蓋辰星 齊祥春 魯星凱 邱雪輝

(1.河北地質(zhì)大學(xué)研究生院；2.招金有色礦業(yè)有限公司)

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藏南古堆地區(qū)煌斑巖地球化學(xué)特征及構(gòu)造環(huán)境

蓋辰星1齊祥春2魯星凱1邱雪輝1

(1.河北地質(zhì)大學(xué)研究生院；2.招金有色礦業(yè)有限公司)

藏南古堆地區(qū)煌斑巖脈主要發(fā)育于隆子—古堆斷裂附近，出露于隆子縣城—馬扎拉一帶廣大區(qū)域，屬喜馬拉雅造山帶后碰撞階段的產(chǎn)物。在分析該區(qū)煌斑巖主量元素、微量元素及稀土元素地球化學(xué)特征的基礎(chǔ)上，討論了區(qū)內(nèi)煌斑巖的構(gòu)造環(huán)境及成因，為進(jìn)一步研究古堆地區(qū)地質(zhì)特征及區(qū)內(nèi)煌斑巖構(gòu)造特征提供參考。

煌斑巖 地球化學(xué)特征 構(gòu)造環(huán)境 構(gòu)造成因

藏南古堆地區(qū)位于雅魯藏布江縫合帶以南、喜馬拉雅造山帶北沖斷裂以北，隆子—浪卡子—江孜—吉隆一帶[1]，該區(qū)主要發(fā)育新特提斯洋盆充填地層，晚三疊世涅如組—白堊世地層均有發(fā)育，其盆地演化主要受印度板塊向?qū)姿埂钋嗵乒爬迤_影響。通過(guò)對(duì)該區(qū)內(nèi)煌斑巖的地球化學(xué)特征、構(gòu)造環(huán)境、成因進(jìn)行討論，為區(qū)內(nèi)相關(guān)研究提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

古堆地區(qū)位于岡底斯—喜馬拉雅造山系一級(jí)構(gòu)造單元的青藏高原南部，喜馬拉雅特提斯造山帶中東部，雅魯藏布江結(jié)合帶南側(cè)[1]。區(qū)內(nèi)煌斑巖分布較廣泛，主要發(fā)育于總體呈NWW走向低角度逆沖推覆的隆子—古堆斷裂附近，呈近EW向帶狀展布，并延伸至隆子縣城—馬扎拉一帶廣大區(qū)域[1]。區(qū)內(nèi)煌斑巖脈體主要賦存于上三疊統(tǒng)涅如組、下侏羅統(tǒng)日當(dāng)組和中—下侏羅統(tǒng)陸熱組，巖脈呈順層或切層侵入地層，受構(gòu)造應(yīng)力作用影響，巖脈普遍發(fā)生褶皺變形，其成分偏基性、中性。

2 地球化學(xué)特征

2.1 主量元素特征

區(qū)內(nèi)8件煌斑巖樣品中w(SiO2)35.88%～52.25%，平均42.96%，SiO2含量較低。巖石中w(K2O) 0.14%～0.67%，平均0.36%；w(Na2O) 0.21%～4.2%，平均1.14%；w(K2O+Na2O) 0.41%～4.34%，平均1.5%；w(K2O)/w(Na2O) 0.03%～1.33%。將元素含量扣除燒失量進(jìn)行重新?lián)Q算，由TAS圖解(圖1)可知，樣品分別落于玄武安山巖、玄武巖、堿玄巖/碧玄巖、苦橄玄武巖和副長(zhǎng)石巖區(qū)域。w(Zr)/w(TiO2)-w(Nb)/w(Y) 圖解(圖2)顯示分別僅有一件樣品落于粗安巖、碧玄巖和亞堿性玄武巖區(qū)域，剩余樣品均落于堿性玄武巖區(qū)域內(nèi)。由此推測(cè)，區(qū)內(nèi)煌斑巖主要為堿性玄武巖系列，固結(jié)指數(shù)SI為27.4～42.7，表明巖漿在發(fā)生結(jié)晶分異過(guò)程中，分離結(jié)晶作用較弱，分離結(jié)晶程度較低。

圖1 古堆地區(qū)煌斑巖TAS圖解

2.2 稀土元素特征

煌斑巖稀土元素w(∑REE) (218.18～506.71)(×10-6)，w(∑LREE) (152.55～468.46)(×10-6)，w(∑HREE) (24.32～76.72)(×10-6)，表明樣品具輕稀土富集和重稀土虧損的特點(diǎn)，總體表現(xiàn)為向右傾斜的配分曲線；w(ΣLREE)/w(∑HREE) 2.32～12.54，(La/Yb)N18.35～170.05，由此表明，煌斑巖稀土元素之間的分餾作用較明顯，且不相容元素富集程度較高，在源區(qū)的殘留相中可能有石榴石殘留。由球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖(圖3)可知：①有4件樣品表現(xiàn)出了弱Eu負(fù)異常，另外4件樣品則無(wú)明顯的異常，表明區(qū)內(nèi)煌斑巖在成巖過(guò)程中斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶作用較弱；②8件樣品中，有5件樣品表現(xiàn)出弱Ce負(fù)異常，表明煌斑巖在成巖過(guò)程中可能混入了一些其他的地殼物質(zhì)或具有較高的氧化環(huán)境亦或保留了部分源區(qū)的固有特征。區(qū)內(nèi)8件煌斑巖樣品中的Fe2O3含量都高于FeO含量，表明地幔源區(qū)氧逸度較高，印證了負(fù)Ce異常應(yīng)與較高的氧化條件有關(guān)。

