西昆仑空巴克石英闪长岩类地球化学特征及构造环境分析*

范飞鹏,崔春龙,杨恒书

西昆仑空巴克石英闪长岩类地球化学特征及构造环境分析*

范飞鹏1,崔春龙2,杨恒书3

(1南京地质矿产研究所,南京210016)
(2西南科技大学环境与资源学院,四川绵阳621010)
(3四川省地矿局川西北地质大队,四川绵阳621000)

西昆仑空巴克石英闪长岩为原特提斯洋基本闭合,康西瓦韧性剪切带活动的产物。岩体属强过铝质、钙碱性系列偏碱性浅成相花岗岩类,大多属I型花岗岩,少数为S型花岗岩,构造环境为晚加里东期活动陆缘碰撞造山带环境。岩浆源为壳幔混源型。

石英闪长岩;地球化学;构造环境分析;西昆仑

西昆仑属于祁连-秦岭-昆仑构造带的组成部分,由北向南可分为多个构造单元[1],空巴克岩体处于西昆仑北缘古生代岛弧带内。该带花岗岩为I型花岗岩,是下地壳部分熔融和冷凝结晶产物[2,3]。也有人认为侵入岩主体为地幔同熔成因,形成于碰撞前消减板块边缘环境[9]。而崔春龙等[4]认为该区侵入岩为钙碱性强过铝质S型花岗岩类,形成于板块碰撞前、造山晚期和同碰撞时期。该岩体变形强烈,作者和黄建国等人[5]对该岩体考察后发现该岩体接触带与铜金、铜多金属矿化关系密切。而该岩体就处于岩浆、构造和矿化异常的敏感区,本文主要通过对空巴克石英闪长岩类的岩石学矿物学特征,U-Pb同位素测年、以及地球化学特征来探讨岩石成因和构造环境分析。

1 区域地质特征

研究区断裂较为发育,主要呈SN向或NN E向展布,其中规模较大的为库科西鲁克断裂和空巴克断裂。该断裂对区域内岩体和矿床(点)有控制作用(图1)。库科西鲁克断裂呈现为由西往东逆冲,断面往西陡倾,倾角大多在60～80°之间。该断裂西侧为磁铁矿、钼矿及铅锌矿化带,东侧为金铜多金属成矿带[6]。空巴克断裂由西向东逆冲,断面西倾,倾角60～75°左右,在断裂下盘燕山期花岗二长岩中应力节理较发育,局部发育褶皱变形。空巴克岩体分布于库科西力克断裂以东和空巴克断裂之间(图1)。

图1 研究区地质图(实测)Fig.1 Geologic sketch map of the studied area(on the spot measured)

区域内出露地层主要为中元古界和古生界。中元古界长城系赛图拉岩群为灰黑色斜长角闪片岩、石榴云母片岩及云母片岩,中部为灰白色及深灰色厚层-块状大理岩,厚度约为2 750 m。古生界奥陶系-志留系为深灰色黑云母石英千枚岩及碳酸盐化石英砂岩和结晶灰岩。在岩体边缘或残留顶盖部位,多为片岩、混合岩夹大理岩或透灰石矽卡岩等,厚度大于600 m。

2 岩体特征及U-Pb年龄

岩体形态呈大体近南北向长垣式展布的岩株。出露宽度1.5～2.5 km,长度近于15 km,面积22.5 km2,侵入奥陶-志留纪绿片岩相变质岩中,西缘边界接触关系清楚(超动接触),接触蚀变特征明显,有黑云母角岩和矽卡岩等。东缘边界受近南北向空巴克断裂控制,局部见围岩捕虏体,岩体中有后期(晚印支-燕山期)花岗岩脉零星穿插。

空巴克岩体的岩石矿物学特征表明其为变质石英闪长岩,因遭受较强的动力变质作用,呈现为浅灰-深灰色片理化(糜棱岩化)细-中粒蚀变石英闪长岩。岩体的西部边缘为细粒闪长岩,中部是中粒闪长岩,局部出现中-粗粒闪长岩。从宏观上看,岩石的片理化特征比较明显,面理比较平直,S1面理西倾(270～280°),倾角60～85°,局部见剪切变形褶皱。矿物呈现出较明显定向性,微型剪切劈理比较发育。

