东昆仑东段沟里地区哈拉郭勒组火山岩地球化学特征

杨 杰, 祁晓鹏

(中陕核工业集团地质调查院有限公司，陕西 西安 710100)

东昆仑造山带是中国大陆中央造山系的重要组成部分[1-2]，同时也是青藏高原内可与冈底斯带相媲美的一条巨型构造岩浆岩带[3]。前人虽然对东昆仑地区岩浆活动已有较深入的研究，但大多为花岗岩类，对晚古生代火山岩研究成果仍较少。本文对青海省都兰县沟里地区早石炭世哈拉郭勒组火山岩的地球化学进行研究，分析其构造环境，对研究东昆仑造山带的构造演化具有一定意义。

1 地质特征

青海省都兰县沟里地区早石炭世哈拉郭勒组主要分布于战红山北部，呈不规则长条状产出，长轴方向为北西南东向。地层产状总体以南倾为主，北部主要与白沙河岩组呈断层接触，局部被三叠纪花岗岩侵入，南部主体与早三叠世洪水川组呈断层接触，西南角与混杂岩带断层接触(图1)。研究区哈拉郭勒组自下而上划分为两个岩性段：一段以灰色、深灰色厚层状中晶灰岩、微晶灰岩、深灰色含生屑灰岩等为主；二段以砂岩为主夹灰绿色杏仁状粗玄岩。

图1 沟里地区早石炭世哈拉郭勒组分布图

2 火山岩岩相学特征

灰绿色杏仁状粗玄岩：具粗玄结构，杏仁状构造，主要由斜长石(67%～68%)、绿泥石(18%～20%)、绿帘石(2%左右)、方解石(5%～6%)组成，此外含有少量磁铁矿和榍石等。斜长石呈板条状，表面浑浊，显示双晶，大小一般(0.2～0.5) mm×(0.05～0.06) mm，长石杂乱分布，长石间隙中为次生绿泥石、方解石、绿帘石、磁铁矿等充填，形成粗玄结构。杏仁体主要由方解石充填形成，呈圆形，大小一般0.8～1 mm。

3 地球化学特征

本次工作在哈拉郭勒组火山岩中共采集了3件岩石地球化学样品。3件样品经岩矿鉴定为杏仁状粗玄岩，分析结果见表1。

表1 哈拉郭勒组火山岩主量元素(%)和微量元素(×10-6)分析结果

续表1

3.1 主量元素特征

杏仁状粗玄岩的w(SiO2)介于46.46%～49.60%之间，平均为48.14%，在基性岩范围内；w(Al2O3)介于14.47%～15.26%之间，平均为14.86%；w(TFe2O3)介于7.42%～9.85%之间，平均为8.99%；w(CaO)介于6.73%～9.22%之间，含量较高；w(MgO)介于3.45%～6.35%之间，平均为4.81%，Mg#为69.87～70.52；w(Na2O)介于3.95%～5.97%之间，w(K2O)介于0.29%～0.44%之间，w(Na2O+K2O)为4.35%～6.26%，平均为5.54%，里特曼指数σ为3.53～11.33，均大于3.3，表明岩石为碱性岩。在w(Na2O+K2O)-w(SiO2)图解中(图2(a))，岩石样品点都落入碱性岩区域，在w(SiO2)-w(Zr)/w(TiO2)×0.0001图解中(图2(b))，样品点落入碱性玄武岩区域。

图2 哈拉郭勒组火山岩图解

3.2 稀土和微量元素特征

哈拉郭勒组杏仁状粗玄岩的稀土总量为97.84×10-6～125.69×10-6，平均为108.01×10-6，LREE为82.87×10-6～104.38×10-6，HREE为14.97×10-6～21.31×10-6，LREE/HREE为4.82～5.54，(La/Yb)N为5.71～7.39，(La/Sm)N为3.14～3.74，(Gd/Yb)N为1.39～1.75，表明轻稀土较重稀土明显富集，轻重稀土分异明显。δEu=0.68～0.88，平均为0.77，具有中等的负铕异常。球粒陨石标准化配分曲线(图3(a))为典型的右倾海鸥型，轻稀土富集，重稀土亏损，Eu具有明显的“谷”，暗示在成岩过程中存在斜长石的分离结晶作用。在微量元素原始地幔标准化蛛网图中(图3(b))可以看出，Cs、Rb、U、Ta等元素相对富集，K、Sr、P等元素相对亏损。

4 构造环境分析

本次研究利用岩石地球化学特征、构造判别图解以及区域资料综合进行构造环境判别。哈拉郭勒组杏仁状粗玄岩的全碱质量分数大部分大于5%，钠含量明显高于钾含量，里特曼指数均大于3.3，具有碱性岩的特征。一般洋脊玄武岩的Zr、Hf质量分数分别为(90～96)×10-6和(2.4～2.93)×10-6，板内玄武岩的Zr、Hf质量分数分别为(149～213)×10-6和(3.44～6.36)×10-6，火山弧拉斑玄武岩、钙碱性玄武岩和钾玄岩的Zr平均质量分数分别为40×10-6、71×10-6和87×10-6，Hf平均质量分数分别为1.17×10-6、2.23×10-6和2.24×10-6[4]。哈拉郭勒组杏仁状粗玄岩Zr、Hf质量分数分别为(163.00～190.00)×10-6(平均值为177.67×10-6)和(4.22～5.03)×10-6(平均值为4.67×10-6)，位于板内玄武岩范围内。在Zr/Y-Zr图解中(图4)，样品点都落入板内碱性玄武岩区域内。此外，岩石的轻稀土较重稀土明显富集，具中等的负铕异常，Nb、Ti均略有亏损，TiO2含量较低，不同于大洋板内玄武岩，而与大陆板内玄武岩相似。因此，哈拉郭勒组杏仁状粗玄岩具有大陆板内玄武岩的特征。

图4 哈拉郭勒组杏仁状粗玄岩Zr/Y-Zr图解

区域资料表明，石炭纪时期，在古特提斯洋统一裂解的区域背景下，东昆仑地区可能远离裂解中心而没有形成真正的洋壳系统，仅仅发育被动大陆边缘体系，并沉积有石炭系哈拉郭勒组[5]。

综上所述，哈拉郭勒组杏仁状粗玄岩应形成于大陆板内环境，其形成可能与东昆仑南缘的古特提斯洋的扩张密切相关。

5 结论

(1)东昆仑东段哈拉郭勒组杏仁状玄武岩具有板内碱性玄武岩的特征。

(2)哈拉郭勒组杏仁状玄武岩形成于大陆板内环境。