青海沱沱河地区晚三叠世高分异I型花岗岩的发现及其地质意义

青海沱沱河地区晚三叠世高分异I型花岗岩的发现及其地质意义
青海沱沱河地区扎那日根由早期花岗斑岩及晚期二长花岗岩组成，本文以花岗斑岩为研究对象，开展了岩石学及地球化学特征分析。

花岗斑岩呈斑状构造，块状构造，斑晶为石英、斜长石、钾长石、黑云母，基质为显微文象结构及球粒结构。

岩体具有高硅、富钾低钠和低磷含量特征，铝饱和指数A/CNK为1.11～1.18，富集Th、Rb和K，亏损Sr、P、Ti，相对于Th和K亏损Ba。

Nb，Ta具有弱的负异常，属弱过铝质的高分异I型花岗岩类。

根据1∶25万直根尕卡幅报告，扎那日根岩体取得的年龄数据为216Ma、217Ma（单颗粒锆石U-Pb同位素年龄值），即晚三叠世。

推断该岩体形成于后碰撞伸展阶段，由底侵岩浆在上升到过程中可能混染了部分陆壳物质，侵入到地壳浅处发生结晶分异作用。

标签：花岗斑岩岩石学分异I型花岗岩U-Pb测年岩石成因
羌塘东部地区1：25万区域地质调查中，在治多县扎那日根一带发现了扎那日根岩体，认为扎那日根岩体具有I-S 过渡型的特点，其岩浆含有幔源成分（李莉，2007）。

笔者在青海沱沱河地区1：5万4幅区域地质调查中，经详细调查治多县扎那日根岩体，发现岩体由早期花岗斑岩及晚期二长花岗岩、石英闪长岩组成。

本文针对扎那日根岩体中花岗斑岩开展岩石学、地球化学等方面的研究，旨在为揭示该时期岩浆活动及成矿背景提供新的参考。

1区域地质
岩体地质构造位置处于华南板块（Ⅱ）北羌塘—昌都陆块（Ⅱ5）开心岭—杂多岛弧带（Ⅱ5-5）内（图1）。

该区构造演化受特提斯不同构造阶段的动力学体制制约，历经了洋陆转换、盆山转换、陆内调整及高原隆升等阶段，造就了现今构造格局及地质地貌景观。

从区域上来看，在开心岭—杂多岛弧带内，早古生代变质岩构成了残余古岛弧带的基底，泥盆系为台型碎屑岩、碳酸盐岩沉积，石炭系为拉张型盆地中的复理石砂板岩夹基性火山岩，二叠纪为开心岭—杂多岛弧—盆地系发育的主体，弧火山岩可见由下往上为玄武岩、安山巖玄武岩、滩礁相灰岩、含煤碎屑岩的层序序列，类似于台湾到菲律宾之间的巴坦群岛的岩石组合序列的特点。

中上三叠统为碎屑岩夹碰撞型中基性、中酸性和酸性弧火山岩，缺乏下三叠统，侏罗系—白垩系为海陆交互相至陆相红色碎屑岩，其下缺乏下侏罗统，第三系为陆相红色碎屑岩，分布局限。

该区岩浆岩以中酸性岩体为主，岩性主要为花岗岩。

2岩体地质和岩相学
该岩体位于图幅东南部扎那日根一带，为一复式岩体，由早期的花岗斑岩和晚期的二长花岗岩组成，其中花岗斑岩为岩体的主体（图1），岩体中被后期的
二长花岗岩侵入。

扎那日根岩体面积约36km2，地貌上形成高耸陡峻的山脉，最高点海拔5550m，其上有常年积雪形成的冰川。

该岩体被下侏罗统那底岗日组不整合沉积覆盖，且在二者接触带上为一套砾岩，具底砾岩性质。

花岗斑岩呈肉红色，块状构造，斑状结构，斑晶含量约35%，主要为石英（15%-18%）、斜长石（10%-12%）、钾长石（5%-8%）、黑云母（1%-2%）；石英为它形圆状，见港湾状熔蚀边圈，0.2～4.5mm均可见，但以1～2mm为主；长石以斜长石为主，钾长石次之，均为半自形板状，从0.2～4.5mm均可见，以0.5～1.5mm为主，表面污浊，斜长石呈浅褐灰色并见绢云母化，钾长石呈黑灰色，伴有泥化；黑云母多为1～2mm，见2～3mm，见其挠曲变形，且全部褪色折出金属矿物，局部可见聚斑及联斑，且发育环边文象结构。

基质为显微文象结构、球粒结构，约占65%，主要由钾长石及少部分斜长石，石英组成。

3岩石地球化学特征
3.1主量元素
3.2全岩地球化学
表1列出扎那日根岩代表性岩石样品的化学成分、CIPW标准矿物及主要的岩石化学参数。

扎那日根花岗斑岩样品中SiO2含量变化在75.6～77.2%，平均为76.2%，TiO2的变化范围不大，为0.13%～0.17%，Al2O3在12.48%～12.90%，平均为12.66%；Na2O和K2O含量分别为 3.25%～3.95%，4.03%～4.59%，K2O+Na2O含量为7.66～8.01%；K2O/Na2O均大于1，说明本区花岗岩主要富碱、相对富钾特点。

里特曼指数σ变化范围为1.73～1.95，指示其为钙碱性岩石。

铝饱和指数A/CNK的值为1.11～1.18，表明花岗岩为弱过铝质系列。

分异指数DI=91.79～93.79，反应岩体经历了高程度分异演化作用。

在原始地幔标准化微量元素蛛网图上（图2a），扎那日根花岗斑岩岩体富集大离子亲石元素（如Th，Rb）和K，明显亏损高场强元素（如Sr、P、Ti），相对于Th和K亏损Ba（图2a）。

