青海省野骆驼泉地区志留纪侵入岩地球化学特征及地质意义

提振海，潘志民，季天伊，许 健

(河北省区域地质矿产调查研究所，河北 廊坊 065000)

青海省野骆驼泉地区志留纪侵入岩地球化学特征及地质意义

提振海，潘志民，季天伊，许 健

(河北省区域地质矿产调查研究所，河北 廊坊 065000)

研究区大地构造位置属秦祁昆晚加里东造山系，赛什腾山一阿尔茨托山造山亚带，柴达木准地台北缘残山断褶带西赛什腾山复向斜南翼。区内岩浆活动强烈，侵入岩发育，通过对研究区侵入岩地球化学特征深入分析，提出志留纪侵入岩形成于板块同碰撞期的挤压造山构造环境，对以后的工作具有十分重要参考价值。

志留纪；侵入岩；地球化学特征；地质意义

本区志留纪侵入岩主要分布于测区北部小赛什腾山东部一带，侵入体长轴呈北北西向展布，与区域构造线方向趋向一致。由早至晚包括片麻状中细粒英云闪长岩、片麻状中细粒花岗闪长岩、片麻状中细粒斑状二长花岗岩3种岩石类型，系加里东晚期岩浆侵入活动之产物[1]。

1 岩石化学特征

1)片麻状中细粒英云闪长岩

与中国花岗岩相比，该侵入体SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3含量相近，MgO含量偏低，FeO、MnO、K2O、P2O5含量明显低，Na2O则偏高，CaO含量明显高；两件样品Al2O3>CaO+Na2O+K2O，属铝过饱和类型，P11YQ3样品CaO+Na2O+K2O>Al2O3>Na2O+K2O，属正常类型；分异指数DI=80.17～83.42，平均81.31，固结指数SI=6.78～7.16，平均6.93，反映岩浆结晶分异程度高；里特曼指数σ=0.65～0.89，平均0.77，属钙碱性系列。

2)片麻状中细粒花岗闪长岩

与中国花岗闪长岩相比，该侵入体SiO2、Al2O3、FeO、CaO含量相近，MnO、MgO、Na2O、K2O含量偏低，Fe2O3、P2O5含量明显低，TiO2含量则偏高；Al2O3>CaO+Na2O+K2O，属铝过饱和类型；分异指数DI=68.97～70.62，平均69.80，固结指数SI=12.49～14.14，平均13.32，反映岩浆结晶分异程度一般；里特曼指数σ=1.04～1.33，平均1.19，属钙碱性系列。

3)片麻状中细粒斑状二长花岗岩

与中国花岗岩相比，该侵入体SiO2、TiO2、Al2O3、K2O含量相近，FeO、MgO、Na2O、P2O5偏低，Fe2O3、MnO含量明显低，CaO含量明显高；Al2O3>CaO+Na2O+K2O，属铝过饱和类型；分异指数DI=79.11～86.35，平均83.82，固结指数SI=4.25～9.95，平均6.22，反映岩浆结晶分异程度高；里特曼指数σ=1.59～2.28，平均1.87，属钙碱性系列。

2 稀土元素及微量元素特征

2.1片麻状中细粒英云闪长岩

∑REE=81.4×10-6～149.58×10-6，平均107.46×10-6，稀土总量较高；LREE/HREE=2.86～3.93，平均3.39，(La/Yb)N比值为1.79～2.83，平均2.29，(Ce/Yb)N比值为1.40～1.79，平均1.59，稀土配分模式图为向右缓倾的“V”型曲线(图1)，说明轻、重稀土分馏程度不明显，属轻稀土略富集型；δEu值0.54～0.71，平均值0.65，具中等负铕异常；δCe值为0.83～0.87，平均值0.85，具弱负铈异常。

图1 中志留世片麻状中细粒英云闪长岩稀土配分模式图

微量元素含量的平均值与维氏花岗岩微量元素丰度相比，Zr含量偏低；K、Rb、Ba、Th、U、Nb、Ta、Sr、P、Ti含量明显低；Hf含量明显高。Rb/Sr=0.002～0.159，平均0.057，略高于地幔平均值0.025，明显低于地壳平均值0.44。在微量元素蛛网图中(图2)，强不相容元素Ba、Th、K、U和弱不相容元素Hf、Zr相对富集，高场强元素Nb、Sr、P、Ti和强不相容元素Rb亏损，曲线形态与造山带正常弧花岗岩分布型式相似。(Rb/Yb)N比值为0.97，属强不相容元素亏损型。

