祁连地块东段北缘中元古代陆缘弧火山岩地球化学特征尚晓龙本文.PDF

祁连地块东段北缘中元古代陆缘弧火山岩地球化学特征 尚晓龙 (甘肃地矿局第三地勘院，甘肃 兰州 730050) 摘要：分布于祁连造山带中祁连地块东端北缘的中元古代皋兰岩群火山岩为一套以基性—中基性—中酸性火山 岩组合的浅变质岩，通过岩石组合、岩石化学、稀土及微量元素地球化学的综合分析研究，认为该套火山岩产于陆 缘弧及弧后活动盆地的构造环境。 关键词：中祁连地块东段北缘；中基性火山岩；构造环境 中图分类号：P594 P597 【 】 1 本文研究区隶属于秦祁昆中央造山带的一部分 ，位于祁 连构造带中祁连地块的东段北缘，北与北祁连构造带相邻（图 1）。皋兰岩群为上部褶皱基底构造层，其下部是马衔山岩群结 晶基底构造层。根据1：25 万（兰州市）幅区域地质调查，皋 兰岩群厘定为中晚元古代长城—蓟县纪，可划分三个岩组，火 山岩赋存于第二岩组。通过对研究区火山岩的岩石组成、岩石化学及地球化学特征的系统分析研究， 表明皋兰岩群火山岩形成于陆缘弧及弧后盆地构造环境。 1 火山岩岩石学特征 皋兰岩群二岩组分布较广，根据岩性组合可分为：上部 主要为含钙细碎屑岩夹碳酸盐岩，中酸性火山岩组合；下部 为细碎屑岩，基性火山岩夹硅质岩组合。在区域上基性火山 岩、碳酸岩和硅质岩有互相消长趋势。火山岩区域变质程度 较低，为绿片岩相，但部分地段岩石普遍叠加强烈热接触蚀 变，使岩石具有继承性片状构造及成分分异条带，而条带内 新生矿物杂乱无章；如改地沟黑云母石英片岩，苦肠沟斜长 角闪片岩中的角闪石、黑云母变斑晶，自形程度高、无定向， 并受原始成分层控制，有一定成分分异的 “黑云母”或“角 闪石”条带。局部地区（在岩体接触围岩中）有石榴二云堇青 石角岩 ，红柱石角岩及透辉石角岩。热蚀变由加里东末期什 川等三个造山花岗岩体侵位所引起。 皋兰岩群火山岩广泛发育于第二岩组下段，主要以弧盆中 基性—酸性岩组合为特征。根据碎屑岩常量元素判别大地构造 1 环境投图（图2）*，充分反映皋兰岩群火山岩沉积环境为活 动大陆边缘的浅海—碳酸盐台地环境及浅海斜坡环境。 2 岩石化学特征 从（表1）可以看出：皋兰岩群火山岩的SiO 含量平均50.53％，TiO 含量0.86％，Al O 含量 2 2 2 3 14.41％，∑Fe 含量为8.42％，显示低钛、高铝的陆缘岛弧火山岩特点；Mg/(Mg+Fe)值低于原始岩 浆Mg/(Mg+Fe)（0.7）,在0.13－0.60之间，显示其岩浆为非原始岩浆性质；Na O＋K 0含量为3.40 2 2 ％，且Na O＞K 0，组合指数σ＝2.28，属钙碱性系列。在Al O －FeO*+TiO －MgO 图解中（图3）， 2 2 2 3 2 2 皋兰岩群样品落入高铁镁拉斑玄武岩区；在应用较广的硅－碱图解 *中，皋兰岩群大多数样品落入 亚碱性系列，仅有少部分样品落入碱性系列区域，说明皋兰岩群火山岩总体上以亚碱性系列为主； 2 在A－F－M 图解 *中，皋兰岩群既具有拉斑玄武岩，又有钙碱性玄武岩性质。上述岩石化学特征 与陆缘弧后盆地环境的火山岩一致。 表1 火山岩岩石化学数据表 －6 样品 地层 稀土元素丰度（10 ） 主要参数 编号 岩石名称 单位 La Ce