黑沟梁子花岗岩

5.2.2　野马南山、黑沟梁子花岗岩

野马南山、黑沟梁子花岗岩体出露于肃北蒙古自治县野马山一带，位于祁连地块西段、中祁连构造带的北部。南部侵位于元古代北大河岩群（野马南山群），北部被第四系覆盖，形态呈不规则的港湾状，长约29km，宽约10km，面积大于300km²。内接触带附近原生流动构造发育，流面产状倾向西或南西，倾角50°～70°。外接触带围岩普遍发育蛇纹石化和黄铁矿化，局部矽卡岩化。岩体内部相带清楚。苏建平等（2004）基于岩浆同源演化理论，建立了该岩体的谱系单位，划分为7个单元，归并为一个序列，各单元之间以脉动或涌动接触（图5-13）。其中一单元为中粒黑云母石英闪长岩，二单元为中粗粒黑云母石英二长闪长岩，三单元为中闪石英二长岩，四单元为中粒黑云母石英闪长岩，五单元为似斑状角闪花岗岩，六单元为似斑状黑云母二长花岗岩，七单元为中粒角粗粒黑云母二长花岗岩。野马南山岩体锆石U-Pb同位素年龄为（444＋38／－34）Ma（苏建平等，2004a）。

黑沟梁子花岗岩体为祁连造山带西段野马山南北缘野马河南测，出露面积约24km²，侵位于古元古代北大河岩群（野马南山群），北侧被第四纪覆盖，西侧为野马南山花岗岩体。岩石类型为中粗粒黑云母二长花岗岩，锆石U-Pb年龄为（444±17）Ma（苏建平等，2004b）。与野马南山锆石U-Pb年龄在误差范围内完全一致，均形成于晚奥陶世，为同一期构造岩浆活动的产物。

野马南山岩体附近发现有矽卡岩型铜（铁）矿化点，岩体接触带附近40km范围内有着相似的地质条件，自然重砂测量见有刚玉、白钨矿等异常。

5．2．2．1　野马南山、黑沟梁子花岗岩常量、微量、稀土元素地球化学

野马南山、黑沟梁子岩体的常量、微量和稀土元素化学组成分别见表5-5、表5-6。

表5-5　野马南山岩体常量元素化学组成（%）

表5-6　野马南山花岗岩微量、稀土元素组成（×10^－6）

续表5-6

据苏建平等（2004a，2004b），其中前12个样品为野马南山岩体：X21、X16为一单元，X19、X20为二单元，X15、X17、X26为三单元，X12、X25为四单元，X13为五单元，X14为六单元，X10为七单元；后2个样品为黑沟梁子岩体。测试方法：REE为ICPAES，微量元素为X荧光

野马南山岩体除1个样品SiO₂含量较低，其他介于60．33%～69．6%，为中性到中酸性花岗岩类岩石。在Harker图解中，SiO₂与TiO₂、FeO^t、MgO、CaO之间存在较明显的线性负相关变化关系，而与其余元素则关系不甚明显。总体上看，各单元成分具有连续演化的趋势，未出现明显的间断（图5-14）。

野马南山花岗岩ACNK指数在0．786～1．176之间，仅一单元的中粒黑云母石英闪长岩的ACNK小于1，七单元的中粒黑云母二长花岗岩ACNK大于1．1，其余单元的该指数介于1～1．1之间。在铝碱图解（图5-15）除一单元样品显示偏铝质特征外，其余单元样品显示过铝质特征。因为只有七单元样品ACNK大于1．1显示S型花岗岩特征，其余均落在I型花岗岩的范围，反映野马南山花岗岩主要为I型花岗岩。黑沟梁子花岗岩岩体主要为中酸性火成岩类，ACNK指数在1左右且小于1．1，属于轻微过铝质I型花岗岩类。在SiO2K₂O图解中，野马南山岩体、黑沟梁子岩体以富钾为特征，主要落于高钾钙碱性花岗岩区（图5-16）。

图5-14　野马南山花岗岩常量元素Harker图解
（纵、横轴均为%）

图5-15　野马南山岩体ANKACNK图解

图5-16　野马南山黑沟梁子岩体SiO2K₂O图解
◆为野马南山花岗岩，■为黑沟梁子花岗岩

野马南山花岗岩的稀土配分曲线样式，显示LREE分异明显，HREE分异较弱，具有明显右倾特点（图5-17）。花岗岩不具明显的Eu异常，但某些样品显示明显的Ce负异常和Dy负异常。Dy不是变价元素，在岩浆结晶分异或部分熔融过程中一般不会发生与相邻元素的明显分异。而Ce负异常一般与Ce的变价有关，也就是说要求Ce在熔体中以4＋态存在，但当Ce以Ce^4＋形式出现时，因电荷数的增加而离子半径将变小，可能导致Ce地球化学行为不同于相邻元素而出现异常。另外，某些海相沉积岩发育明显的Ce负异常，也存在花岗岩浆继承源区海相沉积岩稀土组成特征的可能。由于Dy为非变价元素，其异常显然不能用价态变化给出合理解释，同时考虑到本次引用的数据分析精度较差，因此也不能排除某些元素的异常是因为分析精度不高造成的。

