甘肅北山某礦床外圍苗兒山巖體地球化學(xué)特征及地質(zhì)意義

王小強(qiáng)

（甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 酒泉 735000）

甘肅北山地區(qū)處于哈薩克斯坦板塊、塔里木板塊及華北板塊的交匯部位[1]，是甘肅境內(nèi)古亞洲成礦域的重要組成部分[2]。該區(qū)成礦地質(zhì)背景復(fù)雜，礦產(chǎn)資源潛力豐富，歷來(lái)受到國(guó)內(nèi)外地質(zhì)學(xué)家的青睞[3，10]。甘肅北山地區(qū)內(nèi)巖漿巖極為發(fā)育，與絕大多數(shù)金屬礦產(chǎn)關(guān)系密切，巖漿巖的研究對(duì)北山地區(qū)的構(gòu)造演化與礦產(chǎn)勘查具有重要意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于哈薩克斯坦板塊與塔里木板塊分界，南端緊鄰阿爾金斷裂（圖1a）。長(zhǎng)期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使得區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜。太古宙—古元古代形成基底敦煌巖群，巖石類(lèi)型以條紋狀混合巖、斜長(zhǎng)角閃巖、磁鐵石英巖為主。長(zhǎng)城紀(jì)經(jīng)歷了陸緣濱海相沉積，發(fā)育古硐井群與鉛爐子溝群。石炭紀(jì)以來(lái)，北山洋逐漸消亡，沉積了少量的陸源碎屑巖。侏羅紀(jì)發(fā)育小型的斷陷盆地，沉積了含煤建造，局部形成小型煤礦（圖1b）。

研究區(qū)晚古生代—中生代巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，中酸性巖體較為發(fā)育，以石英閃長(zhǎng)巖與花崗閃長(zhǎng)巖為主，其次發(fā)育少量的基性巖脈。主體構(gòu)造方位為北西-南東向，控制了區(qū)內(nèi)地質(zhì)體的展布，后期疊加的北東向構(gòu)造將地質(zhì)體切割形成菱形小塊。

2 巖石學(xué)特征

苗爾山巖體巖石組成以石英閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖與花崗巖為主，侵入于長(zhǎng)城系中，巖體長(zhǎng)軸方向?yàn)楸蔽?南東向，與主構(gòu)造線方向一致。外接觸帶常見(jiàn)堇青石角巖與角巖化的砂板巖，巖體內(nèi)部可見(jiàn)角閃片巖包體。前人在石英閃長(zhǎng)巖體中采集的K-Ar年齡為247Ma～267Ma[11]。

本次研究樣品采集于石英閃長(zhǎng)巖與花崗閃長(zhǎng)巖中。石英閃長(zhǎng)巖呈灰、暗灰色，中細(xì)粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造；斜長(zhǎng)石為中長(zhǎng)石，自形—半自形，粒徑多在0.5mm～3mm之間，聚片雙晶普發(fā)育，有的顯環(huán)帶構(gòu)造，An＝47號(hào)，顯輕微的絹云母化，含量為60%；角閃石，棕色，半自形，柱狀，發(fā)育有簡(jiǎn)單雙晶，多已蝕變?yōu)闇\綠色次閃石，有的呈殘晶狀存在于次生閃石中，含量為20%；黑云母，棕黃色，片狀，與次閃石伴隨，分布于斜長(zhǎng)石之間，此外見(jiàn)少量石英?；◢忛W長(zhǎng)巖呈灰或暗灰綠色，碎斑一碎?；Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造；主要由斜長(zhǎng)石、黑云母、角閃石、綠簾石和石英等。副礦物榍石、磷灰石、鈦鐵礦和磁鐵礦等；斜長(zhǎng)石為中長(zhǎng)石，半自形，板狀，除少數(shù)晶體較完整外，多數(shù)均呈碎斑或眼球狀，并被磨損成橢圓形輪廓，或發(fā)生碎裂化和糜棱巖化，且顯定向性和伸長(zhǎng)性，有的顯環(huán)帶構(gòu)造，波狀消光，粒徑≤3mm，An＝37號(hào)；石英多已碎裂化，說(shuō)明花崗閃長(zhǎng)巖構(gòu)造變形強(qiáng)烈。

