北祁连奥陶纪抠门子组火山岩特征及构造意义

杨运军，张锋军，杨克俭，张小明，王明志

(1.中国地质大学(北京)，北京 100083；2.陕西省地质调查中心，陕西 西安 710065)

北祁连奥陶纪抠门子组火山岩特征及构造意义

杨运军1,2，张锋军2，杨克俭2，张小明2，王明志2

(1.中国地质大学(北京)，北京 100083；2.陕西省地质调查中心，陕西 西安 710065)

青海省祁连县武松塔拉一带发育奥陶纪抠门子组，以构造岩片形式与周围地层呈断层或不整合接触，在抠门子组下段发育一套岩浆喷发序列组成的中-基性火山岩建造，岩石类型以安山岩、玄武岩为主，其次为英安质、安山质及玄武质火山碎屑岩。经过野外调查和岩石化学分析表明：安山岩总体为高铝富钠的碱性火山岩系列，其微量元素和稀土元素分配型式具有岛弧玄武岩特征 (VAB)；玄武岩总体为次铝富钠碱性火山岩系列，其微量元素和稀土元素分配型式和混染的大洋玄武岩(MORB)特征相似。抠门子组火山岩具有2种截然不同的岩石地球化学特征，构造环境分析具有混染的大洋盆地和岛弧双重属性，这些大洋玄武岩及岛弧火山岩的出现标志着中—晚奥陶世北祁连洋壳的俯冲消减事件，该火山活动为北祁连早古生代构造演化研究提供了依据。

北祁连武松塔拉;奥陶纪抠门子组;玄武岩

青海省祁连县武松塔拉地区大地构造位置处于祁连造山带北祁连弧盆系南部(潘桂堂等，2012)，该区地质构造复杂，早古生代岩浆活动强烈，是研究祁连造山带构造演化的关键地区。众多学者多年来对北祁连弧盆系物质组成和构造演化做了大量研究，并取得丰硕的成果，深化了对祁连造山带的认识(夏林圻等，2003；徐学义等，2003；左国朝等，1997；宋述光等，1997)。已有研究表明祁连造山带奥陶纪发育典型的沟-弧-盆体系，但历来研究多限于构造单元划分(潘桂堂等，2012)、俯冲带蛇绿混杂岩研究(张建新等，2006)、沉积盆地及地球化学特征(闫臻等，2008；杜远生等，2006)、同位素测年等方面，事实上武松塔拉地区奥陶纪抠门子组蕴含着丰富的沉积-火山岩浆活动和构造演化信息，该组上段为活动边缘盆地环境沉积的碎屑岩夹碳酸盐岩、硅质岩建造，在泥质岩中发现有孔虫化石，灰岩中产珊瑚、腕足化石，时代为中晚奥陶世(宋述光等，1997)；下段出露中-基性岩浆喷发序列组成的火山岩建造，发育完整的火山喷发旋回。

笔者以抠门子组下段火山岩为研究对象，着重对其地质特征、火山喷发旋回、岩石地球化学特征等方面进行了较为全面的叙述，在此基础上对其形成的大地构造环境进行了探讨。

1 区域地质特征

研究区位于秦祁昆造山系之北祁连弧盆系南缘，和中祁连-湟源地块以玉石沟-野牛沟-清水沟结合带相隔，区内总体构造线呈北西西向，沿区域性断裂附近有早古生代基性-超基性岩呈岩珠分布；出露地层主要有寒武纪香毛山组、泥盆纪老君山组、石炭纪臭牛沟组-羊虎沟组、二叠纪大黄沟组-窑沟组、三叠纪阿塔寺-尕勒得寺组、白垩纪下沟组及新近纪疏勒河组等。

其中抠门子组空间上以构造岩片形式与寒武纪香毛山组(张彦杰等，2003)等呈断层或角度不整合接触，走向呈北西西向展布于祁连县南武松塔拉一带(图1)，平面形态呈剪刀状，东西长约40余km，中段最窄处不足1 km,东侧南北最宽约10 km，呈断块夹于其他地层之间。火山岩主要分布于抠门子组下段，主要分布于区内西北部S204省道吉隆沟两侧，总体岩性为中-基性火山岩，包括玄武岩、安山岩及火山碎屑岩。

