早泥盆世英语怎么说及英语单词
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2. 中晚泥盆世西大沟组合
(一)地质特征
沿祁漫塔格山脉主脊北西向带状展布,区内主体分布于东部双石峡-西大沟一带,呈岩基状产出,出露面积大于100km2,中西段小盆地、滩北雪峰一带呈岩株状产出。岩体侵入于滩间山群,侵入界线清楚,界面锯齿状、波状弯曲不平,总体外倾,倾角10°~70°不等,接触面具1~3cm宽的暗色冷凝边。围岩包体大多分布于内接触带,为不规则状、棱角状,最大直径20m,一般5~200cm,局部地段围岩以残留体形式产出,面积0.5~1.5km2不等;外接触带围岩具明显硅化、角岩化蚀变,蚀变带宽窄不一,最宽300m,一般2~50m,围岩裂隙中见侵入体相关岩脉(枝)呈不规则状穿插;局部接触带岩石混染明显。侵入于早志留世滩北雪峰组合、早泥盆世莲花石组合。岩体中未见暗色闪长质包体。
(二)岩石组合及岩性特征
1.中细粒花岗闪长岩
浅灰黄色,块状,较致密,坚硬。滴稀盐酸局部起泡,岩石具中细粒花岗结构。主要矿物为斜长石(47%~53%)、钾长石(10%~18%)、石英(20%~30%),次要矿物为黑云母(7%~10%),部分薄片中含白云母(0~2%)。
1)长石:主要有斜长石和钾长石(主要为微斜长石),长石多呈粒状、板状及他形粒状。粒径多<4mm,分布广泛,均匀,多发生绢云母化、方解石化、黏土化等蚀变。
2)石英:多呈他形粒状,粒度多<1.5mm,分布广泛,均匀。
3)黑云母:多呈片状、鳞片状及其集合体,粒径多<2mm,分布较广泛。
4)白云母:均匀分布于岩石中。
5)不透明矿物:多呈他形粒状及其集合体,粒径多 <0.3mm,分布不均,偶见磷灰石。
2.斑状二长花岗岩
浅灰绿色、肉红色,块状,较致密,坚硬。滴稀盐酸局部起泡,岩石具似斑状结构。斑晶约占25%~30%,主要为钾长石斑晶,粒度较大,最大可见10mm×22mm,分布不均匀,多呈板状,部分发生黏土化蚀变。基质主要由石英(24%~30%)、斜长石(22%~32%)、钾长石(2%~39%)及部分黑云母(0~5%)组成。
1)石英:多呈他形粒状,粒度<5mm,分布广泛,均匀。
2)长石:主要由斜长石和部分钾长石组成,多呈板状、柱状及他形粒状,粒度多<5mm,分布较广泛,多发生绢云母化、黏土化蚀变。
3)黑云母:多呈片状、鳞片状,分布不均匀。
个别薄片中含有白云母,含量约2%,均匀分布于岩石中,为原生白云母。另有少量不透明矿物,偶见磷灰石,局部可见后期生成的方解石。
3.中粗粒二长花岗岩
肉红色,块状,较致密,坚硬,滴稀盐酸局部起泡。岩石具中粗粒花岗结构,主要矿物为斜长石(18%~55%,An=10~31),钾长石(10%~54%),石英(22%~38%),次要矿物为黑云母(2%~7%)。
1)长石:主要由钾长石和斜长石组成。多呈板状、柱状及他形粒状,粒度多为2~10mm,分布广泛,均匀,部分长石发生黏土化、绢云母化等蚀变。
2)石英:多呈他形粒状,粒度大小不一,多<5mm,分布广泛。
3)黑云母:多呈片状、鳞片状,粒径多<3mm,分布不均,部分黑云母发生绿泥石化蚀变。
另外可见少量不透明矿物,偶见磷灰石,可见少量后期生成的方解石。
4.(斑状)正长花岗岩
岩石呈肉红色,中细粒花岗结构,似斑状结构,基质中细粒花岗结构,块状构造。岩石中似斑晶以钾长石为主,少量斜长石,似斑晶分布不甚均匀,局部地段似斑晶含量小于5%,一般在20%~30%之间,似斑晶大小大多在0.5~4cm之间,最大在6~7cm之间。基质粒径在2~5mm之间,成分为钾长石(40%)、斜长石(10%)、石英(25%)、黑云母(5%)。
斜长石多为半自形板状,部分颗粒边缘不平整,甚至被交代呈不规则状。钾长石自形程度较差。石英均为他形粒状,多集结成团状、不规则集合体。黑云母仅留其片状假象,被绿泥石、绢-白云母等替代,并析出生成白钛石等。副矿物见微量磷灰石、氧化铁质物。
(三)时代讨论
采用单颗粒锆石LA-ICP-MS U-Pb法开展测年工作,样品由天津地质矿产研究所测试,测试方法、流程及技术参数同前。
1.6 PM102 JD5-1
样品采自西大沟南侧,选取岩性为肉红色粗粒正长花岗岩,测试成果列于表4-11、图4-29,13号锆石测点206Pb/238U表面年龄为683±14Ma,其余14颗锆石206Pb/238U表面年龄在380~410Ma之间,加权平均值388.9±3.7Ma,由此确定正长花岗岩成岩年龄为388.9±3.7 Ma。
图4-29 正长花岗岩锆石U-Pb年龄和谐图和直方图(6PM102JD5-1)
2.IIJD(UPb)1144
样品采自双石峡南侧,岩性为花岗闪长岩,测试成果列于表4-12、图4-30,1~4,6~16号点206Pb/238U表面年龄加权平均值为373±4Ma,5号点测试异常,删除,可以确定花岗闪长岩成岩年龄为373±4 Ma。
图4-30 花岗闪长岩锆石U-Pb年龄和谐图和直方图(ⅡJD(UPb)1144)
3.IJD(U-Pb)1001-1
样品采自双石峡西侧石拐子南,岩性为细粒黑云母花岗闪长岩,测试成果列于表413,图4-31。15号测点206Pb/238U 表面年龄为1390Ma,其余1~14号,16~25号点206 Pb/238U表面年龄为390~404Ma,加权平均值为394.4±1.8Ma。可以确定花岗闪长岩成岩年龄为394.4±1.8 Ma。
从上述测年资料看,西大沟组合形成时代在373~394.4 Ma。
表4-11 中晚泥盆世西大沟组合正长花岗岩同位素测年结果
注:表中所列误差均为lσ误差;l~12,14,15号点206Pb/238U表面年龄加权平均值388.9±3.7Ma;样品号为6PMl02JD5-1。
表4-12 花岗闪长岩同位素测年结果
注:表中所列误差均为lσ误差;l~4,6~16号点206Pb/238U表面年龄加权平均值373±4 Ma,5号点测试异常,删除;样品号为6JDll44。
表4-13 花岗闪长岩同位素测年结果
注:表中所列误差均为lσ误差;l~14,16~25号点206Pb/238U表面年龄加权平均值394.4±1.8Ma。
图4-31 花岗闪长岩锆石U-Pb年龄和谐图和直方图ⅠJD(U-Pb)1001-1
(四)岩石地球化学特征
岩石地球化学测试成果列于表4-1,利用岩石化学测试数据对花岗岩实际矿物分类进行校正(图4-2、图4-3),岩石化学分类与实际矿物分类是非常接近的,可确定岩石组合为花岗闪长岩+(斑状)二长花岗岩+正长花岗岩。
从花岗闪长岩到正长花岗岩成分变化不大,SiO2主要在64.15%~75.85%之间,富钾、富钠(Na2O 2.36%~3.84%,K2O 2.77%~5.35%),Na2O+ K2O 为 5.89%~8.2%,样品中K2O含量一般高于Na2O,Na2O/K2O值为0.5~1.14,为钾质类型,样品含有较低TFeO(1.86%~5.24%)、MnO(0.02%~0.18%)、MgO(0.09%~1.45%)和P2O5(0.01%~0.21%),Al2O3变化较小(12%~14.86%),A/CNK为0.83~1.09,均值0.993,为偏铝质岩石,在SiO2-AR图解中(图4-4)样品分布于碱性岩及钙碱性区,SiO2-K2O图上(图4-5)样品均分布于高钾钙碱性区及钾玄岩系列区。
花岗闪长岩、二长花岗岩、正长花岗岩具有相似的稀土元素球粒陨石标准化配分模式(图4-32),稀土总量较高、变化范围较大,在(111.19~421.53)×10-6之间,轻重稀土元素之比2.33~15.0,(La/Yb)N主要集中在4.33~23.8,变化较大,表现为轻稀土强烈富集的特征,轻稀土分馏程度高,曲线向右陡倾,重稀土分馏不明显,曲线近平坦,(Gd/Yb)N主要集中在1.48~2.63之间,Y/Yb为9.36~11.9,比值近于球粒陨石的值。δEu值0.21~0.83,具有明显的负异常。
微量元素测试成果列于表4-2,岩石中Rb含量较高,平均值为193.2×10-6,Sr含量相对较低(11.8×10-6~280×10-6),平均值为164.2×10-6,微量元素特征见球粒陨石标准化蛛网图(图4-33),岩石明显出现了Nb、Ta、Sr、P、Ti负异常。其中Sr含量变化范围较大,主要表现为低Sr花岗岩的特征。
(五)岩浆演化特征及源区特征
该组合岩石富K、Na,在K2O-Na2O-CaO图解(图4-7)中表现为钙碱性岩系的演化趋势。岩石分异指数为72.57~92.5,强不相容元素Rb较强烈富集可以表明岩浆分异作用进行得较彻底,从哈克图解(图4-6)可以判断,SiO2与 MnO、CaO、TiO2、MgO、P2O5、Al2O3、TFeO具明显的线性负相关,说明侵入岩经历了明显的铁镁矿物及磷灰石的分离结晶作用,SiO2含量变化与K2O、Na2O以及其他微量元素浓度变化没有明显的相关性,说明岩浆高K、Na的特征反映了源区的特点。SiO2含量的增长过程中,δEu显示了稳定的下降趋势(图4-9),这样看来。Eu负异常主要表明了岩浆经历了较强烈的斜长石的结晶分离作用,而无法完全代表源区的特征。
图4-32 稀土元素球粒陨石标准化配分模式图
标准化数据据Boynton,1984
图4-33 微量元素球粒陨石标准化比值蛛网图
球粒陨石标准化数据据Thompson,1982
3. my friends problem and my advice 英语作文 110词 谢谢
Zosterophyllam Renhallow(工蕨) 植物体高10-20cm,或者更高一些。茎轴粗1-2mm。茎轴的基部由于一连串不完全的二歧分叉造内成了“容H”形或“K”形分枝。地下部分的横卧拟根茎构造不详。孢子囊有短柄,聚集成穗。早泥盆世。
工蕨型的“H”型或“K”型分枝并不是仅工蕨才有,在Drepanophycus的一些种中,也发育有类似的分枝形式。
4. 泥盆纪和二叠纪分别什么意思
1.
