白松—奔都地区晚三叠世义敦岛弧带火山岩岩石地球化学特征及成因

贺亲志，贾志泉，骆志红



白松—奔都地区晚三叠世义敦岛弧带火山岩岩石地球化学特征及成因

贺亲志，贾志泉，骆志红

（四川省地质矿产勘查开发局一○八地质队，成都 611230）

白松—奔都地区义敦岛弧带火山岩，系三叠系上统曲嘎寺组和图姆沟组一套基—酸性火山岩。其中曲嘎寺组火山岩为玄武岩、玄武安山岩组合；图姆沟组火山岩为玄武安山岩、流纹岩组合。流纹岩中可见黄铁矿化和铜、铅、锌等矿化。曲嘎寺组玄武岩属大洋拉斑玄武岩（OT），图姆沟组玄武岩属大陆拉斑玄武岩（CT）。

晚三叠世；义敦岛弧带；火山岩；白松-奔都地区

白松—奔都地区晚三叠世义敦岛弧带火山活动较强，火山岩较为发育，火山岩分布于金沙江蛇绿混杂岩带、中咱—中甸地块之西侧沙鲁里—义敦岛弧带。该岛弧带内火山岩前人进行过一定程度的研究，本文通过1︰5万白松—奔都地区区域地质矿产调查项目，对义敦岛弧带火山岩进行研究，取得了新的认识，进一步探讨义敦岛弧带火山岩岩石特征及构造背景。

1 地质构造背景及成岩时代

研究区位于西南三江中段，西临金沙江结合带，横跨中咱—中甸地块，东部跨入甘孜—理塘弧盆系之义敦岛弧带，经历了特提斯洋的发展、闭合消亡、碰撞、造山等多期构造与岩浆活动，是华力西晚期以来构造—岩浆的强烈活动区，造就了研究区内南北向三个截然不同的构造单元，经历了印支期至喜山期多期强烈的造山运动，使区内发育紧闭的线状褶皱与叠瓦式逆冲断裂，形成了主体呈南北向展布的构造形迹。

晚三叠世义敦岛弧带火山岩主要分布在三叠系上统的曲嘎寺组和图姆沟组地层中，为一套基—酸性火山岩。分布在得荣县白依乡、子洼虫草山、珠来、东旺乡等地区，产出形态主要为条带状、透镜状和串珠状，宽度0.1~2km，长度0.2~1.5km不等，走向多为南北向或近南北向，与调查区主断裂走向一致，以溢流相为主。

2 岩石组合特征

白松—奔都地区义敦岛弧带火山岩分布于上三叠统图姆沟组、曲嘎寺组地层中，主要为一套基—酸性火山岩。上三叠统曲嘎寺组广泛发育基性火山岩，中酸性火山岩发育于图姆沟组地层中。主要岩石类型有玄武岩、安山岩、英安岩、流纹岩、火山角砾岩等。

3 主量元素特征

白松—奔都地区义敦岛弧带火山岩主量元素测试结果原分含量见表1，标准矿物特征见表2。

曲嘎寺组玄武岩SiO2含量介于49.78%~52.57%，平均51.4%，基本上在基性岩的范围之内；MgO含量介于7.36%~8.05%，平均7.6%，比世界玄武岩平均值（6.73%）明显偏高；FeO含量介于6.93%~7.78%，平均7.43%，Fe2O3含量介于0.67%~1.52%，平均0.96%，所有样品都是FeO含量大于Fe2O3，氧化系数不高，显示岩样普遍较新鲜，保证了分析样品的采样质量；图姆沟组玄武岩SiO2含量介于48.37%~51.63%，平均50.36%，基本上在基性岩的范围之内；MgO含量介于3.63%~5.65%，平均4.86%，比世界玄武岩平均值（6.73%）明显偏低；FeO含量介于1.72%~9.9%，平均7.03%，Fe2O3含量介于1.54%~3.12%，平均2.02%，所有样品都是FeO含量大于Fe2O3，氧化系数不高，显示岩样普遍较新鲜，保证了分析样品的采样质量；图姆沟组流纹岩SiO2含量介于67.83%~76.69%，平均72.57%；TiO2含量介于0.58%~0.70%，平均0.63%； Al2O3含量介于8.06%~14.47%，平均10.99%；Fe2O3含量介于0.41%~3.29%，平均2.12%；FeO含量介于0.45%~3.65%，平均1.61%；MgO含量介于0.42%~1.87%，平均1.15%；MnO含量介于0.01~0.07%，平均0.04%；CaO含量介于0.17%~2.33%，平均1.6%；K2O含量介于1.63%~7.67%，平均3.81%；Na2O含量介于0.44%~1.68%，平均1.10%； P2O5含量介于0.15%~0.43%，平均0.25%。与世界上流纹岩平均值相比，测区流纹岩具低K2O+Na2O、Al2O3，高CaO 、TiO2、TFe的特征。