3 地球化學(xué)特征

圖1 苗爾山地區(qū)構(gòu)造位置圖（據(jù)張新虎等2005）與地質(zhì)簡(jiǎn)圖

樣品測(cè)試均由甘肅省地礦局第四勘查院實(shí)驗(yàn)室完成，其中全巖主量元素用XRF分析，稀土元素在ICP-MS測(cè)試完成。本次實(shí)驗(yàn)測(cè)試的常量元素（%）與微量元素（10-6）分析結(jié)果相對(duì)偏差小于1%，能滿足研究需要，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1、表2。

3.1 主量元素特征

本次研究在石英閃長(zhǎng)巖與花崗閃長(zhǎng)巖中共采集樣品9件。SiO2含量為52.79%～70.18%；Al2O3變化范圍不大，為12.58%～16.06%；TiO2變化范圍為0.44%～1.95%；CaO變化范圍為2.87%～7.99%；MgO變化范圍為0.88%～ 5.22%；K2O為1.14%～ 3.12%；Na2O為2.12%～3.88%；K2O/Na2O為0.49～1.43，σ值（里特曼指數(shù)）為0.83～1.86。在堿度率圖解中落入鈣堿性區(qū)。（圖2）。

3.2 稀土元素特征

總體上看，苗兒山巖體具有中等的REE總量（79.08×10-6～148.25×10-6），∑Ce/∑Y為2.30～8.80。稀土配分曲線總體呈LREE富集、HREE虧損的右傾型（圖3），δEu為0.41～0.76。

圖2 堿度率圖

4 巖體成因及形成機(jī)制

（1）巖體的Al203／K2O＋Na2O＋CaO比值，石英閃長(zhǎng)巖A／NKC平均值為1.085，花崗閃長(zhǎng)巖A／NKC平均值為1.41，前者相當(dāng)于査佩爾和懷特（1974）劃分的I型，后者則為S型。

圖3 苗爾山巖體稀土元素配分圖

（2）在ACF圖（圖4）上，花崗閃長(zhǎng)巖的投影點(diǎn)全部落在懷特和查佩爾（1977）所規(guī)定的I型和S型分界線的右側(cè)，即S型花崗巖范疇內(nèi)，而石英閃長(zhǎng)著的投影點(diǎn)有落在I型花崗著類(lèi)區(qū)間內(nèi)。

（3）在Ca-Na-K三角圖解中（圖5），石英閃長(zhǎng)巖的投點(diǎn)落在巖區(qū)間外，表明巖體的同化混染作用和交代作用是相當(dāng)強(qiáng)烈的，花崗閃長(zhǎng)巖的多數(shù)投影點(diǎn)落在巖漿型區(qū)間內(nèi)，說(shuō)明巖體應(yīng)屬巖漿成因，但在成巖過(guò)程中受上部地殼的交代混染作用比較強(qiáng)烈。

（4）在戈帯尼里德曼圖解（圖6）上，多數(shù)投影點(diǎn)落在B區(qū)，即造山帶和島弧環(huán)境，這與北山地區(qū)的構(gòu)造演化相一致，巖體應(yīng)屬華力西晚期北山洋全面封閉，轉(zhuǎn)入造山運(yùn)動(dòng)期的產(chǎn)物。

5 結(jié)論

（1）苗爾山巖體形成時(shí)代為早二疊世晚期—晚二疊世，SiO2含量為52.79%～70.18%；K2O/Na2O為0.49～1.43，σ值（里特曼指數(shù)）為0.83～1.86的高鉀鈣堿性花崗巖。

（2）巖石地球化學(xué)結(jié)果顯示，苗爾山巖體物質(zhì)來(lái)源于殼幔邊界，在上升過(guò)程中受上部地殼的交代混染作用比較強(qiáng)烈。

（3）苗爾山巖體形成與造山帶和島弧環(huán)境，說(shuō)明晚二疊紀(jì)，北山洋關(guān)閉，進(jìn)入造山階段。

表1 苗兒山巖體巖石化學(xué)成分（%）[11]

表2 苗兒山巖稀土元素含量（10-6）[11]

圖4 ACF圖解

圖5 Ca-Na-K圖解

圖6 戈蒂尼—里特曼圖解