梁東，趙德懷，華北，王鋒，吳浩，梁孝偉

(中國冶金地質(zhì)總局新疆地質(zhì)勘查院，烏魯木齊 830000)

0 引言

青海溝里地區(qū)位于東昆侖東段，柴達木板塊、華南板塊以及西秦嶺在此交匯，經(jīng)歷了多期造山運動，構(gòu)造演化漫長，地質(zhì)物質(zhì)組成復雜[1]①。清水泉地區(qū)亦是東昆侖成礦帶中重要的金多金屬成礦帶，先后發(fā)現(xiàn)了果洛龍洼、阿斯哈、按納格、坑得弄舍、德龍等大-中型金礦10余處[2]②。區(qū)內(nèi)成礦與巖漿巖的關(guān)系十分密切，研究中酸性侵入巖的地質(zhì)特征、地球化學特征、巖石成因、構(gòu)造環(huán)境和演化，能夠為區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)勘查提供豐富的基礎(chǔ)理論信息。前人對東昆侖地區(qū)中酸性侵入巖巖石成因及構(gòu)造環(huán)境開展了深入研究,但對其構(gòu)造環(huán)境等方面存在著較大的分歧，比如關(guān)于龍洼卡魯火山巖形成的構(gòu)造環(huán)境，尚存在不同的觀點[3-6]。本文選擇龍洼卡魯火山巖以西的清水泉中酸性侵入巖為研究對象，探討中酸性侵入巖的地質(zhì)特征、巖石地球化學特征、構(gòu)造環(huán)境及成因，為東昆侖造山帶的構(gòu)造-巖漿演化研究提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

東昆侖造山帶地處青藏高原的東北部，是中央造山系西端的一條巨型巖漿巖帶[7]。在漫長的復合造山過程中，東昆侖造山帶經(jīng)歷了多期、復雜的板塊俯沖與碰撞，形成了眾多區(qū)域深大斷裂，造山帶可分為東昆北構(gòu)造帶、東昆南構(gòu)造帶、布青山阿尼瑪卿構(gòu)造混雜帶和巴顏喀拉構(gòu)造帶等4個構(gòu)造單元[8]。青海溝里地區(qū)處于東昆南構(gòu)造帶中(圖1)。

圖1 東昆侖造山帶東段地質(zhì)構(gòu)造簡圖Fig.1 Geological tectonic outline of eastern segment of the east Kunlun orogenic belt1.第四系；2.古近系；3.上侏羅統(tǒng)羊曲組；4.上三疊統(tǒng)鄂拉山組；5.上三疊統(tǒng)八寶山組；6.中三疊統(tǒng)希里可特組；7.中三疊統(tǒng)鬧倉堅溝組；8.下三疊統(tǒng)洪水川組；9.三疊系巴顏喀拉山群；10.上二疊統(tǒng)格曲組；11.二疊系馬爾爭組；12.石炭系—二疊系樹維門科組；13.上石炭統(tǒng)浩特洛哇組；14.下石炭統(tǒng)哈拉郭勒組；15.泥盆系牦牛山組；16.下古生界納赤臺巖群；17.新元古界萬寶溝群；18.中元古界狼牙山組；19.中元古界苦海巖群；20.中元古界小廟巖組；21.古元古界白沙河巖組；22.晚三疊世花崗閃長巖；23.晚三疊世石英閃長巖；24.晚二疊世鉀長花崗巖；25.晚二疊世二長花崗巖；26.晚二疊世花崗閃長巖；27.志留紀鉀長花崗巖；28.志留紀花崗閃長巖；29.奧陶紀花崗閃長巖；30.寒武紀石英閃長巖；31.玄武巖巖片；32.超鎂鐵質(zhì)巖；33.同源侵入體間界線；34.角度不整合面；35.韌性構(gòu)造界面；36.脆性斷層；37.水系；38.研究區(qū)

東昆南構(gòu)造帶出露地層主要有古元古界白沙河巖組(Pt1b)和中元古界小廟巖組(Pt2x)，主要巖性有斜長角閃巖、石英巖、黑云斜長片麻巖、石英片巖等。巖漿活動頻繁，中酸性侵入巖發(fā)育，大面積出露印支期花崗巖類、加里東期的石英閃長巖類，強烈的構(gòu)造活動導致巖石變形十分強烈。

