2. 青海省第六地质勘察院, 青海 海西 810001
2. Qinghai Sixth Geological Exploration Istitute, Haixi 810001, Qinghai, China
0 引言
五龙沟矿集区位于青海省境内，大地构造位置为东昆仑造山带中段。研究表明自中元古代以来东昆仑至少经历了加里东期和海西—印支期两次重要的造山运动[1-3]，分别对应原特提斯洋和古特提斯洋的构造演化。前人对于古特提斯洋已经进行了很多的研究，一般认为，东昆仑在早三叠世还处于活动大陆边缘环境，到中—晚三叠世已经闭合[4-5]，晚三叠世以后东昆仑地区转入碰撞造山及碰撞后构造演化阶段[6]；但也有文章指出在晚二叠世(约256 Ma)五龙沟矿集区随古特提斯洋俯冲、拼贴，洋盆于中三叠世(约240 Ma)关闭[7]。东昆仑地区存在着大量的与古特提斯洋三叠纪俯冲或碰撞事件同期的花岗岩，前人对于东昆仑地区岩浆活动的研究也多集中于这些花岗岩上：五龙沟地区花岗闪长岩和小垭口花岗岩形成年龄为248~246 Ma，其形成可能与古特提斯洋板块在三叠纪的俯冲作用有关[8]；东昆仑晚三叠世岩浆岩具有后碰撞岩浆岩微量元素特征，并出露A型花岗岩和具有埃达克质的岩浆岩，标志着古特提斯洋进入了后碰撞阶段[9]；东昆仑晚三叠世岩浆岩的岩石类型从镁铁质到长英质都有，主体为高钙碱性—钾玄岩系列，具有后碰撞岩浆岩的特征[10]。除了大面积出露的花岗岩外，五龙沟矿集区也出露少部分与三叠纪岩石圈伸展有关的辉绿岩，这些辉绿岩仅以岩脉形式出露，且分布范围较小。以往对于该地区的研究主要集中于广泛分布的花岗岩，而对辉绿岩脉的研究颇少，这使得我们对东昆仑地区岩浆演化过程的整体认识受到了一定程度的限制。
基性岩脉是幔源岩浆浅层侵位的产物，常被认为是伸展构造的重要标志[11]。笔者通过对出露于五龙沟矿集区4条辉绿岩脉进行岩石学、地球化学和U-Pb年代学等方面的研究，综合考虑辉绿岩脉的形成规模、形成年代、岩浆来源、构造背景以及与本地区同期花岗质岩石的关系，认为该地区的辉绿岩脉形成于俯冲背景下，进而指示古特提斯洋在中三叠世可能尚未闭合，这对于反演东昆仑古特提斯洋的演化具有重要意义。
1 区域地质概况东昆仑造山带在柴达木盆地和松潘—甘孜造山带之间，位于青藏高原北部，东西延伸上千千米[12-13](图 1a)。区内构造线近东西向展布，从南向北分别为东昆南断裂、东昆中断裂和东昆北断裂，东昆仑造山带以这3条断裂为界由南向北被分为3个区域构造单元，即东昆南带、东昆中带和东昆北带。五龙沟矿集区就位于东昆中带内，大地构造位置属于华北—塔里木板块西南缘过渡带[14](图 1b)。
东昆仑造山带具有复杂的构造演化历史，具有多旋回复合造山的特点。造山带内有广泛的岩浆岩分布，其中侵入岩更为发育，多以花岗岩为主，且具有明显的受构造活动控制的特点。东昆仑造山带主要经历了4个造山旋回：前寒武纪古陆形成；早古生代(加里东期)造山运动；晚古生代—早中生代(华力西期—印支期)造山运动；晚中生代—新生代(燕山期)造山运动。其中，早古生代(加里东期)和晚古生代—早中生代(华力西期—印支期)的造山旋回最为重要[13]。与之相对应，东昆仑造山带内的花岗岩也可以划分为4个时段：前寒武纪、早古生代、晚古生代—早中生代和晚中生代—新生代。其中，以晚古生代—早中生代(华力西期—印支期)的岩浆活动最为强烈，特别是三叠纪的花岗岩发育最为广泛[12, 17]。
五龙沟地区地层主要呈北东—南西向分布，出露地层从老到新依次为古元古界滹沱系金水口岩群斜长片麻岩、石英片岩和大理岩夹层，中元古界长城系小庙组大理岩、石英片岩和斜长片麻岩，新元古界青白口系丘吉东沟组片理化变质砾岩、千枚岩夹大理岩及结晶灰岩，奥陶系祁漫塔格群变凝灰岩和变火山角砾岩。区内断裂构造发育，构造线呈北西—南东向，发育有3条规模较大的脆韧性剪切带，是矿区内重要的控矿和容矿构造[13-14, 18-19]。区内岩浆活动强烈，发育不同类型的岩浆岩，以华力西期—印支期的侵入岩为主。华力西期的侵入岩主要为泥盆纪的花岗质岩石，早二叠世的二长花岗岩、黑云母花岗闪长岩和石英闪长岩；印支期的侵入岩主要为晚三叠世钾长花岗岩、二长花岗岩和斜长花岗岩。另外，在本区的西南部还有大量的寒武纪花岗质岩石侵位于长城系小庙组内(图 2)；中部还有大量志留纪的二长花岗岩、斜长花岗岩出露。
研究区的辉绿岩多以岩脉的形式产出，脉体出露宽度5~10 m，岩脉主要穿插于志留纪的花岗岩中，是本区相对较新的侵入岩。该区典型的辉绿岩脉有4条，分别位于水闸西沟、五龙沟西、猴头沟、猴头沟东(图 3)。水闸西沟的辉绿岩脉侵位于志留纪斜长花岗岩中，五龙沟西、猴头沟和猴头沟东的辉绿岩脉侵位于志留纪黑云母二长花岗岩中。
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| a.水闸西沟；b.五龙沟西；c.猴头沟；d.猴头沟东。 图 3 青海五龙沟矿集区辉绿岩脉素描图 Fig. 3 Doleritic dykes sketch of Wulonggou ore concentrated areas in Qinghai Province |
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水闸西沟辉绿岩脉走向140°，倾向南西，脉宽5 m，部分部位宽度可达10 m，近于直立(图 3a)。本次工作沿该岩脉(图 4a)依次采集7件样品(SZXG01-B1—B3、SZXG03-B1—B2、SZXG04-B1—B2)。样品表面呈灰黑色(图 4b)，细粒结构，镜下可见辉绿结构(图 4c)。主要矿物有斜长石和辉石，另含少量褐铁矿。斜长石体积分数为55%~65%，半自形—自形粒状结构，矿物晶体呈板条状，由于发生碳酸盐蚀变而显得破碎；辉石体积分数为30%~40%，由于蚀变矿物边界显得不清晰，主要发生碳酸盐化，部分发生蛇纹石化、绿泥石化和绿帘石化。
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| a, d, g, j.辉绿岩脉块状构造(野外照片); b, e, h, k.块状构造(手标本照片); c, f, i, l.辉绿结构(正交偏光镜下)。Pl.斜长石；Px.辉石；Chl.绿泥石；Cb.碳酸盐化。 图 4 五龙沟矿集区辉绿岩脉野外、手标本、镜下特征照片 Fig. 4 Photographs of field, specimen, microscope features of doleritic dykes in Wulonggou ore concentrated areas |
