10-6）[11]

圖4 ACF圖解

圖5 Ca-Na-K圖解

圖6 戈蒂尼—里特曼圖解