青海沱沱河地區(qū)晚三疊世高分異I型花崗巖的發(fā)現(xiàn)及其地質(zhì)意義

姜亞國 宇峰 楊永鋒 唐靜

[摘要]青海沱沱河地區(qū)扎那日根由早期花崗斑巖及晚期二長花崗巖組成，本文以花崗斑巖為研究對(duì)象，開展了巖石學(xué)及地球化學(xué)特征分析。花崗斑巖呈斑狀構(gòu)造，塊狀構(gòu)造，斑晶為石英、斜長石、鉀長石、黑云母，基質(zhì)為顯微文象結(jié)構(gòu)及球粒結(jié)構(gòu)。巖體具有高硅、富鉀低鈉和低磷含量特征，鋁飽和指數(shù)A/CNK為1.11～1.18，富集Th、Rb和K，虧損Sr、P、Ti，相對(duì)于Th和K虧損Ba。Nb，Ta具有弱的負(fù)異常，屬弱過鋁質(zhì)的高分異I型花崗巖類。根據(jù)1∶25萬直根尕卡幅報(bào)告，扎那日根巖體取得的年齡數(shù)據(jù)為216Ma、217Ma（單顆粒鋯石U-Pb同位素年齡值），即晚三疊世。推斷該巖體形成于后碰撞伸展階段，由底侵巖漿在上升到過程中可能混染了部分陸殼物質(zhì)，侵入到地殼淺處發(fā)生結(jié)晶分異作用。

[關(guān)鍵詞]花崗斑巖 巖石學(xué) 分異I型花崗巖 U-Pb測年 巖石成因

[中圖分類號(hào)]P54 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-9-18-5

羌塘東部地區(qū)1：25萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中，在治多縣扎那日根一帶發(fā)現(xiàn)了扎那日根巖體，認(rèn)為扎那日根巖體具有I-S 過渡型的特點(diǎn)， 其巖漿含有幔源成分（李莉，2007）。筆者在青海沱沱河地區(qū)1：5萬4幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中，經(jīng)詳細(xì)調(diào)查治多縣扎那日根巖體，發(fā)現(xiàn)巖體由早期花崗斑巖及晚期二長花崗巖、石英閃長巖組成。本文針對(duì)扎那日根巖體中花崗斑巖開展巖石學(xué)、地球化學(xué)等方面的研究，旨在為揭示該時(shí)期巖漿活動(dòng)及成礦背景提供新的參考。

1區(qū)域地質(zhì)

巖體地質(zhì)構(gòu)造位置處于華南板塊（Ⅱ）北羌塘—昌都陸塊（Ⅱ5）開心嶺—雜多島弧帶（Ⅱ5-5）內(nèi)（圖1）。該區(qū)構(gòu)造演化受特提斯不同構(gòu)造階段的動(dòng)力學(xué)體制制約，歷經(jīng)了洋陸轉(zhuǎn)換、盆山轉(zhuǎn)換、陸內(nèi)調(diào)整及高原隆升等階段，造就了現(xiàn)今構(gòu)造格局及地質(zhì)地貌景觀。

從區(qū)域上來看，在開心嶺—雜多島弧帶內(nèi)，早古生代變質(zhì)巖構(gòu)成了殘余古島弧帶的基底，泥盆系為臺(tái)型碎屑巖、碳酸鹽巖沉積，石炭系為拉張型盆地中的復(fù)理石砂板巖夾基性火山巖，二疊紀(jì)為開心嶺—雜多島弧—盆地系發(fā)育的主體，弧火山巖可見由下往上為玄武巖、安山巖玄武巖、灘礁相灰?guī)r、含煤碎屑巖的層序序列，類似于臺(tái)灣到菲律賓之間的巴坦群島的巖石組合序列的特點(diǎn)。中上三疊統(tǒng)為碎屑巖夾碰撞型中基性、中酸性和酸性弧火山巖，缺乏下三疊統(tǒng)，侏羅系—白堊系為海陸交互相至陸相紅色碎屑巖，其下缺乏下侏羅統(tǒng)，第三系為陸相紅色碎屑巖，分布局限。

該區(qū)巖漿巖以中酸性巖體為主，巖性主要為花崗巖。

2巖體地質(zhì)和巖相學(xué)

該巖體位于圖幅東南部扎那日根一帶，為一復(fù)式巖體，由早期的花崗斑巖和晚期的二長花崗巖組成，其中花崗斑巖為巖體的主體（圖1），巖體中被后期的二長花崗巖侵入。扎那日根巖體面積約36km2，地貌上形成高聳陡峻的山脈，最高點(diǎn)海拔5550m，其上有常年積雪形成的冰川。該巖體被下侏羅統(tǒng)那底崗日組不整合沉積覆蓋，且在二者接觸帶上為一套礫巖，具底礫巖性質(zhì)。

