圖拉爾根西一帶晚石碳世超單元侵入體地球化學(xué)特征及構(gòu)造環(huán)境分析

趙 洋

(新疆地礦局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊，新疆 烏魯木齊 830002）

1 地質(zhì)特征

研究區(qū)主要處于塔里木板塊，準(zhǔn)噶爾復(fù)合島弧帶已測區(qū)域上哈爾力克島弧巖漿巖帶中，一套超單元侵入體（晚石碳世）發(fā)育，卡干托斯斷裂（北東向）對此超單元起著明顯的控制作用，在此斷裂北西側(cè)區(qū)域上分布，向北側(cè)區(qū)域侵入姜巴斯套組（早石碳世），向南侵入到紅柳溝組（晚志留世），這一超單元侵入體在巖石序列上非常的完整，不僅有中基性同時還有中性以及酸性巖石，斜長花崗巖以及花崗閃長巖和二長花崗巖、花崗斑巖是主要的代表性巖性[1]。

2 巖石學(xué)特征

此超單元侵入體，存在兩個獨立部分，分別為酸性以及中性侵入巖：①片麻狀斜長花崗巖是酸性侵入巖的主要組成，同時還有二長花崗巖以及花崗閃長巖和花崗斑巖所組成，有著十分明顯的巖石巖化序列，由于后期斷裂構(gòu)造因素作用，巖石出現(xiàn)明顯的動力變質(zhì)，片麻狀構(gòu)造在巖石中出現(xiàn)，同時還有黑云母斜長片麻巖以及二長淺粒巖和斜長變粒巖。②閃長巖是中性侵入巖主要組成，同時還有輝長巖以及角閃輝長巖和斜長石角閃巖，根據(jù)巖石具有的變質(zhì)變形情況進(jìn)行判斷，中性侵入巖與酸性侵入巖相比，形成時間相對較晚。

2.1 花崗斑巖（17b3-PM2-14）

顏色為肉紅色，結(jié)構(gòu)為斑狀，同時還有基質(zhì)球粒-微粒花崗結(jié)構(gòu)，構(gòu)造主要為塊狀，主要有機(jī)制與斑晶所組成。黑云母、石英、斜長石共同組成斑晶。斜長石表現(xiàn)為板狀半自形，絹云母蝕變在表面表現(xiàn)為輕度特征，發(fā)育雙晶聚片，長英質(zhì)球粒環(huán)繞局部邊部，有的分布特點為聚集狀，促進(jìn)聚合斑晶形成。石英達(dá)到22%的含量。具有港灣狀的溶蝕特征，呈現(xiàn)穿空狀，表面較為干凈，存在波狀消光，有的分布特點為部分聚集，黑云母主要呈現(xiàn)片狀，并在蝕變之后促進(jìn)白云母與綠泥石集合體形成，分布比較稀疏。球粒-微粒花崗結(jié)構(gòu)是基質(zhì)的主要結(jié)構(gòu)特點，其組成主要為石英和長石，有的球粒表現(xiàn)為長英質(zhì)，主要表現(xiàn)為0.3mm～0.9mm球粒大小，白云母表現(xiàn)為細(xì)小的鱗片狀。

2.2 二長花崗巖（16b3-PMIII-8）

表現(xiàn)為淺灰色或者肉紅色，結(jié)構(gòu)為中細(xì)粒花崗以及塊狀構(gòu)造，黑云母、石英、鉀長石、斜長石是其主要構(gòu)成，副礦物含量較少，斜長石主要為板狀半自形，發(fā)育雙晶聚片以及絹云母化；鉀長石主要表現(xiàn)為它形粒狀，結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)條紋特征，主要呈現(xiàn)條紋長石，具有輕度泥化特點，主要處于20%～25%的石英含量，表現(xiàn)為他形粒狀，具有波狀消光，細(xì)粒化相對較少，呈現(xiàn)不均勻的分布特點，顏色主要為黃褐色，具有顯著的多色性。綠泥石化比較明顯，存在少量的白云母，無色片狀，由于應(yīng)力作用因素影響，表現(xiàn)為塑性拉長，磁鐵礦以及粒狀磷灰石是其主要的副礦物。

2.3 斜長花崗巖（16b3-PM01-12）

顏色表現(xiàn)為灰白色，結(jié)構(gòu)為中細(xì)粒，構(gòu)造為片麻狀以及塊狀，黑云母、石英、斜長石是其主要組成，副礦物含量較少。斜長石達(dá)到70%的含量，板狀半自形，發(fā)育鋸片雙晶，構(gòu)造為環(huán)帶，高嶺土化以及絹云母化呈輕度，分布特點非常雜亂，石英約為25%的含量，主要為粒狀他形，具有波狀消光，很多表現(xiàn)為細(xì)粒化，呈現(xiàn)不均勻的分布特點。黑云母達(dá)到5%的含量，主要顏色為黃褐色，片狀特征，綠簾石化較為多見，磁鐵礦、粒狀磷灰石是其主要的副礦物，由于應(yīng)力作用因素影響，云母以及石英呈現(xiàn)拉長塑變，長軸表現(xiàn)為定向平行排列，構(gòu)造為片麻狀，微裂隙在后期階段穿插，碾碎的巖粉分布在裂隙中[2]。

