甘肅祁連西段黑溝梁子地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征發(fā)展過程

羅應(yīng)晗，潘中奎，馬凌陽(yáng)

（甘肅省地礦局第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州 730050）

1 概述

甘肅省祁連山是我國(guó)重要的造山帶，伴隨有大量的構(gòu)造熱液活動(dòng)，特別是祁連造山帶多次抬升接受剝蝕，原有地層收到區(qū)域動(dòng)力變質(zhì)和熱接觸變質(zhì)雙重作用，原有的沉積構(gòu)造和結(jié)構(gòu)遭到破壞，對(duì)區(qū)域構(gòu)造作用的顯示已經(jīng)十分微弱。因此，本文針對(duì)祁連西段黑溝梁子地質(zhì)結(jié)構(gòu)體進(jìn)行地球化學(xué)分析，結(jié)合鋯石U-Pb測(cè)年結(jié)果，討論祁連西段早古生代地質(zhì)結(jié)構(gòu)礦脈巖漿作用與構(gòu)造演化關(guān)系。

2 地質(zhì)概況

研究區(qū)位于大泉幅和額勒森幅北部黑溝梁子處，總體呈近南北向展布，向北延伸至相鄰圖幅哈馬爾達(dá)巴幅，侵入于北大河巖群c巖組大理巖夾片巖巖組中。調(diào)查區(qū)內(nèi)出露長(zhǎng)度約6km，寬550m～1860m，出露面積7.7km2。侵入部位附近巖體中可見磁鐵礦化、褐鐵礦化和孔雀石化等現(xiàn)象，如圖1所示。

圖1 區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖

3 巖體學(xué)特征

黑溝梁子地質(zhì)結(jié)構(gòu)巖體性主要為二長(zhǎng)花崗巖。巖體中部或邊部可見少量石英閃長(zhǎng)體和黑云堿長(zhǎng)花崗巖分布。礦山的地質(zhì)構(gòu)造。地質(zhì)構(gòu)造，塊狀構(gòu)造。該礦體的礦物包括斜長(zhǎng)石，石英，黑云母，鉀長(zhǎng)石和副礦物磷灰石，金屬礦物等。巖石分布相對(duì)密集。長(zhǎng)石的結(jié)晶形態(tài)通常是規(guī)則的，具有通常較寬的薄片和短的柱狀且具有筆直的邊緣。同時(shí)，斜長(zhǎng)石比鉀長(zhǎng)石具有更高的自我繁殖率，且晶體尺寸主要為0.2mm～0.8mm。雙晶。石英閃長(zhǎng)巖。半自形粒柱狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石由斜長(zhǎng)體、角閃體、黑云母、石英和副礦物有磷灰石、金屬礦物等組成，巖體較致密。黑云堿長(zhǎng)礦體。礦體結(jié)構(gòu)，塊狀結(jié)構(gòu)。巖石礦物包括斜長(zhǎng)石，石英，黑云母，長(zhǎng)石鉀和副礦物磷灰石，金屬礦物，蝶骨等。巖石地塊分布較密。地塊的晶體形態(tài)相當(dāng)規(guī)則，主要表現(xiàn)為寬板和短直邊柱形。

4 地球化學(xué)特征

（1）分析方法。巖石，所有巖石，稀土元素和痕跡的提取樣品名稱將轉(zhuǎn)移到甘肅省中央實(shí)驗(yàn)室。通過XRF分析主要元素（不包括FeO和LOI），通過標(biāo)準(zhǔn)濕化學(xué)分析，使用XII系列ICP-MS分析痕量元素和稀土進(jìn)行確定。

（2）主量元素特征。根據(jù)化學(xué)成份表可以看出，該巖體主要氧化物含量SiO2介于66.84%～75.48%、TiO2介于 0.06%～0.21%、Al2O3介 于 13.33%～16.14%、Fe2O3介 于0.66%～1.17%、FeO介 于0.42%～1.02%、MnO介于0.02%～0.51%、MgO介 于0.23%～1.32%、CaO介于0.74%～2.17%、Na2O介 于2.60%～4.10%、K2O介 于4.19%～4.97%，P2O5介于0.02%～0.10%。該巖體所采樣品中SiO2含量變化范圍在66.84%～75.48%之間，為酸性侵入巖。其化學(xué)成份與中國(guó)不同巖體類型花崗巖類巖體的元素豐度（史長(zhǎng)義等，2005）中二長(zhǎng)花崗體相比，具有較高的K2O和較低的TiO、FeO、MgO、CaO和P2O5的特征。

