西准噶尔塔斯阔腊岩体地球化学特征及成因

张广平，李假广，王小锋，张宇



西准噶尔塔斯阔腊岩体地球化学特征及成因

张广平1，2，李假广1，2，王小锋1，2，张宇1

（1.河南省地质矿产勘查开发局测绘地理信息院，郑州450006；2.河南省地质勘查信息化工程技术研究中心，郑州 450006）

新疆西准噶尔塔斯阔腊岩体岩性主要为花岗闪长岩，岩石富TiO2、Fe2O3、FeO和K2O，贫CaO和P2O5，为准铝—弱过铝质、高钾钙碱性系列；稀土元素总含量（ΣREE）中等，轻稀土（LREE）相对富集，岩浆作用过程中轻、重稀土元素分馏作用较明显，具Eu弱亏损。多种主量元素和稀土元素地球化学特征表明:岩石成因应为壳幔同熔型花岗岩，形成的构造背景为火山岛弧环境；该区具有寻找中-酸性侵入体接触带型金矿的控矿条件。

塔斯阔腊岩体；地球化学特征；岩石成因；西准噶尔

西准噶尔地区沿NE向大型的达拉布特等断裂分布着大大小小呈岩基、岩株状的花岗岩体，例如庙尔沟、阿克巴斯陶、克拉玛依、红山、哈图和铁厂沟岩体呈巨大的岩基形式出露而包古图和塔斯阔腊等小岩体以岩株形式出露。这些岩体除庙尔沟[1~4]、克拉玛依[4~7]、阿克巴斯陶[3~4]等少数岩体研究程度较高外，其余岩体研究程度都较低，尤其是庙尔沟岩体外围小岩体更低。目前在新疆只发现海西中-晚期侵入岩与金矿有关，该时期中-小型的中-酸性侵入体与金矿关系密切[8]。本文选取西准噶尔庙尔沟岩基西南部塔斯阔腊小岩体作为研究对象，通过对其岩石学特征、主量元素和稀土元素地球化学特征研究，探讨其岩石成因及构造背景，并为该区地质找矿提供基础依据。

1 地质概况

新疆西准噶尔大地构造位置处于巴尔喀什—准噶尔—蒙古南戈壁华力西期陆缘活动带，为哈萨克斯坦巴尔喀什斑岩型成矿带的东延部分（图1）[9]，区内已发现金矿床（点）近300处，是我国重要的岩金矿产地之一[10]。区内出露地层主要为石炭系希贝库拉斯组（C1）和包古图组（C1）。希贝库拉斯组为一套伴随有区域火山活动的浅海或半深海环境的浊流堆积相；包古图组属一套深海—半深海浊流沉积相；侵入岩主要为酸性—中酸性岩浆岩，均侵位于泥盆—石炭系地层中，主要分布在玛依勒与达拉布特断裂之间及达拉布特断裂东南一带；区域构造主要以北东向为主，自北向南有巴尔鲁克、玛依勒、哈图和达拉布特等一系列具推覆性质的大断裂，该系列断裂倾向北西（图2）。研究区位于玛依勒与达拉布特大断裂之间的庙尔沟环状岩体西南部。

图1 中亚成矿区大地构造略图（据张锐，2006，略修改）

I—北亚大陆区；IA—西伯利亚地台；IB—贝加尔台缘过渡带；II—北亚陆间区；IIA1—山区阿尔泰—北蒙古加里东期陆缘活动带；IIA2—斋桑—东北准噶尔—南蒙古华力西期陆缘活动带；IIB1—环巴尔喀什古生代陆缘活动带；IIB2—巴尔喀什—准噶尔蒙古南戈壁华力西期陆缘活动带；IIB3—图尔盖—中天山加里东—华力西期陆缘活动带；IIB4—南天山华力西期陆缘活动带

