西準噶爾塔斯闊臘巖體地球化學特征及成因

張廣平，李假廣，王小鋒，張宇

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西準噶爾塔斯闊臘巖體地球化學特征及成因

張廣平1，2，李假廣1，2，王小鋒1，2，張宇1

（1.河南省地質礦產勘查開發(fā)局測繪地理信息院，鄭州450006；2.河南省地質勘查信息化工程技術研究中心，鄭州 450006）

新疆西準噶爾塔斯闊臘巖體巖性主要為花崗閃長巖，巖石富TiO2、Fe2O3、FeO和K2O，貧CaO和P2O5，為準鋁—弱過鋁質、高鉀鈣堿性系列；稀土元素總含量（ΣREE）中等，輕稀土（LREE）相對富集，巖漿作用過程中輕、重稀土元素分餾作用較明顯，具Eu弱虧損。多種主量元素和稀土元素地球化學特征表明:巖石成因應為殼幔同熔型花崗巖，形成的構造背景為火山島弧環(huán)境；該區(qū)具有尋找中-酸性侵入體接觸帶型金礦的控礦條件。

塔斯闊臘巖體；地球化學特征；巖石成因；西準噶爾

西準噶爾地區(qū)沿NE向大型的達拉布特等斷裂分布著大大小小呈巖基、巖株狀的花崗巖體，例如廟爾溝、阿克巴斯陶、克拉瑪依、紅山、哈圖和鐵廠溝巖體呈巨大的巖基形式出露而包古圖和塔斯闊臘等小巖體以巖株形式出露。這些巖體除廟爾溝[1~4]、克拉瑪依[4~7]、阿克巴斯陶[3~4]等少數(shù)巖體研究程度較高外，其余巖體研究程度都較低，尤其是廟爾溝巖體外圍小巖體更低。目前在新疆只發(fā)現(xiàn)海西中-晚期侵入巖與金礦有關，該時期中-小型的中-酸性侵入體與金礦關系密切[8]。本文選取西準噶爾廟爾溝巖基西南部塔斯闊臘小巖體作為研究對象，通過對其巖石學特征、主量元素和稀土元素地球化學特征研究，探討其巖石成因及構造背景，并為該區(qū)地質找礦提供基礎依據。

1 地質概況

新疆西準噶爾大地構造位置處于巴爾喀什—準噶爾—蒙古南戈壁華力西期陸緣活動帶，為哈薩克斯坦巴爾喀什斑巖型成礦帶的東延部分（圖1）[9]，區(qū)內已發(fā)現(xiàn)金礦床（點）近300處，是我國重要的巖金礦產地之一[10]。區(qū)內出露地層主要為石炭系希貝庫拉斯組（C1）和包古圖組（C1）。希貝庫拉斯組為一套伴隨有區(qū)域火山活動的淺?；虬肷詈－h(huán)境的濁流堆積相；包古圖組屬一套深?！肷詈崃鞒练e相；侵入巖主要為酸性—中酸性巖漿巖，均侵位于泥盆—石炭系地層中，主要分布在瑪依勒與達拉布特斷裂之間及達拉布特斷裂東南一帶；區(qū)域構造主要以北東向為主，自北向南有巴爾魯克、瑪依勒、哈圖和達拉布特等一系列具推覆性質的大斷裂，該系列斷裂傾向北西（圖2）。研究區(qū)位于瑪依勒與達拉布特大斷裂之間的廟爾溝環(huán)狀巖體西南部。

圖1 中亞成礦區(qū)大地構造略圖（據張銳，2006，略修改）

I—北亞大陸區(qū)；IA—西伯利亞地臺；IB—貝加爾臺緣過渡帶；II—北亞陸間區(qū)；IIA1—山區(qū)阿爾泰—北蒙古加里東期陸緣活動帶；IIA2—齋?！獤|北準噶爾—南蒙古華力西期陸緣活動帶；IIB1—環(huán)巴爾喀什古生代陸緣活動帶；IIB2—巴爾喀什—準噶爾蒙古南戈壁華力西期陸緣活動帶；IIB3—圖爾蓋—中天山加里東—華力西期陸緣活動帶；IIB4—南天山華力西期陸緣活動帶

