樊生龍，劉子銳，胡妍，胡永興，黃增保，張翔

（甘肅省地質(zhì)調(diào)查院，甘肅蘭州 730000）

北祁連造山帶在寒武紀(jì)中后期形成洋盆，于奧陶紀(jì)早期開始向華北板塊俯沖，到奧陶紀(jì)末—志留紀(jì)中后期碰撞造山[1]。多數(shù)學(xué)者對(duì)北祁連造山帶出露的花崗巖的研究發(fā)現(xiàn)，自?shī)W陶紀(jì)—中泥盆世，北祁連造山帶經(jīng)歷了祁連板塊向華北板塊俯沖、碰撞環(huán)境，構(gòu)造環(huán)境復(fù)雜[2-4]。而位于北祁連中段的窯井子巖體的研究?jī)H停留在基礎(chǔ)研究階段，缺少巖石學(xué)方面研究；本文對(duì)窯井子巖體進(jìn)行巖石地球化學(xué)研究，并探討了其巖石成因及構(gòu)造環(huán)境，以期為北祁連構(gòu)造演化提供一些基礎(chǔ)研究資料。

1 地質(zhì)背景

研究區(qū)位于北祁連中段，構(gòu)造屬北祁連弧后盆地。區(qū)域上出露地層有寒武紀(jì)大黃山組，石炭紀(jì)臭牛溝組、羊虎溝組，二疊紀(jì)大黃溝組、窯溝組和紅泉組，侏羅紀(jì)窯街組和享堂組，第三系和第四系。區(qū)內(nèi)斷裂、褶皺構(gòu)造發(fā)育，主要呈北西向、北東向展布。區(qū)域上中酸性侵入巖較為發(fā)育，多呈橢圓形的大巖基、巖株產(chǎn)出，主要有蓮花山巖體、北大板巖體、毛藏寺巖體等。

2 巖體地質(zhì)及巖相學(xué)

窯井子巖體位于武威市金山鄉(xiāng)西南約4km，巖體呈北西西向延伸，侵入于寒武系花崗閃長(zhǎng)巖中，并與寒武系大黃山組呈侵入接觸；與侏羅系窯街組，二疊系大黃溝組，石炭系臭牛溝組呈不整合接觸（圖1）。巖體分為兩期次侵入，早期侵入巖性為正長(zhǎng)花崗，呈巖基產(chǎn)出；晚期侵入巖性為二長(zhǎng)花崗巖，呈巖枝或巖墻零星出露。

窯井子巖體主要巖性以肉紅色中粗粒正長(zhǎng)花崗巖為主，其次為肉紅色似斑狀正長(zhǎng)花崗巖，局部為肉紅色中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖；肉紅色中粗粒正長(zhǎng)花崗巖，礦物組成為鉀長(zhǎng)石(35%～40%)、斜長(zhǎng)石(15%～20%)、石英（25%～30%）、黑云母（2%～3%）、角閃石（3%～5%）和褐簾石（1%～2%）等，副礦物為磁鐵礦和磷灰石。

3 樣品特征及分析方法

本次工作在窯井子巖體中部窯井子一帶采集了新鮮無蝕變的5 件樣品（單件樣品重量5kg）用于地球化學(xué)分析，樣品編號(hào)自南向北為K2-ZW7～K2-ZW11（圖1）。

巖石化學(xué)分析由核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測(cè)試研究中心完成。主量元素采用Axios-mAX 波長(zhǎng)色散X射線熒光光譜儀完成，微量元素和稀土元素采用ELEMENT XR 等離子體質(zhì)譜儀分析，分析相對(duì)誤差一般優(yōu)于5%，鍶、釹、鉛同位素分析采用ISOPROBE-T 熱表面電離質(zhì)譜儀，Phoenix 熱表面電離質(zhì)譜儀完成，分析誤差為2σ。

4 分析結(jié)果

窯井子正長(zhǎng)花崗巖主微量元素分析結(jié)果有以下幾方面特征：①巖石屬中酸性侵入巖，ω（SiO2）介于65.34%～69.95%；②中等富堿質(zhì)，ω（K2O+Na2O）=7.08%～8.12%，平均7.59%，K2O＞Na2O，K2O/Na2O=1.76～2.31，平 均2.01，堿 度 率（AR）為2.69～3.17，K2O-SiO2圖上為鉀玄巖系列；里特曼指數(shù)（σ）為2.01～2.95，為鈣堿性系列；③偏鋁質(zhì)，Al2O3=12.99%～14.05%，平均13.53%，A/CNK 介于0.95～1.10，平均0.99，小于1.1，鋁弱飽和，堿鋁指數(shù)（AKI）為1.37～1.45，平均1.4。

