柴北緣—南阿爾金俯沖碰撞期后地殼構造演化特征

于 龍，提振海，郭金城，劉思林

(河北省區域地質調查院，河北 廊坊 065000)

0 引 言

柴北緣—南阿爾金俯沖碰撞雜巖帶分布在祁連—阿爾金地塊和柴達木—北昆侖地塊之間，早古生代末期，隨著板塊碰撞作用，阿爾金洋閉合，阿爾金增生型造山帶具有顯著的地殼生長特征。中生代末期造山作用進入晚期，該區域處于陸內發展階段，在伸展體制下，地殼重熔巖漿沿斷裂或裂隙上侵定位，形成了該區域侵入巖建造。本文以石英二長巖為研究對象，從鋯石U-Pb年代學、巖石地球化學研究，認為該侵入巖系燕山晚期巖漿侵入活動之產物，可能形成于陸內造山晚期→非造山的過渡環境。

1 地質背景

研究區位于阿爾金南段，屬柴北緣—南阿爾金俯沖-碰撞雜巖帶。出露地層主要包括新太古代-古元古代白沙河巖組、古元古代阿爾金巖群、中元古代薊縣紀塔昔達坂群、新元古代青白口紀索爾庫里群、古生代祁漫塔格群及新生代地層。受區域構造控制，侵入巖由早至晚包括石英二長巖和中粒石英正長巖，呈巖株狀產出。

2 巖石地球化學特征

2.1 礦物特征

侵入巖結構不均勻，中粒花崗結構，塊狀構造，偶見長石似斑晶，主要由鉀長石、斜長石、石英及少量黑云母、白云母組成，粒度一般2.0～3.0 mm，少部分0.2～2.0 mm。副礦物為不透明礦物、鋯石、磷灰石、褐簾石等。

2.2 巖石系列的劃分

該巖體SiO2=62.04～67.7、FeO=0.22～2.11、CaO=1.37～2.32、P2O5=0.007～0.14、MgO=0.02～0.48含量偏低，Al2O3=1214～19.56、Fe2O3=0.53～2.78、Na2O=3.15～4.87、K2O=5.05～7.38含量偏高；CaO+Na2O+K2O>Al2O3>Na2O+K2O屬正常類型；分異指數DI=83.26→73.33，固結指數SI=2.96→13.56，巖漿分異程度較高；里特曼指數σ=6.09，屬堿鈣性系列。

2.3 稀土元素及微量元素特征

巖體中稀土總量變化較大，∑REE=14.14×10-6～297.7×10-6；LREE/HREE=2.94～7.7，(La/Yb)N=2.13～10.34，輕、重稀土分餾較明顯，稀土配分模式為右傾斜曲線，屬輕稀土富集型；銪異常變化明顯見表1。

表1 侵入巖稀土元素含量及特征參數一覽表

巖體中微量元素與維氏閃長巖豐度相比，Sr含量明顯低，Rb、U含量偏高，Ba、Hf、Nb、Th、Zr含量明顯高；與維氏花崗巖微量元素豐度相比，U含量相近，Rb、Sr含量偏低，Ba、Th含量偏高，Hf、Nb、Zr含量明顯高。Rb/Sr=0.86→3.25，高于陸殼平均值見表2。

表2 侵入巖微量元素含量及相關比值一覽表

3 同位素年齡測定

該文以石英二長巖開展了同位素測年研究，獲得了128.99±0.64 Ma的測年值。鋯石照片多呈長柱錐狀，晶形發育較好，鋯石內平行晶體的韻律性生長環帶或振蕩環帶特征發育，具有巖漿結晶鋯石的特征。根據上述年齡值，結合其野外地質特征、與圍巖的接觸關系，以及區域構造背景等，將巖體侵入時劃為白堊紀。

4 巖石成因

4.1 演化特征

(1)巖體由早到晚演化特征，石英含量由5 %→10 %漸次升高；斜長石含量由30 %～35 %→5 %～10 %漸次降低；鉀長石含量由40 %～45 %→70 %～75 %漸次升高；暗色礦物含量由5 %～10 %→5 %漸次降低，在Q-A-P三角圖解中顯示了由早到晚巖漿向著由偏中性→偏酸堿性方向演化之特征，符合巖漿演化規律。

(2)SiO2含量由62.04 %→67.70 %逐漸升高；K2O+Na2O含量由10.77 %→12.07 %逐漸升高；CaO含量由2.32 %→1.37 %逐漸降低；MgO含量由0.48 %→0.02 %逐漸降低；Fe2O3含量由2.78 %→0.53 %逐漸降低；FeO含量由2.11 %→0.22 %逐漸降低。巖漿向偏酸堿性演化。

(3)Zr/Hf由27.31→11.99減小，Nb/Ta由21.72→3.43減小，顯示由早至晚巖漿向著酸性增高方向演化之特征。

(4)分異指數DI由83.26→73.33，固結指數SI由2.96→13.56，總體反映本區白堊紀侵入巖巖漿結晶分異程度較高的特點。

(5)Sr/Ba由0.17→0.16降低，Rb/Sr由0.86→3.25升高，巖漿演化分異程度增高。

4.2 成因類型分析

(1)侵入巖中A/NKC=1.12～1.38，平均1.25，>1.1，顯示“S”型花崗巖特征；

(2)侵入巖中缺失角閃石，與“S”型花崗巖特征相似；

(3)該區白堊紀侵入巖Rb/Sr=0.86～3.25，平均1.25，明顯高于陸殼平均值，表明其巖漿物質來源具地殼屬性。

5 結 語

5.1 構造環境分析

通過巖石學年齡分析該巖體系燕山晚期巖漿侵入產物，屬陸內后造山階段。該階段所形成的侵入巖在R1-R2圖解中，其成分點落入造山帶晚期與非造山區的界線附近，說明其形成于造山晚期→非造山的過渡環境；在里特曼-戈蒂里圖解中，其成分點落入造山帶火山巖區與堿性、偏堿性火山巖區界限附近，顯示其所處構造環境介于造山與非造山轉換帶之間；過渡族元素及微量元素蛛網圖介于板內花崗巖與同碰撞花崗巖之間，說明其為造山晚期→非造山的過渡環境；在Rb-Yb+Nb圖解和Rb-Yb+Ta圖解中，其成分點部分落入同碰撞期花崗巖區，部分落入板內花崗巖區，與上述所得結論基本一致。表明該區域白堊紀侵入巖形成于陸內造山晚期→非造山的過渡環境。

5.2 就位機制分析

該區域在白堊紀處于陸內發展階段，在伸展體制下，地殼重熔巖漿沿斷裂或裂隙上侵定位，形成了本區白堊紀侵入巖建造。據野外觀察該紀侵入體平面上多不規則，巖體一般缺乏內部的定向組構，圍巖原有構造未因巖體的侵入而發生改變，顯示被動就位特點。