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资 源 调 查 与 环 境 第 32 卷 第4 期 2011 年 RESOURCES SURVEY 地球化学; 构造; 西昆仑; 库科西鲁克地区 中图分类号P588. 12 文献标识码A 近年来, 随着许多学者对西昆仑地区的深入研究, 对该区构造-岩浆演化有了初步认识。 但由于恶劣自然地理条件的限制, 基础地质和矿产地质的整体研究程度还很低, 尤其是西昆 仑地区基性岩脉研究。 虽然在西昆仑地区发现并报道有基性岩脉[ 1- 16], 但研究深度明显不足, 多集中于库地一 带, 主要对库地基性岩脉的岩石地球化学、 成因、 年代学和构造环境 [ 17- 22]做过一些研究。 而对 西昆仑中带库科西鲁克地区的基性岩脉研究很少。 在对该区分布的基性岩脉地质特征、 构造 条件及围岩宏观特征调查的基础上, 采集代表性基性岩脉做主量、 稀土分析和同位素测年, 探讨该区基性岩脉的成因及构造环境, 为研究该区的岩浆演化提供新的依据。 1 基性岩脉地质特征 西昆仑复合造山带由北向南可分为多个构造单元, 库科西鲁克一带位于西昆仑北缘早 X 收稿日期 2010-08-09 基金项目 新疆阿克陶县恰尔隆一带1 50000 区域地质矿产调查 XJQDZ2006-18 资助。 第一作者简介 范飞鹏 1982～ , 男, 硕士, 主要从事矿产普查与勘探方面的科研生产工作。 古生代岛弧带 图1[ 23] 。 区内断裂较为发育, 主要呈SN 向、 NW 或NNE 向, 具逆冲挤压剪切 特征, 基性岩脉大多沿SN 和NW 向断裂分布。 图1 西昆仑地区构造单元图[ 23] Fig. 1Sketch of tectonic units in the West Kunlun area[ 23] 1-塔里木板块Ⅰ11-塔里木西南缘晚古生代- 中生代弧后前陆及再生前陆褶冲带; Ⅱ- 西昆仑复合造山 带 Ⅱ1-北昆仑地体Ⅱ11铁克里克前震旦纪弧后盆地; Ⅱ12-盖孜- 他龙晚古生代陆内裂陷带; Ⅱ13- 塔木其 - 奥依且克中新元古代岛弧; Ⅱ14- 西昆仑北缘早古生代岛弧; Ⅱ15西昆仑前震旦纪基底隆起带; Ⅱ16- 大红 柳滩- 泉水沟晚古生代裂陷带; Ⅱ17- 塔县早古生代陆内裂陷带; Ⅱ2- 南昆仑地体, Ⅱ3-喀喇昆仑地体; Ⅲ- 羌塘地块。 该区基性岩多呈岩墙, 少量呈岩枝和小岩滴, 脉体出露宽度一般为1～10 m 图2 , 少量 因断裂活动而呈片理化, 主要分布于该区中部。 基性岩侵入普遍晚于燕山期二长花岗岩及印 支期闪长岩, 为该区最新的岩体。以空巴克村和阿勒玛勒克等地的岩体最为典型。 空巴克村附近的基性岩脉侵位于燕山期二长花岗岩中, 脉体走向近南北, 直立, 脉体最 大宽度近10 m, 平面延伸长度 200 m, 接触边界清楚, 岩性突变, 黑白分明, 接触边界略显 波状弯曲, 有的分枝脉体穿插到燕山期花岗岩中, 有的脉体中见有花岗岩俘虏体 图3 。 岩石 类型为辉长岩, 镜下呈辉长结构, 主要矿物为辉石和基性斜长石, 含有少量角闪石。 基性斜长 石在岩石中含量达60左右, 自形程度较高, 晶形多为板柱状, 蚀变明显, 有绢云母化、 碳酸 盐化和帘石化等; 辉石在岩石中的含量在35 ～40左右, 呈半自形粒状或它形粒状, 蚀变 较强, 有帘石化、 绿泥石化或蛇纹石化。 斜长石和辉石晶粒间呈现镶嵌式接触, 在斜长石晶粒 间有辉石或角闪石等小晶粒充填。 阿勒玛勒克村以东的阿勒玛勒克岩体内有多条基性脉岩, 以南北向或北西-南东走向侵 位于阿勒玛勒克闪长岩中, 脉宽2～5 m 不等, 脉体抗风化能力较强, 地貌上呈现为岩墙 图 248 资 源 调 查 与 环 境 2011 年 图2 库科西鲁克地区地质图实测 Fig. 2 Geological sketch map of Kukexiluke region on the spot measured 1- 第四系河流冲积物; 2-奥陶志留系千枚岩、 砂岩夹灰岩; 3-长城系上岩组斜长角闪片岩, 底部砾岩; 4-长 城系中岩组大理岩夹片岩; 5- 长城系下岩组石榴云母片岩, 斜长角闪片岩夹大理岩; 6-喜马拉雅期辉绿 岩; 7-燕山期二长花岗岩; 8- 燕山期花岗岩; 9- 印支期石英闪长岩; 10-印支期二长岩; 11- 印支期闪长岩; 12-晚加里东期闪长岩; 13- 晋宁期花岗岩; 14- 地质界线; 15- 逆断层; 16-逆断层; 17- 实测及推测性质不 明断层; 18- 采样点。 