拉脊山東段峽門地區(qū)新元古代花崗閃長(zhǎng)巖體鋯石U-Pb年齡及地質(zhì)意義

張新遠(yuǎn)，歐陽光文，王春濤，曹錦山

(青海省地質(zhì)調(diào)查院 青海省青藏高原北部地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海 西寧 810012)

祁連造山帶位于青藏高原東北緣[1]，是典型的增生型造山帶[2]，通常被劃分為北、中、南3個(gè)構(gòu)造帶。祁連造山帶中存在多條以蛇綠混雜巖為主的增生雜巖[3]，其中拉脊山蛇綠構(gòu)造混雜巖帶是中祁連和南祁連構(gòu)造帶之間的重要組成部分(圖1a)。

本文在青海民和縣峽門地區(qū)對(duì)拉脊山蛇綠構(gòu)造混雜巖帶進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查研究，并在混雜巖帶中新發(fā)現(xiàn)呈構(gòu)造巖塊產(chǎn)出的糜棱巖化花崗閃長(zhǎng)巖體。通過巖石學(xué)、巖石地球化學(xué)、同位素年代學(xué)等方法對(duì)糜棱巖化花崗閃長(zhǎng)巖體進(jìn)行了詳細(xì)研究，探討其時(shí)代歸屬、成因類型及形成的構(gòu)造環(huán)境。

1 地質(zhì)特征

新元古代花崗閃長(zhǎng)巖體分布于研究區(qū)峽門蛇綠混雜巖帶(屬區(qū)域上拉脊山蛇綠構(gòu)造混雜巖帶東延部分)內(nèi)(圖1)，以兩個(gè)規(guī)模不等的構(gòu)造巖塊產(chǎn)出，巖塊總體沿北西—南東向定向展布，與區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致。巖體平面形態(tài)呈透鏡狀和楔狀，出露面積約0.09 km2。巖體周圍均被糜棱巖或糜棱巖化巖石所圍限，接觸關(guān)系為構(gòu)造接觸，局部被第四系掩蓋(圖1b)。

巖體普遍經(jīng)歷了較強(qiáng)烈的韌性變質(zhì)變形作用改造，不同程度地改變了原巖的原始組構(gòu)和面貌。巖石發(fā)育眼球狀構(gòu)造是該類侵入體的顯著特征。

2 巖石學(xué)特征

峽門地區(qū)新元古代花崗閃長(zhǎng)巖體主要巖性為灰白色糜棱巖化眼球狀花崗巖，糜棱結(jié)構(gòu)，眼球狀構(gòu)造、流動(dòng)狀構(gòu)造。巖石由碎斑(28%)和基質(zhì)(72%)兩部分組成。

碎斑由花崗質(zhì)巖石的巖塊(22%)、斜長(zhǎng)石單晶(5%)及石英(1%)組成，形態(tài)一般呈眼球狀，長(zhǎng)短軸值在0.48 mm×0.52 mm～2.72 mm×4.80 mm之間，均依長(zhǎng)軸方向平行定向排列，形成眼球狀構(gòu)造?；◢徺|(zhì)巖塊中發(fā)育“X”型裂紋，其內(nèi)擠入基質(zhì)礦物。斜長(zhǎng)石單晶具絹云母化蝕變，表面布有質(zhì)點(diǎn)狀氧化鐵，使標(biāo)本色澤呈淺肉紅色，發(fā)育波狀消光結(jié)構(gòu)。石英晶體發(fā)育帶狀消光變形結(jié)構(gòu)，與基質(zhì)中的石英粒度相比具明顯的粒度差，顯示糜棱巖的結(jié)構(gòu)特征。

基質(zhì)成分為絹云母(14%)、石英(18%)、碎?；遍L(zhǎng)石(40%)。絹云母集合體呈條紋狀在碎斑間相間定向分布，顯流動(dòng)構(gòu)造。石英呈它形粒狀晶，粒徑在0.006～0.02 mm之間，為動(dòng)態(tài)重結(jié)晶的產(chǎn)物，與碎粒化斜長(zhǎng)石碎粒物質(zhì)(粒徑多在0.005～0.14 mm之間)一起組成長(zhǎng)英質(zhì)條紋相間定向分布，或長(zhǎng)英質(zhì)礦物的集合體分布在碎斑兩端連接碎斑。從碎斑成分來看，原巖為花崗質(zhì)巖石，經(jīng)歷了糜棱變質(zhì)作用形成的糜棱巖化巖石。