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五龙沟西有2条在走向上近于垂直相交的辉绿岩脉：一条脉体近于直立，沿南北走向延伸约200 m，宽约5 m；另一条岩脉走向近于东西向，垂直切过南北岩脉，脉宽10 m，沿走向延伸500 m(图 3b)。本次沿南北向岩脉取样品4件(WLGX01-B1—B4)，沿东西向岩脉(图 4d)取样品8件(WLGX02-B1—B4、WLGX03-B1、WLGX04-B1、WLGX05-B1、WLGX06-B1)。岩脉样品新鲜面均为灰黑色(图 4e)，块状构造，细粒结构，镜下可见辉绿结构(图 4f)。主要矿物为斜长石和辉石，褐铁矿较少。斜长石体积分数为60%~65%，半自形—自形结构，因碳酸盐化，仅少数可见板柱状晶体；辉石体积分数为30%~40%，呈粒状，碳酸盐化蚀变较发育，难见完整的辉石颗粒，多由碳酸盐矿物形成的辉石假晶充填于斜长石的三角形格架之间。
猴头沟辉绿岩脉倾向南西，近于直立，宽约5 m，接触边界清晰，岩性突变明显(图 3c)。本次沿岩脉(图 4g)采集样品5件(HTG10-B1—B3、HTG11-B1—B2)。岩石样品呈灰黑色(图 4h)，细粒结构，镜下可见辉绿结构(图 4i)。主要矿物为斜长石和辉石，还含有少量褐铁矿。斜长石体积分数为55%~65%，半自形结构，多发生矿物蚀变，主要是碳酸盐化和绿泥石化，矿物因蚀变而显得较为破碎；辉石体积分数为35%~45%，主要为单斜辉石，还有少量的斜方辉石，多发生一定程度的碳酸盐化和绿泥石化。
猴头沟东辉绿岩脉走向北东—南西，倾向南东，脉宽3 m，近于直立，脉体中部被北西向构造错断达5 m，断裂两侧岩脉相互平行，南部岩脉相对较宽，可达6 m，北侧岩脉长度300 m，延伸至山顶(图 3d)。沿南侧岩脉(图 4j)取5件样品(HTGD04-B1—B2、HTGD05-B1、HTGD06-B1、HTGD07-B1)，沿北侧脉体取样品5件(HTGD01-B1—B2、HTGD02-B1、HTGD03-B1—B2)。岩石样品呈灰黑色(图 4k)，细粒结构，镜下可见辉绿结构(图 4l)。主要矿物为斜长石和辉石，还有少量褐铁矿。斜长石体积分数为55%~60%，半自形结构，部分斜长石可见环形结构，普遍发生微弱蚀变，主要为碳酸盐化；辉石体积分数为40%~45%，辉石颗粒蚀变严重，主要为碳酸盐化和绿泥石化。
本次工作对以上所采集的样品都进行了主量元素、微量元素和稀土元素相关的分析测试工作，其中对样品SZXG01-B2、SZXG03-B1、WLGX01-B1、WLGX02-B3、HTG10-B2、HTGD01-B1、HTGD04-B1还进行了锆石分选和LA-ICP-MS U-Pb定年测试。
3 分析测试方法 3.1 锆石CL成像用于挑选的锆石样品首先经过破碎，再通过磁选和重力选矿方法进行分选；然后在双目镜下精选出透明度高、无包体、无裂痕的锆石颗粒；最后使用连接了JEOL JSM6510的扫描电镜的微型阴极发光(CL)检测器进行锆石U-Pb测年和Hf同位素分析的CL照片。该项工作在北京锆年领航科技有限公司完成。
3.2 LA-ICP-MS锆石U-Pb定年样品的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年在中国冶金总局山东局测试中心完成，采用装配有193 nm激光剥蚀系统的美国产Xseries2型等离子质谱仪(LA-ICP-MS)进行实验。详细的激光剥蚀系统的操作方法和ICP-MS仪器参数可见文献[21]。U-Pb同位素测年采用锆石91500作为外部标准，关于U-Pb测年的离线数据选择、地质背景综合、信号分析、时间偏移校正和定量校正等工作均采用ICPMSDataCal完成[21-22]。具体的仪器使用条件和数据处理方法见文献[21-22]，年龄估算与谐和曲线的绘制使用Ludwig[23]编制的Isoplot Ver.3.23程序。
研究过程中尝试进行了Hf同位素的分析测试工作，但于锆石颗粒太小，大部分未能成功获得有效Hf同位素数据。
3.3 岩石地球化学分析所有岩石样品的地球化学测试都是在广州澳实分析检测有限公司(广州)完成。主量元素利用X射线荧光光谱法(XRF)测定; 稀土元素的分析测试通过产于美国的Agilent 7700x电感耦合等离子体-质谱仪(ICP-MS)完成; 微量元素的分析测试利用产于美国的电感耦合等离子体-原子发射光谱和电感耦合等离子体-质谱分析方法完成；主量元素分析的精准度大于5%，微量元素和稀土元素分析的精准度为5%~10%，仪器参数设置及详细的操作步骤见文献[24-25]。
4 分析测试结果 4.1 锆石U-Pb年代学本次工作对4条辉绿岩脉中7件样品开展了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年工作。这些辉绿岩中的锆石颗粒多无色透明，自形—半自形结构，大多呈短柱状(长轴50 ~ 120 μm，长宽比为1:1 ~ 2:1)；阴极发光照片显示锆石多晶形完好，且具有清晰的锆石结构和典型的岩浆锆石震荡环带(图 5)。测年结果表明，虽然锆石的U-Pb年龄分布范围宽泛，但所有样品中均存在拥有最新年龄(约为245 Ma)的锆石，加上这些样品类似的岩石学和地球化学特征，推测这些锆石可代表辉绿岩脉结晶时的年龄，而其他更老的年龄则代表捕获锆石的年龄。
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| 白线圈为LA-ICP-MS U-Pb定年位置。 图 5 五龙沟矿集区辉绿岩锆石阴极发光(CL)典型图像和U-Pb年龄值 Fig. 5 CL images and U-Pb ages values of doleritic zircons in Wulonggou ore concentrated areas |
