梁有為，于海峰，李紅梅，潘明臣，王志軍，王粉麗，王福君，郭洪方

（遼寧省地質(zhì)勘查院，遼寧大連116100）

克孜勒扎依勞巖基位于新疆阿拉山口以西至塞里克-亞麻灘一帶，出露面積達(dá)382.20 km2.為石炭紀(jì)混源序列花崗巖，包括 8 個(gè)侵入序次［1］（見表 1）?于海峰，等.新疆博樂市阿拉山口西一帶1∶5萬區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查報(bào)告，2008—2010.遼寧省地質(zhì)勘查院.，相鄰序次之間皆為脈動(dòng)侵入關(guān)系［2］.通過巖石地球化學(xué)綜合分析，認(rèn)為由較早序次至較晚序次侵位越來越淺，與西天山構(gòu)造帶逐漸抬升特征一致；巖漿的物質(zhì)來源主要為玄武巖漿分異，僅個(gè)別序次有殼源物質(zhì)加入；具I型花崗巖特征；較早序次形成于阿拉套晚古代陸源盆地拉張向聚合演化的階段，較晚序次則形成于阿拉套晚古生代陸源盆地的閉合-碰撞階段.

表1 克孜勒扎依勞巖基各序次花崗巖巖石單位劃分表Table 1 Rock units of different seguences of the Kezilezhayilao batholith

1 地質(zhì)概況

阿拉山口西側(cè)位于天山構(gòu)造帶的北緣，一級構(gòu)造單元屬于哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾板塊，二級構(gòu)造單元屬于伊犁-伊塞克湖微板塊，三級構(gòu)造單元為阿拉套晚古生代陸緣盆地［3-4］.古亞洲洋于早古生代末期收縮聚合，新疆統(tǒng)一克拉通形成，準(zhǔn)噶爾地區(qū)隨之成為陸地.到泥盆紀(jì)末至石炭紀(jì)早期，南準(zhǔn)噶爾再次裂解成洋（但其規(guī)模比古亞洲洋小得多）［3］，阿拉套地區(qū)變成島弧及弧后盆地.石炭紀(jì)晚期，南準(zhǔn)噶爾洋盆收縮閉合，阿拉套晚古生代陸源盆地也隨之發(fā)生聚合-碰撞作用，巖漿活動(dòng)較劇烈，形成克孜勒扎依勞巖基中各序次花崗巖.

2 地球化學(xué)特征

克孜勒扎依勞巖基中各序次主元素、微量元素及稀土元素含量見表2.

2.1 主元素

該巖基中各侵入序次SiO2平均含量從早到晚依次為：63.82、66.08、72.04、72.76、75.01、74.43、75.74 和74.14，有明顯增加的趨勢（第八序次花崗斑巖除外）.（K2O+NaO）與SiO2的演化趨勢一致，自第一序次的6.38增至第七序次的8.93，增加趨勢明顯.FeO、CaO、MgO、TiO2和SiO2相反，從早到晚有減少的趨勢.FeO自第一序次的3.68降至第七序次的0.87；CaO自第一序次的4.40降至第七序次的1.43；MgO自第一序次的2.28降至第七序次的0.23；TiO自第一序次的0.74降至第七序次的0.12.從而反映出，克孜勒扎依勞巖基各序次自早至晚化學(xué)成分的演化是從中酸性到酸性，與巖石的結(jié)構(gòu)特征和礦物成分特征完全吻合.各序次里特曼指數(shù)為1.88～2.50，均屬于鈣堿性.堿度指數(shù)為1.99～3.78，表明克孜勒扎依勞巖基各序次屬于強(qiáng)—正常太平洋型.