曲嘎寺组玄武岩m/f比值范围在1.54~1.7之间，平均1.6，属铁质基性岩类（m/f=0.5~2，邱家骧，1991）。K2O含量0.2%~0.34%，平均0.25%，Na2O含量3.5%~5.25%，平均4.63%，与世界玄武岩平均值比较，K2O含量（1.10%）偏低近4倍，而Na2O的含量与世界玄武岩平均值（2.91%）相比，则明显偏高，这可能与海相成因相关联。Al2O3含量15.73%~19.12%，平均17.89%，与世界玄武岩平均值（15.74%）比明显偏高，表明岩石富铝。

图姆沟组玄武岩m/f比值范围在0.83~1.39之间，平均0.96，属铁质基性岩类。K2O含量1.06%~6.1%，平均2.82%，Na2O含量0.61%~2.88%，平均2.02%，与世界玄武岩平均值比较，K2O含量（1.10%）偏高2.7倍，而Na2O的含量与世界玄武岩平均值（2.91%）相比，则偏低。Al2O3含量11.56%~16.96%，平均14.29%，与世界玄武岩平均值（15.74%）比明显偏低。

岩石化学分类命名在TAS图解上以玄武安山岩（O1）、流纹岩（R）为主，个别样品为玄武粗安岩（S2）（图1）。火山岩岩石系列划分在Yoder和Tilley（1962）的阳离子标准矿物Ol’-Ne’-Q’三角图解上判属为亚碱性系列（图2）。该处亚碱性系列的玄武岩进一步用FAM图（图3）判别，样品主要判属钙碱性玄武岩系列，只有与前述岩石化学成分特点相符合；用An-Ab'-Or图（图4）判别，曲嘎寺组火山岩样品投在钠质区，图姆沟组火山岩主要投在钾质区。

图1 义敦岛弧带火山岩SiO2-Na2O+K2O图解－Irvine 分界线，上方为碱性，下方为亚碱性

图2 义敦岛弧带火山岩阳离子标准矿物Ol’-Ne’-Q’三角图解

图3 义敦岛弧带亚碱性火山岩FAM图解 图4 义敦岛弧带亚碱性火山岩An-Ab'-Or图解（据T N Irvine等,1971）

▲曲嘎寺组玄武岩、■图姆沟组玄武岩-玄武安山岩、●图姆沟组英安岩-流纹岩

这些特征反映在C.I.P.W标准矿物含量上。曲嘎寺组玄武岩具有较高的刚玉（7.88%~9.24%）和紫苏辉石（13.59%~132.68%），碱性长石含量很低而斜长石含量极高（39.65%~56.12%）等特征，反映出高铝玄武岩的一系列岩化特征。图姆沟组玄武岩普遍含有石英（3.08%~10.56%），平均值为5.69%，具有较高的透辉石（7.5%~26.4%）和紫苏辉石（17.66%~29.65%），碱性长石、斜长石含量也极高（26.24%、34.03%）等特征，反映出钙碱性玄武岩的一系列岩化特征。