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样品SZXG01-B2中锆石的Th/U值为0.07~2.23(由于篇幅所限及本次研究目的，表 1只列出结晶年龄数据), 主要集中于0.46~0.94，属于岩浆锆石[26-27]。选择环带清晰的23个锆石颗粒进行锆石U-Pb年龄测定，获得有效点16个，其中具有最新年龄的锆石加权平均年龄为(247±4)Ma(n=5)，代表了辉绿岩脉的结晶年龄(表 1)；锆石中还存在加权平均年龄为(401±6)Ma(n=5)的捕获的岩浆锆石；此外，还有年龄为493、520、806、824、1 260和1 523 Ma的捕获锆石。样品SZXG03-B1中锆石颗粒的Th/U值为0.01~1.18，主要集中在0.20~1.18，属于岩浆锆石[26-27]。挑选环带清晰的28颗锆石颗粒进行U-Pb年龄测定，获得28组年龄数据，最新的年龄为240 Ma，但仅有1个数据点(表 1)，其余的锆石时代较老，206Pb/238U年龄变化较大(1 335~403 Ma)，属于捕获的岩浆锆石。
| 测试点号 | w/10-6 | Th/U | 同位素比值 | 年龄/ Ma | ||||||||||||
| 232Th | 238U | 207Pb/206Pb | 1σ | 207Pb/235U | 1σ | 206Pb/238U | 1σ | 207Pb/206Pb | 1σ | 207Pb/235U | 1σ | 206Pb/238U | 1σ | |||
| SZXG01-B2-5 | 178 | 349 | 0.51 | 0.048 1 | 0.001 8 | 0.263 5 | 0.009 3 | 0.039 6 | 0.000 6 | 106 | 87 | 237 | 7 | 251 | 3 | |
| SZXG01-B2-10 | 218 | 233 | 0.94 | 0.051 5 | 0.002 1 | 0.280 2 | 0.010 4 | 0.039 8 | 0.000 7 | 265 | 101 | 251 | 8 | 252 | 5 | |
| SZXG01-B2-11 | 649 | 2 085 | 0.31 | 0.051 2 | 0.001 1 | 0.275 6 | 0.006 7 | 0.038 5 | 0.000 5 | 250 | 50 | 247 | 5 | 243 | 3 | |
| SZXG01-B2-12 | 418 | 917 | 0.46 | 0.056 8 | 0.001 9 | 0.301 9 | 0.009 7 | 0.038 2 | 0.000 5 | 483 | 74 | 268 | 8 | 242 | 3 | |
| SZXG01-B2-20 | 190 | 277 | 0.68 | 0.055 5 | 0.002 3 | 0.284 2 | 0.011 5 | 0.037 2 | 0.000 7 | 432 | 90 | 254 | 9 | 235 | 4 | |
| SZXG03-B1-26 | 182 | 242 | 0.75 | 0.053 6 | 0.002 2 | 0.279 7 | 0.010 8 | 0.037 9 | 0.000 7 | 354 | 91 | 250 | 9 | 240 | 4 | |
| WLGX02-B3-2 | 334 | 592 | 0.56 | 0.050 3 | 0.001 3 | 0.280 1 | 0.008 3 | 0.040 1 | 0.000 8 | 209 | 94 | 251 | 7 | 254 | 5 | |
| WLGX02-B3-7 | 373 | 603 | 0.62 | 0.054 5 | 0.001 7 | 0.290 9 | 0.010 6 | 0.038 2 | 0.000 7 | 394 | 69 | 259 | 8 | 242 | 4 | |
| WLGX02-B3-13 | 281 | 505 | 0.56 | 0.051 9 | 0.001 7 | 0.277 5 | 0.009 1 | 0.038 7 | 0.000 6 | 280 | 71 | 249 | 7 | 245 | 4 | |
| WLGX02-B3-19 | 237 | 443 | 0.53 | 0.049 7 | 0.001 4 | 0.263 5 | 0.007 3 | 0.038 4 | 0.000 5 | 189 | 67 | 237 | 6 | 243 | 3 | |
| HTG10-B2-12 | 196 | 493 | 0.40 | 0.065 2 | 0.003 3 | 0.346 1 | 0.024 0 | 0.037 4 | 0.001 0 | 789 | 75 | 302 | 18 | 236 | 6 | |
| HTGD01-B1-3 | 320 | 514 | 0.62 | 0.051 6 | 0.001 4 | 0.272 5 | 0.007 3 | 0.038 1 | 0.000 5 | 333 | 60 | 245 | 6 | 241 | 3 | |
| HTGD01-B1-5 | 574 | 672 | 0.86 | 0.062 3 | 0.003 1 | 0.333 4 | 0.020 3 | 0.037 8 | 0.000 6 | 683 | 106 | 292 | 15 | 239 | 4 | |
| HTGD01-B1-6 | 746 | 1 065 | 0.70 | 0.068 3 | 0.003 2 | 0.365 5 | 0.027 0 | 0.038 0 | 0.001 3 | 876 | 98 | 316 | 20 | 241 | 8 | |
| HTGD01-B1-10 | 366 | 375 | 0.98 | 0.060 4 | 0.002 5 | 0.321 6 | 0.016 1 | 0.038 0 | 0.001 1 | 620 | 89 | 283 | 12 | 240 | 7 | |
| HTGD04-B1-1 | 436 | 748 | 0.58 | 0.067 9 | 0.001 9 | 0.361 4 | 0.010 9 | 0.038 3 | 0.000 6 | 866 | 59 | 313 | 8 | 242 | 4 | |
