岡底斯北段賽利普組火山巖地球化學特征及地質意義

侯謙，任希杰，侯萬雄

?

岡底斯北段賽利普組火山巖地球化學特征及地質意義

侯謙，任希杰，侯萬雄

（四川省地質礦產勘查開發局攀西地質隊，四川 西昌 615000）

岡底斯北段賽利普組火山巖Al2O3、K2O含量較高，K2O /Na2O比值＞2，TAS圖解為粗安巖類，屬鉀玄巖系列；巖石強烈富集K、Rb 、Ta、Nb、Ce等大離子親石元素和輕稀土元素，并具明顯的Ti負異常，稀土元素總量高，輕稀土強烈富集，重稀土元素虧損，Ce異常變化較大Eu變化不明顯，說明巖石由巖漿與地殼經過不同程度的部分熔融作用所形成。通過采取多種測試手段及野外地質露頭相互交切關系，將賽利普組形成起始時代劃分為第四紀更新統時期。

賽利普組；地球化學特征；時代厘定；岡底斯

研究區位于岡底斯陸塊北段、班公湖－怒江結核帶西緣，中、新生代巖漿活動強烈，火山巖分布十分廣泛（圖1）。區內巖漿巖早期主要受北西西向和北西向構造控制，晚期受斷陷盆地或近南北向構造制約，具有多類型、多期次、多階段的特征。各帶巖漿巖具有不同的時代、巖石組合、形成演化及其地質構造背景特點。賽利普組于研究區出露較少，主要分布于昂拉仁措湖一帶，巖性為淺綠灰色黑云橄斑玄武巖、氣孔狀含橄欖黑云玄武巖、集塊角礫巖、凝灰巖，局部可見紫紅色、深灰色浮巖。由于賽利普組火山巖（Q）出露較為局限，現今收集少量發表資料（馬潤澤，2008；岳相元，2011；孫晨光，2007,2008）對該組巖石學，地球化學及時代有基礎的認識。通過地球化學研究，結合野外地質調查和室內資料綜合整理，探討該組巖石地球化學特征、成巖時代、大地構造背景，為經一步研究該區域新生代巖漿活動及造演化打下基礎。

圖1 研究區地質簡圖及大地構造位置圖

（據1∶25萬賽利普幅地質圖修改）

1 巖石礦物學特征

巖石多具斑狀結構，基質為填間結構，氣孔狀構造。巖石斑晶約3%，氣孔可達17%，基質80%。

表1 賽利普組火山巖主量元素

巖石中斑晶及氣孔不均勻相間大致定向分布。斑晶呈半自形板柱狀、柱粒狀、片狀不均勻分布，部分相聚成聚斑狀產出，粒徑為0.5～1.5mm，普通輝石斑晶見熔蝕、微碎裂現象。黑云母斑晶被熔蝕后呈次圓狀或邊緣不規則，部分見微碎裂、暗化邊。氣孔呈圓狀、橢圓狀、豆莢狀、云朵狀或不規則狀不均勻大致定向分布，孔徑為0.45～3mm。

基質中0.02~0.18mm的細柱狀微晶斜長石呈交織狀繞過斑晶大致定向分布，其空隙被輝石、黑云母、玻璃質、鐵質及金屬礦物充填構成填間結構。細微粒普通輝石粒徑為0.02~0.45mm，部分輝石見微碎裂或被黑云母輕微交代。黑云母粒徑為0.05~0.43mm，部分黑云母見暗化邊、暗化現象或已破碎成鱗片狀碎片。

2 巖石地球化學特征

2.1 主量元素地球化學特征

賽利普組火山巖的主量元素及CIPW標準礦物組成參見表1，主要為or+ab+an+hy+c組合（硅過飽和的鋁過飽和類型）。SiO2含量51.27%~58.03%；Al2O3含量13.0%~13.17%；K2O含量5.14%~5.69%，Na2O含量2.06% ~3.36%；TAS圖解為粗安巖類；里特曼指數（σ）都在5.12～7.12之間，平均6.22，屬于堿性巖系；在SiO2－K2O相關圖中，也都位于鉀玄巖系列區，并遠離分界線。按S.Turner等（1996）K2O /Na2O平均比值＞2的判別標準，同屬超鉀質火山巖。

