青海南山當(dāng)家寺花崗巖體與晚三疊世脈巖及其對(duì)早中生代構(gòu)造環(huán)境的約束

楊延偉，盧欣祥，王麗偉，楊 一，楊崇科，黃 凡

(1.河南省資源環(huán)境調(diào)查一院，河南 鄭州 450000；2.河南省自然資源科學(xué)研究院，河南 鄭州 450053；3.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所，北京 100037)

0 引 言

青海共和盆地位于中央造山帶多個(gè)塊體(如東昆侖、祁連山、柴達(dá)木及西秦嶺等)構(gòu)造轉(zhuǎn)換的重要部位，歷經(jīng)多塊體復(fù)雜的構(gòu)造演化過(guò)程[1]，在晚古生代早期，共和盆地具有典型的裂谷構(gòu)造性質(zhì)，至晚古生代末期該裂谷最終碰撞閉合[2-4]。共和盆地周緣廣泛發(fā)育花崗巖類巖石(尤以印支期為主)，它們歷來(lái)被作為反演共和盆地周緣相關(guān)塊體深部地殼性質(zhì)和印支期地球動(dòng)力學(xué)過(guò)程的重要研究對(duì)象。前人對(duì)分布于共和盆地周緣的黑馬河花崗閃長(zhǎng)巖體(235±2 Ma,244.4±1.1 Ma)[5-6]、溫泉花崗閃長(zhǎng)巖體(218±2 Ma)[5]、江西溝花崗巖體(245.4±2.2 Ma)[7]、達(dá)不祖乎輝長(zhǎng)巖體(247.7±2.8 Ma)[7]、曲乃亥花崗閃長(zhǎng)巖體(239.4±2.8 Ma)[8]的形成時(shí)代、地球化學(xué)、巖石成因及構(gòu)造環(huán)境等已做了大量研究工作，這些研究表明，共和盆地周緣的印支早期花崗巖類(以黑馬河巖體為代表)可能形成于俯沖陸殼斷離的地球動(dòng)力學(xué)背景，而印支晚期花崗巖類(以溫泉巖體為代表)則形成于巖石圈拆沉作用的動(dòng)力學(xué)背景[5-6]。在取得上述成果的同時(shí)對(duì)印支期花崗巖的成因機(jī)制及大地構(gòu)造背景仍存在諸多爭(zhēng)議：一是巖體形成機(jī)制有認(rèn)為是阿尼瑪卿—勉略洋北向俯沖碰撞所致[9-11]，或者認(rèn)為是宗務(wù)隆洋俯沖的產(chǎn)物[8,12-14]；二是巖體形成的構(gòu)造背景是俯沖環(huán)境或俯沖板片斷離[5,10,12-14]，還是造山后地殼加厚或巖石圈拆沉[5,15-17]。

當(dāng)家寺花崗巖體作為青海南山構(gòu)造帶諸多印支期花崗巖體的典型代表，前人對(duì)其巖石類型、形成時(shí)代及構(gòu)造動(dòng)力學(xué)背景等做了研究，認(rèn)為巖體屬過(guò)鋁質(zhì)的中-高鉀鈣堿性花崗巖類，鋯石U-Pb測(cè)年表明其形成于早三疊世(243.5±2.9 Ma，247.2±1.7 Ma)—中三疊世(240.1±2.1 Ma，241.0±2.6 Ma)[12,15]。當(dāng)家寺巖體中廣泛分布中-酸性脈巖，脈巖作為一種代表母巖漿的地質(zhì)體，通常是區(qū)域地殼拉張構(gòu)造環(huán)境下的巖漿產(chǎn)物，常被用來(lái)反映源區(qū)物質(zhì)組成及揭示深部巖石圈演化，而當(dāng)家寺花崗巖體內(nèi)脈巖的研究目前尚未展開(kāi)。因此，結(jié)合區(qū)域上已有最新地質(zhì)研究成果及認(rèn)識(shí)，本文選擇當(dāng)家寺花崗巖體及其中-酸性脈巖進(jìn)行巖相學(xué)、鋯石U-Pb年代學(xué)、巖石地球化學(xué)特征研究，為探討共和盆地周緣廣泛分布的印支期花崗巖類的動(dòng)力學(xué)背景及成因提供新思路，也為研究早中生代青海南山地區(qū)巖漿作用及構(gòu)造演化提供巖石學(xué)約束。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

圖1 當(dāng)家寺花崗巖體構(gòu)造位置(a)、巖體地質(zhì)圖(b)及脈巖分布簡(jiǎn)圖(c)Fig.1 Regional location map (a), geological map(b) and dykes combination (c) of the Dangjiasi granite complex

當(dāng)家寺花崗巖體位于青海南山構(gòu)造帶的最東部。青海南山構(gòu)造帶呈NW—SE向展布于共和盆地北緣，東北部與南祁連構(gòu)造帶相接，西端與柴達(dá)木盆地北緣地區(qū)宗務(wù)隆構(gòu)造帶相鄰，為銜接西秦嶺造山帶、南祁連構(gòu)造帶和宗務(wù)隆構(gòu)造帶的交接部位(圖1(a))。青海南山構(gòu)造帶內(nèi)出露一套包括南祁連構(gòu)造帶化隆微地塊的古元古代化隆群中深變質(zhì)巖系，其巖性以黑云石英片巖、二云石英片巖，夾二云斜長(zhǎng)片麻巖和黑云斜長(zhǎng)片麻巖為主。區(qū)域上侵入巖主要為印支早期基性、中性及中酸性侵入巖，屬于西秦嶺北緣印支期巖漿巖帶的一部分?；郧秩霂r以輝長(zhǎng)巖、輝石巖為主，多與同期的中酸性侵入巖伴生。區(qū)內(nèi)的基性侵入巖主要為黑馬河花崗巖體伴生的輝長(zhǎng)巖體以及江西溝地區(qū)的拉日隴哇、達(dá)不祖乎等輝長(zhǎng)巖體；中性侵入巖以閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖為主，多分布于區(qū)域上主要的花崗巖基內(nèi)；中酸性侵入巖以花崗閃長(zhǎng)巖和二長(zhǎng)花崗巖為主，區(qū)域上出露有黑馬河、大河壩、江西溝和當(dāng)家寺等大型花崗巖基。研究區(qū)內(nèi)出露地層主要為中—下三疊統(tǒng)隆務(wù)河組(T1-2l)和新近系上新統(tǒng)臨夏組(N2l)、第四系(圖1(b))。隆務(wù)河組主要巖性為淺灰-灰綠色、棕黃色厚層粉砂巖、淺變質(zhì)鈣質(zhì)粉砂巖，屬于典型的復(fù)理石沉積建造。上新統(tǒng)臨夏組沉積不整合于當(dāng)家寺花崗巖體上，巖性主要為黃色細(xì)-中粒砂巖、粉砂巖與棕-紫色泥巖互層，中夾數(shù)層藍(lán)灰色粉砂巖及少量黃褐色薄層砂礫巖，下部夾鈣質(zhì)粉砂，地層傾角極緩、近水平。

