西昆仑岩碧山超单元花岗岩特征及构造环境.pdf

文章编号1007-3701200304-0039-05 西昆仑岩碧山超单元花岗岩特征及构造环境 殷如新1 吴世华2 陈必河1 1.湖南地质调查研究院 湖南 湘潭411100; 2.湖南省地勘局407队 湖南 怀化418000 摘要岩碧山超单元花岗岩出露于西昆仑东段 居华北板块与华南板块的结合部位 锆石U-Pb 模式年龄239i30. 3Ma 由三个单元组成G从早次单元到晚次单元 岩性分别为英云闪长岩 花 岗闪长岩 二长花岗岩 具有较明显的从中酸性向酸性演 化 的 趋 势G SiO262. 30 69. 45 Na2OK2O O值1. 271. 99 A/CNK 1 属钙碱性铝过饱和钠质花岗岩类型G 大 离子亲石元素及相容元素 r等较富集G EREE 84. 85 157. 49 10-6 LREE/HREE 10 20 早次单元Eu略有亏损 其他单元8Eu值均大于1G研究表明 岩浆主要来源于下地壳物质的 部分熔融 并有部分上地幔物质及中上地壳物质加入G各单元为同源岩浆分异演化的产物G岩体 形成于火山弧构造环境 为被动侵位中的岩墙扩张兼岩浆顶蚀作用的结果G 关键词花岗岩特征;构造环境;岩碧山;西昆仑 中图分类号P588. 12文献标识码 A 青藏高原造山带的隆升机制与岩石圈结构及 其演化 是当前地学界十分关注的热点问题之一G 花岗岩是造山带的重要组成部分 较好地记录了造 山作用壳-幔作用大陆地壳结构及其生长过程 被称之为揭示地球深部信息的岩石探针G 岩碧山地区位于青藏高原西北缘 华北板块与 华南板块结合带及东西昆仑的结合部位 是破解青 藏高原奥秘的理想地带 该地区花岗岩较发育 花 岗岩的研究无疑是破解这一奥秘的重要途径G本文 根据最近完成的1 25万银石山幅区调部分成果 对该地区岩碧山超单元花岗岩特征进行论述 并探 讨其形成的构造环境G 1 地质特征 岩碧山地区以南为华南板块的巴颜喀拉地块 以北与华北板块的塔里木地块相接 北东与柴达木 微地块相邻 属于昆仑微陆地区G出露地层主要为 古元古代苦海群石炭系二叠系三叠系和侏罗系 收稿日期 2003-03-03 基金项目中国地调局区域地质调查项目19991300009051. 作者简介殷如新1959 女 工程师 从事区域地质矿产调 查及地质信息研究. 图1岩碧山地区地质简图 Fig. 1Geological map of yanbi mountain area 1.第三系; 2.侏罗系; 3.二叠系; 4.石炭系; 5.古元古代苦海岩群; 6.始新世关水沟超单元第一单元; 79.中三叠世岩碧山超单元1 3单元; 10.蛇绿岩; 11.地质界线; 12.断层; 13.不整合界线; 14.同位素年龄样 -第三系等G 三叠纪末以前地层为海相沉积 之后 为陆内盆地沉积 古近纪始新世约45 Ma进入陆 内碰撞造山抬升阶段G区内分别经历了加里东印 支燕山和喜山四大构造运动 与之相应的岩浆活 动极为强烈G 花岗岩体呈岩株或岩脉状侵入于古元古代苦 海群变质岩与二叠纪灰岩中 局部与围岩呈断层接 华 南 地 质 与 矿 产 2003年Geology and Mineral ReSourceS of South hina 第4期 触 其规模一般较小 出露面积O. 128 km2G结合 金水河花岗闪长岩锆石U-Pb模式年龄 239 3O. 3Ma样品于2OO2年9月由宜昌地质矿产研 究所同位素室测试分析 为中-晚三叠世G根据接 触关系岩性及地球化学演化特征 岩碧山地区花 岗岩可归并为一个超单元三个单元表1G 表1岩碧山超单元花岗岩矿物成分 Table 1Modal analyses of granites in Yanbi mountain super-unitzB/ 单元岩性钾长石斜长石石英黑云母 角闪石 第三单元 细中粒黑云母 二长花岗岩 1846288 第二单元 中细粒黑云母 花岗闪长岩 12482614 第一单元 细粒斑状 英云闪长岩 7O2O9. 5O. 5 2 岩石学特征 出露时代较早的第一单元 主要岩性为细粒斑 状英云闪长岩 部分为细粒少斑状角闪石黑云母斜 长花岗岩G岩石呈浅灰-灰色 块状构造 局部为片 麻状构造 变余似斑状结构G斑晶含量3 4 主要由斜长石组成 粒径1. 4 mm 2. 1 mm 2. 2 mm 2. 8 mm基质由斜长石黑云母石英及少量 角闪石等组成 粒径O. 8 mm 2 mmG黑云母Ng 棕红色 NP浅黄色G岩石蚀变变质较强烈G 第二单元主要岩性为中细粒黑云母花岗闪长 岩 含少量斑晶 由斜长石石英黑云母等组成 局 部具定向构造 部分具较明显的熔蚀现象G矿物粒 径O. 2 5 mm 一般1. 6 2 mm 斜长石钠氏卡 钠氏双晶及环带状构造发育G 第三单元为细中粒黑云母二长花岗岩 细中粒 结构 矿物粒径O. 