2.4 閃長巖（17b3-PM2-50）

主要表現(xiàn)為灰綠色以及深灰色，結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)為片麻狀以及塊狀和細(xì)粒狀，暗色礦物以及斜長石是巖石的主要組成，石英含量較少，斜長石達(dá)到60%-90的含量，主要為中長石，為板狀半自形，發(fā)育聚片雙晶，高嶺土化以及隱晶簾石化和絹云母化，灰石以及黑云母和角閃石是主要的暗色礦物，角閃石達(dá)到5%～40的含量，表現(xiàn)為柱狀，顏色主要為黃褐色，或者是綠色，具有明顯的多色性，解理為閃石式，揚(yáng)起石化少數(shù)，黑云母小于3%，主要表現(xiàn)為片狀，約為0.3mm～1.6mm的片徑，綠泥石化比較均勻，存在微量的灰石，主要表現(xiàn)為柱狀，處于0.3mm～0.8mm粒徑，顏色表現(xiàn)為淡綠色，磁鐵礦以及磷灰石是主要的副礦物。

2.5 斜長角閃石巖（16b3-D0183）

顏色表現(xiàn)為灰綠色，結(jié)構(gòu)為中細(xì)粒半自形，構(gòu)造為塊狀角閃石以及斜長石是其主要組成，達(dá)到95%的角閃石含量，主要表現(xiàn)為長柱狀，處于0.7mm～4.4㎜粒徑大小，表現(xiàn)為黃綠褐色，具有明顯的多色性，解理表現(xiàn)為角閃石式，分布非常雜亂，斜長石達(dá)到5%的含量，板狀半自形，發(fā)育聚片雙晶，高嶺土化以及絹云母化呈現(xiàn)中強(qiáng)度特點，磁鐵礦以及磷灰石是主要的副礦物。

2.6 角閃輝長巖

表現(xiàn)為灰綠色結(jié)構(gòu)為表現(xiàn)為輝長構(gòu)造為塊狀，角閃石以及輝石是其主要組成，石英含量非常少，斜長石達(dá)到63%，板狀半自行，構(gòu)造為環(huán)帶，發(fā)育聚片雙晶，拉長石是其主要成分，拉長石是其主要成分。普通輝石達(dá)到20%左右，有的為粒狀，有的為柱狀。解理為輝石式，陽起石化量比較少，在斜長石間分布，角閃石化較為普通，達(dá)到10%的含量大小，約為粒狀與柱狀，褐黃色，解理為閃石式，分布表現(xiàn)為輝石反應(yīng)，達(dá)到5%的石英，粒狀他形，具有波狀消光，在斜長石之間分布，磁鐵礦以及磷灰石微量。

3 巖石化學(xué)特征

共采集晚石炭世侵入巖17件化學(xué)樣品，其中包括一件堿長花崗巖，八件二長花崗巖以及一件花岡斑巖和三件花崗閃長巖，一件石英閃長巖與英云閃長巖，和一件石英閃長巖一件二長變粒巖和一件斜長變粒巖。

3.1 巖石化學(xué)命名

依照巖石化學(xué)CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物被晚石炭世侵入巖開展分類工作。深成巖R1-R2分類命名圖解（圖1），17個樣品油橄欖輝長巖以及輝長巖和英云閃長巖、花崗閃長巖、二長花崗巖，正長花崗巖、堿性花崗巖所組成。相較于薄片定名，有一定差異性存在，通過分析化學(xué)成分，巖體具有酸性中性基性演化的特點。

圖1 晚石炭世侵入巖R1-R2圖

3.2 巖石系列、類型劃分

在堿度率（AR）方面，晚石炭世，主要保持在1.41～5.15之間，約為2.91的平均值，在Si2O-K2O+Na2O堿--二氧化硅圖解中，均在亞堿性區(qū)內(nèi)落入對1-10號樣品進(jìn)行全面的分析主要表現(xiàn)為堿性系列，類型為鉀質(zhì)，表現(xiàn)為準(zhǔn)鋁-過鋁質(zhì)特征，主要是由于堿性“I-A”型花崗巖形成于碰撞造山以及造山晚期階段。鈣堿性“I”型花崗巖分別為11-17號樣品主要特點，鋁質(zhì)類型是其主要特征，罩衫前期以及噪聲七是主要的巖漿活動。