2.2 微量元素

克孜勒扎依勞巖基中各序次微量元素含量、相關(guān)參數(shù)以及上地幔、地殼中微量元素平均含量列入表2中.該序列各個(gè)侵入序次微量元素中鐵族元素Cr、Ni、Co、V均顯著比陸殼平均值偏低，其中的每種元素在巖漿演化中的變化規(guī)律十分明顯.Cr、Ni、Co、V在第一序次和第二序次中明顯偏高，可能與這兩個(gè)序次更偏向中性有關(guān)；親銅元素中Cu較陸殼平值低，唯第一侵入序次灰色細(xì)粒含黑云母角閃石石英閃長巖（δοcaH）的平均值與陸殼接近；親銅元素中的Zn唯最晚的第八序次肉紅色花崗斑巖（γπchH）高于陸殼平均值，其他序次均低于陸殼平均值；親銅元素中的Pb則高于陸殼平均值，只有個(gè)別樣品稍微偏低；親石元素中的Rb和Sr在巖漿演化中的行為不盡相同，Rb在早期第一序次和第二序次偏中性巖漿中比地殼平均值偏低，較晚的其他序次均比地殼平均值（78.0）高；Sr則沒有這種規(guī)律，它比地殼平均值（480.0）明顯偏低；親石元素中Zr在整個(gè)巖漿演化過程未見明顯規(guī)律，但是，第八序次肉紅色花崗斑巖（γπchH）明顯高于地殼平均值；親石元素中Hf的平均含量比地殼平均值明顯高.

從微量元素蛛網(wǎng)圖看，石炭紀(jì)混源序列8個(gè)侵入次十分相似（圖1），總體向右傾斜，顯示出大半徑親石元素相對富集而高場強(qiáng)元素相對虧損的特點(diǎn).表現(xiàn)出Sr、Ba、Nb、Ta、Zr、Ti、Cr等明顯虧損，K、Rb、Th、Ce、Hf等明顯富集，其中尤以Rb、Th更為富集.

2.3 稀土元素

克孜勒扎依勞巖基中各序次稀土元素含量見表2?于海峰，等.新疆博樂市阿拉山口西一帶1∶5萬區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查報(bào)告，2008—2010.遼寧省地質(zhì)勘查院.，稀土配分模式見圖2.

表2克孜勒扎依勞巖基中各序次主元素、微量元素及稀土元素含量表Table 2 Contents of major elements, trace elements and rare earth elements in the Kezilezhayilao batholith by sequences

續(xù)表（Continued）

圖1 微量元素蛛網(wǎng)圖（據(jù) Pearce,1982）Fig.1 Spider diagram of race elements（after Pearce,1982）

稀土元素總量：自早至晚有逐漸增加的趨勢，從各序次平均含量來看，第一序次（119.5）和第二序次（79.36）都低于地殼中的平均豐度（183.48），第七序次與地殼中的平均豐度接近.其他序次均高于地殼平均值.

LREE/HREE比值：石炭紀(jì)混源序列巖石由第一至第八序次，LREE/HREE比值的平均值分別為4.83、5.65、3.55、4.68、5.0、3.25、7.89、5.10，此參數(shù)在一定程度上反映了稀土元素的分異程度.

輕稀土元素分溜（La/Sm）N：比值越大表明分溜程度越好，輕稀土越富集.石炭紀(jì)混源序列由第一至第八序次（La/Sm）N平均值分別為 2.69、3.01、1.845、2.366、2.521、1.723、3.248、2.386，皆大于 1，均屬輕稀土富集型，具有較強(qiáng)的分餾作用，說明石炭紀(jì)混源序列主要來自幔源物質(zhì)，很可能有殼源的混合作用，主體具I型花崗巖特征［2］.

（La/Yb）N比值：石炭紀(jì)混源序列由第一至第八序次（La/Yb）N平均值分別為 5.53、4.17、2.293、3.2413.294、1.754、6.03、3.632，比值小于 20，形成環(huán)境與島弧相似，其源巖為與地幔作用有關(guān)或地殼成熟度較低的下地殼巖石.