图1 青海省祁连县武松塔拉一带地质简图Fig.1 Simplified geological map ofwusongtala of Qilian County, Qinhai province

2 火山岩特征

2.1 岩石特征

火山岩主要包括安山岩和玄武岩(图2)，安山岩主要在吉隆沟东发育，由剖面PM10控制，岩性为杏仁状安山岩、杏仁状安山质角砾熔岩、安山质角砾岩屑凝灰岩、安山质角砾晶屑岩屑凝灰岩、安山质凝灰质板岩夹杏仁状玄武岩及硅质黏土岩等；玄武岩分布于于吉隆沟西侧，由剖面PM24控制，普遍发生绿帘石化等蚀变，岩性主要有碎裂岩化玄武岩、碎裂化球颗玄武岩、碎裂岩化强蚀变玄武岩、碎裂岩化岩屑晶屑凝灰岩夹硅质岩等，岩石碎裂化特征明显，沿碎裂裂隙充填后期碳酸盐脉、绢云母碳酸盐脉和碳酸盐石英透闪石脉等。这2种火山岩之间及火山岩与抠门子组上段碎屑岩之间均为韧性断层接触，继承了早古生代弧-陆碰撞期构造演化形迹。

图2 火山岩显微镜下特征图Fig.2 Characteristic of volcanic rocks in microscope

2.2 剖面及火山-沉积旋回特征

2.2.1 玄武岩剖面及旋回特征

在吉隆沟西侧玄武岩中测制了地质剖面PM24(图3)，剖面全长1.77 km，剖面南部被大面积第四纪覆盖未见底，但依据1∶25万门源幅区域地质调查资料，该火山岩底部以玄武岩结束(拜永山等，2007)，上部与抠门子组上段碎屑岩段为断层接触。剖面特征描述如下。

抠门子组上段(未见顶)

46.深灰色中厚层状岩屑砂岩夹细粒长石石英砂岩

43.67 m

抠门子组下段

45.深灰-灰绿色中厚层长石石英砂岩夹碎裂岩化玄武岩

56.29 m

44.浅灰-灰白色英安质角砾岩

7.25 m

43.深灰-灰绿色蚀变长石石英砂岩夹火山碎屑岩

15.41 m

42.浅灰-灰白色英安质角砾岩

2.72 m

41.深灰色含岩屑砂岩夹蚀变安山岩

38.07 m

40.灰-灰绿色含火山碎屑粉砂质板岩夹砂岩

14.06 m

39.灰白色英安质角砾岩

3.52 m

38.灰绿色玄武岩夹玄武质沉凝灰岩

29.89 m

37.灰绿色杏仁状玄武岩

28.42 m

36.灰绿色-灰色玄武岩

60.19 m

35.暗红色玄武安山岩

4.39 m

34.灰-灰绿色块状玄武岩

43.88 m

33.灰-灰褐色含角砾岩屑、晶屑凝灰质板岩夹少量硅质板岩

78.13 m

32.灰-灰绿色凝灰质板岩夹硅质板岩及少量火山碎屑岩

20.84 m

31.灰-灰白色大理岩夹少量灰绿色透闪石化闪长岩脉

88.87 m

30.灰-灰白色中薄层大理岩

5.81 m

29.灰-灰黄色中层状石英质砾岩

19.60 m

28.灰绿色中薄层层状蚀变砂岩

17.69 m

图3 青海省祁连县抠门子组下段玄武岩剖面图(数字代表剖面分层号，岩性见分层描述)Fig.3 Basalt Profile of Ordovician lower Koumenzi Formation in Qilian County, Qinhai province

