吳樹寬，張金玲，張 元，顧紅彬，王有斌，馬吉雄

(青海省第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，青海 西寧 810000)

東昆侖是中央造山系的組成部分，是一條特征顯著的構(gòu)造—巖漿巖帶[1-3]，多年來，東昆侖也是一直找礦的優(yōu)選區(qū)域，但是以往工作中著重尋找銅多金屬等礦產(chǎn)，自2011-2013年青海省第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院在東昆侖中段發(fā)現(xiàn)的超大型與基性—超基性雜巖體有關的巖漿熔離型銅鎳硫化物礦床，打破了東昆侖無鎳礦的歷史，同時也引起了在東昆侖探尋銅鎳硫化物的找礦熱潮。水仙南地區(qū)基性—超基性雜巖體位于東昆侖造山帶西段，本文旨在對該巖體從巖石地球化學方面進行研究，進而與夏日哈木巖體相對比，為水仙南地區(qū)找礦及找礦意義探討提供幫助。

1 地質(zhì)背景

中央造山系是中國南、北兩大陸塊群拼合形成的一條十分醒目而又極其重要的巨型(長達4 000 km)構(gòu)造帶。東昆侖地處中央造山系西段，西隔阿爾金斷裂與西昆侖造山帶為鄰，東隔秦祁昆岔口(共和盆地)與西秦嶺相接，北側(cè)為柴達木地塊，南側(cè)為布青山—阿尼瑪卿構(gòu)造混雜巖帶[4]。東昆侖由北到南可劃分為東昆北構(gòu)造帶、東昆中蛇綠混雜巖帶、東昆南構(gòu)造帶、阿尼瑪卿—布青山構(gòu)造混雜巖帶等4個構(gòu)造單元[5]。

研究區(qū)水仙南地區(qū)行政區(qū)劃隸屬格爾木市烏圖美仁鄉(xiāng)管轄，位于柴達木盆地西南緣那陵郭勒河上游南岸，位于昆中斷裂以北，昆北斷裂以南。區(qū)內(nèi)出露的地層主要為古元古界金水口巖群白沙河巖組黑云斜長片麻巖、花崗片麻巖、長英質(zhì)片巖、大理巖，基性—超基性雜巖體侵位于該套巖層中,另外分布少量第四系沖、洪積物。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，構(gòu)造線總體方向為近東西向，局部發(fā)育北北西向斷層，研究區(qū)內(nèi)西側(cè)發(fā)育一組段層，在中部、東側(cè)發(fā)育兩組韌性剪切帶；區(qū)內(nèi)侵入巖發(fā)育較少，以三疊世侵入巖最為發(fā)育,少量發(fā)育中泥盆世侵入巖，侵入體零星分布于研究區(qū)內(nèi)，并以巖基形式產(chǎn)出。其中早三疊世侵入巖巖石類型主要為角閃黑云母花崗閃長巖，侵入體以脈巖形式北北東向展布，僅在研究區(qū)東部發(fā)育，出露面積約0.3 km2，侵入于古元古界金水口巖群白沙河巖組；中三疊世侵入巖巖石類型主要有灰白色細粒石英閃長巖、灰白色中細粒黑云母花崗閃長巖等，以成分演化為主，暗色包體發(fā)育是該侵入體的重要特征，侵入體以巖基形式近東西向展布，并對組成陸塊的基底巖系古元古界金水口巖群白沙河巖組造成強烈的吞噬和肢解。中泥盆世侵入巖主要代表巖性為輝長巖—輝石巖巖體，輝長巖巖體在研究區(qū)共發(fā)育3處，呈近東西向串珠狀排列。從西向東編號為：I號巖體、II號巖體、III號巖體。其中II號巖體、III號巖體出露面積較小，巖體地表規(guī)模不大，而I號巖體出露規(guī)模較大，巖石組合復雜，另外青海省第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院對該巖體開展了地質(zhì)找礦工作，發(fā)現(xiàn)礦化線索，故I號巖體為本文所研究的對象。

2 巖體特征

2.1 巖體特征

巖體呈長條狀侵入于金水口群變質(zhì)巖系中，寬約0.45 km，長約0.65 km，面積約0.32 km2。巖體呈中粗粒結(jié)構(gòu)，主要以輝石巖、角閃輝石巖、輝長巖為主，局部發(fā)育少量蘇長巖、閃長巖，巖體與上部金水口巖群白沙河巖組呈侵入接觸關系(圖1)。