2 巖石學特征

塔斯闊臘巖體呈小規(guī)模的巖株產出，呈北西—南東向展布，似啞鈴狀，長約6km，寬約0.2～1.4km，長短軸之比約6∶1，出露面積約6.5km2。巖體侵入最新地層為中石炭統(tǒng)包古圖組，黑云母K-Ar法測定絕對年齡值為306.4±3.7Ma[11]，為海西期中晚期侵入體。

巖體巖性主要為花崗閃長巖，多見后期細晶閃長巖脈貫入?；◢忛W長巖具中細粒結構，花崗結構，塊狀構造。主要礦物成份為斜長石、鉀長石、石英、角閃石。副礦物為黑云母、磁鐵礦、榍石和磷灰石。斜長石呈自形～半自形晶，板狀，可見聚片雙晶和環(huán)帶構造，其中大部分顆粒發(fā)生弱絹云母化，部分顆粒被石英溶蝕，粒徑0.10×0.14～1.5×3.0mm，含量約50%；鉀長石為半自形～它形晶，粒狀，表面微弱絹云母化，見卡式雙晶，粒徑0.2～1.8mm，含量約15%；石英為它形晶，不規(guī)則粒狀，巖石中分布不均勻，見波狀消光，粒徑0.15～0.70mm，含量約15%；角閃石為半自形～它形晶，柱狀、不規(guī)則狀，部分顆?？梢姾唵坞p晶。少量顆粒，局部蝕變?yōu)榫G泥石、綠簾石。有的顆粒與長石交織，其邊緣有的被長石、石英溶蝕，粒徑0.05×0.3～0.3×1.0mm，含量約15%；黑云母為片狀，多數(shù)分布在角閃石周邊，大小約0.03×0.05～0.05×0.3mm，含量約3%；磁鐵礦為不規(guī)則粒狀，多分布在角閃石中或周邊，不均勻分布，粒徑0.02～0.20mm，含量約2%；榍石和磷灰石偶見，榍石為不規(guī)則粒狀，分布在角閃石周邊，粒徑約0.04～0.13，磷灰石為自形晶，長柱狀，粒徑約0.02～0.3mm。

圖2 西準地區(qū)區(qū)域地質略圖（據成勇和張銳，2006，略修改）

1-二長花崗巖：①鐵廠溝巖體，④廟爾溝巖體，⑩布爾克斯臺巖體，14紅山巖體，15克拉瑪依巖體；2-堿長花崗巖：②哈圖巖體，③阿克巴斯套巖體；3-石英閃長巖：11別魯阿嘎西巖體，12玉依巖體，13鴿子洞巖體，包古圖巖體（Ⅰ～Ⅴ），克Ⅰ、克Ⅱ巖體（K1、K2）；4-花崗閃長巖：⑤塔斯闊臘巖體

3 地球化學特征

3.1 主量元素

塔斯闊臘花崗閃長巖巖體的硅酸鹽化學全分析測試由河南省地質礦產勘查開發(fā)局第一地質礦產調查院化驗室（巖礦測試甲級資質）分析測定。巖石化學作圖使用長江大學地球環(huán)境與水資源學院路遠發(fā)開發(fā)的Geokit軟件[12]。巖石化學全分析測試結果見表1，計算的巖石化學參數(shù)見表2。

從表1可見，與中國花崗閃長巖相比，該巖體富TiO2、Fe2O3、FeO、K2O，貧CaO、P2O5，MnO、Na2O略高，SiO2、Al2O3、MgO略低。通常，K2O與Na2O相對含量（K2O/Na2O）是研究火成巖的一個重要參數(shù)，在示蹤巖漿源區(qū)的組成特征和火成巖的成因分類等方面均具有一定的意義[14]。本區(qū)K2O/Na2O為0.78～1.08，大多小于1，反映了巖漿來源深（幔源巖漿）且有地殼物質混染。在巖漿/火成巖系統(tǒng)全堿-硅（TAS）分類圖解中（圖3），樣點大多投影在二長巖與石英二長巖交界處，只有1個樣品落在花崗閃長巖中，顯示本次巖石化學分類與巖礦鑒定名稱略有不同；樣點投在SiO2-K2O圖上，樣品大多落在高鉀鈣堿性系列區(qū)域，少量偏向鉀玄巖系列（圖4），反映了源始巖漿來源較深。