5 3 mm 由斜长石钾长石石 英黑云母组成G斜长石 值为11 属更长石G与 前两单元相比 钾长石石英增多 而黑云母减少G 从表1可以看出 岩碧山超单元花岗岩从早单 元到晚单元 岩性依次由英云闪长岩-花岗闪长岩 -二长花岗岩G矿物成分中钾长石石英由少变多 斜长石黑云母由多变少 其中早次单元含有少量 角闪石 反映了岩石从中酸性向酸性的演化趋势G 部分岩石呈斑状结构 矿物自形程度较好 局部具 定向排列 有的斜长石具较明显的环带状构造 最 多可达2O余环 个别自形石英晶体因受熔蚀而呈 港湾状G 3 岩石地球化学特征 3. 1 常量元素 岩石化学成分及有关参数如表2G从中可以看 出 SiO2全碱Na2O K2O Dl O AR等有规律 地 递 增; M O MgO CaO TiO2 FM FeOe MgO FMCTFeO MgO CaO Sl等有规律 地递减 Na2O K2O个别 Na2O 略小于 K2O A/CNK 1 CIP 标准矿物中均出现 C和 值G上述特征表明 花岗岩属钙碱性铝过饱和钠质 岩石类型 同时反映了同源岩浆由中酸性向酸性演 化的特点G其中Na2OK2 O 暗示岩浆来源较深和 较强的壳幔物质交换G 3. 2 微量元素 微量元素中表3 大部分微量元素与同类岩 石维诺格拉夫 1962相近G其中晚次单元成矿元 素Cu含量较高 为174. 3 1O-6 高出同类岩石近 8倍 显示出与铜成矿的关系; C 等相容元素在早 次单元较富集 达275. 4 1O-6 高出花岗岩十几 倍 表明早期岩浆有幔源物质的参与G在微量元素 标准化型式图上图2 各单元之间为平行度较好 的曲线 大离子亲石元素K Rb Ba Th等强烈富 集 高场强元素Ti Y等亏损明显 亦显示出同源 岩浆分异演化的特点G 3. 3 稀土元素 稀土元素含量及有关参数列于表4 由表可 知 早次单元EREE较高 达157. 49 1O-6 其余 都在85 1O-6左右 轻重稀土分异较强 REE/ REE为1O 2O Eu 早次单元略有亏损 其它单 元“ Eu值均大于1G在稀土元素球粒陨石标准化型 式图上图3 为平行度较好的向右倾斜的曲线 说明岩浆属同源岩浆分异演化系列 其中早次单元 具有斜长石的结晶分异 而中晚次单元则不明显G 4 成因及构造环境探讨 . 1 成因 岩碧山超单元从早次单元到晚次单元为英云 O4 华 南 地 质 与 矿 产 2OO3年 表2岩碧山超单元花岗岩岩石化学成分 CIPW标准矿物组成及主要参数 Table 2Major element data of granites in Yanbi mountain super-unit 单元 SiO2TiO2A12O3Fe2O3FeOMHOMgOCaONa2OK2OP2O5 2O 灼失 CO2 zB/ 第三单元 69. 450. 3215. 141. 042. 280. 030. 951. 463. 973. 160. 091. 631. 4 第二单元 67. 880. 3515. 330. 563. 370. 051. 152. 383. 483. 560. 091. 261. 1 65. 090. 3617. 370. 793. 030. 071. 422. 224. 991. 470. 132. 062. 55 第一单元 62. 30. 6815. 261. 45. 270. 082. 364. 72. 482. 48 0. 152. 411. 520. 18 单元 A I1M OrAbAHGZC y zB DlA/CNKSlOA 第三单元 0. 20. 621. 5419. 0834. 316. 8629. 272. 795. 3382. 661. 28. 331. 992. 51 第二单元 0. 20. 680. 8321. 4229. 9811. 4825. 51. 658. 2576. 911. 19. 491. 972. 32 0. 290. 711. 188. 9643. 5510. 5722. 563. 938. 2475. 081. 2612. 141. 841. 98 第一单元 0. 341. 332. 0915. 0821. 623. 0922. 380. 2813. 8259. 06116. 871. 231. 66 注 由武汉综合岩矿测试中心分析 2002 表3岩碧山超单元花岗岩微量元素 Table 3Trace element data of granites in Yanbi mountain super-unit zB/10-6 单元 WSHBiMOBeLiCuPbZHSb gAgAuASF 第三单元 1. 514. 00. 251. 42. 458. 7174. 344. 1120. 80. 480. 080. 0641. 03. 2193 第二单元 0. 75. 30. 215. 92. 426. 748. 831. 145. 90. 600. 010. 0372. 012. 6392 0. 64. 30. 123. 21. 742. 851. 916. 845. 60. 810. 020. 0282. 43. 7198 第一单元 2. 13. 00. 101. 91. 8735. 723. 79. 539. 12. 050. 0 30. 0311. 