新疆博格達山中段大有溝一帶輝綠巖地球化學、鋯石U-Pb年齡及地質意義

田忠鋒

（新疆維吾爾地質礦產研究所,新疆烏魯木齊830000)

博格達山一帶廣泛分布輝綠巖巖床及少量的閃長巖—花崗閃長巖和正長花崗巖巖株，大多數(shù)侵位于上石炭統(tǒng)。輝綠巖主要為順巖層，呈巖床狀侵位產出，廣泛分布于博格達山脈。研究區(qū)位于博格達山中段，輝綠巖發(fā)育比較典型。筆者于2014～2017年通過開展“新疆東天山吉木薩爾縣城南一帶1∶5萬區(qū)域地質礦產調查”，獲得較詳實輝綠巖地質資料，運用高精度激光等離子質譜對輝綠巖進行精確定年及巖石地球化學研究，為進一步了解該帶輝綠巖特征、成因及形成地質環(huán)境提供依據(jù)。

1 地質概況

大有溝一帶位于博格達山中段，區(qū)內出露的地層主要為石炭系柳樹溝組和祁家溝組，主要為淺海相火山—火山碎屑—陸源碎屑巖建造；二疊系石人子溝組和塔什庫拉組，為一套淺海相陸源碎屑巖建造。

研究區(qū)內輝綠巖主要分布于柳樹溝組、祁家溝組及石人溝組中，多為順層侵位的巖床，產狀與上下巖層近于平行，局部可見切層現(xiàn)象。巖體產出形態(tài)受構造控制明顯。輝綠巖單層厚1～300余米，個別達700m，延長數(shù)十至數(shù)千米，最長達8km。輝綠巖為熱侵入，巖體上下接觸面均有幾十厘米至數(shù)米厚的蝕變巖帶，主要見有褐鐵礦化、硅化。

2 巖石學特征

研究區(qū)內輝綠巖為深灰綠色，輝綠結構、嵌晶含長結構、輝長輝綠結構（少量），塊狀構造。由斜長石、普通輝石及少量副礦物組成，個別含橄欖石。斜長石含量50%～75%，半自形板狀，粒徑(0.2mm×0.1mm）～（4.0mm×1.6mm)，聚片雙晶發(fā)育，普遍中輕度高嶺土化、隱晶簾石化、綠泥石化、葡萄石化，雜亂分布；輝石含量30%～45%，他形柱狀，少量呈半自形柱狀、粒狀，粒徑0.5～4.4mm，淡黃綠色、淡黃褐綠色，具輝石式解理，陽起石化、綠泥石化、葡萄石化，大部分分布于斜長石組成的雙晶格架中，形成輝綠結構，部分較大顆粒內嵌有斜長石，形成嵌晶含長結構；橄欖石個別巖體出現(xiàn)，含量5%～10%，粒狀，粒徑0.3～2.4mm，具蛇紋石化、葡萄石化；副礦物微量，主要有磁鐵礦、鈦鐵礦、磷灰石等。

3 巖石地球化學特征

3.1 主量元素特征

進行巖石地球化學分析8個樣品采自不同的實測剖面，其主量元素分析結果見表1。SiO245.83%～48.6%，均值為47.82%，屬基性侵入巖系列，Al2O314.59%～17.1%，MgO 7.03%～11.88%，K2O 0.21%～0.65%，P2O50.03%～0.24%，屬于低硅、高鋁、高鎂、低鉀、低磷類型，顯示幔源特征。

輝綠巖里特曼指數(shù)1.14～5.3之間，其中富集CaO、Al2O3、MgO、FeO，相對貧堿ω[（K2O+Na2O）]小于5%，巖石中Na2O遠大于K2O，Na2O/K2O為2.6～14.5，標準礦物計算中出現(xiàn)大量的透輝石、紫蘇輝石，同時又有少量的鉻鐵礦，而石英礦物含量極低。TAS投圖（圖1），8個樣品均位于堿性輝長巖與亞堿性輝長巖過渡區(qū)域，鎂SiO2-TFeO/MgO圖解中（圖2）集中分布在拉斑玄武巖系列區(qū)域。綜上所述，認為該區(qū)域內出露的輝綠巖屬于鈣堿性與堿性2個系列，即亞堿性系列。

