東昆侖東段溝里地區哈拉郭勒組火山巖地球化學特征

楊 杰, 祁曉鵬

(中陜核工業集團地質調查院有限公司，陜西 西安 710100)

東昆侖造山帶是中國大陸中央造山系的重要組成部分[1-2]，同時也是青藏高原內可與岡底斯帶相媲美的一條巨型構造巖漿巖帶[3]。前人雖然對東昆侖地區巖漿活動已有較深入的研究，但大多為花崗巖類，對晚古生代火山巖研究成果仍較少。本文對青海省都蘭縣溝里地區早石炭世哈拉郭勒組火山巖的地球化學進行研究，分析其構造環境，對研究東昆侖造山帶的構造演化具有一定意義。

1 地質特征

青海省都蘭縣溝里地區早石炭世哈拉郭勒組主要分布于戰紅山北部，呈不規則長條狀產出，長軸方向為北西南東向。地層產狀總體以南傾為主，北部主要與白沙河巖組呈斷層接觸，局部被三疊紀花崗巖侵入，南部主體與早三疊世洪水川組呈斷層接觸，西南角與混雜巖帶斷層接觸(圖1)。研究區哈拉郭勒組自下而上劃分為兩個巖性段：一段以灰色、深灰色厚層狀中晶灰巖、微晶灰巖、深灰色含生屑灰巖等為主；二段以砂巖為主夾灰綠色杏仁狀粗玄巖。

圖1 溝里地區早石炭世哈拉郭勒組分布圖

2 火山巖巖相學特征

灰綠色杏仁狀粗玄巖：具粗玄結構，杏仁狀構造，主要由斜長石(67%～68%)、綠泥石(18%～20%)、綠簾石(2%左右)、方解石(5%～6%)組成，此外含有少量磁鐵礦和榍石等。斜長石呈板條狀，表面渾濁，顯示雙晶，大小一般(0.2～0.5) mm×(0.05～0.06) mm，長石雜亂分布，長石間隙中為次生綠泥石、方解石、綠簾石、磁鐵礦等充填，形成粗玄結構。杏仁體主要由方解石充填形成，呈圓形，大小一般0.8～1 mm。

3 地球化學特征

本次工作在哈拉郭勒組火山巖中共采集了3件巖石地球化學樣品。3件樣品經巖礦鑒定為杏仁狀粗玄巖，分析結果見表1。

表1 哈拉郭勒組火山巖主量元素(%)和微量元素(×10-6)分析結果

續表1

3.1 主量元素特征

杏仁狀粗玄巖的w(SiO2)介于46.46%～49.60%之間，平均為48.14%，在基性巖范圍內；w(Al2O3)介于14.47%～15.26%之間，平均為14.86%；w(TFe2O3)介于7.42%～9.85%之間，平均為8.99%；w(CaO)介于6.73%～9.22%之間，含量較高；w(MgO)介于3.45%～6.35%之間，平均為4.81%，Mg#為69.87～70.52；w(Na2O)介于3.95%～5.97%之間，w(K2O)介于0.29%～0.44%之間，w(Na2O+K2O)為4.35%～6.26%，平均為5.54%，里特曼指數σ為3.53～11.33，均大于3.3，表明巖石為堿性巖。在w(Na2O+K2O)-w(SiO2)圖解中(圖2(a))，巖石樣品點都落入堿性巖區域，在w(SiO2)-w(Zr)/w(TiO2)×0.0001圖解中(圖2(b))，樣品點落入堿性玄武巖區域。

圖2 哈拉郭勒組火山巖圖解

3.2 稀土和微量元素特征

哈拉郭勒組杏仁狀粗玄巖的稀土總量為97.84×10-6～125.69×10-6，平均為108.01×10-6，LREE為82.87×10-6～104.38×10-6，HREE為14.97×10-6～21.31×10-6，LREE/HREE為4.82～5.54，(La/Yb)N為5.71～7.39，(La/Sm)N為3.14～3.74，(Gd/Yb)N為1.39～1.75，表明輕稀土較重稀土明顯富集，輕重稀土分異明顯。δEu=0.68～0.88，平均為0.77，具有中等的負銪異常。球粒隕石標準化配分曲線(圖3(a))為典型的右傾海鷗型，輕稀土富集，重稀土虧損，Eu具有明顯的“谷”，暗示在成巖過程中存在斜長石的分離結晶作用。在微量元素原始地幔標準化蛛網圖中(圖3(b))可以看出，Cs、Rb、U、Ta等元素相對富集，K、Sr、P等元素相對虧損。

4 構造環境分析

本次研究利用巖石地球化學特征、構造判別圖解以及區域資料綜合進行構造環境判別。哈拉郭勒組杏仁狀粗玄巖的全堿質量分數大部分大于5%，鈉含量明顯高于鉀含量，里特曼指數均大于3.3，具有堿性巖的特征。一般洋脊玄武巖的Zr、Hf質量分數分別為(90～96)×10-6和(2.4～2.93)×10-6，板內玄武巖的Zr、Hf質量分數分別為(149～213)×10-6和(3.44～6.36)×10-6，火山弧拉斑玄武巖、鈣堿性玄武巖和鉀玄巖的Zr平均質量分數分別為40×10-6、71×10-6和87×10-6，Hf平均質量分數分別為1.17×10-6、2.23×10-6和2.24×10-6[4]。哈拉郭勒組杏仁狀粗玄巖Zr、Hf質量分數分別為(163.00～190.00)×10-6(平均值為177.67×10-6)和(4.22～5.03)×10-6(平均值為4.67×10-6)，位于板內玄武巖范圍內。在Zr/Y-Zr圖解中(圖4)，樣品點都落入板內堿性玄武巖區域內。此外，巖石的輕稀土較重稀土明顯富集，具中等的負銪異常，Nb、Ti均略有虧損，TiO2含量較低，不同于大洋板內玄武巖，而與大陸板內玄武巖相似。因此，哈拉郭勒組杏仁狀粗玄巖具有大陸板內玄武巖的特征。

圖4 哈拉郭勒組杏仁狀粗玄巖Zr/Y-Zr圖解

區域資料表明，石炭紀時期，在古特提斯洋統一裂解的區域背景下，東昆侖地區可能遠離裂解中心而沒有形成真正的洋殼系統，僅僅發育被動大陸邊緣體系，并沉積有石炭系哈拉郭勒組[5]。

綜上所述，哈拉郭勒組杏仁狀粗玄巖應形成于大陸板內環境，其形成可能與東昆侖南緣的古特提斯洋的擴張密切相關。

5 結論

(1)東昆侖東段哈拉郭勒組杏仁狀玄武巖具有板內堿性玄武巖的特征。

(2)哈拉郭勒組杏仁狀玄武巖形成于大陸板內環境。