賀蘭山地區(qū)黃旗口花崗巖體地質(zhì)特征、成因類型與構(gòu)造環(huán)境探討

1、賀蘭山地區(qū)黃旗口花崗巖體地質(zhì)特征、成因類型與構(gòu)造環(huán)境探討摘要:賀蘭山地區(qū)黃旗口花崗巖體呈巖基狀產(chǎn)出，巖體具不甚明顯的巖相分帶現(xiàn)象。巖石類型復(fù)雜，以黑云母英云閃長巖、二云母英云閃長巖為主，二云母花崗巖、二云母二長花崗巖次之，蝕變較強烈。巖石化學(xué)成分總體呈中酸性，巖漿分異強烈?；瘜W(xué)類型屬鈣性一鈣堿性巖系，具殼源型（S）花崗巖特征。綜合分析表明，賀蘭山地區(qū)黃旗口花崗巖體成因類型屬S型花崗巖，形成于大陸碰撞造山環(huán)境，具有匯聚、離散、擴(kuò)張的強力就位特點，形成時代厘定為中元古代長城紀(jì)（晉寧期）。關(guān)鍵詞:長城紀(jì)花崗巖地質(zhì)特征成因類型構(gòu)造環(huán)境賀蘭山地區(qū)1綜合地質(zhì)特征黃旗口巖體分布于賀蘭山中段南水、黃旗口、白寺

2、口溝一帶，呈近南北向長卵形展布，北部被斷層切割，東邊為第四系覆蓋，西與青白口紀(jì)黃旗口組不整合接觸，未見侵入于其它地質(zhì)體中，呈巖基狀產(chǎn)出,南北長約20km,平均寬約4.5km,出露面積約81km2。巖體中普遍含深灰色細(xì)粒黑云母變粒巖、暗灰色黑云斜長片麻巖等變質(zhì)巖捕擄體，見有灰白色斜長偉晶巖、偉晶巖脈（團(tuán)塊），尚見有后期輝綠巖貫入其中。巖體具不甚明顯的巖相分帶現(xiàn)象。巖體大體可分出中心相一過渡相和邊緣相。自中心相一過渡相和邊緣相，巖體呈現(xiàn)一定的變化規(guī)律：捕虜體由無到有，由少而多;礦物粒度由粗變細(xì)，斜長石斑晶消失；由似斑狀結(jié)構(gòu)變?yōu)橹写至＝Y(jié)構(gòu)；酸度逐漸增高，石英含量增大;斜長石由中長石（An二33）變?yōu)?/p>

3、更長石（An二29）。1.1巖石學(xué)特征巖體巖石類型復(fù)雜，以黑云母英云閃長巖、二云母英云閃長巖為主,次為二云母花崗巖、二云母二長花崗巖，蝕變較強烈。巖石為灰色、淺灰綠色，塊狀構(gòu)造，中一粗粒花崗結(jié)構(gòu)，部分具似斑狀結(jié)構(gòu)，凈邊、蠕蟲、縫合線等交代結(jié)構(gòu)明顯。主要礦物為斜長石（31.7%60%）、鉀長石（1.3%18.5%）、石英（25%35%）、黑云母（10%13.7%）。斜長石為中長石（An=2538,平均An=31）,板狀半自形晶，普遍絹云母化；鉀長石以微斜長石為主，條紋長石次之，呈不規(guī)則的板柱狀；石英它形粒狀，充填在長石間隙中。云母呈葉片狀，隨交代作用的加強，白云母增多。在變粒巖、片麻巖捕虜體外圍

4、黑云母密集。礦物粒徑多在15mm間。部分巖石中斜長石常呈巨大的斑晶出現(xiàn)。副礦物有鋯石、磷灰石、黃鐵礦等。1.2巖石化學(xué)特征巖石氧化物平均值與中國花崗巖平均值（黎彤、饒紀(jì)龍,1963）比較接近，除FeO、MgO偏高外，其余氧化物含量均較接近或相當(dāng)。主要特征參數(shù)（3為0.822.92,堿度率（A.R）為1.792.81巖石化學(xué)類型屬鈣性一鈣堿性巖系。K/N比值變化范圍較大，在0.556.10間除2個樣品小于1外其余均大于1,反映巖石相對富鉀，這與巖石中含有較多的黑云母相一致。鋁飽和度（A/CNK）為0.981.85,KN/A為0.350.65,屬過鋁的巖石類型，具S型花崗巖的特征。長英質(zhì)指數(shù)（FL