花崗斑巖呈肉紅色，塊狀構(gòu)造，斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶含量約35%，主要為石英（15%-18%）、斜長石（10%-12%）、鉀長石（5%-8%）、黑云母（1%-2%）；石英為它形圓狀，見港灣狀熔蝕邊圈，0.2～4.5mm均可見，但以1～2mm為主；長石以斜長石為主，鉀長石次之，均為半自形板狀，從0.2～4.5mm均可見，以0.5～1.5mm為主，表面污濁，斜長石呈淺褐灰色并見絹云母化，鉀長石呈黑灰色，伴有泥化；黑云母多為1～2mm，見2～3mm，見其撓曲變形，且全部褪色折出金屬礦物，局部可見聚斑及聯(lián)斑，且發(fā)育環(huán)邊文象結(jié)構(gòu)。基質(zhì)為顯微文象結(jié)構(gòu)、球粒結(jié)構(gòu)，約占65%，主要由鉀長石及少部分斜長石，石英組成。

3巖石地球化學(xué)特征

3.1主量元素

3.2全巖地球化學(xué)

表1列出扎那日根巖代表性巖石樣品的化學(xué)成分、CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物及主要的巖石化學(xué)參數(shù)。扎那日根花崗斑巖樣品中SiO2含量變化在75.6～77.2%，平均為76.2%，TiO2的變化范圍不大，為0.13%～0.17%，Al2O3在12.48%～12.90%，平均為12.66%；Na2O和K2O含量分別為3.25%～3.95%，4.03%～4.59%，K2O+Na2O含量為7.66～8.01%；K2O/Na2O均大于1，說明本區(qū)花崗巖主要富堿、相對(duì)富鉀特點(diǎn)。里特曼指數(shù)σ變化范圍為1.73～1.95，指示其為鈣堿性巖石。鋁飽和指數(shù)A/CNK的值為1.11～1.18，表明花崗巖為弱過鋁質(zhì)系列。分異指數(shù)DI=91.79～93.79，反應(yīng)巖體經(jīng)歷了高程度分異演化作用。

在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖上（圖2a），扎那日根花崗斑巖巖體富集大離子親石元素（如Th，Rb）和K，明顯虧損高場強(qiáng)元素（如Sr、P、Ti），相對(duì)于Th和K虧損Ba（圖2a）。Nb，Ta具有弱的負(fù)異常，可能指示巖漿來源于地殼重熔（李錦軼，2007），或源區(qū)有金紅石、鈦鐵礦等殘留，或與富Nb、Ta礦物結(jié)晶分異有關(guān)（Green and Pearson，1986）；Sr虧損常與巖漿中斜長石結(jié)晶分異有關(guān)，或反映巖漿源區(qū)殘留有斜長石；P、Ti虧損指示磷灰石、鈦鐵礦的結(jié)晶分異（張旗等，2008： 李永軍等，2012）。

扎那日根花崗斑巖稀土總量ΣREE=（85.12～127.05）×10-6，較低的稀土元素總量與地殼重熔型花崗巖（S型）的較高稀土元素含量明顯不同（邱家驤，1991）。由稀土配分曲線（圖2b）和（La/Yb）N的變化范圍18.71～39.47可知，該巖體輕稀土富集，呈明顯的右傾型，其中輕稀土分異明顯，而重稀土分異不明顯，球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化模式顯示弱的負(fù)Eu異常特征圖（圖2b），δCe為0.98～1.08，平均1.02?？傮w反映了造山帶中鈣堿性花崗巖的普遍特征。

4討論

4.1巖石類型

巖體的巖相學(xué)特征即造巖礦物中有角閃石和黑云母的存在顯示了I型花崗巖的特點(diǎn)（高秉璋等，1991）。巖石高SiO2，富Na2O+K2O，鋁飽和指數(shù)A/CNK的值為1.11～1.18，屬I型花崗巖（高秉璋等，1991）。巖體中鐵、鎂、鈣、鈦含量低，貧磷，P2O5含量均在0.04%以下。在QAP三角圖解中樣品點(diǎn)均投影在I型花崗巖區(qū)（圖略）。微量元素組成上，該巖體富集大離子親石元素（如Th，Rb）和K，明顯虧損高場強(qiáng)元素（如Sr、P、Ti），相對(duì)于Th和K虧損Ba（圖2a）。Nb，Ta具有弱的負(fù)異常，巖體的Nb、Ta、Zr、Hf等高場強(qiáng)元素含量及Ga/Al比值均較典型A型花崗巖（Whalen et al.，1987）偏低（李小偉，2010），在圖3中均投影在高分異的I或S型。稀土元素配分圖上呈明顯的左陡右緩的右傾斜形，明顯不同于典型的S型花崗巖常表現(xiàn)出的“海鷗型”稀土配分型式。殼幔物質(zhì)在源區(qū)混合形成原始巖漿，隨后這一殼?；煸磶r漿又經(jīng)高程度分異演化的二階段成巖過程（邱檢生，2008），結(jié)合巖石分異演化程度高的特點(diǎn)（DI=91.79～93.79），表明扎那日根花崗斑巖應(yīng)屬高分異的I型花崗巖。