空巴克岩体的岩石类型为石英闪长岩,其矿物组成以浅色矿物为主(70%～80%)。浅色矿物主要为斜长石(50%～65%,A n=39～41),正长石(20%～35%)和石英(10%～15%) (颗粒较小)。暗色矿物以黑云母为主,角闪石少量,含量15%～25%。副矿物有榍石、磷灰石和锆石等。长石呈半自形粒状,发育聚片双晶,边缘有钠长石净化边或石英硅化边。石英属细粒它形晶。岩石的后生变质明显,碎斑结构和糜棱结构在岩石中比较普遍。主要蚀变矿物为绿泥石、绿帘石、绢云母和石英等,常见绿泥石化和绿帘石化,且多沿微裂隙分布。

对该岩体进的U-Pb同位素年龄测定为432±2M a①新疆阿克陶县恰尔隆一带1∶50000区域地质报告,确定形成时代为晚加里东期,为原特提斯洋两侧大陆碰撞基本闭合[1],介于康西瓦孔兹岩和康西瓦右行剪切变形带形成的时间[8]。空巴克岩体应为这一地质事件的产物。

3 主元素地球化学特征

据4件岩石化学样品测试结果,对空巴克岩体岩石类型、岩浆系列及形成机理等进行了初步分析,获得的认识与宏观较为一致。

空巴克岩体代表性样品的主元素分析结果(表1)表明,岩石的SiO2含量较高,为59.59%～61.7%,平均为60.29%,属SiO2过饱和型的中性岩系列岩石类型;A l2O316.53%～17.62%,平均为17.17%,铝过饱和指数(A/CN K)为1.2～1.53,平均1.44,属强过铝质; CaO 3.51%～5.66%,平均4.81%;M gO 2.15%～2.40%,平均2.285%;P2O5比较稳定,为0.17%～0.32%,平均0.22%(表1)。从硅、钾、钠、钙等化学成份特征和标准矿物Q-A-P分类命名图解的投点(图2)可判定空巴克岩体的主体岩石类型为钙碱系列的石英二长闪长岩和石英闪长岩。从ACF图解来看,除V III01样外,其余均落在I型花岗岩与S型花岗岩分界位置(图3)。

表1 空巴克岩体常量元素地球化学成分(wt/%)Table 1 Geochem ical compositions of major elements for Kongbake pluton(wt/%)

图2 空巴克岩体Q-A-P分类图Fig.2 Q-A-P classification diagram of Kongbake plu ton

FeO及TFe2O3数据变化较明显,FeO在1.55%～4.27%,平均2.74%,TFe2O3在4.88%～5.59%,平均5.30%;氧化指数F为1.94,说明空巴克岩体为浅成相侵入岩。

碱度AR为1.72～2.89,平均值2.06,SiO2-A.R图解(图4)、碱-二氧化硅图解(图5)投点结果可以确定空巴克岩体属于钙碱性系列岩浆岩。全碱(AL K)含量,即N a2O+K2O值为6.07%～9.74%,平均7.19%。该区K2O/N a2O为0.69～1.18,平均0.97,除了I V 28号样品,N a2O约大于或接近K2O含量。

从空巴克岩体主体岩石的里特曼指数σ为2.16～5.73,平均3.15,戈蒂里指数τ为13.70～25.58,平均21.43和里特曼-戈蒂里图解(图6)、岩石组合与构造环境关系示意性图解(图7)可知,岩体形成于晚加里东期活动陆缘碰撞造山带环境。