區(qū)域上圍繞共和盆地周緣分布的印支期花崗巖類多為雜巖體，印支期花崗巖類與三疊紀(jì)地層呈明顯的侵入接觸關(guān)系，巖體內(nèi)分布著大量的脈巖。脈巖巖性主要為閃長(zhǎng)巖、花崗斑巖、斜長(zhǎng)花崗斑巖、花崗巖、細(xì)晶巖、正長(zhǎng)花崗巖及偉晶巖，還發(fā)育有石英脈。不同期巖漿活動(dòng)派生的脈巖或不同巖類脈巖有著明顯的分布規(guī)律，阿勒大灣山及青海湖南山北坡石炭紀(jì)偉晶巖較發(fā)育；倒淌河南山分布著三疊紀(jì)閃長(zhǎng)巖類脈巖，從巖性特征及產(chǎn)出地質(zhì)條件分析，可能屬印支期中型巖漿活動(dòng)的派生產(chǎn)物；當(dāng)家寺花崗巖體中縱橫交錯(cuò)分布著閃長(zhǎng)巖、花崗斑巖及閃長(zhǎng)玢巖類脈巖；此外，花崗巖類、正長(zhǎng)花崗巖類及部分閃長(zhǎng)巖類脈巖零散分布于印支期中性巖體及江西溝巖體以及三疊紀(jì)地層中。

2 當(dāng)家寺花崗巖體地質(zhì)特征

當(dāng)家寺花崗巖體位于共和縣東黃河龍羊峽北側(cè)(圖1(a))，是共和盆地周緣印支期花崗巖體的典型代表，巖體整體呈NNW向展布，為南寬北窄的心形，構(gòu)成瓦里關(guān)山的主脊。巖體南部侵位于中—下三疊統(tǒng)隆務(wù)河組，東、西被新近系臨夏組角度不整合沉積覆蓋，北部被第四系掩蓋。巖體巖性主要為正長(zhǎng)花崗巖、似斑狀二長(zhǎng)花崗巖及花崗閃長(zhǎng)巖(圖1(b))，其中正長(zhǎng)花崗巖主要分布于巖體的中南部，西部延伸至掩蓋區(qū)；似斑狀二長(zhǎng)花崗巖主要分布在巖體中南部，少量出露于巖體西北邊部；花崗閃長(zhǎng)巖分布在巖體北部及東南部，局部邊緣相因石英含量減少、暗色礦物含量增加過(guò)渡為石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖(圖1(c))。三種巖石類型之間呈漸變接觸關(guān)系，野外未見(jiàn)明顯接觸界線。區(qū)內(nèi)中酸性巖漿侵入作用與成礦過(guò)程密切相關(guān)，勘查發(fā)現(xiàn)當(dāng)家寺巖體附近主要有鎢、銅、鉛鋅等礦化，礦化現(xiàn)象不受巖性控制，多賦存于巖體中的構(gòu)造蝕變帶及裂隙面中，蝕變帶中多發(fā)育硅化、碳酸鹽化及褐鐵礦化。

正長(zhǎng)花崗巖：多為淺肉紅色中粗粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，一般鉀長(zhǎng)石粒度較其他礦物稍大，有時(shí)顯示與基質(zhì)粒度微有差別的似斑狀花崗結(jié)構(gòu)。礦物成分主要由鉀長(zhǎng)石(約45%)、斜長(zhǎng)石(約10%)、石英(約30%)、黑云母(約8%)等組成。礦物粒度多為5～8 mm，次為2～5 mm，雜亂分布。鉀長(zhǎng)石主要為微斜長(zhǎng)石、條紋長(zhǎng)石，呈寬板狀，具波狀、帶狀消光，部分內(nèi)嵌含石英和斜長(zhǎng)石小晶體；斜長(zhǎng)石多呈半自形板狀，部分聚片雙晶發(fā)育，環(huán)帶構(gòu)造明顯；石英多呈它形粒狀，普遍具波狀消光，表面干凈，少見(jiàn)裂紋，填隙于長(zhǎng)石間；黑云母呈鱗片狀、葉片狀，多蝕變?yōu)榫G泥石。在區(qū)內(nèi)中東部粗?；◢弾r中可見(jiàn)明顯暗色微粒包體(圖2(f))。

似斑狀二長(zhǎng)花崗巖：巖石新鮮面為灰白色，似斑狀花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，鉀長(zhǎng)石含量為30%～40%，其中斑晶占15%～20%，部分呈半自形板狀(粒徑8～25 mm)構(gòu)成斑晶，部分(粒徑0.2～3 mm)構(gòu)成基質(zhì)。條紋長(zhǎng)石可見(jiàn)卡式雙晶，粒內(nèi)多嵌布斜長(zhǎng)石、石英、黑云母，具高嶺土化；斜長(zhǎng)石含量為30%～35%，呈半自形板狀(粒徑0.2～3 mm)，構(gòu)成基質(zhì)，具絹云母化、黏土化；石英含量為20%～25%，呈它形粒狀；角閃石含量為2%，呈半自形柱狀，零星分布，局部被黑云母交代；黑云母含量為8%，呈片狀，具綠泥石化、硅化。中西部巖體中斑晶較大(圖2(b))，且暗色微粒包體較常見(jiàn)(圖2(f))，東南側(cè)則少見(jiàn)。