4 。 岩石类型为辉绿岩, 镜下呈玢岩结构 图5 , 斑晶占岩石矿物总量的20 ～30, 晶粒直 径3～5 mm 不等, 主要为较自形的辉石及少量角闪石组成。 基质具显微晶质间粒状结构, 主 要矿物组成有基性斜长石、 辉石和少量角闪石, 粒径多在0. 2～1. 0 mm。原岩结构构造显示 良好, 蚀变有纤维状蛇纹石化绿帘石化及绿泥石化等。 2 地球化学特征 2. 1 岩石分类 3 件辉绿岩样品采自库地不同基性岩脉。 岩石的主量元素化学成分采用ICP-AES 分析, 稀土元素采用ICP-MS 分析, 样品在国土资源部成都矿产资源监督检测中心检测, 结果见表 1, 表2。 在全碱-SiO2 TAS 图上 图6 , 该区辉长岩脉的投影点集中落在碱性玄武岩区, 而辉 绿岩脉投到碱玄岩与粗面玄武岩过渡区。 因此, 该区基性岩脉岩石类型类似于板内溢流玄武 岩。 249 第32 卷 第4 期 范飞鹏, 等 西昆仑库科西鲁克地区基性岩脉地球化学及构造意义 图3 辉长岩深灰色 穿插二长花岗岩 图4 辉绿岩深灰色 侵位石英二长岩 Fig. 3 Gabbrodark grey inserted in Fig. 4 Diabase dark grey emplaced in monzonitic granite quartz monzonite 图5 辉绿玢岩的斑状结构正交 105. 0X 图6 库科西鲁克地区基性岩脉全碱 Na2OK2O-SiO2图解 Fig. 5 Porphyritic texture of diabase-porphyrite Fig. 6 Na2O K2O vs. SiO2 diagram of orthogonal105. 0X mafic dikes 表1 库科西鲁克地区基性岩主量元素wB/ 分析数据 Table1 Contents of major elementswB/ for mafic dikes in Kukexiluke region 样号岩性SiO2TiO2Al2O3Fe2O3 FeOMnOMgOCaO Na2O Ⅳ30辉长岩46. 040. 9414. 439. 075. 30. 1578. 8610. 872. 08 1150辉长岩491. 3515. 610. 267. 220. 156. 769. 052. 54 Ⅶ51-4辉绿岩46. 641. 4417. 8311. 167. 780. 2417. 554. 852. 02 样号岩性K2OP2O52ALKRARNa2O/K2OA/ CNKSI Ⅳ30辉长岩2. 410. 32100. 484. 492. 951. 430. 860. 5631. 96 1150辉长岩2. 350. 36104. 644. 891. 631. 491. 080. 6723. 21 Ⅶ51-4辉绿岩3. 840. 34103. 695. 863. 221. 70. 531. 0923. 34 注 数据由国土资源部成都矿产资源监督检测中心测试 250 资 源 调 查 与 环 境 2011 年 2. 2 主量元素特征 2. 2. 1 辉长岩 SiO2含量变化较小 表 1 , 为 46. 04～49, 平均 47. 52 , 富 Al2O3、 MgO、 MnO 和 P2O5 , Al 2O314. 43 ～15. 6 , 平均 15. 015 , A/ CNK 为 0. 56～0. 67, 平均 0. 62; MgO 6. 76 ～ 8. 86, 平 均 7. 81; CaO 9. 05～ 10. 87, 平 均 9. 96; MnO 0. 15～ 0. 157 , 平均0. 154 ; P2O50. 32～0. 36, 平均0. 34; 低TiO2, 含量为0. 94～1. 35, 平 均1. 145; Na2O K2O, ALK 为4. 49～4. 89, 平均 4. 69; Na2O/ K2O 为 0. 86～1. 08, 平均 0. 97; 里特曼指数R为0. 82～1. 48, 平均1. 15; 碱度率AR 为1. 43～1. 49, 平均1. 46 图7 。 图 7 库科西鲁克地区辉绿岩SiO2- A. R 图解 图8 库科西鲁克地区辉绿岩lgS- lgD图解 Fig. 7 SiO2XB -A.R diagram of diabases for Fig. 8 lgS-lgDdiagram of diabases for Kukexiluke region Kukexiluke region 可见, 辉长岩属于碱性基性岩, 构造环境为闭合边缘岛弧、 活动陆缘造山带环境的基性 岩 图8 。 