新疆伊吾县北一带晚石炭世花岗岩微量元素特征及其环境探讨

秦彪（中国建筑材料工业地质勘查中心新疆总队　乌鲁木齐　830000）

新疆伊吾县北一带晚石炭世花岗岩微量元素特征及其环境探讨

秦彪
（中国建筑材料工业地质勘查中心新疆总队乌鲁木齐830000）

伊吾县城北一带岩浆活动较为频繁，晚石炭世侵入岩较为发育，具有期次多，类型多样的特征，岩石类型从中基性岩到酸性岩均有分布。微量元素特征显示，岩石序列属造山正常弧花岗岩类，形成的构造环境类似于火山弧，推测其形成于石炭纪裂谷边缘活动带。

晚石炭世构造环境碰撞造山花岗岩被动侵位

1　地质概况

伊吾县阿尔通盖一带1∶5万区域地质矿产调查认为在伊吾县城北一带主要出露为中酸性侵入岩，其大地构造位于哈尔里克古生代裂谷活动带，区域构断裂造发育，岩浆活动频繁，侵入岩较为发育，具有期次多、类型多样的特征。区内岩浆岩活动明显受区域断裂构造控制，总体上呈北西-北北西向展布。

2　分布特征

晚石炭世花岗岩主要分布于伊吾县北一带，岩体呈不规则楔形，呈北西-南东向展布。岩体出露面积约130km2，该带岩体整体上比较新鲜。岩体主要侵位于石炭纪地层中，结合同位素年龄来看起主要侵位时间为晚石炭世，岩石类型从中基性岩至酸性岩均有分布。根据野外观察，确定该序列侵位顺序由早到晚为：花岗闪长岩二长花岗岩钾长花岗岩。

3　微量元素特征

岩石的原始地幔标准化（原始地幔（Wood）标准化数据，按Poli等，（1984））［1］，微量元素，（Rb/Yb）N为17.2～26.8，均为强不相容元素富集型；曲线走向与典型造山正常弧花岗岩走向区域基本一致，说明该序列岩石属于造山正常弧花岗岩类。蛛网（图1）显示，该序列各岩体曲线走向基本一致，Nb、Sr、P、Ti亏损为造山的正常弧花岗岩特征。

4　构造环境及就位机制

图2　构造环境的R1-R2因素判别图解（R.A.Batchelor等，1985）

4.1构造环境的R1-R2因素判别图解

Batchelor等（1985）利用主要花岗岩类岩石组合示意图解［2］，区分了产出于不同构造环境中的花岗岩类。根据岩石的主要氧化物的含量，通过一定程序换算成R1和R2值，投在R1-R2（图2）中，绝大数样品投影点落在地壳熔融的花岗岩（同造山花岗岩）一同碰撞花岗岩区及其附近，说明岩体形成时的环境总体为碰撞造山花岗岩。

4.2变量Rb-Hf-Ta的判别

利用花岗岩的微量元素Rb、Hf、Ta投图判别构造环境在Rb、Hf、Ta判别图解（图3）中，均投在了火山弧区或碰撞后区及其附近，说明晚石炭世岩石序列的形成环境为火山弧逐渐过渡到碰撞后的环境。

4.3变量Rb、Yb、Ta、Y、Nb的判别

利用花岗岩的非活动微量元素Rb、Yb、Ta、Y、Nb投到不同构造环境花岗岩的非活动性元素判别图解（图4）中，在图4a中绝大部分样品投在VAG区为火山弧花岗岩区，部分点投在S-COLG区为同碰撞花岗岩区；图4b中全部样品全投在VAG区为火山弧花岗岩区。说明晚石炭世岩石序列的形成环境为类似于火山弧环境［2］。

图3　不同构造环境花岗岩的Rb-Hf-Ta判别（据Harris等，1986）

图4　不同构造环境花岗岩的非活动元素的判别（据Pearce等，1984）

5　结论

（1）综合前面所述的野外地质观察、岩石学、矿物学、主微量元素特征以及构造环境判别图解，反映了该序列具有挤压型花岗岩特征［3］，岩浆为壳幔混合来源，其形成的构造环境类似于火山弧，推测其形成于石炭纪裂谷边缘活动带［4］。

（2）该序列侵入岩体呈不规则楔形，呈北西-南东向展布，向北西封闭变窄而向南东敞开，有如下特征：①平面形态不规则，长轴展布方向与构造线方向一致，岩体北界与断裂方向一致；②岩体与围岩边界呈锯齿状显示被动侵位特征；③岩体内部变形较弱；④岩体对围岩常形成角岩化变质晕。说明该岩体的侵位机制应为岩墙扩展被动侵位机制。

（3）该序列侵入岩体时代为晚石炭世（同位素年龄293～301Ma）此时古亚洲大洋在该段已关闭，开始碰撞造山［5］，说明该岩体是碰撞造山期产物。

［1］高秉璋，等.花岗岩类区区域地质填图方法指南，中国地质大学出版社［S］，1991.

［2］肖庆辉，等.花岗岩研究思维与方法，地质出版社［M］，2002.

［3］王云，周兵，等.新疆北山地区梁子北一带晚石炭世花岗岩微量元素特征及其环境探讨，第一节全国青年地质大会论文集［C］，2013（59）153-154.

［4］韩宝福，何国琦.王式洸后碰撞幔源岩浆活动、底垫作用及准噶尔盆地基地的性质，中国科学［J］，1999，29（1）16-21.

［5］胡霭琴，等.新疆主要地质事件同位素年代学研究，305项目96-15-07-05A课题［D］，2000.

收稿：2016-07-08

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.06.009