图2 晚志留世片麻状中细粒花岗闪长岩微量元素蛛网图

2.2片麻状中细粒花岗闪长岩

∑REE=205.48×10-6～208.48×10-6，平均206.98×10-6，稀土总量高；LREE/HREE=14.88～15.43，平均15.16，(La/Yb)N比值为32.27～34.10，平均33.19，(Ce/Yb)N比值为24.19～25.09，平均24.64，稀土配分模式图为向右陡倾曲线(图3)，说明轻、重稀土分馏程度明显，属轻稀土富集型；δEu值0.73～0.74，平均值0.74，具弱负铕异常；δCe值为0.89，负铈异常弱。

图3 晚志留世片麻状中细粒花岗闪长岩稀土配分模式图

微量元素含量的平均值与维氏花岗岩微量元素丰度相比，P、Zr含量相近；K、Rb、Ba、Th、U、Nb、Sr含量偏低；Ta含量明显低；Hf含量明显高。Rb/Sr=0.418～0.498，平均0.458，接近地壳平均值0.44。在微量元素蛛网图中(图2)，强不相容元素K、Th、Rb、Ba和弱不相容元素Hf、Zr相对富集，高场强元素Nb、Sr、Ta和弱不相容元素P、Ti亏损，(Rb/Yb)N比值为99.05，属于强不相容元素富集型。

2.3片麻状中细粒斑状二长花岗岩

∑REE=164.76×10-6～234.18×10-6，平均197.51×10-6，稀土总量较高；LREE/HREE=16.90～26.07，平均20.67，(La/Yb)N比值为34.44～49.59，平均43.02，(Ce/Yb)N比值为28.34～36.56，平均33.67，稀土配分模式图为向右陡倾曲线(图4)，说明轻、重稀土分馏程度较强，属轻稀土富集型；δEu值0.50～1.07，平均值0.81，其中两件样品具弱负铕异常，一件样品略具正铕异常；δCe值为0.95～0.99，平均值0.98，负铈异常不明显。

图4 晚志留世片麻状中细粒斑状二长花岗岩稀土配分模式图

微量元素含量的平均值与维氏花岗岩微量元素丰度相比，K、Th、Sr含量相近；Rb、Ba、P、Zr含量偏低；U、Nb、Ta、Ti含量明显低；Hf含量明显高。Rb/Sr=0.192～0.901，平均0.516，接近地壳平均值0.44。在微量元素蛛网图中，强不相容元素K、Rb、Th和弱不相容元素Zr、Hf相对富集，强不相容元素Nb、Sr、Ta和弱不相容元素P、Ti亏损。(Rb/Yb)N比值为163.99，属于强不相容元素富集型。与造山带正常弧花岗岩分布型式相似[2]。

3 岩石系列划分

将本区志留纪侵入岩样品分析结果投在Ol′-Ne′-Q′图解及硅—碱图解中，其成分点均落入亚碱性区。进一步投在AFM图解上(图5)，均落入钙碱性系列区，说明本区志留纪侵入岩属钙碱性系列[3]。

4 演化特征

晚志留世片麻状中细粒花岗闪长岩与片麻状中细粒斑状二长花岗岩从岩石学、岩石化学、地球化学方面具有同源演化的趋势[4]。

1)岩石学方面

由早期侵入体到晚期侵入体，石英平均含量由25%→30%～35%升高；斜长石平均含量由45%→25%～30%降低；钾长石平均含量由15%～20%→20%升高；黑云母平均含量由15%→5%显示降低。

A─碱性区; S─亚碱性区

在深成岩Q-A-P三角分类命名图解中显示岩浆向偏碱性演化的趋势。

2)岩石化学方面

SiO2含量由67.94%→72.03%升高；K2O+Na2O含量由5.42%→7.31%升高；CaO含量由3.98%→2.18%降低；MgO+Fe2O3含量由1.87%→1.26%降低。总体显示岩浆向偏碱性及铁镁含量降低的方向演化的趋势。

分异指数DI由69.80→83.82升高；固结指数SI由13.32→6.22降低，显示出由早期侵入体至晚期侵入体岩浆结晶分异程度较强。

碱度率A.R由1.69→2.11趋势增大；拉森指数LI由16.58→23.57趋势增大；显示出由早期侵入体至晚期侵入体岩浆向着碱度增大及铁镁含量降低方向演化的特征。

3)地球化学方面

LREE/HREE由15.16→20.67升高，Rb/Sr由0.458→0.516升高，显示出由早期侵入体至晚期侵入体岩浆分离结晶程度加强、分异程度增高。

从微量元素蛛网图中可以看出，晚志留世片麻状中细粒花岗闪长岩和片麻状中细粒斑状二长花岗岩Rb呈弱正异常；Y、Yb、Lu总量前者明显高于后者。但两种类型侵入岩微量元素曲线分布形式总体相似，表明其具有很好的亲缘关系和成分上的演化关系，具有岩浆正常演化之特征。