氧化指数F T Fe2O3/ FeO 1. 42～1. 71, 平均1. 565 指示岩浆侵位深度中浅成相。 固结指数S. I. 为23. 21～31. 96, 平均27. 565, 低且很不稳定, 反映了幔源原生岩浆经过分异 并同化围岩所致, 结晶分异是控制岩浆演化的主要因素。 2. 2. 2 辉绿岩 辉绿岩数据仅一个, SiO246. 64 , 富Al2O3、 MgO、 CaO、 MnO 和P2O5, Al2O317. 83, A/ CNK 为 1. 09, MgO 7. 55, CaO 4. 85, MnO 0. 241, P2O50. 34 。低 TiO2 1. 44 , Na2O K2O, Na2O/ K2O 为0. 53, ALK 为5. 86, 里特曼指数R为1. 61, 碱度率AR 为1. 70 图 7 。 可见, 辉绿岩属于过铝质过碱性系列基性岩, 构造环境为闭合边缘岛弧、 活动陆缘造山 带环境 图8 。 氧化指数F T Fe2O3/ FeO 1. 43 指示岩浆侵位深度属浅成相。固结指数 S. I. 23. 34 低, 反映幔源原生岩浆经过分异并同化围岩所致。 2. 3 稀土元素 2. 3. 1 辉长岩 从轻、 重稀土总量数据比值 表2 和稀土配分模式曲线 图9 均显示, 稀土总量2REE 为 208. 57～240. 4 10- 6, 平均224. 48510- 6; LR/ HR 值为6. 36～7. 38, 平均6. 87; 稀土配 251 第32 卷 第4 期 范飞鹏, 等 西昆仑库科西鲁克地区基性岩脉地球化学及构造意义 图 9 库科西鲁克地区基性岩稀土元素球粒陨石标准化 模式图 Fig. 9 Chondrite-normalized REE patterns of mafic dikes in Kukexiluke region 分曲线斜率 La/ YbN6. 77～11. 10, 平均 8. 935, 稀土配分曲线为右倾平缓式 图 9 , 曲线分布相似, DEu 略有差异, 为 0. 82～0. 87, Eu 具弱负异常, 暗示它们 具有相同的演化趋势和不同的源区性 质。轻稀土元素分馏度 La/ SmN值为 2. 51～2. 58, 平均2. 55, 均大于1, 指示分 馏程度较好, 轻稀土较富集。重稀土元素 分馏度 Gd/ YbN值为 1. 8～2. 98, 平均 2. 39, 表明分馏程度中等, 重稀土略有富 集。 Ce/ Yb 为20. 97～35. 09, 平均28. 03; DCe 为 0. 95～0. 96, 平均 0. 955, 略有亏 损。因此, 辉长岩与典型的I 型花岗岩类 曲线较为接近, 可能为壳幔混源型, 偏幔 源。 2. 3. 2 辉绿岩 从轻、 重稀土总量数据比值 表2 和稀土配分曲线 图 9 均显示, 稀土总量 2REE 为 208. 57～240. 4 10- 6, 平均224. 48510- 6; LR/ HR 值为6. 36～7. 38, 平均6. 87; 稀土配 分曲线斜率 La/ YbN6. 77～11. 1, 平均8. 935, 稀土配分曲线为右倾平缓式 图9 , 曲线分布 相似, 集中在一个较窄的区域内, 暗示它们具有相同的演化趋势和不同的源区性质。轻稀土 元素分馏度 La/ SmN值为 2. 51～2. 58, 平均2. 55, 均大于1, 指示分馏程度较好, 轻稀土较 富集。重稀土元素分馏度 Gd/ YbN值为1. 8～2. 98, 平均2. 39, 表明分馏程度中等, 重稀土 略有富集。 Ce/ Yb 为20. 97～35. 09, 平均28. 03; DEu 为1. 18, Eu 无亏损, D Ce 为0. 95～0. 96, 平均0. 955, 略有亏损。因此, 辉绿岩可能为壳幔混源型, 偏壳源。 表2 库科西鲁克地区基性岩稀土元素wB/ 10- 6分析数据 Table 2 Contents of rare earth elementswB/10- 6 of mafic dikes in Kukexiluke region 样品号岩性LaCePrNdSmEuGdT bDyHoEr IV30 辉长岩37. 279. 310. 243. 39. 062. 368. 341. 397. 361. 353. 16 1150辉长岩3164. 88. 536. 57. 772. 126. 891. 226. 