5、）為62.1297.80分異指數(shù)（D.I）為60.3480.54,固結(jié)指數(shù)（SI）為11.2726.85反映巖石在化學(xué)成分總體上呈中酸性、巖漿分異強的特點。1.3微量元素特征黃旗口花崗巖微量元素分析結(jié)果與維諾格拉多夫花崗巖等平均值相比，Cu、Rb、Sr、Ba、Nb、Ta、Be、Mo、W、Th、U略低，其余元素偏高或略高。與克拉克值相比，除Cr、Pb、Ba接近外,其余均偏低。1.4稀土元素特征黃旗口花崗巖稀土元素樣品分析數(shù)值表明稀土總量中等，藝REE為153.15314.3110-6,平均值為228.02X0-6;LREE/HREE為7.0519.64平均值為11.38,藝Ce/為Y.829.9

6、4,平均值為5.11,表明輕重稀土分異顯著，輕稀土相對富集，重稀土相對虧損；SE為0.410.80,平均值為0.61,為銪負(fù)異常，中等虧損，具殼型花崗巖的特征。1.5穩(wěn)定同位素特征黃旗口花崗巖全巖氧同位素分析數(shù)據(jù)，S18O（SMOW）變化在9.5%13.4%之間,變化范圍小，數(shù)值較為接近，平均值為11.5%。,10.0%。說明賀蘭山地區(qū)黃旗口花崗巖屬高S18O花崗巖類，氧同位素來自于地殼，與我國南嶺S型花崗巖S18O1似。1.6副礦物特征巖石中副礦物有鋯石（11.437g/T）、磷灰石（1.72.8g/T）、黃鐵礦（十幾粒一22.1g/T）、褐鐵礦（64.5g/T）及榍石、褐簾石、釷石、自然鉛

7、、白鎢礦等。鋯石以淺玫瑰色為主，少數(shù)為無色、白色、淺黃色，金剛光澤，透明一半透明，無包裹體，硬度較大，粒度一般為0.02迥.01mm,小者v0.01mm大者為0.04迥.015mm。鋯石呈四方雙錐柱狀，極個別為粒狀。2成因類型與構(gòu)造環(huán)境2.1成因類型巖石化學(xué)特征表明，賀蘭山地區(qū)黃旗口花崗巖巖石化學(xué)類型主要屬鈣性巖系，少數(shù)屬鈣堿性巖系，在A.RSiO2圖解上樣品全部落入鈣堿性區(qū)間;K/N比值絕大多數(shù)1,反映巖石富鉀；KN/Av1,A/CNK平均值1,表明巖石類型為過鋁質(zhì)的巖石。這些特征一致表明賀蘭山地區(qū)古元古代花崗巖具有S型花崗巖的一些特點。稀土配分曲線為向右傾斜的輕稀土富集型，絕大多數(shù)SEV0

8、.95,平均值為0.61,W負(fù)異常明顯，中等虧損，具殼源型（S）花崗巖的基本特征。綜上所述，賀蘭山地區(qū)黃旗口花崗巖體成因類型屬S型花崗巖無疑,是上地殼深熔巖漿侵入而形成的花崗巖類2.2構(gòu)造環(huán)境在(Y+Nb)Rb圖解上樣品集中落在火山弧花崗巖與同碰撞花崗巖分界線附近，在(Yb+Ta)Rb圖解上多數(shù)樣品落入火山弧花崗巖區(qū)，并且比較靠近同碰撞花崗巖區(qū)，少數(shù)樣品落入同碰撞花崗巖區(qū)。Maniar等(1989)在研究花崗巖巖石化學(xué)與構(gòu)造環(huán)境時指出，同碰撞花崗巖A/CNK1.15而火山弧花崗巖A/CNKV1.05。與之相比，賀蘭山地區(qū)黃旗口花崗巖絕大多數(shù)A/CNK1.15,平均值為1.35應(yīng)與同碰撞花崗巖相