自元古宙開始，區(qū)域經(jīng)歷了多期造山事件的疊加改造，構(gòu)成極為復雜的構(gòu)造形態(tài)，構(gòu)造混雜現(xiàn)象多見。前寒武系普遍存在不同程度的變質(zhì)與變形，表現(xiàn)出成層無序的組合特點；部分上古生界亦產(chǎn)生強烈的構(gòu)造混雜和淺變質(zhì)；區(qū)域上許多地層單元之間均呈斷裂接觸關(guān)系，前寒武系和古生界往往以巖片、超巖片的形式呈現(xiàn)，宏觀上表現(xiàn)出條、塊相間的構(gòu)造格局；部分中生界與下伏地層表現(xiàn)為沉積接觸，保留有清楚的不整合界面。一部分上古生界和中生界呈有序或部分有序的特點。區(qū)內(nèi)發(fā)育有多期巖漿巖，侵入巖體星羅棋布，從元古代到中生代，伴隨大的構(gòu)造運動，均產(chǎn)生不同強度和類型的巖漿活動，形成規(guī)模不一、類型各異的侵入巖；其中，海西-印支期巖漿活動最為強烈，形成了區(qū)域規(guī)模最大、數(shù)量最多的中酸性侵入體，其次為加里東期，而元古代侵入體普遍遭受了區(qū)域變質(zhì)-變形改造。伴隨著大規(guī)模的構(gòu)造-巖漿活動和變質(zhì)作用，形成一批與之有成因聯(lián)系的金屬礦產(chǎn)，如金、銅(鈷)、鐵、鉻等。

圖2 清水泉地區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.2 Geological sketch of Qingshuiquan area1.第四系；2.侏羅系羊曲組；3.下三疊統(tǒng)洪水川組；4.上石炭統(tǒng)浩特洛哇組；5.下石炭統(tǒng)哈拉郭勒組；6.泥盆系牦牛山組；7.下古生界納赤臺巖群；8.古元古界白沙河巖組；9.島弧型中基性雜巖；10.二疊紀花崗巖；11.二疊紀清水泉花崗巖；12.前寒武紀花崗巖；13.蛇綠巖；14.斷裂；15.角度不整合；16.剖面位置；17.采樣位置

圖3 清水泉巖體實測地質(zhì)剖面(約格魯—水文站—清水泉)Fig.3 The measured geological section of Qingshuiquan intrusive body(Yoguru-Hydrology Station-Qingshuiquan)1.第四系全新統(tǒng)；2.古元古界白沙河巖組上亞組；3.斜長花崗巖；4.花崗閃長巖；5.閃長巖

圖4 閃長巖與花崗閃長巖穿插關(guān)系(侯共爾特南)Fig.4 Cutting relationship of diorite and granodiorite (Hojurtenam)

2 清水泉侵入體地質(zhì)特征

清水泉侵入體分布在清水泉—卡可特爾一帶，總體呈NWW向或近EW向分布，巖體展布方向與區(qū)域構(gòu)造帶方向一致(圖2)。侵入體由一系列巖體組成，巖性從中性到酸性，構(gòu)成同源巖漿的演化系列，侵入體中普遍含有源巖包體或圍巖捕虜體。其中，花崗閃長巖體和斜長花崗巖體的規(guī)模最大，其次為閃長巖，不同巖性之間接觸界線清楚(圖3，圖4)。

2.1 閃長巖體

閃長巖體分布在花崗閃長巖的邊部以及北部斜長花崗巖中間，巖體呈NWW向，與造山帶延展方向一致。閃長巖的圍巖為古元古代白沙河巖組斜長角閃巖、大理巖，巖體與圍巖之間呈侵入接觸關(guān)系，接觸界面向SW陡傾，傾角在70°以上，圍巖發(fā)育硅化和矽卡巖化等蝕變。巖體北側(cè)與花崗閃長巖接觸，接觸帶清楚，向SW陡傾，接觸部位的變質(zhì)現(xiàn)象不甚發(fā)育，在接觸帶閃長巖中有花崗閃長巖脈的侵入。閃長巖呈深灰色-灰綠色，中-粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造；主要礦物為斜長石(55%～60%)，角閃石(20%～35%)，黑云母(5%)和石英(<5%)；巖石中部分角閃石具有綠泥石化。

