東天山康南白石梁一帶超基性巖體地球化學(xué)特征及地質(zhì)意義

韓瓊 趙同陽(yáng) 李平 鄭加行 孫耀鋒

摘? ?要：康南白石梁一帶超基性巖體SiO2含量44.06%～43.25%，小于45%，巖性主要為橄欖輝長(zhǎng)巖，具高M(jìn)g，F(xiàn)e，低Al特征，為堿性巖石序列。微量元素顯示K，Ba，P，Sm富集明顯，Rb，Hf元素虧損較嚴(yán)重，重稀土分餾明顯，輕稀土富集，重稀土虧損，具島弧侵入巖基本特征，巖體形成時(shí)代為（307.3±2） Ma。結(jié)合區(qū)域構(gòu)造演化特征，認(rèn)為早石炭世晚期洋盆閉合后，康古爾洋盆兩側(cè)島弧為軟碰撞形式對(duì)接過(guò)程中的產(chǎn)物，形成于后碰撞火山弧環(huán)境。該巖體剝蝕程度低，F(xiàn)o值較低，低NiO含量，表明其分異結(jié)晶程度較高，可能深部發(fā)生過(guò)硫化物熔離作用，說(shuō)明深部具較好的鎳找礦前景。

關(guān)鍵詞：康南巖體;橄欖輝長(zhǎng)巖;地球化學(xué)特征;成礦潛力分析

東天山覺(jué)羅塔格構(gòu)造帶主要沿康古爾-黃山韌性剪切帶兩側(cè)產(chǎn)出，西起色爾特能巖體群，向東依次為土墩、二紅洼、香山、黃山南、黃山、黃山東、葫蘆、馬蹄、圖拉爾根、四頂黑山巖體等[1]，為銅鎳硫化物礦床產(chǎn)出巖體，有多位學(xué)者闡述了巖體形態(tài)、巖石組合、成巖成礦時(shí)代、巖石地球化學(xué)特征及成礦作用等[2-6]。康南超基性侵入巖為新疆地質(zhì)調(diào)查院2016年“新疆鄯善縣靈北地區(qū)1∶5萬(wàn)K46E013005等二幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查”新發(fā)現(xiàn)巖體，目前對(duì)該巖體研究較薄弱。鑒于此，筆者在該區(qū)開(kāi)展1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查及東天山基性-超基性雜巖體含礦性調(diào)查評(píng)價(jià)項(xiàng)目基礎(chǔ)上，對(duì)康南白石梁一帶超基性巖體開(kāi)展研究，以期在基礎(chǔ)地質(zhì)問(wèn)題和找礦突破上提供參考。

1? 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)大地構(gòu)造處于哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾板塊與塔里木板塊結(jié)合部位。北部以吐哈盆地南緣斷裂為界，與吐哈盆地毗鄰，南部以阿其克庫(kù)都克大斷裂為界，與中天山巖漿弧相鄰，主要出露石炭—二疊紀(jì)火山-沉積巖系（圖1）。區(qū)內(nèi)地質(zhì)作用復(fù)雜、構(gòu)造活動(dòng)發(fā)育、巖石類(lèi)型多樣。從元古宙至新生代，東天山構(gòu)造帶經(jīng)漫長(zhǎng)復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造演化歷史，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以華里西期旋回最為強(qiáng)烈。由于洋殼俯沖，大陸增生及進(jìn)一步的陸殼裂解，產(chǎn)生了強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)及火山爆發(fā)。

2? 巖體特征

康南超基性雜巖體位于康古爾金礦南偏東約10 km，周?chē)娣e較大的基性巖體共4處（圖2），其中最大巖體面積4.04 km2，巖體整體風(fēng)化剝蝕形成負(fù)地形，呈不規(guī)則透鏡體狀。風(fēng)化體呈綠灰、灰褐色，多為風(fēng)化破碎的巖石碎塊，呈橢球狀，粒徑較小。局部呈小凸起狀產(chǎn)出，巖石球形風(fēng)化明顯，呈斷續(xù)狀不規(guī)則出露。巖石表面風(fēng)化較嚴(yán)重，新鮮面為綠灰色，巖石較堅(jiān)硬。巖體與地層接觸部位，多被破碎巖石碎塊覆蓋，侵入界線不明顯。圍巖為下石炭統(tǒng)雅滿(mǎn)蘇組（圖2），圍巖底部為一套生物碎屑灰?guī)r、泥晶灰?guī)r夾碎屑巖;中部以碎屑巖為主，夾有安山質(zhì)凝灰?guī)r及灰?guī)r透鏡體;上部為一套較薄的火山碎屑巖建造。雜巖體巖性以蝕變橄欖輝綠巖、橄欖輝長(zhǎng)巖為主，整體巖性較均一，雜巖體與圍巖接觸帶多見(jiàn)灰白色矽卡巖化帶（圖3）。

