喀喇昆侖阿克塔河地區(qū)龍山組火山巖地球化學特征及構造環(huán)境分析

范建強，麻志敏，李超

（1.內蒙古自治區(qū)地質測繪院，內蒙古呼和浩特 010010；2.內蒙古煤田地質局153 勘探隊，內蒙古呼和浩特 010010）

喀喇昆侖山是特提斯構造域與古亞洲構造域的重疊部位，構造演化復雜，物質組成豐富。作為喀喇昆侖山重要組成部分，中侏羅統(tǒng)龍山組地層在麻扎-康西瓦斷裂以南麻扎至甜水海一帶廣泛出露［1］，為一套下部為粗碎屑巖，上部為碳酸鹽巖、局部夾中-基性火山巖的組合序列。龍山組地層在喀喇昆侖-三江成礦省西段的喀喇昆侖Pb-Zn-Fe-Cu-RM成礦帶中扮演著重要的角色，其作為大型-超大型噴流-沉積型鉛鋅礦床的主要賦礦層位，近年來受到廣大地質工作者的持續(xù)關注，舉世矚目的火燒云超大型鉛鋅礦即賦存于該套地層內［2］，還有天神、岔薩口等鉛鋅礦床及諸多鉛鋅礦點均賦存其中。顯然，針對龍山組地層的研究對區(qū)域構造演化、鉛鋅成礦規(guī)律研究及找礦勘查工作兼具理論與現實意義。前人對龍山組的研究多集中于對碳酸鹽巖的沉積環(huán)境及沉積相等分析總結，認為其形成于伸展背景［3］，為一套海陸過渡相的混合潮坪沉積的產物［4］，而對龍山組地層內火山巖的研究甚少，僅見菅坤坤等對龍山組地層內基性玄武巖的地球化學特征、年代學及構造環(huán)境所作的分析研究［5］，鮮見有關該地層中性火山巖研究的相關報道。本次以阿克塔河以北地區(qū)龍山組中性火山巖為研究對象，在野外調查和巖相觀察的基礎上，分析地球化學特征，探討火山活動構造背景，為區(qū)域構造演化及成礦規(guī)律總結提供新的參考。

1 區(qū)域地質背景

喀喇昆侖-西昆侖地區(qū)，以麻扎-康西瓦蛇綠構造混雜巖帶及大紅柳灘斷裂等重要的構造帶為界限，自北向南依次劃分為西昆侖造山帶、巴顏喀拉褶斷帶、甜水海-北羌塘地塊及南羌塘地塊等［5］（圖1）。研究區(qū)橫跨甜水海-北羌塘地塊與巴顏喀拉褶斷帶兩個構造單元，主要出露地層如圖2所示：其中，黃羊嶺組地層沉積韻律發(fā)育，一段主要由細砂巖-千枚巖或粉砂巖-千枚巖二分韻律構成，二段由細砂巖-千枚巖或中細粒砂巖-粉砂巖-泥質巖韻律構成；巴顏喀拉山群為一套淺變質中細粒碎屑巖、泥質巖及板巖等低級區(qū)域變質巖；龍山組地層在區(qū)內僅有上部灰?guī)r段出露，主要為一套淺海相碳酸鹽巖沉積夾少量中性火山巖。構造線呈北西-南東向展布，大紅柳灘區(qū)域性斷裂穿過本區(qū)，斷裂南西側為北羌塘-甜水海地塊，北東側為巴顏喀拉褶斷帶。區(qū)內發(fā)育侏羅紀英云閃長巖體，侵入三疊系巴顏喀拉山群地層內。

圖1 西昆侖—喀喇昆侖大地構造簡圖（底圖據文獻［6］）

2 野外產狀及巖石學特征

中侏羅統(tǒng)龍山組地層在研究區(qū)內只見其上部灰?guī)r段（J2l2）出露，總體呈北西-南東向條帶狀展布（圖2），巖性以灰?guī)r為主局部夾安山巖。在阿克塔河北東約6km處，灰?guī)r內發(fā)育一處安山巖夾層，呈北西-南東向條帶狀展布，平均厚約150m，長約400m，與圍巖（灰?guī)r）呈整合接觸。

圖2 喀喇昆侖阿克塔河地區(qū)地質簡圖

巖石呈褐灰色，斑狀結構，杏仁狀構造。斑晶成分以黑云母為主，片徑0.4mm～1.5mm間，含量10%～15%；另見少量不規(guī)則狀綠泥石、黝簾石等次生暗色礦物斑晶，粒徑2.5mm～4mm，推測原生礦物為輝石或角閃石。杏仁體含量1～5%，多被綠泥石充填，形狀不規(guī)則，粒徑0.5mm～2mm間。鏡下可見基質呈間隱結構，成分以微晶斜長石為主，輝石、黑云母等礦物于微晶之間充填。

