青海柴西北緣大通溝南山—打柴溝—三岔口地區(qū)巖體特征及形成環(huán)境分析

王春濤，張新遠(yuǎn)，陳麗娟

(1. 青海省青藏高原北部地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海 西寧 810012； 2. 青海省地質(zhì)調(diào)查院，青海 西寧 810012)

青海柴西北緣大通溝南山—打柴溝—三岔口地區(qū)位于青藏高原的北部邊緣，阿爾金山東段。該地區(qū)巖漿活動(dòng) 強(qiáng)烈，侵入巖分布廣泛，空間上群聚性較強(qiáng)，其展布方向與區(qū)域總體構(gòu)造線方向基本一致；侵入地層主要為古元古代地層；產(chǎn)出形態(tài)多為巖株及不規(guī)則狀。 該區(qū)侵入巖巖石類型較多，從基性至酸性均有出露，以中酸性為主[1]。其主要巖石類型有輝 長(zhǎng)巖、輝綠巖、閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖、英云閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖、黑云斜長(zhǎng)花崗 巖、斜長(zhǎng)花崗巖等，以(黑云)斜長(zhǎng)花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖及閃長(zhǎng)巖出露面積較 大。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

巖體分布于大通溝南山、打柴溝及三岔口等地。其中在大通溝南山一帶，巖體呈不規(guī)則面狀分布。出露面積約84.3 km2。與古元古代達(dá)肯大阪巖群呈侵入接觸關(guān)系，侵入界線清楚，局部見較大的達(dá)肯大阪巖群俘虜體，侵入早期奧陶紀(jì)、泥盆紀(jì)侵入體中，巖體由石英閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖、閃長(zhǎng)巖組成。

打柴溝一帶巖體呈不規(guī)則狀面狀、長(zhǎng)條狀展布，巖體侵入于古元古代達(dá)肯大阪巖群和早古生帶奧陶紀(jì)和志留紀(jì)侵入體中。巖體由英云閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖和花崗閃長(zhǎng)巖組成[2]。

丁字口—三岔口一帶，巖體主要分布在小賽什騰山和三岔口一帶，丁字口一帶亦有零星分布，巖體平面上呈不規(guī)則狀、似橢圓狀、長(zhǎng)條狀展布。侵入到古元古代達(dá)肯大阪巖群及早石炭世懷頭塔拉組中。巖體中閃長(zhǎng)質(zhì)包體發(fā)育，局部有輝長(zhǎng)巖脈侵入。巖體主要由二長(zhǎng)花崗巖、正長(zhǎng)花崗巖、似斑狀二長(zhǎng)花崗巖等組成[3]。

2 巖相學(xué)特征

中粒黑云二長(zhǎng)花崗巖：巖石呈灰色，半自形中粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石中礦物粒徑0.2～6 mm，以2～4.5 mm中粒為主，<2 mm細(xì)粒較少，粗粒1粒，6 mm(微斜長(zhǎng)石)。斜長(zhǎng)石半自形板狀，具聚片雙晶，可見內(nèi)部環(huán)帶結(jié)構(gòu)，為更中長(zhǎng)石種屬，分布少量絹云母(0.5%～1%，≤0.02 mm)鱗片及零星泥化塵點(diǎn)。微斜長(zhǎng)石它形粒狀，具格子雙晶。石英半自形、它形粒狀。黑云母片狀，多色性為深棕—黃色，正中突起，一組極完全解理，平行消光，正延性，偶綠泥石化。榍石近無色，柱粒狀。褐簾石多色性為棕—淺棕色，可見顏色環(huán)帶，即邊緣黃色、中心部分棕色，正高突起，近平行消光，可見簡(jiǎn)單雙晶，柱狀、粒狀0.4～3 mm。金屬礦物粒狀偶見，0.1～0.2 mm。其中斜長(zhǎng)石40%，微斜長(zhǎng)石20%～25%，石英25%～30%，黑云母7%～8%，榍石1%～2%，褐簾石1%～2%，金屬礦物<0.5%。

英云閃長(zhǎng)巖：巖體風(fēng)化面呈深灰色，新鮮面為淺灰色，粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物包括斜長(zhǎng)石(55%～60%)，石英(20%～25%)黑云母(15%～20%)及其他副礦物。斜長(zhǎng)石晶體多呈半自形板狀或粒狀，粒徑大小不等，介于0.3～4 mm，石英晶體多呈不規(guī)則粒狀，粒徑大小一般在0.3～2 mm之間，黑云母多呈片狀聚晶體，少數(shù)晶體發(fā)生綠泥石化現(xiàn)象。