圖2 當(dāng)家寺花崗巖體及代表脈巖形態(tài)顯微鏡下照片(正交偏光)Fig.2 Microscopic photographs of the Dangjiasi granite body and representative dykes(crossed polarizer)(a)和(a1) 正長(zhǎng)花崗巖；(b)和(b1) 似斑狀二長(zhǎng)花崗巖；(c)和(c1) 石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖；(d)和(d1) 花崗斑巖脈；(e)和(e1) 閃長(zhǎng)玢巖脈；(f) 花崗巖中的暗色微粒包體；(g) 閃長(zhǎng)玢巖脈與圍巖接觸關(guān)系； Bt. 黑云母；Am.閃石；Qtz.石英；Pl.斜長(zhǎng)石；Kfs.鉀長(zhǎng)石

石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖：為當(dāng)家寺巖體中花崗閃長(zhǎng)巖邊緣相的過(guò)渡部分，灰色、中細(xì)粒半自形結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斜長(zhǎng)石(45%～50%)呈半自形板狀，粒徑為2～3.5 mm，部分為0.5～2 mm，可見(jiàn)聚片雙晶，局部可見(jiàn)環(huán)帶構(gòu)造，具絹云母化、黏土化、綠簾石化；鉀長(zhǎng)石(5%～15%)呈半自形板狀-它形粒狀，粒徑為0.05～0.15 mm，為正(條紋)長(zhǎng)石，多與石英呈文象交生，部分粒內(nèi)嵌布斜長(zhǎng)石，具高嶺土化；石英(約10%)呈它形粒狀，油脂光澤，粒徑為0.05～1 mm，填隙狀分布；角閃石(約15%)呈半自形柱狀，粒徑為0.1～1.5 mm，多具次閃石化，局部被黑云母交代；黑云母(5%～10%)呈片狀，片徑為0.5～2 mm，具綠泥石化、碳酸鹽化、褐鐵礦化、硅化，局部交代角閃石。次生礦物主要為絹云母、次閃石、褐鐵礦、高嶺土等。

3 脈巖地質(zhì)特征

當(dāng)家寺花崗巖體南部廣泛發(fā)育各類中-酸性脈巖，主要有花崗斑巖脈、花崗閃長(zhǎng)斑巖脈、閃長(zhǎng)玢巖脈、石英閃長(zhǎng)玢巖脈及石英脈等。脈巖走向與區(qū)域構(gòu)造線基本一致，主要呈NW、EW及NE三個(gè)方向。一般走向延伸200～1 000 m，最長(zhǎng)延伸可達(dá)約5 000 m。研究區(qū)脈巖多呈巖墻、巖脈及巖株等淺成侵入體產(chǎn)出，形態(tài)各異，規(guī)模大小不一，時(shí)而交叉，時(shí)而分枝復(fù)合(圖1(c))，與寄主巖體多呈侵入接觸關(guān)系，界線截然清晰(圖2(e)和(g))。脈巖分布明顯受構(gòu)造裂隙及圍巖節(jié)理控制，反映脈巖侵位于該區(qū)印支期碰撞造山期壓性應(yīng)力之后，屬印支期同源巖漿活動(dòng)所派生。

花崗斑巖(花崗閃長(zhǎng)斑巖)脈：分布于研究區(qū)中西部似斑狀二長(zhǎng)花崗巖中，多呈脈狀產(chǎn)出，走向延伸較長(zhǎng)。脈體大致走向?yàn)?35°，一部分近東西向，走向延伸幾米到幾百米，寬0.5～8 m。一般呈淺灰色，斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)呈細(xì)-微晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，斑晶主要由斜長(zhǎng)石(約5%)、角閃石(約5%)、黑云母(約5%)、石英(約5%)組成，粒徑為0.5～5 mm，雜亂分布。斜長(zhǎng)石呈半自形板狀，可見(jiàn)聚片雙晶，部分可見(jiàn)環(huán)帶構(gòu)造，具絹云母化、黏土化；角閃石呈半自形柱狀，多具次閃石化；黑云母呈片狀，單偏光下具多色性，部分具綠泥石化、褐鐵礦化；石英呈半自形粒狀，部分熔蝕呈渾圓狀、港灣狀?；|(zhì)由斜長(zhǎng)石(約45%)、石英(約15%)、鉀長(zhǎng)石(約5%)、角閃石(約10%)及黑云母(約10%)組成，粒徑<0.4 mm，雜亂分布。斜長(zhǎng)石呈半自形板狀、針板狀，具絹云母化、黏土化；鉀長(zhǎng)石呈它形粒狀，多與石英交生呈顯微文象結(jié)構(gòu)；角閃石呈半自形針柱狀，單偏光下具黃-綠色多色性；黑云母呈鱗片狀，單偏光下具黃褐-淺黃色多色性；石英呈它形粒狀、填隙狀分布，部分與鉀長(zhǎng)石呈文象交生(圖2(e))。

