甘肅北山北部紅石山地區(qū)泥盆系雀兒山群火山巖地球化學(xué)特征及構(gòu)造環(huán)境分析

陳玉良，康文彬，梅華平，陳杰，蘇牧，梁積偉

1.長安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安　710054；2.長慶油田第五采氣廠，內(nèi)蒙古 烏審旗　017300；3.陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局綜合地質(zhì)大隊，陜西 渭南　714000)

甘肅北山北部紅石山地區(qū)泥盆系雀兒山群火山巖地球化學(xué)特征及構(gòu)造環(huán)境分析

陳玉良1，康文彬1，梅華平2，陳杰1，蘇牧3，梁積偉1

1.長安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安710054；2.長慶油田第五采氣廠，內(nèi)蒙古 烏審旗017300；3.陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局綜合地質(zhì)大隊，陜西 渭南714000)

位于北山北部紅石山地區(qū)雀兒山群的火山巖主要為一套中酸性火山巖，以安山巖、英安巖和流紋巖為主，屬鈣堿-堿性系列。地球化學(xué)研究表明：火山巖SiO2含量較高(62.29%～75.74%)，MgO含量較低(<2.15%)，全堿含量較高(Na2O+K2O為6.24%～9.2%)，且K2O/Na2O<1。輕稀土元素(LREE)相對于重稀土元素(HREE)呈現(xiàn)較強富集[(La/Yb)N=2.94～6.36]，輕稀土內(nèi)部出現(xiàn)較強分餾[(La/Sm)N=1.94～3.33]，并且具有相當明顯的Eu負異常(0.50～0.90)；在微量元素方面，大離子親石元素(LILE)相對高場強元素(HFSE)富集，具有明顯的Nb、Ta、P、Ti相對虧損和Ba、Th、Zr、Ce、Sm相對富集。上述特征表明該火山巖形成于洋殼俯沖作用下的島弧環(huán)境，可能與哈薩克斯坦板塊和塔里木板塊之間的古洋殼俯沖消減有直接的成因聯(lián)系，在俯沖過程中洋殼含水流體引起上覆地幔物質(zhì)的部分熔融，并在巖漿上升中經(jīng)歷了一定的分離結(jié)晶作用和上地殼物質(zhì)的同化混染。

紅石山；雀兒山群；火山巖；地球化學(xué)；構(gòu)造環(huán)境

北山地處西伯利亞板塊、哈薩克斯坦板塊和塔里木板塊的交匯部位，是古亞洲構(gòu)造域的重要組成部分，一直以來都作為地質(zhì)學(xué)家研究的熱點地區(qū)(何世平等，2005；徐學(xué)義等，2008；左國朝等，2002；楊合群等，2008；何國琦，1990)。北山地區(qū)古生代地殼演化經(jīng)歷了寒武紀裂解，早—中奧陶世大洋伸展后，于晚奧陶世開始匯聚，晚志留世古大洋已經(jīng)俯沖消亡，并開始碰撞造山。泥盆紀是北山地區(qū)洋-陸轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵時期(李向民等，2011)，早泥盆世哈薩克斯坦板塊的旱山微大陸與塔里木板塊的北山地體間發(fā)生碰撞造山作用，兩個板塊拼接在一起，形成統(tǒng)一大陸。沿紅柳河—牛圈子—洗腸井一帶發(fā)育古生代蛇綠巖帶(馮益民等，1995；左國朝等，1995；周國慶等，2000；馮永忠等，1994)，蛇綠巖帶南部為平頭山推覆構(gòu)造體(劉明強等，2002)，顯示北山板塊的拼接是由南向北俯沖，在其北部發(fā)生引張坳陷，形成雙溝山-雀兒山-蘆草井早中泥盆世陸緣坳陷帶(何世平等，2002)。雙溝山-雀兒山-蘆草井是北山地區(qū)非常重要的一個構(gòu)造單元(何世平等，2002)，前人對其巖石特征及沉積環(huán)境進行了大量的研究(張國英，2008)，但對其火山巖研究較少。就目前來看，前人認為紅石山—雀兒山一帶雀兒山群火山巖形成于島弧環(huán)境(謝春林等，2009)，但缺乏火山巖地球化學(xué)方面的依據(jù)。筆者在詳細的野外地質(zhì)調(diào)查基礎(chǔ)上，通過對紅石山地區(qū)雀兒山群火山巖地球化學(xué)進行研究，探討其形成的構(gòu)造背景。

