秦祁昆结合部三叠纪岩浆岩岩石学特征及其构造环境

解小龙　牛漫兰　吴齐　闫臻　李秀财　夏文静　付长垒

摘 要：秦祁昆结合部发育了大量三叠纪岩浆岩，主要沿青海南山断裂、瓦洪山断裂和多禾茂断裂周边分布，总体呈NW—SE向展布。岩石类型复杂多样，包括火山岩和侵入岩。火山岩主要以玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩和火山角砾岩为主；侵入岩主要为辉长岩、闪长岩、花岗闪长岩、花岗岩、石英斑岩等。同位素年代学研究表明：秦祁昆结合部三叠纪岩浆活动主要集中在早—中三叠世和晚三叠世；233～253 Ma代表早—中三叠世岩浆活动，205～225 Ma代表晚三叠世岩浆活动。空间上，岩浆活动呈现出由NW向SE逐渐年轻化的趋势。岩石组合及岩石地球化学特征表明：秦祁昆结合部早—中三叠世岩浆岩形成于古特提斯洋由南向北俯冲的大陆边缘弧环境下，而晚三叠世可能已经逐渐进入后碰撞阶段。

关键词：岩石学；三叠纪；岩浆岩；构造环境；大陆边缘弧；古特提斯洋；后碰撞；秦祁昆结合部

中图分类号：P588.1 文献标志码：A

Petrological Characteristics of Triassic Magmatic Rocks from the

Conjunction of Qinling， Qilian and Kunlun Orogens and

Their Tectonic Environment

XIE Xiao-long1， NIU Man-lan1， WU Qi1， YAN Zhen2， LI Xiu-cai1， XIA Wen-jing1， FU Chang-lei2

（1. School of Resources and Environmental Engineering， Hefei University of Technology， Hefei 230009， Anhui，

China； 2. Institute of Geology， Chinese Academy of Geological Sciences， Beijing 100037， China）

Abstract： Triassic magmatic rocks widely develop in the conjunction of Qinling， Qilian and Kunlun orogens along Nanshan fault， Wahongshan fault and Duohemao fault in Qinghai with a NW-SE-trending. The types of rocks are complicated and various， including volcanic and intrusive rocks. Volcanic rocks consist of basalt， andesite， dacite， rhyolite and volcanic breccias； intrusive rocks consist of gabbro， diorite， granodiorite， granite and quartz porphyry， etc. Isotopic chronology research reveals that the forming ages of these Triassic igneous rocks are mostly concentrated in Early-Middle Triassic （233-253 Ma） and Late Triassic （205-225 Ma）， and gradually decreased from NW to SE. Geochemistry characteristics and rock assemblages suggest that the Early-Middle Triassic magmatic rocks in the conjunction of Qinling， Qilian and Kunlun orogens are formed in continental margin arc setting by the northern subduction of Palaeo-Tethys ocean； however， the Late Triassic magmatic rocks are formed in post-collisional stage.

Key words： petrology； Triassic； magmatic rock； tectonic environment； continental margin arc； Palaeo-Tethys ocean； post-collision； the conjunction of Qinling， Qilian and Kunlun orogens

0 引 言

秦祁昆结合部夹持于祁连造山带和松潘—甘孜造山带之间，其独特的构造位置为特提斯构造演化以及中央造山带内部相互拼贴、碰撞提供了重要研究场所。姜春发等将其称作昆秦岔口，认为它是中央造山带的印支期褶皱带的重要组成部分[1]；张国伟等认为其属于西秦岭—松潘大陆构造结的重要组成部分[2]；闫臻等认为其为叠置于早古生代造山作用基础上形成并插入祁连和昆仑早古生代造山带内部的楔形地质体[3]。目前，在秦祁昆结合部发现了大量金、银、铅锌、铜、铁、钼等多金属矿床，如青海省同仁县江里沟钨铜多金属矿床、双朋西金铜矿，兴海县赛什塘铜矿、鄂拉山口银铅锌矿，泽库县瓦勒根金矿，循化县谢坑矽卡岩型铜金矿，这些多金属矿床均与三叠纪岩浆活动密切相关[4-15]。