27.浅灰色大理岩化灰岩夹蚀变粉砂岩

8.04 m

26.灰绿色强蚀变辉长岩

56.75 m

25.浅灰-浅灰绿色含粉砂质凝灰岩夹球颗玄武岩

28.78 m

24.浅灰绿色碎裂岩化球颗玄武岩

42.47 m

23.暗红色薄层状硅质岩

1.96 m

22.灰绿色块状玄武岩

87.66 m

21.灰绿色残余枕状玄武岩

52.88 m

20.灰褐-灰绿色碎裂岩化蚀变玄武岩

18.00 m

19.暗红色薄层状硅质岩

0.86 m

18.灰褐-灰绿色碎裂岩化玄武岩

22.54 m

17.紫红色叶片状凝灰质粉砂岩

0.60 m

16.灰绿色玄武质火山角砾岩

24.00 m

15.灰褐-灰绿色蚀变玄武岩，局部夹硅质条带

12.86 m

14.暗紫色薄层状褐铁矿化硅质岩

16.05 m

13.灰-灰绿色碎裂化玄武岩

23.75 m

12.暗紫红色-灰绿色碳酸盐化碎裂化球颗玄武岩

10.91 m

11.灰-灰绿色残余枕状碎裂岩化球颗玄武岩

44.39 m

10.暗红色-灰绿色碎裂化蚀变玄武岩

57.40 m

9.浅灰绿色碎裂化蚀变玄武岩

15.89 m

8.暗红色条带状、透镜状硅质岩夹玄武岩

2.65 m

7.浅灰绿色块状碎裂化蚀变玄武岩

22.48 m

6.暗红色褐铁矿化硅质岩

3.56 m

5.浅灰绿色块状蚀变玄武岩

32.04 m

4.暗紫红色薄层碎裂岩化硅质岩

0.71 m

3.浅灰绿色块状蚀变玄武岩

22.43 m

2.暗紫红色薄层碎岩化硅质岩

1.07 m

1.浅灰绿色块状碎裂岩化蚀变玄武岩(未见底)

5.70 m

PM24剖面上火山岩段可划分为3个火山喷发旋回，每个旋回由多个次旋回和韵律组成，由火山爆发-喷溢-间歇(接受沉积)相韵律式组成，各旋回之间为整合接触，剖面旋回特征叙述如下。

第一旋回,火山岩由1～17层多个喷溢-沉积韵律构成旋回，玄武岩经历一定蚀变。顶部由溢流相-爆发相-沉积相构成构成一个次级火山沉积旋回(15～17层)，火山岩厚度233.99 m，岩相为喷溢相，由下向上喷溢强度弱—强。

第二旋回，包括18～33层，由多个喷溢-沉积韵律构成旋回，由火山角砾凝灰岩、玄武岩组成，喷发厚度276.93 m，岩相为爆发相-喷溢相，喷发强度由弱—强—弱，与第三次旋回间有碎屑岩和碳酸盐岩沉积间隔。

第三旋回，由34～45层构成第3个火山-沉积旋回，岩性包括岩屑-晶屑凝灰岩、玄武岩、凝灰岩、英安质角砾岩少量安山岩、玄武岩及沉积韵律组成，火山岩总厚403.06 m，岩相为爆发相-喷溢相，由下向上喷溢强度弱—强—弱，最终火山活动基本趋于平静。

2.2.2 安山岩剖面及旋回特征

在吉隆沟东侧测制了地质剖面PM10，剖面全长2.8 km，用以控制安山岩段，剖面南测被第四纪和新近纪疏勒河组不整合覆盖未见底，北侧20～33层为抠门子组上段碎屑岩段，二者为断层接触，剖面描述如下(图4)。