2 岩石学特征

塔斯阔腊岩体呈小规模的岩株产出，呈北西—南东向展布，似哑铃状，长约6km，宽约0.2～1.4km，长短轴之比约6∶1，出露面积约6.5km2。岩体侵入最新地层为中石炭统包古图组，黑云母K-Ar法测定绝对年龄值为306.4±3.7Ma[11]，为海西期中晚期侵入体。

岩体岩性主要为花岗闪长岩，多见后期细晶闪长岩脉贯入。花岗闪长岩具中细粒结构，花岗结构，块状构造。主要矿物成份为斜长石、钾长石、石英、角闪石。副矿物为黑云母、磁铁矿、榍石和磷灰石。斜长石呈自形～半自形晶，板状，可见聚片双晶和环带构造，其中大部分颗粒发生弱绢云母化，部分颗粒被石英溶蚀，粒径0.10×0.14～1.5×3.0mm，含量约50%；钾长石为半自形～它形晶，粒状，表面微弱绢云母化，见卡式双晶，粒径0.2～1.8mm，含量约15%；石英为它形晶，不规则粒状，岩石中分布不均匀，见波状消光，粒径0.15～0.70mm，含量约15%；角闪石为半自形～它形晶，柱状、不规则状，部分颗粒可见简单双晶。少量颗粒，局部蚀变为绿泥石、绿帘石。有的颗粒与长石交织，其边缘有的被长石、石英溶蚀，粒径0.05×0.3～0.3×1.0mm，含量约15%；黑云母为片状，多数分布在角闪石周边，大小约0.03×0.05～0.05×0.3mm，含量约3%；磁铁矿为不规则粒状，多分布在角闪石中或周边，不均匀分布，粒径0.02～0.20mm，含量约2%；榍石和磷灰石偶见，榍石为不规则粒状，分布在角闪石周边，粒径约0.04～0.13，磷灰石为自形晶，长柱状，粒径约0.02～0.3mm。

图2 西准地区区域地质略图（据成勇和张锐，2006，略修改）

1-二长花岗岩：①铁厂沟岩体，④庙尔沟岩体，⑩布尔克斯台岩体，14红山岩体，15克拉玛依岩体；2-碱长花岗岩：②哈图岩体，③阿克巴斯套岩体；3-石英闪长岩：11别鲁阿嘎西岩体，12玉依岩体，13鸽子洞岩体，包古图岩体（Ⅰ～Ⅴ），克Ⅰ、克Ⅱ岩体（K1、K2）；4-花岗闪长岩：⑤塔斯阔腊岩体

3 地球化学特征

3.1 主量元素

塔斯阔腊花岗闪长岩岩体的硅酸盐化学全分析测试由河南省地质矿产勘查开发局第一地质矿产调查院化验室（岩矿测试甲级资质）分析测定。岩石化学作图使用长江大学地球环境与水资源学院路远发开发的Geokit软件[12]。岩石化学全分析测试结果见表1，计算的岩石化学参数见表2。

从表1可见，与中国花岗闪长岩相比，该岩体富TiO2、Fe2O3、FeO、K2O，贫CaO、P2O5，MnO、Na2O略高，SiO2、Al2O3、MgO略低。通常，K2O与Na2O相对含量（K2O/Na2O）是研究火成岩的一个重要参数，在示踪岩浆源区的组成特征和火成岩的成因分类等方面均具有一定的意义[14]。本区K2O/Na2O为0.78～1.08，大多小于1，反映了岩浆来源深（幔源岩浆）且有地壳物质混染。在岩浆/火成岩系统全碱-硅（TAS）分类图解中（图3），样点大多投影在二长岩与石英二长岩交界处，只有1个样品落在花岗闪长岩中，显示本次岩石化学分类与岩矿鉴定名称略有不同；样点投在SiO2-K2O图上，样品大多落在高钾钙碱性系列区域，少量偏向钾玄岩系列（图4），反映了源始岩浆来源较深。

表1 石化学成份表

分析单位：河南省地质矿产勘查开发局第一地质矿产调查院；标注“*”的样品数据引自资料[11]