巖漿分異度δEu值：石炭紀(jì)混源序列由第一至第八序次 δEu 平均值分別為0.62、1.05、0.26、0.12、0.13、0.13、0.15、0.41，除了第二序次接近 1之外，其他序次均明顯小于1，即除了第二序次δEu負(fù)異常不明顯之外，其他序次δEu負(fù)異常均十分明顯.同樣，在稀土配分曲線圖（圖 2）上，Eu 呈“V”谷狀.前人研究表明，δEu的值愈小，虧損愈強(qiáng)烈，巖漿分異程度也就愈高.

圖2 石炭紀(jì)混源序列稀土配分曲線圖（據(jù) Coryell,1963）Fig.2 REE distribution patterns of the Carboniferous mixed source sequence rare earth（after Coryell,1963）

3 花崗巖的形成環(huán)境和成因探討

3.1 成巖壓力及深度

克孜勒扎依勞巖基中各序次的巖石均為粒狀結(jié)構(gòu)或似斑狀粒狀結(jié)構(gòu)，并且似斑狀結(jié)構(gòu)之巖石斑晶亦為鉀長石、斜長石和石英.因此，在這些巖石中主要造巖礦物可以視為基本同時(shí)結(jié)晶的（僅有第八序次可以視為二期結(jié)構(gòu)除外）.將巖石化學(xué)成分計(jì)算出的標(biāo)準(zhǔn)礦物?于海峰，等.新疆博樂市阿拉山口西一帶1∶5萬區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查報(bào)告，2008—2010.遼寧省地質(zhì)勘查院.投到Q-Ab-Or-H2O相圖（圖3）中，大致估算出，第一序次形成壓力為0.53 GPa左右，即形成深度約為19.3 km左右；第二序次形成壓力為0.54 GPa，相當(dāng)于19.6 km；第三序次形成壓力為0.53 GPa，相當(dāng)于19.3 km；第四序次形成壓力為0.5 GPa，相當(dāng)于18 km；第五序次形成壓力為0.49 GPa，相當(dāng)于17.8 km；第六序次形成壓力0.28 GPa，相當(dāng)于10.2 km；第七序次形成壓力為0.1 GPa，相當(dāng)于3.6 km；第八序次形成壓力為0.05 GPa，相當(dāng)于1.8 km.總地來看，較早序次形成的深度較深，較晚序次形成的深度較淺.第八序次就位深度只有1.8 km，與其結(jié)構(gòu)和巖性完全對應(yīng)，該序次為肉紅色花崗斑巖.

圖3 Q-Ab-Or-H2O關(guān)系圖解（據(jù) Tuttle等,1958）Fig.3 Q-Ab-Or-H2O relationship diagram（after Tuttle et al.,1958）

總地來看，由第一序次至第八序次侵位越來越淺，表明地殼在逐漸抬升，此時(shí)正是阿爾套晚古生代陸緣盆地聚合-碰撞抬升時(shí)期.這一特點(diǎn)與西天山構(gòu)造帶整體演化特征完全吻合.

3.2 巖體形成溫度

克孜勒扎依勞巖基中各序次巖石化學(xué)成分計(jì)算出的CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物含量?于海峰，等.新疆博樂市阿拉山口西一帶1∶5萬區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查報(bào)告，2008—2010.遼寧省地質(zhì)勘查院.投到Q-Or-Ab-H2O體系（PH2O＝0.5 GPa）的兩個(gè)投影圖（圖 4）上，可以估算出，第一序次形成溫度為650～720℃，第二序次形成溫度為680～820℃，第三序次形成溫度為650～680℃，第四序次形成溫度為665～675℃，第五序次形成溫度為655～685℃，第六序次形成溫度為652～672℃，第七序次形成溫度為652～685℃，第八序次形成溫度為650～660℃.

3.3 構(gòu)造環(huán)境分析

克孜勒扎依勞巖基中各序次的化學(xué)成分在FAM圖解（圖5）中的投影表明，較早序次花崗巖多投到活動(dòng)陸緣區(qū)，較晚序次花崗巖多投到同碰撞區(qū).

