西南天山巴什索貢巖體巖石地球化學特征及地質意義

楊林春，鄭清連，鄭勇，郭新成(新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局第十一地質大隊,新疆昌吉831100)

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西南天山巴什索貢巖體巖石地球化學特征及地質意義

楊林春，鄭清連，鄭勇，郭新成
(新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局第十一地質大隊,新疆昌吉831100)

摘要：西南天山巴什索貢巖體侵位于下二疊統巴立克立克組中。該巖體主要由輝長巖、石英正長巖及堿長花崗巖組成。從巖石化學等資料分析，輝長巖SiO2含量46.16%～53.89%，為基性巖類，石英正長巖及堿長花崗巖SiO2含量為60.92%～74.6%，屬酸性巖類，三者鋁飽和指數A/CNK＜1.1，巖石類型均為偏鋁質花崗巖。采用等離子體質譜-激光探針法(LA-ICP-MS),在輝長巖中和石英正長巖中獲得鋯石U-Pb年齡值分別為（273.95±0.85）Ma、（268.9±1.0）Ma，時代為中二疊世，代表巴什索貢巖體的生成年齡。輝長巖、石英正長巖及堿長花崗巖為堿鈣性系列巖石，發生在碰撞后的張馳階段，該期巖體的構造環境為板內拉伸環境下產物，具有板內裂谷特征。

關鍵詞：西南天山；巴什索貢巖體；鋯石U-Pb（LA-ICP-MS）測年；地球化學特征

西南天山巴什索貢巖體位于塔里木北緣隆起之柯坪前陸盆地。該區二疊紀花崗巖作為板內重要組成部分，對二疊紀板內伸展構造演化具重要意義。1961年新疆地質局區調隊于該區開展1∶20萬哈拉峻幅地質調查基本查明本區內巴什索貢巖體的分布?新疆維吾爾自治區地質局區域地質測量大隊.博孜艾爾格爾山口幅及伽師縣幅說明書,1967。筆者于2013年“新疆1∶5萬阿克塔拉等五幅區域地質調查”項目中，開展了1∶5萬大比例尺填圖，獲得了對巴什索貢巖體的巖石地球化學資料，運用高精度等離子體質譜-激光探針法(LA-ICPMS)精確定年數據，為進一步了解該巖體特征、成因及形成地質環境提供依據。

1　地質概況

西南天山巴什索貢巖體位于塔里木北緣隆起之柯坪前陸盆地巴什索貢山一帶，出露面積約12.04 km2。地表形態呈不規則橢圓狀、巖株狀產出，侵位于下二疊統巴立克立克組中，其輝長巖、石英正長巖侵入界面呈彎曲弧形，界線清晰。巖石主要為灰綠色蝕變細粒輝長巖、灰白色不等粒石英正長巖及淺灰白色中細粒堿長花崗巖組成（圖1）；巖石具輕度高嶺土化、絹云母化、陽起石化等蝕變。巖體與地層接觸部位常見角巖化和矽卡巖化，蝕變帶寬約20～50 m。

2　巖石學特征

輝長巖灰綠色，輝長結構，塊狀構造。主要由斜長石、輝石、角閃石、橄欖石等礦物組成，糙面明顯，中等蝕變。斜長石：板狀、柱狀，自形-半自形，粒度0.2～0.5 mm，具聚片雙晶，含量占總體的50%；輝石：短柱狀，自形-半自形，粒度，0.1～0.4 mm，兩組解理，含量約占總體35%；角閃石：長柱狀，粒度0.2～ 0.4 mm，兩組解理，含量約占總體的10%，橄欖石：粒狀，無色，有不規則裂紋，粒度0.2～0.4 mm，含量約為5%。

石英正長巖巖石呈灰白色，不等粒結構，似斑狀構造。巖石由鉀長石、石英、角閃石等礦物組成。鉀長石：粒狀，板狀，自形-半自形，粒度1～5 mm，表面嚴重高嶺土化，斑晶多為卡氏雙晶，含量約55%；石英：無色透明，粒狀，粒度0.5 mm，含量約30%；角閃石：長柱狀，束狀，淺綠色到淺褐色多色性，有不規則裂紋，粒度0.2～0.8 mm，部分風化，含量約為10%，另含少量磁鐵礦，約5%。