1 第四系；2 西寧組；3 峽門蛇綠構(gòu)造混雜巖；4 中奧陶世花崗巖；5 新元古代花崗閃長(zhǎng)巖；6 輝石巖；7 蛇紋巖；8 玄武巖；9 輝綠巖；10 輝長(zhǎng)巖；11 安山巖；12 閃長(zhǎng)玢巖；13 凝灰?guī)r；14 整合、侵入及第四系掩蓋界線；15 實(shí)測(cè)斷層；16 推測(cè)斷層；17 韌性剪切帶；18 地名；19 同位素采樣點(diǎn)；Ⅲ4 中祁連巖漿??；Ⅲ5 黨河南山—拉脊山蛇綠混雜巖帶；Ⅲ6 南祁連巖漿弧；Ⅲ7 宗務(wù)隆山—溝里—岡察陸緣裂谷；Ⅲ8 澤庫(kù)前陸盆地；Ⅲ9 鄂拉山陸緣弧；Ⅲ10 賽什塘—興海蛇綠混雜巖帶

圖1拉脊山東段峽門地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖

3 鋯石U-Pb測(cè)年

本文在糜棱巖化花崗閃長(zhǎng)巖中采集同位素U-Pb測(cè)年樣1件，樣品由國(guó)土資源部天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所測(cè)試。鋯石U-Pb同位素組成分析儀器為L(zhǎng)A-MC-ICP-MS，檢測(cè)依據(jù)為DZ/T1084.3-1997，樣品測(cè)試溫度為22℃，濕度為28%。

對(duì)糜棱巖化花崗閃長(zhǎng)巖樣品的鋯石顆粒共分析測(cè)試了25個(gè)點(diǎn)，顯示Th/U比值均大于0.4，屬巖漿鋯石成因[4]；其中16個(gè)測(cè)點(diǎn)的206Pb/238U和207Pb/235U諧和性較好，在鋯石U-Pb諧和圖解(圖2)中，這16個(gè)測(cè)點(diǎn)構(gòu)成非常集中的主鋯石群，其206Pb/238U年齡的加權(quán)平均值為821.1 Ma±5.6 Ma，NSWD=0.80，年齡顯示為新元古代。據(jù)此，判斷糜棱巖化花崗閃長(zhǎng)巖體的形成時(shí)代為新元古代。

圖2 新元古代花崗閃長(zhǎng)巖體鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡諧和圖、加權(quán)平均年齡圖

4 巖石地球化學(xué)特征

4.1 主量元素

新元古代花崗閃長(zhǎng)巖體巖石化學(xué)特征見表1。巖石SiO2含量為72.87%，TiO2含量為0.33%，Al2O3含量為15.02%，F(xiàn)e2O3含量為1.37%，F(xiàn)eO含量為0.48%，MnO含量為0.02%，MgO含量為0.59%，CaO含量為2.03%，Na2O含量為4.79%，K2O含量為2.40%，P2O5含量為0.09%。Na2O>K2O，K2O/Na2O為0.50，顯示為富Na巖石。A/CNK值為1.06，經(jīng)CIPW計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)礦物出現(xiàn)剛玉(C)，顯示過鋁質(zhì)特征。里特曼指數(shù)σ為1.73，屬鈣堿性巖石。在新元古代花崗閃長(zhǎng)巖體TAS圖解中，樣品投射點(diǎn)落在花崗巖區(qū)域，這與鏡下鑒定基本一致，所有樣品均位于Ir線下方，屬亞堿性巖石系列；在新元古代花崗閃長(zhǎng)巖體FAM中落入鈣堿性區(qū)域；新元古代花崗閃長(zhǎng)巖體SiO2-K2O中樣品大部分落在鈣堿性系列區(qū)域，個(gè)別落在高鉀鈣堿性系列區(qū)域；在新元古代花崗閃長(zhǎng)巖體A/CNK-A/NK中樣品落入過鋁質(zhì)區(qū)域。綜上所述，巖石屬弱過鋁質(zhì)鈣堿性系列巖石。

表1 新元古代花崗閃長(zhǎng)巖體主量元素豐度一覽表

注：*分析數(shù)據(jù)引用1∶5萬湟源幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告巖漿巖部分；樣品測(cè)試單位為武漢綜合巖礦測(cè)試中心。