窯井子正長(zhǎng)花崗巖稀土總量∑REE=（214.66～529.51）×10-6，平均330.02×10-6；中等負(fù)Eu 異常（δEu=0.53～0.87，平均0.7）；輕重稀土比LREE/HREE=4.33～8.04，平均6.41。在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化的稀土元素分布模式圖中（圖2b），曲線為右傾，輕稀土富集，輕重稀土分餾明顯。

微量元素中高場(chǎng)強(qiáng)元素（如Nb、Ta、Hf、Th 等）含量低。如ω（Nb）=（7.133～16.320）×10-6，ω（Ta）=（0.444～1.114）×10-6，ω（Hf）=（2.705×～4.329）×10-6，ω（Th）=（5.712～13.928）×10-6。在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化的微量元素蛛網(wǎng)圖中（圖2a），表現(xiàn)為Nb、Ta、La、Ce、P、Ti元素相對(duì)虧損，Rb、K、Pb、Sm元素富集，具島弧花崗巖特征。

5 討論

5.1 巖石類型

窯井子巖體主量元素SiO2含量中等，其A/CNK=0.95～1.10，平均0.99，小于1，鋁飽和指數(shù)不高，巖石中未出現(xiàn)白云母、堇青石等過鋁制礦物，與S型花崗巖特征不符，巖石中Fe2O3含量較高，平均3.87（I 型平均1.04，S 型平均0.56），Rb/Sr 較低，平均0.56（I 型平均0.61，S 型平均1.81），這些特征與I 型花崗巖特征相似[5]，有學(xué)者研究認(rèn)為，通過礦物成分中的部分礦物（角閃石、堇青石、堿性暗色礦物）可作為區(qū)分I、S、A 型花崗巖的依據(jù)[6]，窯井子巖體正長(zhǎng)花崗巖含有少量的角閃石（3%～5%），也指示巖石屬I型花崗巖，結(jié)合窯井子正長(zhǎng)花崗巖Y-SiO2圖解（圖3），樣品點(diǎn)均落入I型花崗巖區(qū)域，因此窯井子正長(zhǎng)花崗巖屬I型花崗巖。

有研究者發(fā)現(xiàn)地幔及地殼巖漿混合及下地殼巖漿上升中與上地殼巖石混染等可形成I型花崗巖，窯井子巖體Nb、Ta、Ti負(fù)異常和較低的Nb/Ta值表明巖石具有俯沖帶幔源巖石的特征[7]；Rb/Sr值（0.45～0.67，平均0.55）介于上地幔0.034[8]和地殼值5.36～6.5[9]之間，而在野外調(diào)查中，巖體中普遍發(fā)育暗色閃長(zhǎng)質(zhì)包體，均對(duì)源巖為經(jīng)歷了殼?；旌线M(jìn)行了證明。因此，筆者認(rèn)為窯井子巖體為殼?；旌铣梢颉?/p>

5.2 構(gòu)造環(huán)境

花崗巖的成分和成因與所處的構(gòu)造環(huán)境有著密切的關(guān)系，窯井子巖體微量元素虧損Nb、P、Ti 等高場(chǎng)強(qiáng)元素，富集Rb、Th、K 等大離子親石元素，具島弧花崗巖特征。有研究表明正常厚度陸殼中Sr＜400×10-6,Yb＞1.5×10-6[10]，窯井子巖體正長(zhǎng)花崗巖樣品中Sr 均值為394×10-6,Yb均值為2.93×10-6，表明窯井子巖體正長(zhǎng)花崗巖形成于正長(zhǎng)厚度陸殼，為俯沖環(huán)境。依據(jù)Barbarin 花崗巖類類型劃分，窯井子正長(zhǎng)花崗巖屬含角閃石鈣堿性花崗巖類（ACG），一般認(rèn)為ACG花崗巖類與成熟的俯沖帶有關(guān)，也說明窯井子正長(zhǎng)花崗巖形成于板塊俯沖環(huán)境。結(jié)合構(gòu)造判別圖（圖4），多數(shù)點(diǎn)處于火山弧花崗巖區(qū)，靠近同碰撞花崗巖區(qū)；而在構(gòu)造環(huán)境（R1-R2）判別圖上，多數(shù)點(diǎn)位于板塊碰撞前消減地區(qū)花崗巖區(qū)（圖5），接近同碰撞花崗巖區(qū)，少數(shù)點(diǎn)處于同碰撞花崗巖區(qū)，表明俯沖已進(jìn)入末期。因此筆者認(rèn)為窯井子正長(zhǎng)花崗巖形成于板塊俯沖末期。

6 結(jié)語(yǔ)

從窯井子正長(zhǎng)花崗巖巖石學(xué)、巖石地球化學(xué)分析，窯井子正長(zhǎng)花崗巖為I型花崗巖，巖漿物源來自上地殼古中元古代地層，受到幔源物質(zhì)混染。其構(gòu)造環(huán)境為板塊俯沖末期島弧環(huán)境。