新疆伊吾縣北一帶晚石炭世花崗巖微量元素特征及其環境探討

秦彪（中國建筑材料工業地質勘查中心新疆總隊　烏魯木齊　830000）

新疆伊吾縣北一帶晚石炭世花崗巖微量元素特征及其環境探討

秦彪
（中國建筑材料工業地質勘查中心新疆總隊烏魯木齊830000）

伊吾縣城北一帶巖漿活動較為頻繁，晚石炭世侵入巖較為發育，具有期次多，類型多樣的特征，巖石類型從中基性巖到酸性巖均有分布。微量元素特征顯示，巖石序列屬造山正常弧花崗巖類，形成的構造環境類似于火山弧，推測其形成于石炭紀裂谷邊緣活動帶。

晚石炭世構造環境碰撞造山花崗巖被動侵位

1　地質概況

伊吾縣阿爾通蓋一帶1∶5萬區域地質礦產調查認為在伊吾縣城北一帶主要出露為中酸性侵入巖，其大地構造位于哈爾里克古生代裂谷活動帶，區域構斷裂造發育，巖漿活動頻繁，侵入巖較為發育，具有期次多、類型多樣的特征。區內巖漿巖活動明顯受區域斷裂構造控制，總體上呈北西-北北西向展布。

2　分布特征

晚石炭世花崗巖主要分布于伊吾縣北一帶，巖體呈不規則楔形，呈北西-南東向展布。巖體出露面積約130km2，該帶巖體整體上比較新鮮。巖體主要侵位于石炭紀地層中，結合同位素年齡來看起主要侵位時間為晚石炭世，巖石類型從中基性巖至酸性巖均有分布。根據野外觀察，確定該序列侵位順序由早到晚為：花崗閃長巖二長花崗巖鉀長花崗巖。

3　微量元素特征

巖石的原始地幔標準化（原始地幔（Wood）標準化數據，按Poli等，（1984））［1］，微量元素，（Rb/Yb）N為17.2～26.8，均為強不相容元素富集型；曲線走向與典型造山正常弧花崗巖走向區域基本一致，說明該序列巖石屬于造山正常弧花崗巖類。蛛網（圖1）顯示，該序列各巖體曲線走向基本一致，Nb、Sr、P、Ti虧損為造山的正常弧花崗巖特征。

4　構造環境及就位機制

圖2　構造環境的R1-R2因素判別圖解（R.A.Batchelor等，1985）

4.1構造環境的R1-R2因素判別圖解

Batchelor等（1985）利用主要花崗巖類巖石組合示意圖解［2］，區分了產出于不同構造環境中的花崗巖類。根據巖石的主要氧化物的含量，通過一定程序換算成R1和R2值，投在R1-R2（圖2）中，絕大數樣品投影點落在地殼熔融的花崗巖（同造山花崗巖）一同碰撞花崗巖區及其附近，說明巖體形成時的環境總體為碰撞造山花崗巖。

4.2變量Rb-Hf-Ta的判別

利用花崗巖的微量元素Rb、Hf、Ta投圖判別構造環境在Rb、Hf、Ta判別圖解（圖3）中，均投在了火山弧區或碰撞后區及其附近，說明晚石炭世巖石序列的形成環境為火山弧逐漸過渡到碰撞后的環境。

4.3變量Rb、Yb、Ta、Y、Nb的判別

利用花崗巖的非活動微量元素Rb、Yb、Ta、Y、Nb投到不同構造環境花崗巖的非活動性元素判別圖解（圖4）中，在圖4a中絕大部分樣品投在VAG區為火山弧花崗巖區，部分點投在S-COLG區為同碰撞花崗巖區；圖4b中全部樣品全投在VAG區為火山弧花崗巖區。說明晚石炭世巖石序列的形成環境為類似于火山弧環境［2］。

圖3　不同構造環境花崗巖的Rb-Hf-Ta判別（據Harris等，1986）

圖4　不同構造環境花崗巖的非活動元素的判別（據Pearce等，1984）

5　結論

（1）綜合前面所述的野外地質觀察、巖石學、礦物學、主微量元素特征以及構造環境判別圖解，反映了該序列具有擠壓型花崗巖特征［3］，巖漿為殼幔混合來源，其形成的構造環境類似于火山弧，推測其形成于石炭紀裂谷邊緣活動帶［4］。

（2）該序列侵入巖體呈不規則楔形，呈北西-南東向展布，向北西封閉變窄而向南東敞開，有如下特征：①平面形態不規則，長軸展布方向與構造線方向一致，巖體北界與斷裂方向一致；②巖體與圍巖邊界呈鋸齒狀顯示被動侵位特征；③巖體內部變形較弱；④巖體對圍巖常形成角巖化變質暈。說明該巖體的侵位機制應為巖墻擴展被動侵位機制。

（3）該序列侵入巖體時代為晚石炭世（同位素年齡293～301Ma）此時古亞洲大洋在該段已關閉，開始碰撞造山［5］，說明該巖體是碰撞造山期產物。

［1］高秉璋，等.花崗巖類區區域地質填圖方法指南，中國地質大學出版社［S］，1991.

［2］肖慶輝，等.花崗巖研究思維與方法，地質出版社［M］，2002.

［3］王云，周兵，等.新疆北山地區梁子北一帶晚石炭世花崗巖微量元素特征及其環境探討，第一節全國青年地質大會論文集［C］，2013（59）153-154.

［4］韓寶福，何國琦.王式洸后碰撞幔源巖漿活動、底墊作用及準噶爾盆地基地的性質，中國科學［J］，1999，29（1）16-21.

［5］胡靄琴，等.新疆主要地質事件同位素年代學研究，305項目96-15-07-05A課題［D］，2000.

收稿：2016-07-08

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.06.009