陶志華, 袁蕙霞, 劉慶云, 王青海

(青海省有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局, 青海西寧 810007)

西秦嶺崗察巖體地球化學(xué)特征及意義

陶志華, 袁蕙霞, 劉慶云, 王青海

(青海省有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局, 青海西寧 810007)

崗察巖體位于西秦嶺造山帶西端，該巖體形成于三疊紀(jì)中晚期，具有從中基性-酸性演化趨勢。ω(SiO2)為55.15%～74.84%，Al2O3為13.12%～17.98%，K2O為1.23%～5.24%，K2O/Na2O為0.43～1.49，A/CNK為0.86～1.06，樣品σ值為1.37～2.40，巖體屬準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì)鈣堿性系列。微量元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化蜘蛛圖解呈明顯的右傾譜型，總體表現(xiàn)為Y、Yb、Zr、P、Nb、Ti(HFS)相對虧損，Rb、Th、K(LIL)富集的特征，指示巖體具有活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境的特征。稀土元素(La/Yb)N為3.51～18.89，在稀土元素分配曲線上輕稀土元素富集且分異明顯，重稀土元素相對虧損，Eu元素“谷”形明顯，δEu為0.31～0.83，表明巖漿演化過程中有長石的結(jié)晶分異。微量與稀土元素蛛網(wǎng)圖解形態(tài)及其組成特征還表明了崗察巖體巖漿源物質(zhì)主要是由上地殼重熔演化而成。Rb-(Y+Nb)判別圖解、R1-R2因子判別圖解說明巖體處于西秦嶺大陸活動(dòng)邊緣，經(jīng)歷了中三疊世中期西秦嶺揚(yáng)子地塊與祁連地塊之間板塊碰撞造山運(yùn)動(dòng)。

西秦嶺 崗察巖體 活動(dòng)大陸邊緣 碰撞造山

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崗察巖體分布于青海省同仁縣北部交來隆哇-拉則納合當(dāng)一帶，呈長17.5km、寬1～4km的長條狀。20世紀(jì)70年代1∶20萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查時(shí)，對該巖體進(jìn)行過較系統(tǒng)的基礎(chǔ)地質(zhì)工作，在巖體周邊部發(fā)現(xiàn)了大量礦產(chǎn)地，如謝坑、江里溝、雙朋西、斜長支溝、郎木加、紅旗卡、德合隆洼、鐵吾等銅鉬、銅金礦床。本人參加了在該區(qū)開展的1∶5萬地質(zhì)礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查,對該巖體進(jìn)行了初步探討。

1 區(qū)域地質(zhì)背景及巖體巖石學(xué)特征

西秦嶺地處秦祁昆和松潘-甘孜造山帶交匯部位，是秦嶺造山帶的重要組成部分。西秦嶺造山帶經(jīng)歷了復(fù)雜的演化過程(張國偉等, 1997, 2001; 張本仁等, 2002; 馮益民等, 1997, 2002, 2003; 張宏飛等, 2005)。有研究表明西秦嶺造山帶基底屬揚(yáng)子地塊(張宏飛等, 2005)。崗察巖體處于西秦嶺造山帶西端，北鄰祁連造山帶與西秦嶺造山帶結(jié)合部。

巖體侵入于石炭系-二疊系甘家組和格曲組地層中，呈北西西向展布，與區(qū)域構(gòu)造線一致，受巖體影響，圍巖大理巖化、角巖化強(qiáng)烈，矽卡巖型及熱液型礦化發(fā)育(圖1)。

郭現(xiàn)輕等(2011)獲得巖體輝長閃長巖和角閃安山巖鋯石U-Pb同位素年齡分別為243.8±1.0Ma和242.1±1.2Ma，屬三疊紀(jì)中期，本次工作在該巖體中獲得鋯石U-Pb同位素年齡232.6±7.4Ma，屬晚三疊紀(jì)早期。據(jù)此認(rèn)為，崗察巖體侵位時(shí)代劃歸于三疊紀(jì)中晚期，屬于印支后期-燕山早期的巖漿旋回，侵位于晚二疊系-早三疊系隆務(wù)河組之下，深度大于3km，屬中深成相，巖石Fe2O3/(Fe2O3+FeO)比值在10.37%～20.05%。