2.2 花崗閃長巖體

花崗閃長巖體位于清水泉以北的托索河兩岸，巖體呈NWW向展布。圍巖為古元古代白山河巖組和中元古代小廟巖群中-深變質(zhì)巖，花崗閃長巖與圍巖呈侵入接觸關(guān)系或斷裂接觸關(guān)系，南部邊界向SW陡傾，傾角>70°；北部邊界與斜長花崗巖相接觸，接觸帶清楚，接觸界面向SW陡傾，接觸變質(zhì)現(xiàn)象不發(fā)育。南部外接觸帶經(jīng)常可以見到混合巖化現(xiàn)象以及密集分布的脈巖群。巖體邊部相帶寬度20～50 m，多為中-細粒結(jié)構(gòu)；中部相帶為中-粗粒結(jié)構(gòu)，各相帶之間呈漸變過渡關(guān)系。巖體中發(fā)育一組向SW陡傾的區(qū)域性節(jié)理，巖石被切割成板狀。在清水泉—水文站之間，巖體中見有2條剪切帶，寬度為10～20 m，剪切帶中巖石具片理化。花崗閃長巖為淺灰色，中-粗粒結(jié)構(gòu)、似斑狀粗粒結(jié)構(gòu)為主，塊狀構(gòu)造；主要礦物為斜長石(30%～40%)、鉀長石(10%～20%)、角閃石(10%～20%)、石英(15%～25%)和黑云母(5%～10%)，副礦物為磷灰石和鋯石。

巖體中普遍含有暗色閃長質(zhì)包體，但分布不均，時而集中，時而散布，包體含量最多的地段，其數(shù)量可達巖體體積的20%以上。單個包體直徑一般為0.1～1 m，多呈渾圓狀或不規(guī)則，局部具有定向排列的特征。包體的巖性單一，絕大部分為閃長質(zhì)成分，主要礦物有斜長石(50%～60%)、角閃石(20%～40%)和黑云母(5%～10%)，其中角閃石的含量變化較大，在部分包體的邊部角閃石顯著富集，含量可>50%，角閃石也發(fā)生過重結(jié)晶，形成較大的自形-半自形晶，粒徑可達5～8 mm。

2.3 斜長花崗巖體

斜長花崗巖體主要產(chǎn)在本區(qū)北部的托索河兩岸—卡可特爾北部。巖體呈NWW向或近EW向分布。圍巖為古元古代白沙河巖組中-深變質(zhì)巖，斜長花崗巖與圍巖呈侵入接觸，在卡可特爾附近，巖體南界向SW或S陡傾，傾角>60°，接觸帶附近的圍巖具有較強的混合巖化；在托索河一帶，巖體與花崗閃長巖的接觸界面清晰，向SW陡傾，未見明顯的接觸變質(zhì)現(xiàn)象，北界位于研究區(qū)外。巖石呈灰白色，中-粗粒、似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物有斜長石(45%～55%)、鉀長石(10%～20%)、石英(20%～25%)和黑云母(5%)，另有少量的角閃石。

3 樣品采集與實驗方法

樣品采集工作由長安大學樊雙虎副教授及其團隊完成，共采集閃長質(zhì)包體樣品3件、閃長巖樣品2件、花崗閃長巖樣品3件、斜長花崗巖樣品3件。樣品測試由長安大學西部礦產(chǎn)資源與地質(zhì)工程教育部重點實驗室承擔完成，測試項目為巖石樣品的主量元素、微量元素及稀土元素分析。