堿長花崗巖巖石呈淺灰白色，中細粒不等粒結構，塊狀構造。巖石礦物成分簡單，主要由條紋長石和石英組成，其中條紋長石約占90%，石英約占10%，條紋長石：無色透明，柱狀，條紋結構，粒度大者可達0.5 mm×0.5 mm～1.5 mm×3 mm，可見卡式雙晶，含量占斑晶的50%，90%以上具糙面、輕度風化，部分鈉長石從高溫下形成的固溶體析出形成單獨的礦物相，形成以鉀長石為主、少量鈉長石條紋規則交生體，即條紋長石。

圖1　巴什索貢巖體大地構造位置及地質圖Fig.1 Simplified tectonic map showing the locations of the Bashisuogong intrusion1.第四系;2.西域組;3.二疊系巴立克立克組;4.石炭系野云溝組;5.泥盆系托格買提組;6.二長輝長巖;7.石英正長巖;8.堿長花崗巖;9.矽卡巖;10.角閃巖;11.實測逆斷層; 12.逆沖推覆斷層;13.地質界線;14.產狀;15.同位素采樣位置

3　巖石地球化學特征

3.1主量元素特征

巴什索貢巖體主量元素特征見表1。

表1　巴什索貢巖體主量元素特征一覽表Table 1 Major element compositions of the Bashisuogong intrusive rocks　　單位：%

輝長巖SiO2含量46.16%～53.89%為基性巖類，鋁飽和指數(A/CNK)為0.5～0.86，且A/CNK＜1.1，為偏鋁質花崗巖；里特曼指數(σ）為4.51～5.39，里特曼指數3.3＜σ＜9，為堿鈣性系列巖石[1]。

石英正長巖及堿長花崗巖SiO2含量為60.00%～ 74.60%，屬酸性巖類，鋁飽和指數(A/CNK)為0.74～ 0.94，A/CNK＜1.1，為偏鋁質花崗巖。里特曼指數（σ）為3.04～5.99，均3.3＜σ＜9，為堿鈣性系列巖石。

在深成巖Q-A-P命名圖解中（圖2），輝長巖、石英正長巖及堿長花崗巖分別落入到輝長巖、石英正長巖及堿長花崗巖區，與薄片鑒定完全一致。

圖2　巴什索貢巖體Q-A-P圖Fig.2 Q-A-P diagram of the Bashisuogong intrusion 1a——硅英巖;1b——富石英花崗巖類;2——堿長花崗巖;3a——花崗巖(鉀長花崗巖); 3b——花崗巖(二長花崗巖);4——花崗閃長巖西域組;5——英云閃長巖;6——云閃石英堿長正長巖;7——正長巖; 7'——二長閃長巖、二長輝長巖;8——石英二長巖;8'——二長巖; 9——石英二長閃長巖.石英二長輝長巖;9'——二長閃長巖、二長輝巖;10——石英閃長巖石英輝長巖、石英斜長巖; 10'——閃長巖、輝長巖、斜長巖

3.2稀土元素特征

巴什索貢巖體稀土元素特征及參數特征指數見表2。

表2　巴什索貢巖體巖稀土元素特征一覽表Table 2 Rare earth element compositions of the Bashisuogong intrusive rocks　　單位：×10-6

輝長巖稀土總量∑REE為273.37～318.23，輕重稀土比值為7.33～8.11；La/Yb=11.03～16.28，值大于1，均符合輕稀土富集型，分布曲線右傾[1]，輝長巖稀土元素球粒隕石標準化分布曲線型式見圖3；δEu呈正異常，δEu值為1.22～1.52，δEu＞0.7，由基性巖漿分異形成的花崗巖類，屬幔源物質[2]。

石英正長巖及鉀長花崗巖∑REE為218.73～ 594.17，LREE/HREE多為4.04～11.87，特征值(La/Yb)N= 3.93～7.72，值大于1，為輕稀土富集型，分布曲線呈右傾特征[1]；石英正長巖及堿長花崗巖稀土元素球粒隕石標準化分布曲線型式見圖3；δEu呈負異常，特征值δEu為0.14～0.82，δEu＜0.70，主要由地殼部分熔融而形成的花崗巖，屬殼源物質[2]。

