东昆仑印支期中酸性岩浆岩特征及构造背景
2014-04-29陶斤金赖健清
陶斤金 赖健清
摘要：东昆仑地区出露大面积多期次的岩浆岩体，构成一条巨大的岩浆岩带。通过对东昆仑近年来获得的印支期中酸性岩浆岩锆石U-Pb及部分39Ar-40Ar测年结果的分析，东昆仑印支期岩浆岩可以分为早期和晚期2个形成阶段。早期中酸性岩浆岩形成于260-230Ma左右，岩性主要为英云闪长岩、花岗闪长岩和二长花岗岩；晚期中酸性岩浆岩形成于230-195Ma左右，岩性主要正长花岗岩和二长花岗岩。这些广泛分布的中酸性岩浆岩表明东昆仑地区在印支期经历了复杂的岩浆和构造作用过程，早期岩浆岩的形成与东昆仑洋壳大规模俯冲碰撞有关，晚期岩浆岩的形成与东昆仑碰撞后的伸展作用有关。
关键词：东昆仑 印支期 中酸性岩浆岩 构造背景
东昆仑位于青藏高原北部，其北侧为柴达木盆地，南临巴颜喀拉地体，地处中朝、塔里木——柴达木、扬子和印度板块的拼合部位。东昆仑造山带在构造上具有多岛洋、软碰撞和多旋回的特征（姜春发等，1992；张德全等，2001；殷鸿福等，1997；郭晓东等，2004）。东昆仑构造带出露大面积多期次的岩浆岩体，构成一条巨大的岩浆岩带。其中，印支期是该区最为重要的构造-岩浆-成矿作用活跃期（莫宣学等，2007；郭正府等，1998；古凤宝等，1996；袁万明等，2000）。
初步研究发现，东昆仑印支期岩浆岩在形成时代、岩石组合及空间分布上均有明显的规律。本文将通过对近年来获得的印支期中酸性岩浆岩的年代学、岩石学、地球化学特征等资料的研究，对东昆仑印支期区域构造背景进行讨论。
一、时空分布及地质特征
根据近年来发表的关于东昆仑印支期中酸性岩浆岩锆石U-Pb及少量39Ar-40Ar测年结果（刘建楠等，2012；宋忠宝等，2013；奚仁刚等，2010；丰成友等，2011；孙雨等，2009；王松等，2009；刘成东等，2004；李世金等，2008；Liu et al，2004；丰成友等，2012；常有英等，2009；刘云华等，2006；佘宏全等，2007；刘成东等，2003），结合其它地质特征，该区印支期岩浆岩可划分为早期（260-230Ma）和晚期（230-195Ma）2个形成阶段。
早期岩体分布在祁漫塔格——都兰构造岩浆带南部、东昆北带东段、格尔木——诺木洪一带和东昆南构造岩浆岩带东段，集中于沙流河——清水泉之间、格尔木东南角及祁漫塔格地区。岩性主要为二长花岗岩、正长花岗岩、花岗闪长岩、英云闪长岩、闪长岩和花岗斑岩，一般呈复式岩基、小岩株、岩脉、岩枝及不规则状产出，总体呈近东西向展布。典型的早期岩体有：格尔木采石场岩体、格尔木水电站岩体、尕牙合岩体、柯柯赛山岩基、南戈泉——他温山岩基、哈扎日岩体、约格鲁岩体、下得波利岩体等。
晚期岩体分布较局限，主要在祁漫塔格——都兰带西段和东昆北带西段，东昆南带西段有少量发育，集中于昆仑山口——格尔木之间的赛巴——曲果及鄂拉山一带。一般呈规模较小的岩基、岩株状，总体上呈东西向分布。主要岩石类型为正长花岗岩、二长花岗岩、花岗闪长岩和英云闪长岩。典型岩体包括：祁漫塔格附近卡尔却卡岩体、虎头崖岩体、鸭子沟岩体、长山岩体，以及东大滩岩体、西大滩岩体、石灰沟岩体、纳赤台岩体、小南川岩体、野牛沟岩体、鄂拉山岩体等。
二、地球化学特征
下得波利花岗斑岩体、哈日扎花岗闪长斑岩体和肯德可克二长花岗岩体为印支早期的典型岩体，其化学分析结果（刘建楠等，2012；宋忠宝等，2013；奚仁刚等；2010）表明，早期岩浆岩SiO2含量为69.61%-76.08%，Na2O+K2O含量为5.45%-7.95%。在SiO2-K2O图解上（图1A），主要落在高钾钙碱性-钙碱性系列岩区；Al2O3含量为13.51%-15.23%，铝饱和指数（A/CNK）介于0.86-1.98之间，在铝过饱和指数图解上（图1B），主要为过铝质系列，少量为准铝质。该期花岗岩类型以I型、A型花岗岩为主，少量s型花岗岩（如哈日扎岩体）（刘建楠等，2012；宋忠宝等，2013；奚仁刚等；2010）。该期岩体稀土元素标准配分曲线总体呈右倾（图2A），LREE/HREE为5.57-10.34，（La/Yb）N比值为5.64-11.79；δEu=0.26-0.85，具有明显的负铕异常且变化较大。
