西秦嶺德烏魯埃達(dá)克巖的發(fā)現(xiàn)及地質(zhì)意義

馮小明 李注蒼 張海峰

摘 ? 要：德烏魯巖株位于西秦嶺夏河-合作大斷裂和力士山-圍當(dāng)山斷裂間的中秦嶺褶皺帶。巖性以花崗閃長(zhǎng)巖為主，石英閃長(zhǎng)巖和石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖次之，為一套中酸性侵入巖，SiO2含量58.6%～65.96%;Al2O3含量14.23%～14.86%;MgO含量3.24%～5.84%;Sr含量262.4×10-6～325×10-6，為喜馬拉雅型花崗巖（Sr小于400×10-6）;Y含量為15.86×10-6～17.07×10-6，與經(jīng)典C型埃達(dá)克巖定義一致。該埃達(dá)克巖的確立，對(duì)深化西秦嶺區(qū)域成礦構(gòu)造和指導(dǎo)今后找礦具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：地球化學(xué);埃達(dá)克質(zhì)巖;地質(zhì)意義;德烏魯;西秦嶺

西秦嶺造山帶中生代花崗巖廣泛分布，巖體明顯受區(qū)域斷裂構(gòu)造控制，呈巖基、巖株、巖瘤、巖枝產(chǎn)出，具多期、多旋回及同源特點(diǎn)。主要侵入體同位素年齡為210～242 Ma[1-4]，屬中晚印支期。目前對(duì)于這些侵入巖產(chǎn)出的大地構(gòu)造環(huán)境、巖漿成因、源區(qū)及成礦物質(zhì)與深部巖漿物質(zhì)交換的關(guān)系等尚存在很多爭(zhēng)議[5-8]。近年來(lái)，部分研究者提出西秦嶺造山帶很多侵入巖具有埃達(dá)克巖類地球化學(xué)特征，由此推論印支晚期花崗巖是西秦嶺地區(qū)加厚地殼部分熔融的產(chǎn)物[9-13]。本文通過(guò)對(duì)德烏魯巖株的巖石學(xué)、巖石地球化學(xué)、稀土元素、微量元素地球化學(xué)特征進(jìn)行研究，對(duì)德烏魯巖株產(chǎn)出的大地構(gòu)造背景、源區(qū)及巖石成因進(jìn)行探討。

1 地質(zhì)概況

德烏魯巖株位于夏河-合作大斷裂北西側(cè)（圖1），走向呈NW向，與區(qū)域構(gòu)造線方向一致。德烏魯巖株NW向長(zhǎng)約8.5 km，最大寬度為4 km，最小寬度約為0.8 km，出露面積約18.9 km2。侵入體形態(tài)呈不規(guī)則葫蘆狀，西北部窄而東南部較寬，中間較窄。巖株侵位于上二疊統(tǒng)毛毛隆組和上三疊統(tǒng)華日組地層中[14]。巖體邊部具較強(qiáng)角巖化和矽卡巖化，上三疊統(tǒng)華日組與上二疊統(tǒng)毛毛隆組呈角度不整合接觸。德烏魯巖株中已發(fā)現(xiàn)以地南大型銅金礦[15-16]、錄斗艘中型金礦[17]、拉不在卡金礦點(diǎn)、吉利金礦點(diǎn)及德烏魯銅礦點(diǎn)[18]、南辦銅礦點(diǎn)等。巖體和礦體中不存在鉀化現(xiàn)象。礦區(qū)圍巖蝕變主要為硅化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、毒砂化、黃銅礦化、輝銻礦化、絹云母化和碳酸鹽化等。