因此,空巴克岩体属强过铝质、钙碱性系列石英闪长岩类,大多属I型花岗岩,少数为S型花岗岩,岩体形成于晚加里东期活动陆缘碰撞造山带环境。

图3 空巴克岩体ACF图Fig.3 ACF diagram of Kongbake pluton

图4 空巴克岩体Si O2-A.R图解Fig.4 Si O2-A.R diagram of Kongbakepluton

图5 空巴克岩体(K2O+N a2O)-Si O2图解Fig.5 (K2O+N a2O)-Si O2diagram of Kongbake pluton

图6 空巴克岩体lgτ-lgδ图解Fig.6 lgτ-lgδdiagram of Kongbake pluton

图7 空巴克岩体R1-R2图Fig.7 R1-R2diagram of Kongbake pluton

4 稀土元素地球化学特征标准化模式

(1)从轻、重稀土总量数据比值(表2)和稀土配分模式曲线(图8)均显示,稀土总量ΣREE为(125.11～97.72)×10-6,平均178.42×10-6;LR/HR值为8.65～10.15,平均值为9.14;(L a/Yb)N9.01～12.67,平均10.39。

(2)轻稀土元素分馏度(L a/ Sm)N:(L a/Sm)N值为3.45～4.67,平均4.27,均大于1,指示分馏程度较好,轻稀土较富集。

(3)重稀土元素分馏度(Gd/ Yb)N:(Gd/Yb)N值为1.36～3.80,平均1.54,表明分馏程度中等,重稀土略有富集。

(4)稀土配分曲线斜率(L a/ Yb)N值:(L a/Yb)N值为9.01～12.76,平均10.39,稀土配分曲线为右倾平缓式(图8)。

(5)ΣCe/ΣY为3.67～4.1,平均3.96;Ce/Yb为5.85～6.55,平均6.79;δEu为1.08～1.12,Eu无亏损,δCe为0.74～0.76,I V 28-5gs1和I V 27Ce略有亏损。

因此,空巴克岩体与典型的I型花岗岩类曲线较为接近,成因为壳幔混源型。

图8 空巴克岩体稀土配分曲线图解Fig.8 REE distribution pattern diagram of Kongbake pluton

表2 空巴克岩体的稀土元素成分(×10-6)及特征参数表Table 2 Compositions and characteristic parameters of rare earth elements for Kongbake pluton(×10-6)

5 结论

(1)西昆仑空巴克石英闪长岩类属晚加里东期,为原特提斯洋基本闭合、康西瓦韧性剪切带活动的产物。

(2)岩体属浅成相强过铝质、钙碱性系列石英闪长岩类,大多属I型花岗岩,少数为S型花岗岩,岩体形成于晚加里东期活动陆缘碰撞造山带环境。

(3)轻稀土较重稀土富集,轻稀土分馏较好,重稀土分馏中等,曲线呈右倾平缓型,与I型花岗岩类较为相近,岩浆源为壳幔混源型。

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Geochem ical characteristics of quartz-diorites of Kongbake pluton,West Kunlun and their tecton ic setting

FAN Fei-peng1,CU ICun-long2,YAN G Heng-shu3
(1.N anjing Institute of Geology and M ineral R esources,N anjing,210010,China)
(2.Environm ents and R esource S chool,S outhw est U niversity of S cience and T echnology,M ianyang,621010,China)
(3.N orthw est Geolog ical B rigade of S ichuan B ureau,M ianyang,621010,China)

Q uartz-diorites of Kongbake pluton,W est Kunlun,are the product of activities of the Kangxiwar ductile shear zone when the former Tethys Ocean was basically closed. A ccording to the geochem ical characteristics,the Kongbake pluton belongs to the strongly peralum inous and calc-alkaline series hypabyssal granitoids,most of which are I-type granite and m inority are S-type granite.It is concluded that the tectonic setting is active continental margin collisional orogenic belt in L ate Caledonian and the magma source belongs to crust-mantle m ixing type.

quartz-diorites;geochem istry;analysis of tectonic setting;W est Kunlun

book=264,ebook=179

P588.12

A

1671-4814(2010)04-264-07

2010-06-24

新疆阿克陶县恰尔隆一带1:50000区域地质矿产调查(XJQDZ2006-18)资助。

范飞鹏(1982～)男,硕士,主要从事矿产普查方面的工作和研究。