（3）微量元素特征。結(jié)合原始地幔的標(biāo)準(zhǔn)化微量元素網(wǎng)圖，兩個(gè)長(zhǎng)花崗巖樣品。微量營(yíng)養(yǎng)素的分布基本相同，整個(gè)顯示中富含強(qiáng)烈的不相容元素，曲線略微偏右。富集K，Nd，Zr，Sm等元素，耗盡Th，Nb，Sr，P，Ti等元素。根據(jù)巖石（Rb/Yb）N1的參數(shù)，它是一種高度不相容的富集元素，富含交代地幔源和殘余熔體，具有很強(qiáng)的分層性和結(jié)晶性；Th＊＜1，釷虧損，太古代地殼巖石、地盾，強(qiáng)蝕變交代作用；K＊＞1，鉀富集，花崗質(zhì)巖體，具島弧性質(zhì)的火山巖，與消減作用有聯(lián)系；Nb＊＜1，鈮虧損，花崗質(zhì)巖體，地殼物質(zhì)、地盾；Sr＊＜1，鍶虧損，強(qiáng)蝕變，抗交代蝕變能力弱的巖體，斜長(zhǎng)石分離結(jié)晶的殘余熔體；P＊＜1，磷虧損，虧損型地幔，地殼巖石，花崗質(zhì)巖石，磷灰石分離的殘余熔體；Zr＊＞1，鋯富集，地殼巖體，花崗質(zhì)巖體；Ti＊＜1，鈦虧損，地幔的貧鈦性質(zhì)，地殼巖體，花崗質(zhì)巖體。綜合判斷，黑溝梁子二長(zhǎng)花崗巖巖漿成份以地殼成份為主，具少量地幔成份，主要為陸殼改造型。

5 構(gòu)造環(huán)境分析

從巖體化學(xué)成份分析，黑溝梁子二長(zhǎng)花崗體為鈣堿性系列巖石；A/CNK=1.031-1.1871.1，具S型花崗巖特征；稀土元素配分模式圖與地殼重型花崗巖相似，微量元素特征與正?；』◢弾r特征相似。在R1-R2圖解中（圖2），樣品落入同碰撞（S型）花崗巖體區(qū)域，在花崗巖巖體成因類型A-C-F判別圖解（圖3）中，樣品落入S型花崗巖巖體區(qū)域；在Rb/30-Hf-3Ta構(gòu)造環(huán)境判別圖（圖4）中，樣品全部落入同碰撞花崗巖區(qū)；在Rb-（Yb+Nb）構(gòu)造環(huán)境判別圖（圖5）中，樣品落入同碰撞花崗巖體區(qū)；在Maniar構(gòu)造環(huán)境判別圖解TFe/（TFe+MgO）-SiO2和ACM圖中（圖6），樣品均落入造山花崗巖巖體區(qū)域的后造山花崗巖類中。綜合判斷，該二長(zhǎng)花崗巖體形成于同碰撞環(huán)境，具S型花崗巖特征，構(gòu)造環(huán)境為同碰撞構(gòu)造環(huán)境。

圖2 黑溝梁子二長(zhǎng)花崗巖體R1-R2圖解（Collins W J et al.，1982）

I：I型花崗巖體投影區(qū)；S：S型花崗巖體投影區(qū)圖3 黑溝梁子二長(zhǎng)花崗巖體成因類型C-A-F圖解（仿江西區(qū)域地質(zhì)大隊(duì)，1991）

圖4 黑溝梁子二長(zhǎng)花崗體巖

圖5 黑溝梁子二長(zhǎng)花崗巖Rb-（Yb+Nb）構(gòu)造環(huán)境判別圖解（據(jù)Peace，1984）

圖6 黑溝梁子二長(zhǎng)花崗巖體構(gòu)造環(huán)境判別圖解（據(jù)C P D，1989）

6 溫壓環(huán)境分析

黑溝梁子二長(zhǎng)花崗巖體在Q-Ab-Or-H2O相圖解（圖7）中，樣品投點(diǎn)分布于700℃區(qū)內(nèi)，靜巖負(fù)荷壓力大于0.2-0.3GPa，根據(jù)溫度和靜巖壓力計(jì)算，該巖體侵位深度約5km～8km，為中淺成侵入巖。

圖7 黑溝梁子二長(zhǎng)花崗巖體Q-Ab-Or-H2O相圖解