崗察巖體巖石類型復(fù)雜，從東到西由中基性向中酸性演化趨勢，東部為閃長巖，中部為斜長花崗巖，西部為二長花崗巖及斑狀花崗巖類。巖石類型有中細(xì)粒石英輝長閃長巖、中細(xì)粒角閃黑云英云閃長巖、中細(xì)粒角閃黑云花崗閃長巖、中細(xì)粒角閃黑云二長花崗巖、 斑狀二長花崗巖和細(xì)粒斑狀花崗閃長巖。具體巖石學(xué)特征如下：

圖1 區(qū)域地質(zhì)及崗察巖體地質(zhì)簡圖(據(jù)本次地質(zhì)工作; 區(qū)域地質(zhì)據(jù)馮益民等, 2005; 郭現(xiàn)輕等, 2011)Fig.1 Simplified geological maps showing regional geology and the Gangcha complex 1-三疊系隆務(wù)河群;2-上二疊統(tǒng)格曲組;3-上石炭-中二疊統(tǒng)甘家組;4-花崗閃長巖;5-二長花崗巖;6-二長花崗斑巖; 7-斜長花崗巖;8-閃長巖1-Triassic Longwuhe Gr;2-upper Permian Gequ Fm;3-upper Carboniferous-middle Permian Ganjia Fm;4-granodiorite;5-monzo nitic granite; 6-monzonitic granite porphyry;7-plagiogranite;8-diorite

中細(xì)粒石英輝長閃長巖：巖石為灰色，中細(xì)粒半自形柱狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物斜長石68%～69%，斜方輝石16%～17%，次要礦物石英8%～9%，黑云母5%～6%，微量礦物鋯石<1%，磁鐵礦<1%。斜長石呈半自形-自形柱狀，鈉長石雙晶和卡鈉復(fù)合雙晶均較發(fā)育清晰；斜方輝石自形柱狀，為紫蘇輝石；石英呈它形粒狀；黑云母呈自形片狀。

中細(xì)粒角閃黑云英云閃長巖：巖石為灰色，中細(xì)粒半自形柱粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物成分：斜長石58%～59%、石英23%～24%、角閃石8%～9%、黑云母6%～7%、鉀長石1%～2%，微量礦物鋯石<1%、磷灰石<1%。斜長石呈半自形柱狀，混濁，僅隱約顯示鈉長石雙晶和個(gè)別卡鈉復(fù)合雙晶；石英它形填隙粒狀；角閃石半自形-自形柱狀；黑云母自形片狀。

中細(xì)粒角閃黑云花崗閃長巖：巖石為淺灰色，中細(xì)粒半自形柱粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物成份：斜長石50%～51%，石英24%～25%，鉀長石12%～13%，黑云母5%～6%，角閃石4%～5%，微量礦物磁鐵礦<1%，磷灰石<1%，鋯石<1%。石英和鉀長石呈它形填隙粒狀；黑云母自形片狀；角閃石自形柱狀。

中細(xì)粒黑云二長花崗巖：巖石為灰色塊狀，中細(xì)粒半自形柱粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物成分：斜長石37%～38%，鉀長石30%～34%，石英24%～25%，黑云母6%～7%，微量礦物榍石<1%，鋯石<1%，磷灰石<1%，磁鐵礦<1%。斜長石半自形柱狀，鉀長石它形粒狀，石英它形填隙粒狀。

細(xì)粒斑狀二長花崗巖：巖石為灰色，斑晶似斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)細(xì)粒半自形柱粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，似斑晶成分：鉀長石13%～14%，石英2%～3%，基質(zhì)成分：斜長石41%～42%，石英23%～24%，鉀長石13%～14%，黑云母3%～4%，微量礦物褐簾石<1%，榍石<1%，鋯石<1%，磷灰石<1%，似斑晶成分為鉀長石和石英，鉀長石呈半自形板柱狀，系微斜條紋長石，石英半自形粒狀；基質(zhì)中的礦物為斜長石，石英，鉀長石和黑云母等。