圖3　巴什索貢巖體稀土元素球粒隕石標準分布圖Fig.3 Chondrite-normalized rare earthe element(REE) Patterns of the Bashisuosong intrusive rocks

綜上，基性輝長巖與堿性石英正長巖及堿長花崗巖通過稀土元素對比，二者為輕稀土富集，重稀土虧損，輝長巖屬幔源物質；石英正長巖為地殼部分熔融而形成的花崗巖，堿長花崗巖為晚期演化階段形成的偏堿性花崗巖。

3.3微量元素特征

巴什索貢組巖體微量元素含量見表3。

表3　巴什索貢巖體微量元素特征一覽表Table 3 Trace element compositions of the Bashisuogong intrusive rocks　　單位：×10-6

輝長巖微量元素曲線呈右陡傾斜，與Pearce (1982)中板內玄武巖微量元素分布型式基本一致，具Ba元素正異常、Yb元素負異常特征，其中高場強元素Nb，Ta，Zr，Hf，Th明顯略虧損，大離子親石元素K，Rb，Ba富集，屬強不相容元素富集型，微量元素標準化蛛網圖右傾，曲線呈“W”型（圖4）?？赡艹梢蛐畔楦患蒯Ｔ?，屬熔融程度低，分離結晶程度強的殘留體[1]。

石英正長巖及堿長花崗巖與洋中脊花崗巖對比，地球化學型式表現為K，Rb，Ba，Th的強烈富集，伴有Ta，Nb，Ce的富集，Zr，Hf，Yb虧損；其洋脊花崗巖標準化圖與成熟大陸弧花崗巖相近，為造山后期花崗巖特征，顯示板內裂谷型花崗巖特征[1]；Rb/Yb= 3.8～9.02，比值大于1，屬強不相容元素富集型，微量元素標準化比值蛛網圖右傾，曲線呈“W”型（圖4）。

圖4　巴什索貢侵入巖微量元素標準化分布圖Fig.4 Primitive mantle-normalized trace element patterns of the Bashisuosong intrusive rocks

4　鋯石特征及U-Pb同位數測年結果

筆者對巴什索貢巖體的輝長巖（1011AL-BS-2）及石英正長巖（1111Al-BS-1）中分別采集了同位素測年樣(LA-ICP-MS)?楊林春.新疆1∶5萬阿克塔拉等五幅區調報告,2014，具體采樣位置見圖1。

4.1鋯石特征

分析樣品中輝長巖的陰極發光鋯石形態呈不規則狀、長條狀、棱角狀，為自形-半自形，震蕩環帶發育，均為巖漿結晶鋯石（圖5-a）；石英正長巖鋯石陰極發光圖顯示有核心（圖5-b），具顯著震蕩環帶，代表巖漿成因，同時可見重熔的殼，代表混合巖化，鋯石形態呈長條狀、規則狀。

圖5　輝長巖（a）和石英正長巖鋯石CL照片(b)Fig.5 CLimages diagram of the gabbro（a) and CLimages diagram of the quartz-syenite(b)

4.2 U-Pb同位數測年結果

本次樣品測試采用等離子體質譜-激光探針法，在輝長巖及石英正長巖的巖漿鋯石中獲得U-Pb年齡值為（273.95±0.85）Ma和（268.9±1.0）Ma（表4，5，圖6，7）?楊林春.新疆1∶5萬阿克塔拉等五幅區調報告,2014，時代均為中二疊世,代表巴什索貢巖體生成年齡。

表4　輝長巖1011AL-BS-2鋯石LA-ICPMS測試成果表Table 4 LA-ICPMS zircon U-Pb results for the gabbro sample 1011AL-BS-2

表5　石英正長巖1111Al-BS-1鋯石LA-ICPMS測試成果表Table 5 LA-ICPMS zircon U-Pb results for the quartz-syenite sample 1011AL-BS-1

圖6　輝長巖鋯石U-Pb年齡和諧圖(左)及加權平均圖(右)Fig.6 Zircon U-Pb Concordia plot and weighted mean diagram for the gabbor sample

圖7　巴什索貢石英正長巖鋯石U-Pb年齡諧和圖(左)及加權平均圖(右)Fig.7 Zircon U-Pb Concordia plot and weighted mean diagram forthe quartz-syenite sample

