張新遠,歐陽光文,王春濤,曹錦山
(青海省地質調查院 青海省青藏高原北部地質過程與礦產資源重點實驗室,青海 西寧 810012)
祁連造山帶位于青藏高原東北緣[1],是典型的增生型造山帶[2],通常被劃分為北、中、南3個構造帶。祁連造山帶中存在多條以蛇綠混雜巖為主的增生雜巖[3],其中拉脊山蛇綠構造混雜巖帶是中祁連和南祁連構造帶之間的重要組成部分(圖1a)。
本文在青海民和縣峽門地區(qū)對拉脊山蛇綠構造混雜巖帶進行了詳細調查研究,并在混雜巖帶中新發(fā)現呈構造巖塊產出的糜棱巖化花崗閃長巖體。通過巖石學、巖石地球化學、同位素年代學等方法對糜棱巖化花崗閃長巖體進行了詳細研究,探討其時代歸屬、成因類型及形成的構造環(huán)境。
新元古代花崗閃長巖體分布于研究區(qū)峽門蛇綠混雜巖帶(屬區(qū)域上拉脊山蛇綠構造混雜巖帶東延部分)內(圖1),以兩個規(guī)模不等的構造巖塊產出,巖塊總體沿北西—南東向定向展布,與區(qū)域構造線方向基本一致。巖體平面形態(tài)呈透鏡狀和楔狀,出露面積約0.09 km2。巖體周圍均被糜棱巖或糜棱巖化巖石所圍限,接觸關系為構造接觸,局部被第四系掩蓋(圖1b)。
巖體普遍經歷了較強烈的韌性變質變形作用改造,不同程度地改變了原巖的原始組構和面貌。巖石發(fā)育眼球狀構造是該類侵入體的顯著特征。
峽門地區(qū)新元古代花崗閃長巖體主要巖性為灰白色糜棱巖化眼球狀花崗巖,糜棱結構,眼球狀構造、流動狀構造。巖石由碎斑(28%)和基質(72%)兩部分組成。
碎斑由花崗質巖石的巖塊(22%)、斜長石單晶(5%)及石英(1%)組成,形態(tài)一般呈眼球狀,長短軸值在0.48 mm×0.52 mm~2.72 mm×4.80 mm之間,均依長軸方向平行定向排列,形成眼球狀構造。花崗質巖塊中發(fā)育“X”型裂紋,其內擠入基質礦物。斜長石單晶具絹云母化蝕變,表面布有質點狀氧化鐵,使標本色澤呈淺肉紅色,發(fā)育波狀消光結構。石英晶體發(fā)育帶狀消光變形結構,與基質中的石英粒度相比具明顯的粒度差,顯示糜棱巖的結構特征。
基質成分為絹云母(14%)、石英(18%)、碎粒化斜長石(40%)。絹云母集合體呈條紋狀在碎斑間相間定向分布,顯流動構造。石英呈它形粒狀晶,粒徑在0.006~0.02 mm之間,為動態(tài)重結晶的產物,與碎?;遍L石碎粒物質(粒徑多在0.005~0.14 mm之間)一起組成長英質條紋相間定向分布,或長英質礦物的集合體分布在碎斑兩端連接碎斑。從碎斑成分來看,原巖為花崗質巖石,經歷了糜棱變質作用形成的糜棱巖化巖石。
1 第四系;2 西寧組;3 峽門蛇綠構造混雜巖;4 中奧陶世花崗巖;5 新元古代花崗閃長巖;6 輝石巖;7 蛇紋巖;8 玄武巖;9 輝綠巖;10 輝長巖;11 安山巖;12 閃長玢巖;13 凝灰?guī)r;14 整合、侵入及第四系掩蓋界線;15 實測斷層;16 推測斷層;17 韌性剪切帶;18 地名;19 同位素采樣點;Ⅲ4 中祁連巖漿??;Ⅲ5 黨河南山—拉脊山蛇綠混雜巖帶;Ⅲ6 南祁連巖漿?。虎? 宗務隆山—溝里—岡察陸緣裂谷;Ⅲ8 澤庫前陸盆地;Ⅲ9 鄂拉山陸緣?。虎?0 賽什塘—興海蛇綠混雜巖帶
圖1拉脊山東段峽門地區(qū)地質簡圖
本文在糜棱巖化花崗閃長巖中采集同位素U-Pb測年樣1件,樣品由國土資源部天津地質礦產研究所測試。鋯石U-Pb同位素組成分析儀器為LA-MC-ICP-MS,檢測依據為DZ/T1084.3-1997,樣品測試溫度為22℃,濕度為28%。
對糜棱巖化花崗閃長巖樣品的鋯石顆粒共分析測試了25個點,顯示Th/U比值均大于0.4,屬巖漿鋯石成因[4];其中16個測點的206Pb/238U和207Pb/235U諧和性較好,在鋯石U-Pb諧和圖解(圖2)中,這16個測點構成非常集中的主鋯石群,其206Pb/238U年齡的加權平均值為821.1 Ma±5.6 Ma,NSWD=0.80,年齡顯示為新元古代。據此,判斷糜棱巖化花崗閃長巖體的形成時代為新元古代。
圖2 新元古代花崗閃長巖體鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡諧和圖、加權平均年齡圖