閃長(zhǎng)玢巖(石英閃長(zhǎng)玢巖)脈：集中分布于區(qū)內(nèi)中西部正長(zhǎng)花崗巖和似斑狀二長(zhǎng)花崗巖中，西部延伸至區(qū)外，呈脈狀產(chǎn)出，走向310°～350°(圖2(g))，傾角較陡(75°～90°)，寬2～30 m，走向延伸變化較大，一般為幾十米到1 000 m，個(gè)別達(dá)5 000 m以上，與圍巖呈明顯突變侵入接觸關(guān)系(圖2(f))。巖石表面多呈灰色、暗灰色，斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，少量因差異風(fēng)化呈典型的網(wǎng)格狀構(gòu)造。斑晶中斜長(zhǎng)石(5%～10%)多呈半自形板狀，局部呈聚斑狀產(chǎn)出，可見(jiàn)聚片雙晶和環(huán)帶構(gòu)造，具絹云母化、黏土化；角閃石(2%～5%)呈半自形晶，具次閃石化、綠泥石化；黑云母(3%～5%)呈自形片狀，具綠泥石化、褐鐵礦化。石英(1%～5%)呈它形粒狀，部分熔蝕成渾圓狀、港灣狀?；|(zhì)主要為長(zhǎng)英質(zhì)礦物，巖石中副礦物為磷灰石?；|(zhì)由斜長(zhǎng)石(60%～65%)、鉀長(zhǎng)石(約2%)、石英(約5%)、角閃石(10%～15%)及黑云母(約10%)組成，粒徑為0.05～0.5mm，雜亂分布。斜長(zhǎng)石呈半自形板狀，可見(jiàn)聚片雙晶和環(huán)帶構(gòu)造，具絹云母化、黏土化；鉀長(zhǎng)石呈它形粒狀，多與石英呈文象交生，具高嶺土化；石英呈它形粒狀，填隙狀分布，部分與鉀長(zhǎng)石呈文象交生；角閃石呈半自形柱狀、針柱狀，單偏光下具黃-綠色多色性；黑云母呈鱗片狀，單偏光下具多色性，部分具綠泥石化。

石英脈：分布不受巖石類型限制，幾乎遍布全區(qū)(圖1c)，走向主要為NW向和NE向，偶見(jiàn)近EW向石英脈。其中NE向石英脈是沿主裂隙發(fā)育而形成的大型石英脈，傾角近直立，多數(shù)寬2～6 m，走向延伸幾十米至數(shù)百米，東南部脈體呈帶狀分布，常由數(shù)條小石英脈組成北東向的大型復(fù)脈帶；NW向石英脈沿次級(jí)裂隙發(fā)育而形成，傾角近直立，出露寬度多在0.1～2 m之間，長(zhǎng)幾米至幾十米。脈內(nèi)石英晶形較好，多沿裂隙面對(duì)向生長(zhǎng)，局部自形程度較高，發(fā)育蜂窩狀構(gòu)造，有褐鐵礦化、孔雀石化等，蝕變有硅化、碳酸鹽化、絹云母化、綠簾石化、綠泥石化等。

研究區(qū)內(nèi)脈巖的分布受構(gòu)造裂隙及巖石節(jié)理控制極為明顯，各不同脈巖大部分未見(jiàn)直接的相對(duì)關(guān)系，而石英脈之間的交叉關(guān)系更加突出，代表了印支期強(qiáng)烈?guī)r漿活動(dòng)的派生產(chǎn)物。

4 樣品采集及分析方法

為研究當(dāng)家寺巖體花崗巖及各類脈巖的地球化學(xué)特征和巖石成因，選取了19件新鮮具有代表性的巖石樣品進(jìn)行主量和微量元素分析。采集1件閃長(zhǎng)玢巖樣品(WL-B11)進(jìn)行鋯石U-Pb測(cè)年工作。

4.1 鋯石U-Pb定年

樣品破碎、鋯石挑選和制靶、透射光、反射光和陰極發(fā)光(CL)圖像的采集均在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所LA-MC-ICP-MS 實(shí)驗(yàn)室完成。鋯石定年采用帶有多個(gè)離子計(jì)數(shù)器(multi ion counters) Finnigan Neptune 型多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(MC-ICP-MS)及與之配套的New wave UP 213 Nd-YAG 激光剝蝕系統(tǒng)完成測(cè)定。樣品測(cè)定之前用酒精輕擦樣品表面，以除去可能的污染。測(cè)量時(shí)的采樣方式為單點(diǎn)剝蝕，數(shù)據(jù)采集時(shí)所有信號(hào)同時(shí)以靜態(tài)方式接收，激光剝蝕束斑直徑為25 μm，頻率為10 Hz，能量密度約為2.5 J/cm2，以He為載氣。信號(hào)較小的207Pb、206Pb、204Pb(+204Hg)、202Hg用離子計(jì)數(shù)器接收，208Pb、232Th、238U 信號(hào)用法拉第杯接收，實(shí)現(xiàn)了所有目標(biāo)同位素信號(hào)的同時(shí)接收并且不同質(zhì)量數(shù)的峰基本上都是平坦的，進(jìn)而獲得高精度的數(shù)據(jù)。均勻鋯石顆粒207Pb/206Pb、206Pb/238U、207Pb/235U 的測(cè)試精度(1σ)均為2%左右，對(duì)鋯石標(biāo)準(zhǔn)的定年精度和準(zhǔn)確度在1%(1σ)左右[18]。

4.2 巖石地球化學(xué)分析

巖石地球化學(xué)分析測(cè)試工作在河北省廊坊區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室完成。主量元素采用XRF法測(cè)定，儀器型號(hào)為荷蘭帕納科公司研制的Axiso X射線熒光光譜儀，分析精度一般優(yōu)于2%。稀土和微量元素采用等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)測(cè)定，儀器型號(hào)為美國(guó)賽默飛世爾科技公司(Themo Fisher Scientific)研制的X Serise Ⅱ型，并以GSD9標(biāo)準(zhǔn)樣做分析樣品濃度的校正標(biāo)準(zhǔn)，分析精度為1%～5%。

5 結(jié)果分析

5.1 鋯石U-Pb年齡

樣品(WL-B11)采自于研究區(qū)西南部出露規(guī)模較大的閃長(zhǎng)玢巖脈(圖1(c))。分析結(jié)果顯示(圖3、表1)鋯石晶粒多數(shù)為無(wú)色透明，多呈自形程度較高的長(zhǎng)柱狀或短柱狀，透明度好，內(nèi)部可見(jiàn)少量裂隙和包裹體，長(zhǎng)軸80～200 μm，短軸50～100 μm，陰極發(fā)光圖像顯示大部分鋯石具清晰的振蕩環(huán)帶(圖3(a))。Th/U比值介于0.26～0.69之間(均值為0.45)，顯示典型的巖漿鋯石特征[19]。共測(cè)試了20個(gè)測(cè)點(diǎn)，由于2個(gè)測(cè)點(diǎn)(4和9號(hào))丟失放射性Pb遠(yuǎn)離諧和線，剔除該兩點(diǎn)后其余18個(gè)測(cè)點(diǎn)均投影于諧和線上或附近，具有很好的一致性(圖3(b))，206Pb/238U年齡集中在 234～242 Ma 之間，加權(quán)平均年齡為(235.6±2.4)Ma(MSWD=0.14)，代表了閃長(zhǎng)玢巖脈結(jié)晶年齡，指示其形成于晚三疊世早期。

