冈底斯北段赛利普组火山岩地球化学特征及地质意义

侯谦，任希杰，侯万雄



冈底斯北段赛利普组火山岩地球化学特征及地质意义

侯谦，任希杰，侯万雄

（四川省地质矿产勘查开发局攀西地质队，四川 西昌 615000）

冈底斯北段赛利普组火山岩Al2O3、K2O含量较高，K2O /Na2O比值＞2，TAS图解为粗安岩类，属钾玄岩系列；岩石强烈富集K、Rb 、Ta、Nb、Ce等大离子亲石元素和轻稀土元素，并具明显的Ti负异常，稀土元素总量高，轻稀土强烈富集，重稀土元素亏损，Ce异常变化较大Eu变化不明显，说明岩石由岩浆与地壳经过不同程度的部分熔融作用所形成。通过采取多种测试手段及野外地质露头相互交切关系，将赛利普组形成起始时代划分为第四纪更新统时期。

赛利普组；地球化学特征；时代厘定；冈底斯

研究区位于冈底斯陆块北段、班公湖－怒江结核带西缘，中、新生代岩浆活动强烈，火山岩分布十分广泛（图1）。区内岩浆岩早期主要受北西西向和北西向构造控制，晚期受断陷盆地或近南北向构造制约，具有多类型、多期次、多阶段的特征。各带岩浆岩具有不同的时代、岩石组合、形成演化及其地质构造背景特点。赛利普组于研究区出露较少，主要分布于昂拉仁措湖一带，岩性为浅绿灰色黑云橄斑玄武岩、气孔状含橄榄黑云玄武岩、集块角砾岩、凝灰岩，局部可见紫红色、深灰色浮岩。由于赛利普组火山岩（Q）出露较为局限，现今收集少量发表资料（马润泽，2008；岳相元，2011；孙晨光，2007,2008）对该组岩石学，地球化学及时代有基础的认识。通过地球化学研究，结合野外地质调查和室内资料综合整理，探讨该组岩石地球化学特征、成岩时代、大地构造背景，为经一步研究该区域新生代岩浆活动及造演化打下基础。

图1 研究区地质简图及大地构造位置图

（据1∶25万赛利普幅地质图修改）

1 岩石矿物学特征

岩石多具斑状结构，基质为填间结构，气孔状构造。岩石斑晶约3%，气孔可达17%，基质80%。

表1 赛利普组火山岩主量元素

岩石中斑晶及气孔不均匀相间大致定向分布。斑晶呈半自形板柱状、柱粒状、片状不均匀分布，部分相聚成聚斑状产出，粒径为0.5～1.5mm，普通辉石斑晶见熔蚀、微碎裂现象。黑云母斑晶被熔蚀后呈次圆状或边缘不规则，部分见微碎裂、暗化边。气孔呈圆状、椭圆状、豆荚状、云朵状或不规则状不均匀大致定向分布，孔径为0.45～3mm。

基质中0.02~0.18mm的细柱状微晶斜长石呈交织状绕过斑晶大致定向分布，其空隙被辉石、黑云母、玻璃质、铁质及金属矿物充填构成填间结构。细微粒普通辉石粒径为0.02~0.45mm，部分辉石见微碎裂或被黑云母轻微交代。黑云母粒径为0.05~0.43mm，部分黑云母见暗化边、暗化现象或已破碎成鳞片状碎片。

2 岩石地球化学特征

2.1 主量元素地球化学特征

赛利普组火山岩的主量元素及CIPW标准矿物组成参见表1，主要为or+ab+an+hy+c组合（硅过饱和的铝过饱和类型）。SiO2含量51.27%~58.03%；Al2O3含量13.0%~13.17%；K2O含量5.14%~5.69%，Na2O含量2.06% ~3.36%；TAS图解为粗安岩类；里特曼指数（σ）都在5.12～7.12之间，平均6.22，属于碱性岩系；在SiO2－K2O相关图中，也都位于钾玄岩系列区，并远离分界线。按S.Turner等（1996）K2O /Na2O平均比值＞2的判别标准，同属超钾质火山岩。

图2 赛利普组火山岩TAS图解

图3 赛利普组火山岩SiO2－K2O图解

表2 赛利普组标准矿物含量及特征值

2.2 微量元素地球化学特征

赛利普组微量元素分析结果见表3。玄武岩在微量元素洋中脊蛛网图中（Sun et al.，1989；图4）岩石都强烈富集K、Rb、Ta、Nb、Ce等大离子亲石元素（LILE）和轻稀土元素（LREE），并具明显的Ti负异常。相对亏损P、Zr、T i 等高场强元素（HFSE），磷与钛唯一的共性是它们都有形成常见矿物的能力（如形成钛铁矿、榍石和磷灰石）；岩浆期和岩浆期后使磷灰石大量富集（刘英俊等.1984）。指示该岩浆中具一定分异作用，岩浆分异聚集P、Ti化合物所致。