大量研究表明，从晚二叠世开始，古特提斯洋由南向北俯冲，形成大量的弧型岩浆岩。张宏飞等对共和盆地周边的三叠纪岩浆岩做了年代学与地球化学分析[16]，金维浚等对夏河地区三叠纪岩浆岩做了研究，指出三叠纪岩浆岩的出露与古特提斯洋的俯冲碰撞有着密切的联系[17-18]。袁万明等通过对东昆仑印支期花岗岩时空分布的研究，详细论述了早、中、晚三叠世东昆仑地区花岗岩的构造背景和分布特征[19-20]。郭正府等研究认为，东昆仑晚华力西期到早燕山期构造演化可分为洋脊形成与扩张阶段、大洋板块大规模俯冲阶段和陆内造山阶段[21]。因此，查明这些岩浆岩的具体形成时代以及形成环境对整个古特提斯洋在这一时期的构造演化具有重要意义。笔者从三叠纪岩浆岩入手，查明了三叠纪岩浆岩的空间分布特征和形成时代，并对其形成环境进行了初步探讨，为进一步研究秦祁昆结合部构造属性、板块构造体制及成矿背景等诸多问题，揭示中央造山带复合造山过程、南北板块汇聚过程，查明区域成矿背景，指导区域找矿工作部署具有重要意义。

1 地质背景

秦祁昆结合部出露了大量的三叠纪岩浆岩。研究区西以瓦洪山断裂为界与柴达木地块相连，东以多禾茂断裂为界与西秦岭造山带相邻，南以勉略—阿尼玛卿缝合带与松潘—甘孜造山带和南秦岭相隔，北以青海湖南山断裂与祁连造山带相望（图1）；属东昆仑带、松潘地块与西秦岭和柴达木地块，以及东昆仑、西秦岭与北侧祁连造山带的交接转换部位，同时也是古亚洲构造域、特提斯构造域和滨太平洋构造域交汇的特殊地段，属于西秦岭—松潘大陆构造结的重要组成部分[2]。

秦祁昆结合部内出露地层以三叠系为主，局部地段零星出露晚古生代和新元古代构造块体。晚古生代主要为二叠纪碳酸盐岩、砂岩、硅质泥岩组合以及少量火山岩，仅零星分布于秦祁昆结合部周边；新元古代岩石组合为变杂砂岩和中基性火山岩，仅出露于兴海县温泉及羊曲一带。石炭系、二叠系在柴北缘察汗诺、青海湖南岸橡皮山、同仁隆务河、夏河一带断续出露，均为夹持于三叠系内的礁灰岩构造透镜体，具有混杂堆积特征[3]。石炭系内出露果可山群（Cg），下部岩层主要为灰色片岩、片麻岩、灰白色大理岩、绿色中基性火山岩和混合岩，上部岩层主要为灰色砂岩、板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、浅肉红色混合岩和变砂岩；三叠系为一套陆源碎屑沉积、少量碳酸盐岩和中酸性火山岩组合，下三叠统隆务河组（T1-2l）和中三叠统古浪堤组（T1-2g）在本区呈面状广泛分布，是一套槽底沉积的活动型地层，其中滑塌混杂现象普遍，上三叠统鄂拉山组（T3e）主要为陆相火山岩，角度不整合于隆务河组、古浪堤组之上。隆务河组下部以粗碎屑岩为主，灰岩夹层较少，底部为块层状复成分砾岩，横向上变化大；上部以细碎屑砂、板岩为主，灰岩夹层发育；底与石炭系—二叠系甘家组（C—P2gj）呈角度不整合接触。古浪堤组分布于同仁西北及泽库附近，以中—细粒杂砂岩、含砾砂岩、板岩为主，夹砾屑灰岩及复成分砾岩，整合覆于隆务河组之上，产双壳类、菊石及遗迹化石。鄂拉山组分布于贵德—同仁一带，为一套陆相火山碎屑岩，岩性组合为：①下部的中基性火山岩及碎屑岩，岩性为辉石安山岩、安山岩、玄武安山岩夹凝灰岩、凝灰质板岩、长石砂岩、安山质火山角砾岩、安山质火山集块岩；②中部的中酸性火山岩，岩性为英安质熔岩角砾岩、火山集块角砾岩、英安岩、凝灰岩；③上部的安山质火山岩，岩性为灰绿色安山质熔岩角砾岩、安山质火山集块角砾岩、凝灰岩。这套碎屑岩以角度不整合覆于下、中三叠统隆务河组、古浪堤组之上，被下白垩系万秀组不整合覆盖。

