理论教育 阿勒玛勒克杂岩体的地质特征及岩浆来源

阿勒玛勒克杂岩体的地质特征及岩浆来源

时间:2023-10-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:以上特征说明阿勒玛勒克杂岩体主体岩石属于I 型花岗岩。阿勒玛勒克杂岩体的CaO/Na2O 比值均大于0.3,FeOT+MgO+TiO2 含量为5.50%~11.3%,均大于4%,判断其源岩属于砂质岩石。综上所述,阿勒玛勒克杂岩体的源区物质可能主要由英云闪长岩或砂质岩组成,不排除有玄武岩源岩的加入。因此,形成阿勒玛勒克杂岩体的岩浆熔融是在较高温度下形成的。

阿勒玛勒克杂岩体的地质特征及岩浆来源

1.成因分类及源区性质

该杂岩体岩浆侵位成岩过程中具多序次特征,第一序次为深灰绿色细晶闪长岩,第二序次石英二长岩(或石英闪长岩),构成阿勒玛勒克杂岩体的主体,第三序次为细晶闪长岩及粗晶-伟晶角闪二长岩。主体岩石中暗色矿物以角闪石为主,可见少量黑云母。岩石的利特曼指数(σ)为2.82~6.40(平均4.37),3.3<σ<9(邱家骧,1985),属于碱性岩石,铝饱和指数(A/CNK)为0.78~1.00(平均0.87),属于准铝质系列。Fe2O3/FeO 为1.48~3.07(平均2.32),>0.4(马鸿文,1992),岩石微量元素中Zr 含量为141×10-6~315×10-6(平均223×10-6),10 000×Ga/Al 为1.81~2.59(平均2.23),在Zr—10 000×Ga/Al 模式图中投影,多数投点不属于A 型花岗岩区域,阿勒玛勒克杂岩体的Rb/Sr 为0.13~0.48(平均0.24),小于0.9(赵希林,等,2013),在SiO2—Al′图解和A—C—F 图解投影中,多数投影于同熔型范围[图5-3-7(a)]或I 型花岗岩[图5-3-7(b)]附近。以上特征说明阿勒玛勒克杂岩体主体岩石属于I 型花岗岩。根据张旗等(2006、2010a)的Sr-Yb 分类,阿勒玛勒克杂岩体主体岩石表现出高Sr 高Yb 的特征,即Sr 含量为544×10-6~1 139×10-6(平均715×10-6),Yb含量为2.52×10-6~4.93×10-6(平均3.63×10-6),属于广西型花岗岩类(图5-1-2),这类花岗岩在自然界很少,只占全部花岗岩的2%左右(张旗,等,2010a)。

图5-3-7 志留纪岩体SiO2—Al′图解(a)和A—C—F 图解(b)

(a)中Al′=(Al2O3-Na2O-K2O-2CaO)×1 000;(b)中A=Al2O3+Fe3O4-Na2O-K2O,C=CaO,F=FeO+MgO+MnO
(a)据刘昌实和朱金初,1989;(b)据:White and Chappell,1977;徐克勤,等,1984;程彦博,等,2008;罗兰,等,2010;黄兰椿和蒋少涌,2012

阿勒玛勒克杂岩体的Rb/Sr 和Rb/Ba 分别为0.13~0.48(平均0.24)和0.09~0.17(平均0.13),与原始地幔的相应值(Hofmann,1988)(分别为0.029 和0.088)相比,其岩浆经历过较低程度的分异演化。此外,岩石Nd/Th 值(1.80~46.9,平均为12.1)和Nb/Ta 值(1.37~15.6,平均为6.70)均较低,分别落入壳源岩石的范围(Bea,et al,2001)(小于15 和约为11.4),Zr/Hf 值(平均36.1)落入幔源岩浆演化正常值范围(33~40,Green,1995;Dostal and Chatterjee,2000),显示该岩浆主要是壳源的,可能有幔源岩浆的加入。

花岗岩的源区物质成分判断依据(Sylvester,1989;张芳荣,等,2010;黄国龙,等,2012)详见第五章第一节相关论述。阿勒玛勒克杂岩体的CaO/Na2O 比值(0.81~1.32,平均1.10)均大于0.3,FeOT+MgO+TiO2 含量为5.50%~11.3%(平均8.31%),均大于4%,判断其源岩属于砂质岩石。