表3 赛利普组火山岩微量元素含量

图4 赛利普组火山岩微量元素洋中脊标准化蛛网图

2.3 稀土元素地球化学特征

岩石的稀土元素含量见表4。赛利普组稀土元素含量ΣREE范围为432.39×10-6~712.95×10-6， LREE/HREE比值为22.62~33.04，属轻稀土元素富集型。反映稀土元素分馏程度的（La/Yb）N比值高，为36.71~57.54。稀土元素总量高，轻稀土元素平均含量（LREE）强烈富集（563.82.6×10-6），重稀土元素（HREE）亏损（32.74×10-6）。在稀土元素球粒陨石标准化图解（图5）中，LREE为强烈富集的右倾斜型，其中（La/Yb）N平均比值47.55，Ce异常变化较大 （δCe平均值为1.04），Eu变化不明显（δEu平均值为0.83）。由此可见，研究区赛利普组第四纪火山活动主要由源区岩浆与类似源区地壳经过不同程度的部分熔融作用所形成。

表4 赛利普组火山岩稀土元素含量及特征值

3 时代年龄

以往建组剖面及1∶25万赛利普幅区调中根据赛利普组超覆在湖积Qpl2-3（与湖积二段-三段时代相当）之上，并结合 Q2－3湖积阶地砂的ESR年龄数据（26.8±2.6万年），将赛利普组时代确定于更新统中下部（Q2－3）。

图5 赛利普组火山岩稀土球粒陨石标准化分布型式图

但值得注意的是1∶25万赛利普组火山岩的同位素年龄为Ar-Ar法（全岩）（15.47±0.30）Ma，（16.35±0.33）Ma，K-Ar法（全岩）（15.24±0.3）Ma，明显偏老，为新近系中新世年龄范围，大致与布尔迪加尔阶-兰海阶相当。是否存在赛利普组测年系统误差，还是赛利普火山喷发时间比湖积Q2－3时间更早有待进一步研究证实。

图6 赛利普组底部火山集块角砾岩

图7 赛利普组角度不整合在典中组流纹岩之上

图8 赛利普组火山岩与湖积一段砂土层呈互层特征

图9 湖积一段碎块石砂土层中块石成分为浮岩

地质调查在定昌村东侧、西侧的赛利普组与湖积沉积处新发现（图6、7、8、9）：赛利普组火山岩构成整个湖积一段-三段的基座，其火山喷发同于湖积一段沉积，在野外基岩露头中可见赛利普组火山岩与湖积一段沉积构成互层，在湖积一段沉积的碎块石砂土层中可见赛利普组火山岩成分的碎块石成分（黑云玄武岩、浮岩等），另外，在湖积一段底部可见厚度大于15m的赛利普火山岩。基于现阶段孢粉及ESR测试受样品采集，实验数据误差及相关影响因素，同位素测试年龄普遍偏老，因此对第四纪火山岩年龄厘定以野外地质露头相互交切关系来判定更为妥当，通过采取多种手段对赛利普组的形成时代进行确定，结合以往地质认识，重新修改赛利普组火山喷发年龄，初步确定将赛利普组形成起始时代划分为湖积Qpl1时期较为合理。

4 结论

岩石多具斑状结构，气孔发育。基质中多以辉石、黑云母、玻璃质、铁质及金属矿物构成填间结构；岩石Al2O3、K2O含量较高，K2O /Na2O比值＞2，TAS图解为粗安岩类，钾玄岩系列；岩石强烈富集K、Rb 、Ta、Nb、Ce等大离子亲石元素（ LILE） 和轻稀土元素（LREE）。并具明显的Ti负异常。岩石稀土元素总量高，轻稀土强烈富集，重稀土元素亏损，Ce异常变化较大Eu变化不明显，说明岩石由岩浆与地壳经过不同程度的部分熔融作用所形成；通过采取多种测试手段及野外地质露头相互交切关系，将赛利普组形成起始时代划分为湖积Qpl1时期。

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Geochemical Characteristics of Volcanic Rock of the Sailipu Formation in the North Gangdisê and Their Geological Significance

HOU Qian REN Xi-jie HOU Wan-xiong

（Panxi Geological Party, BGEEMRSP, Xichang, Sichuan 615000）

Volcanic rock of the Pleistocene Sailipu Formation in the North Gangdisê is trachyandesite of shoshonite series and characterized by enrichment in Al2O3, K2O, Rb, Ta, Nb, Ce and LREE with K2O/Na2O ratios of more than 2 and negative Eu anomaly. These geochemical characteristics indicate that the volcanic rock was formed by partial melting of crust material.

Sailipu Formation; geochemical characteristic; geological time identification; Gangdisê

2017-09-20

侯谦（1989-），四川平昌人，硕士，工程师，从事区域地质，构造地质研究工作。

P595

A

1006-0995（2018）03-0355-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.03.001