扣门子组上段O3k2

33.灰-浅灰色粉砂质绢云母板岩

10.05 m

32.浅灰色中薄层状灰岩质角砾岩

3.35 m

31.浅灰绿色黏土板岩夹少量含粉砂黏土板岩

50.07 m

30.灰色含砾板岩

8.60 m

29.灰-深灰色黏土板岩

47.66 m

28.灰-浅灰色硅质板岩

15.89 m

27.灰-浅灰色硅质板岩夹粉砂质板岩

30.97 m

26.灰-深灰色粉砂质板岩夹岩屑砂岩扣门子组下段O3k1

12.73 m

25.灰-浅灰绿色变余岩屑晶屑沉凝灰岩

54.18 m

24.灰-灰褐色钙质板岩

14.71 m

23.灰-浅灰色碳酸盐化沉凝灰岩夹含砾石不等粒含钙岩屑砂岩

147.04 m

22.深灰色中层状复成分砾岩夹互粉砂质板岩

26.52 m

21.灰-浅灰绿色沉凝灰岩

23.01 m

20.浅灰绿色含粉砂黏土板岩

155.20 m

19.灰色杏仁状安山质角砾熔岩

174.69 m

18.灰-浅灰色杏仁状玄武岩

16.19 m

17.灰-灰绿色片理化含火山角砾沉凝灰岩夹团块玄武岩

40.47 m

16.灰黑色含褐铁矿化黏土硅质板岩

21.18 m

15.灰色含碳泥质石英杂砂岩夹灰岩条带、含火山角砾沉凝灰岩

126.51 m

14.灰-深灰色凝灰质绢云母板岩

82.68 m

13.强片理化、褐铁矿化凝灰质板岩

18.33 m

12.深灰色块状安山岩

94.93 m

11.浅灰绿色蚀变玄武质角砾熔岩

8.60 m

10.浅灰绿色玄武质角砾岩夹玄武岩

25.79 m

9.暗褐红色杏仁状安山岩

39.62 m

8.杏仁状安山质角砾熔岩

30.59 m

7.安山质角砾岩屑凝灰岩

20.96 m

6.安山质角砾岩屑晶屑凝灰岩

43.53 m

5.暗紫红色强蚀变中粗粒岩屑杂砂岩

8.52 m

4.浅灰绿色硅质黏土岩

26.37 m

3.浅灰绿色片理化玄武岩

20.89 m

2.浅灰绿色玄武质沉凝灰岩

37.30 m

1.浅灰绿色蚀变沉凝灰岩、粉砂岩夹硅质岩及砂岩条带(未见底)

132.53 m

剖面PM10第一火山-沉积旋回由1～3层组成，厚191.82 m，由玄武质凝灰岩-玄武岩韵律组成，岩相为爆发相-喷溢相，强度弱。

第二旋回包括6～12层，厚264.2 m，由安山质凝灰岩、角砾熔岩、安山岩组成，呈现2个喷发韵律，岩相爆发相-喷溢相，火山活动强度较大。

第三旋回包括13～19层，厚度大于332.36 m，由角砾凝灰岩-玄武岩、安山质角砾熔岩，爆发相-喷溢相，由下向上喷溢强度弱-强。

第四旋回包括21～25层，主要为碎屑岩中凝灰岩夹层，厚度224.23 m，主要为爆发相，喷发强度弱。

3 地球化学特征

3.1 岩石化学特征

岩石化学含量分析结果见表1，从表中可以看出，以SiO2含量大致分为2组。PM10为代表样品，5件样品SiO2含量为53.7×10-2～59.43×10-2，属中性岩范畴，在硅碱分类图(TAS)图解上投到玄武质粗面安山岩(S2)区(图5)。里特曼指数(σ)平均为4.03，均大于3.3，样品大部分位于Ir分界线的上方，全碱含量(Alk)变化于5.5×10-2～7.67×10-2,平均为6.94×10-2，Na2O/K2O值远大于1，具有富碱高钠特征，为碱性岩石序列的碱性玄武岩，个别样品为亚碱性；TiO2含量不高，为0.68×10-2～0.87×10-2，平均0.83×10-2；Al2O3含量较均匀，为15.37×10-2～19.22×10-2，平均17.59×10-2，属高铝玄武岩；MgO含量较均匀，为4.53×10-2～6.05×10-2，平均为5.14×10-2；Fe2O3、CaO含量偏高，MnO含量偏低。长英指数FL64.99～82.09，平均71.06，镁铁指数47.02～59.45，平均52.86，皆较大，说明岩浆的分离结晶作用程度较高；拉森指数为负值，说明岩石酸度较大；m/f值分别为平均1.64，属于铁质基性岩类；固结指数(SI)25.19～32.28，平均为28.78，随着SiO2含量增高固结指数具递减趋势；分异指数(DI)值较高，为57.72～63.05，平均为61.51，表明岩浆分异演化较彻底，岩石基性程度相对高。A/CNK值为1.46～2.29，平均1.82均大于1。总体为高铝高钠碱性安山岩系列。