曲嘎寺组玄武岩里特曼指数σ=1.79~2.7，平均值2.39，属于亚碱性系列， 2件样品标准矿物中出现了石英，说明整体硅过饱和，2件样品标准矿物中出现了刚玉，说明整体铝过饱和，固结指数为34.88~39.56，平均值为36.46，在久野（1957）等日本不同类型火山的固结指数中玄武岩的分异指数（30~40）范围内；分异指数为33.11~51.26，平均值44.3，介于主要火成岩的分异指数中玄武岩与安山岩间（其值为35~56）（桑汤和塔塔尔，1960）。

图姆沟组玄武岩里特曼指数σ=0.36~5.15，平均值2.34，整体属于亚碱性系列， 2件样品标准矿物中出现了刚玉，说明整体铝过饱和，固结指数为22.41~32.17，平均值为25.93，在久野（1957）等日本不同类型火山的固结指数中安山岩的分异指数（20~30）范围内；分异指数为22.86~60.16，平均值42.44，介于主要火成岩的分异指数中玄武岩与安山岩间（其值为35~56）（桑汤和塔塔尔，1960）。

图姆沟组流纹岩里特曼指数σ=0.32~2.2.58，平均值1.1，属于亚碱性系列， 2件样品标准矿物中出现了石英，说明整体硅过饱和，2件样品标准矿物中出现了刚玉，说明整体铝过饱和，固结指数为3.48~20.24，平均值为12.9，在久野（1957）等日本不同类型火山的固结指数中安山岩的分异指数（10~20）范围内；分异指数为73.85~87.88，平均值81.71，介于主要火成岩的分异指数中流纹岩与石英粗安岩间（其值为68~88）（桑汤和塔塔尔，1960）。

总而言之，白松—奔都地区义敦岛弧带玄武安山岩具备亚碱性系列钙碱性玄武岩的一般特性。曲嘎寺组玄武岩岩石化学特征具有高镁低钾及富钠的显著特点，Na/K=18.18，铝含量高，判属高铝玄武岩基本恰当；图姆沟组玄武岩岩石化学特征具有富碱，CaO、TFeO、MgO较低，Na/K=0.72，属于亚碱性钾质玄武岩。

4 稀土元素特征

白松—奔都地区义敦岛弧带火山岩稀土元素特征见表3。

曲嘎寺组的玄武安山岩稀土总量ΣREE为32×10~6~45.3×10~6，平均值为36.5×10~6，与基性岩稀土总量丰度（85ppm）（据K.图尔基安，1961）相比，低了2倍多。南京大学刘英俊等认为大洋玄武岩的ΣREE高于基性岩约96ppm，与它相比则更低了。相对而言，这里的玄武岩ΣREE含量虽然在基性岩范畴之内，但却明显偏低，表明它们比一般的玄武岩来源更深。

图5 稀土元素球粒陨石标准化分布型式图

LREE值在20.1×10~6~31.6×10~6之间，平均24.3×10~6，HREE值在11.2×10~6~13.7×10~6之间，平均12.2×10~6，LREE/HREE=1.7~2.3，平均值为2，比值变化窄，比值较小，这些特征反映在稀土配分模式图（图5）上，以球粒陨石型为主，少数呈轻稀土略富集模式，即多数具有大洋拉斑玄武岩的（平坦型）特征（李昌年，1992）。特征值（La/Yb）N介，1.1~1.9，平均值1.4，轻稀土略富集，稀土分馏不明显，岩石稀土配分模式为平坦曲线，与岛弧拉斑玄武岩曲线较为接近。δEu=1.02~1.21，平均值为1.1，1件样品具有明显的Eu正异常，2件样品具有略微的正Eu异常，反映在稀土配分模式图上，在Eu处基本上是直线延伸，个别岩样具有轻微的正Eu异常。δEu值也是判别岩石中稀土分异的主要参数，没有异常即没有分异；δCe为0.88~0.91，平均值0.9，均具不明显的Ce负异常。

综上可见，不论从稀土元素含量，数值特征及配分模式图分析，该处玄武岩都具有洋中脊玄武岩的一系列特征。

图姆沟组的玄武安山岩稀土总量ΣREE为85.5×10~6~266.1×10~6，平均值为175.6×10~6，与基性岩稀土总量丰度（85ppm）（据K.图尔基安，1961）相比，低了2倍多。

