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基于雅江残余盆地地质背景探讨花岗岩岩石形成的原因及背景

2020-03-12 478 上传者：管理员

摘要：本文讨论的酸性侵入岩为侵入于研究区雅江小区西康群两河口组、雅江组地层中。多以小岩体、岩脉形式出露，岩性多为花岗岩、二长花岗岩、花岗细晶岩等。文所讨论的样品全部采集于大河边南部的酸性侵入岩岩体，共采集样品12件，岩性主要有花岗岩、花岗斑岩、花岗细晶岩，花岗斑岩钾属钾钙碱性系列与高钙钾碱性系列。大离子亲石元素富集Rb、K，亏损Sr;高场强元素富集Ta、Zr，亏损Nb、Hf、Ti的特征。岩石成因类型进行判别(见图3b～c)。雅江小区花岗岩均落在了I、S型花岗岩的范围内。将川西地区甲基卡岩体与样品进行对比，二者在化学特征上相近，同属碰撞型强过铝质壳源重熔型花岗岩。

关键词：
岩石地球化学
岩石成因
构造背景
花岗岩
西康群
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研究区位于四川省西部，地处西南三江中北段东部，青藏高原东南缘，属横断山山系的沙鲁里山脉中东部，本文讨论的酸性侵入岩为侵入于研究区雅江小区西康群两河口组、雅江组地层中。多以小岩体、岩脉形式出露，岩性多为花岗岩、二长花岗岩、花岗细晶岩等。

在研究区雅江小区内发育两种酸性侵入岩:一种为4616高地花岗岩，另一种为本文讨论的酸性侵入岩。在同一区域不同的两种酸性侵入岩在元素成分与含矿性上有明显的区别，4616高地花岗岩接触带内发现大量石英脉发育，并可见有毒砂、黄铁矿、辉钼矿等金属硫化物，而其余的酸性侵入岩毫无含矿特征。本文只对第二种无矿酸性侵入岩的成因及构造背景进行讨论。

1、区域地质背景

1.1 大地构造位置

研究区域的大地构造位置处于欧亚板块与印度板块结合部位的特提斯构造域东段，属羌塘－三江造山系东部的甘孜－理塘湖盆系和玉龙塔格－巴颜喀拉前陆盆地范畴。自西向东横跨义敦－沙鲁里岛弧带、甘孜理塘蛇绿混杂岩带、雅江残余盆地三个主要构造单元。

甘孜－理塘蛇绿混杂岩带属于古特提斯洋俯冲消减及扬子陆块与义敦岛弧的缝合线，北起德格三岔河，向西经过青海玉树，向南经过玉隆、甘孜、理塘至木里、盐源，呈南宽北窄，向北弯曲的反S形弧形带状，长度约700km，宽10～15km。该区域自泥盆系开始依次经历了裂谷发展阶段(D)、洋盆发育阶段(C1～T1)、洋壳俯冲阶段(T2～T3)、弧陆碰撞造山阶段(T3～K)、陆内伸展阶段(E)、高原隆升阶段(N～Q)一系列构造事件，具有长期活动的特点。本文讨论的酸性侵入岩侵入在缝合带以东出露的雅江残余盆地三叠系西康群复理石建造中。

该区域在扬子地台基底的基础上，自晚三叠世以来，处于被动大陆边缘的构造环境中，接受了巨厚的深海－半深海浊流相沉积。随着板块构造活动，经历了板块俯冲、碰撞造山等作用，岩层发生强烈褶皱，并且整体遭受了变质作用，但是变质程度较低。

1.2 岩石学特征

花岗岩主要由石英、钾长石、斜长石、白云母等矿物组成，花岗结构，块状构造。长石主要为钾长石和斜长石，钾长石多呈他形，晶体大小约为1mm，钾长石多见泥化而使其表面混浊不清。斜长石呈他形－半自形，晶粒大小约为1mm，斜长石主要见碳酸盐化和绢云母化而使其表面污浊。石英呈他形粒状，镜下较干净透明，见两种粒度石英，一种粒度为0.5～1.4mm，呈他形充填于长石孔隙中，构成花岗结构。另一种石英粒度为0.1mm，呈集合体状，常分布于石英及长石粒间或其边部改变其形态，这种石英应为云英岩化过程中长石、黑云母等矿物经交代蚀变作用形成的新生石英。白云母呈片状或板状，具明显闪突起和鲜艳干涉色，长轴径一般小于0.6mm，无序分布于石英长石粒间，或附着于其表面。