从表2可见，岩体的铝饱和指数（A/CNK）为0.95～1.06，平均值为1.0，为准铝—弱过铝质岩类；里特曼指数σ均小于3.3，为钙碱性系列。

表2 计算的岩石化学参数

3.2 稀土元素

稀土元素是一组化学性质近似，难熔，而且难分离的元素族，它们常常紧密共生，共同产出，一经“记录”于岩石中，容易被保存下来。因此，它是岩矿石的一种很好的成因标志。本次样品的稀土元素分析测试结果及相应参数见表3，稀土元素标准化采用Haskin （1968，球粒陨石标准化值）的数据。

表3 岩体稀土、微量元素组成及其特征数值表 单位：×10-6

从表3可以看出，塔斯阔腊岩体稀土元素总量（不含Y）含量中等，且变化不大，为142.35×10-6～150.15×10-6，平均值为145.69×10-6，LREE/HREE值为5.20～6.06，平均值为5.70，（La/Yb）N为3.76～4.31，平均值为3.98，表明轻稀土（LREE）相对富集，而重稀土（HREE）相对亏损，岩浆作用过程中轻、重稀土元素分馏作用较明显；稀土元素配分模式图为明显右倾型（图5）。轻、重稀土元素内部分馏的参数 （La/Sm）N为2.60～2.87（平均值为2.72），（Gd/Yb）N~ 1，表明该岩体中稀土元素配分模式为重稀土平坦—轻稀土富集型。轻稀土内部分馏较好且富集，重稀土内部分馏不明显。δEu值为0.67～0.73（平均值为0.71），具弱的铕负异常，与壳幔型花岗岩平均值（0.84）[15]接近。稀土元素总量低于中国典型壳型花岗岩平均值[16]（195×10-6）和中国陆壳平均值[17]（207×10-6），接近于壳幔型花岗岩稀土总量平均值（158.7×10-6），其特征与地幔—地壳过度性同熔型花岗岩也接近（富轻稀土平滑右倾斜型，LREE/HREE约为5～10，δEu为0.7～1.1）[15]。这表明岩浆来源应为上地幔与地壳部分熔融产物混合形成。

图3 火成岩（Na2O+K2O）-SiO2分类图解（据Eric，1994 ）

Ir－Irvine 分界线，上方为碱性，下方为亚碱性。1-橄榄辉长岩；2a-碱性辉长岩；2b-亚碱性辉长岩；3-辉长闪长岩；4-闪长岩；5-花岗闪长岩；6-花岗岩；7-硅英岩；8-二长辉长岩；9-二长闪长岩；10-二长岩；11-石英二长岩；12-正长岩；13-副长石辉长岩；14-副长石二长闪长岩；15-副长石二长正长岩；16-副长正长岩；17-副长深成岩；18-霓方钠岩/磷霞岩/粗白榴岩

图4 岩石系列K2O-SiO2图解

图5 岩体稀土元素配分模式图

4 岩石成因、构造环境及找矿意义

塔斯阔腊岩体投影于花岗岩成因系列Na2O-K2O图解（图6）[18]，样品大部分落在I型花岗岩区，但部分靠近A型花岗岩分界线，且有1个样品落在A型区，反映了由I型花岗岩向A型花岗岩过渡的特征。在花岗岩成因A/MF-C/MF图解（图7）[19]上样品落在C区及C区边缘，表明岩体来源于深部基性岩的部分熔融，同时受陆壳物质同化混染。这与新疆西准噶尔达拉布特构造带铝质A型花岗岩地球化学特征[20]基本一致，认为岩体可能是由洋壳和岛弧建造组成的年轻地壳部分熔融形成的花岗闪长质岩浆经过分离结晶作用的产物，岩石成因应为壳幔同熔型花岗岩。