表1 石化學成份表

分析單位：河南省地質礦產勘查開發(fā)局第一地質礦產調查院；標注“*”的樣品數(shù)據引自資料[11]

從表2可見，巖體的鋁飽和指數(shù)（A/CNK）為0.95～1.06，平均值為1.0，為準鋁—弱過鋁質巖類；里特曼指數(shù)σ均小于3.3，為鈣堿性系列。

表2 計算的巖石化學參數(shù)

3.2 稀土元素

稀土元素是一組化學性質近似，難熔，而且難分離的元素族，它們常常緊密共生，共同產出，一經“記錄”于巖石中，容易被保存下來。因此，它是巖礦石的一種很好的成因標志。本次樣品的稀土元素分析測試結果及相應參數(shù)見表3，稀土元素標準化采用Haskin （1968，球粒隕石標準化值）的數(shù)據。

表3 巖體稀土、微量元素組成及其特征數(shù)值表 單位：×10-6

從表3可以看出，塔斯闊臘巖體稀土元素總量（不含Y）含量中等，且變化不大，為142.35×10-6～150.15×10-6，平均值為145.69×10-6，LREE/HREE值為5.20～6.06，平均值為5.70，（La/Yb）N為3.76～4.31，平均值為3.98，表明輕稀土（LREE）相對富集，而重稀土（HREE）相對虧損，巖漿作用過程中輕、重稀土元素分餾作用較明顯；稀土元素配分模式圖為明顯右傾型（圖5）。輕、重稀土元素內部分餾的參數(shù) （La/Sm）N為2.60～2.87（平均值為2.72），（Gd/Yb）N~ 1，表明該巖體中稀土元素配分模式為重稀土平坦—輕稀土富集型。輕稀土內部分餾較好且富集，重稀土內部分餾不明顯。δEu值為0.67～0.73（平均值為0.71），具弱的銪負異常，與殼幔型花崗巖平均值（0.84）[15]接近。稀土元素總量低于中國典型殼型花崗巖平均值[16]（195×10-6）和中國陸殼平均值[17]（207×10-6），接近于殼幔型花崗巖稀土總量平均值（158.7×10-6），其特征與地?！貧み^度性同熔型花崗巖也接近（富輕稀土平滑右傾斜型，LREE/HREE約為5～10，δEu為0.7～1.1）[15]。這表明巖漿來源應為上地幔與地殼部分熔融產物混合形成。

圖3 火成巖（Na2O+K2O）-SiO2分類圖解（據Eric，1994 ）

Ir－Irvine 分界線，上方為堿性，下方為亞堿性。1-橄欖輝長巖；2a-堿性輝長巖；2b-亞堿性輝長巖；3-輝長閃長巖；4-閃長巖；5-花崗閃長巖；6-花崗巖；7-硅英巖；8-二長輝長巖；9-二長閃長巖；10-二長巖；11-石英二長巖；12-正長巖；13-副長石輝長巖；14-副長石二長閃長巖；15-副長石二長正長巖；16-副長正長巖；17-副長深成巖；18-霓方鈉巖/磷霞巖/粗白榴巖

圖4 巖石系列K2O-SiO2圖解

圖5 巖體稀土元素配分模式圖

4 巖石成因、構造環(huán)境及找礦意義

塔斯闊臘巖體投影于花崗巖成因系列Na2O-K2O圖解（圖6）[18]，樣品大部分落在I型花崗巖區(qū)，但部分靠近A型花崗巖分界線，且有1個樣品落在A型區(qū)，反映了由I型花崗巖向A型花崗巖過渡的特征。在花崗巖成因A/MF-C/MF圖解（圖7）[19]上樣品落在C區(qū)及C區(qū)邊緣，表明巖體來源于深部基性巖的部分熔融，同時受陸殼物質同化混染。這與新疆西準噶爾達拉布特構造帶鋁質A型花崗巖地球化學特征[20]基本一致，認為巖體可能是由洋殼和島弧建造組成的年輕地殼部分熔融形成的花崗閃長質巖漿經過分離結晶作用的產物，巖石成因應為殼幔同熔型花崗巖。