图1 秦祁昆结合部地质简图

Fig.1 Simplified Geological Map of the Conjuction of Qinling， Qilian and Kunlun Orogens

此外，在秦祁昆结合部周边断续出露不同时代的蛇绿岩，其中北侧有天峻南山蛇绿混杂岩（晚于早石炭世）、拉脊山蛇绿岩（奥陶纪到志留纪末），南侧有布青山—阿尼玛卿蛇绿岩（三叠纪），西侧紧邻鄂拉山一带有苦海—赛什塘蛇绿岩（晚泥盆世—早二叠世）[3]。同时，秦祁昆结合部同仁县隆务峡一带也出露有形成于晚二叠世—早三叠世成熟度较高的岛弧环境的蛇绿岩[22-24]。

2 岩石学特征

秦祁昆结合部三叠纪火山-侵入岩浆作用强烈（图2），岩石类型复杂多样，广泛发育并分布于青海省兴海县、同仁县、夏河县、泽库县一带，且主要沿青海南山断裂、瓦洪山断裂和多禾茂断裂周边分布，总体呈NW—SE向展布。野外系统调查结果表明，这些火山岩主要有玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩和安山质角砾岩，侵入岩主要为辉长岩、闪长岩、花岗闪长岩、花岗岩、石英斑岩等。同仁—泽库地区主要发育中—晚三叠世安山岩、石英斑岩、花岗斑岩及花岗闪长岩；兴海县鄂拉山地区以流纹岩和花岗闪长岩为主；乌兰一带主要发育辉长岩、花岗岩；玄武岩仅见于夏河县八角城地区，通常呈深灰色—灰黑色，局部表面呈灰绿色和保留完好的枕状构造，部分发育气孔、杏仁构造，杏仁体成分主要为方解石和少量燧石[25]。

2.1 火山岩

安山岩采自同仁县夏卜浪矿区附近，赋存于下中三叠统隆务河组的粗碎屑岩中，呈灰绿色和斑状结构，基质具交织结构[图3（a）]和块状构造。斑晶体积分数约为40%，由斜长石、石英、普通辉石、黑云母组成。斜长石呈自形板状，具环带结构，多为绢云母、黝帘石交代；石英呈半自形粒状，具熔蚀现象。普通辉石呈自形粒状，具暗化边，多被绿泥石交代，仅保留假象；黑云母呈板状，具揉曲现象，不均匀分布，多被绿泥石交代。基质体积分数约为60%，由斜长石、绿泥石、磁铁矿组成。斜长石呈细长柱状微晶半平行排列；绿泥石呈鳞片状不均匀分布其空隙中。

图件引自文献[3]，有所修改

图2 秦祁昆结合部三叠纪岩浆岩分布

Fig.2 Distribution of Trissic Magmatic Rocks from the Conjuction of Qinling， Qilian and Kunlun Orogens

图3 火山岩显微照片

Fig.3 Microphotographs of Volcanic Rocks

英安岩采自同仁县夏卜浪矿区附近，赋存于下中三叠统隆务河组的粗碎屑岩中，呈灰白色、浅黄色、肉红色，具斑状结构和球粒包含结构，基质具微粒状结构和流纹构造[图3（b）]。斑晶体积分数为5%，由石英、更长石、正长石、黑云母组成。石英呈自形粒状，具熔蚀现象；更长石呈自形板状，发育聚片双晶，具弱的高岭土化、碳酸盐化；正长石呈自形板状，具高岭土化、碳酸盐化；黑云母呈板状晶，具暗化边，多被白云母交代。基质由更长石、石英、绢云母、磁铁矿组成，体积分数为95%。