根据卡尔却卡花岗岩体、那陵郭勒河东钾长花岗岩体和野马泉景忍花岗岩体主量元素测试数据（丰成友等，2012；常有英等，2009；刘云华等，2006），印支晚期岩浆岩以高硅、高碱为特征。SiO2含量为70.63%-76.64%，Na2O+K2O含量为7.23%-8.8%，在SiO2-K2O图解上（图1A），主要落在高钾钙碱性岩区，仅少量为钾玄岩系列；Al2O3含量为12.26%-14.33%，铝饱和指数（A/CNK）介于0.89-1.12之间，在铝过饱和指数图解上（图1B），沿准铝质和过铝质分界线分布，属于准铝质到过铝质岩石。花岗岩类型主要为A型花岗岩（丰成友等，2012；常有英等，2009；刘云华等，2006）。该期岩浆岩LREE/HREE为8.32-10.47，（La/Yb）N比值为10.04-15.36，稀土元素配分曲线（图2B）明显右倾，轻稀土陡倾，而重稀土相对稍缓；δEu=0.39-0.79，具弱的负铕异常。
三、讨论
印支早期中酸性岩体属于过铝质高钾钙碱性-钙碱性系列，印支晚期岩体为准铝质-过铝质、高钾钙碱性-钾玄岩系列；这2期岩浆岩稀土配分曲线均呈右倾，且具有明显的铕异常，但早期岩浆岩负铕异常变化更大，晚期岩浆岩轻重稀土分馏更加明显。综上所述，2期岩浆岩地球化学特征存在明显差异。
将两期典型花岗岩体的主量元素、微量元素测试数据（刘建楠等，2012；宋忠宝等，2013；奚仁刚等；2010；丰成友等，2012；常有英等，2009；刘云华等，2006）进行构造环境判别分析。在花岗岩主量元素构造判别图解中（图3），早期花岗岩主要落于R1-R2图解中的同碰撞区域和碰撞前区域，晚期花岗岩主要落于R1-R2图解中的同碰撞区域和晚造山区域；FeOT/（FeOT+MgO）-SiO2图解中早期岩体主要落于岛弧型花岗岩、大陆弧花岗岩、大陆碰撞花岗岩区域与碰撞后造山期交界部位，少量点落于碰撞后造山期，晚期花岗岩主要落于碰撞后造山期区域。由花岗岩微量元素构造环境判别图解（图4），可知印支早期花岗岩主要落于同碰撞环境，部分下得波利花岗斑岩落于火山弧环境；晚期花岗岩主要落入同碰撞环境和火山弧环境交界部位，仅野马泉景忍花岗岩落于板内花岗岩区域。由上可知，早期花岗岩主要形成于碰撞前和碰撞期，而晚期花岗岩主要形成于碰撞后的造山期，二者形成时所处大地构造环境的不同，是造成其主量和稀土元素特征有明显区别的主要因素。
据前人研究，在中二叠世-中三叠世（260-230Ma）东昆仑处于洋壳大规模俯冲碰撞阶段，晚二叠世东昆仑碰撞造山带在由西段始发，向东段迁移消减闭合，这一阶段构造以挤压为主，洋盆收缩，至中三叠世全面碰撞造山，形成一套代表俯冲碰撞类型的弧火山岩组合，早期I型花岗岩形成于俯冲碰撞造山阶段，S型和A型花岗岩的产出则是陆内俯冲作用的结果（郭正府等，1998；奎明娟等，2010；朱云海等，2003）。本文研究的早期岩体，下得波利花岗斑岩、哈日扎花岗闪长斑岩和肯德可克二长花岗岩同位素年龄测定分别为244Ma、235Ma和231Ma（刘建楠等，2012；宋忠宝等，2013；奚仁刚等，2010），对应于中三叠世，正是在大规模俯冲碰撞阶段末期所形成。在晚三叠世一早侏罗世（230-195Ma），东昆仑造山带处于陆内造山阶段，在晚三叠世进入碰撞一后碰撞陆内造山阶段，在此阶段出现后造山期花岗岩，A型花岗岩的产出表示进入造山后阶段（郭正府等，1998：许荣华等，1990）。此次研究的晚期岩体，卡尔却卡二长花岗岩、那陵郭勒河东钾长花岗岩和野马泉景忍花岗岩同位素年龄分别为227Ma、225Ma和204Ma（丰成友等，2012；常有英等，2009；刘云华等，2006），处于该阶段早期，形成于该次造山期后的伸展环境中。
四、结论
1 东昆仑印支期岩浆岩存在早期和晚期2个形成阶段，早期中酸性岩浆岩形成于260-230Ma左右，岩性主要为英云闪长岩、花岗闪长岩和二长花岗岩；晚期中酸性岩浆岩形成于230-195Ma左右，岩性主要为正长花岗岩和二长花岗岩。
2 二期典型岩体的地球化学分析表明，印支早期岩体SiO2含量为69.61%-76.08%，Na2O+K2O含量为5.45%-7.95%，铝饱和指数为0.86-1.98，属于过铝质高钾钙碱性-钙碱性系列；晚期岩体SiO2含量为70.63%-76.64%，Na2O+K2O含量为7.23%-8.8%，铝饱和指数介于0.89-1.12之间，属于准铝质-过铝质、高钾钙碱性-钾玄岩系列；两期岩浆岩稀土配分曲线均呈右倾，且具有明显的铕异常，但早期岩浆岩负铕异常变化更大，晚期岩浆岩轻重稀土分馏更加明显。
3 两期岩体在岩石组合和地球化学特征方面的区别，表明二者形成时所处大地构造环境不同。印支早期（260-230Ma）东昆仑处于洋壳大规模俯冲碰撞阶段，本文研究的早期岩体形成于该阶段末期，反映出俯冲碰撞构造背景特征；印支晚期（230-195Ma）东昆仑处于陆内造山阶段，本文研究的晚期岩体处于该阶段早期，形成于该次造山期后伸展环境中。
