西藏改則縣魚鱗山地區(qū)新近系魚鱗山組火山巖特征

岳 龍，王 敏，曾昌興，陳 仁，賀永忠，易成興

(貴州省地質(zhì)調(diào)查院，貴州 貴陽 550081)

1 概況及地質(zhì)背景

自印度大陸與歐亞大陸碰撞以來，在班公湖—怒江縫合帶以北的羌塘地塊先后發(fā)育了堿性玄武巖系列、高鉀鈣堿性系列、鉀玄巖系列及過堿性鉀質(zhì)—超鉀質(zhì)系列火山活動(dòng)(遲效國(guó)，2005)。在古近紀(jì)—新近紀(jì)，沿龍木措—雙湖和拜惹布錯(cuò)—金沙江縫合帶及大斷裂普遍發(fā)育斷陷盆地的河、湖相沉積，并有強(qiáng)烈的鉀質(zhì)—超鉀質(zhì)火山巖和少量高鉀鈣堿性火山巖噴發(fā)作用(譚建政，2013)。羌塘地塊新生代火山巖是在青藏高原地區(qū)碰撞造山后高原快速隆升的過程中噴發(fā)形成的，同位素定年資料顯示，火山的噴發(fā)作用主要在45—14Ma(鄧萬民，1998；莫宣學(xué) 等，2009；丁林 等，2000；李光明，2000；譚富文 等，2000；黃勇，2003)。

貴州省地質(zhì)調(diào)查院在此進(jìn)行1∶25萬加措幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查時(shí)，在西藏魚鱗山地區(qū)發(fā)現(xiàn)面積分布較廣的火山巖，通過對(duì)該火山巖的研究，厘定為新近系中新統(tǒng)魚鱗山組。魚鱗山組火山巖總體沿近東西向的昆楚克楚錯(cuò)深大斷裂展布(圖1)，角度不整合于古近系康托組、二疊系下統(tǒng)展金組及石炭系擦蒙組之上(貴州省地質(zhì)調(diào)查院，2005)。本文在前人研究基礎(chǔ)上，對(duì)該火山巖進(jìn)行進(jìn)一步巖石學(xué)、巖石地球化學(xué)分析數(shù)據(jù)挖掘及再研究，總結(jié)其特征，為青藏高原羌塘地塊新生代火山巖的研究提供基礎(chǔ)資料。

圖1 改則縣魚鱗山地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)1∶25萬加措幅地質(zhì)圖，2005，略有修改)

2 巖石學(xué)特征

圖2 西藏自治區(qū)改則縣魚鱗山新近系魚鱗山組實(shí)測(cè)剖面、旋回示意圖

粗面巖為灰綠、灰黃、深灰、灰色塊狀構(gòu)造，斑狀結(jié)構(gòu)。主要由堿性長(zhǎng)石、少量暗色礦物及斜長(zhǎng)石組成。其斑晶主要為堿性長(zhǎng)石及堿性輝石(部分可鑒定為霓輝石)，基質(zhì)具有粗面結(jié)構(gòu)，由微晶斜長(zhǎng)石、普通輝石及堿性輝石組成；粗面安山巖為灰綠色、灰黃色塊狀構(gòu)造，斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶以斜長(zhǎng)石為主，其次為輝石及角閃石，基質(zhì)由斜長(zhǎng)石、透長(zhǎng)石和少量輝石組成；白榴石響巖為深灰色、灰黑色塊狀構(gòu)造，具斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶由堿性長(zhǎng)石、角閃石、白榴石、霓輝石組成，基質(zhì)具隱至微晶結(jié)構(gòu)，由微晶白榴石、長(zhǎng)石、細(xì)小輝石和磁鐵礦組成。

3 地球化學(xué)特征

3.1 主量元素特征

圖3 TAS圖解

圖4 K2O-SiO2圖解

圖5 K2O-Na2O關(guān)系圖

魚鱗山組玄武質(zhì)粗面安山巖、粗面安山巖、粗面巖、堿玄質(zhì)響巖CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算及數(shù)值特征見表2、3。