泥盆纪(英语:Devonian Period,符号D)是地质时代古生代中的第四个纪,开始于同位素年龄416±2.8百万年(Ma),结束于359.2±2.5Ma。
泥盆纪在英语中叫Devonian,名称来自英国德文郡,因该地的泥盆纪地层被最早研究。其他语言的称呼与英文大同小异。中文名称源自旧时日本人使用日语汉字音读的音译名“泥盆纪”(音读:デーボンキ 罗马字:dee bon ki)。
泥盆纪早期裸蕨类繁荣。中期后,腕足类和珊瑚发育、原始菊石、昆虫出现。晚期原始两栖类、迷齿类出现,蕨类植物和原始裸子植物出现;无颌类趋于灭绝。 年代:4.05亿年前—3.65亿年前。
泥盆纪属于显生宙古生代。泥盆纪分为早泥盆世、中泥盆世、晚泥盆世。
从泥盆纪开始,地球又开始发生了海西运动。因此,泥盆纪时许多地区升起,露出海面成为陆地,古地理面貌与早古生代相比有很大的变化。在泥盆纪里蕨类植物繁
盛,昆虫和两栖类兴起。在泥盆纪与石炭纪中间隔着一次大规模物种大灭绝——超级地幔柱。在此次物种大灭绝中,75%的物种灭绝。是灭绝物种第二多的物种大
灭绝,仅次于第一多的二叠纪物种大灭绝——西伯利亚暗色岩事件。主要灭绝动物有:盾皮鱼类、艾登堡母鱼。脊椎动物进入飞跃发展时期,鱼形动物数量和种类增
多,现代鱼类——硬骨鱼开始发展。泥盆纪常被称为“鱼类时代”。
2.
二叠纪(Permian period)是古生代[1]
的最后一个纪,也是重要的成煤期。二叠纪开始于距今约2.99亿年,延至2.5亿年,共经历了4500万年。二叠纪的地壳运动[2]
比较活跃,古板块间的相对运动加剧,世界范围内的许多地槽封闭并陆续地形成褶皱山系,古板块间逐渐拚接形成联合古大陆(泛大陆)。陆地面积的进一步扩大,海洋范围的缩小,自然地理环境的变化,促进了生物界的重要演化,预示着生物发展史上一个新时期的到来。
早期的植物以真蕨、种子蕨为主。晚期有较大变化,鳞木类、芦木类、种子蕨、柯达树等趋于衰微、灭绝,代之以较耐旱的裸子植物,松柏类大为增加,苏铁类开始发展。腕足类继续繁盛,长身贝类占优势;软体动物也是重要部分,菊石类有明显分异;苔藓虫逐渐衰退;三叶虫趋于灭绝;昆虫开始迅速发展。爬行动物首次大量繁盛,杯龙目、盘龙目、兽孔目存在。二叠纪末发生了二叠纪-三叠纪灭绝事件,90%至95%的海洋生物灭绝,其详细原因目前尚不明确。
5. 早泥盆世阿达滩组合
(一)地质特征
该组合由6个侵入体组成,区内出露面积155km2,呈岩株集中分布于阿达滩断裂北侧,总体沿阿达滩断裂北西西向展布,平面形态为不规则带状、不规则椭圆状,侵入于古元古代金水口岩群、奥陶-志留纪滩间山群中,侵入接触关系清楚,界面呈弯曲状,内接触带见有围岩捕虏体,外接触带围岩具角岩化。侵入体被晚二叠世侵入岩、晚三叠世侵入岩超动侵入,大部分超动侵入特征明显,岩体中不含同源暗色闪长质包体。
局部岩石球状风化地貌明显。岩石发育节理、裂隙,其中以走向345°~10°的节理最为发育,节理密集区1m内可达30 条;破劈理带局部地段发育,产状200°~310°∠40°,带宽一般为10~30cm。
(二)岩石组合及岩性特征
采用QAP实际矿物分类,岩石组合为(花岗闪长岩)+二长花岗岩+正长花岗岩。
1.花岗闪长岩
中细粒花岗结构,块状构造,矿物成分主要为斜长石(42%~55%)、钾长石(5%~16%)、石英(25%~38%)、黑云母(2%~18%),白云母(0~2%)。
1)斜长石:半自形板状晶或粒状晶,An =30~36,具简单环带构造,钠长双晶常见。
2)钾长石:主要是微斜长石、微斜条纹长石,在岩石中均匀分布。
3)黑云母:板状、片状,红褐色分布均匀,强绿泥石化。
4)石英:他形粒状,充填在长石空隙之间。
5)白云母:板状、片状,分布均匀。
2.二长花岗岩
肉红色,不等粒花岗结构,中细粒花岗结构,块状构造,岩石由斜长石(20%~25%)、钾长石(38%~45%)、石英(28%~35%),黑云母(2%~5%)组成,次为白云母(1%~5%),电气石(少量);粒度一般为11~0.89mm。
1)钾长石:板状、粒状,是条纹长石,微斜长石,格子双晶发育,部分晶体中有石英、更长石嵌晶分布均匀。
2)斜长石:半自形板状、柱状,全部绢云化、泥化,聚片双晶,An=10~25。分布均匀。
3)石英:他形粒状,充填在其他矿物之间。
4)黑云母:板状、片状,分布均匀,强绿泥石化。
5)白云母:呈板状晶体,不甚均匀分布在其他矿物之间(照片4)。
从岩石组合分析,该组合与同样沿祁漫塔格主脊分布的晚泥盆世十字沟组合具有相似性,不同点在于,该组合岩石中普遍含有白云母,可能属于含白云母的强过铝质花岗岩,因此单独划分出一个组合论述。
(三)年龄代学研究
采用单颗粒锆石LA-ICP-MS U-Pb法开展测年工作,样品由天津地质矿产研究所测试,测试方法、流程及技术参数同前。测试成果列于表4-8,样品中4、8、11、12、16、20号锆石测试点206Pb/238U年龄为754~2401Ma,数据分散,地质意义不明确,其余18颗锆石206Pb/238U表面年龄接近,加权平均值412.9±2.1 Ma(图4-18),可代表花岗岩的形成年龄。
表4-8 正长花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测年结果
注:表中所列误差均为lσ误差;l~3,5~7,9~10,13~15,17~19,21~24号:测点206Pb/238U表面年龄加权平均值412.9±2.1Ma;样品号为ⅡP31JDUPb7-1。
图4-18 正长花岗岩锆石U-Pb年龄和谐图和直方图(ⅡP31JDUPb7-1)
(四)岩石地球化学
岩石地球化学测试成果列于表4-1,利用岩石化学测试数据对花岗岩实际矿物分类进行校正(图4-2,图4-3),岩石化学分类与实际矿物分类是非常接近的,可确定岩石组合为(花岗闪长岩)+二长花岗岩+正长花岗岩。
岩石从花岗闪长岩到正长花岗岩成分变化不大,SiO2含量主要在65.05%~75.09%之间,高钾、富钠(Na2O 1.99%~3.66%,K2O 2.10%~5.45%),样品中K2O含量与Na2O含量近于相等,Na2O/K2O 值为 0.51~1.74,为钾质类型(w(Na2O)-2.0≥w(K2O)为标准)(LeMaitre,1989),样品含有较低 TFeO(1.14%~ 3.7%)、MnO(0.03%~0.13%)、MgO(0.16%~2.11%),Al2O3变化较小(13.48%~14.67%),A/CNK为1.11~1.29,为强过铝质岩石,在SiO2-AR图解中(图4-4)样品主要分布于碱性岩区,部分为钙碱性区,SiO2-K2O图上(图4-5)样品主要分布于高钾钙碱性区。
稀土总量变化大,为(90.35~230.89)×10-6,轻重稀土元素之比6.5~10.9,(La/Yb)N4.36~18.5,变化也较大,表现为轻稀土强烈富集的特征,分馏程度高,曲线向右陡倾(图4-19),重稀土也有一定程度分馏,曲线向右缓倾,(Gd/Yb)N在0.69~3.91之间,Y/Yb为6.89~13.94,比值近于球粒陨石的值。δEu值0.45~0.74,具有较明显的负异常,特征与西大沟组合略有差异。
微量元素测试成果列于表4-2,岩石中Rb含量较高,平均值为175.5×10-6,Sr含量相对较低,平均值125.1×10-6,微量元素特征见球粒陨石标准化蛛网图(图4-20),岩石明显出现了Nb、Sr、P、Ti、Ba的负异常和Th的正异常。其中Sr含量变化范围较大(64×10-6~337×10-6),主要表现为低Sr花岗岩的特征,总体特征接近于低Sr高Yb型花岗岩。
(五)岩浆源区特征
阿达滩组合也为强过铝质花岗岩,不同于十字组合的是该组合中含有大量的原生白云母,Huang & Wyllie(1981)对白云母花岗岩进行的熔融实验表明,不饱和水液相线上的矿物组合为Qz+Ky(或Sill)+Cord,按反演途径的多元液相线矿物组合的原则,推测它们不能起源于上地幔或俯冲洋壳的局部熔融,而是在20~40km深度内,有足够水供给条件下,由泥质岩石局部熔融产生的原生岩浆。如表4-7,图4-17 所示,从化学组成上看阿达滩组合相对于十字沟组合具有更高的 Al2O3/TiO2,形成的温度要低(825~900℃),但与典型的以含白云母为主的喜马拉雅强过铝花岗岩有一定的差异性。
图4-19 稀土元素球粒陨石标准化配分模型图
标准化数据据Boynton,1984
图4-20 微量元素比值蛛网图
蛛网图解球粒陨石标准化数据据Thompson,1982
6. 早泥盆世莲花石组合
(一)地质特征