| HTGD04-B1-2 | 386 | 703 | 0.55 | 0.061 3 | 0.002 5 | 0.322 4 | 0.017 5 | 0.037 2 | 0.000 8 | 650 | 89 | 284 | 13 | 235 | 5 | |
| HTGD04-B1-6 | 1 193 | 1 087 | 1.10 | 0.060 1 | 0.001 5 | 0.318 4 | 0.008 2 | 0.038 1 | 0.000 7 | 609 | 54 | 281 | 6 | 241 | 4 | |
| HTGD04-B1-7 | 463 | 619 | 0.75 | 0.052 6 | 0.001 8 | 0.287 7 | 0.010 2 | 0.039 3 | 0.000 6 | 322 | 78 | 257 | 8 | 249 | 4 | |
| HTGD04-B1-9 | 151 | 151 | 1.00 | 0.048 4 | 0.002 4 | 0.269 5 | 0.013 2 | 0.040 4 | 0.000 9 | 120 | 115 | 242 | 11 | 255 | 6 | |
| HTGD04-B1-11 | 1 184 | 3 241 | 0.37 | 0.051 1 | 0.000 9 | 0.272 7 | 0.004 9 | 0.038 3 | 0.000 5 | 256 | 38 | 245 | 4 | 243 | 3 | |
| HTGD04-B1-13 | 189 | 331 | 0.57 | 0.053 0 | 0.002 0 | 0.278 8 | 0.011 1 | 0.037 7 | 0.000 5 | 332 | 85 | 250 | 9 | 238 | 3 | |
| HTGD04-B1-16 | 207 | 380 | 0.54 | 0.052 5 | 0.002 0 | 0.274 4 | 0.011 4 | 0.038 0 | 0.000 9 | 309 | 89 | 246 | 9 | 240 | 6 | |
样品WLGX01-B1中锆石颗粒的Th/U值为0.08~1.21，主要集中于0.30~0.45，属于岩浆锆石[26-27]。挑选环带清晰的23颗锆石颗粒进行U-Pb测年，经过校正后获得有效点共14个，其中具有最新年龄的锆石加权平均年龄为(413±5)Ma(n=9)，其他的时代较老的锆石年龄分别为(830±70)Ma(n=3)、927 Ma和1 284 Ma。样品WLGX02-B3中锆石的Th/U值为0.35 ~ 1.92，主要集中于0.50~0.70之间，属于岩浆锆石[26-27]。挑选样品中环带结构清晰的21颗锆石颗粒进行U-Pb年龄测定，获得有效点9个，最新年龄的锆石加权平均年龄为(246±4)Ma(n=4)(表 1)，代表该辉绿岩脉的结晶年龄；此外，还有年龄为(416±16)Ma(n=2)、813 Ma、914 Ma和1 212 Ma的捕获锆石。
样品WLGX02-B3和样品WLGX01-B1取自同一岩脉，但锆石U-Pb测年结果显示二者中锆石的最新年龄不一致，WLGX02-B3的最新年龄为(246±4)Ma(n=4)，WLGX01-B1的206Pb/238U最新年龄为(413±5)Ma(n=9)，二者最新年龄明显不一致。对比可知，WLGX01-B1样品中的锆石全部是捕获所得，本条岩脉的最新年龄应为(246±4) Ma(n=4)。
辉绿岩样品HTG10-B2中锆石的Th/U值范围为0.40~1.11，主要集中在0.80~1.11，具有岩浆锆石的特征[26-27]。选择环带清晰的20个锆石颗粒进行锆石U-Pb年龄测定，获得有效点13个。其中，具有最新年龄的锆石206Pb/238U年龄值为236 Ma，但数据点很少，仅有1个(表 1)；此外，还有年龄为(421±24)Ma(n＝2)和(2 522±20)Ma(n=10)的捕获锆石。
样品HTGD01-B1中锆石颗粒的Th/U值为0.16~0.98，主要集中于0.50~ 0.90，具有岩浆锆石的特征[26-27]。选择环带清晰的14个锆石颗粒进行锆石U-Pb年龄测定，获得有效点11个，部分位于谐和曲线及其附近。根据测试结果，最新年龄的锆石加权平均年龄为(242±6)Ma(n=4)，这个最新年龄也代表了本条辉绿岩脉的结晶时间(表 1)。此外，还有年龄为(397.4±8.7)Ma(n=3)、455 Ma和777 Ma(n=3)的捕获锆石。HTGD04-B1中锆石样品的Th/U值为0.21~1.10, 主要集中于0.50~1.10的范围内，属于岩浆锆石[26-27]。选择环带清晰的19颗锆石颗粒进行U-Pb年龄测定(图 5)，获得有效点16个，部分测点年龄位于谐和曲线上。其中，最新年龄的锆石加权平均年龄为(246±4)Ma(n=7)，可代表该辉绿岩脉的结晶年龄(表 1)；此外，还有年龄为365、634、740 Ma以及时代更老的捕获锆石。
由于每个样品中有效的能代表原生锆石的年龄数据较少，大都是捕获锆石的年龄，为了更具统计意义，我们将所采集样品的锆石U-Pb测年结果放在一张年龄谐和图上进行分析。由图 6a可见原生锆石和捕获锆石都有且年龄分带明显，最新的206Pb/238U谐和年龄为(244.8±2.0)Ma(n=23)，MSWD=1.01(图 6a)，加权平均年龄为(242.8±2.1)Ma(n=23)，MSWD=1.6，二者年龄相近，代表了辉绿岩脉的结晶年龄，属于中三叠世。其余的206Pb/238U年龄可分为几组，主要集中在425Ma(n=23)，(830±10)Ma(n=20)，代表了捕获锆石的年龄(捕获锆石的数据和CL照片未附)。
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| 图 6 五龙沟矿集区辉绿岩脉锆石U-Pb年龄谐和图(a)和加权平均年龄图(b) Fig. 6 Zircon U-Pb concordia diagrams (a) and weighted mean ages (b) of doleritic dykes in Wulonggou ore concentrated areas |
