西藏改则县鱼鳞山地区新近系鱼鳞山组火山岩特征

岳 龙，王 敏，曾昌兴，陈 仁，贺永忠，易成兴

(贵州省地质调查院，贵州 贵阳 550081)

1 概况及地质背景

自印度大陆与欧亚大陆碰撞以来，在班公湖—怒江缝合带以北的羌塘地块先后发育了碱性玄武岩系列、高钾钙碱性系列、钾玄岩系列及过碱性钾质—超钾质系列火山活动(迟效国，2005)。在古近纪—新近纪，沿龙木措—双湖和拜惹布错—金沙江缝合带及大断裂普遍发育断陷盆地的河、湖相沉积，并有强烈的钾质—超钾质火山岩和少量高钾钙碱性火山岩喷发作用(谭建政，2013)。羌塘地块新生代火山岩是在青藏高原地区碰撞造山后高原快速隆升的过程中喷发形成的，同位素定年资料显示，火山的喷发作用主要在45—14Ma(邓万民，1998；莫宣学 等，2009；丁林 等，2000；李光明，2000；谭富文 等，2000；黄勇，2003)。

贵州省地质调查院在此进行1∶25万加措幅区域地质调查时，在西藏鱼鳞山地区发现面积分布较广的火山岩，通过对该火山岩的研究，厘定为新近系中新统鱼鳞山组。鱼鳞山组火山岩总体沿近东西向的昆楚克楚错深大断裂展布(图1)，角度不整合于古近系康托组、二叠系下统展金组及石炭系擦蒙组之上(贵州省地质调查院，2005)。本文在前人研究基础上，对该火山岩进行进一步岩石学、岩石地球化学分析数据挖掘及再研究，总结其特征，为青藏高原羌塘地块新生代火山岩的研究提供基础资料。

图1 改则县鱼鳞山地区地质简图(据1∶25万加措幅地质图，2005，略有修改)

2 岩石学特征

图2 西藏自治区改则县鱼鳞山新近系鱼鳞山组实测剖面、旋回示意图

粗面岩为灰绿、灰黄、深灰、灰色块状构造，斑状结构。主要由碱性长石、少量暗色矿物及斜长石组成。其斑晶主要为碱性长石及碱性辉石(部分可鉴定为霓辉石)，基质具有粗面结构，由微晶斜长石、普通辉石及碱性辉石组成；粗面安山岩为灰绿色、灰黄色块状构造，斑状结构，斑晶以斜长石为主，其次为辉石及角闪石，基质由斜长石、透长石和少量辉石组成；白榴石响岩为深灰色、灰黑色块状构造，具斑状结构，斑晶由碱性长石、角闪石、白榴石、霓辉石组成，基质具隐至微晶结构，由微晶白榴石、长石、细小辉石和磁铁矿组成。

3 地球化学特征

3.1 主量元素特征

图3 TAS图解

图4 K2O-SiO2图解

图5 K2O-Na2O关系图

鱼鳞山组玄武质粗面安山岩、粗面安山岩、粗面岩、碱玄质响岩CIPW标准矿物计算及数值特征见表2、3。

从表2中CIPW标准矿物计算SiO2饱和度类型可分为极度不饱和、不饱和、过饱和二种类型。

表1 鱼鳞山组基—中性火山岩主量元素分析结果(WB/10-2)

测试单位：国土资源部贵阳矿产资源监督检测中心

表2 鱼鳞山组基—中性火山岩CIPW标准矿物计算

测试单位：国土资源部贵阳矿产资源监督检测中心。注：JP2A-11H JP2A-12H JP2A-13H JP2B-15H未能进行有效计算。

SiO2极度不饱和类型矿物组合见霞石、橄榄石、透辉石，不饱和类型矿物组合见霞石、透辉石，而过饱和类型矿物组合见透辉石、紫苏辉石、石英。Al2O3饱和度类型仅见偏铝质、过铝质二种类型，前者未见刚玉，而后者出现刚玉。

表3看出，A/CNK数值特征与CIPW标准矿物计算结论一致。基性火山岩AR=1.67和δ=5.95，属碱性岩岩石系列；斜长石牌号(计算)为41.18，种属为中长石。中性火山岩AR=1.87-5.82和δ=3.35-22.68，属钙碱性岩-碱性岩-过碱性岩岩石系列；斜长石牌号(计算)为4.76-49.29，种属为钠-更-中长石。岩石的次生蚀变作用使斜长石牌号有所降低。

3.2 稀土元素特征

鱼鳞山组玄武质粗面安山岩、粗面安山岩、粗面岩、碱玄质响岩稀土元素分析结果及数值特征见表4、5。

表3 鱼鳞山组火山岩主量元素岩石学计算

表4 鱼鳞山组火山岩稀土元素分析结果(WB/10-6)