3? 巖石特征

深灰色弱蝕變橄欖輝綠巖（16b-D6035）? 巖石風(fēng)化面為深灰色，新鮮面為黑綠色，輝綠結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖石由斜長(zhǎng)石、輝石、橄欖石組成，分布少量鈦鐵礦、微量磷灰石。斜長(zhǎng)石呈自形長(zhǎng)板條狀，粒度0.24～1.65 mm，具輕度泥化，為拉長(zhǎng)石，含量51%。輝石呈他形粒狀，多嵌布于斜長(zhǎng)石中，少量呈不規(guī)則狀充填于斜長(zhǎng)石孔隙中。綠泥石呈他形粒狀、不規(guī)則狀分布于斜長(zhǎng)石間，為輝石蝕變物，少部分新鮮輝石為單斜輝石。橄欖石呈自形粒狀、柱狀，粒徑0.2～2 mm，分布于斜長(zhǎng)石間，具伊丁石化。鈦鐵礦呈自形板狀，0.12～0.8 mm，分布于斜長(zhǎng)石、輝石、綠泥石間，含量約2%。磷灰石呈渾圓粒狀、柱狀，0.04～0.2 mm，分布于蝕變輝石中，有的分布于鈦鐵礦中，鈦鐵礦沿邊部具白鈦石化。

深灰綠色細(xì)粒輝綠巖（16b6-D2035）? 巖石風(fēng)化呈深灰色，新鮮面為深灰綠色，細(xì)粒輝綠結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石主要由斜長(zhǎng)石、輝石組成，分布少量鈦鐵礦及微量磷灰石。斜長(zhǎng)石呈細(xì)長(zhǎng)板條狀，0.2～1 mm，微泥化，少量斜長(zhǎng)石嵌布于較粗大輝石中，呈嵌晶結(jié)構(gòu)，大部分斜長(zhǎng)石呈格架狀分布，斜長(zhǎng)石為拉長(zhǎng)石，含量49%。輝石多呈他形粒狀、柱狀、斑狀，分布于斜長(zhǎng)石中，少量輝石呈他形粒狀，嵌于斜長(zhǎng)石中。呈他形粒狀、柱狀輝石具強(qiáng)黑云母化或被黑云母替代，含量50%。鈦鐵礦呈半自形板狀分布于輝石、斜長(zhǎng)石間，粒徑0.06～0.65 mm，含量1%。磷灰石呈渾圓粒狀、短柱狀分布于斜長(zhǎng)石、輝石間（圖4）。

4? 巖石地球化學(xué)特征

本次調(diào)查在基性侵入巖中采集巖石地球化學(xué)樣6件，編號(hào)分別為16YQ-LB-1/1、16YQ-LB-1/2、16YQ-LB-1/3、16YQ-LB-1/4、16YQ-LB-1/5、16YQ-LB-1/6，巖性為深灰綠色弱蝕變細(xì)粒橄欖輝綠巖。

4.1? 主量元素

主量元素測(cè)試結(jié)果、特征參數(shù)及CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物表見(jiàn)表1～表3。主量元素特征：① SiO2含量44.06%～43.25%，為超基性侵入巖。K2O含量0.54%～40.93%，堿性（Na2O+K2O）為2.71%～3.66%，里特曼指數(shù)σ為0.4～0.64，Al2O3含量15.26%～43.25%，TFe2O3含量13.57%～16.68%，MgO含量9.54%～13.25%，Mg#為62.1～65.8，說(shuō)明該巖體為基性巖石，具高M(jìn)g，F(xiàn)e，低Al特征;② AR-SiO2圖解中（圖5-a），所有樣品落在“堿性”范圍，SiO2-（Na2O+K2O）圖解中（圖5-b），所有樣品落在“Ir”上方，為堿性系列。說(shuō)明該超基性侵入巖為堿性巖石系列。

