黃麗梅，李建明 （長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州434023）

馬達(dá)德，吳光大 （中石油青海油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，甘肅 敦煌736202）

柴西南昆北地區(qū)花崗巖基巖地球化學(xué)特征及成因

黃麗梅，李建明 （長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州434023）

馬達(dá)德，吳光大 （中石油青海油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院，甘肅 敦煌736202）

研究區(qū)位于柴達(dá)木盆地和祁漫塔格－東昆侖造山帶的過(guò)渡帶的昆北斷階帶。鉆探揭示第三系盆地基底廣泛分布花崗巖基巖。巖石學(xué)特征表明屬二長(zhǎng)花崗巖類(lèi)，副礦物以鋯石為主。化學(xué)成分分析結(jié)果表明，巖石具較高含量的SiO2和Al2O3，屬過(guò)鋁的鈣堿性系列。巖石中強(qiáng)不相容元素Rb、Ba、Zr等強(qiáng)烈富集，Ta、Ce、Nb、Sr、Th等中等不相容元素富集中等；弱不相容元素Y富集。巖石稀土總含量大多在194.41～231.63μg／g之間；LREE／HREE比值為2.31～2.4；巖石屬輕稀土富集型。巖石中Eu負(fù)異常明顯，中等虧損；Ce略有虧損；Eu／Sm值在0.15～0.16間。地球化學(xué)特征顯示巖石物質(zhì)來(lái)源于下地殼物質(zhì)的熔融，構(gòu)造環(huán)境判別圖解中樣品投影于同碰撞期的區(qū)間，巖石是同碰撞構(gòu)造環(huán)境下形成，為早古生代洋陸轉(zhuǎn)換時(shí)的巖漿活動(dòng)，屬于加里東期造山旋回時(shí)期產(chǎn)物。

花崗巖；地球化學(xué)；巖石成因；昆北地區(qū)；柴西南

隨著油氣勘探的深入，在沉積巖儲(chǔ)層中發(fā)現(xiàn)的油氣越來(lái)越不能滿足經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的需要，勘探家正關(guān)注著能儲(chǔ)集油氣的非沉積巖儲(chǔ)層，而基巖可能是含有相當(dāng)大的油氣藏的一個(gè)重要目標(biāo)，尤其是花崗巖類(lèi)的基巖。柴達(dá)木中、新生代盆地的形成演化受控于基底的構(gòu)造變動(dòng)以及基底與周邊造山帶的相互作用。柴達(dá)木盆地基底包括前震旦紀(jì)結(jié)晶基底和震旦紀(jì)－三疊紀(jì)未變質(zhì)和淺變質(zhì)基底兩部分，屬于雙層基底。盆地周緣分別被祁連山、昆侖山和阿爾金山所限，具有特殊的盆山構(gòu)造格局和巖石圈板塊地球動(dòng)力學(xué)背景。柴達(dá)木盆地的北西邊界是阿爾金斷裂，東北邊界為祁連山－南山逆沖斷層帶，南界為祁漫塔格逆沖斷層帶。盆地西南區(qū)基底發(fā)育廣泛的花崗巖侵入，中酸性侵入巖往往形成規(guī)模較大的巖基，侵入活動(dòng)加里東期、海西期、印支期、燕山期均有［1～3］。

研究區(qū)位于柴達(dá)木盆地和祁漫塔格－東昆侖造山帶的過(guò)渡帶的昆北斷階帶。該地區(qū)是柴達(dá)木盆地勘探程度最高、目前發(fā)現(xiàn)油氣最多的地區(qū)，也是青海油田的主要產(chǎn)油地區(qū)。近幾年來(lái)，柴西南昆北地區(qū)的大量鉆井勘探，眾多鉆井在結(jié)晶基底鉆遇了巖漿巖、變質(zhì)巖類(lèi)，查明了研究區(qū)基底結(jié)構(gòu)特征 （圖1），發(fā)現(xiàn)了基巖油藏與基巖儲(chǔ)層與風(fēng)化殼的發(fā)育［4］，花崗巖基巖的研究越來(lái)越受到廣泛的關(guān)注。