1　區(qū)域地質(zhì)背景

甘肅北山雀兒山群分布于雙溝山一帶，位于哈薩克斯坦板塊南緣，紅石山蛇綠混雜巖帶以北地帶的中蒙邊界南—雙鉤山北(圖1)。區(qū)內(nèi)斷層構(gòu)造廣泛發(fā)育，走向基本呈近東西向，少數(shù)沿北東向展布。區(qū)內(nèi)未見到早古生代及更老時代的地層出露，廣泛分布著晚古生代泥盆紀、石炭紀、二疊紀地層及新近紀地層。地層由老到新有：泥盆系雀兒山群、石炭系白山組、石炭系掃子山組、二疊系雙堡塘組、新近系苦泉組。

區(qū)內(nèi)侵入巖廣泛發(fā)育，以酸性巖為主，巖體的部分嚴格受斷裂控制?；鹕綆r巖石類型以中酸性為主，少量為基性，火山活動以早泥盆世海底中基性火山噴發(fā)開始，經(jīng)短期間斷又出現(xiàn)中泥盆世中酸性火山噴發(fā)，火山作用主要集中于拗陷帶西部雙溝山—雀兒山—紅尖山一帶。

本次研究對紅石山地區(qū)下中泥盆統(tǒng)雀兒山群的火山巖進行了路線剖面調(diào)查(圖2)，其巖性為一套中性、中酸性火山熔巖及凝灰?guī)r夾灰?guī)r夾層，灰?guī)r中含珊瑚、腕足動物、雙殼類等生物化石。在《甘肅省區(qū)域地質(zhì)志》中將其編繪到早中泥盆統(tǒng)(甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1997)，后來前人對灰?guī)r中的腕足動物、珊瑚、哈類化石進行古生物鑒定，擬定時代為早泥盆世，經(jīng)區(qū)域?qū)Ρ?，結(jié)合生物化石提供的時代依據(jù)，將雙溝山一帶的雀兒山群的地質(zhì)時代確定為早泥盆世(甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1997)。出露的火山巖巖石類型為玄武巖、安山巖、英安巖和流紋巖，火山碎屑巖以火山集塊巖、角礫安山巖、角礫凝灰?guī)r和英安質(zhì)凝灰?guī)r為主。

2　巖石學(xué)特征

安山巖：巖石為深灰色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，基質(zhì)為交織結(jié)構(gòu)。斑晶礦物成分由斜長石(15%～20%)和暗色礦物組成(10%～15%)，斜長石斑晶礦物晶體形態(tài)多呈半自形板狀，從0.5 mm×6 mm～2.5mm×6.5 mm，常呈聚斑出現(xiàn)，晶體普遍具有輕度綠泥石化。暗色礦物均被綠泥石和綠簾石交代，呈柱狀假象，晶體粒度大小為0.3～2.5mm，根據(jù)晶體形態(tài)為長柱狀推測為角閃石?；|(zhì)主要有細小斜長石組成，有少量暗色礦物。斜長石晶體粒徑<0.2mm，多呈小板條狀，交錯雜亂分布形成交織狀結(jié)構(gòu)。