圖2 賽利普組火山巖TAS圖解

圖3 賽利普組火山巖SiO2－K2O圖解

表2 賽利普組標準礦物含量及特征值

2.2 微量元素地球化學特征

賽利普組微量元素分析結果見表3。玄武巖在微量元素洋中脊蛛網圖中（Sun et al.，1989；圖4）巖石都強烈富集K、Rb、Ta、Nb、Ce等大離子親石元素（LILE）和輕稀土元素（LREE），并具明顯的Ti負異常。相對虧損P、Zr、T i 等高場強元素（HFSE），磷與鈦唯一的共性是它們都有形成常見礦物的能力（如形成鈦鐵礦、榍石和磷灰石）；巖漿期和巖漿期后使磷灰石大量富集（劉英俊等.1984）。指示該巖漿中具一定分異作用，巖漿分異聚集P、Ti化合物所致。

表3 賽利普組火山巖微量元素含量

圖4 賽利普組火山巖微量元素洋中脊標準化蛛網圖

2.3 稀土元素地球化學特征

巖石的稀土元素含量見表4。賽利普組稀土元素含量ΣREE范圍為432.39×10-6~712.95×10-6， LREE/HREE比值為22.62~33.04，屬輕稀土元素富集型。反映稀土元素分餾程度的（La/Yb）N比值高，為36.71~57.54。稀土元素總量高，輕稀土元素平均含量（LREE）強烈富集（563.82.6×10-6），重稀土元素（HREE）虧損（32.74×10-6）。在稀土元素球粒隕石標準化圖解（圖5）中，LREE為強烈富集的右傾斜型，其中（La/Yb）N平均比值47.55，Ce異常變化較大 （δCe平均值為1.04），Eu變化不明顯（δEu平均值為0.83）。由此可見，研究區賽利普組第四紀火山活動主要由源區巖漿與類似源區地殼經過不同程度的部分熔融作用所形成。

表4 賽利普組火山巖稀土元素含量及特征值

3 時代年齡

以往建組剖面及1∶25萬賽利普幅區調中根據賽利普組超覆在湖積Qpl2-3（與湖積二段-三段時代相當）之上，并結合 Q2－3湖積階地砂的ESR年齡數據（26.8±2.6萬年），將賽利普組時代確定于更新統中下部（Q2－3）。

圖5 賽利普組火山巖稀土球粒隕石標準化分布型式圖

但值得注意的是1∶25萬賽利普組火山巖的同位素年齡為Ar-Ar法（全巖）（15.47±0.30）Ma，（16.35±0.33）Ma，K-Ar法（全巖）（15.24±0.3）Ma，明顯偏老，為新近系中新世年齡范圍，大致與布爾迪加爾階-蘭海階相當。是否存在賽利普組測年系統誤差，還是賽利普火山噴發時間比湖積Q2－3時間更早有待進一步研究證實。

圖6 賽利普組底部火山集塊角礫巖

圖7 賽利普組角度不整合在典中組流紋巖之上

圖8 賽利普組火山巖與湖積一段砂土層呈互層特征

圖9 湖積一段碎塊石砂土層中塊石成分為浮巖

地質調查在定昌村東側、西側的賽利普組與湖積沉積處新發現（圖6、7、8、9）：賽利普組火山巖構成整個湖積一段-三段的基座，其火山噴發同于湖積一段沉積，在野外基巖露頭中可見賽利普組火山巖與湖積一段沉積構成互層，在湖積一段沉積的碎塊石砂土層中可見賽利普組火山巖成分的碎塊石成分（黑云玄武巖、浮巖等），另外，在湖積一段底部可見厚度大于15m的賽利普火山巖。基于現階段孢粉及ESR測試受樣品采集，實驗數據誤差及相關影響因素，同位素測試年齡普遍偏老，因此對第四紀火山巖年齡厘定以野外地質露頭相互交切關系來判定更為妥當，通過采取多種手段對賽利普組的形成時代進行確定，結合以往地質認識，重新修改賽利普組火山噴發年齡，初步確定將賽利普組形成起始時代劃分為湖積Qpl1時期較為合理。

4 結論

巖石多具斑狀結構，氣孔發育。基質中多以輝石、黑云母、玻璃質、鐵質及金屬礦物構成填間結構；巖石Al2O3、K2O含量較高，K2O /Na2O比值＞2，TAS圖解為粗安巖類，鉀玄巖系列；巖石強烈富集K、Rb 、Ta、Nb、Ce等大離子親石元素（ LILE） 和輕稀土元素（LREE）。并具明顯的Ti負異常。巖石稀土元素總量高，輕稀土強烈富集，重稀土元素虧損，Ce異常變化較大Eu變化不明顯，說明巖石由巖漿與地殼經過不同程度的部分熔融作用所形成；通過采取多種測試手段及野外地質露頭相互交切關系，將賽利普組形成起始時代劃分為湖積Qpl1時期。