PM24剖面为代表的7件样品SiO2含量介于46.53×10-2～49.14×10-2，属基性岩范畴，在硅碱分类图解(TAS)(图5)上，样品投影到粗面玄武岩(S1)及玄武岩(B)区；里特曼指数(σ)平均为4.0，大于3.3，为碱性系列，样品大部分位于Ir分界线的上方，全碱含量(Alk)变化为1.42×10-2～6.21×10-2,平均为4.04×10-2，Na2O/K2O值远大于1，具有富碱高钠特征，为碱性序列的碱性玄武岩，个别为亚碱性；TiO2含量不高，为0.69×10-2～1.88×10-2，平均为1.30×10-2；Al2O3含量较均匀，为13.1×10-2～16.65×10-2，平均为14.37×10-2，属次铝玄武岩；MgO含量较均匀为4.72×10-2～8.64×10-2，平均为5.99×10-2；Fe2O3、CaO含量偏高，MnO含量偏低。长英指数为18.58～50.2，平均为31.97；镁铁指数为49.15～71.1，平均为61.58皆较大，岩浆的分离结晶作用程度较高；m/f值分别为平均1.18，属于铁质基性岩类；固结指数(SI)为22.13～39.1，平均为30.47。随着SiO2含量增高固结指数具递减趋势，分异指数(DI)值为19.49～46.15，平均为36.77，表明岩浆的分异演化较彻底，岩石基性程度相对高。A/CNK值为0.79～1.61，平均为1.13，多大于1。总体为分异较彻底的次铝高钠碱性玄武岩系列。

图4 青海省祁连县抠门子组下段安山岩剖面素描图(数字代表剖面分层号，岩性见分层描述)Fig.4 Andesite Profile sketch ofOrdovician lower Koumenzi Formation in Qilian County, Qinhai province

Pc.苦橄玄武岩；B.玄武岩；O1.玄武安山岩；O2.安山岩；O3.英安岩；R.流纹岩；S1.粗面玄武岩；S2.玄武质粗面安山岩；S3.粗面安山岩；T.粗面岩、粗面英安岩；F.副长石岩；U1.碱玄岩、碧玄岩；U2.响岩质碱玄岩；U3.碱玄质响岩；Ph.响岩；Ir-Irvine 分界线，上方为碱性，下方为亚碱性;△.安山岩组;┼.玄武岩组图5 抠门子组火山岩TAS图解Fig.5 TAS diagram of Koumenzi Formation volcanic rocks

3.2 稀土元素特征

图6 扣门子组安山岩稀土元素配分曲线图Fig.6 REE patterns for andesite in Koumenzi Formation

稀土元素含量分析结果见表2，稀土元素配分曲线见图6、图7。

图7 扣门子组玄武岩稀土元素配分曲线图Fig.7 REE patterns for basalt in Koumenzi Formation

PM10上安山岩样品稀土元素总量(∑REE)为138.3×10-6～200.43×10-6，平均为155.08×10-6，稀土总量不高，(∑Ce/∑Y)=3.51～4.74，平均为4.09，表明轻、重稀土元素分异明显，(La/Yb)N=8.79～13.66，平均为11.53，曲线右倾，斜率较大，属轻稀土富集型；(La/Sm)N=4.45～9.41，轻稀土分馏强烈，(Gd/Yb)N=1.85～2.09，表明重稀土分馏较明显，富集程度一般，δEu=0.62～1.04，平均为0.9，Eu未发生亏损；δCe=0.90～0.97，显微弱Ce负异常，表明岩浆经历了后期同化混染作用，稀土元素特征具有岛弧玄武岩特点。

PM24上玄武岩稀土元素总量(∑REE)为(70.49～201.85)×10-6，平均为146.4×10-6，稀土总量不高。样品轻、重稀土元素比值(∑Ce/∑Y)=0.97～1.11，轻重稀土略有分馏，(La/Yb)N=0.75～5.13(平均为1.68)，轻稀土曲线变化平稳，Sm富集La等略有亏损；(La/Sm)N=0.13～0.3，轻稀土基本未分馏，(Gd/Yb)N=1.82～6.47，重稀土分馏较弱，，δEu=0.54～1.94，平均0.92，Eu具弱的亏损。δCe=0.93～0.96，显微弱Ce负异常，微量元素具有幔源特征，但经受了地壳混染，表明岩浆经历了后期同化混染作用。

