北巴颜喀拉大场花岗岩类岩石学、地球化学特征及其构造环境

边 飞，吴柏林，马 晔

北巴颜喀拉大场花岗岩类岩石学、地球化学特征及其构造环境

大场花岗岩类岩体直接侵入到已发生褶皱的三叠纪地层中,岩石类型主要为花岗闪长岩和二长花岗岩，2者呈渐变过渡关系，岩石具粗粒结构或斑状结构。对矿区东部扎日加-扎日尕一带花岗岩体岩相学、地球化学特征进行了研究，分析了大场地区构造演化和岩浆活动的地质历史。研究显示, 该花岗岩类具有高硅(SiO2含量为66.29%～73.03%)、高碱(ALK为6.59～9.26)、过铝质(ASI为 1.45～1.648)的特征,指示其为壳源型高钾钙碱性系列的强过铝质S型花岗岩。在主量元素构造判别图解FeO*/(FeO*+ MgO)-SiO2和R1-R2及微量元素构造判别图解Rb-(Y-Nb)、Rb-(Yb+Ta)、Ta-Yb、Nb-Y上，所有点均落于同碰撞或后碰撞花岗岩区，表明大场地区花岗岩形成于巴颜喀拉山造山带陆内碰撞造山阶段的同碰撞期至后碰撞初期，为挤压向拉张构造体制转变的过渡时期，以挤压构造环境为主。

巴颜喀拉；大场花岗岩；地球化学；构造环境

北巴颜喀拉山构造上隶属松潘-甘孜褶皱带，它不但是褶皱造山的典型代表，同时也成为一条重要的金属成矿带，大场金矿便是北巴颜喀拉成矿带中一个超大型金矿，因而该区的地质演化受到研究者的广泛关注。由于岩浆作用与地球动力学和成矿过程存在着密切的联系，拉造山带内广泛出露的花岗岩类则是探讨该造山带区域地质演化过程的重要研究对象。笔者通过对矿区东部扎日加-扎日尕一带花岗岩体岩相学、地球化学特征进行研究，分析大场地区构造演化和岩浆活动的地质历史，为北巴颜喀拉造山带的演化及大场金矿的成因分析提供参考。

1 大场花岗岩的岩石学特征

注：Kfs为钾长石; Pl为斜长石; Bi为黑云母; Q为石英; Am为角闪石。

大场地区位于北巴颜喀拉造山带，其北部以布青山断裂为界与阿尼玛卿缝合带毗邻[1]，矿区出露地层简单，主要为三叠系巴颜喀拉山群中亚群(Tby)砂岩、板岩互层的复理石浅变质沉积岩[2]，火山活动弱，侵入岩不发育，仅在大场矿区东北缘扎日加-扎日尕一带出露有花岗质岩体。该岩体在平面上呈不规则形状，整体呈东北向展布，长轴走向约北东50°，与区域构 造线走向成约40°夹角，位于甘德-玛多逆冲断裂裂北侧的上盘，且被后期一条北东走向的后期断裂所切割。野外观察显示,大场岩浆岩体明显侵入到已褶皱的三叠纪地层内, 岩株产出，与围岩的接触面较陡，说明花岗岩类岩体的侵位是在三叠纪地层褶皱变形之后发生的。该岩体为复式岩体，包含2个小的侵入单元，岩性主要为扎日尕花岗闪长岩和扎日加二长花岗岩，花岗闪长岩体位于二长花岗岩体的东北侧，两者的岩性无截然界限，具渐变过渡关系。扎日尕花岗闪长岩采于N35°11′49.5″、E96°38′2.8″，深度4727m。呈灰白色-灰黑色，具斑状结构，块状构造，高岭土化(见图1(a))，主要矿物成分为石英(20%)+斜长石(35%)+钾长石(20%)+角闪石(10%)+黑云母(15%)，副矿物主要为锆石、磁铁矿、榍石和磷灰石等。钾长石主要为微斜长石和正长石，发育格子双晶和克氏双晶。扎日加二长花岗岩采于N35°11′39″、E96°37′2.3″，深度4704m。表面为淡红色、灰白色，半自-自形粗粒结构，块状构造(见图1(b))，矿物组成为石英(25%)+斜长石(30%)+钾长石(30%)+黑云母(10%)+角闪石(2%)组成，副矿物以锆石、榍石、磁铁矿为主。花岗闪长石中斜长石呈自行板状，具环带结构，发育聚片双晶(见图1(c))。二长花岗岩中钾长石多为微斜长石和正长石，有少量的条纹长石，发育格子双晶和克氏双晶(见图1(d))。斜长石呈自行板状，发育聚片双晶，呈他形分布,波状消光。花岗闪长岩和二长花岗岩的矿物成分大致相同，但是从花岗闪长岩体向二长花岗岩体过渡的过程中，暗色矿物明显减少，岩石的颜色由灰黑-灰白色变为灰白色和淡红色，颜色由深变浅，石英含量增加，长石斑晶减少。

