北昆侖火山巖亞帶阿勒坦凝灰巖地質特征

袁浩為，史少飛，肖淵甫，魏永峰,2

北昆侖火山巖亞帶阿勒坦凝灰巖地質特征

袁浩為1，史少飛1，肖淵甫1，魏永峰1,2

（1.成都理工大學地球科學學院，成都 610059；2.四川省地質礦產勘查開發局區域地質調查隊，成都 610213）

位于青海境內的昆侖山火山巖較為發育，區內不同構造單元中火山巖巖石類型、巖石組合及巖石地球化學特征、形成時代各不同，在區域礦產調查中在北昆侖火山巖亞帶發現非正式示填圖單位新元古代阿勒坦凝灰巖（Pt3A）。通過野外地質剖面測量、鏡下分析以及獲得的鋯石對凝灰巖分析，采用LA-ICP-MS法鋯石U-Pb測年獲得958.4±5.3Ma的年齡值，反映凝灰巖活動時代為新元古代青白口紀；根據巖石化學特征及區域資料，火山巖為過鋁質-鈣堿性系列巖石,凝灰巖應為島弧相火山巖，為揭示反演東昆侖造山帶形成演化和巖漿作用提供一定依據及觀點。

火山巖；凝灰巖；巖石地球化學；北昆侖

研究區地處東昆侖弧盆系和南昆侖結合帶結合部位，受多期次構造運動影響，巖漿活動頻繁，形成巖石類型各異、時空分布不同、規模不等的各類侵入巖和噴出巖。依托青海省格爾木市雪山峰地區1∶5萬區域地質礦產調查；在研究區西部新發現一套新元古代的火山巖，出露于阿勒坦郭勒一帶，主要巖性為一套未變質的沉凝灰巖。將其以非正式填圖單位表示為新元古代阿勒坦凝灰巖（Pt3）。該套沉凝灰巖真實記錄了地質構造演化歷史的有用信息，是研究、反演東昆侖造山帶形成演化過程中地球動力學的重要建造標志之一,希望能為揭示反演東昆侖造山帶形成演化和巖漿作用提供一定依據及觀點。

圖1 測區大地構造單元劃分圖

一級：秦祁昆造山系；二級：東昆侖弧盆系（Ⅰ），南昆侖結合帶(Ⅱ）；三級：北昆侖巖漿弧；（Ⅰ-1），東昆侖南坡俯沖增生雜巖帶 (Ⅱ-1），瑪多-瑪沁增生楔 (Ⅱ-2)；四級構造單元：Ⅰ-1-①洪水河古元古代基底殘塊（Pt1），Ⅰ-1-②阿勒坦郭勒新元古代火山弧（Pt3），Ⅰ-1-③雪山峰北早志留世碰撞后造山花崗巖帶（S1），Ⅰ-1-④雪山峰北晚二疊-早三疊世俯沖碰撞花崗巖帶（P2-T1），Ⅰ-1-⑤輝特陶可可斷陷盆地（J1-2），Ⅰ-1-⑥雪山峰北新生代斷陷盆地（Qp2），Ⅱ-1-①萬保溝洋島-海山（Pt2-3），Ⅱ-1-②雪山峰南構造混雜巖（O-S），Ⅱ-1-③東昆侖南坡早-中志留世同碰撞花崗巖帶（S1-2），Ⅱ-1-④穩流河上游弧后前陸盆地（T1-2），Ⅱ-2-①穩流河新生代走滑拉分盆地（E-Q）；

1 區域地質背景

調查區屬秦祁昆地層大區，以昆中深大斷裂為界，北部屬東昆侖地層區之柴達木南緣地層分區，南部屬南昆侖地層區之東昆南地層分區，西南角屬南昆侖地層區之西大灘—布青山地層分區。測區地處秦祁昆造山系，主體位于東昆侖弧盆系，南跨南昆侖結合帶。

測區一級構造單元屬秦祁昆造山系；以昆中深斷裂為界，進行二級構造單元的劃分，二級構造單元跨東昆侖弧盆系、南昆侖結合帶，東昆侖弧盆系的三級構造單元為北昆侖巖漿弧，測區內的二級構造單元南昆侖結合帶可進一步劃分兩個三級構造單元，包括東昆侖南坡俯沖增生雜巖帶、瑪多-瑪沁增生楔，但瑪多-瑪沁增生楔構造單元在測區內的分布區均被第四系覆蓋無基巖出露。四級構造單元的劃分以反映調查區實際為原則，測區大地構造位置詳見圖1，本文要研究的是阿勒坦郭勒新元古代火山弧（Pt3）。

圖2 晶屑沉凝灰巖宏觀照

圖3 正交偏光鏡下晶屑沉凝灰巖

2 巖體特征及巖相學

本文研究對象是一套新元古代的火山巖，出露阿勒坦郭勒新元古代火山碎屑巖，巖性主要為一套未變質的沉凝灰巖：灰綠色中層狀沉晶屑凝灰巖和晶屑凝灰巖。該套火山巖主要分布在雪山峰北西部阿勒坦郭勒地區，以昆中斷裂為界與`南昆侖結合帶接壤，形態上呈北西西向展布。