圖6 Na2O-K2O圖解（據collins,1982）

圖7 A/MF-C/MF圖解（據Alther, 2000）

A-變質泥巖部分熔融；B-變質砂巖部分熔融；C-基性巖的部分熔融

圖8. R1-R2構造環(huán)境判別圖解（據Batchelor，1985）

①地幔斜長花崗巖；②破壞性活動板塊邊緣（板塊碰撞前）花崗巖；③板塊碰撞后隆起期花崗巖；④晚造山期花崗巖；⑤非造山區(qū)A型花崗巖；⑥同碰撞（S型）花崗巖；⑦造山期后A型花崗巖

巖漿巖的化學成份與板塊構造關系密切[13]。塔斯闊臘巖體主量元素含量計算的巖石化學參數(shù)σ、τ、A/MF、C/MF 、R1和R2見表2。在Batchelor（1985）的R1-R2花崗巖成因分類圖解上樣品大部分落在晚造山期花崗巖和板塊碰撞后隆 起期花崗巖（圖8）[21]；根據Ta-Yb、Nb-Y構造環(huán)境判別圖解（圖9）[22]，全部樣品落在火山島弧環(huán)境。以上特征顯示巖體形成于火山島弧環(huán)境，具有后碰撞花崗巖的特征。

塔斯闊臘巖體為海西中晚期侵入的中酸性小巖體，為呈巖株狀產出的花崗閃長巖，在巖體接觸帶蝕變主要有硅化、黃鐵礦化、孔雀石化、鉀化，圍巖角巖化較強。通過巖石元素地球化學特征分析，巖石成因為殼幔同熔型花崗巖。與新疆中酸性侵入體接觸帶型金礦的控礦條件對比[8]，基本吻合，也與作者在該區(qū)對托里縣阿克塔木金礦勘查區(qū)開展礦脈調查時，在塔斯闊臘巖體內接觸帶已發(fā)現(xiàn)2條含金礦帶的結果一致[23]，因此，在該巖體內外接觸帶尋找中酸性侵入體接觸帶型金礦的潛力較大。

圖9 花崗巖類構造環(huán)境判別圖解（據Pearce.1984）

VAG—火山島弧環(huán)境；VAG+syn-COLG—火山島弧+同碰撞環(huán)境；ORG—造山環(huán)境；WPG—板內環(huán)境

5 結論

1）西準噶爾塔斯闊臘巖體巖性主要為花崗閃長巖，屬準鋁—弱過鋁質，高鉀鈣堿性系列。

2）巖體稀土元素配分模式為重稀土平坦—輕稀土富集型，輕稀土內部分餾較好且富集，重稀土內部分餾不明顯。

3）巖石主量元素和稀土元素地球化學特征表明巖體可能是由洋殼和島弧建造組成的年輕地殼部分熔融形成的花崗閃長質巖漿經過分離結晶作用的產物，巖體成因應為殼幔同熔型花崗巖。

4）巖體形成的構造背景為火山島弧環(huán)境。

5）本次對塔斯闊臘巖體的元素地球化學特征研究，為在該區(qū)尋找中酸性侵入體接觸帶型金礦提供了依據。

參考文獻:

[1] 伍建機，陳斌. 西準噶爾廟爾溝后碰撞花崗巖微量元素和Nd-Sr同位素特征及成因[J]. 新疆地質， 2004，22（1）:29～35.

[2] 張立飛，冼偉勝， 孫敏. 西準噶爾紫蘇花崗巖成因巖石學研究[J]. 新疆地質， 2004，22（1）:36～42.

[3] 楊富貴，王中剛， 劉叢強等. 西北準噶爾地區(qū)堿性花崗巖體中角閃石的地質地球化學意義[J]. 礦物學報， 1999，19（1）:70～76.

[4] 王曉偉，楊春霞， 劉景顯等. 西準噶爾A型花崗巖地球化學特征及找礦意義[J]. 礦產與地質， 2012， 26（5）:423～429.

[5] 賀敬博，陳斌. 西準噶爾克拉瑪依巖體的成因：年代學、巖石學和地球化學證據[J]. 地學前緣， 2011，18（2）:191～211.

[6] 鄒滔，王京彬， 王玉往等. 新疆克拉瑪依巖體的巖漿混合作用成因：巖石地球化學證據[J]. 中國地質， 2011，38（1）:65～76.