1 花崗巖巖石學(xué)基本特征

根據(jù)昆北斷階帶鉆井過(guò)程中切12井、切11井、切121井、切10井、切401井巖屑、巖心薄片顯微鏡下的鑒定分析可知：花崗巖的主要礦物成分為石英、鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石和黑云母等，其中暗色礦物包括黑云母、角閃石等。石英含量25%～35%，鉀長(zhǎng)石含量30%～35%、斜長(zhǎng)石含量20%左右，黑云母含量5%～15%。次要礦物主要為角閃石、白云母，含量1%～3%，角閃石只在個(gè)別井段出現(xiàn)。花崗巖副礦物主要有：鋯石、榍石、綠簾石、綠泥石、磁鐵礦等。根據(jù)以上礦物的組合與含量的多少，可以將研究區(qū)花崗巖命名為二長(zhǎng)花崗巖或正長(zhǎng)花崗巖。巖石中見(jiàn)多種蝕變現(xiàn)象，蝕變程度各有差別，主要包括黑云母的綠泥石化、鉀長(zhǎng)石的高嶺石化、斜長(zhǎng)石絹云母化、長(zhǎng)石鈉黝簾石化等。

花崗巖的構(gòu)造為塊狀構(gòu)造，巖石中各種礦物晶體顆粒分布均勻、結(jié)合較緊密、無(wú)定向排列，無(wú)氣孔或流紋構(gòu)造，呈塊狀。結(jié)構(gòu)為半自形細(xì)－中晶質(zhì)等粒結(jié)構(gòu)，按照礦物晶粒大小為細(xì)－中晶結(jié)構(gòu)，晶粒粒徑一般為0.5～2mm，相對(duì)大小為等粒結(jié)構(gòu)，結(jié)晶程度為全晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，形態(tài)為半自形粒狀。其中偶見(jiàn)有鉀長(zhǎng)石似斑晶。斜長(zhǎng)石呈半自形板狀或粒狀晶，發(fā)育環(huán)帶構(gòu)造、聚片雙晶，斜長(zhǎng)石的鈉長(zhǎng)石律雙晶常見(jiàn)，主要為中長(zhǎng)石；鉀長(zhǎng)石它形晶，主要為微斜長(zhǎng)石、微斜條紋長(zhǎng)石；石英它形粒狀，石英普遍具波狀消光。黑云母板狀、片狀。

圖1 柴西南昆北地區(qū)基底花崗巖分布與基巖結(jié)構(gòu)圖

2 花崗巖主量元素特征

昆北地區(qū)取心花崗巖巖石化學(xué)成分分析結(jié)果 （測(cè)試分析項(xiàng)目委托西安國(guó)家資源環(huán)境信息工程有限公司完成，下同）見(jiàn)表1。由表1可以看出，昆北斷階帶基底花崗巖的SiO2的含量相對(duì)穩(wěn)定，大多數(shù)在65%，屬于酸性巖?；◢弾r的Al2O3含量變化在12.64%～14.55%，K2O含量3.66%～4.77%，Na2O含量3.01%～3.75%；K2O含量大于Na2O。Al2O3的含量大于CaO＋K2O＋Na2O的含量，屬于過(guò)鋁質(zhì)巖石，δ值 （δ＝ （K2O ＋Na2O）2／ （SiO2－43））在1.665～2.47之間，小于3.3，屬于鈣堿性巖?？傮w巖石屬于過(guò)鋁的鈣堿性系列。FeOt／（FeOt＋MgO）含量大部分在0.968～0.98。

表1 昆北斷階帶基底花崗巖主量元素化學(xué)成分分析表

Barbarin［5］將花崗質(zhì)巖石分為7種類(lèi)型：含白云母的過(guò)鋁質(zhì)花崗巖類(lèi) （MPG）、含堇青石的過(guò)鋁質(zhì)花崗巖類(lèi) （CPG）、富鉀的鈣堿性斑狀鉀長(zhǎng)石花崗巖類(lèi) （KCG）、富角閃石鈣堿性花崗巖類(lèi) （ACG）、島弧拉斑系列花崗巖類(lèi) （ATG）、洋中脊拉斑質(zhì)花崗巖類(lèi) （RTG）、過(guò)堿性和堿性花崗巖類(lèi) （PAG），并詳細(xì)說(shuō)明了這些類(lèi)型花崗質(zhì)巖石的主要礦物組合、野外地質(zhì)學(xué)和巖相學(xué)特征、主要元素和同位素特征和地球動(dòng)力學(xué)環(huán)境［5］。研究區(qū)花崗巖元素特征表明巖石成因類(lèi)型為MPG型，巖漿源于地殼上部的重熔。