細(xì)粒斑狀花崗閃長巖：巖石為灰色，似斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)細(xì)粒它形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，似斑晶成分：鉀長石11%～12%，斜長石5%～6%，基質(zhì)成分：斜長石51%～52%，石英16%～17%，鉀長石7%～8%，黑云母2%～3%，微量礦物鋯石<1%，磷灰石<1%。鉀長石它形-半自形柱狀，斜長石自形柱狀，石英它形粒狀?；|(zhì)中的斜長石、鉀長石和石英均呈半自形-它形粒狀。

2 巖石地球化學(xué)特征

2.1 樣品分析

本文研究測定的樣品均為本次地質(zhì)調(diào)查工作中野外采集，巖石經(jīng)薄片鑒定基本無污染和后期蝕變，樣品分布均勻合理，具有一定代表性。樣品分析由核工業(yè)203研究所分析測試中心測試完成。樣品主量元素分別采用X射線熒光光譜法(FUS-XRF)分析，所有氧化物分析誤差(RSD)小于3%～5%，稀土和微量元素電感耦合等離子質(zhì)譜儀(ICP-MS)完成，分析精密度(RSD)小于5%～10%。

2.2 地球化學(xué)特征

2.2.1 主量元素特征

樣品分析數(shù)據(jù)中(見表1)，SiO2的質(zhì)量百分比為55.15%～74.84%，Al2O3為13.12%～17.98%，CaO為0.62%～7.68%，MgO為0.21%～5.10%，K2O為1.23%～5.24%，K2O/Na2O為0.43～1.49，Na2O/ CaO為0.37～ 5.66，MgO/TFeO為0.15～0.76，MgO/MnO為5～47.5，Al2O3/(Na2O+K2O)(%)為1.5～4.24。A/CNK(分子數(shù))為0.86～1.06，說明崗察巖體屬準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì)(圖2)。在TAS圖解上(圖3)，隨著SiO2的含量增加，K2O+Na2O含量呈正相關(guān)，樣品依次分布于輝長閃長巖-閃長巖-花崗閃長巖-花崗巖區(qū)域，其中花崗閃長巖有4件樣品。表明巖體有從中基性-酸性演化趨勢，主體屬酸性巖類。樣品σ值為1.37～2.40，巖體巖石屬鈣堿性系列。

圖2 崗察巖體A/NK-A/CNK圖解Fig.2 A/NK-A/CNK diagram of the Gangcha complex

圖3 TAS分類圖解(據(jù)Middlemost，1994)Fig.3 TAS classification diagram (after Middlemost,1994)

2.2.2 微量元素特征

由表1可見,崗察巖體微量元素含量變化較大。微量元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖解(圖4)呈明顯的右傾譜型，總體表現(xiàn)為Y、Yb、Zr、P、Nb、Ti(HFS)相對虧損，Rb、Th、K(LIL)富集的特征，指示巖體具有活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境特征。負(fù)的Nb異常也是大陸地殼的特征，指示地殼物質(zhì)參與了巖漿過程，LIL元素富集于大陸地殼之中，也指示地殼巖石對巖漿的作用，同時(shí)，巖體樣品蛛網(wǎng)圖解形態(tài)與上地殼微量元素蛛網(wǎng)圖解相近(Rollison, 2000; Rudnick, 2003; 高山, 2005)，那么，崗察巖體微量元素特征表明其具有殼源特征。

圖4 崗察巖體微量元素蛛網(wǎng)圖(球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)采用Thompson, 1982)Fig.4 Trace elements spider diagram (Chondrite-normalized data from Thompson, 1982)

