甘肅野馬南山地區北大河巖群一巖組變質巖原巖特征及構造意義

趙吉昌，張立濤，楊鎮熙

（甘肅地礦局第四勘查院，甘肅 酒泉 735000）

甘肅野馬南山地區北大河巖群一巖組變質巖原巖特征及構造意義

趙吉昌，張立濤，楊鎮熙

（甘肅地礦局第四勘查院，甘肅 酒泉 735000）

野馬南山地區位于中祁連西段，區內最古老的地層為古元古代北大河巖群，由于變質程度較深，原巖特征難以識別。通過巖石地球化學方法，對北大河巖群一巖組變質巖系及原巖進行研究，其中斜長角閃巖原巖為玄武巖，花崗片麻巖原巖為酸性火山巖。該套火山巖整體缺少SiO253%～66%之間的中性火山巖部分，基性火山巖來源為幔源部分融入的玄武巖，上升過程中混染了部分殼源物質，酸性火山巖來自殼源熔融，整體具雙峰式火山巖特征，類似于大陸裂谷火山巖組合，可能為原始殼幔形成初期陸核—陸塊轉變過程的產物。

中祁連；野馬南山；北大河巖群；變質巖；雙峰式火山巖

甘肅中祁連西段野馬南山地區廣泛分布古元古界北大河巖群，是一套裂谷—島弧—殘留海盆構造環境中形成的火山巖—碎屑巖的巖石組合；受區域變質作用，形成了高綠片巖相—角閃巖相的變質巖系，整體為有層無序或無層無序的構造巖石地層單位，構成造山帶的結晶基底[1，2]。本文采用巖石地球化學方法[3]，對該區北大河巖群一巖組變質巖系進行研究，淺析其原巖特征及構造意義。

1 地質背景

野馬南山地區大地構造位置位于中祁連中間地塊，其北部與北祁連早古生代褶皺帶南緣斷裂相接，西部被巨大具左旋走滑的阿爾金斷裂所截，南側與南祁連早古生代褶皺帶相接（圖1A）[2，4，5，6]。研究區出露的主要地層為古元古代北大河巖群，主要分布在野馬河以南長蟲溝、南東草溝、羊門溝一帶。本文根據巖性組合、變質特征、沉積環境將其進一步劃分為一、二、三巖組（圖1B），其中一巖組可進一步劃分為一、二兩個巖段（非正式巖石地層單位），一巖段巖性主要由斜長角閃巖與黑云斜長片麻巖、黑云二長片麻巖、黑云鉀長片麻巖、花崗片麻巖互層組成，局部夾有薄層二云石英片巖；二巖段巖性組合主要有斜長角閃巖、二云石英片巖等。該套地層整體呈北西走向，受構造運動影響，各巖組間呈斷層接觸，或者沿巖組界線，被加里東晚期的巖體所破壞。

2 北大河巖群一巖組巖石學特征

野馬南山地區北大河巖群一巖組巖性有黑云二長片麻巖、黑云斜長片麻巖、黑云鉀長片麻巖、花崗片麻巖、斜長角閃巖、石榴二云石英片巖等。其中片麻巖類：鱗片粒狀變晶結構，片麻狀構造；片麻巖在成分上變化較大，局部鉀長石含量較多，局部斜長石含量較多?；◢徠閹r變形強烈，具塑性變形特征，片狀礦物呈半定型圍繞粒狀礦物分布。巖石內部有壓扁拉長的淺色條帶，呈眼球狀、條帶狀分布，內部斜長石多連續排列，呈“S”狀或“δ”狀分布。

斜長角閃巖：粒柱狀變晶結構，塊狀構造；巖石主要由斜長石25%±、角閃石70%±、黑云母、綠泥石、綠簾石等組成。角閃石、斜長石粒度較大者具片麻狀構造，略具片麻巖特征。

石榴二云石英片巖：鱗片粒狀變晶結構，片狀構造；巖石主要由黑云母18%±、白云母11%±、石英47%±、斜長石20%±、石榴石6%±組成。巖石中穿插有較多的長英質脈，脈體寬5～50mm不等，呈透鏡狀，個別呈δ狀，走向與巖層走向一致，與圍巖呈漸變關系，推測為壓溶作用所致，如圖1所示。

3 北大河巖群一巖組原巖恢復

3.1 巖石化學特征

北大河巖群一巖組中采集樣品主要有兩類，即斜長角閃巖類和片麻巖類，分類對巖石化學特征進行了研究。

圖1 研究區大地構造位置圖（A）及地質簡圖（B）

3.1.1 斜長角閃巖類

從表1可以看出，巖石化學成分中SiO2介于47.86%～50.12%間，屬基性巖類[7]。Na2O含量1.72%～2.81%，K2O含量0.39%～1.14%，K2O/Na2O平均比值33.6%，巖石富鈉貧鉀。TiO2含量1.28%～1.68%，平均1.54%；Al2O3含量12.7%～14.54%，平均13.33%；MnO含量0.2%～0.24%；CaO含量9.33%～10.94%，平均10.08%；MgO含量5.74%～7.62%，平均6.53%；P2O5含量0.11%～0.16%，平均0.14%。

