田明明，何建國(guó)，張 松，高洪雷

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，中核鈾資源勘查與評(píng)價(jià)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100029）

1 阿奇山花崗巖體地質(zhì)概況

阿奇山花崗巖體位于新疆鄯善縣南部的東天山地區(qū)，侵入于下二疊統(tǒng)阿爾巴薩依組火山巖中，出露面積318km2。巖體剝蝕深度淺，主要包括東北部的正長(zhǎng)花崗巖體與二長(zhǎng)花崗巖體、西部的堿長(zhǎng)花崗巖體、西南部的黑云母二長(zhǎng)花崗巖體，以及南部的正長(zhǎng)花崗巖體與黑云母二長(zhǎng)花崗巖體 （圖1）。其中，東北部的正長(zhǎng)花崗巖體侵入時(shí)代稍早于二長(zhǎng)花崗巖體，東南部正長(zhǎng)花崗巖體與黑云母二長(zhǎng)花崗巖體也顯示為脈動(dòng)侵入接觸關(guān)系。巖體的鋯石LA－ICP－MS測(cè)年結(jié)果為269.5±1.6～271.1±1.3Ma，表明該巖體形成于海西晚期 （晚二疊世）。巖體內(nèi)部發(fā)育細(xì)?；◢弾r脈體及細(xì)晶巖脈體，在其中西部還發(fā)育近SN向的輝綠玢巖脈和花崗斑巖脈。

2 巖石化學(xué)組分特征

對(duì)阿奇山花崗巖體樣品進(jìn)行巖石化學(xué)成分分析 （表1）。從表1中可以看出，該巖體各種巖性的巖石化學(xué)成分沒(méi)有太大差別。正長(zhǎng)花崗巖：SiO2含量為74.41%～75.88%，平均值為75.15%；MgO含量較低，為0.125%～0.291%，CaO含量為0.643%～1.15%，TFeO／（TFeO＋MgO）值為0.85～0.93；K2O含量為4.6%～4.8%，Na2O為3.6%～3.72%，K2O／Na2O值為1.28～1.32，巖石鋁飽和指數(shù)A／CNK變化范圍為1.017～1.019，堿鋁指數(shù)A／NK變化于1.12～1.21。

圖1 阿奇山花崗巖體地質(zhì)圖Fig.1 The geologic map of Archie mountain granite pluton

堿長(zhǎng)花崗巖：SiO2含量為77.39%～77.48%，平均值為77.44%，MgO 為0.058%～0.072%，CaO含量為0.484%～0.529%，TFeO／（TFeO＋MgO）值為0.932～0.95，K2O含量為4.6%～4.7%，Na2O為3.45%～3.68%，K2O／Na2O 值為1.25～1.37，巖石鋁飽和指數(shù) A／CNK為0.999～1.09，堿鋁指數(shù)A／NK為1.013～1.09。

黑云母二長(zhǎng)花崗巖：SiO2含量為73.24%～75.97%，平均值為74.58%，MgO 為0.213%～0.562%，CaO含量為0.81%～2.14%，TFeO／（TFeO＋MgO）值為0.84～0.95，K2O含量為3.43%～4.47%，Na2O為3.61%～3.94%，K2O／Na2O 值為0.79～1.24，巖石鋁飽和指數(shù) A／CNK為0.978～1.19，堿鋁指數(shù)A／NK為0.975～1.42。

巖石里特曼指數(shù)σ介于1.63～2.31，平均值為2.04，指示其為鈣堿性。在SiO2與堿度率 （A.R.）關(guān)系圖 （圖2a）上，該巖體樣品均落在堿性花崗巖區(qū)域，且從黑云母二長(zhǎng)花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖、正長(zhǎng)花崗巖到堿長(zhǎng)花崗巖，SiO2含量和堿度率 （A.R.）依次增高，顯示其明顯的演化關(guān)系，也說(shuō)明這些侵入體的同源性。在 A／CNK－A／NK圖中 （圖2b），樣品均落在準(zhǔn)鋁質(zhì)與過(guò)鋁質(zhì)分界線上，顯示其為準(zhǔn)鋁質(zhì)－弱過(guò)鋁質(zhì)花崗巖。