圖1 水仙南地區(qū)I號巖體實測地質(zhì)剖面

2.2 巖相學特征

角閃輝石巖：巖石主要由紫蘇輝石、角閃石及黑云母等礦物組成(圖2)。紫蘇輝石呈自形—半自形柱狀，解理發(fā)育，簡單雙晶及聚片雙晶，粒徑一般0.8 mm×1.6 mm～1.6 mm×3.2 mm左右，弱方解石化，顆粒常與淡綠色角閃石形成連晶，邊部呈環(huán)帶結(jié)構(gòu)，顆粒之間以較彎曲邊緣緊密鑲嵌。黑云母呈片狀，具淺黃褐色—淺褐色強多色性，強綠泥石化，片徑一般0.25 mm左右，均勻分布于巖石中。

圖2 角閃輝石巖

角閃輝長巖：巖石主要由普通輝石、角閃石、黑云母及斜長石等礦物組成(圖3)。普通輝石呈自形—半自形柱狀，解理發(fā)育，可見簡單雙晶，粒徑一般1 mm×1.6 mm～1.4 mm×4 mm左右，顆粒常與淡綠色角閃石形成連晶，邊部呈環(huán)帶結(jié)構(gòu)，相互之間以較平直邊緣緊密鑲嵌。黑云母呈片狀，沿解理縫發(fā)生強綠泥石化，局部可見原礦物殘留，顆粒內(nèi)部及邊部常包裹有較多細小榍石微粒，片徑一般0.3 mm以上。斜長石呈半自形—它形板條狀，聚片雙晶發(fā)育，發(fā)生強絹云母化現(xiàn)象，粒徑一般0.6 mm以上，較粗者顆粒內(nèi)常包裹多顆較細粒普通輝石，且以較彎曲邊緣緊密鑲嵌于其它礦物顆粒之間。

圖3 角閃輝長巖

角閃蘇長巖：巖石主要由紫蘇輝石、角閃石、黑云母及斜長石等礦物組成。紫蘇輝石呈半自形—它形柱粒狀，解理發(fā)育，簡單雙晶，粒徑一般1.2～2.8 mm左右，弱方解石化，顆粒常與淡綠色角閃石形成連晶，均勻分布于巖石中。黑云母呈片狀，具淺黃褐色—淺褐色強多色性，弱綠泥石化，顆粒內(nèi)部及邊部分布有較多微粒狀榍石及鐵質(zhì)微粒，片徑一般0.5 mm以上。斜長石呈半自形—它形粒狀，發(fā)生較強的絹云母化及弱方解石化現(xiàn)象，粒徑一般0.4～0.8 mm左右，以彎曲邊緣與其它礦物緊密鑲嵌。

輝石角閃石巖：巖石主要由普通輝石及角閃石等礦物組成。普通輝石呈半自形柱粒狀，解理發(fā)育，可見簡單雙晶，顆粒常與淡綠色角閃石形成連晶，邊部呈環(huán)帶結(jié)構(gòu)，并發(fā)生不同程度的方解石化現(xiàn)象，部分顆粒邊部發(fā)生弱黑云母化，粒徑一般1.2～1.8 mm左右，相互之間以較平直邊緣緊密鑲嵌。角閃石除與普通輝石呈連晶部分外，獨立礦物為普通角閃石，呈自形—半自形柱狀，具淺綠色—淺褐色多色性，解理發(fā)育，發(fā)生不同程度黑云母化，并析出少量鐵質(zhì)微粒，部分顆粒僅殘余可見原角閃石晶型假象，粒徑為0.3 mm×0.8 mm～0.6 mm×1.4 mm左右，均勻分布于巖石中。

3 分析方法

主量元素和微量元素數(shù)據(jù)由青海省第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院與吉林大學孫豐月老師團隊合作項目所獲得，分析結(jié)果見表1。主量元素使用X-射線熒光光譜儀(XRF-1500)法測試。采用0.6 g樣品與6 g四硼酸鋰制成的玻璃片在Shimadzu XRF-1500上測定氧化物的含量，精度優(yōu)于2%～3%。微量元素及稀土元素利用酸溶法制備樣品再使用ICP-MS(ElementⅡ)測試，分析精度為：按照GSR-1和GSR-2國家標準，當元素含量大于10×10-6時，其精度優(yōu)于5%，當含量小于10×10-6時，其精度優(yōu)于100%。

表1 水仙南I號雜巖體主量元素和微量元素參數(shù)