4.2? 微量元素特征

微量元素測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表4。在微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖中（圖6），表現(xiàn)為較一致曲線，反映具同源演化特征。K，Ba，P，Sm富集明顯，K含量4 482.8×10-6～7 720.39×10-6、Ba含量100.5×10-6～133.5×10-6、P 含量1 265.51×10-6～1 896.44×10-6、Sm含量4×10-6～5.49×10-6，Rb，Hf元素虧損較嚴(yán)重，Rb含量7.4×10-6～13.6×10-6、Hf含量2.8×10-6～4×10-6。Tb，Nb，Ti為弱異常。說(shuō)明巖體具島弧侵入巖特征。

4.3? 稀土元素特征

稀土元素含量及特征值見(jiàn)表5，ΣREE為72.64×10-6～100.84×10-6，平均88.57×10-6，稀土含量中等，LREE為58.46×10-6～81.94×10-6，HREE為14.18×10-6～18.9×10-6，輕稀土總量明顯高于重稀土，LREE/HREE為4.12～4.34，LaN/YbN為3.28～3.56，輕重稀土分餾明顯。δEu為0.92～0.94，Eu負(fù)異常不明顯，δCe為1.04～1.13，為弱的正異常。在稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布模式圖上（圖7），曲線一致性較好，呈右傾斜曲線，輕重稀土分餾明顯，輕稀土富集，重稀土虧損。輕稀土內(nèi)部分餾較強(qiáng)，表現(xiàn)為弱Ce正異常，重稀土分餾較明顯。表明巖體具火山弧侵入巖特征。

5? 討論

5.1? 形成環(huán)境

覺(jué)羅塔格構(gòu)造帶-中亞造山帶東天山一帶為古亞洲洋發(fā)展演化產(chǎn)物。早古生代塔里木板塊與哈薩克斯坦-準(zhǔn)噶爾板塊拼合后，位于那拉提-紅柳河北部的覺(jué)羅塔格地區(qū)在北部北天山洋盆不斷消減作用下，泥盆紀(jì)在康古爾一帶形成晚古生代洋盆，并在石炭紀(jì)早期開(kāi)始向南北兩側(cè)雙向俯沖。早石炭世，隨康古爾洋盆向南俯沖，深處巖漿沿雅滿(mǎn)蘇深大斷裂通道向上噴發(fā)?；鹕絿姲l(fā)早期以熔巖為主，阿奇山地區(qū)出露較齊全熔巖，主要為安山巖-英安巖-流紋巖組合，其中英安巖鋯石U-Pb年齡為（331.8±3.4） Ma[7]，表明火山溢流相發(fā)生在早石炭世。后期發(fā)育爆發(fā)相火山集塊巖、熔結(jié)火山角礫巖、晶屑巖屑角礫巖、晶屑巖屑凝灰?guī)r等。晚石炭世隨康古爾洋盆的閉合，研究區(qū)整體處于碰撞后伸展階段，南部雅滿(mǎn)蘇島弧火山噴發(fā)中心進(jìn)一步南移，在馬頭灘一帶發(fā)育上石炭統(tǒng)土古土布拉克組巨厚火山-沉積巖系，呈平行不整合覆蓋于下石炭統(tǒng)雅滿(mǎn)蘇組之上，巨大灰?guī)r成分的底礫巖說(shuō)明當(dāng)時(shí)沉積間斷不強(qiáng)烈，應(yīng)為構(gòu)造環(huán)境轉(zhuǎn)換階段產(chǎn)物。百靈山地區(qū)發(fā)育大面積中酸性巖體，巖性組合以花崗閃長(zhǎng)巖-二長(zhǎng)花崗巖為主。本次獲得大量該期侵入-巖漿活動(dòng)年代學(xué)證據(jù)，如百靈山巖體花崗閃長(zhǎng)巖LA-ICP-MS 鋯石U-Pb年齡為（309±2.3） Ma[8]，土古土布拉克組玄武巖LA-ICP-MS 鋯石U-Pb年齡為（304.6±8） Ma[7]，英安巖LA-ICP-MS 鋯石U-Pb年齡為（303.7±2.3） Ma[9]，玉林巖體（斜長(zhǎng)花崗巖）LA-ICP-MS 鋯石U-Pb年齡為（304±20） Ma[10]，輝綠巖脈LA-ICP-MS 鋯石U-Pb年齡為（310±22） Ma1，康南白石梁超基性巖體LA-ICP-MS 鋯石U-Pb年齡為（307.3±2） Ma2。Yb+Nb-Rb構(gòu)造環(huán)境判別圖解中（圖8-a），所有樣品落在“VAG”區(qū)，顯示調(diào)查區(qū)為火山弧環(huán)境，Yb+Ta構(gòu)造環(huán)境判別圖中（圖8-b），樣品落在“后碰撞”環(huán)境內(nèi)，反映康南白石梁一帶超基性侵入巖形成于后碰撞火山弧環(huán)境。