3.3 微量元素特征

从微量元素含量分析结果(表3)及微量元素原始地幔标准化蛛网图(图8、图9)可以看出：微量元素特征在2条剖面上也具有截然不同的曲线形式，蛛网图上剖面PM10安山岩不相容大离子亲石元素Rb、Ba、K、U及轻稀土元素La、Nb、Sm明显富集，高场强元素Sr、Zr、Nd元素相对亏损。元素呈双隆起的曲线形式，曲线特征和汇聚板块边缘喷发的火山弧玄武岩(VAB)相似。

图8 扣门子组安山岩微量元素原始地幔标准化蛛网图Fig.8 Primitive mantle trace elment spiderdiagram for andesite in Koumenzi Formation

图9 扣门子组玄武岩微量元素原始地幔标准化蛛网图Fig.9 Primitive mantle trace elment spider diagram forbasalt in Koumenzi Formation

剖面PM24玄武岩样品在微量元素蛛网图上，大离子亲石元素Ba、U富集，Rb、K相对亏损，轻稀土元素Sm明显富集，高场强元素Ta、Hf明显富集，应该是受地壳混染， Rb、K、Ti元素呈明显的低谷，元素呈现峰谷迭起的曲线形式，曲线形态和在板块边缘深海环境下喷发的洋中脊玄武岩(MORB)相似。

3.4 环境讨论

综合以上剖面岩石特征、岩石化学、地球化学等结果，再结合构造判别图解进行分析：在Ti-Zr火山岩构造环境判别图上，4件安山岩样品均投到岛弧玄武岩区，7件玄武岩则投到洋中脊区内(图10)；在Ti/100-Zr-Sr/2火山岩构造环境判别图上，5件安山岩样品投到钙碱性玄武岩(岛弧)区内，7件玄武岩样品除1件投到岛弧投到拉斑玄武岩区外，6件样品均投到洋脊拉斑玄武岩区内(图11)；在TiO2*10-Al2O3-K2O*10构造环境判别图上(图12)，5件安山岩样品全部投到岛弧造山带玄武岩，安山岩区，7件玄武岩样品多投到大洋玄武岩、个别投大陆裂谷型玄武岩、安山岩区，说明其形成过程源区多受地壳混染；在3K2O*10-2TiO2-MgO构造环境判别图上(图13)，5件安山岩样品也均投到岛弧玄武岩区，7件玄武岩样品多投到大洋玄武岩区，个别投到过渡型玄武岩区。Fe2O3/FeO除个别样品外均<1，说明火山喷发处于海底还原环境。综上所述，以剖面PM10为代表的安山岩构造位置属岛弧构造环境，以剖面PM24为代表的玄武岩属受地壳混染的大洋构造环境。

图10 Ti-Zr火山岩构造环境判别图解(据Peace，1980，数字为样品编号见表1)Fig.10 Ti-Zr Tectonic environmeng discrimination diagram for volcanic rocks

图11 Ti/100-Zr-Sr/2火山岩构造环境判别图解(据Peace & Cann，1973，数字为样品编号,见表1)Fig.11 Ti/100-Zr-Sr/2 Tectonic environmeng discrimination diagram for volcanic rocks

图12 K2O×10-TiO2×10-Al2O3火山岩构造环境判别图(据赵崇贺，1989，数字为样品编号见表1)Fig.12 K2O×10-TiO2×10-Al2O3 Tectonic environmeng discrimination diagram for volcanic rocks

图13 3K2O-2TiO2-MgO火山岩构造环境判别图(据莫宣学，1993，数字为样品编号,见表1)Fig.13 3K2O-2TiO2-MgO Tectonic environmeng discrimination diagram for volcanic rocks

4 结论

已有研究表明：北祁连弧盆系为一个典型的加里东期造山带，它保存有典型的早古生代沟-弧-盆体系板块构造演化记录，经历寒武纪后期—奥陶纪初期成熟洋盆、早奥陶世开始北祁连洋盆的俯冲消减及志留纪—早中泥盆世的弧-陆碰撞构造演化和沉积序列(杜远生等，2004)。在中晚奥陶世发育了以中基性-中酸性系列火山岩为标志的火山弧，通过抠门子组下段中基性火山岩研究表明如下。

