西秦岭德乌鲁埃达克岩的发现及地质意义

冯小明 李注苍 张海峰

摘   要：德乌鲁岩株位于西秦岭夏河-合作大断裂和力士山-围当山断裂间的中秦岭褶皱带。岩性以花岗闪长岩为主，石英闪长岩和石英二长闪长岩次之，为一套中酸性侵入岩，SiO2含量58.6%～65.96%;Al2O3含量14.23%～14.86%;MgO含量3.24%～5.84%;Sr含量262.4×10-6～325×10-6，为喜马拉雅型花岗岩（Sr小于400×10-6）;Y含量为15.86×10-6～17.07×10-6，与经典C型埃达克岩定义一致。该埃达克岩的确立，对深化西秦岭区域成矿构造和指导今后找矿具有借鉴意义。

关键词：地球化学;埃达克质岩;地质意义;德乌鲁;西秦岭

西秦岭造山带中生代花岗岩广泛分布，岩体明显受区域断裂构造控制，呈岩基、岩株、岩瘤、岩枝产出，具多期、多旋回及同源特点。主要侵入体同位素年龄为210～242 Ma[1-4]，属中晚印支期。目前对于这些侵入岩产出的大地构造环境、岩浆成因、源区及成矿物质与深部岩浆物质交换的关系等尚存在很多争议[5-8]。近年来，部分研究者提出西秦岭造山带很多侵入岩具有埃达克岩类地球化学特征，由此推论印支晚期花岗岩是西秦岭地区加厚地壳部分熔融的产物[9-13]。本文通过对德乌鲁岩株的岩石学、岩石地球化学、稀土元素、微量元素地球化学特征进行研究，对德乌鲁岩株产出的大地构造背景、源区及岩石成因进行探讨。

1 地质概况

德乌鲁岩株位于夏河-合作大断裂北西侧（图1），走向呈NW向，与区域构造线方向一致。德乌鲁岩株NW向长约8.5 km，最大宽度为4 km，最小宽度约为0.8 km，出露面积约18.9 km2。侵入体形态呈不规则葫芦状，西北部窄而东南部较宽，中间较窄。岩株侵位于上二叠统毛毛隆组和上三叠统华日组地层中[14]。岩体边部具较强角岩化和矽卡岩化，上三叠统华日组与上二叠统毛毛隆组呈角度不整合接触。德乌鲁岩株中已发现以地南大型铜金矿[15-16]、录斗艘中型金矿[17]、拉不在卡金矿点、吉利金矿点及德乌鲁铜矿点[18]、南办铜矿点等。岩体和矿体中不存在钾化现象。矿区围岩蚀变主要为硅化、黄铁矿化、褐铁矿化、毒砂化、黄铜矿化、辉锑矿化、绢云母化和碳酸盐化等。

2 岩石学特征

德乌鲁岩株以花岗闪长岩（样品5，6，7）为主，石英闪长岩（样品1，2）和石英二长闪长岩（样品3，4）次之。石英闪长岩侵入体分布于岩体南部，呈半圆状。石英二长闪长岩位于岩体北部，呈透镜状产出。德乌鲁岩株是壳幔岩浆混合产物，寄主岩石中斜长石呈自形半自形板状，粒径1～4 mm，聚片双晶结构，单体细长，具环带。角闪石呈自形柱状，石英和碱性长石呈他形粒状充填于斜长石和角闪石矿物间。钾长石为正长石、条纹长石和微斜长石，条纹长石具不规则的条纹构造和环带结构。岩体中见有大量暗色基性微细粒包体，形态主要呈圆形、浑圆状、椭圆状、不规则状、葫芦状等，直径1～40 cm。暗色包体颜色较深，为灰黑色，与寄主岩石接触关系截然，成因可能与地壳增厚时的壳幔相互作用有关，说明花岗质岩浆结晶早期存在基性物质的混入。德乌鲁岩株富钾，与幔源富钾流体的参与和混染作用有关。德乌鲁岩株岩石岩性特征如下：

花岗闪长岩  仅在岩体北部少量出露，呈半自形，柱粒状结构，块状构造。岩石的组成矿物有斜长石、钾长石、石英、角闪石、黑云母等，矿物含量：斜长石49%～52%，钾长石10%，石英20%，角闪石7%～10% ，黑云母10%，磷灰石微量。