3.1.2 片麻巖類

在該類巖石中采集2件樣品（表1）。巖石化學成分中SiO2含量為66.8%、76.36%，屬酸性巖類[7]。Na2O含量2.12%、3.24%，K2O含量5.47%、4.39%，Na2O/K2O平均比值56.3%，巖石富鉀貧鈉。TiO2含量 0.78、0.073%；Al2O3含量 13.19%、11.91%；MnO含量0.097%、0.042%；CaO含量2.74%、1.06%；MgO含量0.91%、0.14%。

表1 北大河巖群一巖組主量元素分析數據

3.2 微量、稀土元素

本次工作共采集微量元素4件，其中斜長角閃巖中3件，片麻巖中1件（見表2）。斜長角閃巖微量元素標準化模式圖中（圖2），K20、Rb、Th相對富集，Sr、Ba元素相對虧損，左端不相容元素具有明顯的富集，可能系上升過程中混染了殼源物質，也指出玄武巖產于大陸環境。其中 Ta/Hf≈0.17＞0.1，Th/ Hf≈0.54＞0.2，均不同于典型洋中脊N-MORB。

圖2 斜長角閃巖微量元素標準化模式圖

采集稀土樣品4件（表3），采用Boynton(1984)球粒隕石標準值進行分析[8-10]。斜長角閃巖中稀土含量不高，∑REE為124.32×10-6～181.53-6，∑LREE/∑ HREE=4.03～6.01，La/Sm=7.75～15.06，La/Yb=10.79～23.22，表明其分餾明顯，δEu=0.8～1.12，其中兩件樣品具弱Eu富集，一件樣品具弱Eu虧損，可能是由于斜長石的結晶程度不同引起。總體來說，斜長角閃巖的稀土曲線略具傾斜（如圖3所示），輕稀土富集，其曲線類似于近大陸側的堿性玄武巖（深源），反應其熔融程度相對低。

花崗片麻巖中稀土含量較高，∑REE為374.31× 10-6，∑LREE/∑HREE=6.07，La/Sm=1.48，La/Yb= 2.36，表明其分餾明顯，δEu=0.48?；◢徠閹r的稀土曲線整體右傾（如圖4所示），LREE相對富集，具有明顯的Eu負異常，表面其來源為殼源。

圖2 斜長角閃巖微量元素標準化模式圖

表3 北大河巖群一巖組稀土元素分析數據

圖3 斜長角閃巖稀土元素配分模式圖

圖4 花崗片麻巖稀土配分模式圖

3.3 原巖恢復

北大河巖群一巖組中所采集的5件樣品，通過（al+fm）—（c+alk）—Si圖解（如圖5所示），其中4件樣品（3件斜長角閃巖，1件花崗片麻巖）投入了火成巖區域，說明其原巖多為火山巖，原巖建造以火山巖夾碎屑巖為主。3件斜長角閃巖樣品通過綠片巖原巖恢復圖解 （如圖6所示）均投入玄武巖區；兩件片麻巖樣品，分別投入了純泥質巖區和中性—酸性火山巖區（如圖7所示）。

圖5 北大河巖群一巖組變質巖原巖恢復圖解

圖6 北大河巖群一巖組斜長角閃巖原巖恢復圖

圖7 北大河巖群一巖組片麻巖原巖恢復圖解

4 結論

1）通過原巖恢復，古元古界北大河巖群一巖組原巖具火山—沉積組合特征。其中斜長角閃巖原巖為玄武巖，SiO2含量為47.86%～50.12%；花崗片麻巖原巖為酸性火山巖，SiO2含量為66.8%。該套火山巖整體缺少SiO253%～66%之間的中性火山巖部分，基性火山巖來源為幔源的玄武巖，酸性火山巖來自殼源熔融，整體具雙峰式火山巖特征。

2）基性火山巖具有弱的LREE富集現象，地幔不相容元素相對富集，可能與玄武質巖漿巖漿上升過程中有較多殼源物質混染有關。該套雙峰式火山巖可能是原始殼幔形成初期陸核—陸塊轉變過程的產物。

[1] 甘肅省地質礦產局．甘肅省巖石地層[M]．北京：中國地質大學出版社，1997．

[2] 張新虎等．甘肅省區域成礦與找礦[M]．地質出版社，2013．

[3] 賈志磊等．甘肅南祁連余石山地區變粒巖原巖恢復[J]．甘肅地質，2016，25（2）：9-13.

[4] 趙茹石等．甘肅省板塊構造單元劃分及其構造演化[J]．中國區域地質，1994．

[5] 馮益民，何世平等．祁連山大地構造與造山作用[M]．地質出版社，1996．

[6] 潘桂堂等．中國大地構造單元劃分[J]．中國地質，2009．

[7] 邱家驤，林景仟．巖石化學[M]，北京:地質出版社，1992．

[8] 趙振華．微量元素地球化學原理[M]，北京:科學出版社，1997．

[9] 李昌年．火成巖微量元素巖石學[M]，北京:中國地質大學出版社（北京），1992．

[10]陳德潛，陳剛．實用稀土元素地球化學[M]，北京：冶金工業出版社，1990．

P588．37