图5-17　野马南山花岗岩球粒陨石标准化的稀土配分曲线

5．2．2．2　野马南山花岗岩成岩构造环境和源区特征

图5-18　野马南山花岗岩构造环境R₁R₂图解

在常量元素R₁R₂构造环境图解中（图5-18），野马南山花岗岩落在板块碰撞前花岗岩区。在（Y＋Nb）Rb及YNb图解（图5-19）中，样品分别落于火山弧花岗岩区（VAG）及火山弧（VAG）和同碰撞（SynCOLG）花岗岩区。在R₁R₂、（Y＋Nb）Rb构造图解中，黑沟梁子花岗岩主要落在同碰撞花岗岩区。以上结果表明，野马南山花岗岩主要形成于火山弧构造环境，而黑沟梁子主要形成于同碰撞构造环境。黑沟梁子岩体初始Sr同位素比值大于0．719，Nd同位素ε_Nd＝－6．2（苏建平等，2004），显示为壳源特征。

图5-19　野马南山花岗岩（Y＋Nb）Rb、YNb构造环境判别图解
（据Pearceetal，1984）

从花岗岩源区判别图解（图5-20）可以看出，野马南山花岗岩样品全部落在了角闪岩或变质基性岩到变质英云闪长岩区，反映花岗岩浆主要为变质的中基性火成岩或角闪岩部分熔融产物，因此应属于I型花岗岩。源区的这种属性与该岩体所表现出的部分埃达克岩地球化学特征较吻合。结合岩体成岩构造环境为火山弧特点，可以推断野马南山花岗岩形成与板块俯冲有关，其源区可能含有来自俯冲洋壳部分熔融的组分。野马南山岩体源区与野牛滩花岗岩岩体源区相比，存在一定差别。前者主要为单一的变质基性到中性火成岩及其相当的变质岩部分熔融的产物，而后者则包括更复杂的源区组分，虽然也以变质中基性火成岩或相当的产物为主，但同时有相当部分的变质杂砂岩和少量长英质泥岩组分。这种源区组分上的差异，是否决定着花岗岩成矿能力值得进一步研究。

埃达克岩石与矿床之间存在密切关系，因此近年来受到一些学者的特别关注。埃达克岩石一般具有SiO₂≥56%，Al₂O₃≥15%，MgO正常情况下小于3%，Mg^＃≈0．5，Sr≥400×10^－6，Y≤18×10^－6，Yb≤1．9×10^－6，Ni≥20×10^－6，Cr≥30×10^－6，Sr／Y≥20，La／Yb≥20，⁸⁷Sr／⁸⁶Sr≤0．7045（Defantetal，1990；Richards＆Kerrich，2007）。苏建平等（2004）根据野马南山所具有的埃达克岩石的一些地球化学标志：SiO₂≥56%，高铝（Al₂O₃≥15%），MgO＜3%，贫Y和Yb（Y≤18×10^－6，Yb≤1．9×10^－6），Sr含量高（＞400×10^－6），LREE富集，无Eu负异常等，判断野马南山花岗岩属于埃达克岩石（Adakite）。根据已有的文献，具有该种组成的岩石已被解释为俯冲洋壳和上升的橄榄岩地幔楔的长英质部分熔融的混染产物，并不是原始的岩浆。埃达克岩关键地球化学特征，如低Y、Yb浓度和高Sr／Y、La／Yb比值曾与俯冲板片的熔融相关联（Defantetal，1990），但新的研究工作证实，分离结晶和地壳混染同样可以形成这些特征。因此这些参数特征与俯冲洋壳部分熔融之间并不存在必然的联系。另外，根据埃达克岩石Y（Sr／Y）和Yb（La／Yb）判别图解（图5-21），野马南山花岗岩并不完全与典型的埃达克岩石地球化学特征相吻合。在Y（Sr／Y）图解中，野马南山样品位于埃达克岩石和正常岛弧火山岩的重叠处，主要沿岩浆分异线分布，而在Yb（La／Yb）图解中，则主要落在正常的弧火山岩区。显然，野马南山花岗岩虽具有埃达克岩的某些地球化学特征，但并非典型的埃达克岩，源区可能比典型的埃达克岩来源更为复杂。

图5-20　野马南山花岗岩源区判别图解
（据Wolf，1994；Thompson，1996；PatinoDouce，1996，1999）

图5-21　野马南山埃达克岩石判别图解
（底图据Richards＆Kerrich，2007）