侵入岩分布于阿达滩隐伏断裂以北,为祁漫塔格山脉主脊的一部分,以带状、不规则椭圆状北西向展布,呈岩株、小型岩基产出,面积约415km2。共圈定22个侵入体,该组合岩石侵入于古元古代金水口岩群、中-新元古代冰沟群、奥陶-志留纪滩间山群,超动侵入于晋宁期变质侵入岩、加里东期侵入岩,被后期早二叠世、早侏罗世侵入岩超动侵入。
该组合由闪长岩及石英闪长岩两个侵入岩单元组成。闪长岩单元侵入体集中分布于中间沟地区,大多被后期侵入岩侵蚀,平面形态为不规则椭圆状,圈定4个侵入体,面积约50km2。侵入于古元古代金水口岩群、奥陶-志留纪滩间山岩群中,侵入界线清楚,界面波状弯曲,总体外倾,倾角中等;内接触带具围岩包体,呈不规则状、棱角状,部分围岩以残留体形式产出,接触面具窄的冷凝边;外接触带有闪长岩岩枝穿插,岩石具角岩化蚀变。
石英闪长岩单元侵入体呈带状、不规则椭圆状,沿祁漫塔格山脉主脊展布,面积约210km2,以小型岩基及岩株产出,共划分出12个侵入体。侵入于古元古代金水口岩群、奥陶-志留纪滩间山群中;侵入界线清楚,界面波状弯曲,外倾,倾角中等;内接触带见围岩包体,包体为次浑圆状、不规则状、棱角状,部分以残留体形式产出,出露面积约50km2;外接触带围岩具硅化蚀变及烘烤现象,裂隙中有岩枝穿插。超动侵入于新元古代变质侵入岩及晚奥陶世侵入岩,超动侵入界线清楚,内接触带见早期侵入岩包体。
岩石中普遍含有暗色闪长质包体,含量少,呈似椭圆状、次浑圆状、不规则状、条带状,密集区平均5m2含1块,一般20m2含1块,大小为2~7cm,最大长轴40cm。岩石总体缺乏内部定向组构,其中矿物颗粒、同源包体分布均匀。所含辉绿岩脉、闪长岩脉、石英脉均属区域性岩脉,规模不等,前二者走向近东西向、北西西向,石英脉呈不规则状、网状。
(二)岩石、矿物及岩石组合特征
实际矿物分类岩石组合为闪长岩+石英闪长岩。
闪长岩:灰绿、深灰绿色,细粒半自形粒状结构,块状构造,矿物粒径 0.28~1.48mm。矿物成分主要为斜长石(60%~72%)、角闪石(0~36%)、黑云母(0~11%)、石英(0~3%)、钾长石(0~1%)。
石英闪长岩:灰-灰绿色,中细粒半自形粒状结构,块状构造,矿物粒径0.44~2.12mm。矿物成分主要为斜长石(46%~74%)、角闪石(0~36%)、黑云母(0~14%)、石英(5%~18%)、钾长石(0~15%)。
斜长石:半自形板状晶,具聚片双晶及不明显的环带构造,An=26~40,以中长石为主。
角闪石:柱状,为普通角闪石,岩石中分布均匀,强烈绿泥石化、绿帘石化。
黑云母:片状、板状,绿泥化较强烈。
钾长石:粒状,主要为正长石。
石英:他形粒状,充填在其他矿物之间。
(三)时代依据
采用单颗粒锆石LA-ICP-MS U-Pb法针对闪长岩开展测年工作,样品由天津地质矿产研究所测试,测试方法、流程及技术参数同前。测试成果列于表4-9,样品中除2号锆石测试点206Pb/238U年龄为866±9 Ma外,其余23颗锆石206Pb/238U表面年龄接近,加权平均值为409±1.8 Ma(图4-21)。
图4-21 闪长岩锆石U-Pb年龄和谐图和直方图(ⅡJD(U-Pb)3000)
表4-9 闪长岩同位素测年结果
注:表中所列误差均为lσ误差;l,3~23号点206Pb/238U表面年龄加权平均值为409±1.8 Ma;样品号为ⅡJD(U-Pb)3000。
(四)岩石地球化学
岩石地球化学测试成果列于表4-1,实际矿物分类与岩石化学分类有一定的出入,在R1-R2分类图解(图4-2)及TAS分类图(图4-3)中岩性较为复杂,除闪长岩及石英闪长岩外,还有二长闪长岩、二长岩、辉长岩等,主要原因是该组合闪长岩类岩石中普遍含有数量较多的黑云母,因此,如考虑黑云母对K、Na的影响,实际矿物分类与岩石化学分类仍是接近的,部分闪长岩SiO2含量在基性岩范畴,与大多数造山带基性侵入岩一样,在东昆仑地区,这类侵入岩大多被命名为石英闪长岩,由于这类岩浆常常是一种富水的岩浆,钙质闪石的结晶替代了辉石类矿物的产生,导致残余岩浆向富硅贫钙的方向演化,斜长石经常是中长石甚至更长石,基质中含有少量石英,按照标准的矿物学命名,这类岩石确属石英闪长岩,但是,从岩石地球化学特征上看,特别是其SiO2含量均位于基性岩变化范围,应当是幔源岩浆的产物,因为地壳中不可能通过部分熔融产生比其自身更基性的岩浆。因此,建议称其为角闪辉长岩而不是石英闪长岩,因为它们的出现代表了一次特殊的幔源岩浆事件,对于探讨区域地质演化具有重要的意义(罗照华等,2002)。
通过实际矿物及岩石化学可确定岩石组合为闪长岩+石英闪长岩。岩石SiO2变化较小,在51.54%~58.68%之间,贫钾、富钠(Na2O为1.68%~6.04%,K2O为0.66%~2.76%),Na2O/K2O 1.2~6.0,为钠质类型,样品含有较高的TFeO(7.1%~11.8%)、MgO(2.11%~5.28%)、CaO(3.13%~9.07%)、TiO2(0.82%~2.31%),较低的MnO(0.01%~ 0.19%)和 P2O5(0.16%~ 0.56%),Al2O3变化较小(14.12%~17.97%),A/CNK平均值为0.802,为偏铝质岩石,在SiO2-AR图解(图4-4)中样品分布于钙碱性岩区,SiO2-K2O图上(图4-5)样品主要分布于中钾(钙碱性系列)和高钾钙碱性区。
稀土总量较高、变化范围较大,在(82.06~214.74)×10-6之间,轻重稀土元素之比为3.43~12.86,(La/Yb)N主要集中在2.88~15.53,变化较大,表现为轻稀土强烈富集的特征,分馏程度高,曲线向右陡倾(图4-22),重稀土分馏不明显,曲线近平坦,(Gd/Yb)N主要集中在1.26~2.64 之间,Y/Yb 5.9~12.1,比值变化也较大。δEu 值0.65~1.62,平均值为1.01,不具负铕异常。
微量元素测试成果列于表4-2,岩石中Rb含量较低,主要集中在(28.1~67.8)×10-6,Sr含量变化大,为(80.1~894)×10-6,但主体仍为小于400×10-6的低Sr花岗岩,仅一个样品属于高Sr花岗岩。微量元素特征见标准化蛛网图(图4-23),除一件高Sr的样品外,岩石明显出现了Sr的负异常,不具其他组合常见的P、Ti负异常,与南祁漫塔格构造岩浆岩带内的早泥盆世巴音郭勒基性杂岩内中性岩类具有很大的相似性。
(五)岩浆演化特征及源区特征
K2O-Na2O-CaO图解中(图4-7)岩浆呈现明显的TTG 演化趋势。哈克型图解(图4-6)显得较为复杂,岩浆分异(即随着SiO2含量的增高)过程中,TiO2、TFeO、MnO、CaO、MgO呈现稳定的下降趋势,CaO的下降趋势最为明显,而Al2O3、K2O同步增长,Na2O等并无趋势型的变化。
Eu不具负异常特征(图4-22),在图4-9中显示,SiO2含量的增高,δEu值无变化,说明岩石中Eu含量不受岩浆分异作用的影响,而反映了源区的特征。本区δEu平均值为1,岩石Ti浓度(TiO2含量平均值为1.54%)普遍较高,Ti的浓度受钛铁矿、金红石的控制,偏高的Ti浓度反映岩浆来自于金红石的不稳定源区,代表了较低的压力环境。该组合花岗岩Sr含量较低,而Yb含量较高,类似于低Sr高Yb型花岗岩,HoN与YbN含量大体相当,暗示角闪石可能是重要的残留相,低Sr、高Yb型花岗岩,形成于低压下,斜长石和角闪石稳定存在(无石榴子石),残留相为角闪岩(斜长石+角闪石+辉石),该类花岗岩具有中等或弱的负铕异常,因此,该组合形成于中低压条件下,可能形成于伸展减薄的构造背景之中。
图4-22 稀土元素球粒陨石标准化配分模式图
标准化数据据Boynton,1984
图4-23 微量元素球粒陨石标准化比值蛛网图
球粒陨石标准化数据据Thompson,1982
7. 晚泥盆世库鲁克彼捷里克塔格组合
(一)地质特征
该组合在昆南构造岩浆岩带内泥盆纪花岗岩中出露面积占绝对优势,主体分布在昆南构造岩浆岩带的西段,呈出露面积约150km2左右的岩基状产出,岩基内英云闪长岩与花岗闪长岩在岩石面貌、肉眼观察的矿物成分等方面难以区别,岩基的解体在很大程度上要依赖于镜下鉴定及岩石地球化学的分析。该组合在昆南构造岩浆岩带东段出露相对较小,且多呈岩株状产出,产状特征与该岩带早泥盆世组合具有相似性。岩体主要侵入于早古生代纳赤台群中,部分侵入于古元古代金水口岩群白沙河岩组中,侵入体平面形态多为不规则条状,长轴方向北西西向,并且整个岩石组合总体呈一不规则透镜状,在东西两个方向上呈尖灭趋势。受该期岩浆作用影响,围岩中热接触变质作用强烈,尤其是以泥砂质岩石为主的纳赤台群已普遍成为角岩。岩体内接触带常见围岩棱角状捕虏体,以及平行于界面的线理、面理。岩体中有不同规模的围岩大型顶垂体漂浮其上,且亦呈条状近东西向展布。
