新疆北山地区平梁子北一带晚石炭世花岗岩形成环境探讨

舒 林，谢明永，贾晓亮，曾广郁

(新疆维吾尔自治区地质矿产开发局物化探大队，新疆昌吉 831100)

0 引言

调查区位于新疆哈密市以南约280 km，东距敦煌市200 km，距北东磁海铁矿约100 km。1∶25万笔架山幅区域地质调查认为在北山地区平梁子一带主要为中酸性的侵入岩，通过本次对新疆若羌县克孜勒塔格北东一带1∶5万区域地质矿产调查资料综合整理，并结合前人的研究成果对其演化史分析对比，对本区演化规律进行初步探讨。

图1 新疆若羌县克孜勒塔格北东一带晚石炭世岩体分布图Fig．1 Distribution map of late Carboniferous1．二叠系第六侵入次:浅肉红色中粒正长花岗岩;2．二叠系第五侵入次:浅灰色中粗粒二长花岗岩;3．二叠系第四侵入次:浅灰色中细粒石英花岗闪长岩;4．二叠系第三侵入次:浅灰色中粗花岗闪长岩;5．二叠系第二侵入次:灰褐色中细闪长岩;6．二叠系第一侵入次:灰绿色辉长岩;7．石炭系第七侵入次:花岗岩;8．石炭系第六侵入次:浅肉红色中细粒正长花岗岩;9．石炭系第五侵入次:浅灰色中—粗粒二长花岗岩;10．石炭系第四侵入次:灰色中粗粒斜长花岗岩;11．石炭系第五侵入次:灰褐色中细粒花岗闪长岩;12．石炭系第二侵入次:灰色细粒英云闪长岩。

1 地质概况

调查区位于北山古生代裂谷带(Ⅲ级)，东南与阿北—敦煌地块相接，西北与库鲁克塔格地块及艾尔宾山晚古生代残余海盆相接相邻。其中的中坡山—白山堂晚古生代裂谷(Ⅳ)，进一步划分出V级构造单元，即北部裂谷带(V1)、中部隆起带(V2)、南部裂谷带(V3)。本区主要位于北山裂谷中部隆起带(见图1)。区内断裂构造发育，岩浆活动频繁，侵入岩较为发育，具有期次繁多、类型多样的特征。调查区岩浆岩活动明显受区域断裂构造控制，总体呈北东—北东东展布［1］。

2 岩浆岩基本特征

2．1 分布特征

晚石炭世花岗岩主要分布于平梁子北及雀儿山南一带。岩体主要呈不规则圆状及不规则条带状。呈北东向的长条状展布。岩体总出露面积约170 km2。该带岩体整体上比较新鲜。岩体主要侵位于石炭纪和古元古代地层中，结合同位素年龄来看其主要侵位时间为晚石炭世，岩石类型从中基性岩至酸性岩均有分布。

2．2 侵入期次划分

根据野外观察，确定该序列侵位顺序由早到晚为:、涌动关系涌动关系

斜长岩 闪长岩→→→石英闪长岩→→→英云闪涌动关系涌动关系涌动关系长岩→→→斜长花岗岩→→→花岗闪长岩→→→二长涌动关系， 。花岗岩→→→正长花岗岩 共计七个侵入期次

2．3 岩石特征

灰色细粒二云母英云闪长岩:灰色，细粒状结构，块状构造，主要由长石、石英和黑云母组成，花岗结构。黑云母多色性强，Ng深棕褐色，Np浅金黄色。白云母多已被绢云母和黑云母交代。

灰色中粗粒黑云母斜长岩:灰色，半自形粒状结构，块状构造，主要由斜长石、黑云母、白云母及微量磷灰石组成。云母多有变形。

灰白色细粒石英闪长岩:灰白色，花岗结构。其组成的矿物为斜长石、石英、钾长石、黑云母、磷灰石(微量)、电气石(微量)组成。

灰色—浅灰色中细粒黑云母花岗闪长岩:灰色—浅灰色，花岗结构。组成的矿物为斜长石、石英、钾长石、黑云母、磷灰石和锆石微级组成。钾长石:呈它形晶，充填在黑云母、斜长石和石英间，呈间隙状，主要为正长石，有钠长石出溶，蚀变不明显。

灰色中粒黑云母斜长花岗岩:灰色，中粒结构，块状构造，该岩石处于与地层接触带上，可见挤压和破碎现象，花岗结构，主要由斜长石、石英、黑云母组成。岩石发生过变形，表现为石英粒化、黑云母粒化，形成裂隙，沿裂隙有时有方解石、帘石充填。

浅灰色中细粒黑云母二长花岗岩:花岗结构，半自形粒状结构，块状构造，主要由斜长石、石英、黑云母、钾长石组成。

灰白色细粒正长花岗岩:花岗结构，主要由钾长石、石英、斜长石和黑云母组成，具高岭土化。

2．4 微量元素特征

岩石的洋脊花岗岩标准化(洋脊花岗岩的标准化数值据Pearce et al．，1984)微量元素有明显的富集，本曲线走向与典型同碰撞花岗岩走向趋势一样，说明本序列岩石属于同碰撞花岗岩类。蛛网图见图2，主要数据见表1。从图3中可以看出本序列各岩体曲线走向基本一致，Ba、Nb等有小幅度亏损，Rb、Th、Ce等元素有明显的富集，本曲线走向与典型同碰撞花岗岩走向趋势一样，说明本序列岩石属于同碰撞花岗岩类①西安地质矿产研究所，K46C004002(笔架山幅)1∶25万区调报告，2005。。