5　構造環境分析

巴什索貢巖體輝長巖在Zr/Zr-Y圖解上投圖(圖8)，輝長巖絕大多數樣點均落入到板內玄武巖區；石英正長巖及鉀長花崗巖分別在Rb-Yb+Nb圖解中投圖(圖9)，樣點絕大多數落入到板內花崗巖中，在Rb-Yb+Ta圖解中投圖(圖9)，樣點均落入到板內花崗巖中。

圖8　巴什索貢輝長巖Zr-Zr/Y圖解Fig.8 Zr-Zr/Y diagram for the Bashisuogong

圖9　巴什索貢石英正長巖及堿長花崗巖(Y+Nb)-Rb、(Y+Ta)-Rb圖解Fig.9 (Y+Nb)-Rb、(Y+Ta)-Rb diagram for the bsshisuogong Long quartz-syenite and alkali granite

綜上，基性輝長巖，酸性巖石英正長巖及鉀長花崗巖在板塊構造環境中投點，樣點多數落入板內構造環境中，中二疊世，巴什索貢巖體的巖漿代表一種構造體制變化，具富含揮發組分和大離子親石元素等特征,表明巖漿起源于富集型地幔，發生在碰撞事件后的張馳階段，該期巖體構造環境為板內拉伸環境下產物，具板內裂谷特征[3,4]。

6　結論

（1）采用LA-ICPMS方法測定鋯石U-Pb,輝長巖結晶年齡為（73.95±0.85）Ma、石英正長巖結晶年齡為（268.9±1.0）Ma，代表了巴什索貢巖體生成年齡。

（2）巴什索貢巖體輝長巖、石英正長巖及堿長花崗巖均屬堿鈣性系列巖石，具板內裂谷特征。

致謝：新疆地礦局第十一地質大隊對論文的撰寫給予了指導；中國地質大學(北京)研究生張東陽協助參加了部分樣品測試工作；《新疆地質》編輯部的各位專家的審閱文稿并提出寶貴修改意見，在此表示感謝！

參考文獻

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[4]徐夕生，邱檢查生.火成巖巖石學[M].北京:科學出版社,2013,19-20.

The Geochemical Characteristics and Geological Significance of Bashisuogong Pluton in Southwest Tianshan

Yang LinChun,Zheng QingLian,Zheng Yong,Guo X incheng
（No.11 Geological Party,Xinjiang Bureau of Geology and Mineral Resources,Changji,Xinjiang,831100,China）

Abstract:The Bashisuogong pluton mass of Southwest Tianshan invaded in the Balikelike formation of lower Permian.The pluton is mainly composed of gabbro,quartz-syenite and alkalic feldspar granite.The analysis of the petrochemistry data shows that SiO2content of gabbro is 46.16%～53.89%，it belongs to the basic rocks,quartz syenite and alkalic feldspar granite vary form SiO2content range from 60.92% to74.6% ,it belongs to acid rocks,Sapples aluminum saturation index A / CNK <1.1, indicated the type of the rock is partial aluminous granite.Using the method of LA-ICP-MS,we obtained zircon U-Pb age of gabbro and quartz-syenite values were （273.95±0.85） Ma、(268.9±1.0)Ma,it belongs to Permian,which can be interpreted as formation age of Bashisuogong pluton, Gabbro、quartz syenite and alkali feldspar granite are alkali calcium series of rocks,they were formed in the stress relaxation phase after the collision.The tectonic environment of the pluton is the product of the intraplate extensional environment, characterized by a intraplate rift.

Key words:Southwest Tianshan;Bashisuogong pluton;Zircon U-Pb dating;Geochemical characteristics

作者簡介:第一楊林春（1982-），男，云南曲靖人，2012年畢業于長安大學資源勘查專業，從事區域地質礦產調查工作

收稿日期:2015-08-04;

修訂日期:2015-12-14;作者E-mail:59139322@qq.com

中圖分類號:P534；P588.14

文獻標識碼:A

文章編號：1000-8845(2016)01-093-07

項目資助：中國地質調查局西安地質調查中心項目新疆1∶5萬阿克塔拉等五幅區調(1212011120474)項目資助