南天山乌什塔拉高镁闪长岩的岩石成因及其地质意义

南天山乌什塔拉高镁闪长岩的岩石成因及其地质意义 摘要在南天山造山带中段乌什塔拉地区首次发现的高镁闪长岩是 从库米什地区逆冲推覆而来，该地区的高镁闪长岩对于讨论库米什地区的 大地构造属性具有重要意义。SiO2和MgO含量分别介于51. 04〜52. 7和 5. 15〜7. 42之间；具有高的 Mg值0. 51 〜0. 64,富 NaK/NaO. 34〜0. 45, 高Cr 97. 04X10-6〜191. IX 10-6,属于钙碱性系列。轻稀土富集，重稀 土亏损，稀土配分曲线为右倾型，富集Rb、Ba等大离子亲石元素，亏损 Nb、Ta、P 等高场强等元素。Sr/Y8. 89〜25. 68 -Y16. 69X10-622. 73X 10-6和La/YbN3. 005. 63 -YbN8. 07〜11. 3判别图解与 N-MORB 标准化 微量元素图表明其形成可能与赞岐岩有相似的岩浆过程，即形成于消减带 之上的地幔楔环境，由地幔橄榄岩与消减洋壳板片部分熔融产生的富Si 质熔体平衡反应形成。综合研究表明，古生代库米什地区为消减俯冲带之 上的活动陆缘环境，南天山洋在库米什地区向中天山微板块之下俯冲。 关键词高镁闪长岩；赞岐岩；岩石成因；活动陆缘环境；库米什; 中图分类号F407. 1文献标识码A文章编号 0前言 在地球的演化历史中，高Mg安山岩high-magnesium andesite, HMA 一般产于汇聚板块边缘。高镁安山岩泛指富镁的安山岩或闪长岩，其Si02 范围通常在52〜60之间，MgO含量通常大于5和Mg 通常大于0. 5, 还富Cr 0100X10-6和Ni 大于60X10-6,富集大离子亲石元素、 轻稀土元素，亏损高场强元素、重稀土元素，无或有微弱的负Eu异常。 高Mg安山岩已成为汇聚板块边缘的一个重要指示器。其独特的构造环境, 引起地质工作者的高度重视。 文中的高镁闪长岩为一套石英闪长岩，出露于新疆和硕县乌什塔拉地 区，位于南天山造山带的中段，也是中天山-准葛尔板块与塔里木板块的 结合部位（中天山南缘缝合带）。库米什地区位于该缝合带的中段，前人 对该地区的做了大量的研究，但是对该地区的中性侵入岩研究较少。作为 造山带中最常见的岩石类型之一，花岗岩类的地球化学性质形成时代对于 确定俯冲极性及俯冲时代具有重要的制约意义。本文对白土塘石英闪长岩 进行了详细的岩石学、地球化学研究，结合现有的地质资料，进而探讨了 其岩石成因、归属问题及地质意义。 1地质背景 新疆乌什塔拉地区地处南天山造山带中段，夹于准葛尔板块与塔里木 板块之间，北距榆树沟麻粒岩相高压变质岩约15km,东距库米什地区铜花 山-硫磺山蛇绿混杂岩带约10km。该构造带主要受塔里木板块、中天山微 板块相互作用的影响，经历了晚奥陶世-早志留世南天山洋开始向中天山 微板块之下俯冲消减、于早石炭世末期塔里木板块与中天山微板块两者相 碰，南天山洋消失；存在残余洋盆，在石炭纪末期发生褶皱、推覆造山作 用，使南天山开始全面隆起，山体形成，此后，进入陆内造山阶段。 研究区内主要出露古生代地层，志留纪构造混杂岩带，志留系变砂岩, 早泥盆世阿尔皮什麦组，中泥盆阿拉塔格组，晚泥盆破城子组，下石炭甘 草湖组，各个岩石单元之间均为构造接触，对志留纪构造混杂岩带中玄武 岩研究表明为洋中脊拉斑玄武岩。区内构造发育，主要为褶皱和断裂构造。 