流纹岩采自鄂拉山口附近，赋存于上三叠统鄂拉山组火山岩中，呈灰色、斑状结构[图3（c）、（d）]以及气孔和杏仁状构造。斑晶主要为石英和斜长石，石英为半自形—他形，大小为1～2 mm，具有熔蚀现象，体积分数约为15%；斜长石呈半自形—他形，蚀变强烈，大小一般为1.1～2.4 mm，体积分数约为15%。基质主要为微晶石英和微晶长石，体积分数约为70%。微晶长石普遍具有绢云母化、钠黝帘石化、泥化以及碳酸盐化；微晶石英呈微细颗粒广泛分布于整个岩石中。

2.2 侵入岩

花岗岩主要见于乌兰县察汗诺地区，侵入于石炭系果可山群片岩及片麻岩中。岩石呈灰白色、中粗粒结构和块状构造。其主要由石英、斜长石、钾长石（体积分数为20%～25%）和黑云母（5%）组成。石英体积分数为35%～40%，波状消光，表面干净，无熔蚀，粒径为0.1～5.0 mm，呈半自形—他形；斜长石体积分数为30%～35%，呈半自形—自形[图4（a）]，可见聚片双晶，具轻微绢云母化、绿泥石化；钾长石可见明显的解理，发育卡式双晶；黑云母很少，单片光下有明显的多色性和解理。

图4 侵入岩显微照片

Fig.4 Microphotographs of Intrusive Rocks

花岗闪长岩在兴海县温泉岩体、乌兰县察汗诺岩体及泽库县瓦勒根金矿区外围都有出露，其中温泉岩体花岗闪长岩内含有少量椭圆状暗色闪长质包体。岩石为灰白色，主要矿物有石英、斜长石、角闪石、黑云母，呈半自形粒状结构和块状构造。石英体积分数为20%～25%，粒径为0.5～3.0 mm，呈半自形—他形，表面大多可见裂纹[图4（b）]；斜长石体积分数为45%～50%，粒径为0.3～3.0 mm，发育聚片双晶，有的发育环带结构，呈半自形—自形；角闪石体积分数为10%～15%，粒径为0.2～0.5 mm，可见两组斜交节理，多呈他形；黑云母体积分数为5%～10%，粒径为0.3～1.0 mm，具有较强的多色性，平行消光，为一组极完全节理。

闪长岩主要产出于乌兰县察汗诺岩体中，侵入于石炭系果可山群片岩及片麻岩中，主要矿物为斜长石、黑云母、角闪石和石英（体积分数为5%），岩石呈半自形粒状结构和块状构造。斜长石体积分数为60%～65%，具有环带结构，发育聚片双晶，呈长柱状，为中长石；黑云母体积分数为5%～10%；角闪石呈柱状或纤状、黄褐色或绿色，体积分数为15%～20%[图4（c）]。

花岗斑岩见于泽库县瓦勒根金矿内，侵位于下中三叠统隆务河组沉积岩中，呈浅肉红色、斑状结构和块状构造。斑晶主要由石英（体积分数为20%）和长石（10%）组成[图4（d）]，另有少量白云母。石英斑晶呈半自形—他形粒状结构，粒径为0.5～2.0 mm；长石斑晶呈半自形柱状，包括发育卡式双晶的钾长石和少数发育聚片双晶的斜长石，且出现一定程度的泥化/绢云母化，其粒径为0.8～2.0 mm。基质呈隐晶质结构，主要由长英质矿物石英、云母和长石以及少量磁铁矿等不透明矿物共同组成。