[7] 高山林，何治亮， 周祖翼. 西準噶爾克拉瑪依花崗巖體地球化學特征及其意義[J]. 新疆地質， 2006， 24（2）:125～130.

[8] 王有標，趙殿甲. 中國新疆金礦床[M]. 地質出版社， 北京， 2006， 79～82.

[9] 張銳，張云孝， 佟更生等. 新疆西準包古圖地區(qū)斑巖銅礦找礦的重大突破及意義[J]. 中國地質， 2006， 33（6）:1354～1360.

[10] 成勇，張銳.新疆西準包古圖地區(qū)銅金礦成礦規(guī)律淺析[J]. 地質與勘探， 2006， 42（4）: 11～15.

[11] 張顯剛.也斯道列提幅（L-44-96-C）薩爾卡姆斯什塔普幅（L-44-96-D） 1/5萬區(qū)域地質調查報告[R]. 新疆地礦局第七地質大隊， 1990: 89～92.

[12] 路遠發(fā). Geokit：一個用VBA構建的地球化學工具軟件包[J]. 地球化學，2004，33（5）：459～464.

[13] 邱家驤. 巖漿巖巖石學[M]. 地質出版社， 北京， 2001，316～317.

[14] 路鳳香，桑隆康. 巖石學[M]. 地質出版社， 北京， 2002，35～37.

[15] 王中剛，于學元， 趙振華等. 稀土元素地球化學[M]. 科學出版社，北京，1989，212～246.

[16] 趙振華，王一先， 錢志鑫等. 西藏南部花崗巖類稀土元素地球化學[J]. 地球化學， 1981，10（1）:26～35.

[17] 黎彤. 中國陸殼及其沉積層和上陸殼的化學元素豐度[J]. 地球化學， 1994， 23（2）:140～145.

[18] Collins WJ， Beams SD， White AJR， et al. Nature and origin of A-type granites with particular reference to Southeastern Australia[J]. Contributions to Mineralogy and Petrology，1982，80（2）:189～200.

[19] Alther R，Holl A，Hegner E， et al. High-potassium， calc-alkaline I-type plutonism in the European Variscides: Northern Vosges （France） and northern Schwarzwald （Germany）[J]. Lithos， 2000，50:51～73.

[20] 蘇玉平， 唐紅峰， 侯廣順等. 新疆西準噶爾達拉布特構造帶鋁質A型花崗巖的地球化學研究[J]. 地球化學， 2006，35（1）:55～67.

[21] Batchelor R A，Bowden P. Petrogenetic interpretation of granitoid rock series using multicationic parameters[J]. Chem. Geol.，1985，48:43～55.

[22] Pearce J A. Sources and settings of granitic rocks[J]. Episodes，1996，19（4）:120～125.

[23] 張廣平，沈建海， 李假廣等. TM遙感影像巖礦信息提取及構造解譯在地質勘查中的應用[J]. 新疆有色金屬， 2014，37（2）:54～56.

Geochemical Characteristics and Their Genetic Significance of the Tasikuola Intrusion in West Junggar, Xinjiang

ZHANG Guang-ping1,2LI Jia-guang1,2WANG Xiao-feng1,2ZHANG Yu1

（1-Institute of Surveying, Mapping and Geoinformation, HBGEMD, Zhengzhou 450006; 2-Engineering Research Center of Information Technology of Henan Geological Exploration, Zhengzhou 450006）

The Tasikuola intrusion in west Junggar of Xinjiang is a granodiorite intrusion which is rich in TiO2, Fe2O3, FeO, K2O, and depleted in CaO and P2O5, belonging to the rich-K calc-alkaline and metaluminum to weak peraluminous series. The ΣREE is medium and LREE is relative enrichment. The fractionation between HREE and LREE in magmatic processes was obvious with relatively weak negative Eu anomaly. All these indicate that the rock should be crust-mantle-derived syntectic granitoid, and was emplaced in volcanic island arc environment. This area has the ore-controlling conditions for gold type in mid-acid intrusive contact zone .

Tasikuola intrusion; geochemical characteristics; petrogenesis; tectonic setting; west Junggar

P632

A

1006-0995（2016）03-0489-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2016.03.032

2015-11-10

張廣平（1979—），男，山西榆社縣人，地質工程師，碩士，主要從事地質礦產勘查工作