LREE值在66.4×10~6~235.8×10~6之间，平均153.5×10~6，HREE值在10.9×10~6~30.3×10~6间，平均22.1×10~6，LREE/HREE=3.5~9.0，平均值为7.0，比值变化宽，比值较大；特征值（La/Yb）N介于3.4~10.5，平均值8.4，稀土分馏明显，特征值（La/Sm）N介于1.9~3.46，平均值2.84，轻稀土分馏明显，特征值（Gd/Yb）N介于1.46~2.31，平均值1.91，重稀土分馏不明显，岩石稀土配分模式为右倾曲线，与岛弧拉斑玄武岩曲线较为接近。δEu=0.77~1.29，平均值为0.94，1件样品具有明显的Eu正异常，3件样品具有负Eu异常；δCe为0.86~0.95，平均值0.92，均具不明显的Ce负异常。

综上可见，曲线右倾，轻稀土分馏明显，重稀土分馏不明显，该岩浆作用为部分熔融作用，该岩石富集轻稀土，与高钾安山岩曲线较为相近。

流纹岩稀土总量ΣREE为90.5×10~6~187×10~6，平均值为145.3×10~6，LREE值在84×10~6~168.3×10~6之间，平均130.9×10~6，HREE值在6.5×10~6~18.8×10~6之间，平均14.3×10~6，LREE/HREE=7.9~13，平均值为10.0，轻稀土分馏明显，重稀土分馏不明显；δEu=0.67~1.14，平均值为0.83，1件样品具有明显的正Eu异常，2件样品具有明显的负Eu异常；δCe为0.9~0.95，平均值0.93，均具不明显的Ce负异常；特征值（La/Yb）N介于9.1~11.5，平均值为10.6。岩石稀土配分模式为右倾曲线。

岩石酸性程度越高δEu值越小，表明岩石酸性程度越高，其Eu亏损程度越大；岩石中LREE/HREE、（La/Sm）N、（La/Yb）N、（Ce/Yb）N等值均随岩石酸度增高而增大，表明岩浆熔融程度及结晶分异程度等均随岩石的酸度增高面增强。

5 微量元素特征

白松—奔都地区义敦岛弧带火山岩微量元素测试结果见表4。曲嘎寺组玄武岩大离子亲石元素中的Sr含量223×10-6~619×10-6，平均500×10-6，与基性岩的丰度值440ppm（维诺格拉多夫，1962）相比高得多；Rb元素含量5.6×10-6~12.7×10-6，平均8.7×10-6，与基性岩丰度值相比（30ppm，Turekian and Wedepohl，1961），也明显偏低；Ba元素也是明显偏低，平均值含量157.2 ×10-6，与同类岩石丰度值（300ppm，维诺格拉多夫，1961）相比偏低1余倍。惰性元素N含量区间在2.2×10-6~4.7×10-6，平均值3.1×10-6，与同类岩石中的丰度值（20ppm，维诺格拉多夫，1961）相比低了6倍多；玄武岩中Ta和Zr的含量与同类岩石丰度值相比，也明显偏低。使用微量元素Hf/3-Th-Nb/16图解判断玄武岩生成构造背景绝大部分样点落入岛弧拉斑玄武岩区域。因此判为岛弧环境下的产物是恰当的，而且与岩化判别相呼应。

图6 义敦岛弧带火山岩玄武岩微量元素球粒陨石标准化蛛网图

这些含量特征反映在微量元素MORB标准化蛛网图（图6）中则见大离子亲石元素中的Rb、K亏损最为明显，Sr明显富集，而惰性元素Ta也具有明显的富集状态，Th也显亏损。与裂谷初期玄武岩（Holm，1985）曲线较为相似。