克孜勒扎依勞巖基中各序次微量元素在Rb－Hf－Ta圖解（圖6）上，多落于火山弧花崗巖區(qū)，有少部分點(diǎn)投到碰撞后區(qū)和同碰撞區(qū).

圖4 Q-Or-An-H2O體系（據(jù) Twinkler,1967）Fig.4 Q-Or-An-H2O system（after Twinkler,1967）

圖5 F-A-M圖解（據(jù)Bowden等,1982）Fig.5 F-A-M diagram（after Bowden et al.,1982）

圖6 不同構(gòu)造環(huán)境花崗巖的Rb-Hf-Ta判別圖解Fig.6 Rb-Hf-Ta discrimination diagram of granites with different tectonic environments

克孜勒扎依勞巖基各序次巖石相關(guān)元素在Rb-（Yb+Nb）圖解（圖7）上，多數(shù)點(diǎn)投到火山弧區(qū)，還有部分點(diǎn)投到同碰撞區(qū).

圖 7 Rb－（Yb+Nb）圖解（據(jù) Pearce等,1984）Fig.7 Rb-（Yb+Nb）diagram（after Pearce et al.,1984）

綜上所述分析，克孜勒扎依勞巖基中各序次花崗巖，較早序次形成于阿拉套晚古生代陸緣盆地拉張-聚合階段，較晚序次形成于阿拉套晚古生代陸緣盆地之封閉-碰撞階段.

3.4 巖漿的物質(zhì)來源及巖石成因

在稀土元素（La/Yb）N－∑REE 圖解?于海峰，等.新疆博樂市阿拉山口西一帶1∶5萬區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查報(bào)告，2008—2010.遼寧省地質(zhì)勘查院.（圖 8）中，絕大多數(shù)點(diǎn)投到大陸拉斑玄武巖區(qū)，僅個(gè)別點(diǎn)投到沉積巖與大拉斑玄武巖的疊加區(qū).從整體來看，除個(gè)別序次有殼源物質(zhì)加入，其物質(zhì)來源主要為玄武巖漿分異，具I型花崗巖特征.

圖 8 （La/Yb）N－∑REE 圖解（據(jù) C·J·阿利格里等,1974）Fig.8 （La/Yb）N-∑REE diagram（after C.J.Alighieri et al.,1974）

克孜勒扎依勞巖基中各序次巖石化學(xué)成分投到（Al-Na-K）－Ca－（Fe2++Mg）圖解?（圖 9）中，大部分點(diǎn)落在I型花崗巖區(qū)，另一部分點(diǎn)落在S型花崗巖區(qū).

綜上所述，克孜勒扎依勞巖基，以I型為主，僅是個(gè)別序次有殼源物質(zhì)混入.

4 結(jié)語

通過以上分析，可以看出位于阿拉山口西側(cè)克孜勒扎依勞巖基中各序次花崗巖具有如下成因演化特征：

圖 9 （Al-Na-K）-Ca-（Fe2+Mg）圖解（據(jù) R.H i n e等,1978）Fig.9 （Al-Na-K）-Ca-（Fe2+Mg）diagram（after R.Hine et al.,1978）

1）自第一序次至第八序次，侵位越來越淺.這一特點(diǎn)與西天山構(gòu)造帶整體在逐漸抬升相吻合.

2）物質(zhì)來源主要為玄武巖漿分異，僅僅是個(gè)別序次有殼源物質(zhì)加入.

3）以I型為主，部分序次由于有殼源物質(zhì)的加入而顯S型特征.

4）較早序次形成于阿拉套晚古生代陸緣盆地之拉張-聚合階段，較晚序次形成于阿拉套晚古生代陸緣盆地之閉合-碰撞階段.

致謝：在野外地質(zhì)調(diào)查期間得到遼寧省地質(zhì)勘查院新疆項(xiàng)目組同仁的鼎力相助，在此表示衷心感謝!

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