從表2中CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算SiO2飽和度類型可分為極度不飽和、不飽和、過飽和二種類型。

表1 魚鱗山組基—中性火山巖主量元素分析結(jié)果(WB/10-2)

測(cè)試單位：國(guó)土資源部貴陽礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心

表2 魚鱗山組基—中性火山巖CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算

測(cè)試單位：國(guó)土資源部貴陽礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心。注：JP2A-11H JP2A-12H JP2A-13H JP2B-15H未能進(jìn)行有效計(jì)算。

SiO2極度不飽和類型礦物組合見霞石、橄欖石、透輝石，不飽和類型礦物組合見霞石、透輝石，而過飽和類型礦物組合見透輝石、紫蘇輝石、石英。Al2O3飽和度類型僅見偏鋁質(zhì)、過鋁質(zhì)二種類型，前者未見剛玉，而后者出現(xiàn)剛玉。

表3看出，A/CNK數(shù)值特征與CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算結(jié)論一致。基性火山巖AR=1.67和δ=5.95，屬堿性巖巖石系列；斜長(zhǎng)石牌號(hào)(計(jì)算)為41.18，種屬為中長(zhǎng)石。中性火山巖AR=1.87-5.82和δ=3.35-22.68，屬鈣堿性巖-堿性巖-過堿性巖巖石系列；斜長(zhǎng)石牌號(hào)(計(jì)算)為4.76-49.29，種屬為鈉-更-中長(zhǎng)石。巖石的次生蝕變作用使斜長(zhǎng)石牌號(hào)有所降低。

3.2 稀土元素特征

魚鱗山組玄武質(zhì)粗面安山巖、粗面安山巖、粗面巖、堿玄質(zhì)響巖稀土元素分析結(jié)果及數(shù)值特征見表4、5。

表3 魚鱗山組火山巖主量元素巖石學(xué)計(jì)算

表4 魚鱗山組火山巖稀土元素分析結(jié)果(WB/10-6)

表5 魚鱗山組火山巖稀土元素?cái)?shù)值特征

圖6 魚鱗山組基—中性火山巖稀土元素

3.3 微量元素特征

魚鱗山組玄武質(zhì)粗面安山巖、粗面安山巖、粗面巖、堿玄質(zhì)響巖微量元素分析結(jié)果及數(shù)值特征見表6。

表6 魚鱗山組基—中性火山巖微量元素分析結(jié)果(WB/10-6)

魚鱗山組火山巖具有極其類似的微量元素特征，表現(xiàn)為Rb元素相對(duì)貧化，Sr元素相對(duì)富集，表現(xiàn)出Sr遷移性較Rb相對(duì)明顯。在經(jīng)過球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化后的蛛網(wǎng)圖中可見高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、Ta、Zr、Hf、Ti相對(duì)于相鄰大離子親石元素明顯虧損(圖7)，且Sr同樣表現(xiàn)出虧損態(tài)勢(shì)。

圖7 魚鱗山組基—中性火山巖微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線圖

4 討論

4.1 源區(qū)性質(zhì)

LREE相對(duì)于HREE的富集可以由橄欖石、斜方輝石、單斜輝石的存在引起，因相對(duì)于LREE，HREE的虧損，最可能表明源區(qū)存在石榴子石。而微量元素Ti的虧損，可能表明源區(qū)存在著金紅石。強(qiáng)不相容元素的比值(LILE/HFSE、LREE/HFSE等)不但在一定規(guī)模的地幔部分熔融過程中不易變化，而且在巖漿有限程度的低壓分離結(jié)晶作用過程中也無較大變化(Volpe et al.，1988)，因此能有效追蹤源區(qū)的化學(xué)性質(zhì)。樣品的Zr/Y(1.52-2.65)<18，暗示巖石巖漿來源于富集地幔(李昌年，1992)。且樣品中稀土元素?cái)?shù)值顯示其比原始地幔源區(qū)巖漿和球粒隕石高，但又低于地殼源區(qū)巖漿。反映了其物源應(yīng)為富集型地幔另外。Nb、Zr、Y數(shù)值特征討論Nb×2-Zr/4-Y圖解(圖10)顯示魚鱗山組火山巖巖漿性質(zhì)為板內(nèi)裂谷玄武質(zhì)巖漿。

