化学岩石学报告1.doc

西藏驱龙地区侵入岩岩石化学特征及其构造意义 摘要驱龙地区作为西藏冈底斯成矿带中带东缘的重要矿点发现地，存在青藏高原演化的不同期次的岩浆和火山作用证据。我们以高原碰撞后形成的驱龙地区超深成侵入岩为研究对象，从岩石学、矿物学及岩石化学等方面做了对比分析，划分出祖希普超单元（E1ZX）、仁青里超单元（E2RQ）、多龙索木托序列（E3DL）等单元，深成侵入岩从早到晚岩性由中性逐渐演变为酸性，形成了复杂的深成岩体，空间上岩体具有分带的特点，揭示了测区侵入岩体形成于活动大陆边缘和岛弧区的特征。同时，岩石在稀土和微量元素含量上也有不同的表现。 关键词祖希普超单元 仁青里超单元 多龙索木托序列 I型花岗岩 S型花岗岩 1、 前言 侵入岩是岩浆建造的主要组成部分，岩浆侵入活动与板块的俯冲、消减、碰撞、超碰撞密切相关。西藏地区发育了广泛的不同时期的火成岩与侵入岩，对于侵入岩的研究有助于我们分析青藏高原的演化及成矿预测等。区内侵入岩分布于测区东部和西部及南部边缘，岩体时代较新，同位素年龄值在24-65Ma之间，相当于古新世－渐新世，表明测区侵入岩从形成到就位的长期发展过程。该时段的侵入岩是在印度板块与欧亚板块碰撞造陆过程结束后，高原内部伸展过程发育，造山活动强烈的大背景下形成的。 2、 区域地质背景 研究区位于雅鲁藏布江缝合带北侧的冈底斯岩浆弧中段，属尚森－库朗新生代陆缘岩浆（图Ⅳ-1）。区内共圈定120个侵入岩体，出露面积约273.1km2，占测区总面积15.17左右，主要为喜马拉雅期花岗岩，时空分布受燕山晚期以来的板块构造运动制约。 区内岩石类型复杂，从中性－酸性－酸碱性岩均有出露；其次为一系列中性－中酸性岩脉。岩性以花岗闪长岩及二长花岗岩为主，次有石英闪长岩、英云闪长岩等；岩体成因类型有Ⅰ型和S型，以Ⅰ型为主，后期显示S型；侵入体之间存在着内在的演化关系，以复式岩体形式出现，表现在空间上边部偏中性，中心部位为酸性；时间上早期为中性，晚期为酸性，具多次脉动和涌动特征；以成份演化为主，演化序列完整。岩体分别侵入于中侏罗世叶巴组－古新世典中组各地层及晚白垩世的超浅成侵入体（潜火山岩）中。 区内与区域构造的断裂、裂隙有关的脉岩发育，岩石类型较多，成份上与早期浅成侵入体和深成侵入体相似，多偏中性－基性，为晚期阶段同源岩浆产物；脉岩走向发育三组，东西向、北西向和北东向，规模大小不等。 3、 侵入岩单元划分及主要岩石类型 区内共圈定侵入体120个，建立单元15个，归并为超单元2个，1个序列和两个独立单元（表1）。据侵入体与其它地质体接触关系，综合同位素年值资料，将各单元、超单元（序列）的时代归属于早第三纪的古新世、始新世和渐新世。 表 1 测区深成侵入岩综合划分表 时代 超单元（序列） 单元 代号 岩性 同位素年龄 构造 环境 侵入最新围岩 渐 新 世 卡嘎寨 E3K 灰白色细粒二长花岗斑岩 24.7/K-Ar 超 碰 撞 K2S 斯布普 E3S 灰白色细粒角闪花岗闪长斑岩 多龙索木托序列 塔门果 E3T 灰白色中粒粗斑状黑云（二云）二长花岗岩 33.6/K-Ar 同碰撞期-超碰撞 J2y3 章普 E3Z 灰白色中粒斑状黑云二长花岗岩 始新世 仁 青 里 超 单 元 雪岗 E2xg 灰白-浅肉红色中（粗）粒黑云钾长花岗岩 50.6/K-Ar 板 块 碰 撞 前 E1d 沙格朗 E2S 灰白色中粗粒黑云二长花岗岩 44.2/K-Ar 果庆郎 E2G 灰白色中（细）粒黑云二长花岗岩 48.7/K-Ar 夏居 E2X 灰白色细粒斑状（局部中粗粒）黑云花岗闪长岩 曲贡岗 E2Q 灰白色中（细）粒角闪黑云花岗闪长岩 52.0/K-Ar 瓦纳朗 E2W 浅灰-灰白色中（细）粒黑云角闪石英二长（闪长）岩 48.8\53.2 /K-Ar 尤隆布 E2Y 浅灰色细粒黑云角闪英云闪长岩 56.5/K-Ar 古新世 祖希普 超单元 麦隆玛 E1M 浅灰白色细（中）粒黑云二长花岗岩 板块碰撞前 K1t 尚森 E1S 浅灰色中-细粒黑云角闪英云闪长岩 65.4/K-Ar 主西 E1Z 浅灰色中粒黑云角闪石英闪长岩 62.2/K-Ar 普章 E1P 浅灰-灰色细粒黑云角闪石英闪长岩 现对于各个单元的岩石学特征表述如下 古新世祖希普超单元（E1ZX） 由晚期到早期包括麦隆玛、尚森、主西和普章4个单元，共有36个侵入体。 