北昆侖火山巖亞帶阿勒坦凝灰?guī)r地質(zhì)特征

袁浩為，史少飛，肖淵甫，魏永峰,2

北昆侖火山巖亞帶阿勒坦凝灰?guī)r地質(zhì)特征

袁浩為1，史少飛1，肖淵甫1，魏永峰1,2

（1.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，成都 610059；2.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊，成都 610213）

位于青海境內(nèi)的昆侖山火山巖較為發(fā)育，區(qū)內(nèi)不同構(gòu)造單元中火山巖巖石類型、巖石組合及巖石地球化學(xué)特征、形成時代各不同，在區(qū)域礦產(chǎn)調(diào)查中在北昆侖火山巖亞帶發(fā)現(xiàn)非正式示填圖單位新元古代阿勒坦凝灰?guī)r（Pt3A）。通過野外地質(zhì)剖面測量、鏡下分析以及獲得的鋯石對凝灰?guī)r分析，采用LA-ICP-MS法鋯石U-Pb測年獲得958.4±5.3Ma的年齡值，反映凝灰?guī)r活動時代為新元古代青白口紀(jì)；根據(jù)巖石化學(xué)特征及區(qū)域資料，火山巖為過鋁質(zhì)-鈣堿性系列巖石,凝灰?guī)r應(yīng)為島弧相火山巖，為揭示反演東昆侖造山帶形成演化和巖漿作用提供一定依據(jù)及觀點。

火山巖；凝灰?guī)r；巖石地球化學(xué)；北昆侖

研究區(qū)地處東昆侖弧盆系和南昆侖結(jié)合帶結(jié)合部位，受多期次構(gòu)造運動影響，巖漿活動頻繁，形成巖石類型各異、時空分布不同、規(guī)模不等的各類侵入巖和噴出巖。依托青海省格爾木市雪山峰地區(qū)1∶5萬區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查；在研究區(qū)西部新發(fā)現(xiàn)一套新元古代的火山巖，出露于阿勒坦郭勒一帶，主要巖性為一套未變質(zhì)的沉凝灰?guī)r。將其以非正式填圖單位表示為新元古代阿勒坦凝灰?guī)r（Pt3）。該套沉凝灰?guī)r真實記錄了地質(zhì)構(gòu)造演化歷史的有用信息，是研究、反演東昆侖造山帶形成演化過程中地球動力學(xué)的重要建造標(biāo)志之一,希望能為揭示反演東昆侖造山帶形成演化和巖漿作用提供一定依據(jù)及觀點。

圖1 測區(qū)大地構(gòu)造單元劃分圖

一級：秦祁昆造山系；二級：東昆侖弧盆系（Ⅰ），南昆侖結(jié)合帶(Ⅱ）；三級：北昆侖巖漿弧；（Ⅰ-1），東昆侖南坡俯沖增生雜巖帶 (Ⅱ-1），瑪多-瑪沁增生楔 (Ⅱ-2)；四級構(gòu)造單元：Ⅰ-1-①洪水河古元古代基底殘塊（Pt1），Ⅰ-1-②阿勒坦郭勒新元古代火山?。≒t3），Ⅰ-1-③雪山峰北早志留世碰撞后造山花崗巖帶（S1），Ⅰ-1-④雪山峰北晚二疊-早三疊世俯沖碰撞花崗巖帶（P2-T1），Ⅰ-1-⑤輝特陶可可斷陷盆地（J1-2），Ⅰ-1-⑥雪山峰北新生代斷陷盆地（Qp2），Ⅱ-1-①萬保溝洋島-海山（Pt2-3），Ⅱ-1-②雪山峰南構(gòu)造混雜巖（O-S），Ⅱ-1-③東昆侖南坡早-中志留世同碰撞花崗巖帶（S1-2），Ⅱ-1-④穩(wěn)流河上游弧后前陸盆地（T1-2），Ⅱ-2-①穩(wěn)流河新生代走滑拉分盆地（E-Q）；

1 區(qū)域地質(zhì)背景

調(diào)查區(qū)屬秦祁昆地層大區(qū)，以昆中深大斷裂為界，北部屬東昆侖地層區(qū)之柴達(dá)木南緣地層分區(qū)，南部屬南昆侖地層區(qū)之東昆南地層分區(qū)，西南角屬南昆侖地層區(qū)之西大灘—布青山地層分區(qū)。測區(qū)地處秦祁昆造山系，主體位于東昆侖弧盆系，南跨南昆侖結(jié)合帶。