图4-63 定向排列的包体
与早泥盆世(花岗闪长岩)+(斑状)二长花岗岩+正长花岗岩组合相比,该组合暗色铁镁质微粒包体要发育的多,包体分布不均匀,由岩体内部至边部有增多趋势,局部集中现象十分普遍,含量一般在5~15个/m2,局部达25~30个/m2,大小不等,形态各异,以椭圆状、圆状、条状、不规则状等为主,大小一般在2cm×5cm~5cm×10cm,最大可见30cm×50cm 的包体,个别可见直径1m 的包体,不规则状为主,与主岩关系截然,局部呈渐变过渡,见有主岩脉穿包体中的现象,包体多具定向排列,局部地区定向拉长成线(图4-63)状排列,方向与岩体中流面、流线方向近一致,优势方向为70°~110°。包体类型有3 种:暗色微细粒闪长质包体、暗色微细粒含斑闪长质包体、暗色矿物集合体,以前二者为主,约占包体总量的90%,含斑闪长质包体占优势,其基质为微细粒结构,斑晶分别由斜长石、角闪石构成,以前者居多,斜长石呈自形-半自形板柱状,为中长石,具环带结构;角闪石呈自形-半自形柱粒状。包体中交代结构、蠕英结构、反应边结构等发育,磷灰石多呈针状散布,反映出快速冷凝的特点。
(二)岩性及岩石组合特征
QAP实际矿物分类(图4-55)可确定岩石组合为(石英闪长岩)+(斑状)英云闪长岩+(斑状)花岗闪长岩,从野外实际出露的情况来看,岩性以花岗闪长岩为主,次为英云闪长岩,石英闪长岩的出露面积相对较小,约占地表出露面积的10%。
1.(斑状)英云闪长岩
中细粒花岗结构,块状构造,矿物成分为斜长石(60%~68%)、石英(22%~30%)、黑云母(8%~13%)、微斜长石(1%~2%)。
1)斜长石:主要为更长石(An=27.5~36),板状半自形晶,具有较宽的钠长石聚片双晶,晶体长短轴平均0.7~3.8mm,中粒级相对多一些,具绢云母化或黏土化。
2)石英:极不规则他形粒状晶,石英单晶呈集合体出现,普遍发育不规则波状消光,单晶长轴平均值0.62~4.91mm。
3)微斜长石:他形粒状晶,具格状双晶,呈现填隙状。
4)黑云母:单偏光呈棕红色,多色性为:Ng′为棕红色,Np′为浅褐黄色。
副矿物为磷灰石、榍石、金属矿物,以包体形式出现在上述矿物中。
2.(斑状)花岗闪长岩
似斑状结构,基质具半自形粒状结构造,岩石由斜长石(50%~58%)、钾长石(10%~15%)、石英(20%~30%)、黑云母(6%~12%)及副矿物磷灰石、榍石等组成,白云母少量。
1)斜长石:半自形板柱状晶,轻微黏土化或帘石化,具环带构造,An=26~35,为中长石、更长石,其中部分构成似斑晶,大小约2mm×3mm~3mm×4.5mm,基质大小约0.5mm×0.9mm~1mm×2.5mm。
2)钾长石:他形粒状晶,为微斜长石,格子双晶常见,晶体长短轴平均值3.9mm~4.29mm。
3)石英:他形粒状晶,分布于长石粒间空隙。
4)黑云母:片状晶,Ng为深棕色,Np为浅黄色,多色性明显。
3.石英闪长岩
细粒半自形柱粒状结构,块状构造,矿物成分主要为中长石(71%)、角闪石(20%)、黑云母(4%)、石英(5%),副矿物为金属矿物、磷灰石。
1)角闪石:为普通角闪石,柱状或粒状晶,绿色,多色性为Ng′为绿色,Np′为浅黄色,晶体长短轴平均值0.25~1.33mm。
2)黑云母:具褪色现象,单偏光下呈褐色,多色性为Ng′为褐色,Np′为近无色的浅黄色,绿泥石化。
3)石英:他形粒状晶,呈充填状出现,形态受长石类矿物的孔隙制约,波状消光或带状消光。
(三)岩石地球化学特征
1.常量元素
岩石地球化学测试成果列于表4-23,石英闪长岩未能采集到岩石地球化学样品。其他岩性利用岩石化学测试数据对花岗岩实际矿物分类进行校正(图4-56),该组合岩石化学分类与实际矿物分类是非常接近的。这样昆南构造岩浆岩带内晚泥盆世花岗岩岩石组合为石英闪长岩+英云闪长岩+花岗闪长岩组合。
岩石SiO2含量61.61%~67.96%,Na2O 2.14%~3.06%,K2O 2.48%~3.76%,钾含量总体上略高于钠含量,但英云闪长岩钠含量大于钾含量,Na2O/K2O 0.59~1.23,为钾质类型,A/CNK值变化较小,在0.97~1.08之间,平均值为1.03,为弱过铝质岩石,在图4-57 中判断为钙碱性系列无疑。SiO2-K2O 图上(图4-58)样品均分布于高钾区。
2.稀土元素
稀土元素测试成果列于表4-23,稀土总量在(135.72~300.1)×10-6之间,花岗闪长岩与英云闪长岩稀土丰度特征具有相似性(图4-59),轻重稀土元素之比为5.46~9.88,(La/Yb)N为5.89~12.5,δEu值0.43~0.83,具较明显的负异常。具有较平坦的HREE,(Gd/Yb)N为1.41~2.62,Y/Yb值6.7~11.8,平均为8.83,比值接近于球粒陨石值。
3.微量元素
微量元素测试成果列于表4-23,微量元素特征见球粒陨石标准化比值蛛网图(图4-59),不同类型岩石微量元素特征具有一致性,Sr丰度主要在(164~191)×10-6之间,仅一件英云闪长岩样品略显特殊,具高Sr(596×10-6)的特点,Rb为(113~152)×10-6,岩石明显出现了Sr、Ti、P负异常。与该岩带早泥盆世组合相比,Sr、P负异常程度要低一些。
(四)岩浆演化特征及源区的判断
该岩组岩石面貌似具TTG岩套的特征,在K2O-Na2O-CaO图解中(图4-61)富钾的钙碱性趋势明显,不具奥长花岗岩系列演化的特征,与早泥盆世组合的特点是一致的。
(五)同位素测年
昆南构造岩浆岩带晚泥盆世花岗岩同位素测年主要采用了单矿物40Ar-39Ar测年,样品采自库鲁克彼捷里克塔格,岩性为英云闪长岩,测试矿物为黑云母,测试流程同前。测试成果见表4-25、图4-64,第1、2加热阶段(650℃、800℃)39Ar的析出量占总量的3.07%,由于低温部分气体给出的视年龄不具地质年代学意义,没有参加坪年龄的统计,第3~8加热阶段39Ar的析出量占总量的96.92%,由880~1400℃的6个加热阶段数据点构成的坪年龄为362±2Ma,最小视年龄为353.5±4.8Ma,且最小视年龄与坪年龄接近。计算的黑云母等时线年龄为362.3±4.9Ma,初始值(40Ar/36Ar)0=299±42Ma,MSWD=1.2,同时,初始值(40Ar/39Ar)0与尼尔值(295.5±5Ma)基本一致,亦表明所测试样品中无显著的过剩氩或氩的丢失,即测试结果受过剩40Ar或丢失放射成因Ar的影响很小,坪年龄准确可信。
表4-25 40Ar/39Ar阶段升温测年数据
总平均年龄=360.69Ma。
图4-64 黑云母40Ar-39Ar阶段加热年龄谱和正等时线图
8. 早泥盆世地层的发现与时代证据
地质填图和综合研究表明(青海省地质矿产局,;张雪亭等,2007),在柴达木盆地周缘广泛分布一套由山麓-河湖相杂色碎屑岩、陆相火山岩及海陆交互相碎屑岩、碳酸盐岩夹火山岩组成的晚泥盆世地层。
青海第一区调队(1981)在1∶200000格尔木市幅和纳赤台幅报告中,将锯齿山—低山头一带出露的一套以火山岩为主的陆相碎屑岩-火山岩建造划分为碎屑岩组和火山岩组两个非正式组级岩石地层单位,并根据与柴北缘阿木尼克山、牦牛山及柴南缘肯得可克地区的牦牛山组岩性对比,将其时代置于晚泥盆世。尹集祥等(1990)将道班沟及其以西的低山头一带出露的一套厚度大于2800m的陆相碎屑岩和火山岩系非正式地称为“锯齿山组”,根据地质接触关系及区域对比,推测时代为晚泥盆世,代表了造山期后的磨拉石建造。青海省地矿局(1997)将包括锯齿山在内的中、南祁连山及柴达木盆地周缘泥盆纪磨拉石及火山岩建造统称为牦牛山组,并根据在沉积岩夹层中采获的可用于确定地层时代的化石将牦牛山组的地层时代定为晚泥盆世。
牦牛山地区和锯齿山地区火山岩锆石U-Pb测年结果表明(张耀玲等,2010),柴达木盆地南缘角度不整合覆盖于前泥盆系之上的陆相碎屑岩-火山岩建造的时代均为早-中泥盆世,与水泥厂地区前人曾划为晚古生代-中生代的地层具有相似的岩石组成和形成时代(图11-12),故将研究区内形成于早-中泥盆世的火山-碎屑岩系划为牦牛山组。牦牛山组时代的重新厘定及岩石地层单位的新发现对东昆仑加里东造山运动研究具有重要意义。
研究区内牦牛山组主要出露于水泥厂至海德乌拉一带,由碎屑岩及火山岩组成。1∶200000纳赤台幅曾将水泥厂一带的碎屑岩系划为下二叠统、下三叠统洪水川组、中三叠统闹仓坚沟组及上三叠统,1∶200000东温泉幅将红石山—海德乌拉一带的泥盆系划为上三叠统八宝山组。新获得的10个火山岩锆石U-Pb年龄数据表明,上述地层均属于牦牛山组。