圖8 魚鱗山組基—中性火山巖Nb*2-Zr/4-Y圖解

圖9 魚鱗山組火山巖Ce/Y和Zr/Y與MgO的協(xié)變圖解

圖10 魚鱗山組火山巖La-La/Sm圖

4.2 地殼混染作用

魚鱗山地區(qū)火山巖產(chǎn)于大陸區(qū)，與大洋地區(qū)相比，大陸內(nèi)部噴發(fā)的火山巖巖漿在向地表運(yùn)移的過程中，可能受到地殼物質(zhì)不同程度的混染。樣品稀土元素?cái)?shù)值顯示其比原始地幔源區(qū)巖漿和球粒隕石高卻又低于地殼源區(qū)巖漿的特征顯示巖漿可能來源于富集型地幔，并伴有少量殼源物質(zhì)混染。巖漿結(jié)晶分異時(shí)Ce/Y和Zr/Y比值變化均不明顯。此外，Ce/Y對(duì)地殼混染和巖漿源區(qū)部分熔融程度敏感，而Zr/Y比值對(duì)于地殼混染不靈敏，但可以用來反映巖漿源區(qū)部分熔融程度差異(趙振華，1997)。研究區(qū)MgO含量與Ce/Y和Zr/Y的變化關(guān)系如圖11。Ce/Y和Zr/Y隨MgO變化不大。綜合上述特征，推測(cè)魚鱗山組火山巖在巖漿上升過程中不存在強(qiáng)烈的地殼混染作用。

4.3 分離結(jié)晶作用

當(dāng)用高度不相容元素La與親巖漿元素Sm的濃度比值w(La)/w(Sm)對(duì)高度不相容元素巖漿元素濃度w(La)作圖時(shí)(圖12)，可見火山巖的軌跡是一條近乎水平的線而非擁有斜率，說明火山巖形成為巖漿的分離結(jié)晶作用(Allegre 等，1978)。

另外，魚鱗山組火山巖樣品中的REE配分曲線圖(圖6)顯示，樣品的稀土元素具有輕稀土富集的右傾型配分型式，輕重稀土的分餾程度較大，且HREE也具有分餾特征。巖漿的分離結(jié)晶作用是造成巖漿演化過程中稀土元素分餾的重要方式，其中Eu的負(fù)異常小，推測(cè)為在巖漿結(jié)晶分異過程中，殘余相僅有少量或無鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石和單斜輝石等，或角閃石含量大于或等于斜長(zhǎng)石，也說明巖漿在演化過程中斜長(zhǎng)石經(jīng)歷了一定程度結(jié)晶分異作用。

5 結(jié)論

(1)魚鱗山組火山巖由火山碎屑巖與火山熔巖至少構(gòu)成三個(gè)韻律?；鹕剿樾紟r巖性為火山角礫巖、含火山角礫凝灰?guī)r及凝灰?guī)r，火山熔巖巖性為粗面巖、粗面安山巖、玄武質(zhì)粗面安山巖及白榴石響巖。

(2)火山巖地球化學(xué)特征顯示，巖石均屬于鉀玄巖系列。根據(jù)其微量及稀土元素特征推測(cè)魚鱗山組火山巖來自富集地幔的結(jié)晶分離作用，火山巖巖漿性質(zhì)為板內(nèi)裂谷玄武質(zhì)巖漿，源區(qū)可能存在石榴子石、金紅石等礦物，且在火山巖上升過程中不存在強(qiáng)烈的地殼混染作用。

(3)因魚鱗山組火山巖角度不整合于古近系康托組之上，且?guī)r石地球化學(xué)特征指示大地構(gòu)造背景為大陸板內(nèi)陸相幔源型火山巖，構(gòu)造變形較弱。為喜山造山運(yùn)動(dòng)中板內(nèi)應(yīng)力松馳階段之產(chǎn)物，近東西向昆楚克錯(cuò)斷裂在喜山期復(fù)活為巖漿活動(dòng)提供了通道。