(1)主量元素測試采用X射線熒光分析方法(XRF法)。①燒失量的測試與計算：坩鍋置于烘箱升溫至150℃干燥3小時，稱取坩鍋質(zhì)量分數(shù)為w1，加1 g樣品計為w2；在馬弗爐內(nèi)升溫至900℃3小時后降溫，加蓋入干燥器，20分鐘后稱重；根據(jù)公式LOI=(w1+w2-w3)/w2計算樣品燒失量；②玻璃融熔法制樣：取樣品0.50 g，以5 g無水Li2B4O7和0.3 g NH4NO3為氧化劑，倒入鉑金坩鍋，加適量LiBr，在約1200℃時振蕩熔融，制成玻璃薄片，采用X射線熒光光譜儀測定。

(2)微量元素和稀土元素分析采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)測定。稱取-200目的樣品50 mg，置于帶蓋PTFE坩鍋內(nèi)，將1 ml HF放在電熱板上蒸掉大部SiO2，加1 ml HF和1 ml HNO3，把PTFE坩鍋放到帶不銹鋼外套的封閉裝置中，加蓋置于電熱箱升溫至200℃加熱48小時；取出坩鍋冷卻，加1 ml HNO3在電熱板上蒸干，重復1次，再加2 ml HNO3、5 ml蒸餾水和內(nèi)標溶液，將PTFE坩鍋放回帶不銹鋼外套的封閉裝置中，加蓋置于電熱箱中升溫至130℃約4小時，取出冷卻，在離心管中稀釋到50 ml后，用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)測定，測試以國內(nèi)GSR5為標樣，分析精度優(yōu)于5%。

4 地球化學特征

4.1 主量元素地球化學特征

清水泉侵入體的主量元素組成見表1。不同樣品的w(SiO2)=50.67%～68.20%，除閃長巖的暗色包體外，其它樣品均屬于中酸性巖漿巖；w(Al2O3)=14.86%～17.61%，質(zhì)量分量較高；w(TFeO)=4.30%～10.19%，w(FeO)/w(Fe2O3)=1.22～6.00；w(K2O)=1.02%～2.49%；w(CaO)=3.68%～9.39%；w(Na2O)=2.28%～3.60%；w(K2O+Na2O)=3.90%～5.71%；w(K2O)/w(Na2O)=0.39～0.77，平均0.61。

表1 清水泉侵入體的巖石主量元素組成Table 1 Major element composition of the Qingshuiquan intrusive body

量的單位：wB/%。

在TAS圖解中(圖5)，閃長質(zhì)包體投到輝長巖區(qū)及其附近，閃長巖均投入閃長巖區(qū)的范圍，花崗閃長巖和斜長花崗巖投在了石英閃長巖和花崗閃長巖區(qū)；從總體上看，樣品實際分類命名與化學成分分類較為相符。

從Harker圖解(圖6)可以看出，閃長巖、花崗閃長巖、斜長花崗巖和暗色包體的主量元素隨著w(SiO2)的增加，w(Al2O)、w(TFeO)、w(CaO)、w(MgO)依次降低，w(K2O+Na2O)則逐漸增高。

鋁飽和指數(shù)(A/CNK=0.73～1.06)，平均<1，在ANK-ACNK圖解上(圖7a), 樣品主要落入偏鋁質(zhì)范圍。全部巖石中w(K2O)

圖5 清水泉侵入體的TAS分類圖解(據(jù)Wilson，1989)Fig.5 TAS diagram showing classification of the Qingshuiquan intrusive body

圖6 清水泉巖體的Harker圖解Fig.6 Harker diagram of the Qingshuiquan intrusive body

圖7 清水泉花崗巖的地球化學判別圖解Fig.7 Geochemical discrimination diagram of granite of the Qingshuiquan intrusive bodya.花崗巖的A/NK-A/CNK圖解(據(jù)Maniar,1989)；b.里特曼指數(shù)圖解(據(jù)A.Rittmann.1962)；c.火成巖AFM圖解(據(jù)Irvine and Baragar,1971)；d.SiO2-AR圖解(據(jù)J.B.Wright,1969)；e.Zr-Ti/100-3Y三角圖解(據(jù)J.A.Pearce and J.R.Cann，1973)；f.里特曼-戈蒂里圖解(據(jù)里特曼,1973)；g.Na2O-K2O判別圖(據(jù)W.L.Collis等,1982)；h.K-Na-Ca圖解(據(jù)Raju等，1972)；i. Na2O-K2O圖解(據(jù)Le Maitre RW,2002)；j.花崗巖類構(gòu)造環(huán)境主要元素判別圖解(仿Maniar,1989；構(gòu)造環(huán)境類別縮寫同圖7a)；k.花崗巖的A/MF-C/MF圖解(據(jù)Rainer Altherr，1999)