2215453 单元 CrNiCOVRbSrBaCSScCdGaZr fNbTaTh 第三单元 6810. 96. 822. 3 107. 8371333. 0152. 90. 1019. 3 126. 04. 116. 71. 49. 2 3. 4 第二单元 1713. 99. 528. 4 146. 0160516. 0205. 40. 0716. 393. 03. 414. 61. 18. 3 4. 6 2814. 19. 731. 3 143. 1544824. 0125. 00. 0516. 9 124. 04. 29. 30. 56. 8 3. 0 第一单元 275. 4 25. 812. 870. 3 105. 12416091315. 30. 1218. 3 1685. 47. 60. 710. 3 2. 2 注 由武汉综合岩矿测试中心分析 2002; Au单位为10-9 表4岩碧山超单元花岗岩稀土元素及有关参数 Table 4REE content and related parameters of granites Yanbi mountain super-unit 单元 LaCePrNdSmEuGdTbDy OErTmYbLuYEREE zB/10-6 LREE/ REE8 Eu8 Ce 第三单元 17. 66 37. 13 4. 56 14. 91 2. 820. 911. 870. 210. 810. 150. 29 0. 040. 240. 043. 2184. 8521. 371. 240. 85 第二单元 17. 90 33. 84 4. 08 13. 40 2. 780. 772. 180. 311. 550. 270. 770. 120. 710. 107. 6886. 4612. 111. 010. 80 16. 08 33. 14 4. 06 13. 14 2. 320. 752. 030. 311. 780. 350. 980. 161. 040. 168. 9685. 2610. 201. 130. 84 第一单元 31. 62 58. 46 6. 58 24. 66 4. 811. 063. 980. 633. 110. 651. 790. 271. 670. 24 17. 96 157. 4910. 310. 790. 81 注 由武汉综合岩矿测试中心分析 2002. 14 第4期殷如新等 西昆仑岩碧山超单元花岗岩特征及构造环境 图2岩碧山超单元微量元素MORB标准化蛛网图 Fig. 2MORB normalized trace element pattern of granites in yanbi mountain super-unit 1.第一单元英云闪长岩; 2 3.第二单元黑云母二长花岗岩; 4.第三单元二长花岗岩 图3岩碧山超单元稀土元素球粒陨石标准化分布型式图 Fig. 3Chondrite-normalized REE pattern of granites in yanbi mountain super-unit 图例说明同图2 闪长岩黑云母花岗闪长岩黑云母二长花岗岩组 合G早次单元很少或无钾长石矿物*含少量角闪石G 副矿物为磁铁矿钛铁矿锆石磷灰石和石榴石G SiO262. 3 *69. 45 *大部分样品Na2OK2 O* A/CNK值1*1. 26* O 1. 23*1. 97*为钙碱性铝 过 饱和岩石G早次单元相容元素特高*其中 Cr 275. 4 10 -6接近基性岩的平均值* 是酸性岩类 维诺格拉夫* 1962的十几倍G 稀土元素总量 84. 85*157. 49 10 -6大部分较低* 轻重稀土分 异较明显* LREE/HREE为10. 21*21. 36* 6Eu 为1. 01*1. 24*各稀土元素型式图为左高右低的 倾斜直线*其特征与同熔型花岗岩相似{1* 2]G在 Na2O-K2O图解上图4*所有点均落在I型花岗 岩区G综上所述*岩碧山超单元花岗岩源岩应主要 为下地壳部分熔融*同时混染了部分上地幔及上地 壳物质*属一种特殊的具同熔型或I型向S型过渡 的铝过饱和花岗岩类型G事实上*铝过饱和花岗岩 不仅存在于S型花岗岩中*而且在I A型花岗岩 及不同构造环境中都可能产生G 图4岩碧山超单元Na2O-K2O图解 Fig. 4Na2O-K2O diagram of yanbi mountain super-unit 1.第一单元英云闪长岩; 2 3.第二单元花岗闪长岩; 4.第三 单元二长花岗岩 4. 2 构造环境 岩碧山超单元花岗岩属I型铝过饱和钠质花 岗岩*其位于华北板块与华南板块结合部位的昆仑 微陆块区G三叠纪早中期*该地区在巴颜喀拉板块 上发育成前陆盆地*之后转化成巴颜喀拉裂谷海 槽G三叠纪中晚期*巴颜喀拉海槽向北挤压回返*并 伴随有大规模的岩碧山花岗岩浆活动G岩碧山花岗 岩在岩石化学R1-R2图解图略与微量元素图解 上图5*均位于火山弧花岗岩区*应形成于火山 弧构造环境G 如前所述*岩碧山超单元花岗岩岩体一般呈规 模较小的岩株和岩脉产出*部分岩石具斑状结构* 显示浅成岩相的特点;岩体接触面不规则*多呈锯 齿状或不规则状*局部见岩体呈小岩枝或岩脉伸入 围岩中;围岩除见微弱的热接触变质和蚀变外*构造 变形不强烈*局部地层产状与接触带产状斜交;岩体 内矿物定向不明显G综合看来*岩碧山超单元应为被 动侵位中的岩墙扩张兼岩浆顶蚀作用的结果G 24 华 南 地 质 与 矿 产 2003年 图5不同构造环境花岗岩的非活动元素判别图据Pearce等, 1984 Fig. 5Tectonic discrimination diagramsafter Pearce, et al, 1984 1.