新疆博格達(dá)山中段大有溝一帶輝綠巖地球化學(xué)、鋯石U-Pb年齡及地質(zhì)意義

田忠鋒

（新疆維吾爾地質(zhì)礦產(chǎn)研究所,新疆烏魯木齊830000)

博格達(dá)山一帶廣泛分布輝綠巖巖床及少量的閃長巖—花崗閃長巖和正長花崗巖巖株，大多數(shù)侵位于上石炭統(tǒng)。輝綠巖主要為順巖層，呈巖床狀侵位產(chǎn)出，廣泛分布于博格達(dá)山脈。研究區(qū)位于博格達(dá)山中段，輝綠巖發(fā)育比較典型。筆者于2014～2017年通過開展“新疆東天山吉木薩爾縣城南一帶1∶5萬區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查”，獲得較詳實輝綠巖地質(zhì)資料，運(yùn)用高精度激光等離子質(zhì)譜對輝綠巖進(jìn)行精確定年及巖石地球化學(xué)研究，為進(jìn)一步了解該帶輝綠巖特征、成因及形成地質(zhì)環(huán)境提供依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

大有溝一帶位于博格達(dá)山中段，區(qū)內(nèi)出露的地層主要為石炭系柳樹溝組和祁家溝組，主要為淺海相火山—火山碎屑—陸源碎屑巖建造；二疊系石人子溝組和塔什庫拉組，為一套淺海相陸源碎屑巖建造。

研究區(qū)內(nèi)輝綠巖主要分布于柳樹溝組、祁家溝組及石人溝組中，多為順層侵位的巖床，產(chǎn)狀與上下巖層近于平行，局部可見切層現(xiàn)象。巖體產(chǎn)出形態(tài)受構(gòu)造控制明顯。輝綠巖單層厚1～300余米，個別達(dá)700m，延長數(shù)十至數(shù)千米，最長達(dá)8km。輝綠巖為熱侵入，巖體上下接觸面均有幾十厘米至數(shù)米厚的蝕變巖帶，主要見有褐鐵礦化、硅化。

2 巖石學(xué)特征

研究區(qū)內(nèi)輝綠巖為深灰綠色，輝綠結(jié)構(gòu)、嵌晶含長結(jié)構(gòu)、輝長輝綠結(jié)構(gòu)（少量），塊狀構(gòu)造。由斜長石、普通輝石及少量副礦物組成，個別含橄欖石。斜長石含量50%～75%，半自形板狀，粒徑(0.2mm×0.1mm）～（4.0mm×1.6mm)，聚片雙晶發(fā)育，普遍中輕度高嶺土化、隱晶簾石化、綠泥石化、葡萄石化，雜亂分布；輝石含量30%～45%，他形柱狀，少量呈半自形柱狀、粒狀，粒徑0.5～4.4mm，淡黃綠色、淡黃褐綠色，具輝石式解理，陽起石化、綠泥石化、葡萄石化，大部分分布于斜長石組成的雙晶格架中，形成輝綠結(jié)構(gòu)，部分較大顆粒內(nèi)嵌有斜長石，形成嵌晶含長結(jié)構(gòu)；橄欖石個別巖體出現(xiàn)，含量5%～10%，粒狀，粒徑0.3～2.4mm，具蛇紋石化、葡萄石化；副礦物微量，主要有磁鐵礦、鈦鐵礦、磷灰石等。

3 巖石地球化學(xué)特征

3.1 主量元素特征

進(jìn)行巖石地球化學(xué)分析8個樣品采自不同的實測剖面，其主量元素分析結(jié)果見表1。SiO245.83%～48.6%，均值為47.82%，屬基性侵入巖系列，Al2O314.59%～17.1%，MgO 7.03%～11.88%，K2O 0.21%～0.65%，P2O50.03%～0.24%，屬于低硅、高鋁、高鎂、低鉀、低磷類型，顯示幔源特征。

輝綠巖里特曼指數(shù)1.14～5.3之間，其中富集CaO、Al2O3、MgO、FeO，相對貧堿ω[（K2O+Na2O）]小于5%，巖石中Na2O遠(yuǎn)大于K2O，Na2O/K2O為2.6～14.5，標(biāo)準(zhǔn)礦物計算中出現(xiàn)大量的透輝石、紫蘇輝石，同時又有少量的鉻鐵礦，而石英礦物含量極低。TAS投圖（圖1），8個樣品均位于堿性輝長巖與亞堿性輝長巖過渡區(qū)域，鎂SiO2-TFeO/MgO圖解中（圖2）集中分布在拉斑玄武巖系列區(qū)域。綜上所述，認(rèn)為該區(qū)域內(nèi)出露的輝綠巖屬于鈣堿性與堿性2個系列，即亞堿性系列。