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五龙沟矿集区辉绿岩脉的岩石化学成分：w(SiO2)为45.82%~52.94%，属于基性岩，w(TiO2)为1.21%~1.71%，w(Al2O3)很高，为15.55%~16.74%，w(Fe2O3)为8.32%~10.14%，w(MnO)为0.14%~0.18%，w(MgO)为4.62%~7.89%，w(CaO)为5.48%~10.20%，w(Na2O)为1.98%~4.51%，w(K2O)为0.70%~2.04%，w(P2O5)为0.15%~0.36%，Mg#值为0.49~0.63，具体测试结果见表 1。侵入岩TAS图解(图 7)显示样品位于碱性和亚碱性之间的过渡序列。
五龙沟矿集区的辉绿岩脉表现出了相似的微量元素特征，各微量元素质量分数变化相同。微量元素原始地幔标准蛛网图(图 8a)显示，本地辉绿岩脉富集LILE(Rb、Ba、Eu)和LREE(图 8b)，亏损HFSE(Nb、Ta), 并表现出强烈的Pb正异常，微量元素的这种特征可能是富集岩石圈地幔部分熔融的结果，也可能是亏损地幔岩浆上涌过程中受地壳混染所致或者源区不同的岩浆混合形成。因为本次所取样品都经历了一定的蚀变作用，考虑到Zr、Nb、Y元素均为不活泼元素，受后期蚀变影响比较弱，所以采用2Nb-Zr/4-Y构造判别图解(图 9a)，并选择受地壳混染较弱的样品进行构造环境判别，样品点落在板内拉斑玄武岩和火山弧玄武岩区域；为进一步确定岩石形成的构造环境，又使用Hf/3- Th -Ta构造判别图(图 9b)，样品全部落在岛弧拉斑玄武岩区域。
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| a. AI区.板内碱性玄武岩；AII区.板内碱性玄武岩和板内拉斑玄武岩；B区.异常大洋中脊；C区.板内拉斑玄武岩和火山弧玄武岩；D区.正常大洋中脊和火山弧玄武岩；底图据文献[31]。b. IAT.钙碱性玄武岩；ICA.岛弧拉斑玄武岩；N-MORB.正常大洋中脊；E-MORB.异常大洋中脊；WPT.板内拉斑玄武岩；WPA.碱性板内玄武岩；底图据文献[32]。 图 9 五龙沟矿集区辉绿岩脉2Nb-Zr/4-Y(a)和Hf/3-Th-Ta构造判别图解 Fig. 9 2Nb-Zr/4-Y (a) and Hf/3-Th-Ta (b) diagram of doleritic dykes in Wulonggou ore concentrated areas |
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五龙沟矿集区辉绿岩稀土总质量分数为61.35×10-6~125.28×10-6，稀土元素总量中等，平均值101.65×10-6；轻稀土质量分数45.57×10-6~103.20×10-6，平均值为81.74×10-6；重稀土质量分数15.78×10-6~22.26×10-6，平均为19.92×10-6。轻重稀土比值为2.89~4.67，变化范围不大，平均为4.06，轻重稀土分异不显著；δEu范围是0.88~1.33，均值为1.05，呈现出微弱的正Eu异常，说明岩浆未经历大规模的斜长石分离结晶作用。(La/Yb)N的范围为2.07~4.21，均值为3.49，球粒陨石标准化的稀土元素配分模式图上配分曲线为右倾模式(图 8b、表 2)。
| 样品号 | SiO2 | TiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | MnO | MgO | CaO | Na2O | K2O | P2O5 | 烧失量 | 总量 | A/CNK | Mg# | Sc | ||
| SZXG01-B1 | 50.32 | 1.49 | 16.24 | 9.62 | 0.16 | 6.08 | 5.48 | 3.35 | 1.98 | 0.31 | 5.40 | 100.69 | 0.92 | 0.56 | 21.2 | ||
| SZXG01-B2 | 49.99 | 1.47 | 16.30 | 9.60 | 0.17 | 5.38 | 6.36 | 4.25 | 1.47 | 0.31 | 4.42 | 99.97 | 0.81 | 0.53 | 22.4 | ||
| SZXG01-B3 | 50.52 | 1.51 | 16.42 | 9.73 | 0.15 | 5.43 | 5.94 | 4.10 | 1.67 | 0.32 | 4.23 | 100.30 | 0.85 | 0.53 | 21.9 | ||
| SZXG03-B1 | 51.64 | 1.53 | 16.74 | 9.92 | 0.16 | 5.58 | 5.85 | 4.51 | 1.39 | 0.33 | 2.66 | 100.50 | 0.86 | 0.53 | 20.0 | ||
| SZXG03-B2 | 50.04 | 1.46 | 16.00 | 9.30 | 0.16 | 4.82 | 7.33 | 3.30 | 1.67 | 0.31 | 5.48 | 100.02 | 0.78 | 0.51 | 21.1 | ||
| SZXG04-B1 | 50.14 | 1.47 | 16.12 | 9.57 | 0.16 | 5.35 | 6.20 | 3.88 | 1.91 | 0.32 | 4.81 | 100.27 | 0.82 | 0.53 | 23.2 | ||
| SZXG04-B2 | 49.74 | 1.46 | 15.96 | 9.37 | 0.14 | 5.11 | 6.16 | 3.45 | 1.49 | 0.31 | 7.47 | 100.83 | 0.86 | 0.52 | 20.2 | ||
| WLGX01-B1 | 49.99 | 1.71 | 16.18 | 9.66 | 0.18 | 5.42 | 7.01 | 2.60 | 1.83 | 0.28 | 5.47 | 100.60 | 0.85 | 0.53 | 26.9 | ||