在火成巖AFM圖解上(圖7c)，幾種巖石主要投在鈣堿性系列區(qū)；在w(SiO2)-AR圖解中(圖7d)，全部投在鈣堿性區(qū)；在Zr-Ti/100-3Y三角圖解上(圖7e)，主要投在鈣堿性玄武巖區(qū)，有1個暗色包體樣品投在島弧拉斑玄武巖區(qū)；在里特曼-戈蒂里圖解上(圖7f)，樣品全部投在造山帶火山巖區(qū)；在w(Na2O)-w(K2O)判別圖上(圖7g)，樣品全部投入到Ⅰ型花崗巖區(qū)；在K-Na-Ca解圖中(圖7h)，樣品主要投在巖漿成因巖石區(qū)內(nèi)；在w(K2O)-w(SiO2)圖解上(圖7i)，樣品主要投在中鉀鈣堿性系列區(qū)中。

從花崗巖類構(gòu)造環(huán)境主要元素判別圖解(圖7j)可以看出，閃長質(zhì)包體的形成環(huán)境可能形成于后造山環(huán)境，而花崗閃長巖和斜長花崗巖可能形成于與島弧、大陸弧有關(guān)的大陸碰撞環(huán)境。在花崗巖的A/MF-C/MF圖解中(圖7k)，11個主量元素數(shù)據(jù)的投圖結(jié)果均投在基性巖類部分熔融的范圍內(nèi)，據(jù)此推測，清水泉中酸性侵入巖是由基性巖類經(jīng)部分熔融形成的，源巖可能為基性巖類。

4.2 稀土元素地球化學特征

根據(jù)清水泉侵入體的巖石稀土元素組成(表2)可以看出，隨著巖石中SiO2含量增高，樣品的稀土總量逐漸增加，稀土配分型式曲線均表現(xiàn)為向右傾斜的輕稀土富集型(圖8)。其中，閃長巖和閃長質(zhì)暗色包體稀土總量和稀土配分型式非常相似，稀土總量中等(w(ΣRER)=83.49×10-6～125.96×10-6)，重稀土元素分餾程度較低，w(Eu)/w(Eu*)=0.71～0.83(Eu具有輕微虧損)，輕重稀土元素分餾程度中等(w(La)N/w(Lu)N=2.26～5.12)；花崗閃長巖和斜長花崗巖的稀土總量較高(w(ΣRER)=144.36×10-6～155.38×10-6)，w(Eu)/w(Eu*)=0.71～0.78(Eu具有輕微虧損)，輕重稀土元素分餾的程度較高(w(La)N/w(Lu)N=12.46～14.56)。

表2 清水泉侵入體的巖石稀土元素組成Table 2 REE composition of the Qingshuiquan intrusive body

圖8 清水泉單元巖石稀土配分型式Fig.8 REE pattern of rocks of Qingshuiquan unit

侵入體中的閃長巖、花崗閃長巖、花崗巖和暗色包體中稀土元素總量中等，比幔源巖漿分異形成的相關(guān)巖石要高，屬于輕稀土富集型，輕重稀土分餾程度中等，w(LREE)/w(HREE)比值較低。重稀土分餾程度低，曲線比較平坦。從斜長花崗巖、花崗閃長巖、閃長巖到閃長質(zhì)包體，稀土總量總體表現(xiàn)為降低的趨勢。Eu異常較弱或無Eu異常。相比而言，閃長質(zhì)暗色包體的Eu異常相對比較明顯，花崗閃長巖的Eu異常不明顯。從稀土地球化學特征分析，組成清水泉侵入巖的幾種巖石屬于同源巖漿產(chǎn)物。