图6 Na2O-K2O图解（据collins,1982）

图7 A/MF-C/MF图解（据Alther, 2000）

A-变质泥岩部分熔融；B-变质砂岩部分熔融；C-基性岩的部分熔融

图8. R1-R2构造环境判别图解（据Batchelor，1985）

①地幔斜长花岗岩；②破坏性活动板块边缘（板块碰撞前）花岗岩；③板块碰撞后隆起期花岗岩；④晚造山期花岗岩；⑤非造山区A型花岗岩；⑥同碰撞（S型）花岗岩；⑦造山期后A型花岗岩

岩浆岩的化学成份与板块构造关系密切[13]。塔斯阔腊岩体主量元素含量计算的岩石化学参数σ、τ、A/MF、C/MF 、R1和R2见表2。在Batchelor（1985）的R1-R2花岗岩成因分类图解上样品大部分落在晚造山期花岗岩和板块碰撞后隆 起期花岗岩（图8）[21]；根据Ta-Yb、Nb-Y构造环境判别图解（图9）[22]，全部样品落在火山岛弧环境。以上特征显示岩体形成于火山岛弧环境，具有后碰撞花岗岩的特征。

塔斯阔腊岩体为海西中晚期侵入的中酸性小岩体，为呈岩株状产出的花岗闪长岩，在岩体接触带蚀变主要有硅化、黄铁矿化、孔雀石化、钾化，围岩角岩化较强。通过岩石元素地球化学特征分析，岩石成因为壳幔同熔型花岗岩。与新疆中酸性侵入体接触带型金矿的控矿条件对比[8]，基本吻合，也与作者在该区对托里县阿克塔木金矿勘查区开展矿脉调查时，在塔斯阔腊岩体内接触带已发现2条含金矿带的结果一致[23]，因此，在该岩体内外接触带寻找中酸性侵入体接触带型金矿的潜力较大。

图9 花岗岩类构造环境判别图解（据Pearce.1984）

VAG—火山岛弧环境；VAG+syn-COLG—火山岛弧+同碰撞环境；ORG—造山环境；WPG—板内环境

5 结论

1）西准噶尔塔斯阔腊岩体岩性主要为花岗闪长岩，属准铝—弱过铝质，高钾钙碱性系列。

2）岩体稀土元素配分模式为重稀土平坦—轻稀土富集型，轻稀土内部分馏较好且富集，重稀土内部分馏不明显。

3）岩石主量元素和稀土元素地球化学特征表明岩体可能是由洋壳和岛弧建造组成的年轻地壳部分熔融形成的花岗闪长质岩浆经过分离结晶作用的产物，岩体成因应为壳幔同熔型花岗岩。

4）岩体形成的构造背景为火山岛弧环境。

5）本次对塔斯阔腊岩体的元素地球化学特征研究，为在该区寻找中酸性侵入体接触带型金矿提供了依据。

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Geochemical Characteristics and Their Genetic Significance of the Tasikuola Intrusion in West Junggar, Xinjiang

ZHANG Guang-ping1,2LI Jia-guang1,2WANG Xiao-feng1,2ZHANG Yu1

（1-Institute of Surveying, Mapping and Geoinformation, HBGEMD, Zhengzhou 450006; 2-Engineering Research Center of Information Technology of Henan Geological Exploration, Zhengzhou 450006）

The Tasikuola intrusion in west Junggar of Xinjiang is a granodiorite intrusion which is rich in TiO2, Fe2O3, FeO, K2O, and depleted in CaO and P2O5, belonging to the rich-K calc-alkaline and metaluminum to weak peraluminous series. The ΣREE is medium and LREE is relative enrichment. The fractionation between HREE and LREE in magmatic processes was obvious with relatively weak negative Eu anomaly. All these indicate that the rock should be crust-mantle-derived syntectic granitoid, and was emplaced in volcanic island arc environment. This area has the ore-controlling conditions for gold type in mid-acid intrusive contact zone .

Tasikuola intrusion; geochemical characteristics; petrogenesis; tectonic setting; west Junggar

P632

A

1006-0995（2016）03-0489-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2016.03.032

2015-11-10

张广平（1979—），男，山西榆社县人，地质工程师，硕士，主要从事地质矿产勘查工作