研究區(qū)花崗巖巖漿的分異程度較高，其中正長(zhǎng)花崗巖的分異指數(shù)DI為90.73～94.17，平均值為92.45；黑云母二長(zhǎng)花崗巖分異指數(shù)為84.68～93.04，平均值為88.98，這表明正長(zhǎng)花崗巖巖漿分異程度比黑云母二長(zhǎng)花崗巖巖漿的分異程度高。

圖2 阿奇山花崗巖體巖石化學(xué)特征圖Fig.2 The diagram of chemical characteristics in Archie mountain granite pluton

表1 阿奇山花崗巖體巖石化學(xué)組分分析結(jié)果及相關(guān)參數(shù) （wt%）Table 1The chemical composition（wt%）of the dike samples and some related parameters in Archie mountain granite pluton

續(xù)表1

3 微量元素特征

阿奇山花崗巖體巖石微量元素含量分析結(jié)果 （表2）和據(jù)數(shù)據(jù)平均值制作的原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖 （圖3）顯示，各種巖性的曲線形態(tài)比較相似，均具有Rb、Th、U、Pb正異常，而Sr、Ba、Nb、Ta、P、Ti、Zr負(fù)異常的特點(diǎn)，表明形成阿奇山花崗巖體的物源具有大陸地殼的特點(diǎn)[1]。

各種巖性的Zr／Hf值為20.53～35.27，平均值為27.51，與地殼平均值 （33）比較接近；Nb／Ta值為1.13～12.31，平均值為8.52，接近地殼平均值 （12～13）[2]；Rb／Sr值為0.79～40.33，平均值為7.89，明顯高于全球上地殼平均值 （0.32），K／Rb值較高，為115.86～238.55，Sr／Ba值為0.12～4.87。這均反映了殼源物質(zhì)的貢獻(xiàn)。結(jié)合各種巖性均虧損Nb、Ta、P、Zr等高場(chǎng)元素和富集Pb的特點(diǎn)，說(shuō)明研究區(qū)花崗巖巖漿來(lái)源可能與地殼物質(zhì)的部分熔融有關(guān)。

圖3 阿奇山花崗巖體巖石微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖（據(jù)Sun＆McDonough等，1989）Fig.3 Primitive mantle normalized spidergram of trace elements of the rocks in Archie mountain granite pluton

表2 阿奇山花崗巖體巖石微量元素分析結(jié)果 （×10－6）Table 2 Trace element composition （×10－6）from rocks in Archie mountain granite pluton

4 稀土元素特征

從阿奇山花崗巖體巖石稀土元素含量分析結(jié)果 （表3）中可以看出，正長(zhǎng)花崗巖、堿長(zhǎng)花崗巖及黑云母二長(zhǎng)花崗巖的稀土元素總量ΣREE變化較大，為 （113.23～268.48）×10－6，平均值為 198.44×10－6，輕稀土總量ΣLREE為 （90.49～222.13）×10－6，重稀土ΣHREE為 （19.42～65.44）×10－6，輕重稀土比值ΣLREE／ΣHREE為2.84～6.46，δEu介于0.03～0.59，平均值為0.27，δCe為0.95～1.12，均值為1.01，沒(méi)有異常存在， （La／Yb）N值為2.05～5.46，平均值3.8，表明輕重稀土分餾不明顯。

在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分曲線上（圖4），各種巖性均表現(xiàn)為富集輕稀土的右傾式，且右傾的程度不大，說(shuō)明輕稀土相對(duì)于重稀土分異不是太明顯；各種巖性均顯示出較為明顯的Eu負(fù)異常。其中，堿長(zhǎng)花崗巖由于貧斜長(zhǎng)石而具有相對(duì)更強(qiáng)的Eu負(fù)異常。

表3 阿奇山花崗巖體巖石稀土元素分析結(jié)果及特征值 （×10－6）Table 3 REE composition （×10－6）and parameters from rocks in Archie mountain granite pluton

續(xù)表3

圖4 阿奇山花崗巖體巖石稀土元素配分曲線 （據(jù)Sun＆McDonough等，1989）Fig.4 Chondrite－normalized REE pattern of the samples in Archie mountain granite pluton