2.2.3 稀土元素特征

從表1可以看出，稀土總量64.13×10-6～210.74×10-6，平均139.17×10-6，輕重稀土比值4.92～14.03，平均9.73，(La/Yb)N為3.51～18.89，平均11.35，在稀土元素分配曲線上(圖5)顯示輕稀土元素曲線向右傾斜，重稀土元素呈平緩型，說明輕稀土元素富集且分異明顯，重稀土元素相對虧損，各巖石樣品曲線模式相似，反映該巖體各巖性稀土元素為同源巖漿演化的特征。Eu元素“谷”形明顯，δEu為0.31～0.83，平均值0.56，表明巖漿演化過程中有長石的結(jié)晶分異。REE配分圖形態(tài)與上地殼REE配分形態(tài)極具相似性(Rollison, 2000; Rudnick, 2003; 高山, 2005)。

圖5 崗察巖體稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖解(標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)采用Boynton, 1984)Fig.5 Chondrite-normalized REE patterns (Chondrite-normalized data from Boynton, 1984)

3 討論與意義

微量與稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化圖解形態(tài)及其組成特征表明了崗察巖體巖漿源物質(zhì)主要是由上地殼重熔演化而成。同時(shí)值得注意的是，主量元素特征顯示，崗察巖體屬準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì)鈣堿性系列，巖石部分樣品屬I型花崗巖，另一部分屬S型花崗巖，但這與上述觀點(diǎn)并不矛盾，只說明巖漿源經(jīng)歷了較為長期、成熟的演化歷程。因?yàn)镮型花崗巖是地殼中火成巖重熔形成，同時(shí)張宏飛等(2005)也認(rèn)為西秦嶺I型花崗巖類巖漿中地幔源物質(zhì)無明顯加入。

微量元素富集虧損特征：Y、Yb、Zr、P、Nb、Ti(HFS)的相對虧損，Rb、Th、K(LIL)的相對富集，指示巖體具有活動(dòng)大陸邊緣環(huán)境特征。在Rb-(Y+Nb)判別圖解上(圖6)，樣品全部落在VAG和syn-COLG區(qū)域，為火山弧花崗巖和同碰撞花崗巖。在R1-R2因子判別圖解上(圖7)，樣品主要落在2和6區(qū)，為板塊碰撞前和同碰撞環(huán)境。在上述兩個(gè)圖解上，7件樣品中有4件落在兩區(qū)域的分界附近，1件落入同碰撞區(qū)，2件落入另一區(qū)域。主量元素氧化物比值特征顯示，巖體巖石屬造山期大陸弧花崗巖(CAG)和大陸碰撞花崗巖類(CCG)(Maniaretal., 1989)。說明巖體經(jīng)歷了較長的演化期，從板塊碰撞前開始，演化至同碰撞期，巖漿演化主幕的時(shí)代應(yīng)該是在同碰撞開始時(shí)。

圖6 Rb-(Nb+Y)判別圖解(據(jù)Pearce et al,1984)Fig. 6 Rb-(Nb+Y) discrimination diagram(after Pearce et al,1984)

圖7 R1-R2因子判別圖(據(jù)Bechelor et al, 1985)Fig.7 Discriminant diagram of R1-R2 factor 1-地幔分異產(chǎn)物;2-板塊碰撞前;3-碰撞后隆起;4-造山晚期; 5-非造山;6-同碰撞;7-造山后1-mantle fractionates;2-pre-plate collision;3-post-collision uplift;4-late orogenic;5-anorogenic;6-syn-collision;7-post oro genic