2 巖石學(xué)特征

德烏魯巖株以花崗閃長(zhǎng)巖（樣品5，6，7）為主，石英閃長(zhǎng)巖（樣品1，2）和石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖（樣品3，4）次之。石英閃長(zhǎng)巖侵入體分布于巖體南部，呈半圓狀。石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖位于巖體北部，呈透鏡狀產(chǎn)出。德烏魯巖株是殼幔巖漿混合產(chǎn)物，寄主巖石中斜長(zhǎng)石呈自形半自形板狀，粒徑1～4 mm，聚片雙晶結(jié)構(gòu)，單體細(xì)長(zhǎng)，具環(huán)帶。角閃石呈自形柱狀，石英和堿性長(zhǎng)石呈他形粒狀充填于斜長(zhǎng)石和角閃石礦物間。鉀長(zhǎng)石為正長(zhǎng)石、條紋長(zhǎng)石和微斜長(zhǎng)石，條紋長(zhǎng)石具不規(guī)則的條紋構(gòu)造和環(huán)帶結(jié)構(gòu)。巖體中見(jiàn)有大量暗色基性微細(xì)粒包體，形態(tài)主要呈圓形、渾圓狀、橢圓狀、不規(guī)則狀、葫蘆狀等，直徑1～40 cm。暗色包體顏色較深，為灰黑色，與寄主巖石接觸關(guān)系截然，成因可能與地殼增厚時(shí)的殼幔相互作用有關(guān)，說(shuō)明花崗質(zhì)巖漿結(jié)晶早期存在基性物質(zhì)的混入。德烏魯巖株富鉀，與幔源富鉀流體的參與和混染作用有關(guān)。德烏魯巖株巖石巖性特征如下：

花崗閃長(zhǎng)巖 ?僅在巖體北部少量出露，呈半自形，柱粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石的組成礦物有斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英、角閃石、黑云母等，礦物含量：斜長(zhǎng)石49%～52%，鉀長(zhǎng)石10%，石英20%，角閃石7%～10% ，黑云母10%，磷灰石微量。

石英閃長(zhǎng)巖 ?出露于巖體東南部，呈半自形柱粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石組成礦物有斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英、角閃石、黑云母等，礦物含量：斜長(zhǎng)石51%～65%，鉀長(zhǎng)石3%～8%，石英6%～10% ，角閃石8%～15%，黑云母10%～22%，磷灰石微量。

石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖 ?出露于巖體中部，呈半自形，柱粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物有斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英、角閃石、黑云母等，巖石受到較強(qiáng)的次生蝕變，斜長(zhǎng)石43%～61%，鉀長(zhǎng)石10%～20%，石英10%～15%，角閃石5%～15%，黑云母8%～23%，磷灰石微量。磷灰石晶形完好，呈短柱狀。

3 地球化學(xué)特征

3.1 ?巖石化學(xué)特征

筆者在德烏魯巖株中共采集了5件巖石化學(xué)樣品。從巖石化學(xué)分析結(jié)果可看出（表1），德烏魯巖株中SiO2含量58.6%～65.96%大于56%，平均含量65.49%，屬中偏酸性巖。TiO2含量0.5%～0.74%，平均0.59%，明顯小于洋島玄武巖的TiO2含量（大于2.0%）和大洋中脊火山巖（TiO2平均含量1.5%），與島弧火山巖的TiO2含量（TiO2平均含量0.8%）相近;Al2O3含量高，且變化不大。Al2O3含量為14.23%～14.86%，小于15%;MgO含量3.24%～5.84%，小于6%，表明德烏魯巖株具中鎂特征，暗示巖漿中有了來(lái)自幔源物質(zhì)的重要貢獻(xiàn);CaO含量3.96%～5.94%，平均4.49%;Na2O含量1.8%～3.25%，平均2.80%; K2O含量2.69%～3.86%，平均3.23%。Na2O和 K2O二者的含量基本差不多。德烏魯巖株中K2O含量高于島弧環(huán)境巖漿巖的K2O含量（K2O平均1.60%），而與活動(dòng)陸緣K2O的含量相近（K2O平均3.25%）。全堿含量較高，K2O+Na2O均大于1%，多為 4.78%～6.70%;K2O/Na2O 比值0.6～1.2，平均0.89，顯示富鉀特點(diǎn)。A/NKC值為1.31～1.45，屬過(guò)鋁質(zhì)巖石（大于1）。因此，可確定德烏魯巖株為偏鋁質(zhì)巖體。里特曼指數(shù)變化范圍不大，σ值1.47～2.23，小于4，為鈣堿性系列巖石。