4.2構(gòu)造環(huán)境

巖體所處的大地構(gòu)造位置及區(qū)域大地構(gòu)造演化可分為五個(gè)階段，即洋陸轉(zhuǎn)換階段、盆山轉(zhuǎn)換階段、陸內(nèi)調(diào)整階段、初始隆升階段和快速隆升階段。研究認(rèn)為該區(qū)域在晚三疊世中期，金沙江弧后洋殼盆地閉合，弧后地區(qū)的弧陸碰撞（Hsu K，et al.，1995），使區(qū)域上發(fā)生盆山轉(zhuǎn)換。由于碰撞造山后的相對(duì)松弛，發(fā)生了上疊盆地中的火山活動(dòng)。至此，南羌塘、北羌塘—昌都地塊與華南—揚(yáng)子板塊基本上拼合為一體，僅甘孜—理塘洋殼盆地仍然存在，而南部的怒江洋殼盆地也發(fā)生消減和俯沖（潘桂堂，1997）。而根據(jù)1∶25萬直根尕卡幅報(bào)告，扎那日根巖體被下侏羅統(tǒng)那底崗日組不整合，取得的年齡數(shù)據(jù)為216Ma、217Ma（單顆粒鋯石U-Pb同位素年齡值），時(shí)代為晚三疊世。說明該巖體形成于后碰撞階段（張芳榮，2009）。在Rb/30-Hf-3Ta判別圖解（圖4a）上落入碰撞后花崗巖區(qū)域，在Rb-（Y+Nb）判別圖（圖4b）中，樣品落入后碰撞花崗巖區(qū)域；在R1-R2圖解（圖4c）中，樣品落入造山期后花崗巖區(qū)域。所以認(rèn)為該高分異I型花崗巖體形成構(gòu)造背景為后碰撞伸展構(gòu)造環(huán)境（劉寶山，2007）（邱檢生，2005）。因此前面所述的巖體具有富集大離子親石元素，虧損高場強(qiáng)元素（Nb、Ta、Ti）應(yīng)是從源區(qū)繼承而來，不應(yīng)該被視為產(chǎn)于俯沖環(huán)境的標(biāo)志，因?yàn)榈湫偷貧と垠w高場強(qiáng)元素含量很低（Ryerson et al.，1987），I型花崗巖類（準(zhǔn)鋁質(zhì)巖漿）則是由于殼源熔體混入了更高比例的幔源物質(zhì)引起的（朱第成，2009），花崗巖由從下地殼向中、上地殼遷移的趨勢（李競妍，2014）。

5結(jié)論

治多縣扎那日根花崗斑巖呈斑狀構(gòu)造，塊狀構(gòu)造，斑晶為石英、斜長石、鉀長石、黑云母，基質(zhì)為顯微文象結(jié)構(gòu)及球粒結(jié)構(gòu)。巖體具有高硅、富鉀低鈉和低磷含量特征，鋁飽和指數(shù)A/CNK為1.11～1.18，富集Th、Rb和K，虧損Sr、P、Ti，相對(duì)于Th和K虧損Ba（圖2a）。Nb，Ta具有弱的負(fù)異常，屬弱過鋁質(zhì)的高分異I型花崗巖類。

根據(jù)1∶25萬直根尕卡幅報(bào)告，扎那日根巖體取得的年齡數(shù)據(jù)為216Ma、217Ma（單顆粒鋯石U-Pb同位素年齡值），即晚三疊世。推斷該巖體形成于后碰撞伸展階段，由底侵巖漿在上升到過程中可能混染了部分陸殼物質(zhì)，侵入到地殼淺處發(fā)生結(jié)晶分異作用。

致謝：陜西區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)研究院黃崗、溫志剛、楊文等同志參加野外部分工作；審稿專家對(duì)本文提出了許多寶貴的修改意見。