5.1? 成礦潛力分析

康南白石梁橄欖輝長(zhǎng)巖中橄欖石產(chǎn)出狀態(tài)大致相同，多呈半自形粒狀或渾圓粒狀堆積晶產(chǎn)出。晶體為0.2～0.5 mm，裂理較發(fā)育，有些遭蛇紋石化蝕變，蛇紋石及析出鐵質(zhì)常沿邊緣和裂隙分布，呈網(wǎng)脈狀，或完全被蛇紋石交代。橄欖石中高的Fo含量，表明其為原始巖漿在深部巖漿房結(jié)晶產(chǎn)物，低的Fo含量反映為原始巖漿在深部巖漿房經(jīng)分離結(jié)晶作用形成的演化巖漿產(chǎn)物。據(jù)電子探針?lè)治鼋Y(jié)果及計(jì)算的端元分子看出，康南橄欖輝長(zhǎng)巖中Fo介于56.0～59.8%。另橄欖石中NiO含量較低，介于0.05%～0.06%。在Fo-NiO圖解上（圖9），所有點(diǎn)落在正常范圍之外，即位于正常范圍之下，說(shuō)明可能深部發(fā)生過(guò)硫化物熔離作用。從宏觀地質(zhì)特征看，康南橄欖輝長(zhǎng)巖剝蝕程度低，地表殘留有圍巖矽卡巖，橄欖石中Fo值較低，表明經(jīng)較高的結(jié)晶分異作用。橄欖石中低NiO含量表明深部經(jīng)硫化物熔離作用。激電成果顯示，該巖體屬高阻低極化背景，基巖光譜樣測(cè)試結(jié)果顯示，該超基性巖體具較高Cu，Ni背景值，說(shuō)明其深部具較大成礦潛力。

6? 結(jié)論

（1）康南白石梁一帶超基性侵入巖形成時(shí)代為（307.3±2） Ma，為早石炭世晚期洋盆閉合后，康古爾洋盆兩側(cè)島弧以軟碰撞形式對(duì)接過(guò)程中的產(chǎn)物，形成于后碰撞火山弧環(huán)境。

（2）康南白石梁一帶超基性侵入巖剝蝕程度低，F(xiàn)o值較低，低的NiO含量，說(shuō)明分異結(jié)晶程度較高，可能深部發(fā)生過(guò)硫化物熔離作用，說(shuō)明深部具較好的鎳找礦前景。

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Geochemical Characteristics and Geological Significance of Kangnan Ultrabasic Rock Mass in East Tianshan

Han Qiong，Zhao Tongyang， Li Ping，Zheng Jiaxing，Sun Yaofeng

（Xinjiang Institute of Geological Survey，Urumqi，Xinjiang，830000，China）

Abstract：The SiO2 content of the Kangnan superbasic rock mass is 44.06% ～ 43.25%， all of which are less than 45%. It is an ultrabasic intrusive rock mass. Its lithology is mainly olive gabbro， with high Mg， Fe， and low Al characteristics. Sexual rock sequence.Trace elements show that K， Ba， P， and Sm are enriched obviously， Rb， Hf elements are more severely depleted， heavy rare earths are fractionated， light rare earths are enriched， and heavy rare earths are depleted， showing the basic characteristics of island arc intrusions.Its formation age is （307.3±2）Ma. Based on the regional tectonic evolution characteristics， it is considered that it is the product of the process of docking the island arcs on both sides of the Kangur Ocean Basin in the form of soft collision after the closure of the late Early Carboniferous ocean basin， and formed in a post-collision environment. Volcanic arc environment.Conan ultrabasic intrusive rocks have a low degree of erosion， a low Fo value， and a low NiO content， indicating a high degree of differentiation and crystallization， and the sulfide dissociation may occur in the deep part， indicating that the deep part has better nickel Prospecting prospects.

Key words：Kangnan ultrabasic rock mass;Peridotite; Geochemical characteristics; Metallogenic potential analysis