花崗閃長(zhǎng)巖：巖體風(fēng)化面呈灰褐色，新鮮面為灰白色，粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物包括斜長(zhǎng)石(45%～50%)、堿性長(zhǎng)石(15%～20%)、石英(20%～25%)，黑云母，10%～15%及其它少量副礦物如磷灰石、鋯石等。斜長(zhǎng)石晶體多呈半自形板狀，粒徑大小不等，介于0.6～4.5 mm，晶體普遍發(fā)生簾石化和絹云母化。堿性長(zhǎng)石種屬主要為微斜長(zhǎng)石，晶體形態(tài)多呈粒狀或不規(guī)則粒狀，粒徑大小介于0.5～5.5 mm，石英晶體呈細(xì)小粒狀，粒徑大小一般在1～1.5 mm之間。

石英閃長(zhǎng)巖：巖體呈灰綠色，粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石的礦物成分由斜長(zhǎng)石，石英，角閃石，黑云母等礦物組成，有少量金屬礦物。巖石中斜長(zhǎng)石多呈眼球狀，透鏡狀晶體，顆粒大小一般在1.5～5 mm之間，多由長(zhǎng)英質(zhì)細(xì)粒脈體交代重結(jié)晶形成的變斑狀晶體。并沿晶體長(zhǎng)軸方向定向分布。在較大眼球狀或透鏡狀晶體中可見定向分布的交代殘留體。巖石中還有一些為細(xì)粒的長(zhǎng)英質(zhì)礦物集合體粒徑一般<0.5 mm，多呈小團(tuán)塊狀集合體出現(xiàn)，角閃石，呈褐色—淺褐色多色性，種屬為普通角閃石，多呈條帶狀集合體出現(xiàn)。

中細(xì)粒輝長(zhǎng)巖：灰綠—暗綠色，變余輝長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石主要由斜長(zhǎng)石(60%～65%)、輝石(35%～40%)組成。副礦物有榍石、磷灰石等；次生礦物：黝簾石35%～40%、鈉長(zhǎng)石5%、綠簾石1%～2%、綠泥石5%、透閃石35%～40%、不透明礦物1%。輝石半自形柱狀，大小一般1～2 mm，部分2～3 mm，少0.5～1 mm，填隙狀分布。被透閃石、綠泥石交代，為假象。巖石輕碎裂，巖內(nèi)少量裂隙，沿裂隙有鈉長(zhǎng)石、黝簾石、綠簾石充填交代；蝕變強(qiáng)，蝕變礦物為黝簾石、透閃石、鈉長(zhǎng)石、綠簾石、綠泥石。

3 同位素年代學(xué)特征

本次工作在輝長(zhǎng)巖和似斑狀二長(zhǎng)花崗巖中分別獲得278.5±2.1 Ma、267.5±1.3 Ma的同位素年齡，近年來的區(qū)調(diào)工作在巖體中獲得了較多的高精度鋯石U-Pb同位素(表1)，同位素年齡分布于263～278 Ma之間，確定行程時(shí)代為早—中二疊世。

表1 大通溝南山—三岔口早—中二疊世侵入巖同位素

本次工作測(cè)年采用鋯石U-Pb同位素LA-ICP-MS法測(cè)年法，樣品由國(guó)土資源部國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所實(shí)驗(yàn)測(cè)試室分析(測(cè)試)，檢測(cè)依據(jù)DZ/T0184.3-1997，主要儀器設(shè)備LA-MC-ICP-MS，檢測(cè)環(huán)境溫度22°C，濕度28%。鋯石分選工作由河北省廊坊地調(diào)院礦物分離實(shí)驗(yàn)室完成。

測(cè)年樣品DZSSTJD005-1(輝長(zhǎng)巖)、DZSSTJD006-1(似斑狀二長(zhǎng)花崗巖)中，鋯石晶粒無色透明至淺黃色，短柱狀、半截錐狀和不規(guī)則狀晶體。多數(shù)鋯石顆粒自形程度較好。由于陰極發(fā)光圖像表現(xiàn)出大多數(shù)鋯石具典型的巖漿韻律環(huán)帶和明暗相間的條帶結(jié)構(gòu)，表明其為巖漿結(jié)晶產(chǎn)物，樣品中部分鋯石具有殘留的核部，為繼承核或捕獲核。為了避免繼承鋯石對(duì)測(cè)年的干擾，所選擇的測(cè)點(diǎn)均位于明顯的巖漿環(huán)帶上，這就基本保證了定年研究的準(zhǔn)確性。

輝長(zhǎng)巖樣品，DZSSTJD005-1鋯石U-Pb分析共測(cè)試了25點(diǎn)，鋯石有效數(shù)據(jù)共有24個(gè)，這24個(gè)點(diǎn)的206Pb/238U和207Pb/235U諧和性較好，206Pb/238U表面年齡為267.5±1.3 Ma。從諧和圖上可以看出24個(gè)分析點(diǎn)都集中于一致線及其附近很小的區(qū)域內(nèi)(圖1)，表明鋯石在形成后其U-Pb體系保持封閉狀態(tài)，基本上沒有U或Pb的丟失。輝長(zhǎng)巖的鋯石206Pb/238U加權(quán)平均年齡為267.5±2.7 Ma(MSWD=0.74)，該年齡與諧和年齡一致，代表了輝長(zhǎng)巖的結(jié)晶年齡。

