柴北缘—南阿尔金俯冲碰撞期后地壳构造演化特征

于 龙，提振海，郭金城，刘思林

(河北省区域地质调查院，河北 廊坊 065000)

0 引 言

柴北缘—南阿尔金俯冲碰撞杂岩带分布在祁连—阿尔金地块和柴达木—北昆仑地块之间，早古生代末期，随着板块碰撞作用，阿尔金洋闭合，阿尔金增生型造山带具有显著的地壳生长特征。中生代末期造山作用进入晚期，该区域处于陆内发展阶段，在伸展体制下，地壳重熔岩浆沿断裂或裂隙上侵定位，形成了该区域侵入岩建造。本文以石英二长岩为研究对象，从锆石U-Pb年代学、岩石地球化学研究，认为该侵入岩系燕山晚期岩浆侵入活动之产物，可能形成于陆内造山晚期→非造山的过渡环境。

1 地质背景

研究区位于阿尔金南段，属柴北缘—南阿尔金俯冲-碰撞杂岩带。出露地层主要包括新太古代-古元古代白沙河岩组、古元古代阿尔金岩群、中元古代蓟县纪塔昔达坂群、新元古代青白口纪索尔库里群、古生代祁漫塔格群及新生代地层。受区域构造控制，侵入岩由早至晚包括石英二长岩和中粒石英正长岩，呈岩株状产出。

2 岩石地球化学特征

2.1 矿物特征

侵入岩结构不均匀，中粒花岗结构，块状构造，偶见长石似斑晶，主要由钾长石、斜长石、石英及少量黑云母、白云母组成，粒度一般2.0～3.0 mm，少部分0.2～2.0 mm。副矿物为不透明矿物、锆石、磷灰石、褐帘石等。

2.2 岩石系列的划分

该岩体SiO2=62.04～67.7、FeO=0.22～2.11、CaO=1.37～2.32、P2O5=0.007～0.14、MgO=0.02～0.48含量偏低，Al2O3=1214～19.56、Fe2O3=0.53～2.78、Na2O=3.15～4.87、K2O=5.05～7.38含量偏高；CaO+Na2O+K2O>Al2O3>Na2O+K2O属正常类型；分异指数DI=83.26→73.33，固结指数SI=2.96→13.56，岩浆分异程度较高；里特曼指数σ=6.09，属碱钙性系列。

2.3 稀土元素及微量元素特征

岩体中稀土总量变化较大，∑REE=14.14×10-6～297.7×10-6；LREE/HREE=2.94～7.7，(La/Yb)N=2.13～10.34，轻、重稀土分馏较明显，稀土配分模式为右倾斜曲线，属轻稀土富集型；铕异常变化明显见表1。

表1 侵入岩稀土元素含量及特征参数一览表

岩体中微量元素与维氏闪长岩丰度相比，Sr含量明显低，Rb、U含量偏高，Ba、Hf、Nb、Th、Zr含量明显高；与维氏花岗岩微量元素丰度相比，U含量相近，Rb、Sr含量偏低，Ba、Th含量偏高，Hf、Nb、Zr含量明显高。Rb/Sr=0.86→3.25，高于陆壳平均值见表2。

表2 侵入岩微量元素含量及相关比值一览表

3 同位素年龄测定

该文以石英二长岩开展了同位素测年研究，获得了128.99±0.64 Ma的测年值。锆石照片多呈长柱锥状，晶形发育较好，锆石内平行晶体的韵律性生长环带或振荡环带特征发育，具有岩浆结晶锆石的特征。根据上述年龄值，结合其野外地质特征、与围岩的接触关系，以及区域构造背景等，将岩体侵入时划为白垩纪。

4 岩石成因

4.1 演化特征

(1)岩体由早到晚演化特征，石英含量由5 %→10 %渐次升高；斜长石含量由30 %～35 %→5 %～10 %渐次降低；钾长石含量由40 %～45 %→70 %～75 %渐次升高；暗色矿物含量由5 %～10 %→5 %渐次降低，在Q-A-P三角图解中显示了由早到晚岩浆向着由偏中性→偏酸碱性方向演化之特征，符合岩浆演化规律。

(2)SiO2含量由62.04 %→67.70 %逐渐升高；K2O+Na2O含量由10.77 %→12.07 %逐渐升高；CaO含量由2.32 %→1.37 %逐渐降低；MgO含量由0.48 %→0.02 %逐渐降低；Fe2O3含量由2.78 %→0.53 %逐渐降低；FeO含量由2.11 %→0.22 %逐渐降低。岩浆向偏酸碱性演化。

(3)Zr/Hf由27.31→11.99减小，Nb/Ta由21.72→3.43减小，显示由早至晚岩浆向着酸性增高方向演化之特征。

(4)分异指数DI由83.26→73.33，固结指数SI由2.96→13.56，总体反映本区白垩纪侵入岩岩浆结晶分异程度较高的特点。

(5)Sr/Ba由0.17→0.16降低，Rb/Sr由0.86→3.25升高，岩浆演化分异程度增高。

4.2 成因类型分析

(1)侵入岩中A/NKC=1.12～1.38，平均1.25，>1.1，显示“S”型花岗岩特征；

(2)侵入岩中缺失角闪石，与“S”型花岗岩特征相似；

(3)该区白垩纪侵入岩Rb/Sr=0.86～3.25，平均1.25，明显高于陆壳平均值，表明其岩浆物质来源具地壳属性。

5 结 语

5.1 构造环境分析

通过岩石学年龄分析该岩体系燕山晚期岩浆侵入产物，属陆内后造山阶段。该阶段所形成的侵入岩在R1-R2图解中，其成分点落入造山带晚期与非造山区的界线附近，说明其形成于造山晚期→非造山的过渡环境；在里特曼-戈蒂里图解中，其成分点落入造山带火山岩区与碱性、偏碱性火山岩区界限附近，显示其所处构造环境介于造山与非造山转换带之间；过渡族元素及微量元素蛛网图介于板内花岗岩与同碰撞花岗岩之间，说明其为造山晚期→非造山的过渡环境；在Rb-Yb+Nb图解和Rb-Yb+Ta图解中，其成分点部分落入同碰撞期花岗岩区，部分落入板内花岗岩区，与上述所得结论基本一致。表明该区域白垩纪侵入岩形成于陆内造山晚期→非造山的过渡环境。

5.2 就位机制分析

该区域在白垩纪处于陆内发展阶段，在伸展体制下，地壳重熔岩浆沿断裂或裂隙上侵定位，形成了本区白垩纪侵入岩建造。据野外观察该纪侵入体平面上多不规则，岩体一般缺乏内部的定向组构，围岩原有构造未因岩体的侵入而发生改变，显示被动就位特点。