4 巖石地球化學特征

4.1 主量元素

由5件樣品的全巖地球化學分析結(jié)果可見，其SiO2含量為48.44%～59.88，平均值為52.05%，其中1件樣品SiO2含量位于53%～66%參考范圍內(nèi)，為中性巖，其他都位于基性巖的范疇之內(nèi)；Al2O3含量為6.12%～18.04，平均值為14.0%，整體含量較高，TiO2含量為0.28%～1.10%，平均值為0.72%，與島弧拉斑玄武巖的0.84%較為接近[6]；GaO含量為6.04%～14.45%，平均值為11.11%；MgO含量為2.79%～17.25%，平均值為9.01%，略高于中國火成巖中輝長巖的平均值6.47%[7]，與大西洋洋中脊玄武巖平均含量9.04%較為接近；K2O+Na2O含量為0.98%～5.36%，平均值為3.34%；K2O/Na2O值為1.55 ～3.41，顯示富鈉貧鉀特征。里特曼指數(shù)(σ)為0.18～2.04，小于3.3，在TAS圖解(圖4)中除SXN-Y2樣品落入閃長巖區(qū)域外，其他樣品均落入輝長巖和輝長閃長巖區(qū)域內(nèi)，為亞堿性系列。

圖4 巖石系列TAS分類圖解

4.2 稀土元素特征

在巖石稀土元素配分圖(圖5)中，水仙南巖漿雜巖總體呈REE平坦型，總體呈現(xiàn)出輕微的右傾分配模式，具有輕稀土略富集、重稀土略虧損的特征，類似于殼源巖漿的稀土元素分配形式。稀土元素總量∑REE=66.58×10-6～169.65×10-6，均值為117.94×10-6，∑LREE=54.86×10-6～151.87×10-6，∑HREE=11.72×10-6～28.36×10-6，∑LREE/∑HREE=3.78～8.54，(La/Yb)N=3.48～10.34，(La/Sm)N=1.27～3.55，顯示輕、重稀元素之間分餾不顯著。δEu=0.42～1.04，呈弱負異常，說明存在一定程度的斜長石分異結(jié)晶作用。

張照偉等[8]指出夏日哈木超基性巖體巖石稀土總量元素均較低，∑REE=7.62×10-6～51.63×10-6，大多數(shù)超鎂鐵質(zhì)巖石沒有明顯的Eu異常。夏日哈木雜巖體(La/Yb)N=1.67～11.35，(La/Sm)N=1.21～3.76，Sm/Nd=0.19～0.26，顯示巖石源于虧損地幔源的特征。水仙南雜巖體(La/Sm)N=1.27～3.55，(La/Yb)N=3.48～10.34，Sm/Nd=0.19～0.26，這些特征與夏日哈木雜巖體相似，說明水仙南雜巖體巖石也源于虧損地幔。

圖5 水仙南雜巖體稀土元素球粒隕石標準化配分圖

4.3 微量元素特征

水仙南巖漿雜巖中的過渡族元素含量相對較高，其中Cr、Co和Ni的含量分別為4.99～592、16.1～77.8和4.08～430，這暗示了巖石未發(fā)生明顯的分離結(jié)晶作用。

在微量元素原始地幔標準化蛛網(wǎng)圖上(圖6)，樣品數(shù)據(jù)點的分布形式總體相似，巖石富集大離子親石元素Rb、Th、U，相對虧損K和高場強元素La、Nb、P、Ta、Ti顯示同源巖漿的演化成因特征，同時TNT虧損特征表現(xiàn)出一定的弧巖漿巖的特征。Sr的富集可能是由于陸殼中Sr含量高造成的，表明該巖體在上升過程中遭受了一定程度的陸殼物質(zhì)混染, 但是樣品中Sr=173×10-6～1 610×10-6，平均值為801×10-6，遠高于大陸地殼Sr的平均值(325×10-6)，說明樣品中的Sr不可能來自地殼，主要繼承區(qū)源區(qū)特征。巖石P的強烈虧損，可能與源區(qū)殘留有大量的磷灰石或磷灰石的分離結(jié)晶有關[9-10]。巖漿雜巖的Zr/Y值(1.11～6.11)與島弧玄武巖接近。