| WLGX01-B2 | 51.02 | 1.48 | 16.21 | 9.34 | 0.16 | 4.62 | 6.43 | 2.86 | 1.71 | 0.36 | 5.67 | 100.18 | 0.89 | 0.49 | 21.8 | ||
| WLGX01-B3 | 50.60 | 1.54 | 16.38 | 9.59 | 0.18 | 5.10 | 6.90 | 2.71 | 2.04 | 0.33 | 5.17 | 100.81 | 0.85 | 0.51 | 23.0 | ||
| WLGX01-B4 | 48.71 | 1.51 | 16.17 | 9.28 | 0.14 | 5.02 | 7.31 | 2.89 | 1.65 | 0.30 | 7.37 | 100.45 | 0.82 | 0.52 | 22.2 | ||
| WLGX02-B1 | 49.40 | 1.49 | 15.94 | 9.29 | 0.18 | 4.93 | 7.55 | 3.05 | 1.25 | 0.33 | 6.93 | 100.58 | 0.79 | 0.51 | 23.0 | ||
| WLGX02-B2 | 52.08 | 1.55 | 15.93 | 9.60 | 0.17 | 6.08 | 6.98 | 2.65 | 1.78 | 0.32 | 3.03 | 100.45 | 0.84 | 0.56 | 32.0 | ||
| WLGX02-B3 | 50.22 | 1.39 | 16.16 | 9.51 | 0.17 | 6.62 | 8.18 | 2.81 | 1.33 | 0.24 | 2.91 | 99.82 | 0.77 | 0.58 | 31.1 | ||
| WLGX02-B4 | 45.89 | 1.21 | 15.90 | 8.84 | 0.15 | 6.51 | 10.20 | 2.43 | 1.17 | 0.15 | 6.91 | 99.67 | 0.67 | 0.59 | 28.8 | ||
| WLGX03-B1 | 50.69 | 1.49 | 15.58 | 9.39 | 0.15 | 5.13 | 7.25 | 2.75 | 1.47 | 0.30 | 5.65 | 100.05 | 0.81 | 0.52 | 29.8 | ||
| WLGX04-B1 | 48.61 | 1.24 | 16.22 | 9.15 | 0.16 | 7.89 | 9.51 | 2.33 | 0.96 | 0.16 | 4.19 | 100.69 | 0.73 | 0.63 | 28.8 | ||
| WLGX05-B1 | 51.00 | 1.42 | 16.17 | 9.53 | 0.17 | 6.54 | 8.37 | 3.08 | 1.11 | 0.25 | 2.86 | 100.73 | 0.75 | 0.58 | 30.5 | ||
| WLGX06-B1 | 51.71 | 1.48 | 16.41 | 9.62 | 0.17 | 5.07 | 6.86 | 3.79 | 1.59 | 0.33 | 3.11 | 100.35 | 0.80 | 0.51 | 21.9 | ||
| HTG10-B1 | 50.63 | 1.50 | 16.31 | 9.69 | 0.16 | 5.27 | 7.11 | 3.84 | 1.51 | 0.32 | 3.77 | 100.30 | 0.78 | 0.52 | 22.3 | ||
| HTG10-B2 | 50.45 | 1.49 | 16.18 | 9.59 | 0.16 | 5.18 | 7.36 | 3.83 | 1.56 | 0.32 | 3.31 | 99.61 | 0.76 | 0.52 | 21.4 | ||
| HTG10-B3 | 50.71 | 1.50 | 16.29 | 9.57 | 0.16 | 5.06 | 7.42 | 4.35 | 1.22 | 0.33 | 3.48 | 100.22 | 0.74 | 0.51 | 22.6 | ||
| HTG11-B1 | 51.53 | 1.50 | 16.24 | 9.54 | 0.16 | 4.79 | 7.90 | 3.34 | 1.14 | 0.33 | 3.73 | 100.47 | 0.77 | 0.50 | 21.0 | ||
| HTG11-B2 | 51.14 | 1.52 | 16.46 | 9.76 | 0.16 | 5.10 | 7.22 | 4.03 | 1.40 | 0.34 | 2.85 | 100.26 | 0.77 | 0.51 | 21.2 | ||
| HTGD01-B1 | 49.77 | 1.37 | 15.87 | 9.12 | 0.16 | 6.60 | 7.46 | 2.42 | 1.43 | 0.24 | 5.44 | 100.13 | 0.83 | 0.59 | 28.7 | ||
| HTGD01-B2 | 47.29 | 1.29 | 15.62 | 8.63 | 0.16 | 6.09 | 8.06 | 2.79 | 0.70 | 0.23 | 8.09 | 99.17 | 0.78 | 0.58 | 25.9 | ||
| HTGD02-B1 | 46.17 | 1.21 | 15.79 | 8.32 | 0.15 | 7.14 | 7.97 | 2.45 | 0.97 | 0.16 | 9.38 | 99.84 | 0.81 | 0.63 | 27.2 | ||
| HTGD03-B1 | 45.82 | 1.25 | 16.09 | 8.49 | 0.16 | 6.81 | 9.82 | 1.98 | 1.58 | 0.16 | 7.86 | 100.13 | 0.71 | 0.61 | 28.5 | ||
| HTGD03-B2 | 50.54 | 1.39 | 15.74 | 9.22 | 0.15 | 6.41 | 7.70 | 2.37 | 1.49 | 0.26 | 4.39 | 99.83 | 0.81 | 0.58 | 28.7 | ||
| HTGD04-B1 | 52.87 | 1.59 | 15.77 | 10.04 | 0.17 | 5.72 | 6.65 | 2.93 | 1.72 | 0.36 | 1.84 | 99.93 | 0.84 | 0.53 | 29.5 | ||