图姆沟组玄武安山岩大离子亲石元素中的Sr含量183×10-6~1 329×10-6，平均629.9×10-6，介于中性岩与基性岩的丰度值范围内（440~800ppm）（维诺格拉多夫，1962）；Rb元素含量33.5×10-6~134×10-6，平均80.6×10-6，与中性岩丰度值相比（30ppm，Turekian and Wedepohl，1961），也明显偏低；Ba元素也是明显偏低，平均值含量743.5×10-6，与同类岩石丰度值（600ppm，维诺格拉多夫，1961）相比偏高。惰性元素Nb的含量区间在7.7×10-6~43.8×10-6，平均值20.0×10-6，与基性岩石中的丰度值（20ppm，维诺格拉多夫，1961）相近，与中性岩石中的丰度值（3.6ppm，维诺格拉多夫，1961）相比高了近6倍；玄武安山岩中Ta和Zr的含量与基性岩石丰度值相比，较为接近，玄武安山岩的Nb/Ta平均值为16.67，与基性岩中Nb/Ta=17.3较为接近，与中性岩中Nb/Ta=5.1相比高3倍。放射性生热元素Th、U的含量明显比同类岩石高，但Th/U的值2.83与基性岩的丰度比值接近（Th/U=3）。

总体来看，大离子亲石元素的量介于中性岩与基性岩的丰度值范围内，惰性元素的含量及比值多在接近基性岩的值；玄武安山岩的Th/U=2.83与基性岩的丰度比值接近（Th/U=3）。

2件样品（D6976-XT1、D6912-XT1）的蛛网图曲线与大洋玄武岩火山弧型较为相近，2件样品（D6865-XT1、D5821-XT1）的蛛网图曲线与大洋洋岛型曲线较为接近。

图姆沟组流纹岩微量特征与玄武安山岩的较为相似，大离子亲石元素富集，惰性元素多为亏损，放射性元素含量较高，与火山弧玄武岩微量元素比值蛛网图曲线较为相近。

总体来说曲嘎寺组玄武岩微量元素含量明显比图姆沟组火山岩的微量元素低，位于蛛网图的下部，曲嘎寺组火山岩的微量蛛网曲线与MORB曲线较为相近。

6 构造背景讨论

利用岩石化学成分投影于里特曼-戈蒂尼图解（图7），在该图解中，样品落入造山带火山岩区；投影于TiO2-K2O-P2O5图解（图8）中曲嘎寺组主要投入大洋拉斑玄武岩（OT），图姆沟组主要投入大陆拉斑玄武岩（CT）。

图7 义敦岛弧带火山岩logδ-logτ图解

A区-非造山带地区火山岩， B区-造山带地区火山岩，C区-A区、B区派生的碱性、富碱岩；J-日本火山岩

图8 火山岩TiO2-K2O-P2O5图解

OT大洋拉斑玄武岩；CT大陆拉斑玄武岩

7 结论

研究区属义敦弧后盆地，盆地内出露晚三叠世曲嘎寺组、图姆沟组地层，处于一个滨岸至陆棚的环境；在白依—珠来一线以西部分至德来—定曲断裂以东部分，具有陆缘特征，岩浆岩属钙碱性系列，向上有向碱性系列过渡的特征；在白依—珠来一线以东直至出图，具岛弧（或造山带）特征，岩浆岩属钙碱性系列并具有双峰式火山岩特征。

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Petrogeochemistry and Genesis of Late Triassic Volcanic Rock in the Baisong –Bendu Region, Yidun Island Arc

HE Qin-zhi JIA Zhi-quan LUO Zhi-hong

(No.108 Geological Team, BGEEMRSP, Chengdu 611230)

Late Triassic volcanic rock in the Baisong –Bendu Region, Yidun island arc is a set of basic and acid one of the Qugasi and Tumugou Formations. The Qugasi Formation is composed of basal and basalt-andesite. The Tumugou Formation consists of basalt-andesite and rhyolite. Pyritization and Cu-, Pb- and Zn-mineralization occur in the rhyolite. The basalt in the Qugasi Formation belongs to oceanic tholeiite, while the basalt of the Tumugou Formation belongs to continent tholeiite.

Late Triassic; Yidun island arc; volcanic rock; Baisong–Bendu region

2018-01-04

贺亲志（1970-），男，重庆市渝北区人，工程师，主要从事固体矿产勘查、区域地质（矿产）调查工作

P584

A

1006-0995（2018）02-0194-08

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.02.004