2 地球化学特征

岩石地球化学特征显示大场花岗岩类岩体中SiO2、Al2O3、K2O和Na2O的含量较高，CaO、MgO、Fe2O3和TiO2的含量较低,Al2O3随着K2O的含量增加而增加,呈较好的线性关系，具陆壳重熔型花岗岩的特征。扎日尕花岗闪长岩SiO2含量为66.29%～72.18%,扎日加二长花岗岩SiO2含量为70.39%～73.03%，两者都为典型的酸性侵入岩。花岗闪长岩和二长花岗岩的K2O、Na2O含量相当，K2O/Na2O几乎都在1.1以上，均相对富钾，具S型花岗岩的特征。花岗闪长岩里特曼指数δ为0.0882～0.1167，二长花岗岩里特曼指数δ为0.0767～0.0939，两者里特曼指数很相近，变化范围均比较小，应划分为钙碱性系列。在SiO2-K2O 图解(见图2)中钙碱性都落在高钾，二花花岗岩和花岗闪长岩-钾玄岩区,属高钾钙碱性-钾玄岩系列。扎日尕花岗闪长岩铝饱和度指数ASI(A/CNK)为1.513～1.648, 扎日加二长花岗岩铝饱和度指数ASI(A/CNK)为1.45～1.637,两者的铝饱和指数ASI均大于1.1，具典型的S型花岗岩特征[3]。在A/CNK-A/NK图解上样品全部落入过铝质花岗岩区域，并且所有样品投点均在位于I-S Line(I型花岗岩和S型花岗岩分界线)的右侧(见图3),为强过铝质系列[4]。扎日尕花岗闪长岩TFe2O3含量1.44%～4.41%之间, MgO含量为0.52%～1.61%，两者均表现出贫铁镁。上述特征表明，大场岩浆岩体整体具有富硅和铝、贫铁和镁的特点,总体显示高钾钙碱性强过铝质S型花岗岩的特征。

3 构造环境判别

3.1主量元素的构造环境判别

在R1-R2[5]图解中 (见图4(a))，扎日尕花岗闪长岩和扎日加二长花岗岩大多落在同碰撞区,仅1个二长花岗岩、2个花岗闪长岩样品的投点落在晚造山区，显示花岗闪长岩和二长花岗岩都具有同碰撞和晚造山花岗岩的特点，指示花岗闪长岩和二长花岗岩形成的时期为同碰撞期到晚造山期，反映一种以同碰撞为主并开始向晚造山过渡的构造环境。在TFe2O3/(TFe2O3+ MgO)-SiO2图 (见图4(b))中，扎日尕花岗闪长岩和扎日加二长花岗岩均位于岛弧花岗岩、大陆弧花岗岩、大陆碰撞花岗岩区[6]。造山阶段的同造山和晚造山时期分别对应于同碰撞(主碰撞)和后碰撞时期[7]，因而扎日尕花岗闪长岩和扎日加二长花岗岩均形成于同碰撞的挤压环境向后碰撞的伸展环境转化过渡阶段，以挤压环境为特征的同碰撞阶段为主。

图2 大场花岗岩类的SiO2-K2O 图解

图3 大场花岗岩类A/CNK-A/NK分类图解

注:RRG 为与裂谷有关的花岗岩；CEUG 为大陆造山隆起花岗岩；POG 为后造山花岗岩；IAG 为岛弧花岗岩；CAG 为大陆弧花岗岩；CCG为大陆碰撞花岗岩。

3.2微量元素的构造环境判断

注: Syn-COLG为同碰撞花岗岩；VAG为火山弧花岗岩；WPG为板内花岗岩；ORG为洋脊花岗岩。

在花岗岩形成环境的微量元素判断方面，Pearce[8]的花岗岩构造环境判别图(见图5)在花岗岩的构造环境判别方面的准确率超过了95%，取得了很好的效果，特别是在造山带花岗岩的判别上效果更为明显。Rb-(Y-Nb)图解上多数样品落在同碰撞区，少部分位于后碰撞花岗岩区，在Rb-(Yb+Ta)、Ta-Yb和Nb-Y图解中扎日尕花岗闪长岩和扎日加二长花岗岩都集中位于同碰撞花岗岩区，Nb-Y中仅1个别样品向板内过渡(见图5)，总体反映了一种以同碰撞为主并开始向后碰撞过渡的构造环境。上述分析表明, 扎日尕花岗闪长岩和扎日加二长花岗岩形成环境是一致的，这2类岩石均为造山型花岗岩，指示一种碰撞造山的形成环境，两者都形成于碰撞造山的同碰撞期-后碰撞初期，总体以挤压环境为主开始向伸展环境过渡，这与S型花岗岩的形成环境也相符合。