花岗斑岩岩石主要由石英、云母、长石、方解石和不透明金属矿物组成，斑状结构，块状构造。斑晶主要为石英及长石。石英呈他形粒状，较干净透明，粒度约为0.6mm，石英斑晶可见被溶蚀现象，呈穿孔和港湾状。长石多呈放射集合体组成的似球粒构成似球粒结构，大小约为0.25mm。基质中，长石石英斑晶粒间分布有石英、长石及云母等微晶片状及细粒矿物。石英呈他形粒状，较干净透明，粒度一般为0.05mm，无序充填于斑状矿物间。云母呈片状或放射状集合体，云母长轴一般小于0.15mm，无序分布。

二长花岗岩岩石主要由钾长石、斜长石、石英、白云母及少量的副矿物矿物组成，花岗结构，块状构造。钾长石呈他形粒状，因黏土化而使表面较为混浊，粒度一般为0.6mm。斜长石呈自形－半自形，呈板状，大小不等，0.2～1.5mm，一般为0.7mm，斜长石蚀变较强，见绢云母化、碳酸盐化等蚀变，部分晶体表面呈混浊状或仅保留晶体轮廓形态。石英呈他形粒状，镜下较干净透明，粒度大小不等，约0.6mm，呈不规则状充填于长石空隙中，构成较为明显的花岗结构。白云母呈片状或放射状，长轴约0.5mm，沿解理见碳酸盐化等蚀变，不规则分布于长石及石英粒间或附着于其表面。副矿物主要见锆石，呈他形粒状，大小约为0.15mm。

花岗细晶岩主要由石英、长石、云母等矿物组成，细晶结构，块状构造。内部可见由长英质矿物呈放射状集合体构成的球粒，球粒呈圆－次圆状，大小约为0.1～0.3mm。长石、石英呈他形粒状，粒度为0.01mm;云母呈片状或放射状集合体，长轴一般小于0.04mm，无序分布于球粒间，构成显微晶质结构。岩体与围岩均为侵入接触。围岩与岩体接触部位发育角岩化带，带宽2～10m，带内发育石英脉，硅化较强。

2、岩石地球化学分析

2.1 样品分析

本文所讨论的样品全部采集于大河边南部的酸性侵入岩岩体，共采集样品12件，岩性主要有花岗岩、花岗斑岩、花岗细晶岩。

常量、微量、稀土元素地球化学分析在廊坊市中铁物探勘察有限公司完成。样品烧失量采用称重法。取200目以下岩石粉末(0.4g)与3g四硼酸锂和1g偏硼酸锂混合均匀后，加入2滴饱和溴化锂，在铂金坩锅内于1100℃下融化成玻璃薄片。常量元素分析在X波长色散X荧光光谱仪上进行(ARLAdvant)，分析采用国际标样GSP－2、JG－2和国标GBW02103，工作条件为50mA和50kV，分析精度在0.1%以内。微量元素和稀土元素分析在Xseries2等离子体质谱仪完成。精确称量岩石粉末25mg，加入1.5mlHNO3和1.5mlHF后在80℃下蒸发24h。蒸干后加入1.5mlHNO3、1.5mlHF和0.5mlHClO4在高压罐内加温到180℃，溶解48h。最后，样品用1%的HNO3稀释到50mL。使用GSR－1、JG－1A和JB－3标样，每分析10个样品测量一次标样和一个重复样，一般微量元素测量的精度优于5%，而Nb和Ta优于10%。ICP－MS的技术细节见Xie等(1994)和Liu等(2004)。

2.2 分析结果

2.2.1 主量元素

雅江小区花岗岩体的样品表现SiO2含量为78.5%～72.0%，Al2O3含量为16.5%～14.08%，均表现出了相对较低的浮动范围，从哈克图解中可以看出，两者的相关性较小，投点较为分散。表征样品铝富集程度的A/CNK值均大于1.1(1.22～4.08)，属于强过铝质花岗岩。全碱含量为3.21%～8.40%，大部分样品的K2O/Na2O＞1。里特曼指数σ为0.28～1.79，碱度率(AR)为1.49～3.17。分异指数(DI)为83.64～92.24，说明岩浆的分异演化比较彻底。