(1)以剖面PM10为代表的安山岩系列岩石特征显示主要为高铝的碱性玄武岩系列；具有较高的稀土含量，轻稀土分馏明显，微量元素中不相容大离子亲石元素Rb、Ba、K、U及轻稀土元素La、Nb、Sm明显富集；高场强元素Sr、Zr、Nd元素相对亏损；Eu未发生亏损，显微弱Ce负异常；岩石化学特征表明岩浆经历了后期同化混染作用，特征具有汇聚板块边缘喷发的岛弧玄武岩(VAB)特点。

(2)以剖面PM24为代表的碎裂岩化玄武岩属于次铝的碱性玄武岩系列；岩石地球化学特征稀土元素总量不高，轻稀土基本未分馏，重稀土分馏较弱，Eu具弱的亏损；微量元素蛛网图上大离子亲石元素Ba、U富集，Rb、K相对亏损，轻稀土元素Sm及高场强元素Ta、Hf明显富集， Rb、K、Ti元素呈明显的低谷，元素呈现峰谷迭起的曲线形式，微量元素具有幔源特征。但经受了地壳混染，表明岩浆经历了后期同化混染作用，曲线形态和在板块边缘深海环境下喷发的洋中脊玄武岩(MORB)相似。

(3)结合火山岩特征及构造判别图解，2种火山岩分别具有岛弧和混染的大洋玄武岩特性,分别代表岛弧和混染的大洋盆地双重构造属性。其火山岩沉积-喷发旋回和活动记录了在中晚奥陶世祁连洋俯冲消减期间，在靠近俯冲带内侧大陆方向形成了高铝的碱性玄武岩，中—晚奥陶世大洋玄武岩及岛弧火山岩的喷发标志着祁连洋早古生代的俯冲消亡演化记录。

致谢：本文是在青海省基金项目“青海省刚察县热水地区区域地质矿产调查”基础上的总结成果，对参加过野外工作的项目组全体人员付出的辛勤工作表示感谢，同时在野外期间中国地质科学院地质研究所闫臻博导进行了现场精心指导，在成文过程中得到陈隽璐研究员的指导，在此一并表示谢意！

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Characteristics and Tectonic Significance of the Volcanic Rock in Ordovician Koumenzi Formation, North Qilian Orogen

YANG Yunjun1,2, ZHANG Fengjun2, YANG Kejian2, ZHANG Xiaoming2,WANG Mingzhi2

(1.China University of Geosciences, Beijing 100083, Beijing,China; 2.Shaanxi Center of Geological Survey, Xi’an 710065, Shaanxi,China)

The Ordovician Koumenzi formation located in south Wusongtala of Qilian county exists as a tectonic slice confined by ductile and brittle faults, and enclosed in surrounding strata.The lower unit of this formation is composed of a set of intermediate-mafic volcanic layers bearing a clear magmatic eruption sequence, with lithologies of andesite, basalt and less dacitic, andesitic and basaltic pyroclastics.Field investigation and geochemical analyses indicate that the andesite is high aluminum and sodium alkaline volcanic rock; its trace element and the REE characteristics exhibits oceanic island-arc basalt features (VAB).Basalt combination in general belongs to poor aluminum and high sodium alkaline basalt series, which bears similarities to contaminated oceanic basalt(MORB) in terms of trace elements and the REE characteristics.The volcanic rocks of Koumenzi formation have two distinct lithogeochemical characteristics.Analysis on the tectonic setting show dual attributes of contaminated ocean basin and island arc.The occurrence of oceanic basalt and island arc volcanic rock implicate subduction event of oceanic crust of north Qilian in Middle-Late Ordovician.The volcanic activity record provides evidence for tectonic evolution of North Qilian in Early Paleozoic.

Wusongtala of North Qilian orogen; Ordovician Koumenzi formation; basalt

2014-12-11；

2015-02-01

“青海省刚察县热水地区区域地质矿产调查”(KD2011-3-9)

杨运军(1972-)，男，中国地质大学(北京)在读博士，高级工程师，主要从事大地构造与矿产调查研究。E-mail：sxddyyyj@163.com

P588.1

A

1009-6248(2015)01-0026-11