1.地質(zhì)界線；2.不整合界線；3.斷層；4.推測斷層；5.韌性剪切帶；6.泥盆系雀兒山群；7.省界線；8.國界線； 9.研究區(qū)；10.實測剖面；Q.第四系；Nk.新近系苦泉組；p.二疊系雙堡塘組；Cs.石炭系掃子山組；.石炭系白山組；Cl.石炭系綠條山組；DQ.泥盆系雀兒山群；.華力西晚期花崗巖；.華力西中期二長花崗巖；.華力西中期花崗巖；.華力西中期英云閃長巖；.華力西中期花崗閃長巖；.華力西中期閃長巖；.華力西中期輝長巖；.蛇綠混雜巖圖1　北山北部紅石山地區(qū)地質(zhì)簡圖(據(jù)張國英改編，2014)Fig.1　Geologic sketch map of the Hongshishan area in northern Beishan

1.巖屑砂巖；2.玄武巖；3.安山玢巖；4.角礫安山巖；5.英安巖；6.英安質(zhì)凝灰?guī)r；7.英安質(zhì)晶屑凝灰?guī)r；8.英安質(zhì)熔結(jié)角礫凝灰?guī)r；9.角礫凝灰?guī)r；10.流紋巖；11.火山集塊巖；12.灰?guī)r透鏡體13.閃長巖；14.下中泥盆統(tǒng)雀兒山群；15.采樣位置及編號圖2　甘肅北山紅石山北雀兒山群地質(zhì)剖面Fig.2　Northern Hongshishan section of the Queershan Group in Beishan,Gansu

英安巖：巖石為灰白色，斑狀結(jié)構(gòu)，致密塊狀構(gòu)造，部分具有流紋構(gòu)造。斑晶主要為石英(20%～25%)，具有溶蝕港灣狀不規(guī)則邊緣；斜長石(10%～15%)，板柱狀，聚片雙晶發(fā)育；少數(shù)幾個樣品出現(xiàn)角閃石、輝石斑晶(含量<5%) 。基質(zhì)霏細結(jié)構(gòu)，由重結(jié)晶石英、斜長石、云母及隱晶質(zhì)(35%～40% )組成。

流紋巖：淺灰白色，褐紅色，斑狀結(jié)構(gòu)，流紋構(gòu)造。斑晶石英(15%～20%)和斜長石(<10%)，具有溶蝕港灣狀不規(guī)則邊緣?；|(zhì)為霏細結(jié)構(gòu)，球粒結(jié)構(gòu)，后期普遍發(fā)生重結(jié)晶作用。新生的細粒石英及鱗片狀云母呈條帶狀，具有定向排列的特點，原生流紋構(gòu)造受到一定程度的破壞，可能是后期構(gòu)造應(yīng)力作用的結(jié)果。

3　火山巖地球化學(xué)特征

本次采集研究區(qū)內(nèi)相對蝕變較弱的安山巖、英安巖和流紋巖樣品，并剔除了巖石的風化面、脈體和斑晶，使樣品的地球化學(xué)分析測試結(jié)果能夠更好地反映原始巖漿的特征。

筆者共對紅石山地區(qū)13件火山巖樣品進行了主量、微量元素測試。首先將樣品磨片，經(jīng)偏光顯微鏡下觀察，挑選出蝕變?nèi)?、較新鮮的樣品進行主量元素和微量元素分析。然后用剛玉鄂式破碎機對樣品進行粗碎，再用TI-100型碳化鎢細碎機碎到200目以下。主、微量元素分析均在西北大學(xué)大陸動力學(xué)國家重點實驗室完成。主量元素的分析利用X熒光光譜(XRF)玻璃熔餅法完成，分析精度和準度優(yōu)于5%。微量元素采用電感耦合等離子質(zhì)譜法(ICP-MS)測定，樣品的溶解在Teflon高壓溶樣彈中利用1.5mL HNO3+1.5mL HF+0.02mL HCIO4混合酸進行，分析精度和準度優(yōu)于10%。