4 讨 论

扎日尕花岗闪长岩和扎日加二长花岗岩在空间接触关系上是渐变过渡的，并无截然的界限。另外，通过对扎日尕花岗闪长岩和扎日加二长花岗岩岩石学特征和主、微量元素特征的综合分析，不难看出2类岩石的矿物组成基本相同，各类矿物的含量的变化符合正常的岩序演化规律。由花岗闪长岩到二长花岗岩，SiO2的含量逐渐增加，铁镁含量逐渐减少，显示岩石的酸性逐渐增强，也符合正常的岩浆演化规律，并且这2种岩石之间的这些变化均呈渐变性，并无截然的界限。花岗岩形成的构造环境分析也表明两者形成的构造环境基本一致，表明扎日尕花岗闪长岩和扎日加二长花岗岩为同源岩浆结晶分异的结果，岩浆结晶分异先形成花岗闪长岩之后形成二长花岗岩。因此，该地区花岗岩类岩石具有富硅和铝、贫铁和镁的特点,总体显示了高钾钙碱性强过铝质S型花岗岩的特征，稀土和主微量元素特征指示该扎日尕花岗闪长岩和扎日加二长花岗岩为上地壳沉积岩重熔形成的。

在区域地质演化上，巴颜喀拉洋形成于早三叠世，中三叠世随着巴颜喀拉洋的洋壳向北俯冲，产生了NS向的挤压，巴颜喀拉洋由拉张转为收缩。晚三叠世，随着巴颜喀拉洋的最后封闭，巴颜喀拉地块与柴达木地块南缘发生强烈碰撞[9-10]，自晚三叠世-早侏罗以后进入了陆内造山阶段[11]。从花岗岩体与该区地层的接触关系可以看出，该花岗岩的侵位时间为早-中三叠以后，据此笔者认为大场岩浆岩体为造山型花岗岩，该岩体形成于巴颜喀拉造山带陆内碰撞造山阶段的同碰撞-后碰撞初期，总体以碰撞挤压环境为主，并开始向后碰撞的伸展环境过渡，很可能是陆块碰撞挤压作用下地壳增厚，进而使下地壳发生拆沉，软流圈岩浆上涌，从而导致上地壳局部熔融的结果。

[1]韩英善,李俊德,王文,等.对大场金矿成因的新认识[J].高原地震，2006，18(3)：54-58.

[2]包存义，许国武，李玉春，等．大场地区金矿成因类型及成矿潜力分析[J]．青海国土经略，2003(3)：17-22.

[3]Rickwood P C. Boundary lines within petrologic diagram which use oxides of major and minor element[J]. Lithos, 1989(22): 247-263.

[4]Peccerillo R，Taylor S R.Geochemistry of Eocene calc-alkaline volcanic rocks from the Kastamonu area, northern Turkey[J].Contributions to Mineralogy and Petrology, 1976, 58(1): 63-81.

[5]Batchelor R A，Bowden P. Petrogenetic interpretation of granitoid rock series using multicationic parameters[J] . Chem Geol. 1985,48(1) : 43-55.

[6]Maniar D P，Piccdi P M. Tectonic discrimination of granitoids[J]. Geological Society of American Bulletin, 1989,101:635-643.

[7]Liegeoiset J P. Some words on the post-collisional magmatism[J]. Lithos, 1998,45: 15-17.

[8]Pearce A J A, Harris N B W, Tindle A G. Traceelement discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks [J]. J Petrol，1984,25(4): 956-983.

[9]张以弗．可可西里巴颜喀拉三叠纪沉积盆地的划分及演化[J].青海地质，1996，5(1)：1-17.

[10]范丽琨，蔡岩萍，梁海川，等.东昆仑地质构造及地球动力学演化特征[J].地质调查与研究, 2009，3(3):181-186.

[11]沙淑清，王宗秀，郭通珍，等.巴颜喀拉山东段花岗岩锆石SHRIMP定年及其地球化学特征[J].地球学报，2007，28(3)：261-269.

[编辑] 李启栋

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.04.010

P597.3

A

1673-1409(2012)04-N029-04

2012-02-28

国家自然科学基金项目(41173060)；陕西省“13115”重大科技专项(2008ZDKG-48);大陆动力学国家重点实验室科技部专项；青海省大场地区金矿整装勘查项目。

边飞(1985-)，男， 2009年大学毕业，硕士生，现主要从事矿物学岩石学矿床学专业方面的研究工作。