5 巖體成因類型與形成構(gòu)造環(huán)境

5.1 巖體成因類型判別

阿奇山花崗巖體的巖石地球化學(xué)特征研究表明其為準(zhǔn)鋁質(zhì)－弱過(guò)鋁質(zhì)的花崗巖。A／CNK值均小于1.1，且鏡下觀察僅偶爾出現(xiàn)白云母、石榴子石等過(guò)鋁質(zhì)礦物，巖石化學(xué)計(jì)算中剛玉分子的含量也較少。因此從礦物學(xué)特征上來(lái)看，研究區(qū)的花崗巖應(yīng)歸屬為I型花崗巖類。

在巖石成因類型判別圖 （圖5）中，各種巖石樣品均落在I型花崗巖區(qū)域，這也說(shuō)明研究區(qū)花崗巖屬于I型花崗巖類。

圖5 阿奇山花崗巖體Zr－TiO2巖石成因類型判別圖（據(jù) Whalen et al，1987）Fig.5 Zr－TiO2diagrams of genetic classification for Archie mountain granite pluton

5.2 巖體形成構(gòu)造環(huán)境

阿奇山花崗巖體侵入于下二疊統(tǒng)阿爾巴薩依組火山巖中，其形成時(shí)代應(yīng)晚于早二疊世。區(qū)域上，阿奇山花崗巖體和東北部秋格明塔什巖體等組成NE向的二疊紀(jì)花崗巖帶，與近東西向區(qū)域構(gòu)造線呈大角度相交，說(shuō)明該花崗巖帶形成于造山期之后。

取自阿奇山花崗巖體不同巖性的5個(gè)鋯石年齡樣品的LA－ICP－MS U－Pb年齡為269.5±1.6～271.1±1.3Ma，說(shuō)明該巖體為晚二疊世侵入。由于天山及其鄰區(qū)在晚二疊世已進(jìn)入板內(nèi)變形階段[3]，因此可以認(rèn)為阿奇山花崗巖體形成于板內(nèi)變形階段，是在天山地區(qū)二疊紀(jì)區(qū)域性的地殼伸展背景下，由地幔物質(zhì)上涌、殼幔相互作用引發(fā)中下地殼物質(zhì)重熔，再由重熔巖漿上侵到上地殼并經(jīng)結(jié)晶分異作用而形成的。

在微量元素構(gòu)造環(huán)境判別圖 （圖6）中，研究區(qū)花崗巖樣品大多數(shù)落在板內(nèi)花崗巖區(qū)域，也佐證了阿奇山花崗巖體形成于板內(nèi)構(gòu)造環(huán)境。

6 結(jié)論

（1）阿奇山巖體的正長(zhǎng)花崗巖、堿長(zhǎng)花崗巖和黑云母二長(zhǎng)花崗巖化學(xué)組分相差無(wú)幾，均屬于鈣堿性準(zhǔn)鋁質(zhì)－弱過(guò)鋁質(zhì)花崗巖類，表明其在成因上具有同源性，且?guī)r漿分異程度均比較高。其中，正長(zhǎng)花崗巖、堿長(zhǎng)花崗巖巖漿分異程度高于黑云母二長(zhǎng)花崗巖。

微量元素含量上，該巖體各種巖性均具有Rb、Th、U、Pb正異常，而高場(chǎng)元素 （如Nb、Ta、Ti、Zr、P）及部分大離子親石元素 （如Sr、Ba）負(fù)異常的特征，說(shuō)明研究區(qū)花崗巖巖漿來(lái)源可能與地殼物質(zhì)的部分熔融有關(guān)。稀土元素分析表明，該巖體的各種巖性均富集輕稀土元素，其稀土元素配分曲線呈弱右傾式，Eu異常較為明顯，同時(shí)輕重稀土分餾不明顯。

（2）巖石成因類型方面：巖石礦物學(xué)及地球化學(xué)研究表明，阿奇山花崗巖體為I型花崗巖類。

（3）構(gòu)造環(huán)境方面：巖體地質(zhì)證據(jù)及同位素資料表明，阿奇山花崗巖體為晚二疊世陸殼伸展過(guò)程中板內(nèi)變形階段侵入的，因此其形成于板內(nèi)構(gòu)造環(huán)境。

圖6 阿奇山花崗巖體構(gòu)造環(huán)境判別圖 （據(jù)Pearce，1984）Fig.6 The tectonic setting diagrams of Archie mountain granite pluton

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