石英斑岩见于泽库县瓦勒根金矿内，侵位于下中三叠统隆务河组沉积岩中，呈灰白色、斑状结构和致密块状构造。斑晶主要为他形粒状石英，粒径为0.5～1.0 mm，体积分数约为5%，另含少量长石和白云母斑晶[图4（e）]；基质主要由隐晶质石英、云母组成，并含少量长石微晶以及磁铁矿等不透明矿物。该类斑岩体内岩石普遍发育碳酸盐化，且金含量普遍较高。

辉长闪长岩采于乌兰县察汗诺地区，侵入于石炭系果可山群片岩及片麻岩中，呈灰黑色、半自形粒状结构和块状构造，主要矿物成分为斜长石、辉石和角闪石，蚀变较为严重。斜长石一般为中长石，体积分数为45%～50%[图4（f）]，发育聚片双晶；辉石干涉色鲜艳，可见两组近垂直的解理，高正突起，体积分数约为25%；角闪石具两组斜交解理，体积分数约为8%。

3 讨 论

3.1 形成时代

秦祁昆结合部三叠纪岩浆岩的形成时代对于整个板块构造演化具有重要意义。本文利用SHRIMP锆石U-Pb定年得到：鄂拉山流纹岩形成于早三叠世晚期（248 Ma）；泽库地区安山岩形成于中三叠世早期（245 Ma）；同仁地区安山岩形成于中三叠世晚期（240 Ma），与Guo等在刚察地区获得的安山岩年龄（242 Ma）在误差范围内较为一致[26]，均属于早—中三叠世岩浆活动的产物（表1）。然而，这些火山岩的形成时代比Li等在泽库地区获得的中三叠世晚期（234 Ma）麦秀镇辉石安山岩的时代早[27]，比研究区东南侧西秦岭宕昌流纹岩（年龄为229 Ma）、夏河八角城玄武岩（年龄为220 Ma）形成时代早，呈现出自NW向SE火山作用时间越来越年轻的特征[25，30]。

秦祁昆结合部察汗诺地区侵入岩主要为辉长岩、闪长岩和花岗岩，形成于236～241 Ma；泽库地区花岗闪长岩形成于240 Ma，石英斑岩形成时代早于250 Ma，花岗斑岩形成于237 Ma。张宏飞等对共和盆地周缘的黑马河岩体进行定年，得到其年龄为235 Ma[16]；陈宣华等测得柴达木东缘花岗岩类时代为228～253 Ma[28]；骆必继等测得合作地区闪长岩类年龄分布在238～242 Ma[29，31-32]；金维浚等测得夏河地区闪长岩类主要形成于238～248 Ma[17-18]；李德彪等测得同仁—泽库地区与多金属矿有关的花岗岩、花岗斑岩、闪长岩等的形成年龄在237～243 Ma[11，25]；张宏飞等测得西秦岭东部温泉岩体、糜署岭岩体、黄渚关岩体、厂坝岩体、石门岩体、赛什塘杂岩体、憨班花岗岩体年龄变化范围主要在205～225 Ma[33-38]。上述研究成果显示，三叠纪侵入岩主要出现在早—中三叠世和晚三叠世两个阶段。

岩石学和同位素年代学研究共同证明：秦祁昆结合部发育早—中三叠世和晚三叠世岩浆岩；234～253 Ma代表早—中三叠世岩浆活动，205～225 Ma代表晚三叠世岩浆活动。从空间分布来看，除个别岩体外，晚三叠世岩浆活动主要出现在秦祁昆结合部以东的西秦岭东部地区，呈现出由NW往SE向岩浆活动逐渐年轻化的趋势。

表1 岩浆岩分布和时代

Tab.1 Distribution and Age of Intrusive Rocks

3.2 形成环境

秦祁昆结合部广泛发育三叠纪岩浆岩，前人已经对此做了大量的年代学、地球化学研究，但对于其形成环境及构造属性仍存在不同的认识。

王绘清等认为西秦岭印支早期共和县黑马河岩体、同仁县双朋西岩体、循化县谢坑岩体是碰撞后板片断离的产物，板片断离导致西秦岭地区印支早期岩体线性分布及中三叠世快速地壳抬升[23-24]。郭现轻等认为西秦岭印支早期岩浆岩形成于大陆边缘弧环境下，是古特提斯洋向北俯冲的结果[5，18，25-26，39]，印支晚期岩浆活动形成于以碰撞为主的挤压环境[27，30]。

