李佳 張建華 王子龍 陸勇 李鑫
摘要:對甜水海巖群的地質背景、巖石特征和形成環(huán)境的研究表明,甜水海巖群中石英片巖、粉砂質板巖、變質長石石英砂巖的原巖是巖屑砂巖、少量長石砂巖、鈣質沉積巖等,通過對甜水海巖群稀土元素的分析可知其為大陸邊緣(半深海環(huán)境)沉積。
關鍵字:甜水海巖群;原巖恢復;稀土元素
1、地質背景
研究區(qū)大地構造位于西藏一三江造山系,以大紅柳灘斷裂為界,北屬巴顏喀拉地塊之可可西里一松潘前陸盆地,南屬羌塘湖盆系塔什庫爾干一甜水海地塊,區(qū)內主要出露前寒武系變質基底及中新生界蓋層,侵入巖漿活動弱。
甜水海巖群屬于甜水海地層。分布于工作區(qū)中部和西南部,地層走向北西西一南東東向,與區(qū)域構造相一致。為一套低綠片巖相的變質巖,巖性主要為石英片巖、粉砂質板巖、變質長石石英砂巖等。
2、巖石特征
石英片巖:灰一深灰色,鱗片粒狀變晶結構,個別可見殘砂狀結構。發(fā)育片狀構造,巖石變質變形且破碎嚴重,局部可見完整露頭,主要變晶礦物的粒徑在0.015~1.12mm間,主要礦物成分有石英、斜長石、黑云母,副礦物有磷灰石、金屬礦物。常含特征變質礦物石榴石、紅柱石。云母含量可能較多,可定名為云母石英片巖。
粉砂質板巖:灰色,巖石具變余砂狀結構、顯微鱗片變晶結構,板狀構造。其板理發(fā)育明顯,變余原巖層理尚清晰可見。變質礦物為綠泥石及絹云母,其中多數(shù)絹云母尚處于粘土礦物一絹云母過渡階段。
變質長石石英砂巖:深灰色-灰綠色,巖石具砂狀或變余砂狀結構,塊狀構造、變余層狀構造,主要礦物為石英、長石、云母,且可見明顯褐鐵礦化,區(qū)域性片理較發(fā)育,碎屑組分有拉長現(xiàn)象并作定向排列??梢姽?jié)理明顯發(fā)育,巖石中的膠結物、基質及粘土質巖石碎屑已重結晶,形成新生變質礦物綠泥石、絹云母,平行定向分布。
3、變質巖的原巖恢復
甜水海巖群受構造運動影響,巖石被嚴重覆蓋,且?guī)r石變質變形較嚴重,變質巖都是在特定的封閉的環(huán)境中原巖進行變質作用而生成的,且其受原巖以及當時的構造環(huán)境的制約,因此基本能反應原巖的特征,以下根據(jù)尼格里值[(al+fm)-(c+alk)]-Si來分析出甜水海巖群的原巖(圖1)。
由上圖可以知道甜水海巖群的變質巖原巖主要為巖屑砂巖、少量長石砂巖、鈣質沉積巖。
4、變質巖的形成環(huán)境
該變質帶中變質巖中幾乎未發(fā)現(xiàn)具有指示相標志的沉積構造,因此僅結合地球化學等方面的數(shù)據(jù)進行綜合分析。
石英巖殘留且碎屑顆粒較大為次棱角狀,磨圓較差,表明其碎屑搬運距離較短。地層中局部夾有變質含巖屑長石石英砂巖說明原巖形成時水動力條件較強。
海水中稀土元素是硅質巖中稀土元素的主要來源,其次是從陸源或海底火山等顆粒中繼承稀土元素,因而硅質巖中的稀土元素總量取決于硅質巖沉積時各來源的相對影響程度?!芌EE在大洋中脊、深海平原和大陸邊緣的硅質巖中則成正態(tài)分布,大洋中脊附近平均為19.05,深海平原平均為54.25,大陸邊緣平均為39.70。甜水海巖群硅質巖的∑REE為35.64—272.1,平均值為152.29×10-6,明顯高于深海平原硅質巖的稀土元素總量。由于陸源物質含有較高的稀土元素且甜水海巖群巖巖性較少,主要為石英片巖、板巖、變質長石石英砂巖;所以造成本組硅質巖∑REE含量高的原因為在成巖過程中受到了陸源物質的影響。Murray等(1991)研究認為,從大陸邊緣一深海平原一大洋中脊,硅質巖的輕稀土元素由弱富集逐漸變?yōu)槊黠@虧損。在大陸邊緣LaN/YbN值變化較大,從0.70變化到2.27,平均值為1.1-1.4,與硅質巖中所含陸源物的類型及相對數(shù)量有關;在洋脊附近LaN/YbN平均值只有0.3左右;深海平原硅質巖的LaN/YbN介于上述二者之間。接近陸源沉積物的硅質巖其輕稀土都有明顯的富集。甜水海巖群硅質巖的LaN/YbN為1.28-3.15,與大陸邊緣LaN/YbN值相符,說明甜水海巖群屬于大陸邊緣(半深海環(huán)境)沉積。
5、結論
①筆者認為甜水海巖群的變質長石石英砂巖的原巖為長石砂巖,石英片巖、板巖的原巖為巖屑砂巖,結晶灰?guī)r的原巖為鈣質沉積巖。
②甜水海巖群硅質巖的LaN/YbN為1.28-3.15,與大陸邊緣LaN/YbN值相符,說明甜水海巖群屬于大陸邊緣(半深海環(huán)境)沉積。