为海西期褶皱带；断裂构造十分发育，主要为北西-南东向逆冲断裂，与 库米什蛇绿混杂岩带方向一致。北西西-南东东向的脆性断裂。区内岩浆 岩十分发育。火山岩主要为志留纪变质玄武岩，侵入岩主要有晚石炭世黑 云二长花岗岩-闪长岩-花岗闪长岩组合，早二叠世二长花岗岩和钾长花岗 岩，以及不同时代的各类脉岩。 2岩石学特征 乌什塔拉地区的石英闪长岩分布在白土塘东部的黑条山地区，呈岩脉 状分布，出露面积约2Km2,平面上为长条状。与围岩为明显的侵入接触关 系，小的岩枝、岩脉侵入到围岩中，围岩为志留系变砂岩。由于后期构造 挤压使岩体边部糜棱岩化，矿物定向排列，岩体的中心变形不强烈，为块 状构造。因此可将岩石分为两类，一类为闪长质糜棱岩，另一类为石英闪 长岩。 石英闪长岩岩石呈灰色，半自形中细粒粒状结构，碎裂结构，块状构 造。主要造岩矿物为斜长石、普通角闪石和石英。斜长石为半自形板状, 发育聚片双晶，裂隙发育，中度绢云母化、绿帘石化、高岭土化，粒径0.4 X0.44.0Xl.5mni,含量约55；普通角闪石呈半自形柱状，黄-绿色，多 色性显著，具闪石式解理，杂乱分布，粒径0.4〜2. 5mm,含量35〜40； 石英为它形粒状，波状消光，细粒化重结晶成微粒状集合体充填于斜长石 和角闪岩颗粒之间，粒径0.2〜0. 5mm,含量5〜10。副矿物有磷灰石、磁 铁矿、楣石等。 3岩石地球化学特征 样品元素含量分析测定工作在中国宜昌地质矿产研究所，主量元素采 用湿化学法分析，相对标准偏差＜2-8o微量及稀土由宜昌地质矿产研 究所用ICP-MS方法分析，相对标准偏差＜10o 3. 1主量元素 白土塘石英闪长岩岩体主体岩石SiO2含量在51. 04〜52. 7之间，平 均值51.64； Ti02含量较高，在0.78〜1.63之间；A1203含量主要介于 15. 5〜16. 53之间，Na20 和 K20 含量分别在 2. 62〜4. 08和 0.64 之间，K20/Na20比值介于0. 310. 40之间，K/Na0. 34〜0. 45。岩石富钙、 铁、镁，CaO含量在6. 38〜9. 35之间，FeO*含量介于7. 469. 61之间。 在硅-碱图上，岩石几乎都属于亚碱性系列，这与多数样品的。 1.301.89 V3,钙碱性系列相一致样品D5603/1YQ落在碱性区域 内，且其的。3.76,表现出富碱，这主要与其发生变质使K富集有关。 在AFM图解中显示岩石属于钙碱性岩浆系列。 该类岩石最主要的特征是高镁，其晚0含量在5. 15〜7. 42之间，其 Mg值［MgMg/ MgFetot］介于0. 510. 64之间，尽管该岩石在显微镜下 见到有510的石英含量，但其Si02含量却较低51. 04〜52. 7,这应 该与岩石镁含量高有关。一般认为，Si02范围在52〜60之间，MgO含量 大于5, Mg大于0. 5的闪长岩为高Mg闪长岩张旗等，2008,因此可 将白土塘石英闪长岩确定为高Mg闪长岩。 图1新疆乌什塔拉地区高镁闪长岩类的SiO2-Na2OK2O图a和 AFM 图（b） 3. 2痕量元素 白土塘地区高Mg闪长岩岩石球粒陨石标准化稀土元素（REE）配分模 式所示。它们以相对富含轻稀土元素（LREE）、贫重稀土元素（HREE）、无 销异常或具有微弱的正销异常为特征。REE总量介于（55. 52〜88. 05） X 10 -6 之间，LREE/HREE 比值介于 3. 39〜5. 30, （La/Yb）N