白松—奔都地區(qū)晚三疊世義敦島弧帶火山巖巖石地球化學(xué)特征及成因

賀親志，賈志泉，駱志紅

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白松—奔都地區(qū)晚三疊世義敦島弧帶火山巖巖石地球化學(xué)特征及成因

賀親志，賈志泉，駱志紅

（四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局一○八地質(zhì)隊(duì)，成都 611230）

白松—奔都地區(qū)義敦島弧帶火山巖，系三疊系上統(tǒng)曲嘎寺組和圖姆溝組一套基—酸性火山巖。其中曲嘎寺組火山巖為玄武巖、玄武安山巖組合；圖姆溝組火山巖為玄武安山巖、流紋巖組合。流紋巖中可見黃鐵礦化和銅、鉛、鋅等礦化。曲嘎寺組玄武巖屬大洋拉斑玄武巖（OT），圖姆溝組玄武巖屬大陸拉斑玄武巖（CT）。

晚三疊世；義敦島弧帶；火山巖；白松-奔都地區(qū)

白松—奔都地區(qū)晚三疊世義敦島弧帶火山活動(dòng)較強(qiáng)，火山巖較為發(fā)育，火山巖分布于金沙江蛇綠混雜巖帶、中咱—中甸地塊之西側(cè)沙魯里—義敦島弧帶。該島弧帶內(nèi)火山巖前人進(jìn)行過一定程度的研究，本文通過1︰5萬白松—奔都地區(qū)區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查項(xiàng)目，對義敦島弧帶火山巖進(jìn)行研究，取得了新的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步探討義敦島弧帶火山巖巖石特征及構(gòu)造背景。

1 地質(zhì)構(gòu)造背景及成巖時(shí)代

研究區(qū)位于西南三江中段，西臨金沙江結(jié)合帶，橫跨中咱—中甸地塊，東部跨入甘孜—理塘弧盆系之義敦島弧帶，經(jīng)歷了特提斯洋的發(fā)展、閉合消亡、碰撞、造山等多期構(gòu)造與巖漿活動(dòng)，是華力西晚期以來構(gòu)造—巖漿的強(qiáng)烈活動(dòng)區(qū)，造就了研究區(qū)內(nèi)南北向三個(gè)截然不同的構(gòu)造單元，經(jīng)歷了印支期至喜山期多期強(qiáng)烈的造山運(yùn)動(dòng)，使區(qū)內(nèi)發(fā)育緊閉的線狀褶皺與疊瓦式逆沖斷裂，形成了主體呈南北向展布的構(gòu)造形跡。

晚三疊世義敦島弧帶火山巖主要分布在三疊系上統(tǒng)的曲嘎寺組和圖姆溝組地層中，為一套基—酸性火山巖。分布在得榮縣白依鄉(xiāng)、子洼蟲草山、珠來、東旺鄉(xiāng)等地區(qū)，產(chǎn)出形態(tài)主要為條帶狀、透鏡狀和串珠狀，寬度0.1~2km，長度0.2~1.5km不等，走向多為南北向或近南北向，與調(diào)查區(qū)主斷裂走向一致，以溢流相為主。

2 巖石組合特征

白松—奔都地區(qū)義敦島弧帶火山巖分布于上三疊統(tǒng)圖姆溝組、曲嘎寺組地層中，主要為一套基—酸性火山巖。上三疊統(tǒng)曲嘎寺組廣泛發(fā)育基性火山巖，中酸性火山巖發(fā)育于圖姆溝組地層中。主要巖石類型有玄武巖、安山巖、英安巖、流紋巖、火山角礫巖等。