石英闪长岩  出露于岩体东南部，呈半自形柱粒状结构，块状构造。岩石组成矿物有斜长石、钾长石、石英、角闪石、黑云母等，矿物含量：斜长石51%～65%，钾长石3%～8%，石英6%～10% ，角闪石8%～15%，黑云母10%～22%，磷灰石微量。

石英二长闪长岩  出露于岩体中部，呈半自形，柱粒状结构，块状构造。主要矿物有斜长石、钾长石、石英、角闪石、黑云母等，岩石受到较强的次生蚀变，斜长石43%～61%，钾长石10%～20%，石英10%～15%，角闪石5%～15%，黑云母8%～23%，磷灰石微量。磷灰石晶形完好，呈短柱状。

3 地球化学特征

3.1  岩石化学特征

笔者在德乌鲁岩株中共采集了5件岩石化学样品。从岩石化学分析结果可看出（表1），德乌鲁岩株中SiO2含量58.6%～65.96%大于56%，平均含量65.49%，属中偏酸性岩。TiO2含量0.5%～0.74%，平均0.59%，明显小于洋岛玄武岩的TiO2含量（大于2.0%）和大洋中脊火山岩（TiO2平均含量1.5%），与岛弧火山岩的TiO2含量（TiO2平均含量0.8%）相近;Al2O3含量高，且变化不大。Al2O3含量为14.23%～14.86%，小于15%;MgO含量3.24%～5.84%，小于6%，表明德乌鲁岩株具中镁特征，暗示岩浆中有了来自幔源物质的重要贡献;CaO含量3.96%～5.94%，平均4.49%;Na2O含量1.8%～3.25%，平均2.80%; K2O含量2.69%～3.86%，平均3.23%。Na2O和 K2O二者的含量基本差不多。德烏鲁岩株中K2O含量高于岛弧环境岩浆岩的K2O含量（K2O平均1.60%），而与活动陆缘K2O的含量相近（K2O平均3.25%）。全碱含量较高，K2O+Na2O均大于1%，多为 4.78%～6.70%;K2O/Na2O 比值0.6～1.2，平均0.89，显示富钾特点。A/NKC值为1.31～1.45，属过铝质岩石（大于1）。因此，可确定德乌鲁岩株为偏铝质岩体。里特曼指数变化范围不大，σ值1.47～2.23，小于4，为钙碱性系列岩石。

总之，德乌鲁岩株以中酸性侵入岩为主，SiO2含量58.6%～65.96%，Al2O3含量小于15%，MgO含量3.24%～5.84%，与埃达克岩定义基本一致，具高钾、高铝和高碱、低钛的特点。

3.2   微量元素特征

所有样品Sr含量为262.4×10-6～325×10-6，小于400×10-6（表2），总体特征为低锶，为喜马拉雅型花岗岩（Sr<400×10-6）。而Y 含量为15.86×10-6～17.07×10-6，小于18×10-6，与经典C型埃达克岩定义一致。德乌鲁岩株岩石为富Nb侵入岩，Nb含量为9.35×10-6～10.46×10-6，位于高Nb（7×10-6～16×10-6）范围内，明显高于正常洋内弧侵入岩，为高铌侵入岩。相容元素Cr，Ni含量比较高，分别为105.21×10-6～198.2×10-6、31.39×10-6～49.82×10-6。

在岩石微量元素蛛网图上与同碰撞花岗岩的分布形式一致（图2），微量元素的分布特点为“先隆后凹”型式。表现为K，Rb，Ba，Th，Ta，Nb，Ce，Zr等大离子亲石元素的选择性富集，丰度较高，明显高于洋脊花岗岩，尤其是大离子元素K，Rb，Ba，Th，Zr高出洋脊花岗岩2～90倍。而大离子亲石元素Hf、Sm、Y、Yb丰度值低于洋脊花岗岩，强烈亏损，但起伏较大，特别是Yb几乎低一到二个数量级。