在C/MF—A/MF 图解上,阿勒玛勒克杂岩体的投影比较分散,位于英云闪长岩源区和杂砂岩源岩区的过渡区域[图5-3-8(a)]。在Rb/Sr—Rb/Ba 图解[图5-3-8(b)]上,阿勒玛勒克杂岩体的投影亦较分散,主要分布于杂砂岩—玄武岩区域。

综上所述,阿勒玛勒克杂岩体的源区物质可能主要由英云闪长岩或砂质岩组成,不排除有玄武岩源岩的加入。

图5-3-8 志留纪岩体C/MF—A/MF 图解(a)和Rb/Sr—Rb/Ba 图解(b)

(a)据Gerdes,et al,2000 和Altherr,et al,2000;(b)据Sylvester,1998

2.部分熔融条件

1)熔融方式(www.daowen.com)

图5-3-9 志留纪岩体的La—La/Sm 图解(a)和Al2O3—CaO 图解(b)

(a)据Allegre and Minste,1978;(b)据Masberg,et al,2005

阿勒玛勒克杂岩体在La—La/Sm 图解中的投影显示岩石形成以部分熔融为主[图5-3-9(a)]。Al2O3(15.7%~17.8%,平均16.6%)和CaO(3.21%~5.23%,平均4.21%)的含量均较高[图5-3-9(b)],表明该岩石是由其源岩经角闪石脱水熔融形成(Shearer,et al,1987;Kokonyangi,et al,2004)。另外,较高的K2O/Na2O(0.97~1.49,平均1.28)和低的Sr/Ba(0.33~0.78,平均0.63)值也指示了该岩石是变质杂砂岩或中性岩浆岩在无水条件下部分熔融的产物(Harris and Inger,1992),这与阿勒玛勒克杂岩体的C/MF—A/MF 图解(a)和Rb/Sr—Rb/Ba 图解(b)(图5-3-8)源区物质可能主要由英云闪长岩或砂质岩组成结果较为一致。

2)温度和压力(或深度)

利用锆石饱和温度模拟公式(详见第五章第一节的相关论述),计算获得的阿勒玛勒克杂岩体的锆石饱和温度tzr(˚C)介于829~920 ˚C,平均876 ˚C,此温度值高于I 型花岗岩的锆石饱和温度平均值781 ˚C(King,et al,1997)。因此,形成阿勒玛勒克杂岩体的岩浆熔融是在较高温度下形成的。

阿勒玛勒克杂岩体岩石中很高的Sr 含量(489×10-6~1 139×10-6,平均715×10-6,>400×10-6)、Eu 的弱负异常或无异常(δEu=0.80~1.04,平均0.93)和高的Yb(2.52×10-6~4.93×10-6,平均3.63×10-6,>2×10-6)含量,属于广西型花岗岩(张旗,等,2006、2010a),这种类型的花岗岩是在中高压[8×105 或(8~15)×105 kPa]条件下形成的,形成深度为30~50 km。

综上所述,可推断阿勒玛勒克杂岩体的岩石是在温度较高(前序次为876 ˚C,后序次为873 ˚C)、中高压力[8×105 或(8~15)×105 kPa 或形成深度为30~50 km]条件下,由中下地壳的英云闪长岩或砂质岩经角闪石的脱水熔融而形成。

3.构造环境分析

从杂岩体主体岩石的岩石组合与构造环境关系示意性图解[图5-3-10(a)]、利特曼-戈蒂里lgτ—lgσ图解[图5-3-10(b)]、Rb—Nb+Y、Nb—Y 图解(图5-3-11)和Rb/30—Hf—3*Ta图解[图5-3-12(b)]及构造环境位置分析,该岩体属于造山作用过程中闭合边缘岛弧、活动陆缘造山带环境形成的钙碱性系列岩浆岩。从lg[CaO/(K2O+Na2O)]—SiO2 图解[图5-3-12(a)]中可以看出,阿勒玛勒克杂岩体的数据多数落入或靠近挤压—伸展过渡的构造环境,这与当时区域的构造环境相一致,即在加里东期(志留世)该区发生了西昆仑北带与西昆仑中带两地块之间的由俯冲向碰撞后伸展的构造体制转换,阿勒玛勒克杂岩体在地理位置上处于两地块之间靠近西昆仑北带的位置。

图5-3-10 R1—R2 图解(a)和lgτ—lgδ图解(b)

(a)据Batchelor & Bowdden,1985;(b)据A.Rittmann,1970

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