測區(qū)一級構(gòu)造單元屬秦祁昆造山系；以昆中深斷裂為界，進(jìn)行二級構(gòu)造單元的劃分，二級構(gòu)造單元跨東昆侖弧盆系、南昆侖結(jié)合帶，東昆侖弧盆系的三級構(gòu)造單元為北昆侖巖漿弧，測區(qū)內(nèi)的二級構(gòu)造單元南昆侖結(jié)合帶可進(jìn)一步劃分兩個三級構(gòu)造單元，包括東昆侖南坡俯沖增生雜巖帶、瑪多-瑪沁增生楔，但瑪多-瑪沁增生楔構(gòu)造單元在測區(qū)內(nèi)的分布區(qū)均被第四系覆蓋無基巖出露。四級構(gòu)造單元的劃分以反映調(diào)查區(qū)實際為原則，測區(qū)大地構(gòu)造位置詳見圖1，本文要研究的是阿勒坦郭勒新元古代火山弧（Pt3）。

圖2 晶屑沉凝灰?guī)r宏觀照

圖3 正交偏光鏡下晶屑沉凝灰?guī)r

2 巖體特征及巖相學(xué)

本文研究對象是一套新元古代的火山巖，出露阿勒坦郭勒新元古代火山碎屑巖，巖性主要為一套未變質(zhì)的沉凝灰?guī)r：灰綠色中層狀沉晶屑凝灰?guī)r和晶屑凝灰?guī)r。該套火山巖主要分布在雪山峰北西部阿勒坦郭勒地區(qū)，以昆中斷裂為界與`南昆侖結(jié)合帶接壤，形態(tài)上呈北西西向展布。

巖石礦物組合較單一，為深灰色晶屑沉凝灰?guī)r和灰色凝灰?guī)r互層。深灰色晶屑沉凝灰?guī)r巖性特征：巖石具沉凝灰結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，主要由晶屑、陸源沉積物、巖屑以及填隙物組成，整體有一定定向性。晶屑（73%）主要由石英（63%）與斜長石（10%）組成，石英含量較多，粒徑范圍為0.2~1.4mm，但大多數(shù)粒徑為0.5mm左右，磨圓度不高，呈次棱角狀-棱角狀，部分斜長石中有絹云母細(xì)小顆粒，陸源沉積物（11%）主要為石英和微斜長石，石英相對火山碎屑的石英顆粒較小，粒徑多在0.2mm左右，磨圓度相對較好，次圓狀，巖屑（5%）：主要為石英，顆粒不大，填隙物（20%）主要由火山塵以及火山灰組成。灰色凝灰?guī)r巖性特征：巖石具凝灰結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要由火山塵、火山灰、膠結(jié)物、不透明礦物組成。巖石中礦物顆粒細(xì)小肉眼不可見，火山塵與火山灰（95%）：呈淡綠色，火山塵物質(zhì)因為富含鐵質(zhì)而微帶綠色，陸源碎屑物主要為粘土質(zhì)，少數(shù)為長英質(zhì)顆粒。

表1 凝灰?guī)r主量元素分析結(jié)果表（ωB/10-2）

測試單位:西南冶金地質(zhì)測試所

3 火山巖巖石地球化學(xué)特征

1）主量元素：沉凝灰?guī)r氧化物含量及特征參數(shù)見表1，SiO2含量為70.43%，屬酸性巖類，ALK（Na2O+K2O）含量為4.46%，Na2O

表2 凝灰?guī)r稀土元素分析結(jié)果表（ωB/10-6）

測試單位:西南冶金地質(zhì)測試所

2）稀土元素：沉凝灰?guī)r稀土元素分析結(jié)果見表2，∑REE為187.65×10-6，LREE/HREE為9.05，輕稀土富集、重稀土虧損，(La/Yb)N=11.18，輕重稀土分餾較強(qiáng)，δEu為0.6，呈明顯負(fù)銪異常。δCe為0.93，異常不明顯。在以球粒隕石為標(biāo)準(zhǔn)化的稀土配分模式圖中（圖8），稀土配分曲線右傾，輕稀土分餾較強(qiáng)，Eu具負(fù)異常，形成波谷，重稀土部分相對平坦，重稀土分餾不明顯。

表3 凝灰?guī)r微量元素含量表（ωB/10-6）

測試單位:西南冶金地質(zhì)測試所

3）微量元素：沉凝灰?guī)r微量元素含量見表3，大離子新石元素Rb、Ba、Zr含量較高，Th的含量較少，高場強(qiáng)元素中Nb、Ta、Hf的含量較低。微量元素ORG標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖上，火山巖表現(xiàn)出明顯的強(qiáng)不相容元素Rb、Th富集，Ba相對虧損，高場強(qiáng)元素Nb、Ta相對虧損，Zr、Y虧損的特點。