3.3 巖石化學(xué)指數(shù)

1-10號樣侵入巖（晚石炭世）為堿性，對其巖石化學(xué)特征進(jìn)行分析其指數(shù)主要表現(xiàn)為：①1.19～2.59是組合指數(shù)σ（43）里特曼指數(shù)的變化區(qū)間，主要表現(xiàn)為太平洋型，鈣堿性巖系列是其主要的巖石屬性（σ=3.14，H.H.Robinson,1915）；②2.66～5.15是巖石堿度率AR值，達(dá)到1.97的平均值，AR-SiO2圖解中堿性區(qū)域是其主要的投射位置，顯示出堿性巖在這一時代是其總體特征。③88.25～96.43是主要的分異指數(shù)DI值，保持在90.40的平均范圍，具有較高的巖漿分異程度。④0.63～5.48是主要的固結(jié)指數(shù)SI，具有較高的巖漿分異程度，SI指數(shù)與Si2O含量表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)，上述巖石化學(xué)指數(shù)，將這一時代侵入巖屬于堿性侵入巖，具有較高分宜程度的特征充分顯示出來。

11-17號樣晚石炭世鈣堿性侵入巖主要處在1.18-2.43的組合指數(shù)σ（43）變化范圍，均在4以下，屬于太平洋型，鈣性巖系是巖石的主要的特征，巖漿具有較低的分異程度。

隨SiO2增加巖漿固結(jié)指數(shù)逐漸減少，長英指數(shù)FL表現(xiàn)為正相關(guān)的特征，顯示具有較好的巖漿分異演化特征。伴隨SiO2含量逐漸增加，分異指數(shù)（DI）不斷變大，顯示中性以及中酸性具有非常好的演化特點，酸性不斷增高。

4 晚石炭世侵入巖稀土、微量特征

4.1 稀土元素特征

顯示出碰撞造山-碰撞造山晚期是這一時代侵入巖的主要構(gòu)造環(huán)境，中性侵入巖形成于殼源重熔巖漿早期，但量比較少，巖漿巖化在后期階段對其影響。而且，交代混染花崗巖化由頂部地殼物質(zhì)所形成，巖漿具有非常高的分異度，稀土總量較高，主要處于211.313～368.96水平、二長花崗巖在輕稀土中富集，一些稀土具有較低的總量特征，主要處于107.13～168.24的水平，碰撞造山后期生產(chǎn)環(huán)境巖漿活動使花崗化類巖漿進(jìn)入，促進(jìn)A型花崗巖的形成。

4.2 微量元素特征

（Rb/Yb）N異常值在堿性侵入巖微量元素中處于8.3～27.85之間異常值，15.22是其均值大小，均超于1，富集特點為強(qiáng)不相容元素；2.05～4.54是K*值范圍，3.80使其均值范圍，顯示出這一時代富集巖體鉀，構(gòu)造環(huán)境和削減作用緊密相連，是重要的島弧環(huán)境，富集微量元素，一致于虧損元素，具有非常大的元素豐度變化，Ba、U、Sr等低場強(qiáng)元素虧損。Nb、P、Ti等高場強(qiáng)元素非常的強(qiáng)烈，顯示出火山弧-碰撞造山構(gòu)造環(huán)境

5 晚石炭世侵入巖構(gòu)造環(huán)境判別

通過微量元素以及稀土元素分析，島弧-碰撞造山環(huán)境是晚石炭世侵入巖的主要構(gòu)造環(huán)境，有的樣品體現(xiàn)出碰撞造山環(huán)境之下，火山弧演化成正常大陸弧。

6 時代討論

晚石炭世侵入巖在研究區(qū)哈爾里克島弧巖漿巖帶當(dāng)中顯示出侵入向北部的姜巴斯套組地層（早石炭世）地層，所以在形成年代上，當(dāng)晚于早石炭世。

此次研究過程當(dāng)中，通過激光剝蝕等離子體質(zhì)譜（LA-ICPMS）法，對研究區(qū)二長花崗巖以及石英閃長巖，鋯石微區(qū)鈾鉛同位素地質(zhì)年齡開展測定工作，選擇的樣品認(rèn)真進(jìn)行粉碎，并通過重液分離以及磁選，通過雙目鏡將其中的雜質(zhì)挑出，并通過無裂隙鋯石制靶，測定鋯石年齡過程中，通過93nm激光剝蝕系統(tǒng)（中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心）以及四級桿等離子體質(zhì)譜儀共同開展測定，綜合研究認(rèn)為調(diào)查區(qū)內(nèi)該區(qū)域巖體形成時代為晚石炭世。