| HTGD04-B2 | 52.94 | 1.62 | 15.67 | 10.14 | 0.18 | 5.33 | 7.45 | 2.97 | 1.61 | 0.36 | 1.74 | 100.44 | 0.78 | 0.51 | 28.5 | ||
| HTGD05-B1 | 52.38 | 1.60 | 15.69 | 9.82 | 0.18 | 5.27 | 7.25 | 2.72 | 2.04 | 0.36 | 2.12 | 99.70 | 0.79 | 0.52 | 32.4 | ||
| HTGD06-B1 | 51.20 | 1.56 | 15.55 | 9.81 | 0.16 | 5.48 | 7.17 | 2.70 | 1.98 | 0.33 | 3.31 | 99.52 | 0.79 | 0.53 | 29.7 | ||
| HTGD07-B1 | 48.01 | 1.28 | 16.16 | 8.98 | 0.14 | 6.50 | 8.91 | 2.33 | 1.59 | 0.18 | 6.08 | 100.35 | 0.74 | 0.59 | 28.8 | ||
| 样品号 | V | Cr | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Cd | Cs | Ba | ||
| SZXG01-B1 | 121 | 39 | 28.9 | 23.0 | 22.9 | 101 | 19.60 | 110.0 | 294.0 | 26.3 | 206 | 7.6 | 0.04 | 17.05 | 280 | ||
| SZXG01-B2 | 128 | 40 | 30.5 | 23.9 | 21.9 | 101 | 20.00 | 98.8 | 296.0 | 30.1 | 196 | 7.6 | 0.05 | 12.40 | 200 | ||
| SZXG01-B3 | 127 | 38 | 29.7 | 24.2 | 24.0 | 101 | 20.20 | 89.4 | 321.0 | 27.8 | 202 | 7.8 | 0.04 | 13.60 | 230 | ||
| SZXG03-B1 | 128 | 39 | 28.6 | 23.3 | 23.9 | 104 | 19.85 | 50.5 | 277.0 | 27.0 | 215 | 7.7 | 0.06 | 9.89 | 220 | ||
| SZXG03-B2 | 121 | 32 | 28.0 | 20.9 | 23.3 | 99 | 20.10 | 117.0 | 314.0 | 31.0 | 219 | 8.2 | 0.08 | 9.15 | 210 | ||
| SZXG04-B1 | 127 | 37 | 31.1 | 24.0 | 22.5 | 115 | 19.60 | 112.5 | 337.0 | 31.3 | 208 | 8.0 | 0.11 | 10.20 | 310 | ||
| SZXG04-B2 | 116 | 31 | 27.8 | 21.3 | 23.5 | 99 | 18.70 | 84.1 | 249.0 | 29.7 | 214 | 7.6 | 0.04 | 6.16 | 250 | ||
| WLGX01-B1 | 135 | 31 | 31.0 | 23.4 | 27.6 | 108 | 20.30 | 137.5 | 290.0 | 32.4 | 203 | 8.6 | 0.10 | 16.00 | 280 | ||
| WLGX01-B2 | 121 | 30 | 28.1 | 19.8 | 25.3 | 111 | 21.00 | 130.0 | 280.0 | 34.8 | 240 | 9.4 | 0.11 | 12.50 | 300 | ||
| WLGX01-B3 | 121 | 30 | 29.2 | 21.5 | 25.8 | 105 | 19.30 | 148.0 | 273.0 | 31.0 | 214 | 8.3 | 0.09 | 17.60 | 270 | ||
| WLGX01-B4 | 123 | 33 | 27.6 | 22.8 | 23.3 | 96 | 18.65 | 122.0 | 221.0 | 30.2 | 193 | 7.4 | 0.05 | 11.10 | 230 | ||
| WLGX02-B1 | 122 | 31 | 28.2 | 21.8 | 25.4 | 106 | 19.35 | 83.8 | 263.0 | 32.4 | 214 | 8.3 | 0.08 | 7.69 | 250 | ||
| WLGX02-B2 | 152 | 108 | 31.1 | 69.0 | 37.9 | 82 | 17.90 | 88.5 | 267.0 | 32.1 | 218 | 6.8 | 0.06 | 14.50 | 660 | ||
| WLGX02-B3 | 169 | 157 | 35.9 | 98.1 | 45.9 | 84 | 17.60 | 77.8 | 282.0 | 29.3 | 181 | 5.3 | 0.05 | 12.75 | 500 | ||
| WLGX02-B4 | 160 | 187 | 43.9 | 126.0 | 56.1 | 73 | 15.45 | 88.3 | 218.0 | 25.5 | 122 | 3.4 | 0.07 | 11.90 | 210 | ||
| WLGX03-B1 | 157 | 122 | 26.8 | 73.7 | 37.5 | 80 | 17.45 | 89.9 | 237.0 | 30.8 | 209 | 6.3 | 0.07 | 19.40 | 670 | ||
| WLGX04-B1 | 166 | 196 | 39.5 | 134.0 | 57.1 | 75 | 15.70 | 58.1 | 207.0 | 26.4 | 128 | 3.5 | 0.10 | 11.55 | 150 | ||