需要考慮的是，西秦嶺地區(qū)在印支期是否發(fā)生了碰撞造山作用。張宏飛等(2005)認(rèn)為，西秦嶺花崗巖類的形成歸結(jié)于華北板塊與華南板塊在印支期的大規(guī)模聚斂與碰撞作用。馮益民等(2003)則認(rèn)為在中三疊世，西秦嶺發(fā)生陸內(nèi)疊覆造山階段，沒有弧陸碰撞或陸陸碰撞作用發(fā)生，中三疊世至三疊世末，是逆沖逆掩造山期，西秦嶺的印支期中酸性侵入巖形成機(jī)制可能與大陸地殼內(nèi)部拆離滑脫所造成的地殼內(nèi)部局部熔融有關(guān)。還有觀點(diǎn)認(rèn)為三疊紀(jì)花崗巖巖漿來源于新元古代下地殼重熔并與酸性和基性巖漿發(fā)生混合而形成的混合巖漿(Qinetal., 2009, 2010; 郭現(xiàn)輕等, 2011)。近年來，更多的研究證據(jù)表明，秦嶺古洋經(jīng)歷了長期復(fù)雜的閉合歷程，自東向西呈現(xiàn)出“剪刀式”閉合特征，其主體對接閉合發(fā)生在志留紀(jì)-泥盆紀(jì)，向西則閉合時(shí)限持續(xù)到晚三疊世(王毅智等, 2001;張本仁等, 2002; 郭安林等, 2007; 張克信等, 2007; Qinetal., 2009,2010;王繪清等, 2009, 2010; Jiangetal. ,2010; 郭現(xiàn)輕等, 2011)。

因此認(rèn)為，在中三疊世中期，西秦嶺揚(yáng)子地塊與祁連地塊發(fā)生了板塊碰撞造山運(yùn)動(dòng)，崗察巖體所處的西秦嶺大陸活動(dòng)邊緣受碰撞造山影響，上地殼局部重熔形成熔巖源區(qū)，經(jīng)充分演化后向上侵入上覆蓋層就位，碰撞至少持續(xù)到晚三疊世早期。

致謝： 感謝汪泗河等同志在野外樣品采集和樣品測試分析中給予的大力幫助，同時(shí)感謝凌文黎教授(中國地質(zhì)大學(xué),武漢)對本文圖件制作給予的細(xì)心指導(dǎo)。審稿專家對本文提出了寶貴的修改意見，在此一并致謝。

表1 崗察巖體主量、微量、稀土元素分析結(jié)果*Table 1 Chemical components of major element, trace element and REE for the Gangcha complex

續(xù)表

*:主量元素單位：ωB%；微量元素單位：Au、Hg×10-9，其余：×10-6；稀土：×10-6。

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Geochemical Characteristics and Significance of the Gangcha Complex in the West Qinling

TAO Zhi-hua,YUAN Hui-xia,LIU Qing-yun,WANG Qing-hai

(Qinghai Bureau of Nonferrous Metal Geology and Mineral Exploration,Xining,Qinghai 810007)

The Gangcha complex,which is located in the western part of West Qinling,was formed in the middle-late stage of the Triassic,and shows an evolutional trend from basic-intermediate to acid rocks. Its content of SiO2ranges from 55.15% to 74.84%,Al2O3from 13.12% to 17.98%,K2O/Na2O from 0.43 to 1.49,A/CNK from 0.86 to 1.06,and σ from 1.37 to 2.40. It belongs to calc-alkaline series from quasi-aluminous to weak peraluminous. The trace elements are characterized by enrichment in LIL such as K,Rb and Th and depletion in HFS such as Y,Yb,Zr,Nb,P,and Ti. The (La/Yb)Nvalues range from 3.51 to 18.89,and the REE of the rocks is enriched in LREE and depleted in HREE and with medium europium anomalies(δEu:0.31～0.83). The characteristics of the REE and trace elements indicate the rocks are derived from crustal materials and formed in active continental margin. The Rb-(Y+Nb) and R1-R2 diagrams illustrate the rock-body is an continental margin of western Qinling,and has experienced plate collision orogeny of the West Qinling between Yangtze block and the Qilian block in the Middle Triassic.

West Qinling,Gangcha complex,active continental margin,collisional orogeny

2013-06-13；

2014-01-25；[責(zé)任編輯]郝情情。

中國地質(zhì)調(diào)查局青藏高原地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查與評價(jià)項(xiàng)目《青海同仁礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查》(1212010818051)資助。

陶志華(1979年-),男,工程師,碩士研究生,主要從事地球化學(xué)勘查與研究工作。E-mail:zhihuatao@163.com。

P595

A

0495-5331(2014)03-0543-7