4.2 稀土、微量元素

新元古代花崗閃長(zhǎng)巖體稀土、微量元素測(cè)試結(jié)果(表2)顯示。

表2 新元古代花崗閃長(zhǎng)巖體稀土-微量元素豐度一覽表

注：*分析數(shù)據(jù)引用1∶5萬湟源幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告巖漿巖部分；樣品測(cè)試單位：武漢綜合巖礦測(cè)試中心。

巖石稀土元素總量較高(ΣREE=157.48×10-6)，輕稀土元素相對(duì)富集，重稀土元素相對(duì)虧損(ΣLREE=149.51×10-6；ΣHREE=7.97×10-6)，輕、重稀土元素分餾較明顯(LREE/HREE=18.76；LaN/YbN=24.35)。輕稀土元素內(nèi)部分餾明顯(LaN/SmN=13.19)，而重稀土元素內(nèi)部分餾較差(GdN/YbN=1.32)。巖石中δEu=0.85，均小于1，顯示銪的負(fù)異常、較虧損；δCe=0.90，均小于1，顯示鈰的弱異常。稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式曲線呈右斜傾型，輕稀土顯著富集，呈右陡傾狀；重稀土虧損，呈相對(duì)平坦?fàn)?，顯示了輕稀土元素富集、重稀土元素相對(duì)虧損的“V”型右傾特征，表明巖石經(jīng)歷了強(qiáng)烈的分離結(jié)晶作用。

巖石微量元素與維氏花崗巖平均值相比，Co、Ba、Ta、P、Sr、Rb、Y、Ga、Cr、Ta元素低于維氏值，Zr、Nb、Hf、Sc、、Th、U元素高于維氏值。Rb/Sr=0.27，普遍高于地殼值(0.24)。巖石明顯富集大離子親石元素(LILE)K、Rb、Ba、Th，虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)Nb、Ta。以O(shè)RG為標(biāo)準(zhǔn)的微量元素曲線呈右傾的鋸齒狀型式，與阿曼同碰撞花崗巖的分布型式近于一致，反映新元古代花崗閃長(zhǎng)巖體的形成與大陸碰撞、地殼增厚密切相關(guān)。

5 巖石成因及構(gòu)造環(huán)境分析

新元古代花崗閃長(zhǎng)巖體巖石化學(xué)特征反映屬于鈣堿性系列過鋁質(zhì)巖石，具S型花崗巖特征，且與Maniar等[5]劃分的CCG型(大陸碰撞型)花崗巖近似。巖石稀土特征具有輕稀土富集、重稀土虧損，Eu具負(fù)異常特征，與殼源花崗巖相似；微量元素特征也顯示出同碰撞花崗巖的特征?？傊刑卣鞣从吃擃惽秩霂r其巖漿源于地殼物質(zhì)的部分熔融。

利用新元古代花崗閃長(zhǎng)巖體R1-R2進(jìn)行判別，投點(diǎn)樣品落入同碰撞期區(qū)。再利用四組構(gòu)造環(huán)境判別圖解進(jìn)行投點(diǎn)，樣點(diǎn)均落入IAG+CAG+CCG區(qū)。

綜合上所述，研究區(qū)新元古代花崗閃長(zhǎng)巖巖體，是形成于大陸碰撞構(gòu)造背景之下的具有鈣堿性弱過鋁質(zhì)特征的S型花崗巖。

6 結(jié) 論

1)在拉脊山東段峽門地區(qū)，新發(fā)現(xiàn)呈構(gòu)造巖塊分布于峽門蛇綠構(gòu)造混雜巖帶的花崗閃長(zhǎng)巖體，巖石具較強(qiáng)變形且發(fā)育眼球狀構(gòu)造、定向構(gòu)造，與糜棱巖或糜棱巖化巖石呈構(gòu)造接觸。

2)通過LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年方法，獲得鋯石U-Pb加權(quán)平均年齡為821.1 Ma±5.6 Ma(NSWD=0.80)，為新元古代，代表該巖體的成巖時(shí)代。

3)地球化學(xué)特征表明：巖體屬弱過鋁質(zhì)高鉀鈣堿性系列巖石；稀土總量較高，輕稀土元素富集、重稀土元素虧損，稀土配分曲線呈輕稀土內(nèi)部分餾較強(qiáng)、重稀土內(nèi)部分餾弱、銪弱虧損的右傾特征；巖石中大離子親石元素K、Rb、Ba、Th富集，虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、Ta，總體具碰撞型花崗巖的特征，是形成于大陸碰撞構(gòu)造背景之下的具有鈣堿性弱過鋁質(zhì)特征的S型花崗巖。