圖3 閃長(zhǎng)玢巖樣品(WL-B11)單顆粒鋯石CL圖像及U-Pb年齡諧和圖Fig.3 Representative zircon CL images and U-Pb concordia diagrams for monzogranite sample(WL-B11)

表1 閃長(zhǎng)玢巖樣品(WL-B11)LA-ICP-MS鋯石 U-Pb同位素分析結(jié)果

5.2 地球化學(xué)特征

5.2.1 主量元素

當(dāng)家寺花崗巖體主量元素分析結(jié)果顯示(表2)，石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖SiO2含量為58.58%～59.78%；Al2O3含量為16.10%～16.59%；Na2O含量為2.70%～3.32%，K2O含量為1.59%～2.65%。里特曼指數(shù)σ為1.18～1.76，遠(yuǎn)小于3.3，堿度指數(shù)(A/NK)為2.13～2.62，鋁過(guò)飽和指數(shù)(A/CNK)為0.85～0.95，TFeO/(TFeO+MgO)介于0.74～0.91之間。堿度率AR=1.49～1.66，分異指數(shù)DI在49.44～53.40之間，分異程度較低，巖石偏酸性。酸性巖(正長(zhǎng)花崗巖和二長(zhǎng)花崗巖)SiO2含量為70.97%～75.38%；Al2O3含量為13.19%～14.079%；Na2O含量為2.78%～3.46%，K2O含量為3.85%～5.24%。里特曼指數(shù)σ為1.61～2.33，堿度指數(shù)(A/NK)為1.16～1.58，鋁過(guò)飽和指數(shù)(A/CNK)為0.99～1.04。堿度率AR=2.06～2.88，分異指數(shù)DI在79.25～93.15之間，表明巖漿的分異演化較徹底，巖石的酸性程度也較高。在SiO2-K2O圖解(圖4(b))上石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖樣品落入鈣堿性-高鉀鈣堿性系列，正長(zhǎng)花崗巖與二長(zhǎng)花崗巖全部落入高鉀鈣堿性系列，表明當(dāng)家寺巖體屬準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過(guò)鋁質(zhì)的中-高鉀鈣堿性花崗巖。

表2 當(dāng)家寺花崗巖體及脈巖主量元素(%)組成與相關(guān)參數(shù)

圖4 當(dāng)家寺花崗巖體及脈巖的TAS圖解(a)和SiO2-K2O圖解(b)(底圖分別據(jù)文獻(xiàn)[21]和[22]) Fig.4 TAS(a) and SiO2-K2O(b) plots for the Dangjiasi granite complex and dykes (base maps after reference[21] and [22],respectively)1.橄欖輝長(zhǎng)巖；2a.堿性輝長(zhǎng)巖；2b.亞堿性輝長(zhǎng)巖；3.輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖；4.閃長(zhǎng)巖；5.花崗閃長(zhǎng)巖；6.花崗巖；7.硅英巖；8.二長(zhǎng)輝長(zhǎng)巖；9.二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖；10.二長(zhǎng)巖；11.石英二長(zhǎng)巖；12.正長(zhǎng)巖；13.副長(zhǎng)石輝長(zhǎng)巖；14.副長(zhǎng)石二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖；15.副長(zhǎng)石二長(zhǎng)正長(zhǎng)巖；16.副長(zhǎng)正長(zhǎng)巖；17.副長(zhǎng)深成巖；18.霓方鈉巖/磷霞巖/粗白榴巖。Ir.Irvine分界線，上方為堿性，下方為亞堿性

脈巖主量元素分析結(jié)果顯示(表2)，中性脈巖(閃長(zhǎng)玢巖和石英閃長(zhǎng)玢巖)SiO2含量為54.68%～64.75%，Al2O3含量為15.24%～17.11%，Na2O+K2O含量為4.45%～6.41%。里特曼指數(shù)σ為1.37～2.09，具鈣堿性巖石特征；堿度指數(shù)(A/NK)為1.78～2.68，鋁過(guò)飽和指數(shù)(A/CNK)為0.85～0.97。堿度率AR=1.44～1.97，分異指數(shù)DI在39.97～67.25之間。酸性脈巖(花崗斑巖與花崗閃長(zhǎng)斑巖)SiO2含量為66.00%～77.13%，Al2O3含量為12.24%～15.60%，Na2O+K2O含量為6.67%～8.40%。里特曼指數(shù)σ為1.73～2.16，具鈣堿性巖石特征；堿度指數(shù)(A/NK)為1.14～1.68，鋁過(guò)飽和指數(shù)(A/CNK)為0.99～1.04 。堿度率AR=1.93～2.67，分異指數(shù)DI在72.46～94.89之間。在SiO2-K2O圖解(圖4(b))上酸性脈巖全部落入高鉀鈣堿性系列，中性脈巖中石英閃長(zhǎng)玢巖全部落入高鉀鈣堿性系列，而閃長(zhǎng)玢巖脈在高鉀鈣堿性系列和鈣堿性系列之間都有分布。

從主量元素TAS圖解(圖4(a))中可以看出，當(dāng)家寺巖體數(shù)據(jù)落入花崗巖區(qū)和閃長(zhǎng)巖區(qū)，而脈巖數(shù)據(jù)較分散，其中花崗斑巖落入花崗巖區(qū)?；◢忛W長(zhǎng)斑巖落入花崗閃長(zhǎng)巖區(qū)，石英閃長(zhǎng)玢巖分別落入閃長(zhǎng)巖區(qū)和花崗閃長(zhǎng)巖區(qū)，而閃長(zhǎng)玢巖分別落入花崗閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖及輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖區(qū)?？梢钥闯?，脈巖成分主要為中-酸性，從而呈現(xiàn)脈巖成分寬譜系的特點(diǎn)[20]。