9、當(dāng)，同時該花崗巖的其它化學(xué)參數(shù)與造山型花崗巖類的成分相比,也符合同碰撞花崗巖(CCG)特征。由此可見，賀蘭山地區(qū)黃旗口S型花崗巖形成于大陸碰撞造山環(huán)境。3就位機制及形成時代3.1就位機制綜前所述，賀蘭山地區(qū)黃旗口花崗巖具有如下一些特征。呈北北東向展布于賀蘭山褶斷帶中段，平面形態(tài)為長橢圓形，規(guī)模較大，呈巖基狀產(chǎn)出，未見侵入于其它地質(zhì)體中，與青白口紀(jì)黃旗口組不整合接觸。巖石類型復(fù)雜，以黑云母英云閃長巖、二云母英云閃長巖為主,次為二云母花崗巖、二云母二長花崗巖。巖石中普遍含深灰色細(xì)粒黑云母變粒巖、暗灰色黑云斜長片麻巖等變質(zhì)巖捕擄體，其長軸方向及片麻理走向大致與寄主巖中不甚發(fā)育的片麻理走向一致。巖體大

10、體可分出中心相一過渡相和邊緣相，自中心相一過渡相和邊緣相，巖體呈現(xiàn)一定的變化規(guī)律：捕虜體由無到有，由少而多；礦物粒度由粗變細(xì)，斜長石斑晶消失；由似斑狀結(jié)構(gòu)變?yōu)橹写至＝Y(jié)構(gòu)；酸度逐漸增高,石英含量增大；斜長石由中長石變?yōu)楦L石。巖體見有灰白色斜長偉晶巖、偉晶巖脈(團(tuán)塊)，與巖體分界截然且界面平直，巖脈走向為北北東向，大致與寄主巖中不甚發(fā)育的片麻理走向一致。從上述特征可以看出，賀蘭山地區(qū)黃旗口花崗巖具有強力就位的特點，其就位過程表現(xiàn)為：晉寧運動使賀蘭山地區(qū)地殼逐漸加厚、壓力增大、溫度增高，上地殼巖石局部熔融生成中酸性花崗巖漿，在擠壓機制的構(gòu)造環(huán)境下，這些巖漿借助于巖漿與圍巖的密度差所產(chǎn)生的浮力沿薄弱

11、地帶(斷裂、裂隙、節(jié)理等)上升到地殼淺部應(yīng)力相對松弛部位匯聚、離散、擴(kuò)張而最終定位。3.2形成時代1978年，寧夏地礦局區(qū)調(diào)隊在進(jìn)行1:20萬巴倫別立幅區(qū)調(diào)時于該巖體中獲得了兩組偉晶巖黑云母KAr法年齡值，分別為1696Ma、1681Ma,據(jù)此將其形成時代厘定為古元古代呂梁期。20世紀(jì)90年代,天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所在該巖體中獲得了兩組鋯石UPb法年齡值,分別為142535Ma和15399Ma,認(rèn)為黃旗口花崗巖形成時代的下限不會早于長城紀(jì)晚期至薊縣紀(jì)早期。通過上述四組同位素年齡值綜合分析，將黃旗口S型花崗巖形成時代厘定為中元古代長城紀(jì)（晉寧期）。4結(jié)語賀蘭山地區(qū)黃旗口花崗巖體呈巖基狀產(chǎn)出，巖體具不甚明顯的巖相分帶現(xiàn)象。巖石類型復(fù)雜，以黑云母英云閃長巖、二云母英云閃長巖為主，二云母花崗巖、二云母二長花崗巖次之，蝕變較強烈。巖石化學(xué)成分總體呈中酸性，巖漿分異強烈，化學(xué)類型屬鈣性一鈣堿性系列具殼源型花崗巖的基本特征。綜合分析表明，賀蘭山地區(qū)黃旗口花崗巖為上地殼深熔巖漿侵入形成的花崗巖類，屬S型花崗巖,形成于大陸碰撞造山環(huán)境。具有匯聚、離散、擴(kuò)張的強力就位