于 龙, 提振海, 郭金城, 刘思林

(河北省区域地质调查院，河北 廊坊 065000)

阿尔金增生型造山带具有显著的地壳生长和持续的俯冲作用[1]，晚古生代末期，随着阿南洋自南向北向中阿尔金微陆块之下俯冲消减作用[2]，造成强烈的造山运动，形成了志留纪具壳幔混合源岩浆性质的岛弧型花岗岩。

1 地质背景

研究区位于阿尔金山脉西南段，属塔里木—中朝板块西南部的塔里木微板块与柴达木微板块接触部位。在阿南次级构造北东段长沙沟北及北东一带，分布规模较大的中酸性岩体，呈北东东向展布，出露面积约48.07 km2。岩体由早至晚包括斑状二长岩、石英二长岩和斑状二长花岗岩3种岩石类型，系加里东晚期岩浆侵入活动之产物，围岩以新太古代-古元古代白沙河岩组二岩段、青白口纪构造混杂岩及青白口纪索尔库里群乱石山组地层为主。

2 岩石地球化学特征

2.1 岩石系列的划分

该类花岗岩岩石化学成分中，总体SiO2、Al2O3含量相近，TiO2、FeO、MgO、CaO、P2O5含量明显低，Na2O、K2O含量明显高；Al2O3含量大于CaO+Na2O+K2O，属铝过饱和类型；岩石分异指数DI=(85.59～87.65)，固结指数SI=(1.85～5.03)，反映岩浆结晶分异程度高；里特曼指数σ=(2.24～6.70)，属碱钙性系列。

2.2 稀土元素及微量元素特征

斑状二长岩：稀土总量为94.24×10-6，含量较低；轻重稀土比值为3.16，镧和镱的含量比值3.22，属轻稀土富集型；具正铕异常特征。微量元素Sr含量较低，Ba、Hf、Rb、Th、U含量明显高。铷锶比值为2.97，高于陆壳平均值。

石英二长岩：稀土总量为329.26×10-6，含量较高；轻重稀土比值为8.37，镧和镱的含量比值12.23，属轻稀土富集型；负铕异常不明显。微量元素Sr含量较低，Ba、Hf、Nb、Zr含量明显高。铷锶比值为1.11，明显高于陆壳平均值。

综上所述，该类花岗岩分异程度较高，具有混合源花岗岩的特征。

3 同位素年龄测定

本次同位素测年研究，采集了斑状二长花岗岩中SHRIMP同位素年龄样品，并获得了415.6 Ma±1.6 Ma的测年值(图1)。根据上述测年值，结合其野外地质特征、与围岩的接触关系、以及区域构造背景等，岩石形成于志留纪。

图1 花岗岩样品同位素测年(SHRIMP)图谱

4 岩石成因

4.1 演化特征

(1)岩体由早期斑状二长岩→中期石英二长岩→晚期斑状二长花岗岩演化。SiO2含量由63.22 %→64.94%→72.21%逐渐升高；K2O+Na2O含量由11.64%→10.16%→8.06%逐渐降低；CaO含量由1.67%→1.72%→1.61%变化不明显；MgO含量由0.61%→0.26%→0.54%总体趋势降低；Fe2O3含量由0.81%→1.68%→1.03%，FeO含量由1.39%→1.72%→1.09%变化不明显。岩石总体向偏酸方向演化。

(2)分异指数DI由86.83→85.59→87.65，固结指数SI由4.19→1.85→5.03变化不大，总体显示岩浆结晶分异程度较高的特点；δEu由1.26→0.94→0.85降低，LREE/HREE由3.16→8.37→9.24升高，稀土分馏明显，轻稀土明显富集。

综上所述，本区志留纪侵入岩无论在岩石学、岩石化学，还是地球化学等方面，显示I形花岗岩特征，具有岩浆正常演化之属性，符合同源花岗岩的演化特点。

4.2 成因类型分析

该花岗岩成因类型较为复杂，具有同熔型花岗岩(相当于I形)和地壳重熔型花岗岩(相当于S形)之双重特征，依据如下：

(1)以A/NKC=1.1(分子数)作为分界，该比值>1.1的为“S”形花岗岩；该比值<1.1的为“I”形花岗岩。本花岗岩A/NKC=1.05～1.36，绝大多数样品A/NKC值落在1.05～1.16之间，显示同熔型花岗岩特征，个别样品A/NKC 值落入1.16～1.36之间，显示地壳重熔型花岗岩特征，表明其形成的构造环境有明显差异。

(2)本区花岗岩中部分岩石含有角闪石，部分岩石缺失角闪石，显示“I”形和“S”形花岗岩双重特征。

(3)在(Al-Na-K)-Ca-(Fe2++Mg)图解中(图2)，多数样品分布在斜长石—角闪石—黑云母区，其物源来自上地幔；少数样品分布在斜长石—黑云母—堇青石区，其物源来自地壳。

图2 (Al-Na-K)-Ca-(Fe2++Mg)图解

综上所述，本区志留纪侵入岩无论在岩石学、岩石化学，还是地球化学等方面，均显示出“I”形花岗岩和“S”形花岗岩双重特征，表明岩浆上侵过程中可能有少量地壳物质的混入。

5 讨论

据区域资料，志留纪本区处于阿南洋自南向北向中阿尔金微陆块之下俯冲消减作用的晚期，即塔里木板块和中阿尔金微陆块焊接在一起的统一古陆与柴达木板块发生碰撞作用阶段，本区志留纪侵入岩的形成与上述的俯冲消减→碰撞作用相关联。在R1-R2图解中(图3)，多数样品分布于同碰撞期，少数样品分布于造山带晚期，说明该岩体形成于板块碰撞挤压的造山构造环境；在里特曼-戈蒂里图解中(图4)，多数样品分布在造山带火山岩区，少数样品分布在造山带火山岩区与碱性、偏碱性火山岩区界限附近，显示其所处构造环境为造山环境；微量元素蛛网图与同碰撞花岗岩相似，表明其为同碰撞花岗岩。

图3 R1-R2图解

图4 里特曼-戈蒂里图解

综合上述特征，本区志留纪侵入岩形成于板块同碰撞期→造山晚期的挤压构造环境，与阿南洋自南向北向中阿尔金微陆块之下俯冲消减作用和塔里木板块和中阿尔金微陆块焊接在一起的统一古陆与柴达木板块发生碰撞作用相关联。