第一单元英云闪长岩; Z.3.第二单元花岗闪长岩; 4.第三单元二长花岗岩 参考文献, [1]李昌年.火成岩微量元素岩石学[M].武汉,中国地质大学 出版社, 199Z. [Z]肖庆辉.邓晋福.马大铨等.花岗岩研究思维与方法[M]. 北京,地质出版社, Z00Z. Petrological characteristics and tectonic setting of yanbi mountain super-unit granite in west kunlun YIN Ru-xin 1, WU Shi-huaZ, cHEN Bi-he1 1. H nan n a , X an an 411100, Ch na; Z. N . 407 a B d , H nan B a and exp a n, H a h a 418000, Ch na Abstract, Located in the east part of West Kunlun Mountains and in the combinative part of North china and South china plates, the Yanbi mountain super-unit granite has a zircon U-Pb age of Z39 30. 3 Ma and consists of three units, tonalite, granodiorite and admellite, shoWing a evolution trend With emplacement ages from intermediate-acidic to acidic. The petrological and trace element geochemical features of the grantoids are as folloWs, 1contents of SiOZrange from 6Z. 30 to 69. 45 , NaZOKZ O; ZG values range from 1. Z7 to 1. 99, A/CNK 1 and rich in LILE and cr; 3 REE ranges from 84. 85 10 6to 157. 49 10-6With the LREE/HREE ratios changing from 10 to Z0, all the granitoids shoW obvious positive Eu anomalies except for the early unit. The features mentioned above indicate that the grantoids belong to calc-alkalic and aluminum-oversaturated agpaitic granite and the magma might be derived from partial melting of the LoWer crust With adding of some upper mantle and middle-upper crust components. Research shoWs that the three units Were resulted from evolution of the same mother magma through passive emplacement in a volcanic island environment. key words, characteristics of granitoid; tectonic setting; Yanbi mountain; West Kunlun 34 第4期殷如新等,西昆仑岩碧山超单元花岗岩特征及构造环境 西昆仑岩碧山超单元花岗岩特征及构造环境西昆仑岩碧山超单元花岗岩特征及构造环境 作者殷如新， 吴世华， 陈必河 作者单位殷如新,陈必河湖南地质调查研究院,湖南,湘潭,411100， 吴世华湖南省地勘局 407队,湖南,怀化,418000 刊名 华南地质与矿产 英文刊名GEOLOGY AND MINERAL RESOURCES OF SOUTH CHINA 年，卷期20034 参考文献2条参考文献2条 1.肖庆辉;邓晋福;马大铨 花岗岩研究思维与方法 2002 2.李昌年 火成岩微量元素岩石学 1992 本文链接