上述分析表明，當(dāng)家寺花崗巖體和脈巖之間具有相似的地球化學(xué)特征。在SiO2-K2O 圖中，SiO2與K2O呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系(圖4(b))。

從當(dāng)家寺花崗巖體和脈巖的主要氧化物與 SiO2的Harker圖解(圖5)中可以看出，TiO2、Al2O3、FeOT、MgO、CaO、MnO以及P2O5均與 SiO2呈明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，從中性到酸性具有明顯的演化趨勢(shì)，說(shuō)明區(qū)內(nèi)酸性巖相比中性巖具有較低的鋁含量特征。而 Na2O 的數(shù)據(jù)點(diǎn)比較分散，隨著SiO2含量增高其相關(guān)性不明顯。K2O 與 SiO2呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)，指示揮發(fā)分制約了巖漿成分變異。

圖5 當(dāng)家寺花崗巖體及脈巖主要氧化物與SiO2的Harker圖解Fig.5 Harker plots of major oxides versus SiO2 for the Dangjiasi granite complex and dykes

5.2.2 稀土及微量元素

當(dāng)家寺花崗巖體和脈巖的稀土和微量元素分析結(jié)果如表3和表4所示?？梢钥闯觯?dāng)家寺花崗巖體中正長(zhǎng)花崗巖稀土元素總量(REE)為169.55×10-6～184.45×10-6，平均值為177.00×10-6；二長(zhǎng)花崗巖稀土元素總量為133.50×10-6；石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖稀土元素總量為124.83×10-6～146.77×10-6，平均值為135.02×10-6。輕、重稀土元素比值 LREE/HREE為6.49～11.57，Sm/Nd=0.16～0.21，(La/Yb)N=6.65～13.06，輕稀土元素明顯富集，δEu值為 0.33～0.69，平均為0.56，呈現(xiàn)出中等強(qiáng)度Eu負(fù)異常；δCe 值為 0.92～1.08，均值為1.03，Ce異常不明顯。在稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖解上表現(xiàn)為輕稀土富集、重稀土虧損的右傾型(圖6(a))。

脈巖中花崗斑巖稀土元素總量為153.83×10-6；閃長(zhǎng)玢巖稀土元素總量為115.78×10-6～181.72×10-6，平均值為147.01×10-6；石英閃長(zhǎng)玢巖稀土元素總量為139.85×10-6～161.20×10-6，平均值為151.32×10-6；花崗閃長(zhǎng)斑巖稀土元素總量為142.89×10-6～175.34×10-6，平均值為160.66×10-6。輕、重稀土元素比值 LREE/HREE為5.57～12.96，Sm/Nd=0.17～0.23，(La/Yb)N=5.05～17.67 之間，遠(yuǎn)大于 1，輕稀土元素明顯富集；δEu值為 0.13～0.84，平均為0.65，表現(xiàn)為中等強(qiáng)度的Eu負(fù)異常；δCe值為 1.00～1.05，均值為1.03，Ce異常不明顯。

表3 當(dāng)家寺花崗巖體及脈巖稀土元素(10-6)組成及相關(guān)參數(shù)

樣品的微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖解(圖6(b))顯示，當(dāng)家寺花崗巖體富集大離子親石元素(Rb、Th、K)，虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素(Nb、Ta、Ti)，具Zr、Hf正異常，隨著分異程度的增高(石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖→二長(zhǎng)花崗巖→正長(zhǎng)花崗巖)，總體表現(xiàn)為不相容元素逐漸富集，Sr、P、Ti虧損程度增加。

表4 當(dāng)家寺花崗巖體及脈巖微量元素(10-6)組成及相關(guān)參數(shù)

圖6 當(dāng)家寺花崗巖體與脈巖稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖(a)及微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(b)(底圖據(jù)文獻(xiàn)[26])Fig.6 Chondrites-normalizeds REE patterns(a)and primitive mantle-normalized multi element spidergram(b)of the Dangjiasi granite complex and dykes (base maps after reference [26])

脈巖樣品的Nb/Ta(7.55～12.4)明顯小于當(dāng)家寺花崗巖體樣品的Nb/Ta(8.03～20.64)；Sr/Y比值則相反，脈巖樣品的Sr/Y值(均值11.07)大于當(dāng)家寺花崗巖體樣品的Sr/Y(均值8.05)；Rb/Sr都較低，均值為1.02。脈巖樣品的微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖顯示的特征(圖6(b))與火山弧花崗巖(VAG)標(biāo)準(zhǔn)的同碰撞花崗巖特征相似[23-24]。脈巖中所有樣品的微量元素Ti、P、Ba含量較低，尤以花崗斑巖脈較明顯(圖6(b))，反映其主要受源區(qū)巖石部分熔融控制[25]。

另外，對(duì)比圖6(a)和(b)可以看出，中-酸性脈巖與當(dāng)家寺花崗巖體具有相似的地球化學(xué)配分模式特征，指示兩者可能來(lái)自同一巖漿源區(qū)。

6 討 論

6.1 脈巖形成時(shí)代

前人研究結(jié)果顯示，當(dāng)家寺花崗巖體屬過(guò)鋁質(zhì)的中-高鉀鈣堿性花崗巖類，鋯石U-Pb測(cè)年指示其形成于早三疊世(243.5±2.9 Ma，247.2±1.7 Ma)至中三疊世(240.1±2.1 Ma，241.0±2.6 Ma)之間[12,15]。本文獲得當(dāng)家寺花崗巖體中閃長(zhǎng)玢巖脈的侵入時(shí)間為(235.6±2.4 Ma)，屬晚三疊世早期，晚于當(dāng)家寺巖體侵位時(shí)間，與野外觀察一致。