總之，德烏魯巖株以中酸性侵入巖為主，SiO2含量58.6%～65.96%，Al2O3含量小于15%，MgO含量3.24%～5.84%，與埃達(dá)克巖定義基本一致，具高鉀、高鋁和高堿、低鈦的特點(diǎn)。

3.2 ? 微量元素特征

所有樣品Sr含量為262.4×10-6～325×10-6，小于400×10-6（表2），總體特征為低鍶，為喜馬拉雅型花崗巖（Sr<400×10-6）。而Y 含量為15.86×10-6～17.07×10-6，小于18×10-6，與經(jīng)典C型埃達(dá)克巖定義一致。德烏魯巖株巖石為富Nb侵入巖，Nb含量為9.35×10-6～10.46×10-6，位于高Nb（7×10-6～16×10-6）范圍內(nèi)，明顯高于正常洋內(nèi)弧侵入巖，為高鈮侵入巖。相容元素Cr，Ni含量比較高，分別為105.21×10-6～198.2×10-6、31.39×10-6～49.82×10-6。

在巖石微量元素蛛網(wǎng)圖上與同碰撞花崗巖的分布形式一致（圖2），微量元素的分布特點(diǎn)為“先隆后凹”型式。表現(xiàn)為K，Rb，Ba，Th，Ta，Nb，Ce，Zr等大離子親石元素的選擇性富集，豐度較高，明顯高于洋脊花崗巖，尤其是大離子元素K，Rb，Ba，Th，Zr高出洋脊花崗巖2～90倍。而大離子親石元素Hf、Sm、Y、Yb豐度值低于洋脊花崗巖，強(qiáng)烈虧損，但起伏較大，特別是Yb幾乎低一到二個(gè)數(shù)量級(jí)。

3.3 ?稀土元素地球化學(xué)特征

從表3可看出，巖體中輕稀土明顯富集，重稀土較虧損。稀土總量157.29×10-6～184.87×10-6;輕稀土127.12×10-6～154.92×10-6;重稀土28.14×10-6～30.17×10-6（表3），LREE/HREE為4.21～5.17，比值較小，表示巖漿分異程度較強(qiáng)。輕、重稀土元素分餾較強(qiáng)烈，（La/Yb）N為11.60～15.221。（La /Sm）N為3.52～4.33;（Gd/Yb）N為2.0～2.22，說(shuō)明輕稀土及重稀土內(nèi)部都存在不同程度的分餾作用，輕稀土內(nèi)部分餾作用強(qiáng)于重稀土。δEu值為0.52～0.65，平均0.57，具弱-中等的負(fù)銪異常。在稀土元素分布曲線圖上表現(xiàn)為向右傾斜（圖3），但重稀土元素部分的曲線較平緩。說(shuō)明在巖漿分餾結(jié)晶作用中斜長(zhǎng)石從巖漿分離出來(lái)，巖漿分異程度不高。反映出德烏魯巖株在下地殼熔融時(shí)，可能存在弱的斜長(zhǎng)石分離結(jié)晶作用過(guò)程中或部分熔融過(guò)程中殘留熔漿中的Eu導(dǎo)致δEu值降低[19]。

綜上所述，德烏魯巖株以大離子親石元素和輕稀土富集，低重稀土，重稀土相對(duì)虧損和具Eu負(fù)異常為特征，顯示其具有與C型埃達(dá)克巖有關(guān)的巖石地球化學(xué)特征。