4.3 微量元素地球化學特征

清水泉侵入巖的巖石微量元素組成(表3)表明，微量元素以富含Ba和虧損P、Cr、Ni為特征，特別是Cr虧損程度較高。除此之外，其它微量元素配分型式以圍繞比值為1的直線呈近于平坦型曲線(圖9a)，表明巖石中大部分微量元素與大陸地殼平均值接近。在用大洋地殼巖石平均值標準化的蛛網(wǎng)圖上(圖9b)，微量元素配分型式表現(xiàn)為向右傾斜的曲線，其中K、Sr、Ba、Ce元素明顯富集，特別是Ba 高出大洋地殼7～35倍，Ti、Y、Yb、Cr、Co、Ni虧損，其中Cr的虧損程度較高，可能與源區(qū)成分有關(guān)，暗示構(gòu)成清水泉侵入體的巖漿與大陸地殼有較大的親緣性。

5 成因討論

根據(jù)鄰區(qū)被下三疊統(tǒng)不整合履蓋的花崗巖體Rb-Sr年齡為267 Ma±17 Ma推測，與之同期的清水泉中酸性侵入巖的形成時代為二疊紀[9]。

清水泉侵入體是研究區(qū)中的主要巖體，巖石地球化學特征表現(xiàn)為偏鋁、中鉀、高鈣的鈣堿性系列巖石?；◢忛W長巖和斜長花崗巖則形成于與島弧、大陸弧有關(guān)的大陸碰撞環(huán)境，而閃長質(zhì)包體可能形成于后造山環(huán)境，揭示出二者形成環(huán)境有所不同；花崗閃長巖和斜長花崗巖中閃長質(zhì)包體屬于早期侵入的中基性巖，包體與寄主巖為同源巖漿演化產(chǎn)物；推測侵入體是由基性巖類源巖經(jīng)過部分熔融后形成的；從侵入體地質(zhì)特征、巖石化學特征、稀土元素和微量元素地球化學特征分析，結(jié)合花崗巖具較低的鍶同位素初始比值(0.708)判斷，清水泉侵入體屬于Ⅰ型花崗巖類。

表3 清水泉侵入體的巖石微量元素組成Table 3 Trace element composition of Qingshuiquan intrusive body

圖9 清水泉巖漿巖微量元素蛛網(wǎng)圖Fig.9 Trace element spider diagram of Qingshuiquan magmatic rocks大陸地殼平均值,據(jù)GERM,1998；大洋地殼平均值,據(jù)Taylor and McLennan,1985

東昆侖地區(qū)在晚古生代—早中生代經(jīng)歷了洋殼俯沖、陸殼碰撞造山的構(gòu)造演化[10-20]，南部的阿尼瑪卿洋殼向北部大陸俯沖碰撞，在香日德—清水泉一帶的島弧帶經(jīng)過碰撞造山作用，導致深部的基性巖類部分熔融，形成的大規(guī)模中-酸性巖漿上侵就位，形成了清水泉侵入巖體。

6 結(jié)論

(1)清水泉侵入體的中酸性巖漿巖具有中鉀高鈣特征，屬偏鋁質(zhì)鈣堿性系列巖石。

(2)清水泉侵入體的巖石富集輕稀土元素(LREE)和Ba、K、Sr、Ce等元素，Eu負異常較弱，Cr虧損程度較高，屬于Ⅰ型花崗巖，巖漿可能來源于陸殼，形成的不同巖性巖石具有同源性特點。

(3)清水泉侵入巖是由于晚古生代—早中生代阿尼瑪卿洋殼向北部大陸俯沖碰撞，深部的基性巖類部分熔融形成大規(guī)模的中-酸性巖漿侵入形成。

注釋：

① 樊雙虎. 魏日幅I47E002009、圓以幅I47E002010、塔妥煤礦幅I47E003009、溝里鄉(xiāng)幅I47E003010 1/5萬礦產(chǎn)地質(zhì)、水系沉積物測量綜合調(diào)查項目成果報告及水系沉積物地球化學測量成果報告[R]. 青海省有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，長安大學地質(zhì)調(diào)查研究院，青海省有色地勘局8隊，2007.

② 楊寶榮. 青海省都蘭縣溝里地區(qū)金礦成礦規(guī)律研究與找礦突破[R]. 青海省有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局八隊，中國地質(zhì)大學(武漢)，2016.