東昆侖雪山峰地區(qū)阿勒坦火山巖地球化學(xué)、年代學(xué)特征及構(gòu)造環(huán)境分析

江小強(qiáng)，宋小坤，李茂田，吳守智

（1.成都理工大學(xué)， 四川成都 610059； 2.四川省眾成礦業(yè)有限公司， 四川成都 610045）

1 地質(zhì)特征

通過1∶5萬區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作在雪山峰地區(qū)新發(fā)現(xiàn)一套新元古代的火山巖，出露于阿勒坦郭勒一帶，主要巖性為一套未變質(zhì)的沉凝灰?guī)r。將其以非正式填圖單位命名為新元古代阿勒坦凝灰?guī)r，屬于東昆侖地層區(qū)。在此之前，前人對東昆侖地層區(qū)出露的火山巖進(jìn)行過很多研究［1-4］。

火山巖呈層狀、似層狀出露于阿勒坦郭勒一帶，北部與早志留世花崗巖呈侵入接觸，南部與中志留世花崗巖呈斷層接觸。巖性以酸性火山巖為主，巖石類型有流紋質(zhì)晶屑沉凝灰?guī)r、流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r，巖石蝕變較弱。

2 巖石學(xué)特征

流紋質(zhì)晶屑沉凝灰?guī)r：巖石風(fēng)化面呈灰黑色，新鮮面呈淺灰色，具凝灰結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要由晶屑、陸源沉積物、巖屑以及填隙物組成，略具定向性。晶屑：含量70%，主要由石英與長石以及少量云母組成，石英含量較多，粒徑范圍為0.01mm～0.9mm，但大多數(shù)粒徑為0.06mm左右，其磨圓度不高，呈次棱角狀-棱角狀；長石含量較多，大多數(shù)為鉀長石，少量為可見聚片雙晶的斜長石，斜長石中有絹云母細(xì)小顆粒，少量為格子雙晶，為微斜長石，云母含量不多，多為白云母，少量黑云母，長條狀，平行消光。黑云母多色性明顯。陸源沉積物：含量9%，主要為石英與粘土質(zhì)填隙物，石英粒徑多在0.5mm左右，磨圓度相對較好，次圓狀，粘土質(zhì)礦物顆粒較小。巖屑：4%，主要為石英，顆粒不大，單偏光鏡下為一整體，粒徑約1mm，但正交偏光下由許多細(xì)小石英顆粒組成，同時見波狀消光。填隙物：含量17%，主要由火山塵以及自生礦物綠簾石組成，火山塵局部蝕變成自生礦物絹云母，綠簾石呈自形粒狀，顆粒較小，還有3%的膠結(jié)物主要為鐵質(zhì)膠結(jié)物。

圖1 晶屑沉凝灰?guī)r宏觀照

圖2 正交偏光鏡下晶屑沉凝灰?guī)r

3 火山巖巖石地球化學(xué)特征

（1）主量元素

沉凝灰?guī)r氧化物含量及特征參數(shù)見表1，從表中可以看出，SiO2含量為73.01%，屬酸性巖類，ALK（Na2O+K2O）含量為4.46%，Na2O＜K2O，在TAS圖解（圖3）上投點(diǎn)，落入流紋巖區(qū)，巖石類型為流紋巖。TAS圖解中落入亞堿性區(qū)，里特曼指數(shù)（σ）為0.66＜3.3，屬鈣堿性巖，A/CNK=2.15，大于1，屬過鋁質(zhì)。Al2O3、FeO、MgO、CaO、TiO2含量分別為13.6%、3.58%、1.86%、0.57%、0.62%。綜上所述，該期火山巖為過鋁質(zhì)-鈣堿性系列巖石。巖石富Al2O3、FeO、MgO，貧CaO、TiO2。

圖3 沉凝灰?guī)rTAS分類命名圖

（2）稀土元素

沉凝灰?guī)r稀土元素分析結(jié)果見表2，∑REE為187.65×10-6，LREE/HREE為9.05，輕稀土富集、重稀土虧損，(La/Yb)N=11.18，表明輕重稀土分餾較強(qiáng)。δEu為0.6，呈明顯負(fù)銪異常；δCe為0.93，異常不明顯。在以球粒隕石為標(biāo)準(zhǔn)化的稀土配分模式圖中（圖4），稀土配分曲線右傾，輕稀土分餾較強(qiáng)，Eu具負(fù)異常，形成波谷，重稀土部分相對平坦，重稀土分餾不明顯。

（3）微量元素

沉凝灰?guī)r微量元素含量見表3，大離子親石元素Rb、Ba、Zr含量較高，Th的含量較少，高場強(qiáng)元素中Nb、Ta、Hf的含量較低。微量元素ORG標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖（圖5）上，火山巖表現(xiàn)出強(qiáng)不相容元素Rb、Th富集，Ba相對虧損，高場強(qiáng)元素Nb、Ta相對虧損的特點(diǎn)。