3 花崗巖微量元素和稀土元素特征

3.1 微量元素特征

研究區(qū)花崗巖的微量元素分析結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可以看出，巖石中強(qiáng)不相容元素Rb、Ba、Zr等強(qiáng)烈富集；Ta、Ce、Nb、Sr、Th等中等不相容元素富集中等；弱不相容元素Y富集。巖石中部分Ni、Pb、Zn顯較低豐度值。微量元素蜘蛛網(wǎng)圖中曲線均呈右傾斜型。微量元素之間的比值或微量元素與常量之間的比值通常與巖石的類(lèi)型和成因相關(guān)。

表2 昆北斷階帶基底花崗巖微量元素特征表

3.2 稀土元素特征

在巖漿形成和演化過(guò)程中，由于地球重力場(chǎng)的作用、它們自身性質(zhì)及其在礦物中賦存狀態(tài)的不同，導(dǎo)致輕重稀土元素分離，因此對(duì)巖石中稀土元素自身及稀土元素分離狀況的研究，能很好地反映巖石的成因。

表3 昆北斷階帶基底花崗巖稀土元素特征表

昆北斷階帶基底花崗巖稀土元素總含量大多在194.41～231.63μg／g （表3）；輕稀土元素含量 （LREE）為 136.21 ～163.56μg／g，重 稀 土 元 素 含 量 （HREE）為 58.25～68.07μg／g，LREE／ HREE 比 值為2.31～2.4；巖石屬輕稀土富集型。巖石中δEu值為0.7～0.8，Eu負(fù)異常明顯，中等虧損；δCe值0.94～1.06，Ce略有虧損；Eu／Sm 值在0.15～0.16間。其稀土元素配分曲線均呈右傾斜型，較陡 （圖2）。其稀土元素特征顯示巖石物質(zhì)來(lái)源于下地殼物質(zhì)的熔融。

圖2 昆北地區(qū)花崗巖稀土元素配分曲線（球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)文獻(xiàn) ［6］）

4 花崗巖成因類(lèi)型和構(gòu)造環(huán)境

研究區(qū)花崗巖巖石組合為二長(zhǎng)花崗巖－正長(zhǎng)花崗巖類(lèi)。巖石色率不高，黑云母含量在5%～7%間，見(jiàn)有2%的角閃石礦物；斜長(zhǎng)石礦物多為更長(zhǎng)石，發(fā)育環(huán)帶構(gòu)造、聚片雙晶；鉀長(zhǎng)石為微斜長(zhǎng)石、微斜條紋長(zhǎng)石；石英普遍具波狀消光；副礦物以鋯石為主，包體以圍巖包體多見(jiàn)。侵入體中礦物粒度從邊部到內(nèi)部逐漸變粗。巖石學(xué)、巖石化學(xué)特征顯示過(guò)鋁質(zhì)花崗巖屬過(guò)鋁高鉀的鈣堿性系列，巖石成因類(lèi)型為MPG型，稀土元素、微量元素特征表明巖石巖漿成因源于地殼上部的部分重熔。

線形造山帶花崗巖的演化規(guī)律一般是：前碰撞花崗巖～同碰撞花崗巖～后碰撞花崗巖，亦可表述為俯沖型花崗巖～碰撞型花崗巖～伸展型花崗巖，其對(duì)應(yīng)的巖石類(lèi)型一般為S型花崗巖～I(xiàn)型花崗巖～A型花崗巖［7］。在R1-R2構(gòu)造環(huán)境判別圖［8］上，研究區(qū)樣品的成分點(diǎn)落入同碰撞造山區(qū) （圖3）。

通過(guò)對(duì)切603井、切6井和切7井花崗巖ICP-MS單顆粒鋯石微區(qū)U-Pb同位素年齡測(cè)定和研究，獲得 （450～467）±2.5Ma的鋯石U-Pb同位素年齡，證明區(qū)內(nèi)花崗巖時(shí)代為晚奧陶世，為加里東期巖漿的侵入，屬于加里東期的同碰撞花崗巖。

圖3 柴西南昆北地區(qū)花崗巖R1-R2圖解

5 結(jié) 語(yǔ)

昆北地區(qū)同碰撞花崗巖是祁漫塔格－東昆侖造山帶演化階段重要物質(zhì)記錄之一，是早古生代柴達(dá)木板塊與塔里木板塊碰撞導(dǎo)致地殼加厚，并在地幔熱流注入?yún)⑴c作用下，地殼深部發(fā)生熔融作用形成花崗巖漿侵位形成的同碰撞花崗巖。