3 主量元素特征

白松—奔都地區(qū)義敦島弧帶火山巖主量元素測試結(jié)果原分含量見表1，標(biāo)準(zhǔn)礦物特征見表2。

曲嘎寺組玄武巖SiO2含量介于49.78%~52.57%，平均51.4%，基本上在基性巖的范圍之內(nèi)；MgO含量介于7.36%~8.05%，平均7.6%，比世界玄武巖平均值（6.73%）明顯偏高；FeO含量介于6.93%~7.78%，平均7.43%，F(xiàn)e2O3含量介于0.67%~1.52%，平均0.96%，所有樣品都是FeO含量大于Fe2O3，氧化系數(shù)不高，顯示巖樣普遍較新鮮，保證了分析樣品的采樣質(zhì)量；圖姆溝組玄武巖SiO2含量介于48.37%~51.63%，平均50.36%，基本上在基性巖的范圍之內(nèi)；MgO含量介于3.63%~5.65%，平均4.86%，比世界玄武巖平均值（6.73%）明顯偏低；FeO含量介于1.72%~9.9%，平均7.03%，F(xiàn)e2O3含量介于1.54%~3.12%，平均2.02%，所有樣品都是FeO含量大于Fe2O3，氧化系數(shù)不高，顯示巖樣普遍較新鮮，保證了分析樣品的采樣質(zhì)量；圖姆溝組流紋巖SiO2含量介于67.83%~76.69%，平均72.57%；TiO2含量介于0.58%~0.70%，平均0.63%； Al2O3含量介于8.06%~14.47%，平均10.99%；Fe2O3含量介于0.41%~3.29%，平均2.12%；FeO含量介于0.45%~3.65%，平均1.61%；MgO含量介于0.42%~1.87%，平均1.15%；MnO含量介于0.01~0.07%，平均0.04%；CaO含量介于0.17%~2.33%，平均1.6%；K2O含量介于1.63%~7.67%，平均3.81%；Na2O含量介于0.44%~1.68%，平均1.10%； P2O5含量介于0.15%~0.43%，平均0.25%。與世界上流紋巖平均值相比，測區(qū)流紋巖具低K2O+Na2O、Al2O3，高CaO 、TiO2、TFe的特征。

曲嘎寺組玄武巖m/f比值范圍在1.54~1.7之間，平均1.6，屬鐵質(zhì)基性巖類（m/f=0.5~2，邱家驤，1991）。K2O含量0.2%~0.34%，平均0.25%，Na2O含量3.5%~5.25%，平均4.63%，與世界玄武巖平均值比較，K2O含量（1.10%）偏低近4倍，而Na2O的含量與世界玄武巖平均值（2.91%）相比，則明顯偏高，這可能與海相成因相關(guān)聯(lián)。Al2O3含量15.73%~19.12%，平均17.89%，與世界玄武巖平均值（15.74%）比明顯偏高，表明巖石富鋁。

圖姆溝組玄武巖m/f比值范圍在0.83~1.39之間，平均0.96，屬鐵質(zhì)基性巖類。K2O含量1.06%~6.1%，平均2.82%，Na2O含量0.61%~2.88%，平均2.02%，與世界玄武巖平均值比較，K2O含量（1.10%）偏高2.7倍，而Na2O的含量與世界玄武巖平均值（2.91%）相比，則偏低。Al2O3含量11.56%~16.96%，平均14.29%，與世界玄武巖平均值（15.74%）比明顯偏低。

巖石化學(xué)分類命名在TAS圖解上以玄武安山巖（O1）、流紋巖（R）為主，個(gè)別樣品為玄武粗安巖（S2）（圖1）?；鹕綆r巖石系列劃分在Yoder和Tilley（1962）的陽離子標(biāo)準(zhǔn)礦物Ol’-Ne’-Q’三角圖解上判屬為亞堿性系列（圖2）。該處亞堿性系列的玄武巖進(jìn)一步用FAM圖（圖3）判別，樣品主要判屬鈣堿性玄武巖系列，只有與前述巖石化學(xué)成分特點(diǎn)相符合；用An-Ab'-Or圖（圖4）判別，曲嘎寺組火山巖樣品投在鈉質(zhì)區(qū)，圖姆溝組火山巖主要投在鉀質(zhì)區(qū)。

圖1 義敦島弧帶火山巖SiO2-Na2O+K2O圖解－Irvine 分界線，上方為堿性，下方為亞堿性

圖2 義敦島弧帶火山巖陽離子標(biāo)準(zhǔn)礦物Ol’-Ne’-Q’三角圖解

圖3 義敦島弧帶亞堿性火山巖FAM圖解 圖4 義敦島弧帶亞堿性火山巖An-Ab'-Or圖解（據(jù)T N Irvine等,1971）

▲曲嘎寺組玄武巖、■圖姆溝組玄武巖-玄武安山巖、●圖姆溝組英安巖-流紋巖

這些特征反映在C.I.P.W標(biāo)準(zhǔn)礦物含量上。曲嘎寺組玄武巖具有較高的剛玉（7.88%~9.24%）和紫蘇輝石（13.59%~132.68%），堿性長石含量很低而斜長石含量極高（39.65%~56.12%）等特征，反映出高鋁玄武巖的一系列巖化特征。圖姆溝組玄武巖普遍含有石英（3.08%~10.56%），平均值為5.69%，具有較高的透輝石（7.5%~26.4%）和紫蘇輝石（17.66%~29.65%），堿性長石、斜長石含量也極高（26.24%、34.03%）等特征，反映出鈣堿性玄武巖的一系列巖化特征。