3 巖石地球化學特征

3.1 火山巖分類

在巖相學鑒定分類的基礎上，進一步通過巖石化學成分進行分類。該火山巖ω（SiO2）為52.13%～53.64%（表1），平均52.89%，屬中性巖類。在Nb/Y與Zr/TiO2圖解（圖3）中，樣品分別落于安山巖、粗安巖區(qū)域。綜合認為，研究區(qū)龍山組火山巖夾層巖性為粗安巖。

表1 龍山組火山巖主量元素分析結果表

圖3 龍山組火山巖Nb/Y-Zr/TiO2圖解

3.2 巖石系列

如表1所示：火山巖ω（Na2O）為1.31%～1.56%，平均1.44%，ω（K2O）為8.42%～8.81%，平均8.62%；ω（K2O）/ω（Na2O）平均5.99，為富鉀巖石。ω（CaO）為4.34%～7.52%，平均5.93%；ω（K2O+Na2O）為9.73%～10.37%，平均10.05%；ω（Al2O3）為11.9%～12.17%，平均12.04%；鋁飽和指數A/CNK為0.49～0.60，小于1；NK/A值為0.93～1.02，平均為0.98，屬鈣堿性系列巖石。里特曼指數δ=10.11～10.37，平均10.24，屬堿性（δ大于9）系列巖石。

如圖4a、圖4b所示：火山巖在SiO2-K2O圖解及ARSiO2圖解中分別落入鉀玄巖系列和過堿性巖區(qū)域，總體表現為堿性-過堿性特征，屬鉀玄巖系列火山巖。由表1可見，巖石相對富集MgO、Fe2O3、K2O、TiO2、P2O5，大量研究表明，鉀玄巖系列火山巖鎂鐵質的富集反映其巖漿來源于上地幔。

圖4 龍山組火山巖SiO2-K2O圖解（a）及AR-SiO2圖解(b）

3.3 微量元素特征

龍山組火山巖微量元素含量見表2。在原始地幔標準化蛛網圖中，強不相容元素強富集，如Rb、Ba、Th、K等；弱不相容元素弱富集，如Ta、Nb、La、Ce、Nd、P、Zr、Hf、Sm等；過度元素Yb弱虧損（圖5a），指示火山巖源區(qū)為富集地幔。微量元素呈現出隨著相容性增加富集程度降低直至虧損的特征規(guī)律，說明在巖漿形成及演化過程中，受結晶分異作用影響。

表2 龍山組火山巖微量元素分析結果及特征參數一覽表

3.4 巖稀土元素特征

表3所示：稀土元素總量ΣREE為265.75g/t～266.29g/t，平均266.02g/t；LREE/HREE值、LaN/YbN值、LaN/SmN值和GdN/YbN值分別在8.44～9.63、8.58～11.04、2.36～3.03和2.14～2.25間，平均值分別為9.04、9.81、2.70和2.20，輕稀土元素分餾程度中等，重稀土元素分餾程度較低。如圖5b所示，本區(qū)火山巖呈強烈右傾負斜率的輕稀土元素富集型分布模式，具大陸邊緣鉀玄巖的稀土配分曲線。

圖5 龍山組火山巖微量元素原始地幔標準化蛛網圖（a）和稀土元素球粒隕石標準化分布型式（b）

表3 龍山組火山巖稀土分析結果及特征參數一覽表（×10-6）

4 構造環(huán)境分析

研究區(qū)北部發(fā)育麻扎-康西瓦蛇綠構造混雜巖帶，南部發(fā)育龍木錯-雙湖縫合帶（圖1）。前人研究表明古特提斯洋于晚三疊世閉合［7］。甜水海-北羌塘地塊內整體缺失上三疊統(tǒng)地層，也表明甜水海-北羌塘地塊和西昆侖地體于晚三疊世閉合完成。西昆侖地體及巴顏喀拉褶斷帶在三疊紀以后進入了陸內造山階段，但直至早-中侏羅世，康西瓦縫合帶以南尚為殘留洋環(huán)境［8］。本次龍山組火山巖樣品均投入板內環(huán)境（圖6），結合以上對區(qū)域構造背景的分析，認為阿克塔河地區(qū)龍山組火山巖形成于板內殘留洋環(huán)境，為在局部拉張構造背景下的海相火山巖。

5 結論

（1）阿克塔河地區(qū)龍山組火山巖夾層巖性為粗安巖，表現為鉀質、堿性巖特征，為鉀玄巖系列；鐵鎂質、硅鋁質兼相對富集，反映其巖漿來源于上地幔，為上地幔部分熔融產物。

（2）Rb、Ba、Th、K等強不相容元素呈強富集，指示火山巖源區(qū)為富集地幔；LREE/HREE平均值9.04，為輕稀土元素富集型，具大陸邊緣高鉀安山巖的稀土配分曲線形式。

圖6 龍山組火山巖Zr/Al2O3-TiO2/Al2O3圖解

（3）結合區(qū)域地質背景及Zr/Al2O3-TiO2/Al2O3圖解判別，阿克塔河地區(qū)龍山組火山巖為局部拉張構造環(huán)境下形成的海相火山巖。