在以往的構(gòu)造油藏勘探過(guò)程中，柴西眾多探井先后分別在盆地基底－基巖和風(fēng)化殼內(nèi)不同程度地獲得工業(yè)油流或油氣顯示。青海油田近2年在昆北地區(qū)切6號(hào)、切4號(hào)和切11號(hào)等構(gòu)造區(qū)塊，基巖油藏的勘探取得了重要的實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，先后在切603井、切611井、切612井、切404井等多口探井獲得工業(yè)油流。進(jìn)一步加強(qiáng)柴達(dá)木盆地的基巖研究，具有重要的理論與實(shí)際意義。

［1］湯良杰，金之鈞，張明利，等.柴達(dá)木震旦紀(jì)－三疊紀(jì)盆地演化研究 ［J］.地質(zhì)科學(xué)，1999，34（3）：289～300.

［2］莫宣學(xué)，羅照華，鄧晉福，等.東昆侖造山帶花崗巖及地殼生長(zhǎng) ［J］.高校地質(zhì)學(xué)報(bào)，2007，13（3）：403～414.

［3］伍躍中，王戰(zhàn)，過(guò)磊，等.東昆侖祁漫塔格地區(qū)花崗巖類(lèi)時(shí)空變化的構(gòu)造控制 ［J］.地質(zhì)學(xué)報(bào)，2009，83（7）：964～981.

［4］李建明，史玲玲，汪立群，等.柴西南地區(qū)昆北斷階帶基巖油藏儲(chǔ)層特征分析 ［J］.巖性油氣藏，2011，23（2）：20～23.

［5］Barbarin B.A review of the relationships between granitoid types，their origins and their geodynamic environments［J］.Lithos，1999，46：605～626.

［6］Boynton W V.Cosmochemistry of the rare earth elements；meteorite studies ［A］.Henderson P.Rare earth element geochemistry［C］.Amsterdam：Elsevier Sci Publ Co，1984.63～114.

［7］肖慶輝.當(dāng)代花崗巖研究的幾個(gè)重要前沿問(wèn)題 ［J］.地學(xué)前緣，2003，10（3）：221～229.

［8］Batchelor R A，Bowden P.Petrogenetic interpretation of granitoid rock series using multicationic parameters ［J］.Chem Geol，1985，48：43～55.

Geochemical Characteristics of Granite Matrix in Kunbei Area of Southwestern Qaidam Basin

HUANG Li-mei，LI Jian-ming，MA Da-de，WU Guang-da（First Author’s Address：College of Geosciences，Yangtze University，Jingzhou434023，Hubei，China）

The studied area was located in Kunbei Fault Terrace Belt，which was the transitional zone of Qaidam Basin and Qimantage Mountain in the Eastern Kunlun Orogenic Belt.The drilling results revealed that numerous granite matrixes were distributed in the basement of Tertiary sedimentary basins.Petrological characteristics suggested that the granites were monzogranites，and the accessory minerals were mainly zircons.Chemical composition analysis indicated that the granites belonged to the peraluminous calc alkaline series for their higher content of SiO2and Al2O3.The highly incompatible elements（Rb，Ba，Zr）of the granites were strongly enriched while the moderately incompatible elements（Ta，Ce，Nb，Sr，Th）were enriched mildly and the weakly incompatible elements（Y）were enriched.ΣREE in the rock was mostly among 194.41～231.63（μg／g）with LREE／HREE ratio being 2.31～2.4and belonged to type of LREE enrichment.The REE distribution patterns show that there exists obvious Eu anomaly and mediate Eu depletion，and Ce is slightly depleted.And Eu／Sm value generally ranges from 0.15to 0.16.The geochemical characteristics reveal that its source materials are from the lower crust melting.On the identification diagram of tectonic setting，samples are plotted in the area at the syn-collision stage，the granites are formed during the syn-collision circumstances，they belong to the magma movement in the Early Paleozoic ocean-land transition，and they are considered as the products of Caledonian orogenic cycle.

granites；geochemistry；petrogenesis；Kunbei Area；Southwestern Qaidam Basin

P588.121

A

1000-9752 （2012）04-0057-04

2012-03-07

中國(guó)石油天然氣股份有限公司重大科技專(zhuān)項(xiàng) （07-01Z-01）。

黃麗梅 （1985-），女，2009年大學(xué)畢業(yè)，碩士生，現(xiàn)主要從事沉積學(xué)與巖石學(xué)方面的研究工作。

李建明，Tel：＋86-716-8060342；E-mail：ljm＠yangtzeu.edu.cn。

［編輯］ 宋換新