图11-12 水泥厂地区地质构造简图及锆石U-Pb年龄分布图
1—上三叠统八宝山组;2—下三叠统洪水川组;3—上石炭统浩特洛洼组;4—中-下泥盆统牦牛山组;5—志留系赛什腾组;6—奥陶系纳赤台群石灰厂组;7—奥陶系纳赤台群水泥厂组;8—奥陶系纳赤台群哈拉巴依沟组;9—寒武系沙松乌拉组;10—中元古界万保沟群青办食宿站组;11—志留纪英安斑岩;12—断层;13—采样点位置及锆石U-Pb年龄
牦牛山组自下而上划为三个岩性段:下部为碎屑岩夹火山岩段,由碎屑岩和中酸性火山碎屑岩组成;中部为火山岩段,由酸性火山岩及砾岩组成;上部为碎屑岩段,由碎屑岩与少量酸性火山岩组成。牦牛山组通常角度不整合覆盖于前泥盆系之上,有时被三叠系不整合覆盖。牦牛山组划分如表11-3所示。
表11-3 牦牛山组划分表
1.牦牛山组岩石地层特征
1)碎屑岩夹火山岩段(D1-2ma)
小干沟南,牦牛山组碎屑岩夹火山岩段南侧与英安斑岩断层接触。下部岩性为灰色、黄褐色细砾岩、含砾粗砂岩、细砂岩夹灰绿色细砂岩;中部为厚75m的灰白色粗面质晶屑凝灰岩;上部为灰绿色粉砂岩与千枚岩。地层厚度大于1200m。
大格勒沟到红石山北一带,北侧与哈拉巴依沟组断层接触,南侧与红石山组和浩特洛哇组断层接触。下部为灰色、灰绿色砾岩,砾石成分以火山岩为主,上部为紫红色粗砂岩、粉砂岩夹灰绿色粉砂岩。
红石山—海德乌拉一带碎屑岩夹火山岩段呈东西向展布。北侧以东昆中断裂为界与中元古界万保沟群断层接触,南与上三叠统八宝山组推测为角度不整合接触或断层接触。碎屑岩夹火山岩段岩性为紫红色粉砂岩、灰绿色岩屑砂岩,夹灰绿色和灰紫色粗面质岩屑晶屑凝灰岩、晶屑凝灰岩及紫色粗面质沉晶屑凝灰岩。火山岩主要出露于底部,中上部为碎屑岩。地层厚度大于1208m,厚度由东向西减薄。
海德乌拉南坡一带岩性单调,主要为紫红色粉砂岩夹灰色细砂岩,岩层倾向南东,倾角30°~35°,构造简单,层序清楚。底部与八宝山组火山岩夹碎屑岩段断层接触,顶部与八宝山组碎屑段角度不整合接触。地层厚579m。
2)牦牛山组火山岩段(D1-2mb)
牦牛山组火山岩段主要分布于水泥厂和南沟中游一带。在水泥厂一带岩性单调,其岩性主要为灰白色大理岩质砾岩和灰白色流纹岩。砾石成分以万保沟群灰白色—紫红色白云岩和大理岩为主,分选中等,次圆状,砾径10~30cm不等,具底砾岩特征。在南沟中游,牦牛山组火山岩段由碎屑岩和酸性火山岩组成。岩性以砂岩为主,砾岩次之,夹酸性凝灰熔岩和流纹岩,厚1232.7m,其中火山岩厚度大于571.7m。在水泥厂和南沟一带多处见底砾岩与下伏纳赤台群或万保沟群呈角度不整合接触(图11-4b、图11-7)。
3)牦牛山组碎屑岩段(D1-2mc)
牦牛山组碎屑岩段零星分布于昆仑桥东和黑山以北地区。在昆仑桥东呈北东东向延伸,北侧角度不整合覆盖于万保沟群青办食宿站组大理岩和志留纪赛什腾组灰绿色斑点细砂岩之上,南侧万保沟群青办食宿站组大理岩自南而北低角度逆冲推覆到牦牛山组之上。底部为7~8m厚的黄白色砾岩,砾石成分主要为大理岩,少量灰绿色细砂岩,磨圆较好,但分选较差,砾径0.1~5m。中上部为灰-灰绿色细砂岩、含砾粗砂岩。厚度大于600m。
沿断裂带向东延伸到黑山以北,呈东西向断块分布,南北两侧分别与下三叠统洪水川组及志留系赛什腾组断层接触。其岩性为灰绿色含砾粗砂岩、细砂岩夹深灰色粉砂质板岩,中部出露5m厚的流纹质凝灰岩夹层。
2.火山岩锆石U-Pb测年样品取样位置与矿物岩石学特征
粗面质沉晶屑凝灰岩(B3536-1)取自海德乌拉北坡求离牛里生上游(图11-13a)碎屑岩夹火山岩段,火山岩出露厚208m,灰紫色,沉凝灰结构,块状构造,含少量紫红色安山岩角砾。岩石由凝灰物和正常沉积物组成。凝灰物为棱角状斜长石和石英晶屑(含量40%~45%)、棱角状流纹岩和安山岩岩屑(含量15%~20%)和玻屑(含量15%~20%)。斜长石晶屑常见聚片双晶和卡钠复合双晶,石英晶屑具港湾状熔蚀。玻屑呈弧面棱角状,多脱玻为霏细状长英质。正常沉积物为次棱-次圆状英安岩、流纹岩和硅质岩等组成的砂及砾级碎屑,含量25%~30%。
粗面质晶屑凝灰岩(B728-1)取自小干沟南牦牛山组碎屑岩夹火山岩段中部层位(图11-13b),斑状结构,基质斑晶结构,似千枚构造。岩石由斑晶和基质组成。斑晶为斜长石(含量15%)、石英(含量1%~5%)和少量暗色矿物。基质主要由半自形-它形粒状长石(含量40%)和石英(含量15%)组成。
流纹岩(B820-1)取自水泥厂东牦牛山组火山岩段灰白色大理岩质底砾岩之上的灰白色流纹岩层的下部(图11-13c),流纹岩层厚225m,产状170°∠40°,厚约20m的底砾岩角度不整合覆盖在纳赤台群石灰厂组灰绿色斑点砂岩之上,下伏纳赤台群向南陡倾,产状160°∠85°。流纹岩具有变余斑状结构,基质变余微粒状结构,块状构造。岩石由斑晶(含量10%)和长英质基质(含量90%)组成。斑晶由它形粒状石英构成,基质由霏细状长英基质构成。
图11-13 牦牛山组火山岩测年样品宏观特征
流纹质熔结凝灰岩(B705-1和B701-2)取自水泥厂北青藏公路东、西两侧牦牛山组火山岩段灰-灰褐色砂砾岩中的流纹质熔结凝灰岩夹层(图11-13d),火山岩厚130m,产状180°∠73°。流纹质熔结凝灰岩具变余熔结凝灰结构,似千枚状构造。岩石由凝灰物和火山角砾组成。凝灰物为棱角状石英、斜长石和钾长石晶屑(含量10%~15%)、玻屑(含量80%~85%)和岩屑(含量5%)。石英呈港湾状熔蚀。塑性玻屑呈条纹状定向分布,变质为绢云母和微晶长英质集合体。火山角砾和岩屑均为塑性流纹岩,似透镜状或似条带状定向分布。变质矿物绢云母(含量45%~50%)集合体呈塑性玻屑假象。
流纹质含角砾熔结凝灰岩(B4954-1)采自锯齿山东南(图11-13e),岩石具熔结凝灰结构,假流纹构造,主要由火山角砾(含量>10%)和凝灰物组成。火山角砾为棱角状钾长石、石英晶屑和棱角状刚性与塑性流纹岩及安山岩岩屑。刚性流纹岩岩屑具球粒结构,为球粒流纹岩,塑性流纹岩岩屑绕晶分布,脱玻为霏细状长英质及铁质;安山岩岩屑含角闪石斑晶。凝灰物为棱角状石英、钾长石晶屑(含量25%~30%),塑性玻屑(含量60%~65%)及岩屑(含量1%~5%)。石英具穿孔与港湾状熔蚀,塑性玻屑条纹状,绕晶现象明显,均脱玻为霏细状长英质。
流纹质凝灰岩样品(B656-1)采自黑山东北部牦牛山组碎屑岩段,火山岩层厚约5m,岩层南倾,倾角35°~50°。岩石具凝灰结构,块状构造,由棱角-它形粒状钾长石和石英晶屑(含量40%)、岩屑(含量10%)和玻屑(含量50%)组成(图11-13f)。刚性岩屑为不规则团块状粗安岩和流纹岩等,玻屑均已脱玻为霏细微粒状长英质。
测年样品灰色英安岩(DG35-1)采自格尔木市南锯齿山西侧牦牛山组上部火山岩段(图11-13g)。岩层总体走向北西西向,具有中等到缓的南西倾向。英安岩含斜长石(含量25%)、石英(含量3%)及钾长石(含量1%)等斑晶,基质由细粒镶嵌状分布的石英(含量20%)和钾长石(含量50%)组成。
测年样品流纹质含角砾熔结凝灰岩(B075-2)采自牦牛山西侧的牦牛山组(图11-13h)。岩石由火山角砾和凝灰物组成。火山角砾为流纹岩、流纹质熔结凝灰岩和斜长石晶屑,大小2~10mm,含量15%~20%。凝灰物为晶屑(5%~20%)、塑性玻屑(65%)、岩屑(1%~5%)。晶屑为棱角状斜长石、钾长石、石英和黑云母,大小0.2~2mm。
3.牦牛山组地层时代
牦牛山组以粗碎屑岩和火山岩为主,化石稀少,以往工作在阿木尼克和牦牛山上部细碎屑岩中采到的植物化石Leptophloeum rhombicum,祁漫塔格上部泥质碎屑岩夹层中采到植物化石Lepidodendropsis sp.及肯得可克地区采得Leptophloeum rhombicum,Sublepidodendron mirabile及鱼化石Bothriolepinae?等,上述化石多为晚泥盆世标准分子。在粗碎屑岩及火山岩中未获得可靠的时代依据。如本次工作采用锆石U-Pb测年方法,对下部中酸性火山岩进行了年代学测试。其中,锯齿山西侧英安岩(DG35-1)样品SHRIMP测年在澳大利亚Curtin大学完成,详细的分析流程参考宋彪等(2002)及Williams等(1987)的资料。其余9件火山岩锆石LA-MC-ICPMS法年龄测定在天津地质矿产研究所完成,详细的实验流程见李怀坤等(2009)的资料。
