东昆仑雪山峰地区阿勒坦火山岩地球化学、年代学特征及构造环境分析

2019-04-18江小强宋小坤李茂田吴守智

四川有色金属 2019年1期

江小强，宋小坤，李茂田，吴守智

（1.成都理工大学，四川成都 610059； 2.四川省众成矿业有限公司，四川成都 610045）

1 地质特征

通过1∶5万区域地质矿产调查工作在雪山峰地区新发现一套新元古代的火山岩，出露于阿勒坦郭勒一带，主要岩性为一套未变质的沉凝灰岩。将其以非正式填图单位命名为新元古代阿勒坦凝灰岩，属于东昆仑地层区。在此之前，前人对东昆仑地层区出露的火山岩进行过很多研究［1-4］。

火山岩呈层状、似层状出露于阿勒坦郭勒一带，北部与早志留世花岗岩呈侵入接触，南部与中志留世花岗岩呈断层接触。岩性以酸性火山岩为主，岩石类型有流纹质晶屑沉凝灰岩、流纹质晶屑凝灰岩，岩石蚀变较弱。

2 岩石学特征

流纹质晶屑沉凝灰岩：岩石风化面呈灰黑色，新鲜面呈浅灰色，具凝灰结构，块状构造。主要由晶屑、陆源沉积物、岩屑以及填隙物组成，略具定向性。晶屑：含量70%，主要由石英与长石以及少量云母组成，石英含量较多，粒径范围为0.01mm～0.9mm，但大多数粒径为0.06mm左右，其磨圆度不高，呈次棱角状-棱角状；长石含量较多，大多数为钾长石，少量为可见聚片双晶的斜长石，斜长石中有绢云母细小颗粒，少量为格子双晶，为微斜长石，云母含量不多，多为白云母，少量黑云母，长条状，平行消光。黑云母多色性明显。陆源沉积物：含量9%，主要为石英与粘土质填隙物，石英粒径多在0.5mm左右，磨圆度相对较好，次圆状，粘土质矿物颗粒较小。岩屑：4%，主要为石英，颗粒不大，单偏光镜下为一整体，粒径约1mm，但正交偏光下由许多细小石英颗粒组成，同时见波状消光。填隙物：含量17%，主要由火山尘以及自生矿物绿帘石组成，火山尘局部蚀变成自生矿物绢云母，绿帘石呈自形粒状，颗粒较小，还有3%的胶结物主要为铁质胶结物。

图1 晶屑沉凝灰岩宏观照

图2 正交偏光镜下晶屑沉凝灰岩

3 火山岩岩石地球化学特征

（1）主量元素

沉凝灰岩氧化物含量及特征参数见表1，从表中可以看出，SiO2含量为73.01%，属酸性岩类，ALK（Na2O+K2O）含量为4.46%，Na2O＜K2O，在TAS图解（图3）上投点，落入流纹岩区，岩石类型为流纹岩。TAS图解中落入亚碱性区，里特曼指数（σ）为0.66＜3.3，属钙碱性岩，A/CNK=2.15，大于1，属过铝质。Al2O3、FeO、MgO、CaO、TiO2含量分别为13.6%、3.58%、1.86%、0.57%、0.62%。综上所述，该期火山岩为过铝质-钙碱性系列岩石。岩石富Al2O3、FeO、MgO，贫CaO、TiO2。

图3 沉凝灰岩TAS分类命名图

（2）稀土元素

沉凝灰岩稀土元素分析结果见表2，∑REE为187.65×10-6，LREE/HREE为9.05，轻稀土富集、重稀土亏损，(La/Yb)N=11.18，表明轻重稀土分馏较强。δEu为0.6，呈明显负铕异常；δCe为0.93，异常不明显。在以球粒陨石为标准化的稀土配分模式图中（图4），稀土配分曲线右倾，轻稀土分馏较强，Eu具负异常，形成波谷，重稀土部分相对平坦，重稀土分馏不明显。

（3）微量元素

沉凝灰岩微量元素含量见表3，大离子亲石元素Rb、Ba、Zr含量较高，Th的含量较少，高场强元素中Nb、Ta、Hf的含量较低。微量元素ORG标准化蛛网图（图5）上，火山岩表现出强不相容元素Rb、Th富集，Ba相对亏损，高场强元素Nb、Ta相对亏损的特点。

表1 沉凝灰岩主量元素分析结果表（ωB/10-2）

表2 沉凝灰岩稀土元素分析结果表（ωB/10-6）

图4 沉凝灰岩稀土配分模式图

4 讨论

由于全球罗迪尼亚超大陆的汇聚事件，推测对东昆仑造山带的构造演化产生了一定的影响。在中新元古代时期，由于大陆碰撞，在东昆仑地区产生了花岗岩深成侵入岩带［5］。另外王海［6］等认为中新元古代时期形成的万宝沟群由火山岩、碳酸盐岩组成，说明该区域在这一时期经历了火山喷发、后期海相沉积等过程。王成国［7］等认为东昆仑南部乌拉斯太地区的万宝沟群也属于中新元古代，出露的岩性也为火山岩、碳酸盐岩组合，通过岩石地球化学及构造环境判别分析认为该火山岩的成岩环境为洋中脊环境、岛弧环境板内环境，表明该地区在中新元古代有大洋出现。

图5 沉凝灰岩微量元素蛛网图

4.1 时代讨论

在阿勒坦郭勒一带采集了1件同位素样（D1108TW1），样品中共挑选30颗锆石送中国地质大学（北京）科学研究院激光等离子体质谱实验室进行锆石LA-ICP-MS U-Pb定年。锆石U-Pb同位素直方图见图6，同位素年龄谐和图见图7，获得锆石的206Pb/238U年龄为958.4±5.3Ma，时代为新元古代。

图6 沉凝灰岩锆石U-Pb直方图

图7 沉凝灰岩锆石U-Pb谐和图

4.2 火山活动特征及构造环境分析

在阿勒坦郭勒出露的火山岩，其形成区域、时代与万宝沟群接近，故推测阿勒坦火山岩与万宝沟群火山岩有较一致的构造环境、沉积环境［6］；调查区内阿勒坦凝灰岩由于四周均被断层或岩体截断，岩性只有凝灰岩和沉凝灰岩互层，为水下沉积标志，该组未见有熔岩类火山岩沉积，距火山喷发中心应有一定距离。另外根据薄片鉴定，凝灰岩中含有陆源碎屑物，局部见有硅化现象，说明火山活动离大陆较近。

表3 沉凝灰岩微量元素含量表（ωB/10-6）

综上所述，在区域上该套火山岩显示为次深海相喷发沉积的产物。

通过该研究区阿勒坦郭勒出露的沉凝灰岩的地球化学分析，得出沉凝灰岩为过铝质-钙碱性系列，岩石富Al2O3、FeO、MgO，贫CaO、TiO2。强不相容元素Rb、Th富集，Ba相对亏损，高场强元素Nb、Ta相对亏损，Zr、Y亏损。轻重稀土比值为9.05，属轻稀土富集，重稀土亏损，铕略具负异常，稀土配分模式形态与岛弧火山岩相似。在火山岩(Yb+Ta)-Rb判别图中，火山岩投点落入VAG（火山弧花岗岩）。所以沉凝灰岩的构造环境为火山弧环境。推测与王成国［7］等认为的万宝沟群的火山岩的成岩环境一致。