圖1 輝長(zhǎng)巖鋯石U-Pb同位素年齡測(cè)果諧和圖及直方圖(據(jù)DZSSTJD005-1樣品)

似斑狀二長(zhǎng)花崗巖巖樣品，DZSSTJD006-1鋯石U-Pb分析共測(cè)試了25個(gè)點(diǎn)，鋯石有效數(shù)據(jù)共有22個(gè)，這22個(gè)點(diǎn)的206Pb/238U和207Pb/235U諧和性較好，206Pb/238U表面年齡為278.5±1.7 Ma。從諧和圖上可以看出22個(gè)分析點(diǎn)都集中于一致線及其附近很小的區(qū)域內(nèi)(圖2)，表明鋯石在形成后其U-Pb體系保持封閉狀態(tài)，基本上沒有U或Pb的丟失。似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖的鋯石206Pb/238U加權(quán)平均年齡為278.5±1.7 Ma(MSWD=0.064)，代表了似斑狀二長(zhǎng)花崗巖的結(jié)晶年齡。

圖2 似斑狀二長(zhǎng)花崗巖鋯石U-Pb同位素年齡諧和圖及直方圖(據(jù)DZSSTJD006-1樣品)

4 巖石地球化學(xué)特征

在TAS圖解中輝長(zhǎng)巖落入輝長(zhǎng)巖區(qū)、閃長(zhǎng)巖落入閃長(zhǎng)巖區(qū)、花崗閃長(zhǎng)巖落入閃長(zhǎng)巖和花崗巖區(qū)、石英閃長(zhǎng)巖落入花崗閃長(zhǎng)巖區(qū)、二長(zhǎng)花崗巖和似斑狀二長(zhǎng)花崗巖落入花崗巖區(qū)，與鏡下定名相一致；將樣品中CIPWnorm中Q>10的樣品在An-Ab-Or圖解上進(jìn)行投圖，閃長(zhǎng)巖和石英閃長(zhǎng)巖落入英云閃長(zhǎng)巖(Tn)區(qū)，一件花崗閃長(zhǎng)巖落入奧長(zhǎng)花崗巖(Tr)區(qū)，二長(zhǎng)花崗巖和似斑狀二長(zhǎng)花崗巖落入花崗巖(Gr)區(qū)，總體顯示TTG組合特征；在SiO2-ALK圖解中落入亞堿性系列區(qū)，在AFM圖上位于鈣堿性系列區(qū)[4]。

巖石SiO2含量高，在44.57%～76.43%間，平均62.87%；K2O/Na2O比值在0.13～1.505之間，平均0.62；巖石具相對(duì)富Na、貧K的特征；巖石鋁指數(shù)ACNK在0.62～1.04之間，平均0.93，為弱偏鋁質(zhì)巖石；里特曼指數(shù)σ為1.35～2.59之間，平均2.10，屬于鈣堿性系列。

巖石ΣREE在33.95～339.53×10-6，平均137.26×10-6，總量偏低，具一定的變化范圍；巖石輕重稀土分餾明顯，并且輕稀土強(qiáng)烈富集，重稀土虧損；δEu在0.46～1.44之間，平均0.93，多數(shù)有銪正異常，少量有銪負(fù)異。在以球粒隕石為標(biāo)準(zhǔn)化的稀土配分模式中，曲線呈右斜傾型，輕稀土顯著富集，呈右陡傾狀；重稀土虧損，呈相對(duì)平坦?fàn)?；在原始地幔?biāo)準(zhǔn)化圖解上，曲線呈右傾的鋸齒狀型式，其中Nb、Sr、相對(duì)虧損，其它相對(duì)富集[5]。

5 形成環(huán)境分析

巖石在Pearace等(1984)的在Rb-(Y+Nb)圖解上主體位于弧花崗巖(VAG)，已將樣品落入板內(nèi)(WPG)區(qū)域；在Nb-Y圖解上主體位于弧花崗巖+同碰撞花崗巖(VAG+syn-COLG)區(qū)(圖3)，顯示弧花崗巖特征；在An-Ab-Or圖解中顯示具TTG組合的特征；通過Pearace等(1984)的花崗巖成因判別四組圖解，認(rèn)為巖石屬于IAG型(島弧花崗巖)；巖石中含有較多的角閃石，綜合認(rèn)為巖石是俯沖環(huán)境下的島弧花崗巖。

圖3 大通溝南山—三岔口早—中二疊世侵入巖(Nb+Nb)-Rb圖解和Y-Nb圖解

6 結(jié) 語

青海柴西北緣大通溝南山—打柴溝—三岔口地區(qū)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，侵入巖分布廣泛，空間上群聚性較強(qiáng)，侵入地層主要為古元古代地層；該區(qū)侵入巖巖石類型較多，以中酸性為主。通過對(duì)該區(qū)侵入鋯石U-Pb同位素測(cè)年分析研究，將該區(qū)侵入年代劃分為早—中二疊世。