6.2 脈巖成因

中酸性脈巖的成因非常復(fù)雜，可以源于基性巖漿結(jié)晶分異，也可以由中上地殼巖石熔融而形成，或是中下地殼深熔作用的產(chǎn)物。脈巖的就位與區(qū)域上巖石圈各個(gè)深度層次的伸展作用密切相關(guān)[27]。有研究表明，區(qū)域上分布于共和盆地周緣的印支期花崗巖類整體具有相似的地球化學(xué)特征，巖漿被認(rèn)為起源于下地殼變玄武巖在角閃石脫水反應(yīng)條件下所誘發(fā)的部分熔融作用，但它們的巖漿源區(qū)存在著一定程度的不均一性[5]。當(dāng)家寺花崗巖體Nb/Ta比值為7.72～13.87(平均值11.15)，中-酸性脈巖Nb/Ta比值為6.38～15.91(平均值11.63)，這兩個(gè)均值都接近大陸地殼比值(10～14)[28]，Nb/Ta比值范圍也較寬，說(shuō)明其成因不僅是地殼物質(zhì)的部分熔融，更有可能受到幔源巖漿的影響，巖體中發(fā)育的暗色微粒包體也佐證了幔源巖漿的貢獻(xiàn)[6,12]。中-酸性脈巖中Sr的含量相對(duì)較低，Y和Yb虧損不明顯，由此造成Sr/Y比值(1.69～16.71)和La/Yb比值(7.04～24.64)較低，說(shuō)明它們不具有埃達(dá)克質(zhì)巖石的特征，不可能為俯沖洋殼部分熔融的產(chǎn)物，且中-酸性脈巖及寄主巖體微量元素Ba相對(duì)于Rb和Th虧損明顯，表現(xiàn)出成熟度較高的陸殼巖石特征[29]。同時(shí)，在YbN-(La/Yb)N圖解(圖7)中，當(dāng)家寺花崗巖及中-酸性脈巖全部落在經(jīng)典島弧巖石區(qū)也證實(shí)了這一點(diǎn)。區(qū)內(nèi)中性脈巖SiO2均值為59.71%，酸性脈巖SiO2均值為62.97%，Al2O3含量高(均值為15.60%)，富堿(K2O+Na2O=4.45%～8.41%)，呈現(xiàn)出高鉀鈣堿性準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過(guò)鋁質(zhì)特征。脈巖的部分主量元素含量的差異大，脈巖平行并鄰?fù)瑫r(shí)侵位，巖性從中性到酸性呈現(xiàn)脈巖具有寬譜系的特征[30]。

圖7 當(dāng)家寺中-酸性脈巖YbN-(La/Yb)N判別圖解(底圖據(jù)文獻(xiàn)[30])Fig.7 YbN-(La/Yb)N discrimination plot of Dangjiasi dykes(base map after reference [30])

野外露頭顯示，中-酸性脈巖與寄主巖體之間的界限明顯(圖2(f)和(h))，且沒(méi)有出現(xiàn)冷凝邊和烘烤邊，說(shuō)明中-酸性脈巖侵位時(shí)當(dāng)家寺花崗巖體尚未冷卻到很低的溫度，而且區(qū)內(nèi)中性脈巖和酸性脈巖平行并鄰產(chǎn)出(圖1(c))，說(shuō)明它們是同時(shí)期侵位的，且侵位是個(gè)快速、短暫的過(guò)程，而且相似的地球化學(xué)特征也體現(xiàn)了同源巖漿演化的性質(zhì)，均為早—中三疊世巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。

綜上所述，區(qū)內(nèi)中-酸性脈巖與當(dāng)家寺花崗巖體侵位年代差異不大，分布的構(gòu)造位置相似，礦物組成及巖石地球化學(xué)特征具有近似的形態(tài)(圖6(a)和(b))，說(shuō)明二者成因及構(gòu)造背景可能類似，這與已有的研究成果一致，即中酸性脈巖與寄主巖體主要是下地殼物質(zhì)的部分熔融，可能來(lái)自同一源區(qū)，且源區(qū)受到一定程度的幔源巖漿的混染[8,12]。

6.3 構(gòu)造環(huán)境及地質(zhì)意義

圖8 當(dāng)家寺花崗巖體及脈巖構(gòu)造判別圖解(底圖分別據(jù)文獻(xiàn)[31]、 [32]和[33])Fig.8 Tectonic discriminative plots of the Dangjiasi granite complex and dykes (base maps after references[31], [32] and [33], respectively)

脈巖的產(chǎn)出具有重要的地質(zhì)意義，一是可以指示幔源巖漿活動(dòng)，二是可以指示伸展的構(gòu)造環(huán)境，脈巖的就位與區(qū)域上巖石圈各個(gè)深度層次的伸展作用密切相關(guān)[27]。造山帶大規(guī)?；◢徺|(zhì)巖漿活動(dòng)之后有一期區(qū)域性脈巖被稱為造山后脈巖，按成分可劃分成煌斑巖質(zhì)、玄武質(zhì)、閃長(zhǎng)質(zhì)(安山質(zhì))、花崗閃長(zhǎng)質(zhì)(英安質(zhì))和花崗質(zhì)(流紋質(zhì))等5類巖組[20,25]。它們的產(chǎn)出分別對(duì)應(yīng)造山初期構(gòu)造擠壓環(huán)境，在構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下，隨著擠壓環(huán)境的持續(xù)，壓力逐漸增大，幔源巖漿加熱增厚地殼導(dǎo)致其部分熔融，產(chǎn)生大量的殼源中酸性巖漿，形成同造山過(guò)程中的巖基，直至造山結(jié)束進(jìn)入冷卻階段，此時(shí)地殼減薄，構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)由擠壓向伸展轉(zhuǎn)換[25]。因此，基于巖漿起源熱體制和區(qū)域巖石圈巖石學(xué)結(jié)構(gòu)分析，認(rèn)為在造山帶巖石圈拆沉作用下此類脈巖的形成是區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)由擠壓向伸展轉(zhuǎn)換階段的產(chǎn)物，表明造山過(guò)程的結(jié)束。區(qū)內(nèi)中-酸性脈巖及寄主巖體均表現(xiàn)為中-高鉀鈣堿性巖石系列，不同程度地富集大離子親石元素、虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素，這說(shuō)明它們同具有類似弧巖漿巖的特征。在(Y+Nb)-Rb圖解(圖8(a))上，當(dāng)家寺花崗巖體及脈巖均落入火山弧花崗巖與同碰撞花崗巖界線區(qū)域(碰撞后環(huán)境)。在TiO2/Al2O3-Zr/Al2O3圖解(圖8(b))和Rb/30-Hf-3Ta圖解(圖8(c))上，樣品顯示同樣的構(gòu)造環(huán)境。以上分析表明中-酸性脈巖及寄主巖體兼具島弧花崗巖和同碰撞花崗巖的特征，顯示出構(gòu)造轉(zhuǎn)換體制下花崗巖的地球化學(xué)特征，構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)從碰撞的構(gòu)造擠壓體制向構(gòu)造伸展體制轉(zhuǎn)換時(shí)期出現(xiàn)大量的花崗質(zhì)巖漿[5]。