4 討論

4.1 ?構(gòu)造環(huán)境

（La/Yb）N-YbN圖解上（圖4），所有樣品均落入埃達(dá)克質(zhì)巖區(qū)和經(jīng)典島弧巖區(qū)的交匯部分。在SiO2-Yb成礦埃達(dá)克巖圖解上（圖5），所有樣品全部落入與成礦有關(guān)的埃達(dá)克質(zhì)巖區(qū)，證實(shí)了Au、Cu成礦與埃達(dá)克巖密切相關(guān)。從兩個(gè)圖解中可以判別德烏魯巖株的形成構(gòu)造環(huán)境與埃達(dá)克質(zhì)巖有關(guān)。

4.2 ?同位素年代

在德烏魯巖株中采集同位素測(cè)年樣品一件，巖石巖性為花崗閃長(zhǎng)巖。應(yīng)用LA-ICP-MS法（激光剝蝕等離子體質(zhì)譜）進(jìn)行了單顆粒鋯石微區(qū)U-Pb年齡測(cè)試，獲得U-Pb同位素年齡值為（227.5±2.2） Ma，形成時(shí)代為晚三疊世。徐學(xué)義在對(duì)德烏魯巖株的研究過(guò)程中，采用了鋯石U-Pb同位素測(cè)年，獲得其U-Pb同位素年齡為（233.5±1.5） Ma[20]，與本次結(jié)果基本相符，侵入時(shí)代為晚三疊世。

5 結(jié)論

中三疊世的印支運(yùn)動(dòng)，華北古陸、揚(yáng)子古陸相向匯聚造山[21-23]，使西秦嶺古特提斯海盆閉合，海水從秦嶺地區(qū)全面退出。晚三疊世早期，秦嶺造山帶的陸陸碰撞，揚(yáng)子板塊俯沖至華北板塊下使得地殼增厚、地?zé)崽荻仍龈遊24-25]，下地殼中變質(zhì)的玄武巖由于溫度升高，發(fā)生部分熔融，形成C型埃達(dá)克質(zhì)熔體，指示當(dāng)時(shí)地売厚度己經(jīng)超過(guò)50 km[26-27]。此外，埃達(dá)克質(zhì)熔體與地幔楔橄欖巖相互作用，從地幔中獲取大量的Au，Cu成礦元素，形成富含金的含礦熱液。在巖漿侵入后期，含礦熱液充填于德烏魯巖株中，疊加富集形成以地南銅金礦、錄斗艘金礦等與C型埃達(dá)克巖相關(guān)的金礦床。

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Abstract： The Dewulu rock located in the central Qinling fold belt between in the Xiahe-Hezuo fault and Lishishan-Weidangshan fault in Western Qinling，which is a set of intermediate-acid intrusive rocks and the main lithology is granodiorite，the quartz diorite and quartz monzobiorite is secondary lithology.Its SiO2 content is 58.6% ～ 65.96%>56%;Al2O3 content is 14.23%～14.86%<15%;MgO content is 3.24% ～ 5.84%<6%;Sr content is 262.4×10-6 ～ 325×10-6<400×10-6，which is Himalayan type granite （Sr <400×10-6）;Y content is 15.86×10-6 ～ 17.07×10-6 <18×10-6，They have the same characteristics with the C-type adakite ones.The U-Pb isotope age of the Dewulu rock was 227.5±2.2 Ma and its formation time was early of the late Triassic.Therefore，in the early of the later Triassic，the Yangtze plate subducted and the North China plate happened to the continent-continent collision in the Qinling orogenic，the Yangtze plate subducted under the North China plate and this resulted in thickening of the earthcrust and increasing of the geothermic gradient.The metamorphic basalts in the lower crust were partially melted due to the temperature rising and formed a C-type adakite melt.The establish of adakite rocks have significant information to improve native metallogenic constrution and guide prospecting for the future in Western Qinling.

Key words： Geochemical;Adakite rocks;Geological significance;Dewul;Western Qinling