在Middlemost(1994)花岗岩岩类TAS分类图中(图见1a)，样品均落在花岗岩区域。在AFM图解中(见图1b)，样品落在钙碱性系列区域。在K2O－SiO2分类图解上(图1c)，除去一个花岗斑岩钾的含量远远低于其他的样品落入低钾系列和一个蚀变花岗岩落在高钾钙碱性系列与Shoshonite系列的界线处外，其余的均落在钾钙碱性系列与高钙钾碱性系列中。

图1花岗岩分类图解;图2稀土元素与微量元素判别图;图3侵入岩成因图解;图4构造环境判别图解

2.2.2 稀土元素和微量元素

雅江小区花岗岩体的稀土含量相对偏低，为10.39×10－6～51.58×10－6。稀土曲线为左高右低，呈右倾型(见图2a)。轻稀土元素的斜率较大，重稀土元素的斜率相对平坦，(La/Yb)N=32.60～112.49，轻重稀土显示出较强的分异特征，表明花岗岩的源区可能存留大量富含重稀土元素的矿物如石榴子石等。大部分的样品Eu正异常，δEu=1.01～2.57，少部分具有Eu负异常特征，δEu=0.50～0.91。这进一步表明了雅江小区花岗岩成因较为复杂，岩浆源区的成分存在差异，不同类型的形成深度也不同。

在微量元素原始地幔标准化的蜘蛛网图上(见图2b)，大部分样品均表现出了大离子亲石元素富集Rb、K，亏损Sr;高场强元素富集Ta、Zr，亏损Nb、Hf、Ti的特征。总体上来讲，雅江小区的花岗岩体轻重稀土分异明显，具低Ba、Nb和Nb、Sr亏损的特征，该特征与川西地区的晚三叠世－早侏罗世碰撞型强过铝质壳源重熔型花岗岩类似(甲基卡岩体，191－198Ma，王全伟等，2008)。

3、岩石成因和构造背景讨论

3.1 岩石成因

雅江小区花岗岩的主要岩性为花岗岩、花岗斑岩、二长花岗岩、花岗细晶岩等。A/CNK值均大于1.1、最大为4.094，为强过铝质花岗岩。在花岗岩A/MF－C/MF成因图解(见图3a)上样品大多落在了变质泥岩部分熔融的区域内。采用Whalenet.al.(1987)提出的岩石成因类型进行判别(见图3b～c)。无论是在K2O/MgO对Ga/Al，还是在Zr对Ga/Al图解上，雅江小区花岗岩均落在了I、S型花岗岩的范围内。因此，可以推断雅江小区花岗岩的原岩多为壳源沉积物质碎屑，经大陆碰撞部分熔融、结晶而产生。

3.2 构造背景

在构造环境Rb－Y+Nb判别图解上(见图4a)，雅江小区花岗岩位于同碰撞花岗岩、火山岛弧花岗岩之间的过渡区域。在Rb－Yb+Ta判别图解上(见图4b)，雅江小区花岗岩也位于同碰撞花岗岩、火山弧花岗岩的范围之间的过渡区域。在Rb－Hf－Ta判别图解上(见图4c)，雅江小区花岗岩几乎都分布在碰撞大地构造背景上的花岗岩区域内。结合样品的主微量稀土元素特征，同时与川西地区花岗岩进行对比，可以推断雅江小区花岗岩应形成于中生代陆陆碰撞构造环境，由于区域的强烈挤压，导致地壳缩短加厚以及大型逆冲推覆构造形成，导致了壳源物质发生重熔，形成了雅江小区花岗岩。考虑到雅江小区花岗岩属于过铝质重熔型花岗岩类及其较弱的Eu异常，可推断其岩浆源区可能存在有早期的岛弧火山物质，导致其投图偏向火山弧花岗岩类，但是却并非岛弧火山作用形成。

4、结论

位于甘孜－理塘结合带以东的三叠系西康群复理石建造中的酸性侵入体，主要呈小岩体、小岩株的形式出露，岩性主要为花岗岩、花岗斑岩、二长花岗岩、花岗细晶岩等，构成了钾钙碱性系列与高钙钾碱性岩浆系列。这些岩石的岩石地球化学特征揭示其成因为壳源重熔型花岗岩。地壳类型为变质泥岩部分熔融，并且混入了早期沉积的部分岛弧火山物质。构造鉴别研究表明，雅江酸性侵入岩体主要形成于中生代陆陆碰撞构造环境。

参考文献:

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