表1 輝綠巖主量元素分析結(jié)果（10-2）

圖1 TAS圖

3.2 稀土元素特征

大有溝一帶輝綠巖稀土元素含量見表2，稀土總量ΣREE變化范圍(11.61～63.87）×10-6,平均值為39.80×10-6，LREE/HREE比值變化于2.55～3.99之間，平均2.93，輕稀土弱富集。(La/Yb)N變化范圍為1.66～3.61，平均值為2.05，輕、重稀土適度分餾，相對富集輕稀土元素，在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分型式圖（圖3）上，呈平緩的右傾曲線簇，顯示銪峰，曲線間平行度好。δEu為1.0～1.87，均值為1.32，說明異常不明顯，巖漿分離結(jié)晶作用不明顯。綜上所述，本區(qū)域出露的輝綠巖具低的稀土總量、分異不強(qiáng)、銪正異常特征。

圖2 SiO2-TFeO/MgO圖

表2 輝綠巖稀土元素表（10-6）

表3 輝綠巖微量元素表（10-6）

圖3 稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分型式圖

3.3 微量元素特征

大有溝一帶輝綠巖微量元素含量見表3，在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化的微量元素蛛網(wǎng)圖（圖4）中可知，研究區(qū)輝綠巖中不相容元素Rb、K、Ba、Th較為活躍，強(qiáng)富集，形成峰值；Nb、Ta、Zr、P、H f、T i等高場強(qiáng)元素呈現(xiàn)出不同的分異特征，Nb、Zr、H f相對富集，形成波峰，Ta、P、T i形成波谷，顯示相對虧損，Sr元素顯示峰值，總體來看，輕稀土、重稀土均基本不虧損，接近MORB，與區(qū)域內(nèi)祁家溝亞旋回玄武巖微量元素特征基本一致，表明研究區(qū)輝綠巖與晚石炭世玄武巖為同源巖漿產(chǎn)物。

輝綠巖Rb含量（3.89～14.2）×10-6、Sr含量（232～479）×10-6，屬于高鍶低銣類型。在RbSr—地殼厚度蛛網(wǎng)圖上，基本落在地殼厚度20km線上下，與研究區(qū)晚石炭世火山巖分布基本一致。

4 輝綠巖時代

研究區(qū)輝綠巖侵入晚石炭世柳樹溝組、祁家溝組及早石炭世石人溝組地層內(nèi)，中二疊世塔什庫拉組及之后地層內(nèi)未侵入，最新侵入地層為早二疊世石人溝組，因此，推測研究區(qū)輝綠巖時代應(yīng)為早二疊世。

本次地質(zhì)調(diào)查輝綠巖采集鋯石U-Pb同位素測試樣1件，獲得同位素年齡（307.4±3.2）M a（圖5）。

圖4 微量元素MORB標(biāo)準(zhǔn)化配分型式圖

圖5 大有溝一帶輝綠巖鋯石U-Pb法同位素年齡諧和圖

在同一構(gòu)造帶的西部鄯善柯柯亞一帶細(xì)粒輝長巖獲得鋯石U-Pb法同位素年齡（298.5±8.9）Ma、（300.2±8.2）Ma、（301.7±7.4）Ma數(shù)值（新疆地礦局第一地質(zhì)大隊2008），巖體時代置于晚石炭世。

綜上所述，研究區(qū)輝綠巖脈的地質(zhì)時代置于晚石炭世晚期—早二疊世早期較為合理。

5 結(jié)論

（1）大有溝一帶輝綠巖鋯石U-Pb同位素年齡為（307.4±3.2）Ma，結(jié)合研究區(qū)內(nèi)輝綠巖與地層侵入關(guān)系，將區(qū)內(nèi)輝綠巖時代定為晚石炭世晚期—早二疊世早期較為合理。

（2）大有溝一帶輝綠巖屬于亞堿性系列，具有低硅、高鋁、高鎂、低鉀、低磷的特征，不相容元素(Rb、K、Ba、Th)強(qiáng)富集和高場強(qiáng)元素(Nb、Zr、Hf)弱富集，稀土總量較低，銪正異常明顯，Ta、P和Ti具負(fù)異常等特征，顯示巖漿發(fā)生了較強(qiáng)的分異作用。

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