表1 沉凝灰?guī)r主量元素分析結(jié)果表（ωB/10-2）

表2 沉凝灰?guī)r稀土元素分析結(jié)果表（ωB/10-6）

圖4 沉凝灰?guī)r稀土配分模式圖

4 討論

由于全球羅迪尼亞超大陸的匯聚事件，推測對東昆侖造山帶的構(gòu)造演化產(chǎn)生了一定的影響。在中新元古代時期，由于大陸碰撞，在東昆侖地區(qū)產(chǎn)生了花崗巖深成侵入巖帶［5］。另外王海［6］等認(rèn)為中新元古代時期形成的萬寶溝群由火山巖、碳酸鹽巖組成，說明該區(qū)域在這一時期經(jīng)歷了火山噴發(fā)、后期海相沉積等過程。王成國［7］等認(rèn)為東昆侖南部烏拉斯太地區(qū)的萬寶溝群也屬于中新元古代，出露的巖性也為火山巖、碳酸鹽巖組合，通過巖石地球化學(xué)及構(gòu)造環(huán)境判別分析認(rèn)為該火山巖的成巖環(huán)境為洋中脊環(huán)境、島弧環(huán)境板內(nèi)環(huán)境，表明該地區(qū)在中新元古代有大洋出現(xiàn)。

圖5 沉凝灰?guī)r微量元素蛛網(wǎng)圖

4.1 時代討論

在阿勒坦郭勒一帶采集了1件同位素樣（D1108TW1），樣品中共挑選30顆鋯石送中國地質(zhì)大學(xué)（北京）科學(xué)研究院激光等離子體質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年。鋯石U-Pb同位素直方圖見圖6，同位素年齡諧和圖見圖7，獲得鋯石的206Pb/238U年齡為958.4±5.3Ma，時代為新元古代。

圖6 沉凝灰?guī)r鋯石U-Pb直方圖

圖7 沉凝灰?guī)r鋯石U-Pb諧和圖

4.2 火山活動特征及構(gòu)造環(huán)境分析

在阿勒坦郭勒出露的火山巖，其形成區(qū)域、時代與萬寶溝群接近，故推測阿勒坦火山巖與萬寶溝群火山巖有較一致的構(gòu)造環(huán)境、沉積環(huán)境［6］；調(diào)查區(qū)內(nèi)阿勒坦凝灰?guī)r由于四周均被斷層或巖體截斷，巖性只有凝灰?guī)r和沉凝灰?guī)r互層，為水下沉積標(biāo)志，該組未見有熔巖類火山巖沉積，距火山噴發(fā)中心應(yīng)有一定距離。另外根據(jù)薄片鑒定，凝灰?guī)r中含有陸源碎屑物，局部見有硅化現(xiàn)象，說明火山活動離大陸較近。

表3 沉凝灰?guī)r微量元素含量表（ωB/10-6）

綜上所述，在區(qū)域上該套火山巖顯示為次深海相噴發(fā)沉積的產(chǎn)物。

通過該研究區(qū)阿勒坦郭勒出露的沉凝灰?guī)r的地球化學(xué)分析，得出沉凝灰?guī)r為過鋁質(zhì)-鈣堿性系列，巖石富Al2O3、FeO、MgO，貧CaO、TiO2。強(qiáng)不相容元素Rb、Th富集，Ba相對虧損，高場強(qiáng)元素Nb、Ta相對虧損，Zr、Y虧損。輕重稀土比值為9.05，屬輕稀土富集，重稀土虧損，銪略具負(fù)異常，稀土配分模式形態(tài)與島弧火山巖相似。在火山巖(Yb+Ta)-Rb判別圖中，火山巖投點(diǎn)落入VAG（火山弧花崗巖）。所以沉凝灰?guī)r的構(gòu)造環(huán)境為火山弧環(huán)境。推測與王成國［7］等認(rèn)為的萬寶溝群的火山巖的成巖環(huán)境一致。

5 結(jié)論

（1）阿勒坦凝灰?guī)r形成時代為新元古代。北部與早志留世花崗巖呈侵入接觸，南部與中志留世花崗巖呈斷層接觸。巖性以酸性火山巖為主，有流紋質(zhì)晶屑沉凝灰?guī)r、流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r，沉凝灰?guī)r為過鋁質(zhì)-鈣堿性系列巖石。

（2）在區(qū)域上該套火山巖顯示為次深海相噴發(fā)沉積的產(chǎn)物，火山活動離大陸較近，沉凝灰?guī)r的構(gòu)造環(huán)境為洋殼俯沖火山弧環(huán)境。