圖6 水仙南雜巖體原始地幔標準化蛛網(wǎng)圖

5 探 討

5.1 源區(qū)探討及成因

地球化學特征顯示，水仙南巖漿雜巖具有島弧玄武巖的特征，Nb/U和Nb/La值與源區(qū)物質(zhì)有關，而與巖漿過程無關，樣品的Nb/U值為3.19～7.58，平均值為5.74，接近于大陸殼(中國東部地殼Nb/U值為9.6)；原始地幔和MORB的Nb/La大于1.0，而大陸地殼Nb/La平均值為0.7左右；樣品的Nb/La值為0.10～0.41，低于大陸地殼平均值，且結(jié)晶分異不會導致Nb/La值降低(Nb比La更不相容)，再次說明地殼混染不是主導因素，應主要是由地幔源區(qū)受到俯沖流體的交待所致[11-12]。

Th/Ta比值來判斷中基性巖是否發(fā)生地殼混染[13]。水仙南雜巖體樣品的Th/Ta比值為9.80～26.57，平均值為15.93，遠高于原始地幔Th/Ta比值(2.2)。另外，源于軟流圈地幔的玄武巖La/Nb<1.5，La/Ta小于22，巖石圈地幔來源的玄武巖則與之相反。水仙南雜巖體的La/Nb值介于2.4～9.3之間、La/Ta值介于28～158之間，兩者比值分別大于1.5和22。上述特征顯示巖石圈地幔源區(qū)的特征。

5.2 構(gòu)造環(huán)境

對于不同的大地構(gòu)造環(huán)境的地幔源區(qū)，在玄武質(zhì)巖漿作用過程中，同一種元素Th(或Nb、Zr)的不相容程度并非完全相同，Th、Nb、Zr不同元素之間的不相容性的差異更為明顯。因此，不同大地構(gòu)造環(huán)境的玄武巖，其巖漿源區(qū)的Th、Nb、Zr成分不同，正是由于這一原因，使其可以用來作為構(gòu)造環(huán)境判別的特征元素[14]。巖漿雜巖的地球化學特征顯示所有樣品具有大離子親石元素富集、高場強元素虧損的特征，與島弧火山巖的特征類似。同時巖漿雜巖Th/Ta比值最小值為9.80，通常認為Th/Ta比值大于3為島弧環(huán)境的特征[6]。在基性火山巖構(gòu)造環(huán)境判別圖中，巖漿雜巖樣品數(shù)據(jù)點均落入火山弧玄武巖區(qū)域。在(Y+Nb)-Rb判別圖中，巖漿雜巖樣品數(shù)據(jù)點均落入VAG區(qū)域，在Y-Nb判別圖上樣品數(shù)據(jù)點落入VAG+Syn-COLG區(qū)域(圖7)，顯示巖漿雜巖形成于島弧環(huán)境。

圖7 水仙南巖漿雜巖體構(gòu)造環(huán)境判別圖

巖石TiO2的含量較低，含量范圍為0.28～1.10%，低于MORB和OIB(平均大于1.5%和大于2.0%)，與島弧巖漿巖的含量接近。在氧化物變異圖解中，所有樣品數(shù)據(jù)點具有一定的線性關系，顯示巖漿雜巖經(jīng)歷了良好的結(jié)晶分異作用。在稀土元素中，具有弱的負Eu異常，暗示有程度較弱的斜長石的結(jié)晶分異作用，其配分形式與島弧火山巖的稀土元素配分形式相似。

劉戰(zhàn)慶等[4]認為，在晚寒武世—早志留世期間，原特提斯洋向北俯沖消減，東昆侖地區(qū)在此時限內(nèi)轉(zhuǎn)化為溝—弧—盆體系。位于東昆中清水泉—可可沙—科科可特一線發(fā)育的島弧型中酸性侵入巖[15-16](515～427 Ma)，可能就是該時期洋殼俯沖事件的相應。據(jù)孫豐月老師團隊口述水仙南巖漿雜巖形成年齡約430 Ma，略夏日哈木雜巖體的年齡略有接近，但略早于夏日哈木雜巖體的成巖年齡。說明水仙南雜巖體形成于原特提斯洋洋殼向北俯沖的島弧環(huán)境。

6 結(jié) 論

1)水仙南基型—超基型雜巖體形態(tài)呈長條狀，巖石類型主要以輝石巖、角閃輝石巖、輝長巖為主。

2)巖體除個別樣品外，均落入輝長巖與輝長閃長巖區(qū)域，屬亞堿型系列；巖體具有右傾型稀土配分模式，δEu具有弱的負異常，說明巖漿在演化過程中經(jīng)歷了一定程度的分離結(jié)晶作用。

3)雜巖體具有巖石圈幔源特征，形成的構(gòu)造環(huán)境為島弧環(huán)境。