3.1巖石化學(xué)特征

將主量元素分析結(jié)果扣除燒失量做歸一化處理(表1)，火山巖揮發(fā)分(LOI)為0.76～4.85，表明巖石沒有經(jīng)過強烈的蝕變。巖石SiO2含量為62.29%～75.74%，顯示為一套偏酸性火山巖，Al2O3含量較高(11.77%～17.21%)，MgO含量較低(<2.15%)，全堿(ALK=Na2O+K2O)含量較高(6.24%～9.2%)，K2O/ Na2O<1，里特曼指數(shù)σ[σ=(Na2O+K2O)2/ (SiO2-43)]值除了P12-2、P12-3樣品大于3.3，為堿性系列，其他樣品均小于3.3，為鈣堿性系列(邱家驤等，1991)，這和后面TAS判別結(jié)果(圖3a)一致。巖石的鋁飽和度A/CNK=0.95～1.81(除了P12-1，幾乎全部大于1)為過鋁質(zhì)。將巖石的SiO2、Na2O+K2O投點于TAS(SiO2-K2O+Na2O)圖解(LE Maitre，1984)，P12-2和P12-3兩件樣品落入T區(qū)，即粗面巖、粗面英安巖區(qū)，與鏡下鑒定的英安巖有一定的出入，該兩件樣品氧化物SiO2含量大于63×10-2而小于75×10-2，其化學(xué)成分與英安巖相近，結(jié)合野外觀察將其定名為英安巖。P12-4樣品落入O2區(qū)，即安山巖區(qū)，與鏡下鑒定一致。P11-1、P11-4和P12-1三件樣品落入O3英安巖區(qū)，與鏡下鑒定一致。P11-2、P11-3、P11-5、P11-6、P12-5、P12-6和P12-7七件樣品均落入R流紋巖區(qū)，其中P11-5與鏡下鑒定為英安巖有一定的出入。

表1　雀兒山群火山巖樣品主量元素分析結(jié)果(%)

在SiO2-K2O圖解上(圖3b)，P11-4、P11-5、P12-4、P11-2、P11-3、P11-6和P12-6七件樣品落入鈣堿性系列，其他樣品落入低鉀系列。

3.2稀土、微量元素特征

紅石山地區(qū)雀兒山群火山巖的稀土及微量元素分析結(jié)果見表2。圖4a為球粒隕石標準化(Taylor et al., 1985)REE配分圖解。從表2和圖4a可以看出：對于雀兒山群酸性火山巖來說，巖石稀土元素總量較高(ΣREE=62.57×10-6～171.37×10-6)，幾乎所有樣品10倍以上于球粒隕石(圖4a)；輕稀土值為51.24×10-6～171.37×10-6，重稀土值為11.33×10-6～28.28×10-6，兩者比值為4.15～7.32，球粒隕石標準化REE配分圖解上呈現(xiàn)輕稀土元素富集的右傾曲線；(La/Yb)N=2.94～6.36，可見輕重稀土分異明顯；輕稀土內(nèi)部分異較為明顯[(La/Sm)N=1.94～3.33]，重稀土內(nèi)部分異不明顯[(Gd/Yb)N=1.01～1.66]，巖石的δEu值為0.50～0.90，平均0.72，Eu負異常比較明顯，僅P12-3樣品Eu負異常不太明顯，在圖中可見流紋巖負Eu異常更明顯，圖解中Eu的位置上出現(xiàn)“谷”偏離的曲線程度較大，Eu虧損程度大。巖石的δCe值為0.90～1.04，接近于1，Ce異常不明顯?？偟膩碚f，上述參數(shù)值表現(xiàn)出稀土總量較高，輕稀土強烈富集，重稀土虧損的特點，巖石總體表現(xiàn)為巖漿作用晚期富集，在配分曲線圖上表現(xiàn)出斜率總體較大的特點，雀兒山群流紋巖明顯負Eu異常的“V”字型模式曲線指示巖石來源于深源，且具經(jīng)部分熔融、分離結(jié)晶等復(fù)雜的成巖過程。

表2　雀兒山群火山巖稀土及微量元素分析結(jié)果(10-6)