表1 輝綠巖主量元素分析結果（10-2）

圖1 TAS圖

3.2 稀土元素特征

大有溝一帶輝綠巖稀土元素含量見表2，稀土總量ΣREE變化范圍(11.61～63.87）×10-6,平均值為39.80×10-6，LREE/HREE比值變化于2.55～3.99之間，平均2.93，輕稀土弱富集。(La/Yb)N變化范圍為1.66～3.61，平均值為2.05，輕、重稀土適度分餾，相對富集輕稀土元素，在球粒隕石標準化配分型式圖（圖3）上，呈平緩的右傾曲線簇，顯示銪峰，曲線間平行度好。δEu為1.0～1.87，均值為1.32，說明異常不明顯，巖漿分離結晶作用不明顯。綜上所述，本區(qū)域出露的輝綠巖具低的稀土總量、分異不強、銪正異常特征。

圖2 SiO2-TFeO/MgO圖

表2 輝綠巖稀土元素表（10-6）

表3 輝綠巖微量元素表（10-6）

圖3 稀土元素球粒隕石標準化配分型式圖

3.3 微量元素特征

大有溝一帶輝綠巖微量元素含量見表3，在原始地幔標準化的微量元素蛛網圖（圖4）中可知，研究區(qū)輝綠巖中不相容元素Rb、K、Ba、Th較為活躍，強富集，形成峰值；Nb、Ta、Zr、P、H f、T i等高場強元素呈現(xiàn)出不同的分異特征，Nb、Zr、H f相對富集，形成波峰，Ta、P、T i形成波谷，顯示相對虧損，Sr元素顯示峰值，總體來看，輕稀土、重稀土均基本不虧損，接近MORB，與區(qū)域內祁家溝亞旋回玄武巖微量元素特征基本一致，表明研究區(qū)輝綠巖與晚石炭世玄武巖為同源巖漿產物。

輝綠巖Rb含量（3.89～14.2）×10-6、Sr含量（232～479）×10-6，屬于高鍶低銣類型。在RbSr—地殼厚度蛛網圖上，基本落在地殼厚度20km線上下，與研究區(qū)晚石炭世火山巖分布基本一致。

4 輝綠巖時代

研究區(qū)輝綠巖侵入晚石炭世柳樹溝組、祁家溝組及早石炭世石人溝組地層內，中二疊世塔什庫拉組及之后地層內未侵入，最新侵入地層為早二疊世石人溝組，因此，推測研究區(qū)輝綠巖時代應為早二疊世。

本次地質調查輝綠巖采集鋯石U-Pb同位素測試樣1件，獲得同位素年齡（307.4±3.2）M a（圖5）。

圖4 微量元素MORB標準化配分型式圖

圖5 大有溝一帶輝綠巖鋯石U-Pb法同位素年齡諧和圖

在同一構造帶的西部鄯善柯柯亞一帶細粒輝長巖獲得鋯石U-Pb法同位素年齡（298.5±8.9）Ma、（300.2±8.2）Ma、（301.7±7.4）Ma數(shù)值（新疆地礦局第一地質大隊2008），巖體時代置于晚石炭世。

綜上所述，研究區(qū)輝綠巖脈的地質時代置于晚石炭世晚期—早二疊世早期較為合理。

5 結論

（1）大有溝一帶輝綠巖鋯石U-Pb同位素年齡為（307.4±3.2）Ma，結合研究區(qū)內輝綠巖與地層侵入關系，將區(qū)內輝綠巖時代定為晚石炭世晚期—早二疊世早期較為合理。

（2）大有溝一帶輝綠巖屬于亞堿性系列，具有低硅、高鋁、高鎂、低鉀、低磷的特征，不相容元素(Rb、K、Ba、Th)強富集和高場強元素(Nb、Zr、Hf)弱富集，稀土總量較低，銪正異常明顯，Ta、P和Ti具負異常等特征，顯示巖漿發(fā)生了較強的分異作用。

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