3.3  稀土元素地球化学特征

从表3可看出，岩体中轻稀土明显富集，重稀土较亏损。稀土总量157.29×10-6～184.87×10-6;轻稀土127.12×10-6～154.92×10-6;重稀土28.14×10-6～30.17×10-6（表3），LREE/HREE为4.21～5.17，比值较小，表示岩浆分异程度较强。轻、重稀土元素分馏较强烈，（La/Yb）N为11.60～15.221。（La /Sm）N为3.52～4.33;（Gd/Yb）N为2.0～2.22，说明轻稀土及重稀土内部都存在不同程度的分馏作用，轻稀土内部分馏作用强于重稀土。δEu值为0.52～0.65，平均0.57，具弱-中等的负铕异常。在稀土元素分布曲线图上表现为向右倾斜（图3），但重稀土元素部分的曲线较平缓。说明在岩浆分馏结晶作用中斜长石从岩浆分离出来，岩浆分异程度不高。反映出德乌鲁岩株在下地壳熔融时，可能存在弱的斜长石分离结晶作用过程中或部分熔融过程中残留熔浆中的Eu导致δEu值降低[19]。

综上所述，德乌鲁岩株以大离子亲石元素和轻稀土富集，低重稀土，重稀土相对亏损和具Eu负异常为特征，显示其具有与C型埃达克岩有关的岩石地球化学特征。

4 讨论

4.1  构造环境

（La/Yb）N-YbN图解上（图4），所有样品均落入埃达克质岩区和经典岛弧岩区的交汇部分。在SiO2-Yb成矿埃达克岩图解上（图5），所有样品全部落入与成矿有关的埃达克质岩区，证实了Au、Cu成矿与埃达克岩密切相关。从两个图解中可以判别德乌鲁岩株的形成构造环境与埃达克质岩有关。

4.2  同位素年代

在德烏鲁岩株中采集同位素测年样品一件，岩石岩性为花岗闪长岩。应用LA-ICP-MS法（激光剥蚀等离子体质谱）进行了单颗粒锆石微区U-Pb年龄测试，获得U-Pb同位素年龄值为（227.5±2.2） Ma，形成时代为晚三叠世。徐学义在对德乌鲁岩株的研究过程中，采用了锆石U-Pb同位素测年，获得其U-Pb同位素年龄为（233.5±1.5） Ma[20]，与本次结果基本相符，侵入时代为晚三叠世。

5 结论

中三叠世的印支运动，华北古陆、扬子古陆相向汇聚造山[21-23]，使西秦岭古特提斯海盆闭合，海水从秦岭地区全面退出。晚三叠世早期，秦岭造山带的陆陆碰撞，扬子板块俯冲至华北板块下使得地壳增厚、地热梯度增高[24-25]，下地壳中变质的玄武岩由于温度升高，发生部分熔融，形成C型埃达克质熔体，指示当时地売厚度己经超过50 km[26-27]。此外，埃达克质熔体与地幔楔橄榄岩相互作用，从地幔中获取大量的Au，Cu成矿元素，形成富含金的含矿热液。在岩浆侵入后期，含矿热液充填于德乌鲁岩株中，叠加富集形成以地南铜金矿、录斗艘金矿等与C型埃达克岩相关的金矿床。

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Abstract： The Dewulu rock located in the central Qinling fold belt between in the Xiahe-Hezuo fault and Lishishan-Weidangshan fault in Western Qinling，which is a set of intermediate-acid intrusive rocks and the main lithology is granodiorite，the quartz diorite and quartz monzobiorite is secondary lithology.Its SiO2 content is 58.6% ～ 65.96%>56%;Al2O3 content is 14.23%～14.86%<15%;MgO content is 3.24% ～ 5.84%<6%;Sr content is 262.4×10-6 ～ 325×10-6<400×10-6，which is Himalayan type granite （Sr <400×10-6）;Y content is 15.86×10-6 ～ 17.07×10-6 <18×10-6，They have the same characteristics with the C-type adakite ones.The U-Pb isotope age of the Dewulu rock was 227.5±2.2 Ma and its formation time was early of the late Triassic.Therefore，in the early of the later Triassic，the Yangtze plate subducted and the North China plate happened to the continent-continent collision in the Qinling orogenic，the Yangtze plate subducted under the North China plate and this resulted in thickening of the earthcrust and increasing of the geothermic gradient.The metamorphic basalts in the lower crust were partially melted due to the temperature rising and formed a C-type adakite melt.The establish of adakite rocks have significant information to improve native metallogenic constrution and guide prospecting for the future in Western Qinling.

Key words： Geochemical;Adakite rocks;Geological significance;Dewul;Western Qinling