圖3　(a)甘肅北山紅石山地區(qū)雀兒山群中酸性火山巖TAS分類(據(jù)LE Maitre，1984; IRVINE et al．，1971) 和 (b)SiO2-K2O 圖解(據(jù)PECCERILLO et al．，1976)Fig.3　(a)The TAS diagram ( After Le Maitre，1984; Irvine et al.，1971) and (b)SiO2-K2O diagram ( After PECCERILLO et al．，1976) of the Queershan group intermediate-felsic volcanic rocks in Hongshishan area of Beishan，Gansu

圖4　(a)雀兒山群中酸性火山巖稀土元素配分型式與(b)微量元素蛛網(wǎng)圖(球粒隕石標準化值據(jù)TAYLOR and MCLENNAN,1985，原始地幔標準化值據(jù)SUN和MCDONOUGH，1989)Fig.4　(a)Chondrite-normalized REE model pattern and (b)primitive mantle-normalized multi-element spidergram for Queershan group volcanic roc ks.

在微量元素方面，研究區(qū)的安山巖、英安巖和流紋巖顯示了較為一致的分布模式(圖4b)：LILE相對HFSE富集，具有明顯的Nb、Ta、P、Ti相對虧損和Ba、Th、Zr、Ce、Sm相對富集，表現(xiàn)出形成于俯沖帶環(huán)境的鈣堿性火山巖的微量元素地球化學(xué)特征，這是由于洋-陸俯沖過程中，俯沖的洋殼板片隨著地幔對流向下運移，當俯沖到一定深度時，隨著地溫的升高，俯沖的洋殼板片發(fā)生變質(zhì)和脫水，導(dǎo)致巖石在富水條件下部分熔融，這就造成富含高場強元素的礦物等更多地留在源區(qū)殘余固相中，而大離子親石元素則傾向富集于熔融形成的巖漿中。安山巖、英安巖、流紋巖在該微量元素蛛網(wǎng)圖上均呈較明顯的鋸齒狀，說明其微量元素具分餾較明顯的特征，巖石La/Nb值在活動大陸邊緣普遍較高(>2)(SALTERS et al., 1991)，本區(qū)中酸性火山巖La/Nb值為2.12～3.47(平均2.62)。綜合上述特征說明中泥盆世雀兒山群火山巖具活動大陸邊緣弧微量元素特征。

4　討論

4.1構(gòu)造環(huán)境分析

雀兒山盆地是在早古生代陸緣基礎(chǔ)上發(fā)展的。早泥盆世為海底中基性火山噴發(fā)及細碎屑巖、碳酸鹽巖沉積，經(jīng)短期間斷又出現(xiàn)中泥盆世中酸性火山噴發(fā)伴隨火山碎屑巖、碎屑巖及碳酸鹽巖沉積?；鹕阶饔弥饕杏谵窒輲鞑侩p溝山—雀兒山—紅尖山一帶，東部蘆草井—英安山一帶相對較弱，沉積環(huán)境總體上為淺海-陸相沉積，伴隨火山活動。古生物演化方面仍為北山型古生物組合，主要為腕足類、腹足類及珊瑚。巖石的組合為安山巖-英安巖-流紋巖，為典型的島弧火山巖組合(謝春林等，2009；譙文浪等，2001；張旗等，1995)。

對紅石山地區(qū)雀兒山群火山巖稀土元素、微量元素分析并圖解，中酸性火山巖的稀土元素分配模式呈輕稀土富集的右傾曲線，微量元素蛛網(wǎng)圖呈雙隆型曲線，Nb、Ta和Ti出現(xiàn)明顯虧損，在花崗巖構(gòu)造環(huán)境判別圖解中，主要落入島弧花崗巖區(qū)(圖5)。將該組的中-酸性巖投影l(fā)gσ-lgτ圖(A.RITTMANN, 1970)上(圖6a)，其投影點均落入B區(qū)，即閉合邊緣的島弧、活動陸緣、造山帶環(huán)境；再利用Sr/Y-Y二元相關(guān)圖解(DEFANT M J，1990)判別(圖6b)，結(jié)果火山巖都落入經(jīng)典島弧巖區(qū)，其形成環(huán)境跟lgσ-lgτ圖解顯示一致，同為島弧構(gòu)造環(huán)境；MIYASHIRO(1974)曾對島弧和大陸邊緣弧的火山巖系列作過詳細對比研究，得出不成熟島弧以玄武巖和玄武安山巖(AB)為主,成熟島弧以安山巖(A)和英安巖(D)為主,而成熟大陸弧則以安山巖(A)、英安巖(D)和流紋巖為主的結(jié)論。就雀兒山群的火山巖來說，主要為安山巖、英安巖和流紋巖，表明為成熟大陸弧。綜上所述，紅石山地區(qū)早—中泥盆世火山巖形成的大地構(gòu)造環(huán)境為成熟大陸弧。