新元古代花崗閃長巖體巖石化學特征見表1。巖石SiO2含量為72.87%,TiO2含量為0.33%,Al2O3含量為15.02%,Fe2O3含量為1.37%,FeO含量為0.48%,MnO含量為0.02%,MgO含量為0.59%,CaO含量為2.03%,Na2O含量為4.79%,K2O含量為2.40%,P2O5含量為0.09%。Na2O>K2O,K2O/Na2O為0.50,顯示為富Na巖石。A/CNK值為1.06,經CIPW計算標準礦物出現剛玉(C),顯示過鋁質特征。里特曼指數σ為1.73,屬鈣堿性巖石。在新元古代花崗閃長巖體TAS圖解中,樣品投射點落在花崗巖區(qū)域,這與鏡下鑒定基本一致,所有樣品均位于Ir線下方,屬亞堿性巖石系列;在新元古代花崗閃長巖體FAM中落入鈣堿性區(qū)域;新元古代花崗閃長巖體SiO2-K2O中樣品大部分落在鈣堿性系列區(qū)域,個別落在高鉀鈣堿性系列區(qū)域;在新元古代花崗閃長巖體A/CNK-A/NK中樣品落入過鋁質區(qū)域。綜上所述,巖石屬弱過鋁質鈣堿性系列巖石。
表1 新元古代花崗閃長巖體主量元素豐度一覽表
注:*分析數據引用1∶5萬湟源幅區(qū)域地質調查報告巖漿巖部分;樣品測試單位為武漢綜合巖礦測試中心。
新元古代花崗閃長巖體稀土、微量元素測試結果(表2)顯示。
表2 新元古代花崗閃長巖體稀土-微量元素豐度一覽表
注:*分析數據引用1∶5萬湟源幅區(qū)域地質調查報告巖漿巖部分;樣品測試單位:武漢綜合巖礦測試中心。
巖石稀土元素總量較高(ΣREE=157.48×10-6),輕稀土元素相對富集,重稀土元素相對虧損(ΣLREE=149.51×10-6;ΣHREE=7.97×10-6),輕、重稀土元素分餾較明顯(LREE/HREE=18.76;LaN/YbN=24.35)。輕稀土元素內部分餾明顯(LaN/SmN=13.19),而重稀土元素內部分餾較差(GdN/YbN=1.32)。巖石中δEu=0.85,均小于1,顯示銪的負異常、較虧損;δCe=0.90,均小于1,顯示鈰的弱異常。稀土元素球粒隕石標準化配分模式曲線呈右斜傾型,輕稀土顯著富集,呈右陡傾狀;重稀土虧損,呈相對平坦狀,顯示了輕稀土元素富集、重稀土元素相對虧損的“V”型右傾特征,表明巖石經歷了強烈的分離結晶作用。
巖石微量元素與維氏花崗巖平均值相比,Co、Ba、Ta、P、Sr、Rb、Y、Ga、Cr、Ta元素低于維氏值,Zr、Nb、Hf、Sc、、Th、U元素高于維氏值。Rb/Sr=0.27,普遍高于地殼值(0.24)。巖石明顯富集大離子親石元素(LILE)K、Rb、Ba、Th,虧損高場強元素(HFSE)Nb、Ta。以ORG為標準的微量元素曲線呈右傾的鋸齒狀型式,與阿曼同碰撞花崗巖的分布型式近于一致,反映新元古代花崗閃長巖體的形成與大陸碰撞、地殼增厚密切相關。
新元古代花崗閃長巖體巖石化學特征反映屬于鈣堿性系列過鋁質巖石,具S型花崗巖特征,且與Maniar等[5]劃分的CCG型(大陸碰撞型)花崗巖近似。巖石稀土特征具有輕稀土富集、重稀土虧損,Eu具負異常特征,與殼源花崗巖相似;微量元素特征也顯示出同碰撞花崗巖的特征??傊刑卣鞣从吃擃惽秩霂r其巖漿源于地殼物質的部分熔融。
利用新元古代花崗閃長巖體R1-R2進行判別,投點樣品落入同碰撞期區(qū)。再利用四組構造環(huán)境判別圖解進行投點,樣點均落入IAG+CAG+CCG區(qū)。
綜合上所述,研究區(qū)新元古代花崗閃長巖巖體,是形成于大陸碰撞構造背景之下的具有鈣堿性弱過鋁質特征的S型花崗巖。
1)在拉脊山東段峽門地區(qū),新發(fā)現呈構造巖塊分布于峽門蛇綠構造混雜巖帶的花崗閃長巖體,巖石具較強變形且發(fā)育眼球狀構造、定向構造,與糜棱巖或糜棱巖化巖石呈構造接觸。
2)通過LA-ICP-MS鋯石U-Pb測年方法,獲得鋯石U-Pb加權平均年齡為821.1 Ma±5.6 Ma(NSWD=0.80),為新元古代,代表該巖體的成巖時代。
3)地球化學特征表明:巖體屬弱過鋁質高鉀鈣堿性系列巖石;稀土總量較高,輕稀土元素富集、重稀土元素虧損,稀土配分曲線呈輕稀土內部分餾較強、重稀土內部分餾弱、銪弱虧損的右傾特征;巖石中大離子親石元素K、Rb、Ba、Th富集,虧損高場強元素Nb、Ta,總體具碰撞型花崗巖的特征,是形成于大陸碰撞構造背景之下的具有鈣堿性弱過鋁質特征的S型花崗巖。