曲嘎寺組玄武巖里特曼指數(shù)σ=1.79~2.7，平均值2.39，屬于亞堿性系列， 2件樣品標(biāo)準(zhǔn)礦物中出現(xiàn)了石英，說明整體硅過飽和，2件樣品標(biāo)準(zhǔn)礦物中出現(xiàn)了剛玉，說明整體鋁過飽和，固結(jié)指數(shù)為34.88~39.56，平均值為36.46，在久野（1957）等日本不同類型火山的固結(jié)指數(shù)中玄武巖的分異指數(shù)（30~40）范圍內(nèi)；分異指數(shù)為33.11~51.26，平均值44.3，介于主要火成巖的分異指數(shù)中玄武巖與安山巖間（其值為35~56）（桑湯和塔塔爾，1960）。

圖姆溝組玄武巖里特曼指數(shù)σ=0.36~5.15，平均值2.34，整體屬于亞堿性系列， 2件樣品標(biāo)準(zhǔn)礦物中出現(xiàn)了剛玉，說明整體鋁過飽和，固結(jié)指數(shù)為22.41~32.17，平均值為25.93，在久野（1957）等日本不同類型火山的固結(jié)指數(shù)中安山巖的分異指數(shù)（20~30）范圍內(nèi)；分異指數(shù)為22.86~60.16，平均值42.44，介于主要火成巖的分異指數(shù)中玄武巖與安山巖間（其值為35~56）（桑湯和塔塔爾，1960）。

圖姆溝組流紋巖里特曼指數(shù)σ=0.32~2.2.58，平均值1.1，屬于亞堿性系列， 2件樣品標(biāo)準(zhǔn)礦物中出現(xiàn)了石英，說明整體硅過飽和，2件樣品標(biāo)準(zhǔn)礦物中出現(xiàn)了剛玉，說明整體鋁過飽和，固結(jié)指數(shù)為3.48~20.24，平均值為12.9，在久野（1957）等日本不同類型火山的固結(jié)指數(shù)中安山巖的分異指數(shù)（10~20）范圍內(nèi)；分異指數(shù)為73.85~87.88，平均值81.71，介于主要火成巖的分異指數(shù)中流紋巖與石英粗安巖間（其值為68~88）（桑湯和塔塔爾，1960）。

總而言之，白松—奔都地區(qū)義敦島弧帶玄武安山巖具備亞堿性系列鈣堿性玄武巖的一般特性。曲嘎寺組玄武巖巖石化學(xué)特征具有高鎂低鉀及富鈉的顯著特點(diǎn)，Na/K=18.18，鋁含量高，判屬高鋁玄武巖基本恰當(dāng)；圖姆溝組玄武巖巖石化學(xué)特征具有富堿，CaO、TFeO、MgO較低，Na/K=0.72，屬于亞堿性鉀質(zhì)玄武巖。

4 稀土元素特征

白松—奔都地區(qū)義敦島弧帶火山巖稀土元素特征見表3。

曲嘎寺組的玄武安山巖稀土總量ΣREE為32×10~6~45.3×10~6，平均值為36.5×10~6，與基性巖稀土總量豐度（85ppm）（據(jù)K.圖爾基安，1961）相比，低了2倍多。南京大學(xué)劉英俊等認(rèn)為大洋玄武巖的ΣREE高于基性巖約96ppm，與它相比則更低了。相對而言，這里的玄武巖ΣREE含量雖然在基性巖范疇之內(nèi)，但卻明顯偏低，表明它們比一般的玄武巖來源更深。

圖5 稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖

LREE值在20.1×10~6~31.6×10~6之間，平均24.3×10~6，HREE值在11.2×10~6~13.7×10~6之間，平均12.2×10~6，LREE/HREE=1.7~2.3，平均值為2，比值變化窄，比值較小，這些特征反映在稀土配分模式圖（圖5）上，以球粒隕石型為主，少數(shù)呈輕稀土略富集模式，即多數(shù)具有大洋拉斑玄武巖的（平坦型）特征（李昌年，1992）。特征值（La/Yb）N介，1.1~1.9，平均值1.4，輕稀土略富集，稀土分餾不明顯，巖石稀土配分模式為平坦曲線，與島弧拉斑玄武巖曲線較為接近。δEu=1.02~1.21，平均值為1.1，1件樣品具有明顯的Eu正異常，2件樣品具有略微的正Eu異常，反映在稀土配分模式圖上，在Eu處基本上是直線延伸，個(gè)別巖樣具有輕微的正Eu異常。δEu值也是判別巖石中稀土分異的主要參數(shù)，沒有異常即沒有分異；δCe為0.88~0.91，平均值0.9，均具不明顯的Ce負(fù)異常。