表5 鱼鳞山组火山岩稀土元素数值特征

图6 鱼鳞山组基—中性火山岩稀土元素

3.3 微量元素特征

鱼鳞山组玄武质粗面安山岩、粗面安山岩、粗面岩、碱玄质响岩微量元素分析结果及数值特征见表6。

表6 鱼鳞山组基—中性火山岩微量元素分析结果(WB/10-6)

鱼鳞山组火山岩具有极其类似的微量元素特征，表现为Rb元素相对贫化，Sr元素相对富集，表现出Sr迁移性较Rb相对明显。在经过球粒陨石标准化后的蛛网图中可见高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf、Ti相对于相邻大离子亲石元素明显亏损(图7)，且Sr同样表现出亏损态势。

图7 鱼鳞山组基—中性火山岩微量元素原始地幔标准化配分曲线图

4 讨论

4.1 源区性质

LREE相对于HREE的富集可以由橄榄石、斜方辉石、单斜辉石的存在引起，因相对于LREE，HREE的亏损，最可能表明源区存在石榴子石。而微量元素Ti的亏损，可能表明源区存在着金红石。强不相容元素的比值(LILE/HFSE、LREE/HFSE等)不但在一定规模的地幔部分熔融过程中不易变化，而且在岩浆有限程度的低压分离结晶作用过程中也无较大变化(Volpe et al.，1988)，因此能有效追踪源区的化学性质。样品的Zr/Y(1.52-2.65)<18，暗示岩石岩浆来源于富集地幔(李昌年，1992)。且样品中稀土元素数值显示其比原始地幔源区岩浆和球粒陨石高，但又低于地壳源区岩浆。反映了其物源应为富集型地幔另外。Nb、Zr、Y数值特征讨论Nb×2-Zr/4-Y图解(图10)显示鱼鳞山组火山岩岩浆性质为板内裂谷玄武质岩浆。

图8 鱼鳞山组基—中性火山岩Nb*2-Zr/4-Y图解

图9 鱼鳞山组火山岩Ce/Y和Zr/Y与MgO的协变图解

图10 鱼鳞山组火山岩La-La/Sm图

4.2 地壳混染作用

鱼鳞山地区火山岩产于大陆区，与大洋地区相比，大陆内部喷发的火山岩岩浆在向地表运移的过程中，可能受到地壳物质不同程度的混染。样品稀土元素数值显示其比原始地幔源区岩浆和球粒陨石高却又低于地壳源区岩浆的特征显示岩浆可能来源于富集型地幔，并伴有少量壳源物质混染。岩浆结晶分异时Ce/Y和Zr/Y比值变化均不明显。此外，Ce/Y对地壳混染和岩浆源区部分熔融程度敏感，而Zr/Y比值对于地壳混染不灵敏，但可以用来反映岩浆源区部分熔融程度差异(赵振华，1997)。研究区MgO含量与Ce/Y和Zr/Y的变化关系如图11。Ce/Y和Zr/Y随MgO变化不大。综合上述特征，推测鱼鳞山组火山岩在岩浆上升过程中不存在强烈的地壳混染作用。

4.3 分离结晶作用

当用高度不相容元素La与亲岩浆元素Sm的浓度比值w(La)/w(Sm)对高度不相容元素岩浆元素浓度w(La)作图时(图12)，可见火山岩的轨迹是一条近乎水平的线而非拥有斜率，说明火山岩形成为岩浆的分离结晶作用(Allegre 等，1978)。

另外，鱼鳞山组火山岩样品中的REE配分曲线图(图6)显示，样品的稀土元素具有轻稀土富集的右倾型配分型式，轻重稀土的分馏程度较大，且HREE也具有分馏特征。岩浆的分离结晶作用是造成岩浆演化过程中稀土元素分馏的重要方式，其中Eu的负异常小，推测为在岩浆结晶分异过程中，残余相仅有少量或无钾长石、斜长石和单斜辉石等，或角闪石含量大于或等于斜长石，也说明岩浆在演化过程中斜长石经历了一定程度结晶分异作用。

5 结论

(1)鱼鳞山组火山岩由火山碎屑岩与火山熔岩至少构成三个韵律。火山碎屑岩岩性为火山角砾岩、含火山角砾凝灰岩及凝灰岩，火山熔岩岩性为粗面岩、粗面安山岩、玄武质粗面安山岩及白榴石响岩。

(2)火山岩地球化学特征显示，岩石均属于钾玄岩系列。根据其微量及稀土元素特征推测鱼鳞山组火山岩来自富集地幔的结晶分离作用，火山岩岩浆性质为板内裂谷玄武质岩浆，源区可能存在石榴子石、金红石等矿物，且在火山岩上升过程中不存在强烈的地壳混染作用。

(3)因鱼鳞山组火山岩角度不整合于古近系康托组之上，且岩石地球化学特征指示大地构造背景为大陆板内陆相幔源型火山岩，构造变形较弱。为喜山造山运动中板内应力松驰阶段之产物，近东西向昆楚克错断裂在喜山期复活为岩浆活动提供了通道。