图2 La-La/Sm图解Fig．2 La-La/Sm diagram

图3 岩石的洋脊花岗岩标准化微量元素蛛网图Fig．3 Spider diagram of normalized trace element of ocean ridge granites

3 构造环境和就位机制

现根据变量 Rb－Y+Nb、Nb－Y、Ta－Yb、Rb－Yb+Ta的花岗岩判别图解、主量元素、大地构造环境判别图、变量Rb－Hf－Ta的花岗岩判别图解、构造环境的R1－R2因素判别图、化学分析演化特征、结构、构造演化特征对本区岩石序列作初步的探讨。

3．1 构造环境的R1-R2因素判别图解

Batchelor等(1985)利用主要花岗岩类岩石组合示意图解，区分了产出于不同构造环境中的花岗岩类。根据岩石得主要氧化物的含量，通过一定程序换算成R1和R2值，投在R1－R2多阳离子图解上(图4)，绝大多数样品投影点落在同碰撞花岗岩区及其附近，说明岩体形成时的环境为碰撞环境。

表1 晚石炭世平梁子序列的微量元素分析结果表(10-6)Table 1 Analysis results of trace element of late Carboniferous

3．2 变量Rb-Hf-Ta的花岗岩判别图

Hf－Rb/10－Ta×3三角图解可以区分为大洋底花岗岩、火山弧花岗岩和板内花岗岩，尽管碰撞花岗岩散落在火山弧和板内花岗岩的界线(Harris等)，但可以通过Hf－Rb/30－Ta×3图对它进行调整以扩大碰撞花岗岩的分布区，使这类特殊花岗岩更为明确，并细分为同碰撞花岗岩和碰撞后花岗岩(Hugh R．Rllison等，杨学明等译，2000)。从图5中可以看出本序列岩石在变量Rb－Hf－Ta的花岗岩判别图中基本落入火山弧花岗岩区内，少量的落入板内花岗岩和碰撞期花岗岩区内，说明岩石生成时的构造背景类似于火山弧环境，晚期可能有少量的板内成分的混入。

图4 构造环境的R1-R2因素判别图解 (据 Batchelor，1985)Fig．4 Discrimination diagram of R1-R2 factor in tectonic environment1．地幔分异产物;2．板块碰撞前;3．碰撞后隆起;4．造山晚期;5．非造山;6．同碰撞;7．造山后。

3．3 变量Rb-Y+Nb、Nb-Y的花岗岩判别图解

英国学者Pearce等(1984)提出了变量Rb－Y+Nb、Nb－Y的花岗岩判别图解，来判别和恢复岩石形成时的构造环境，具有较好的效果。从变量Rb－Y+Nb、Nb－Y的花岗岩判别图解(图6)中，可以看出晚石炭侵入岩体均落入火山弧花岗岩区，说明晚石炭岩石序列的形成环境为一个类似与火山弧的环境①胡霭琴等，新疆主要地质事件同位素年代学研究，305项目96-15-07-05A课题报告，2000。。

4 结论

(1)综合前面所述的岩石学、矿物学，主微量元素特征以及构造环境判别图解，反映该序列具有挤压型花岗岩特征，岩浆为壳幔混合来源，其形成的构造环境类似于火山岛弧，推测其形成于石炭纪裂谷边缘活动带，与华力西早期裂谷阶段性挤压闭合相关联。

(2)早期侵入岩体多呈长透镜状，边缘发育片麻理，晚期侵入岩体多呈岩枝和脉状，说明该岩体群早期定位机制以主动膨胀机制为主，晚期定位以构造扩展机制为主。岩体边部常含有较多的围岩捕虏体，说明岩体侵位后剥蚀深度不大。

图5 变量Rb-Hf-Ta的花岗岩判别图(据Harris等，1986)Fig．5 Discrimination diagram of variable RB-Hf-Ta granite

图6 变量Rb-Y+Nb、Nb-Y的花岗岩判别图Fig．6 Discrimination diagram of variable Rb － Y+Nb、Nb － Y granite VAG.火山弧花岗岩;Syn－COLG同碰撞花岗岩;WPG.板内花岗岩。

［1］ 新疆维吾尔自治区地质矿产局.新疆维吾尔自治区岩石地层［M］.武汉:中国地质大学出版社，1999.

［2］ 高秉璋，等.花岗岩类区区域地质填图方法指南［M］.武汉:中国地质大学出版社，1991.

［3］ 肖庆辉，等．花岗岩研究思维与方法［M］.北京:地质出版社，2002.

［4］ 韩宝福，何国琦，王式洸.后碰撞幔源岩浆活动、底垫作用及准噶尔盆地基地的性质［J］．中国科学(D 辑)，1999，29(1):16－21.