甘肃祁连西段黑沟梁子地质结构特征发展过程

罗应晗，潘中奎，马凌阳

（甘肃省地矿局第三地质矿产勘查院，甘肃 兰州 730050）

1 概述

甘肃省祁连山是我国重要的造山带，伴随有大量的构造热液活动，特别是祁连造山带多次抬升接受剥蚀，原有地层收到区域动力变质和热接触变质双重作用，原有的沉积构造和结构遭到破坏，对区域构造作用的显示已经十分微弱。因此，本文针对祁连西段黑沟梁子地质结构体进行地球化学分析，结合锆石U-Pb测年结果，讨论祁连西段早古生代地质结构矿脉岩浆作用与构造演化关系。

2 地质概况

研究区位于大泉幅和额勒森幅北部黑沟梁子处，总体呈近南北向展布，向北延伸至相邻图幅哈马尔达巴幅，侵入于北大河岩群c岩组大理岩夹片岩岩组中。调查区内出露长度约6km，宽550m～1860m，出露面积7.7km2。侵入部位附近岩体中可见磁铁矿化、褐铁矿化和孔雀石化等现象，如图1所示。

图1 区域地质简图

3 岩体学特征

黑沟梁子地质结构岩体性主要为二长花岗岩。岩体中部或边部可见少量石英闪长体和黑云碱长花岗岩分布。矿山的地质构造。地质构造，块状构造。该矿体的矿物包括斜长石，石英，黑云母，钾长石和副矿物磷灰石，金属矿物等。岩石分布相对密集。长石的结晶形态通常是规则的，具有通常较宽的薄片和短的柱状且具有笔直的边缘。同时，斜长石比钾长石具有更高的自我繁殖率，且晶体尺寸主要为0.2mm～0.8mm。双晶。石英闪长岩。半自形粒柱状结构，块状构造。岩石由斜长体、角闪体、黑云母、石英和副矿物有磷灰石、金属矿物等组成，岩体较致密。黑云碱长矿体。矿体结构，块状结构。岩石矿物包括斜长石，石英，黑云母，长石钾和副矿物磷灰石，金属矿物，蝶骨等。岩石地块分布较密。地块的晶体形态相当规则，主要表现为宽板和短直边柱形。

4 地球化学特征

（1）分析方法。岩石，所有岩石，稀土元素和痕迹的提取样品名称将转移到甘肃省中央实验室。通过XRF分析主要元素（不包括FeO和LOI），通过标准湿化学分析，使用XII系列ICP-MS分析痕量元素和稀土进行确定。

（2）主量元素特征。根据化学成份表可以看出，该岩体主要氧化物含量SiO2介于66.84%～75.48%、TiO2介于 0.06%～0.21%、Al2O3介 于 13.33%～16.14%、Fe2O3介 于0.66%～1.17%、FeO介 于0.42%～1.02%、MnO介于0.02%～0.51%、MgO介 于0.23%～1.32%、CaO介于0.74%～2.17%、Na2O介 于2.60%～4.10%、K2O介 于4.19%～4.97%，P2O5介于0.02%～0.10%。该岩体所采样品中SiO2含量变化范围在66.84%～75.48%之间，为酸性侵入岩。其化学成份与中国不同岩体类型花岗岩类岩体的元素丰度（史长义等，2005）中二长花岗体相比，具有较高的K2O和较低的TiO、FeO、MgO、CaO和P2O5的特征。

（3）微量元素特征。结合原始地幔的标准化微量元素网图，两个长花岗岩样品。微量营养素的分布基本相同，整个显示中富含强烈的不相容元素，曲线略微偏右。富集K，Nd，Zr，Sm等元素，耗尽Th，Nb，Sr，P，Ti等元素。根据岩石（Rb/Yb）N1的参数，它是一种高度不相容的富集元素，富含交代地幔源和残余熔体，具有很强的分层性和结晶性；Th＊＜1，钍亏损，太古代地壳岩石、地盾，强蚀变交代作用；K＊＞1，钾富集，花岗质岩体，具岛弧性质的火山岩，与消减作用有联系；Nb＊＜1，铌亏损，花岗质岩体，地壳物质、地盾；Sr＊＜1，锶亏损，强蚀变，抗交代蚀变能力弱的岩体，斜长石分离结晶的残余熔体；P＊＜1，磷亏损，亏损型地幔，地壳岩石，花岗质岩石，磷灰石分离的残余熔体；Zr＊＞1，锆富集，地壳岩体，花岗质岩体；Ti＊＜1，钛亏损，地幔的贫钛性质，地壳岩体，花岗质岩体。综合判断，黑沟梁子二长花岗岩岩浆成份以地壳成份为主，具少量地幔成份，主要为陆壳改造型。

5 构造环境分析

从岩体化学成份分析，黑沟梁子二长花岗体为钙碱性系列岩石；A/CNK=1.031-1.1871.1，具S型花岗岩特征；稀土元素配分模式图与地壳重型花岗岩相似，微量元素特征与正常弧花岗岩特征相似。在R1-R2图解中（图2），样品落入同碰撞（S型）花岗岩体区域，在花岗岩岩体成因类型A-C-F判别图解（图3）中，样品落入S型花岗岩岩体区域；在Rb/30-Hf-3Ta构造环境判别图（图4）中，样品全部落入同碰撞花岗岩区；在Rb-（Yb+Nb）构造环境判别图（图5）中，样品落入同碰撞花岗岩体区；在Maniar构造环境判别图解TFe/（TFe+MgO）-SiO2和ACM图中（图6），样品均落入造山花岗岩岩体区域的后造山花岗岩类中。综合判断，该二长花岗岩体形成于同碰撞环境，具S型花岗岩特征，构造环境为同碰撞构造环境。

图2 黑沟梁子二长花岗岩体R1-R2图解（Collins W J et al.，1982）

I：I型花岗岩体投影区；S：S型花岗岩体投影区图3 黑沟梁子二长花岗岩体成因类型C-A-F图解（仿江西区域地质大队，1991）

图4 黑沟梁子二长花岗体岩

图5 黑沟梁子二长花岗岩Rb-（Yb+Nb）构造环境判别图解（据Peace，1984）

图6 黑沟梁子二长花岗岩体构造环境判别图解（据C P D，1989）

6 温压环境分析

黑沟梁子二长花岗岩体在Q-Ab-Or-H2O相图解（图7）中，样品投点分布于700℃区内，静岩负荷压力大于0.2-0.3GPa，根据温度和静岩压力计算，该岩体侵位深度约5km～8km，为中浅成侵入岩。

图7 黑沟梁子二长花岗岩体Q-Ab-Or-H2O相图解