[1] 劉英俊等. 元素地球化學 [M]. 北京：科學出版社. 1984. 40-45，50-53，194-207．

[2] 江元生，周幼云，王明光，謝云喜，李建兵，彭波. 西藏岡底斯山中段第四紀火山巖特征及地質意義[J]. 地質通報，2003，（01）:16-20．

[3] 謝國剛. 西藏岡底斯—拉薩陸塊中部構造格局及地質演化[D].中國地質大學，2004.

[4] 鄧萬明. 西藏阿里地區北部新生代火山巖—兼論陸內俯沖作用[J]. 巖石學報，1989，（03）:1-11+98.

[5] 曹圣華. 西藏尼雄式鐵礦及岡底斯中部鐵銅礦區域成礦規律研究[D].中國地質大學（北京），2012.

[6] 王保弟，陳陵康，許繼峰，劉鴻飛，陳建林，康志強. 拉薩地塊麻江地區具有“超鉀質”成分的鉀質火山巖的識別及成因[J]. 巖石學報，2011，27（06）:1662-1674.

[7] 岳相元，馬潤則，張巨. 西藏措勤-賽利普地區新生代火山巖地球化學特征[J]. 成都理工大學學報（自然科學版），2011，38（05）:563-570.

[8] 1∶25萬賽利普幅地質調查成果與進展[J]. 沉積與特提斯地質，2005，（Z1）:87-90.

[9] 田世洪，胡文潔，侯增謙，莫宣學，楊竹森，趙悅，侯可軍~朱弟成，蘇嬡娜，張兆卿. 拉薩地塊西段中新世賽利普超鉀質火山巖富集地幔源區和巖石成因:Li同位素制約[J]. 礦床地質，2012，31（04）:791-812.

[10] 孫晨光，趙志丹，莫宣學，朱弟成，董國臣，周肅，陳海紅，謝烈文，楊岳衡，孫金鳳，于楓. 青藏高原西南部賽利普超鉀質火山巖富集地幔源區和巖石成因：鋯石U-Pb年代學和Hf同位素制約[J]. 巖石學報，2008，24（02）:249-264.

[11] 孫晨光，趙志丹，莫宣學，朱弟成，董國臣，周肅，董昕，謝國剛. 青藏高原拉薩地塊西部中新世賽利普超鉀質巖石的地球化學與巖石成因[J]. 巖石學報，2007，（11）:2715-2726.

[12] Hoskin P W O and Schaltegger U. 2003. The Composition of zircon and igneous and metamorphic petrogenesis [ J ] . Revews of Mineralogy and Ceochemistry， 53: 27- 62.

[13] Krogh T E. A low contamination method for hydrothermal decon-position of zircon and extraction of U and Pb for isotopic age determingnations[J].GCA，1973，37:485~494

[14] Pearce J A ， Harris N B W ， Tindle A G . 1984. Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks. Journal of Petrology ， 25 （4） :956 - 983.

[15] Sun S S ，McDonough ，W F .1989. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalt s : implications for mantle composition and processes. Geological Society Special Publications ，42 :313 - 345.

[16] Williams I S， Buick A and Cartwright I. 1996. An ext ended episode of early Mesoprot erozoic metamorphic fluid f low in the Reynold Region， central Australia[ J] . Metamorphic Geol.，14: 29- 47.

Geochemical Characteristics of Volcanic Rock of the Sailipu Formation in the North Gangdisê and Their Geological Significance

HOU Qian REN Xi-jie HOU Wan-xiong

（Panxi Geological Party, BGEEMRSP, Xichang, Sichuan 615000）

Volcanic rock of the Pleistocene Sailipu Formation in the North Gangdisê is trachyandesite of shoshonite series and characterized by enrichment in Al2O3, K2O, Rb, Ta, Nb, Ce and LREE with K2O/Na2O ratios of more than 2 and negative Eu anomaly. These geochemical characteristics indicate that the volcanic rock was formed by partial melting of crust material.

Sailipu Formation; geochemical characteristic; geological time identification; Gangdisê

2017-09-20

侯謙（1989-），四川平昌人，碩士，工程師，從事區域地質，構造地質研究工作。

P595

A

1006-0995（2018）03-0355-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.03.001