青海区调队(1982)将海德乌拉北坡碎屑岩夹火山岩段划为上三叠统八宝山群砂砾岩段,青海地调院(2002)划为八宝山组一段。海德乌拉北坡粗面质沉晶屑凝灰岩(B3536-1)中的锆石呈灰白色,粒径100~150μm,多呈短柱状,个别为长柱状或棱角状。锆石具有明显的振荡环带结构,Th/U值变化于0.26~0.78,具有岩浆成因锆石的结构特点。部分锆石含有深灰-灰黑色继承锆石核。对19颗锆石进行了U-Pb同位素年龄测定,其中3、4、9和16号测点位于核部继承锆石,其207Pb/206Pb表面年龄为426~1550Ma。其余15个分析点206Pb/238U表面年龄变化于406~418Ma之间,在谐和曲线图中成群分布(图11-14a),206Pb/238U加权年龄平均值为(414.0±1.6)Ma,该年龄代表了火山岩的形成年龄。
小干沟南粗面质晶屑凝灰岩(B728-1)中的锆石可分为二类:第一类无环带或条带状结构的长柱状或不规则形状晶体,206Pb/238U表面年龄(397~427)Ma,Th/U>0.1,属继承岩浆锆石;第二类锆石具振荡环带结构,部分含继承锆石核,显示为岩浆成因锆石的特征。15个岩浆锆石测点集中分布于谐和线上或邻近谐和线(图11-14b),206Pb/238U表面年龄变化于401~420Ma之间,206Pb/238U表面年龄加权平均值(415.4±4.1)Ma,该年龄代表了火山岩的喷发年龄。1∶200000纳赤台幅将小干沟南碎屑岩划为下三叠统,1∶5万水泥厂幅从中解体出英安斑岩和哈拉巴依沟组,根据本次获得的火山岩锆石U-Pb年龄,应属牦牛山组碎屑岩夹火山岩段。
1∶200000纳赤台幅将水泥厂东火山岩-碎屑岩建造划为下二叠统,1∶5万水泥厂幅将其解体为纳赤台群哈拉巴依沟组和泥盆系碎屑岩组。水泥厂东流纹岩(B820-1)中的锆石可分为二类,第一类为灰白色椭圆和浑圆状变质锆石,具锆石增生边,结构简单,不具振荡环带结构,U含量和Th/U比值低;第二类锆石呈半自形短柱状,呈灰色,U含量和Th/U比值高,具振荡环带结构,具有岩浆锆石的结构特点。对19颗锆石19个测点进行了U-Pb同位素分析。其中7个变质锆石核的207Pb/206Pb表面年龄变化于920~2486Ma之间,其Th/U比值在0.06~0.97之间变化,记录了基底岩石年龄信息。其中12个岩浆锆石测点皆位于谐和线上(图11-14c),206Pb/238U表面年龄变化于403~415Ma之间,206Pb/238U表面年龄加权平均值为(408.2±2.4)Ma,记录了火山岩喷发年龄。
水泥厂北青藏公路东侧流纹质熔结凝灰岩(B705-1)中的锆石可分为二类。第一类呈灰白色浑圆状和长柱状,锆石经历了变质重结晶作用,不具振荡环带结构。第二类锆石呈半自形短柱状和长柱状,具振荡环带结构,具有岩浆锆石的结构特点,部分锆石含有继承锆石。对23颗锆石23个测点进行了U-Pb同位素分析,其中6个继承锆石207Pb/206Pb表面年龄变化于969~1760Ma之间,属继承锆石的年龄。16个岩浆锆石测点集中分布于谐和线上或邻近谐和线(图11-14d),其Pb206/U238表面年龄加权平均年龄为(404.9±4.8)Ma,该年龄代表了火山岩的喷发年龄。水泥厂北青藏公路西侧流纹质熔结凝灰岩(B701-2)中的锆石含较多继承锆石。22个测点仅6个测点分布于谐和线上,其Pb206/U238表面年龄的加权平均年龄为(395.0±6.9)Ma,此年龄供参考。
锯齿山东南含角砾熔结凝灰岩(B4954-1)中的锆石为短柱状晶体,锆石均发育振荡环带结构,Th/U比值>0.1,显示为岩浆成因锆石。对13颗锆石13个测点进行了U-Pb同位素分析,除8号测点206Pb/238U表面年龄(426Ma)属继承锆石外,其余12个测点集中分布于谐和线上或相当邻近谐和线(图11-14e),具有一致的206Pb/238U表面年龄(386~396Ma之间),12个测点的206Pb/238U表面年龄加权平均值为(390.3±2.3) Ma,该年龄代表了火山岩的喷发年龄,明显年轻于其下部的英安岩年龄(406.1±2.9)Ma。
黑山北流纹质凝灰岩(B656-1)中的锆石为短柱状晶体,锆石均发育细密振荡环带结构,Th/U比值>0.1,显示为岩浆成因锆石。对18颗锆石18个测点进行了U-Pb同位素分析,18个测点全部落在谐和线上,除2号测点有明显的铅丢失外,其余17个测点集中分布于谐和线上或相当邻近谐和线(图11-14f),具有一致的206Pb/238U表面年龄(392~410Ma之间),17个测点的206Pb/238U表面年龄加权平均值为(399.6±2.8)Ma,该年龄代表了火山岩的喷发年龄。1∶200000纳赤台幅将黑山北和水泥厂南出露的灰绿色碎屑岩系划为下三叠统洪水川组和中三叠统闹仓坚沟组,1∶50000水泥厂幅对其进行了解体,将水泥厂南出露的灰绿色碎屑岩系划为泥盆系碎屑岩组砾岩段,而将黑山北灰绿色碎屑岩系划为洪水川组砾岩段。根据黑山北灰绿色碎屑岩系中流纹质凝灰岩锆石U-Pb年龄,将该地层划为泥盆系牦牛山组。
英安岩样品(DG35-1)的SHRIMP U-Pb分析结果。CL图像表明火山岩中锆石由相对均一的锆石组成,大部分锆石发育韵律环带结构,清楚地指示了其岩浆成因。15个锆石分析点的Th/U比值在0.41~0.98之间变化,与通常岩浆中锆石的特征相同,由于测试过程中仪器不稳定,年龄计算时剔除四个误差较大的分析点(2.2,3.1,7.1,9.1)的206Pb/238U年龄数据(399.5±5.5,399.8±6.2,415.3±6.2,417.4±6.6),其余11个锆石分析点的206Pb/238U表面年龄为402~414 Ma,加权年龄平均值为(407.9±3.2)Ma(图11-14g),此年龄被解释为英安岩的喷发年龄。
图11-14 柴南缘牦牛山组火山岩锆石U-Pb年龄谐和图
牦牛山西流纹质含角砾熔结凝灰岩(B075-2)中的锆石为短柱状晶体,锆石均发育振荡环带结构,Th/U比值>0.1,显示为岩浆成因锆石。对20颗锆石20个测点进行了U-Pb同位素分析,20个测点全部集中分布于谐和线上或相当邻近谐和线(图11-14h),具有一致的206Pb/238U表面年龄(393~401Ma之间),206Pb/238U表面年龄加权平均值为(395.8±1.2)Ma,该年龄代表了火山岩的喷发年龄。
最新的国际地层表将泥盆系划分为3个统7个阶(Gradstein et al.,2004),其中下泥盆统自下而上为洛霍考夫阶、布拉格阶和埃姆斯阶。根据划分方案,早泥盆世洛霍考夫与志留纪分界年龄为(416.0±2.8) Ma,而埃姆斯期与中泥盆世埃菲尔期分界年龄为(397.5±2.7)Ma。牦牛山组碎屑岩夹火山岩段2个火山岩锆石U-Pb年龄分别为(414.0±4.8)Ma和(415.4±4.1)Ma,其时代为早泥盆世洛霍考夫期;牦牛山组火山岩段7个火山岩锆石U-Pb年龄为(408.2±2.4)Ma、(407.9±3.2)Ma、(404.9±4.8)Ma、(395.0±6.9)Ma、(390.3±2.3)Ma,(396.0±2.4)Ma和(395.8±1.2)Ma,除锯齿山南东侧、水泥厂东及牦牛山地区火山岩时代属中泥盆世早期(埃菲尔期)外,其余的均为早泥盆世布拉格期和埃姆斯期。总之,柴达木盆地南缘牦牛山组形成时代为早-中泥盆世。
9. 早志留世滩北雪峰组合
(一)地质特征
集中分布于滩北雪峰-小盆地一带,受祁漫塔格主脊断裂控制明显,与古元古代金水口岩群、奥陶纪-志留纪滩间山(岩)群呈侵入接触关系。部分围岩具角岩化蚀变,蚀变带宽窄不一;侵入体内部见有围岩包体,大小在10~90cm,少部分以残留体形式产出,出露最大面积约40m2,围岩包体成分以片理化碎屑岩、变火山岩为主,呈不规则状、棱角状。岩石发育球状风化地貌,受后期构造应力作用,发育次生节理、裂隙,其中贯入有后期二长花岗岩脉、正长花岗岩脉及细晶岩脉等。岩石普遍发育弱片麻理构造,片麻理总体方向与侵入体长轴方向、区域构造方向基本一致。岩石中见有少量富黑云母包体,大小在3~5cm之间,无规律分布。同源包体为暗色闪长质包体,形态呈条状(照片3)、液滴状、次浑圆状-浑圆状,大小在1~10cm之间,最大40cm,呈星散状分布,局部定向,方向20°~30°,包体长轴方向与寄主岩弱片麻理方向一致,与寄主岩界线清楚;密集区1m2含1~2个,一般为10~30个/m2。
图4-1 东昆仑祁漫塔格走廊域奥陶纪-泥盆纪花岗岩地质图
1—早志留世滩北雪峰组合;2—晚志留世十字沟组合;3—早泥盆世莲花石组合;4—中晚泥盆世西大沟组合;5—晚泥盆世东沟组合;6—晚泥盆世阿达滩组合;7—中晚泥盆世哈得尔甘组合;8—早泥盆世巴音郭勒基性杂岩;9—晚泥盆世-早石炭世巴音郭勒呼都森组合;10—晚泥盆世库鲁克彼捷里克塔格组合;11—早泥盆世塔鹤托坂日组合;12—镁铁质-超镁铁质岩块;13—同位素采样点及年龄值(Ma);14—断层;15—地质界线;OSN—纳赤台群;OStm—吐木勒克构造蛇绿混杂岩;OST—滩间山群;Ⅰ1—柴达木陆块;Ⅰ2—北祁漫塔格早古生代岩浆弧和祁漫塔格早古生代结合带;Ⅰ3—昆仑陆块;Ⅰ4—南昆仑俯冲碰撞杂岩带;Ⅱ1—玉龙塔格-巴颜喀拉边缘前陆盆地;F1—昆南断裂;F2—东昆中断裂;F3—那陵格勒河断裂;F4—阿达滩断裂;F5—格尔木隐伏断裂