781. 353. 41 Ⅶ51-4辉绿岩30. 1607. 6531. 96. 532. 455. 971. 025. 711. 132. 83 样品号T mYbLuY2REELR/ HRCe/ YbD EuD Ce La/YbNLa/SmNGd/YbN IV30 0. 432. 260. 2934. 4240. 47. 3835. 090. 820. 9611. 102. 582. 98 11500. 53. 090. 4334. 2208. 576. 3620. 970. 870. 956. 772. 511. 80 Ⅶ51-40. 422. 470. 3528186. 536. 9724. 291. 180. 938. 212. 901. 95 注 数据由国土资源部成都矿产资源监督检测中心测试, 稀土元素采用等离子质谱法 ICP-M S 测定, 型号为美国热电公 司X7型 3 同位素年龄及构造意义 2 个样品在国土资源部中南矿产资源监督检测中心同位素研究室测试, 空巴克村辉长 岩脉K-Ar 年龄为119 Ma, 阿勒玛勒克村东辉绿岩脉K-Ar 年龄为46. 1 Ma。 252 资 源 调 查 与 环 境 2011 年 晚侏罗世-早白垩世 146～113 Ma 冈底斯陆块向欧亚大陆板块碰撞拼贴, 斑公湖-怒江 中生代特提斯封闭, 形成了一系列同碰撞同造山花岗岩和碰撞后花岗岩[ 8], 奥依塔格、 盖孜 等地, 韧性剪切活动较强烈, 该期挤压逆冲进入第一次高潮, 辉长岩处于韧性剪切变形带中, 可能为碰撞造山末期松弛阶段幔源岩浆沿近南北向断裂上升形成。从始新世晚期 45～37 Ma 开始, 伴随着印度板块与欧亚大陆板块碰撞及碰撞后“ 陆内俯冲” 作用的远程效应, 西昆 仑造山带开始抬升, 在西昆仑南断裂、 塔什库尔干断裂附近由于碰撞后陆内俯冲作用形成富 碱侵入岩[ 8, 24, 25], 阿勒玛勒克辉绿岩应为大规模逆冲挤压剪切活动结束, 青藏高原隆升初期 拉张作用的产物, 该辉绿岩脉群与北西向断裂关系较为密切。 4 结论 1 该区基性岩脉岩石类型有辉长岩和辉绿岩。 辉长岩年龄较辉绿岩老。 常量元素显示, 辉长岩属于碱性玄武岩, 而辉绿岩属于过铝质过碱性系列玄武岩与粗面玄武岩过渡型, 其形 成深度 浅成相 比辉长岩浅 中浅成相 。 二者构造环境为闭合边缘岛弧、 活动陆缘造山带环 境。反映出幔源岩浆经过分异并同化围岩而形成, 结晶分异是控制岩浆演化的主要因素。 2 稀土总量辉长岩大于辉绿岩, 曲线呈右倾平缓型, 二者轻稀土分馏较好, 重稀土中 等。 辉长岩中Eu 具有弱的亏损, 辉绿岩DEu 为正异常, 而Ce 均具弱亏损, 说明成岩氧逸度较 高。其成因与典型的I 型花岗岩类相似, 与幔源型差异较大。可能为壳幔混合型, 前者偏幔 源, 而后者偏壳源, 说明幔源岩浆在上升过程中受围岩混染所致。 3 辉长岩K-Ar 年龄为119 Ma, 而辉绿岩K-Ar 年龄为46. 1 Ma, 其侵位年龄与该区的 地质构造事件相对应, 辉长岩为冈底斯陆块向欧亚大陆板块碰撞拼贴过程中, 逆冲挤压结束 的标志, 辉绿岩为大规模逆冲挤压剪切结束, 青藏高原隆升初期拉张作用的产物。 致谢 新疆阿克陶县恰尔隆1∶5 万区调项目为论文数据分析提供了资金支持; 西南科 技大学新疆区调队各位老师的热情鼓励与支持 文中地球化学数据运用了路远发教授开发 的GeoKit 软件, 并表示衷心感谢 参考文献 [ 1] 王东安, 陈瑞君. 新疆库地西北一些克沟深海蛇绿质沉积岩岩石学特征及沉积环境[J] . 自然资源学 报, 1989, 43 212- 221. 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Geochemistry and tectonic significance of the mafic dikes in Kukexiluke region, West Kunlun FAN Fei-peng1, CUI Chun-long 2, CHEN Ming-yong3 1 N anjing Institute of Geology and Mineral Resources, N anjing 210016, China 2 Environment and Resource School, Southwest University of Science and T echnology,Mianyang621010,China 3No. 2Regional