圖2 煌斑巖w(Zr)/w(TiO2)-w(Nb)/w(Y)圖解

圖3 球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式

2.3 微量元素特征

由古堆地區(qū)煌斑巖微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(圖4)可知：大離子親石元素(LILE)相對(duì)高場(chǎng)強(qiáng)元素(HISF)富集，Th、La、Nd、Sm、Ce相對(duì)富集，而Ba、Sr、U、Nb、Hf、Yb、Ti相對(duì)虧損，(La/Sm)N2.70～4.54，平均3.61，(Gd/Yb)N3.69～15.58，平均9.96，表明輕稀土分餾程度高于重稀土分餾程度。Nb、Ti的虧損可能反映了源區(qū)自身的特征，明顯的負(fù)Nb異常可能表明巖漿在成巖過(guò)程中有大量陸殼物質(zhì)的混染[2-3]，而Th、La、Nd等不相容元素也可能是受混染作用的影響而相對(duì)富集[2]。本研究采用的煌斑巖樣品與大陸邊緣弧玄武巖和大陸地殼巖石的特征較相似。

圖4 原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)

3 構(gòu)造環(huán)境及成因

煌斑巖是一種常呈脈狀產(chǎn)出的淺成巖，是超基性或基性富含CO2等揮發(fā)分的巖漿從深源快速侵入到地表的產(chǎn)物。區(qū)內(nèi)的煌斑巖主要形成于板內(nèi)構(gòu)造環(huán)境，樣品w(Zr)/w(Hf)為35.05～221.14，遠(yuǎn)大于陸殼w(Zr)/w(Hf)值(11)，其中2件樣品的w(Zr)/w(Hf)值分別為35.05、35.58，低于原始地幔的w(Zr)/w(Hf)值(36.27)，說(shuō)明該2件樣品可能受到下地殼的混染[4]。測(cè)區(qū)煌斑巖樣品中w(TiO2)平均3.06%，遠(yuǎn)大于一般地殼巖石中TiO2含量(0.72%)；w(Zr)/w(Ba)為1.02～10.74，平均4.19，大于其在地殼中的平均含量，說(shuō)明區(qū)內(nèi)煌斑巖巖漿可能起源于地殼較深部位的軟流圈地幔區(qū)域。據(jù)此推測(cè)，區(qū)內(nèi)煌斑巖脈的形成可能與軟流圈地?；顒?dòng)關(guān)系緊密[5]。較深部位的地幔物質(zhì)其巖漿具有低w(La)/w(Ta)值，一般為8～15，巖漿在上涌過(guò)程中，因巖石圈地幔的混染而使w(La)/w(Ta)值增大，w(La)/w(Sm)值受其影響較小，巖漿在受到地殼物質(zhì)混染后，w(La)/w(Sm)值則會(huì)迅速增大，與中—基性脈巖特征相似。經(jīng)分析表明，測(cè)區(qū)內(nèi)煌斑巖樣品中w(La)/w(Ta)為17.66～32.64，w(La)/w(Sm)為4.17～7.02，暗示測(cè)區(qū)煌斑巖在上升過(guò)程中可能發(fā)生了混染作用。稀土元素Ce的弱負(fù)異常也表明可能有地殼物質(zhì)的混入[6]。

通過(guò)對(duì)煌斑巖脈侵入地層、褶皺變形特征及巖相學(xué)分析，區(qū)內(nèi)煌斑巖的形成時(shí)間可能在喜馬拉雅碰撞造山階段之前。結(jié)合前人對(duì)區(qū)外附近超基性巖脈、區(qū)內(nèi)火山巖和中—基性脈巖的分析，推斷在距今130～140Ma的白堊紀(jì)，雅魯藏布江南側(cè)的喜馬拉雅構(gòu)造區(qū)可能發(fā)生過(guò)被動(dòng)大陸邊緣的裂解[6]。該時(shí)期為新特提斯洋的拉張和俯沖階段，新特提斯洋的擴(kuò)張運(yùn)動(dòng)由弱至強(qiáng)，并于早白堊世達(dá)到最大，同時(shí)產(chǎn)生了大規(guī)模的火山活動(dòng)及較大范圍的中—基性巖脈侵入。該階段的一個(gè)顯著特征是深斷裂的形成，由此引起深源鐵鎂質(zhì)巖漿活動(dòng)。因此推測(cè)，區(qū)內(nèi)古堆—隆子斷裂帶可能形成于晚侏羅世—早白堊世新特提斯洋的拉張環(huán)境和巖石圈伸展減薄、軟流圈上涌的時(shí)期[7]。在斷裂形成早期，構(gòu)造活動(dòng)非?；钴S，深部的地幔巖漿沿?cái)嗔焉嫌?，并在上涌過(guò)程中混染了一些其他地殼物質(zhì)，在古堆—隆子斷裂帶附近侵入并形成了煌斑巖脈。

4 結(jié) 語(yǔ)

藏南古堆地區(qū)內(nèi)的煌斑巖以堿性玄武巖為主，形成于130～140 Ma白堊紀(jì)的新特提斯洋拉張和俯沖階段，喜馬拉雅碰撞造山階段之前，該階段地質(zhì)構(gòu)造及火山活動(dòng)活躍，深源軟流圈地幔的鐵鎂質(zhì)巖漿沿?cái)嗔焉嫌啃纬苫桶邘r。結(jié)合相關(guān)測(cè)試結(jié)果，對(duì)區(qū)內(nèi)煌斑巖的主量元素、稀土元素和微量元素特征進(jìn)行了綜合分析，并對(duì)其構(gòu)造環(huán)境及成因進(jìn)行了探討，對(duì)于進(jìn)一步研究該區(qū)域的構(gòu)造成因有一定的借鑒價(jià)值。

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2016-04-22)

蓋辰星(1988—)，男，碩士研究生，050031 河北省石家莊市裕華區(qū)槐安東路136號(hào)。