巖石礦物組合較單一，為深灰色晶屑沉凝灰巖和灰色凝灰巖互層。深灰色晶屑沉凝灰巖巖性特征：巖石具沉凝灰結構，中厚層狀構造，主要由晶屑、陸源沉積物、巖屑以及填隙物組成，整體有一定定向性。晶屑（73%）主要由石英（63%）與斜長石（10%）組成，石英含量較多，粒徑范圍為0.2~1.4mm，但大多數粒徑為0.5mm左右，磨圓度不高，呈次棱角狀-棱角狀，部分斜長石中有絹云母細小顆粒，陸源沉積物（11%）主要為石英和微斜長石，石英相對火山碎屑的石英顆粒較小，粒徑多在0.2mm左右，磨圓度相對較好，次圓狀，巖屑（5%）：主要為石英，顆粒不大，填隙物（20%）主要由火山塵以及火山灰組成。灰色凝灰巖巖性特征：巖石具凝灰結構，塊狀構造，主要由火山塵、火山灰、膠結物、不透明礦物組成。巖石中礦物顆粒細小肉眼不可見，火山塵與火山灰（95%）：呈淡綠色，火山塵物質因為富含鐵質而微帶綠色，陸源碎屑物主要為粘土質，少數為長英質顆粒。

表1 凝灰巖主量元素分析結果表（ωB/10-2）

測試單位:西南冶金地質測試所

3 火山巖巖石地球化學特征

1）主量元素：沉凝灰巖氧化物含量及特征參數見表1，SiO2含量為70.43%，屬酸性巖類，ALK（Na2O+K2O）含量為4.46%，Na2O

表2 凝灰巖稀土元素分析結果表（ωB/10-6）

測試單位:西南冶金地質測試所

2）稀土元素：沉凝灰巖稀土元素分析結果見表2，∑REE為187.65×10-6，LREE/HREE為9.05，輕稀土富集、重稀土虧損，(La/Yb)N=11.18，輕重稀土分餾較強，δEu為0.6，呈明顯負銪異常。δCe為0.93，異常不明顯。在以球粒隕石為標準化的稀土配分模式圖中（圖8），稀土配分曲線右傾，輕稀土分餾較強，Eu具負異常，形成波谷，重稀土部分相對平坦，重稀土分餾不明顯。

表3 凝灰巖微量元素含量表（ωB/10-6）

測試單位:西南冶金地質測試所

3）微量元素：沉凝灰巖微量元素含量見表3，大離子新石元素Rb、Ba、Zr含量較高，Th的含量較少，高場強元素中Nb、Ta、Hf的含量較低。微量元素ORG標準化蛛網圖上，火山巖表現出明顯的強不相容元素Rb、Th富集，Ba相對虧損，高場強元素Nb、Ta相對虧損，Zr、Y虧損的特點。

圖4 沉凝灰巖TAS分類命名圖

圖5 沉凝灰巖稀土配分模式圖

圖6 沉凝灰巖微量元素蛛網圖

4 分析

4.1 火山巖構造環境分析

沉凝灰巖為過鋁質-鈣堿性系列，巖石富FeO、MgO，貧Al2O3、CaO、TiO2。強不相容元素Rb、Th富集，Ba相對虧損，高場強元素Nb、Ta相對虧損，Zr、Y虧損。輕重稀土比值為9.05，屬輕稀土富集，重稀土虧損，銪略具負異常，稀土配分模式形態與島弧火山巖相似。在火山巖(Yb+Ta)-Rb判別圖中，火山巖投點落入VAG（火山弧花崗巖），構造環境為火山弧環境。

圖7 沉凝灰巖Yb+Ta-Rb判別圖

圖8 沉凝灰巖鋯石U-Pb諧和圖

圖9 沉凝灰巖鋯石U-Pb直方圖

4.2 時代討論

在阿勒坦郭勒一帶采集了1件同位素樣，樣品中共挑選30顆（8顆在凝灰巖中采集）鋯石進行鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年。鋯石U-Pb同位素年齡分析結果（表略），同位素直方圖見圖9，同位素年齡諧和圖見圖8，獲得鋯石的206Pb/238U年齡為958.4±5.3Ma，時代為新元古代。

5 結論

1）期火山巖為過鋁質-鈣堿性系列巖石,火山巖表現出明顯的強不相容元素Rb、Th富集，Ba相對虧損，高場強元素Nb、Ta相對虧損，Zr、Y虧損的特點。

2）阿勒坦凝灰巖（Pt3A）巖性只有凝灰巖和沉凝灰巖互層，為水下沉積標志，該組未見有熔巖類火山巖沉積，距火山噴發中心有一定距離。根據巖石化學特征及區域資料，該套凝灰巖應為島弧相火山巖。

3）在阿勒坦凝灰巖（Pt3A）中采用LA-ICP-MS法鋯石U-Pb測年獲得958.4±5.3Ma的年齡值，反映時代為新元古代青白口紀。

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Petrochemistry and Age of the Aletan Tuff from the North Kunlun Volcanic Subzone

YUAN Hao-wei1SHI Shao-fei1XIAO Yuan-pu1WEI Yong-feng1,2

(1- College of Earth Sciences, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059; 2-Regional Geological Surveying Team, BGEEMRSP, Chengdu 610213)

Volcanic rock was well developed in the Kunlun Mountains in Qinghai. This paper has a discussion on petrochemistry and age of the Aletan tuff (Pt3A) from the north Kunlun volcanic subzone. Petrochemical study indicates that the tuff is an island arc volcanic rock of peraluminous-calcium alkali series. The tuff yields zircon U-Pb ages of 958.4 ± 5.3 Ma, belongning to the Neoproterozoic Qingbaikou Period.

volcanic rock; tuff; petrogeochemistry; north Kunlun

2018-07-15

中國地質調查局青海省格爾木市雪山峰地區域地質礦產調查（12120114018222；121201011000150005-14）

袁浩為（1994-），男，陜西寶雞人，在讀碩士研究生，研究方向：礦物學、巖石學、礦床學

肖淵甫（1957-），男，四川德陽人，教授，博士生導師，主要從事巖石學研究及礦產資源評價工作

P588.1

A

1006-0995（2019）02-0183-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2019.02.002