5 成因类型分析

本区志留纪侵入岩成因类型具有“I”型花岗岩的特征(相当于徐克勤所划分的地壳同熔型花岗岩)[5]，依据如下：

1)Chappell和White以Al2O3/(Na2O+K2O+CaO)=1.1(分子数)(A/NKC)作为分界，该比值>1.1的为“S”型花岗岩；该比值<1.1的为“I”型花岗岩。本区志留纪侵入岩A/NKC=0.99～1.08，平均1.05，表明岩石富钠，系典型的“I”型花岗岩。Rb/Sr比值由0.057～0.516，平均值为0.34，介于地幔平均值0.025与地壳平均值0.44之间。在A-C-F图解中，样品成分点落于I型花岗岩区域。

2)研究表明“I”型花岗岩中角闪石常出现，本区中志留世片麻状英云闪长岩中角闪石较常见，显示“I”型花岗岩特征。

3)本区志留纪侵入岩副矿物以富含磁铁矿为特征，系“I”型花岗岩的典型标志。

4)研究表明“I”型花岗岩中Na2O(ωB%)较高，以Na2O>3.2为特征。本区志留纪侵入岩Na2O(ωB%)平均含量为3.43%，系“I”型花岗岩的典型标志。

5)研究表明“I”型花岗岩Fe2O3/(Fe2O3+FeO)相对较高，比值平均数为0.46；“S”型花岗岩该比值平均数为0.21。本区晚志留世侵入岩该比值平均值为0.38，与“I”型花岗岩接近。

6)在(Al-Na-K)-Ca-(Fe2++Mg)三角图解中，本区志留纪侵入岩多数成分点主要落入斜长石—黑云母—角闪石区、堇青石—斜长石—黑云母区，一件样品投入角闪石—斜长石—透辉石区，说明其岩浆物质来源于下地壳—上地幔，显示同熔型花岗岩特征。在刘英俊同熔型与改造型花岗岩判别图解中，成分点均投入同熔型花岗岩区。

综上所述，本区志留纪侵入岩成因类型属“I”型花岗岩，其岩浆主要来源于下地壳—上地幔。

6 结 论

在里特曼—戈蒂里图解中，其成分点均落入B区，显示其形成于造山带构造背景；在Rb-Yb+Nb图解和Rb-Yb+Ta图解中，其成分点多数落在火山弧花岗岩区及同碰撞期花岗岩区与火山弧花岗岩区界限附近。综合上述特征，本区志留纪侵入岩形成于板块同碰撞期的挤压造山构造环境。

野外宏观特征显示，测区志留纪侵入岩平面形态较规则，与围岩之间界线比较圆滑、清晰；岩体边部发育古元古代达肯大坂(岩)群的捕虏体，且捕虏体多呈椭圆状、条带状围绕侵入体边部分布；该岩体总体呈北西西向展布，岩体长轴方向与区域构造线方向基本一致。以上特征决定了测区志留纪侵入岩具有强力就位的特征。

[1] 青海省地质矿产局. 青海省区域地质志[M]. 北京: 地质出版社, 1991.

[2] 青海省地质矿产局. 青海省岩石地层[M]. 武汉: 中国地质大学出版社, 1996.

[3] 李金超, 杜玮, 孔会磊, 等. 青海东昆仑及邻区成矿单元划分[J]. 世界地质, 2015(34): 664-674.

[4] 权志高, 傅成铭, 宋哲, 等. 青海冷湖小赛什腾铜矿基本特征及成因分析[J].矿床地质, 2010, 29(s1): 265-266.

[5] 李生虎, 田淇, 石玉莲, 等. 青海南山地区兴凯期变质侵入岩(体)的发现及其地质特征[J]. 中国锰业, 2017，35(2): 14-17.

GeochemicalCharacteristicsandGeologicalSignificanceofSilurianIntrusiveRockinWildCamelSpringAreaofQinghaiProvince

TI Zhenhai, PAN Zhimin, JI Tianyi, XU Jian

(HebeiInstituteofRegionalGeologyandMineralResources,Langfang,Hebei065000,China)

Our research area, a tectonic position, is located at Qinli-Qilian-Kunlun that belongs to the late Caledonian orogeny, Chaidamu paraplatform of relict Mountain in fault zone Saixiteng mountain to the south. The Permian intrusive rock zone is NW trending with regional control and fault reconstruction effect. The product line of late Variscan shows kinds of magmatic activities. In this paper, the geochemical characteristics of Permian intrusive rocks are analyzed in detail. The tectonic significance is studied, which will bring about a important reference value for future work.

Shilurian period; Intrusive rocks; Geochemical characteristics; Geological significance

2017-07-25

中国地质调查局地质调查项目(12120113033002)。

提振海(1983-)，河北泊头人，工程师，研究方向：区域地质调查，手机：13831622221，E-mail：656633693@qq.com.

P588.12

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.05.013