麦隆玛单元岩性为细（中）粒黑云二长花岗岩，有2个侵入体，面积约11km2，分布于超单元的中部。 尚森单元岩性为中－细粒黑云角闪英云闪长岩，局部显示为细粒斑状英云闪长岩，共有14个侵入体，面积约8.7km2。 主西单元岩性为中粒黑云角闪石英闪长岩，有8个侵入体，面积约47.3km2。 普章单元岩性为细粒黑云角闪石英闪长岩，共有12个侵入体，面积约22km2。它和主西单元都分布于超单元的边部。 始新世仁青里超单元（E2RQ） 尤隆布单元，岩性为细粒黑云角闪石英二长（闪长）岩 瓦纳朗单元，岩性为中（细）粒黑云角闪英云闪长岩 曲贡岗单元，岩性为中（细）粒角闪黑云花岗闪长岩 夏居单元，岩性为细粒斑状黑云花岗闪长岩，局部显示中粗粒花岗闪长岩 果庆朗单元，岩性为中（细）粒黑云二长花岗岩 沙格朗单元，岩性为中粗粒黑云二长花岗岩，局部显示中粒斑状二长花岗岩 雪岗单元，岩性为中（细）粒黑云钾长花岗岩 上述各单元总体上构成环状分布的空间格局，组成一个完整的成份演化序列。 渐新世多龙索木托序列（E3DL） 该序列仅见于测区的东南部，向南延出图区。区内出露面积18.2km2，共有3个侵入岩体，归并出早期的章普单元和晚期的塔门果单元，二者呈涌动接触关系。章普单元岩性为中粒斑状黑云二长花岗岩，测区内仅见2个侵入体，出露面积约7km2；塔门果单元在测区内虽仅出露一个侵入体，但经外围踏勘和区域资料显示，塔门果侵入岩主体部份在图区外紧邻处，加之其特征有别于其它单元，故在测区建此单元，其岩性为中粗粒斑状黑（二）云二长花岗岩，图区面积11.2km２。 ４、各单元岩石化学特征 4.1 祖希普超单元 各单元岩石化学成份及CIPW标准矿物含量见附表I。从表中可看出由早期单元到晚期单元具如下特征。 （1）SiO2平均含量由55.6410-2递增到68.2610-2，分别属于中性岩和酸性岩。中性岩SiO2含量与中国石英闪长岩平均含量接近。Al2O3、TiO2、Fe2O3、FeO、MgO、CaO均呈降低趋势。K2O、Na2O含量增加；K2O/Na2O比值亦明显增加，由0.37增加到1.26。 （2）分子数Na2OK2OCaO Al2O3 Na2OK2O，属正常的岩石化学类型。 （3）各特征参数亦呈有规律的变化。里特曼指数（δ）由1.36→1.91，呈递增趋势，均属钙碱性岩类。碱度指数平均值（AR）由1.41增大到2.08，在SiO2-AR变异图上，各单元样品均投入钙碱性岩石区（图Ⅳ-12）。氧化系数（W）较低（0.29-0.41），长英指数（FI）、分异指数（DI）、碱性指数（AKI）平均值均由低变高。固结指数（SI）则逐渐降低。由高镁向贫镁演化。过铝指数（aio）值均小于1.1，指示为Ⅰ型花岗岩。 稀土元素特征 各单元稀土元素含量及特征参数见附表I。 其共同特点为稀土元素总量平均值较低，而∑Ce/∑Y平均比值较大，轻稀土富集。稀土分配曲线相似（图Ⅳ-１3），均向右倾斜，重稀土近水平。δEu小于1，均大于0.7，反映岩浆为分异形成。δCe大多数接近1，为铕、铈亏损型，反映该超单元岩体形成于较弱的氧化环境。从参数值中可看出La/SmN、Gd/YbN、（Ce/Yb）N、（La/Lu）N的比值均较大，它们分别反映轻稀土元素之间及轻、重稀土元素之间分镏程度都高；而（Gd/Yb）N值较小，说明重稀土元素之间分镏程度较低，亦与同源岩浆的分异演化一致。 图Ⅳ-１3 祖希普超单元稀土元素模式图 采用MORB（Sun and Mcdonough,1989）标准化 4.2 仁青里超单元 （1）从早期单元到晚期单元SiO2平均含量63.4610-2到76.1510-2，呈递增势态，但均属酸性岩范围；TiO2、Al2O3、Fe2O3FeO、MgO、CaO均逐渐降低；K2ONa2O含量逐渐增高，且K2O/Na2O比值亦增高（由0.47增至1.23），除晚期雪岗单元外，其余单元均K2O大于Na2O。