圖4 沉凝灰?guī)rTAS分類命名圖

圖5 沉凝灰?guī)r稀土配分模式圖

圖6 沉凝灰?guī)r微量元素蛛網(wǎng)圖

4 分析

4.1 火山巖構(gòu)造環(huán)境分析

沉凝灰?guī)r為過鋁質(zhì)-鈣堿性系列，巖石富FeO、MgO，貧Al2O3、CaO、TiO2。強(qiáng)不相容元素Rb、Th富集，Ba相對虧損，高場強(qiáng)元素Nb、Ta相對虧損，Zr、Y虧損。輕重稀土比值為9.05，屬輕稀土富集，重稀土虧損，銪略具負(fù)異常，稀土配分模式形態(tài)與島弧火山巖相似。在火山巖(Yb+Ta)-Rb判別圖中，火山巖投點落入VAG（火山弧花崗巖），構(gòu)造環(huán)境為火山弧環(huán)境。

圖7 沉凝灰?guī)rYb+Ta-Rb判別圖

圖8 沉凝灰?guī)r鋯石U-Pb諧和圖

圖9 沉凝灰?guī)r鋯石U-Pb直方圖

4.2 時代討論

在阿勒坦郭勒一帶采集了1件同位素樣，樣品中共挑選30顆（8顆在凝灰?guī)r中采集）鋯石進(jìn)行鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年。鋯石U-Pb同位素年齡分析結(jié)果（表略），同位素直方圖見圖9，同位素年齡諧和圖見圖8，獲得鋯石的206Pb/238U年齡為958.4±5.3Ma，時代為新元古代。

5 結(jié)論

1）期火山巖為過鋁質(zhì)-鈣堿性系列巖石,火山巖表現(xiàn)出明顯的強(qiáng)不相容元素Rb、Th富集，Ba相對虧損，高場強(qiáng)元素Nb、Ta相對虧損，Zr、Y虧損的特點。

2）阿勒坦凝灰?guī)r（Pt3A）巖性只有凝灰?guī)r和沉凝灰?guī)r互層，為水下沉積標(biāo)志，該組未見有熔巖類火山巖沉積，距火山噴發(fā)中心有一定距離。根據(jù)巖石化學(xué)特征及區(qū)域資料，該套凝灰?guī)r應(yīng)為島弧相火山巖。

3）在阿勒坦凝灰?guī)r（Pt3A）中采用LA-ICP-MS法鋯石U-Pb測年獲得958.4±5.3Ma的年齡值，反映時代為新元古代青白口紀(jì)。

[1] 青海省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局. 《青海省礦產(chǎn)資源潛力評價》,區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告[R]. 2007.

[2] 盧亮兆. 許文亮. 巖石學(xué)[M]. 地質(zhì)出版社, 2011.

[3] 魏啟榮，李德威，王國燦. 東昆侖萬保溝群火山巖（Pt2）巖石地球化學(xué)特征及其構(gòu)造背景[J], 礦物巖石，2007,27（1），97-106

[4] 阿成業(yè)、王毅智, 等. 東昆侖地區(qū)萬保溝群的解體及早寒武世地層的新發(fā)現(xiàn)[J]. 中國地質(zhì), 2003, 20（2），199-206

[5] 胥曉春. 東昆侖東段溝里地區(qū)早古生代火山巖地質(zhì)特征、形成時代及構(gòu)造環(huán)境研究[Z]. 長安大學(xué)，2015.

[6] 李榮社. 昆侖山及鄰區(qū)地質(zhì)，北京：地質(zhì)出版社. 2008.4

[7] 中國地質(zhì)大學(xué). 東昆侖萬保溝群火山巖（Pt2w）巖石地球化學(xué)特征及其構(gòu)造背景[J]. 礦物巖石, 2007.3

Petrochemistry and Age of the Aletan Tuff from the North Kunlun Volcanic Subzone

YUAN Hao-wei1SHI Shao-fei1XIAO Yuan-pu1WEI Yong-feng1,2

(1- College of Earth Sciences, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059; 2-Regional Geological Surveying Team, BGEEMRSP, Chengdu 610213)

Volcanic rock was well developed in the Kunlun Mountains in Qinghai. This paper has a discussion on petrochemistry and age of the Aletan tuff (Pt3A) from the north Kunlun volcanic subzone. Petrochemical study indicates that the tuff is an island arc volcanic rock of peraluminous-calcium alkali series. The tuff yields zircon U-Pb ages of 958.4 ± 5.3 Ma, belongning to the Neoproterozoic Qingbaikou Period.

volcanic rock; tuff; petrogeochemistry; north Kunlun

2018-07-15

中國地質(zhì)調(diào)查局青海省格爾木市雪山峰地區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查（12120114018222；121201011000150005-14）

袁浩為（1994-），男，陜西寶雞人，在讀碩士研究生，研究方向：礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)

肖淵甫（1957-），男，四川德陽人，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事巖石學(xué)研究及礦產(chǎn)資源評價工作

P588.1

A

1006-0995（2019）02-0183-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2019.02.002