Geological Survey T eam of the Xinjiang Bureau of Geology and M ineral Resources, Changj i 831100, China Abstract Mafic dikes, which widely developed in Kukexiluke region, Xinjiang, mainly present 254 资 源 调 查 与 环 境 2011 年 as dikes, apophysis and small bosses. T he types of the mafic dikes are gabbros and diabases. T he gabbros belong to the alkalic series basalt, while the diabases belong to a type transitional from peraluminous alkalic basalt to trachybasalt; the ing depth of diabases shallow phase is more shallow than that of gabbros mid- plutonic phase . The mafic dikes in the region mainly ed in an environment of closed marginal island arc and active continental marginal orogenic belt, the original mantle- derived magma experienced assimilation and contamination of the crustal materials during its differentiation,the crystallization differentiation was the main factor to control the evolution of the magma. The gabbros are characterized by slight DEu depletion. While the mixed crust-mantle- derived diabases show positive D Eu anomaly,weak Ce depletion and distinctive high oxygen fugacity, suggesting its genesis similar to that of I-type granites. T he gabbros originated from a mantle- dominated source,while diabases originated from a crust- dominated source contaminated by surrounding rocks during ascending of the mantle- derived magma. The age of gabbros 119 Ma is more old than that of diabases 46. 1 Ma , which implies that the gabbros represent the termination of thrusting compression during the collision of Gangdese craton with Northern Eurasia plate.T he diabases represent the termination of the large- scale thrust-related compression and shearing and are the result of initial extension of T ibetan plateau. Key words mafic dike; geochemistry; tectonic; West Kunlun; Kukexiluke region 255 第32 卷 第4 期 范飞鹏, 等 西昆仑库科西鲁克地区基性岩脉地球化学及构造意义
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