綜上可見，不論從稀土元素含量，數(shù)值特征及配分模式圖分析，該處玄武巖都具有洋中脊玄武巖的一系列特征。

圖姆溝組的玄武安山巖稀土總量ΣREE為85.5×10~6~266.1×10~6，平均值為175.6×10~6，與基性巖稀土總量豐度（85ppm）（據(jù)K.圖爾基安，1961）相比，低了2倍多。

LREE值在66.4×10~6~235.8×10~6之間，平均153.5×10~6，HREE值在10.9×10~6~30.3×10~6間，平均22.1×10~6，LREE/HREE=3.5~9.0，平均值為7.0，比值變化寬，比值較大；特征值（La/Yb）N介于3.4~10.5，平均值8.4，稀土分餾明顯，特征值（La/Sm）N介于1.9~3.46，平均值2.84，輕稀土分餾明顯，特征值（Gd/Yb）N介于1.46~2.31，平均值1.91，重稀土分餾不明顯，巖石稀土配分模式為右傾曲線，與島弧拉斑玄武巖曲線較為接近。δEu=0.77~1.29，平均值為0.94，1件樣品具有明顯的Eu正異常，3件樣品具有負(fù)Eu異常；δCe為0.86~0.95，平均值0.92，均具不明顯的Ce負(fù)異常。

綜上可見，曲線右傾，輕稀土分餾明顯，重稀土分餾不明顯，該巖漿作用為部分熔融作用，該巖石富集輕稀土，與高鉀安山巖曲線較為相近。

流紋巖稀土總量ΣREE為90.5×10~6~187×10~6，平均值為145.3×10~6，LREE值在84×10~6~168.3×10~6之間，平均130.9×10~6，HREE值在6.5×10~6~18.8×10~6之間，平均14.3×10~6，LREE/HREE=7.9~13，平均值為10.0，輕稀土分餾明顯，重稀土分餾不明顯；δEu=0.67~1.14，平均值為0.83，1件樣品具有明顯的正Eu異常，2件樣品具有明顯的負(fù)Eu異常；δCe為0.9~0.95，平均值0.93，均具不明顯的Ce負(fù)異常；特征值（La/Yb）N介于9.1~11.5，平均值為10.6。巖石稀土配分模式為右傾曲線。

巖石酸性程度越高δEu值越小，表明巖石酸性程度越高，其Eu虧損程度越大；巖石中LREE/HREE、（La/Sm）N、（La/Yb）N、（Ce/Yb）N等值均隨巖石酸度增高而增大，表明巖漿熔融程度及結(jié)晶分異程度等均隨巖石的酸度增高面增強(qiáng)。

5 微量元素特征

白松—奔都地區(qū)義敦島弧帶火山巖微量元素測試結(jié)果見表4。曲嘎寺組玄武巖大離子親石元素中的Sr含量223×10-6~619×10-6，平均500×10-6，與基性巖的豐度值440ppm（維諾格拉多夫，1962）相比高得多；Rb元素含量5.6×10-6~12.7×10-6，平均8.7×10-6，與基性巖豐度值相比（30ppm，Turekian and Wedepohl，1961），也明顯偏低；Ba元素也是明顯偏低，平均值含量157.2 ×10-6，與同類巖石豐度值（300ppm，維諾格拉多夫，1961）相比偏低1余倍。惰性元素N含量區(qū)間在2.2×10-6~4.7×10-6，平均值3.1×10-6，與同類巖石中的豐度值（20ppm，維諾格拉多夫，1961）相比低了6倍多；玄武巖中Ta和Zr的含量與同類巖石豐度值相比，也明顯偏低。使用微量元素Hf/3-Th-Nb/16圖解判斷玄武巖生成構(gòu)造背景絕大部分樣點(diǎn)落入島弧拉斑玄武巖區(qū)域。因此判為島弧環(huán)境下的產(chǎn)物是恰當(dāng)?shù)?，而且與巖化判別相呼應(yīng)。

圖6 義敦島弧帶火山巖玄武巖微量元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖

這些含量特征反映在微量元素MORB標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖（圖6）中則見大離子親石元素中的Rb、K虧損最為明顯，Sr明顯富集，而惰性元素Ta也具有明顯的富集狀態(tài)，Th也顯虧損。與裂谷初期玄武巖（Holm，1985）曲線較為相似。