(二)岩石、矿物及岩石组合特征
镜下实际矿物分类,该组合岩性单一,为花岗闪长岩,岩石呈灰色、浅灰色,中细粒花岗结构,部分岩石具变余花岗结构,弱片麻状构造,块状构造。矿物粒径在0.36~6.44mm之间,成分为斜长石(49%)、钾长石(8%)、石英(30%)、黑云母(10%)、角闪石(2%)及微量磷灰石,其中偶见有钾长石似斑晶。
1)斜长石:呈半自形板状或粒状晶,具简单环带构造,钠长石双晶常见,较强的绢云母化、帘石化,An=26,为中长石。
2)钾长石:他形晶,发育波状消光,伴有轻微黏土化。
3)石英:他形粒状,局部石英动态重结晶,晶内发育不规则镶嵌波状消光或带状消光变形结构,具细粒化。
4)黑云母:板状、片状,普遍被绿泥石化和葡萄石化,呈红褐色,多色性Ng′=红褐色,Np′=淡黄色,解理膝折,发育缎带或波状消光变形结构。
5)角闪石:具绿色多色性,柱状、板柱状,具定向排列。
副矿物主要为磷灰石、金属矿物、榍石、锆石,以包体形式出现在主要矿物中,副矿物组合类型为磷灰石-榍石-磁铁矿型。
(三)岩石、矿物及岩石组合特征
图4-2 R1-R2图解
底图据Batchelor,1985
1—早志留世滩北雪峰组合;2—早泥盆世莲花石组合;3—东沟组合;4—晚志留世十字沟组合;5—西大沟组合;6—阿达滩组合
该组合实际矿物分类岩性为花岗闪长岩石,利用岩石化学测试数据对花岗岩实际矿物分类进行校正,部分花岗闪长岩应属于英云闪长岩的范畴(图4-2,图4-3),因此该组合为英云闪长岩+花岗闪长岩+(二长花岗岩)组合。
图4-3 硅碱图解
原图据Middlemost,1994;图例所代表岩性同图4-2中1~6
岩石化学测试成果列于表4-1,岩石从英云闪长岩至花岗闪长岩SiO2变化不大,主要在60.07%~71.15%之间,富钾、富钠,且 Na2O 含量主要在1.07%~4.41%之间,K2O含量变化在1.55%~4.82%之间,Na2O+K2O 为4.41%~7.45%,Na2O/K2O 为0.23~2.71,主要为钾质类型,样品含有较高的TFeO(1.68%~7.3%)和较低的MnO(0.04%~0.15%)、MgO(0.54%~3.56%)和P2O5(0.02%~0.24%),Al2O3变化较小(13.1%~16.67%),A/CNK主要在0.80~1.06之间,个别为1.288,为偏铝质-弱过铝质岩石,在SiO2-AR图解中(图4-4)样品分布于钙碱性岩区,SiO2-K2O图中(图4-5)样品主要分布于高钾钙碱性区。
表4-1 主元素分析成果(单位:%)
续表
续表
注:TB1~13为滩北雪峰组合;S1~13为十字沟组合;AD1~6为阿达滩组合;L1~9为莲花石组合;D1~20 为西大沟组合;DG1~15为东沟组合;T1~7为滩北雪峰基性岩墙。
哈克图解中(图4-6),随着SiO2百分含量的微量增加,TiO2百分含量未见明显变化,P2O5、Al2O3、TFeO、MnO、CaO、MgO、Na2O 百分含量呈减少趋势,K2O 增长。K2O-Na2O-CaO图解中(图4-7)显示为富钾的钙碱性趋势,并不具TTG的趋势。
稀土及微量元素测试成果列于表4-2,英云闪长岩与花岗闪长岩具有相似的稀土元素配分模式图(图4-8),稀土总量为(118.27~424.30)×10-6,轻重稀土元素之比2.66~9.85,(La/Yb)N变化较大,在5.79~24.09之间,表现为轻稀土强烈富集的特征,轻稀土分馏强烈,曲线向右陡倾,重稀土分馏不明显,曲线近平坦,(Gd/Yb)N集中在1.43~2.81之间,Y/Yb为9.8~13.1,δEu为0.46~0.76,具明显的负异常。SiO2-δEu图解中(图4-9),随着SiO2含量增长δEu有微弱下降的趋势,显示岩浆在演化过程中斜长石有一定程度的结晶分离作用。
微量元素测试成果列于表4-2,岩石中Rb(74.4×10-6~184×10-6)、Zr(198×10-6~373×10-6)含量较低,Ba含量较高,在(66~1237)×10-6之间,Sr含量变化大,在(155~420)×10-6之间,但主体仍为小于400×10-6的低Sr花岗岩,仅一个样品属于高Sr花岗岩。微量元素特征见标准化蛛网图(图4-10),除一件高Sr的样品外,岩石明显出现了Sr、P、Ti的负异常。
图4-4 SiO2-AR(碱度率)图解
底图据Wright,1969;图例所代表岩性同图4-2中1~6
图4-5 SiO2-K2O图解
底图据Rollison,1993
1—钾玄岩系列;2—高钾钙碱性系列;3—钙碱性系列;4—低钾拉斑玄武岩系列;图例所代表岩性同图4-2中1~6
(四)花岗岩形成时代
采用单颗粒锆石激光烧蚀多接收器电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)进行测年工作,样品由天津地质矿产研究所测试,实验室条件、测试参数、仪器、流程等同前。
表4-2 微量元素分析成果 (单位:l0-6)
续表
续表
图4-6 哈克图解
图例所代表岩性同图4-2中1~6
图4-7 K2O-Na2O-CaO图解
原图据Barker and Arth,1976图例所代表岩性同图4-2中1~6
图4-8 稀土元素球粒陨石标准化配分模式图
标准化数据据Boynton,1984
图4-9 SiO2-δEu图解
图例所代表岩性同图4-2中1~6
图4-10 微量元素比值蛛网图
球粒陨石标准化数据据Thompson,1982
1.ⅡP10JD(U-Pb)1-1号样
样品采自滩北雪峰东南部,岩性为灰白色中粗粒花岗闪长岩,样品新鲜且无脉体。测试成果列于表4-3,样品中1~13,15~20,22~24,26号等23颗锆石测点206Pb/238U表面年龄加权平均值为434.2±3.2 Ma(图4-11),可以较精确的确定花岗闪长岩形成年龄为434.2±3.2 Ma。
图4-11 花岗闪长岩锆石U-Pb年龄和谐图和直方图(ⅡP10JD(U-Pb)1-1)
2.IIP10JD(U-Pb)3-1
样品采自滩北雪峰东南部,岩性为中粗粒花岗闪长岩(岩石化学分类应为英云闪长岩),测试成果列于表4-4,样品中2~21号等19颗锆石测点206Pb/238U表面年龄加权平均值为434.7±3.2 Ma(图4-12),可确定花岗岩形成年龄为434.7±3.2 Ma。
10. 早中泥盆世塔鹤托坂日组合
(一)地质特征
走廊域内该组合花岗岩分布较少,仅在昆中断裂南侧见四个侵入体,分布于昆中断裂南侧塔鹤托坂日-克其克孜苏一带,侵入体呈不规则椭圆状或条带状展布,侵入体长轴方向北西西向,与昆中断裂(带)走向是一致的。单个侵入体面积较小,一般3~12km2,均呈岩株状产出。侵入体围岩主要为早古生代纳赤台群复理石建造,侵入接触关系清楚,界面不平整,围岩中接触变质作用强烈,发育宽约200~500m不等的热接触变质晕,变质晕以角岩化为主。岩体边部见有较多的棱角状围岩捕虏体,并在岩体内有较大的围岩顶蚀体存在。
二长花岗岩及花岗闪长岩中普遍含有少量暗色铁镁质包体,多为椭圆状、透镜状,少数为棱角状、不规则状,凌乱分布,大小在1cm×2cm~5cm×10cm之间,与寄主岩关系截然,包体岩性以微细粒闪长岩为主,次为微粒斑状闪长岩,斑晶均为斜长石,含量1%~2%。
岩体具较强的变形,普遍发育片麻状构造,后期韧性变形叠加改造也较强烈,变形岩石多数以糜棱岩化花岗岩、眼球状花岗质糜棱岩的面貌出现,已成为构造岩。面理总体北东倾,倾角较缓,各种构造形迹综合反映具右行斜冲的运动学特点。与昆中断裂带变形特点具有相似性。野外调查中,始终未能找到早泥盆世花岗岩组合与晚泥盆世花岗岩组合之间的接触关系。
(二)岩性及岩石组合特征
岩石类型划分采用国际地科联推荐的火成岩分类命名方案,QAP图解中(图4-55)可以看出,实际矿物分类岩石组合为(花岗闪长岩)+(斑状)二长花岗岩+正长花岗岩组合。从野外实际出露的情况来看,斑状二长花岗岩为主要岩石单元。
图4-55 QAP图解
1—晚泥盆世库鲁克彼捷里克塔格组合;2—早泥盆世塔鹤托坂日组合
1.(斑状)二长花岗岩