对于鄂拉山地区岩浆带的形成环境也存在不同认识：孙延贵等认为鄂拉山地区岩浆活动主要形成于晚三叠世西秦岭与柴达木之间的陆-陆碰撞环境中，和东昆仑岩浆岩带不是同一构造体制下形成的统一岩浆弧带[40]；陈宣华等认为鄂拉山地区瓦洪山断裂西侧存在大量形成于洋陆俯冲条件下的早三叠世花岗质岩石[28]；徐强等认为鄂拉山岩浆带和东昆北岩浆带同属扬子板块向西楔入而在柴达木盆地东南缘形成的弧岩浆带[41-42]；黄雄飞等认为秦祁昆结合部早—中三叠世花岗岩为古特提斯洋向北消减过程中形成的大陆边缘弧环境[30，39]。

从岩石组合类型来看，秦祁昆结合部三叠纪火山岩的岩石组合为安山岩、英安岩、流纹岩，侵入岩的岩石组合为花岗闪长岩、花岗斑岩、石英斑岩，这与邓晋福等描述的大陆边缘弧岩石组合特征[43]基本一致。岩石地球化学分析结果表明其属于亚碱性系列，富集轻稀土元素和Th、U、Pb等大离子亲石元素，相对亏损重稀土元素和Nb、Ta、Ti等高场强元素，其中流纹岩、花岗岩、石英斑岩表现出明显的Eu负异常，显示出与俯冲作用密切相关的岩石地球化学特征。察汗诺中三叠世辉长岩具有极高的MgO、Cr、Ni含量和Mg#值，结合其高w（Th）/w（U）值及其相关的稀土、微量元素特征，其可能来源于板片俯冲交代形成的富集岩石圈地幔[44]。其余中三叠世闪长岩、安山岩均表现出和察汗诺辉长岩类似的稀土、微量元素特征，且具有富集的EMⅡ型Sr-Nd同位素特征，暗示它们可能形成于洋陆俯冲大陆边缘弧环境下。同时，自北向南，同仁、夏河、泽库一带中三叠世安山质、闪长-花岗质岩石εHf（t）值逐渐降低，二阶段Hf模式年龄逐渐增大，进一步证明秦祁昆结合部三叠纪岩浆岩形成于古特提斯洋向北俯冲的环境之下。晚三叠世εNd（t）值为正，八角城OIB型玄武岩和鄂拉山含闪长质包体花岗岩的出现表明研究区于晚三叠世可能已经进入碰撞后伸展阶段。其中：w（·）为元素质量分数；εNd=[（N（143Nd）/N（144Nd））i/（N（143Nd）/N（144Nd））CHUR-1]×104，εHf=[（N（176Hf）/N（177Hf））i/（N（176Hf）/N（177Hf））CHUR-1]×104，下标i表示初始比值，下标CHUR表示球粒陨石均一源与样品同时的比值；N（·）/N（·）为同一元素同位素比值，N（·）为该元素的原子丰度；εHf（t）为年龄t对应的εHf值；εNd（t）为年龄t对应的εNd值。

4 结 语

（1）秦祁昆结合部广泛发育三叠纪岩浆岩，沿青海南山断裂、瓦洪山断裂和多禾茂断裂分布于共和盆地周缘，呈NW—SE展布，时代为早—中三叠世（234～253 Ma）和晚三叠世（205～225 Ma），空间上呈现出火山活动从NW向SE越来越年轻的特征。

（2）秦祁昆结合部早—中三叠世岩浆岩形成于古特提斯洋由南向北俯冲的大陆边缘弧环境下，而晚三叠世可能已经进入后碰撞阶段。

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