Syn.COLG.同碰撞花崗巖；VAG.火山弧花崗巖；WPG.板內(nèi)花崗巖；ORG.洋中脊花崗巖圖5　雀兒山群酸性火山巖構(gòu)造環(huán)境判別圖(據(jù)PEARCE等，1996)Fig.5　Tectonic discrimination diagrams for Queershan group acid volcanic rocks

A.板內(nèi)穩(wěn)定環(huán)境；B.閉合邊緣的島弧、活動陸緣、造山環(huán)境；C.板內(nèi)或造山帶火山巖演化的堿性火山巖圖6　(a)雀兒山群中酸性火山巖lgσ-lgτ圖解(據(jù)A.RITLMANN,1996)和(b)Sr/Y-Y二元相關(guān)圖解(據(jù)DEFANT et al.,1990)Fig. 6　(a)lgσ-lgτ diagram and (b)Sr/Y-Y diagram of Adakites of Queeshan group intermediate-felsic volcanic rocks

4.2巖石成因

活動性小的不相容元素(如Nb、Ta、Th、Rb等)是研究巖漿成因及演化的可靠指標。研究區(qū)雀兒山群中酸性火山巖Zr/Nb值為7.25～30.49(平均23.96)，La/Nb值為2.12～3.47(平均2.62)，Ba/Nb值為7.22～114.78(平均54.74)，Ba/Th值為18.86～231.63(平均108.38)，Rb/Nb值為0.09～7.72(平均2.43)，Th/Nb值為0.31 ～ 0.65(平均0.49)，Th/La值為0.09～0.26(平均0.19)，Ba/La值為2.74～42.25(平均20.79)，且多數(shù)比值與大陸地殼相似(大陸地殼Zr/Nb=16.2，La/Nb=2.2，Ba/Nb=54，Ba/Th=124，Rb/Nb=4.7，Th/Nb=0.44，Th/La=0.204，Ba/La=25)(Saunders A D, 1988; Weaver B L, 1991)，而明顯不同于幔源巖石(Zr/Nb=14.8，La/Nb=0.94，Ba/Nb=9.0，Ba/Th=77，Rb/Nb=0.91，Th/Nb=0.117，Th/La=0.125，Ba/La=9.6)(SAUNDERS, 1988; WEAVER,1991)，表明源區(qū)有陸殼物質(zhì)的加入，巖漿成因與俯沖作用有關(guān)(HERGT et al., 1991; MILLER, 1999)。此外，由于 Nb、Ta 都是強不相容元素，其親巖漿性的變化是同步的，其比值在地幔部分熔融或巖漿分離結(jié)晶過程中通常是變化很小的，相對原始巖漿，其Nb/Ta值大的差異被解釋為源區(qū)成分不同所致。因此，可以通過Nb/Ta值的差異情況對生成巖漿的殼-幔作用以及地幔演化過程提供重要的限制(BARTH et al., 2000)。

本區(qū)雀兒山群酸性火山巖的Nb/Ta值為11.55～16.77(平均14.19)，均低于球粒隕石、原始地幔(Nb/Ta=17.4±0.5)，大部分低于虧損地幔(Nb/Ta=15.5±1)的比值(JOCHUM et al., 1997)，而更接近大陸地殼的比值(Nb/Ta =11～12) (TAYLOR et al.,1985)。