(斑状)二长花岗岩在该岩石组合中出露面积占有绝对优势,在研究区该岩带中约占62%,岩石通常呈现浅肉红色,普遍具有片麻状构造或弱的定向构造,岩石普遍含有钾长石斑晶,斑晶含量较少,局部有相对集中的现象,无定向性。斑晶以正长石为主,颗粒较大,一般在2~4cm,具卡氏双晶,斑晶中普遍发育包含结构,被包含的矿物主要为黑云母,并且黑云母在斑晶中呈环状分布,多为1~2 环,也见有3 环者,形态与斑晶近似,斑晶次为微斜长石,含量在6%~18%之间。基质具中细粒半自形粒状结构,粒径一般在1.2~3.5mm之间,矿物成分主要为石英(21%~50%)、斜长石(24%~33%)、钾长石(18%~42%),暗色矿物主要为黑云母(1%~8%),部分薄片中含有少量角闪石(1%~2%),个别薄片中含有白云母(ⅡBb5215-1,1%)。
1)斜长石:半自形板状晶,具绢云化和部分帘石化,具钠长双晶、卡纳复合双晶,An=26~35,为更长石或更中长石,聚片双晶发育,双晶带细而密,绢云化较强烈。
2)钾长石:为微斜长石、他形粒状晶,其中部分斑晶具格子状双晶,条纹构造发育,晶内有石英、斜长石、黑云母嵌晶,在与斜长石交界处常见蠕英结构。轻微高岭土化。
3)石英:他形粒状充填于其他矿物的间隙中。
4)黑云母:片状晶,Ng′为深棕色,Np′为浅黄棕色,具绿帘石化、绿泥石化。
5)白云母:少量,细小片状晶,与黑云母共生。
磷灰石、锆石、榍石呈包体分布于黑云母之中。
2.花岗闪长岩
该岩石组合中花岗闪长岩与正长花岗岩含量较少,岩性特征与二长花岗岩具有相似性,在野外宏观较难区别,矿物成分与二长花岗岩接近,不同之处是钾长石含量略有不同,不再详述。
(三)岩石地球化学特征
1.常量元素
岩石地球化学测试成果列于表4-23,因为本区花岗岩类多为粗粒结构,特别是普遍含有粗粒长石斑晶,镜下鉴定对矿物含量的判断肯定会有偏差,因此我们利用岩石化学测试数据对花岗岩实际矿物分类进行校正(图4-56),实际矿物分类与主元素化学分类一致,二长花岗岩与花岗闪长岩较难区别,镜下鉴定的部分二长花岗岩在主元素化学成分特点上可能更接近于花岗闪长岩,因为这些岩石中除主要造岩矿物外,其他含钾的矿物为黑云母,含量非常少(一般小于5%),因此黑云母对岩石分类命名的影响可以删除。这样,通过常量元素的校正,结合QAP分类的成果可确定昆南构造岩浆岩带内早泥盆世花岗岩岩石组合为(斑状)花岗闪长岩+(斑状)二长花岗岩。
图4-56 R1-R2图解
底图据Batchelor,1985;图例所代表的岩性同图4-55中1~2
花岗闪长岩:SiO2含量66.86%~67.98%,Na2O 2.62%~3.16%,K2O 3.68%~4.26%,为钾质类型,A/CNK 0.92~0.97,为偏铝质岩石,在图4-57 中判断为钙碱性系列无疑。SiO2-K2O图上(图4-58)样品均分布于高钾区。
(斑状)二长花岗岩:SiO2含量69.74%~71.6%,A/CNK 1.06~1.16,以过铝质为主,部分为强过铝质岩石,在图4-57中为钙碱性系列,SiO2-K2O图上(图4-58)样品均分布于高钾区。
图4-57 SiO2-AR图解
底图据Wright,1969;图例所代表的岩性同图4-55中1~2
图4-58 SiO2-K2O图解
底图据Rollison,1993;图例所代表的岩性同图4-55中1~2
2.稀土元素
稀土元素测试成果列于表4-23,花岗闪长岩与二长花岗岩稀土元素丰度特征十分相似(图4-59),稀土总量较高,在(144.15~249.76)×10-6,轻重稀土元素之比6~10.06,(La/Yb)N为5.7~11.1,变化较小,表现为轻稀土富集的特征,δEu值0.46~0.61,铕具有明显的负异常。
图4-59 稀土元素球粒陨标准化配分模式图(上)和微量元素比值蛛网图(下)
稀土元素标准化数据据Boynton,1984;微量元素标准化数据据Thompson,1982
相对而言,二长花岗岩稀土总量要低一些,总量在(111.02~128.52)×10-6之间,轻重稀土元素之比11.26~11.5,(La/Yb)N为18.3~19.9,变化小,且明显大于二长花岗岩,δEu值0.44~0.53,具明显的负异常,具负铕异常的中酸性火成岩说明其形成于一个正常厚度的陆壳,或形成于双倍陆壳的中上部(邓晋福等,1994),具有较平坦的HREE,(Gd/Yb)N为1.49~2.82,Y/Yb值9.6~14.8,平均值为10.4,比值接近于球粒陨石值(Y在岩浆结晶化学中的行为类似于HREE中的Ho)。
微量元素测试成果列于表4-23,岩石中Rb含量较高,平均值为176.4×10-6,Sr含量相对较低,平均值146.2×10-6,微量元素特征见球粒陨石标准化蛛网图(图4-59),整体上看,昆南构造岩浆岩带早泥盆世花岗岩带微量元素特征具有一致性,岩石明显出现了Nb、Sr、P、Ti负异常以及明显Th、Y、Yb等元素的正异常。如前文所述,这种长石类矿物为主要造岩矿物的岩石Sr异常的存在可以推断其源区很深,可能为下地壳。
(四)岩浆演化特征及源区的判断
从哈克图解(图4-60)可以判断,SiO2与MnO、CaO、Na2O、MgO具明显的负相关,说明侵入岩经历了明显的铁镁矿物的分离结晶作用,但 SiO2-δEu 关系表明,Eu 的负异常与 SiO2的演化似无关系,这样看来,Eu的负异常可能代表了源区的特征,Eu异常主要受控于长石,尤其在长英质岩浆中,在分离结晶作用中长石从长英质岩浆分离出来或者在部分熔融作用中长石残留在源区,必然会引起熔浆中Eu的负异常。该组合Eu的负异常并非由分离结晶作用引起,似表明岩浆形成于斜长石的稳定区(约小于50km),斜长石与角闪石稳定存在。K2O Na2O-CaO图解(图4-61)中富钾钙碱性的趋势是非常明显的。
表4-23 主元素和微量元素组成
续表
注:主元素含量单位为%;微量元素含量单位为10-6;1~5号样品为塔鹤托坂日组合;6~10号样品为库鲁克彼捷里克塔格组合。
图4-60 哈克图解
图4-61 K2O-Na2O-CaO图解
原图据Barker and Arth,1976图例所代表的岩性同图4-55中1~2
花岗质熔体的地球化学组成受熔融温度、压力、源岩性质和残留相矿物组成的制约(吴福元等,2002),Sr和Yb的行为与残留相有密切的关系,Sr对于石榴子石和辉石是强不相容元素(矿物-熔体的分配系数D≪1),而HREE(例如Dy、Er和Yb)和Y对于石榴子石来说是强相容元素(D≫1),因此,花岗岩的Yb更能够反映石榴子石残留的信息。石榴子石平衡的埃达克岩富Sr,相应的Sr/Yb和Sr/Y比值高,反映其形成于高压环境(Defant and Drummond,1990;Rapp et al.,2003;Martin et al.,2005)。Martin 等(2005)还指出,花岗质熔体的Sr含量与熔融源区的Sr含量以及熔融残留相有关,且主要受残留相中斜长石的控制(斜长石的分配系数Kdsr为0.35~1.5;Rollinson,1993),而斜长石的稳定性主要取决于压力。昆南岩带早泥盆世花岗岩Sr含量较低,Y(或Yb)含量较高,平均值为26.65×10-6(2.7×10-6),因而Sr/Y比值较低,平均值为5.6,类似于张旗等(2006)划分的低Sr高Y型花岗岩,低压下,斜长石和角闪石稳定存在(无石榴子石),残留相为角闪岩(斜长石+角闪石+辉石),花岗岩具低Sr高Yb的特征,有中等或弱的负铕异常。比值蛛网图中,TiO2有轻度的负异常,Ti元素的负异常代表了金红石稳定区,代表了较高的压力环境,这似有矛盾,如哈克图解显示岩浆 TiO2含量随SiO2含量的增加并无关系,TiO2也在一定程度上代表了源区的特征。
(五)时代依据
昆南构造岩浆岩带早泥盆世花岗岩同位素测年主要采用了单矿物40Ar-39Ar测年,样品采自塔鹤托坂日西侧,岩性为斑状二长花岗岩,测试对象为黑云母,样品在中国原子能科学研究院49-2堆照射,样品照射时间9小时37分钟,快中子累计通量2.077×1017,仪器型号为MM-5400 静态真空质谱仪,标准样品为北京房山黑云母标准样品(ZBH),标准样年龄133.2Ma,测试成果列于表4-24、图4-62,第1、2 加热阶段(700℃、800℃)39Ar的析出量占总量的6.71%,由于低温部分气体给出的视年龄不具地质年代学意义,没有参加坪年龄的统计,第3~8加热阶段39Ar的析出量占总量的93.29%,由950~1400℃的6个加热阶段数据点构成的坪年龄为406.2±2.6Ma,最小视年龄为393.5±5.2Ma,且最小视年龄与坪年龄(406.2±2.6Ma)接近,因而年龄谱中坪年龄或最小视年龄可代表黑云母的结晶时代。
表4-24 40Ar/39Ar阶段升温测年数据
总平均年龄为391.10Ma。
图4-62 黑云母40Ar-39Ar阶段加热年龄谱(a)和正等时线图(b)