圖姆溝組玄武安山巖大離子親石元素中的Sr含量183×10-6~1 329×10-6，平均629.9×10-6，介于中性巖與基性巖的豐度值范圍內(nèi)（440~800ppm）（維諾格拉多夫，1962）；Rb元素含量33.5×10-6~134×10-6，平均80.6×10-6，與中性巖豐度值相比（30ppm，Turekian and Wedepohl，1961），也明顯偏低；Ba元素也是明顯偏低，平均值含量743.5×10-6，與同類巖石豐度值（600ppm，維諾格拉多夫，1961）相比偏高。惰性元素Nb的含量區(qū)間在7.7×10-6~43.8×10-6，平均值20.0×10-6，與基性巖石中的豐度值（20ppm，維諾格拉多夫，1961）相近，與中性巖石中的豐度值（3.6ppm，維諾格拉多夫，1961）相比高了近6倍；玄武安山巖中Ta和Zr的含量與基性巖石豐度值相比，較為接近，玄武安山巖的Nb/Ta平均值為16.67，與基性巖中Nb/Ta=17.3較為接近，與中性巖中Nb/Ta=5.1相比高3倍。放射性生熱元素Th、U的含量明顯比同類巖石高，但Th/U的值2.83與基性巖的豐度比值接近（Th/U=3）。

總體來看，大離子親石元素的量介于中性巖與基性巖的豐度值范圍內(nèi)，惰性元素的含量及比值多在接近基性巖的值；玄武安山巖的Th/U=2.83與基性巖的豐度比值接近（Th/U=3）。

2件樣品（D6976-XT1、D6912-XT1）的蛛網(wǎng)圖曲線與大洋玄武巖火山弧型較為相近，2件樣品（D6865-XT1、D5821-XT1）的蛛網(wǎng)圖曲線與大洋洋島型曲線較為接近。

圖姆溝組流紋巖微量特征與玄武安山巖的較為相似，大離子親石元素富集，惰性元素多為虧損，放射性元素含量較高，與火山弧玄武巖微量元素比值蛛網(wǎng)圖曲線較為相近。

總體來說曲嘎寺組玄武巖微量元素含量明顯比圖姆溝組火山巖的微量元素低，位于蛛網(wǎng)圖的下部，曲嘎寺組火山巖的微量蛛網(wǎng)曲線與MORB曲線較為相近。

6 構(gòu)造背景討論

利用巖石化學(xué)成分投影于里特曼-戈蒂尼圖解（圖7），在該圖解中，樣品落入造山帶火山巖區(qū)；投影于TiO2-K2O-P2O5圖解（圖8）中曲嘎寺組主要投入大洋拉斑玄武巖（OT），圖姆溝組主要投入大陸拉斑玄武巖（CT）。

圖7 義敦島弧帶火山巖logδ-logτ圖解

A區(qū)-非造山帶地區(qū)火山巖， B區(qū)-造山帶地區(qū)火山巖，C區(qū)-A區(qū)、B區(qū)派生的堿性、富堿巖；J-日本火山巖

圖8 火山巖TiO2-K2O-P2O5圖解

OT大洋拉斑玄武巖；CT大陸拉斑玄武巖

7 結(jié)論

研究區(qū)屬義敦弧后盆地，盆地內(nèi)出露晚三疊世曲嘎寺組、圖姆溝組地層，處于一個(gè)濱岸至陸棚的環(huán)境；在白依—珠來一線以西部分至德來—定曲斷裂以東部分，具有陸緣特征，巖漿巖屬鈣堿性系列，向上有向堿性系列過渡的特征；在白依—珠來一線以東直至出圖，具島?。ɑ蛟焐綆В┨卣?，巖漿巖屬鈣堿性系列并具有雙峰式火山巖特征。

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Petrogeochemistry and Genesis of Late Triassic Volcanic Rock in the Baisong –Bendu Region, Yidun Island Arc

HE Qin-zhi JIA Zhi-quan LUO Zhi-hong

(No.108 Geological Team, BGEEMRSP, Chengdu 611230)

Late Triassic volcanic rock in the Baisong –Bendu Region, Yidun island arc is a set of basic and acid one of the Qugasi and Tumugou Formations. The Qugasi Formation is composed of basal and basalt-andesite. The Tumugou Formation consists of basalt-andesite and rhyolite. Pyritization and Cu-, Pb- and Zn-mineralization occur in the rhyolite. The basalt in the Qugasi Formation belongs to oceanic tholeiite, while the basalt of the Tumugou Formation belongs to continent tholeiite.

Late Triassic; Yidun island arc; volcanic rock; Baisong–Bendu region

2018-01-04

賀親志（1970-），男，重慶市渝北區(qū)人，工程師，主要從事固體礦產(chǎn)勘查、區(qū)域地質(zhì)（礦產(chǎn)）調(diào)查工作

P584

A

1006-0995（2018）02-0194-08

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.02.004