區(qū)域上，東昆侖地區(qū)阿尼瑪卿—古特提斯洋從石炭紀(jì)打開(kāi)以來(lái)，自晚二疊世(約260 Ma)阿尼瑪卿—古特提斯洋開(kāi)始大規(guī)模俯沖，至巖漿底侵作用發(fā)生(約250 Ma)，至中—晚三疊世(約240 Ma)Hf同位素全為負(fù)值的高鉀低鎂少鎂鐵質(zhì)微粒包體(MME)的正長(zhǎng)花崗巖出現(xiàn)，指示構(gòu)造環(huán)境由俯沖轉(zhuǎn)化為同碰撞環(huán)境[34-37]。有研究表明，青海南山構(gòu)造帶及鄰區(qū)晚古生代—早中生代構(gòu)造演化歷經(jīng)從晚泥盆世—二疊紀(jì)中期大陸裂解和洋殼擴(kuò)展階段，到二疊紀(jì)晚期—中三疊世洋殼俯沖階段，再到中三疊世晚期—晚三疊世陸陸碰撞及后碰撞三個(gè)階段[7]。共和盆地北部恰卜恰干熱巖GR1井深部鉆取的花崗巖(236.5～241.6 Ma)的地球化學(xué)特征也顯示其具有火山弧及同碰撞花崗巖的特點(diǎn)[38]。區(qū)內(nèi)下三疊統(tǒng)隆務(wù)河組砂巖及研究區(qū)東部約12 km的曲乃亥花崗閃長(zhǎng)巖的地球化學(xué)特征同樣表明其構(gòu)造背景為活動(dòng)大陸邊緣或大陸島弧[8,12]，也指示存在洋殼俯沖消減相關(guān)的弧環(huán)境。另有研究表明，區(qū)域上侵入巖的形成年齡(248～240 Ma)與宗務(wù)隆構(gòu)造帶俯沖階段巖漿巖的形成年齡一致，且宗務(wù)隆構(gòu)造帶、青海南山及西秦嶺北緣地區(qū)巖性組合特征表明它們均處于大陸邊緣弧環(huán)境[12]，同時(shí)宗務(wù)隆—青海南山—西秦嶺北緣地區(qū)由俯沖至碰撞/碰撞后的構(gòu)造轉(zhuǎn)換發(fā)生在中三疊世(236～241 Ma)[38]。

綜合以上分析認(rèn)為，區(qū)域上古特提斯洋于晚古生代封閉，至早中生代共和裂谷閉合結(jié)束了洋盆分割的歷史，并逐步完成了多陸塊的碰撞和拼合。中三疊世晚期，碰撞應(yīng)力使南祁連地塊與西秦嶺地塊構(gòu)造帶向南俯沖，此時(shí)陸殼加厚并發(fā)生部分熔融，進(jìn)入地殼加厚向后造山伸展機(jī)制轉(zhuǎn)換時(shí)期；期間共和盆地周緣已形成的廣泛分布的印支期花崗巖類，包括當(dāng)家寺巖體在內(nèi)，在構(gòu)造后碰撞機(jī)制動(dòng)力學(xué)背景下，由擠壓向伸展機(jī)制轉(zhuǎn)換過(guò)程中大量中-酸性脈巖就位，指示晚三疊世早期共和盆地周緣已進(jìn)入后碰撞的陸內(nèi)環(huán)境。至此，宗務(wù)隆洋系統(tǒng)完全閉合，促使共和盆地周緣的宗務(wù)隆構(gòu)造帶、青海南山構(gòu)造帶、南祁連造山帶及西秦嶺造山帶北緣完全拼合碰撞成一體。

7 結(jié) 論

(1)當(dāng)家寺花崗巖體中閃長(zhǎng)玢巖脈LA-MC-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為(235.6±2.4) Ma，表明其形成時(shí)間為晚三疊世早期，晚于當(dāng)家寺花崗巖體侵位時(shí)限(早—中三疊世)，為印支晚期構(gòu)造-巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。

(2)當(dāng)家寺花崗巖體具有高硅、富鉀和準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過(guò)鋁質(zhì)特征，屬中-高鉀鈣堿性花崗巖。中性脈巖具低硅、酸性脈巖具高硅的特點(diǎn)，二者同具高鋁、高鉀鈣堿準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過(guò)鋁質(zhì)特征，具有典型的島弧花崗巖和碰撞花崗巖的特征。脈巖與巖體分布的構(gòu)造位置相似，礦物組成及稀土元素配分模式具有近似的形態(tài)，說(shuō)明二者的成因及構(gòu)造背景可能類似，推斷其為來(lái)自同一源區(qū)殼-幔巖漿混合作用的產(chǎn)物。

(3)脈巖作為一種地殼拉張構(gòu)造環(huán)境的巖漿作用標(biāo)志，綜合侵位年代及構(gòu)造環(huán)境分析，認(rèn)為研究區(qū)在由擠壓向板內(nèi)穩(wěn)定-伸展變遷的晚三疊世時(shí)期，大量中酸性脈巖就位，指示晚三疊世早期共和盆地周緣已進(jìn)入后碰撞的陸內(nèi)環(huán)境。