上述特征表明，本區(qū)雀兒山群酸性火山巖可能與哈薩克斯坦板塊和塔里木板塊之間古洋殼的俯沖消減作用有直接的成因聯(lián)系，可能是在俯沖消減過程中洋殼含水流體引起上覆地幔物質(zhì)的部分熔融，并在巖漿上升中經(jīng)歷了一定的分離結(jié)晶作用和上地殼物質(zhì)的同化混染，即富集組分可能是來自俯沖消減過程中帶入的上地殼物質(zhì)與地幔巖發(fā)生混合作用的產(chǎn)物。

5　結(jié)論

雀兒山群火山巖為一套以安山巖、英安巖和流紋巖為主的中-酸性火山巖，巖石以鈣堿性系列為主，堿性系列次之為特征，具有典型島弧火山巖特征。在稀土和微量元素方面，輕稀土相對重稀土強烈富集，具Eu負異常，LILE相對HFSE富集，具有明顯的Nb、Ta、P、Ti相對虧損和Ba、Th、Zr、Ce、Sm相對富集，反映其具有俯沖消減作用形成的島弧型火山巖地球化學(xué)特征，可能與哈薩克斯坦板塊和塔里木板塊之間古洋殼的俯沖消減作用有直接的成因聯(lián)系，可能是在俯沖消減過程中洋殼含水流體引起上覆地幔物質(zhì)的部分熔融，并在巖漿上升中經(jīng)歷了一定的分離結(jié)晶作用和上地殼物質(zhì)的同化混染形成的產(chǎn)物。

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Geochemical Characteristics and Tectonic Settings of Volcanic Rocks from Queershan Group in Hongshishan Area, Gansu

CHEN Yuliang1, KANG Wenbin1, MEI Huaping2, CHEN Jie1, SU Mu3, LIANG Jiwei1

(1. College of Earth Science and Recourses, Chang′an University, Xi′an 710054, Shaanxi, China; 2.The Fifth Gas Extraction Plant of Changqing Oil Field, Wushenqi 017300, Inner Mongolia, China; 3. The Comprehensive Geological Team of Shaanxi Geology and Mineral Resources Exploration and Mining Bureau, Weinan 714000, Shaanxi, China)

The volcanic rocks of Queershan Group, located in Hongshishan area, north of Beishan, are mainly composed of intermediate-acid volcanics, andesites, dacite and rhyolite, which belong tocalc-alkaline series. Researches on the geochemistry suggest that, these volcanic rockshave high SiO2content(62.29%-75.74%, lower MgO content (<2.15%), relatively high alkali content (Na2O+K2O=6.24%-9.2%), and K2O/Na2O<1. These rocksare enrich in LREE relative to HREE ((La/Yb)N=2.94-6.36), with a strong fractionation in LREE ((La/Sm)N=1.94-3.33), presenting a strong negative anomaly of Eu (0.50-0.90). In the aspect of trace elements, these rocks are enrich in LILE more than HFSE, with relatively depletion of Nb, Ta, P and Ti, as well as the enrichment of Ba, Th, Zr, Ce and Sm. These geochemical characteristics approve that, these volcanic rocks formed in the island arc environment with the effect of oceanic crust subduction, which has a direct genetic relationship with the subduction of ancient oceanic crust between Kazakhstan plate and Tarim plate. During the process of subduction, the partial melting of the overlying mantle material was caused by the hydrous fluids of oceanic crust, and the product created by the rising magma has experienced a certain fractional crystallization and assimilation and contamination of upper crustal material.

Hongshishan; Queershan Group; volcanic rocks; geochemistry; tectonic environment

2015-06-25；

2015-07-09

中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)大調(diào)查項目“北山-祁連成礦帶地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查評價成果集成”(12120113046300)

陳玉良(1989-)，男，湖北宜昌人，長安大學(xué)2012級在讀碩士研究生，主要從事區(qū)域地質(zhì)調(diào)查與石油地質(zhì)方向研究。E-mail: thomschen@126.com

P595

A

1009-6248(2015)04-0050-11