Nb，Ta具有弱的负异常，可能指示岩浆来源于地壳重熔（李锦轶，2007），或源区有金红石、钛铁矿等残留，或与富Nb、Ta 矿物结晶分异有关（Green and Pearson，1986）；Sr亏损常与岩浆中斜长石结晶分异有关，或反映岩浆源区残留有斜长石；P、Ti亏损指示磷灰石、钛铁矿的结晶分异（张旗等，2008：李永军等，2012）。

扎那日根花岗斑岩稀土总量ΣREE=（85.12～127.05）×10-6，较低的稀土元素总量与地壳重熔型花岗岩（S型）的较高稀土元素含量明显不同（邱家骧，1991）。

由稀土配分曲线（图2b）和（La/Yb）N的变化范围18.71～39.47可知，该岩体轻稀土富集，呈明显的右倾型，其中轻稀土分异明显，而重稀土分异不明显，球粒陨石标准化模式显示弱的负Eu异常特征图（图2b），δCe为0.98～1.08，平均1.02。

总体反映了造山带中钙碱性花岗岩的普遍特征。

4讨论
4.1岩石类型岩体的岩相学特征即造岩矿物中有角闪石和黑云母的存在显示了I型花岗岩的特点（高秉璋等，1991）。

岩石高SiO2，富Na2O+K2O，铝饱和指数A/CNK的值为1.11～1.18，属I型花岗岩（高秉璋等，1991）。

岩体中铁、镁、钙、钛含量低，贫磷，P2O5含量均在0.04%以下。

在QAP三角图解中样品点均投影在I型花岗岩区（图略）。

微量元素组成上，该岩体富集大离子亲石元素（如Th，Rb）和K，明显亏损高场强元素（如Sr、P、Ti），相对于Th和K 亏损Ba（图2a）。

Nb，Ta具有弱的负异常，岩体的Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素含量及Ga/Al比值均较典型A型花岗岩（Whalen et al.，1987）偏低（李小伟，2010），在图3中均投影在高分异的I或S型。

稀土元素配分图上呈明显的左陡右缓的右倾斜形，明显不同于典型的S型花岗岩常表现出的“海鸥型”稀土配分型式。

壳幔物质在源区混合形成原始岩浆，随后这一壳幔混源岩浆又经高程度分异演化的二阶段成岩过程（邱检生，2008），结合岩石分异演化程度高的特点（DI=91.79～93.79），表明扎那日根花岗斑岩应属高分异的I型花岗岩。

4.2构造环境
岩体所处的大地构造位置及区域大地构造演化可分为五个阶段，即洋陆转换阶段、盆山转换阶段、陆内调整阶段、初始隆升阶段和快速隆升阶段。

研究认为该区域在晚三叠世中期，金沙江弧后洋壳盆地闭合，弧后地区的弧陆碰撞（Hsu K，et al.，1995），使区域上发生盆山转换。

由于碰撞造山后的相对松弛，发生了上叠盆地中的火山活动。

至此，南羌塘、北羌塘—昌都地块与华南—扬子板块基本上拼合为一体，仅甘孜—理塘洋壳盆地仍然存在，而南部的怒江洋壳盆地也发生消减和俯冲（潘桂堂，1997）。

而根据1∶25万直根尕卡幅报告，扎那日根岩体被下侏罗统那底岗日组不整合，取得的年龄数据为216Ma、217Ma（单颗粒锆石U-Pb同位素年龄值），时代为晚三叠世。

说明该岩体形成于后碰撞阶段（张芳荣，2009）。

在Rb/30-Hf-3Ta判别图解（图4a）上落入碰撞后花岗岩区域，在Rb-（Y+Nb）判别图（图4b）中，样品落入后碰撞花岗岩区域；在R1-R2图解（图4c）中，样品落入造山期后花岗岩区域。

所以认为该高分异I型花岗岩体形成构造背景为后碰撞伸展构造环境（刘宝山，2007）（邱检生，2005）。

因此前面所述的岩体具有富集大离子亲石元素，亏损高场强元素（Nb、Ta、Ti）应是从源区继承而来，不应该被视为产于俯冲环境的标志，因为典型地壳熔体高场强元素含量很低（Ryerson et al.，1987），I型花岗岩类（准铝质岩浆）则是由于壳源熔体混入了更高比例的幔源物质引起的（朱第成，2009），花岗岩由从下地壳向中、上地壳迁移的趋势（李竞妍，2014）。

5结论
治多县扎那日根花岗斑岩呈斑状构造，块状构造，斑晶为石英、斜长石、钾长石、黑云母，基质为显微文象结构及球粒结构。

岩体具有高硅、富鉀低钠和低磷含量特征，铝饱和指数A/CNK为1.11～1.18，富集Th、Rb和K，亏损Sr、P、Ti，相对于Th和K亏损Ba（图2a）。

Nb，Ta具有弱的负异常，属弱过铝质的高分异I型花岗岩类。

根据1∶25万直根尕卡幅报告，扎那日根岩体取得的年龄数据为216Ma、217Ma（单颗粒锆石U-Pb同位素年龄值），即晚三叠世。

推断该岩体形成于后碰撞伸展阶段，由底侵岩浆在上升到过程中可能混染了部分陆壳物质，侵入到地壳浅处发生结晶分异作用。

致谢：陕西区域地质矿产研究院黄岗、温志刚、杨文等同志参加野外部分工作；审稿专家对本文提出了许多宝贵的修改意见。