显示岩石中相对富纳。 （2）分子数Al2O3Na2OK2OCaO，标准矿物中出现刚玉，属铝过饱和岩石类型，碱性指数（AKI）平均值由低变高。 （3）里特曼指数（δ）平均值由1.42增到1.93，属钙碱性岩范围；碱度指数（AR）平均值由1.7增到3.21，在SiO2-AR变异图解上，大多数单元的样品投入钙碱性岩区，仅雪岗单元和沙格朗单元样品投入碱性岩区。 （4）各单元氧化系数均低（0.1-0.33），长英指数（FI）、分异指数（DI）均呈递增趋势；固结指数（SI）及斜长石牌号递减；aio值均小于1.1，晚期单元部份样品接近1.1。 （5）标准矿物石英、斜长石含量增加，紫苏辉石含量递减，刚玉含量在晚期单元中较少。 上述特征和变化规律显示出岩浆向酸碱质方向演化，岩石成因类型由早期以Ｉ型为主，到晚期向Ｓ型花岗岩过渡。 4.3 多龙索木托序列 该序列岩石化学成份及CIPW标准矿物含量特征参数值见附表II。表中反映出如下特征规律 （1）SiO2平均含量高，K2ONa2O值也高，K2O/Na2O比值较高，接近1。Cao、Fe2O3FeO、MgO含量均很低。 （2）分子数Al2O3大于Na2OK2OCaO，且标准矿物中有刚玉（C），含量大于110-2。属于铝过饱和岩石化学类型。 （3）长英指数（FI）、分异指数（DI）、碱性指数（AKI）值均较大,而固结指数（SI）、氧化系数（W）及斜长石牌号（An）均小 （4）在Si2O-AR变异图上，该序列样品均投入碱性岩区。 （5）过铝指数（aio）值均大于1.1，说明岩石类型属Ｓ型。 稀土元素特征 各单元稀土元素含量及特征参数值见表III。从表中可看出下列特征。 （1）稀土总量偏低，∑Ce/∑Y比值较大，（La/Lu）N远大于1，为轻稀土富集型。 （2）δEu小于1，属铕亏损型，据其δEu小于0.7分析，其岩浆可能属壳源物质熔融形成。 （3）δCe也小于1，为铈亏损型。 （4）（Ce/Yb）N、（La/Sm）N比值均较高，反映轻稀土、重稀土之间及轻稀土元素之间分镏程度较高，而（Gd/Yb）N值较低，说明重稀土元素之间分镏程度低。从图Ⅳ-28中可看出，两个单元的稀土分配曲线相似，轻稀土向右陡倾，而重稀土则近于水平。 图Ⅳ-１4多龙索木托序列稀土元素分布模式图 4、构造环境判别 深成侵入岩的形成，受控于板块构造机制，不同类型的花岗质岩类形成于不同的大地构造环境和板块构造演化的不同阶段。测区内花岗岩类侵入体分布于冈底斯陆缘的中性－中酸性侵入岩，即祖希普超单元和仁青里超单元Ⅰ型花岗岩，形成于新特提斯洋收敛或印度板块（喜马拉雅板片）向冈底斯板块（片）俯冲、碰撞阶段，属挤压构造环境的产物。后续的多龙索木托序列和斯布普、卡嘎寨 两个独立单元的S型花岗岩，则是在板块碰撞及后继的超碰撞阶段，在南北强大挤压应力作用下，导致冈底斯陆内汇聚，形成断裂，岩浆沿断裂上侵就位，也属挤压构造环境的产物。在R1-R2不同构造环境判别图上（图Ⅳ-15、16、17），祖希普超单元、仁青里超单元样品落入板块碰撞前的区间；多龙索木托序列、斯布普单元、卡嘎寨单元样品落入同碰撞期区内及造山晚期区间内。 Ⅳ-15 祖希普超单元R1-R2图解 Ⅳ-16仁青里超单元R1-R2图解 Ⅳ-17多龙索木托序列R1-R2图解 图Ⅳ-18 微量元素Nb-Y图解 在微量元素Nb-Y图解上（图Ⅳ-18）（第1组代表祖希普超单元、第4、5组代表多龙索木托序列，缺失仁青里单元的样品），可看出测区各单元、超单元（序列）样品落入火山弧花岗岩区及同构造碰撞带花岗岩区。 综上所述，测区侵入作用随着板块构造发展而演化。板块运动由俯冲消减→碰撞→后继的超碰撞。侵入体亦由早期到晚期表现为由中性→中酸性→酸碱性；岩石类型由Ⅰ型→S型演化；物源由上地幔、下地壳熔融物变为上地壳及部份沉积物混融物；就位机制也受构造环境制约，有沿先期破火山口塌陷，经多次脉动或涌动而被动就位的，亦有沿断裂或断裂交汇处，以热轻气球膨胀上升主动（强力）就位的；还有沿断裂裂隙被动就位的；侵位深度也呈现由深变浅等，都充分说明侵入作用或侵入体的形成，它与构造运动以及造就的构造环境是息息相关的。