| WLGX05-B1 | 161 | 153 | 31.7 | 87.8 | 49.9 | 79 | 16.50 | 60.1 | 257.0 | 28.7 | 185 | 5.2 | 0.08 | 12.25 | 530 | ||
| WLGX06-B1 | 120 | 30 | 27.2 | 21.8 | 22.4 | 112 | 18.85 | 89.6 | 316.0 | 31.5 | 227 | 8.3 | 0.07 | 4.70 | 250 | ||
| HTG10-B1 | 124 | 35 | 28.9 | 22.6 | 20.0 | 97 | 19.00 | 76.9 | 310.0 | 30.8 | 214 | 8.0 | 0.06 | 3.75 | 280 | ||
| HTG10-B2 | 128 | 33 | 29.1 | 22.8 | 24.5 | 106 | 19.25 | 66.1 | 338.0 | 31.7 | 208 | 8.1 | 0.06 | 3.53 | 260 | ||
| HTG10-B3 | 129 | 34 | 28.6 | 22.4 | 15.2 | 110 | 19.20 | 52.5 | 298.0 | 31.6 | 211 | 8.1 | 0.09 | 2.73 | 200 | ||
| HTG11-B1 | 122 | 29 | 26.7 | 20.4 | 20.6 | 102 | 19.40 | 53.3 | 292.0 | 33.0 | 238 | 8.5 | 0.03 | 2.65 | 300 | ||
| HTG11-B2 | 128 | 32 | 29.4 | 22.5 | 23.6 | 103 | 20.00 | 56.0 | 304.0 | 33.6 | 220 | 8.5 | 0.07 | 2.35 | 270 | ||
| HTGD01-B1 | 157 | 146 | 31.8 | 87.5 | 43.9 | 77 | 16.15 | 95.8 | 241.0 | 27.4 | 179 | 5.1 | 0.09 | 17.60 | 370 | ||
| HTGD01-B2 | 144 | 140 | 31.0 | 99.6 | 44.3 | 74 | 15.90 | 39.2 | 248.0 | 24.1 | 176 | 4.5 | 0.06 | 6.74 | 290 | ||
| HTGD02-B1 | 154 | 182 | 36.6 | 122.5 | 52.8 | 74 | 15.30 | 53.6 | 208.0 | 24.4 | 131 | 3.0 | 0.04 | 3.64 | 340 | ||
| HTGD03-B1 | 156 | 176 | 37.5 | 122.5 | 52.9 | 71 | 15.40 | 113.0 | 190.5 | 25.1 | 131 | 3.4 | 0.04 | 16.85 | 220 | ||
| HTGD03-B2 | 157 | 145 | 31.0 | 87.1 | 40.7 | 80 | 15.70 | 101.0 | 252.0 | 26.5 | 190 | 5.2 | 0.09 | 18.85 | 440 | ||
| HTGD04-B1 | 159 | 101 | 29.3 | 62.9 | 35.1 | 85 | 17.20 | 74.5 | 287.0 | 30.3 | 243 | 7.2 | 0.03 | 14.55 | 960 | ||
| HTGD04-B2 | 154 | 92 | 28.6 | 56.8 | 34.7 | 86 | 17.55 | 70.9 | 296.0 | 31.1 | 245 | 7.1 | 0.08 | 12.05 | 950 | ||
| HTGD05-B1 | 161 | 97 | 29.7 | 61.1 | 38.1 | 86 | 18.25 | 103.0 | 316.0 | 33.2 | 247 | 7.5 | 0.05 | 13.60 | 1 010 | ||
| HTGD06-B1 | 164 | 112 | 33.2 | 66.8 | 40.5 | 84 | 17.45 | 116.0 | 320.0 | 31.0 | 222 | 6.5 | 0.08 | 13.05 | 750 | ||
| HTGD07-B1 | 166 | 185 | 36.2 | 116.5 | 55.2 | 90 | 16.20 | 122.0 | 217.0 | 27.0 | 144 | 3.9 | 0.04 | 12.80 | 260 | ||
| 样品号 | La | Ce | Pr | Nd | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | Hf | Ta | |
| SZXG01-B1 | 16.5 | 39.1 | 5.06 | 21.5 | 5.01 | 1.70 | 5.75 | 0.97 | 5.52 | 1.10 | 3.10 | 0.47 | 2.94 | 0.44 | 4.5 | 0.47 | |
| SZXG01-B2 | 16.6 | 38.5 | 4.99 | 20.9 | 5.08 | 1.74 | 5.94 | 0.90 | 5.42 | 1.09 | 3.11 | 0.46 | 2.98 | 0.44 | 4.3 | 0.45 | |
| SZXG01-B3 | 16.5 | 38.5 | 4.95 | 20.8 | 4.92 | 1.67 | 5.90 | 0.94 | 5.33 | 1.10 | 3.14 | 0.45 | 2.85 | 0.45 | 4.4 | 0.47 | |
| SZXG03-B1 | 17.6 | 41.4 | 5.41 | 22.7 | 5.46 | 1.82 | 6.01 | 1.03 | 5.88 | 1.17 | 3.42 | 0.52 | 3.21 | 0.47 | 4.7 | 0.47 | |
| SZXG03-B2 | 18.3 | 42.3 | 5.38 | 22.4 | 5.45 | 1.70 | 5.98 | 1.00 | 5.63 | 1.17 | 3.31 | 0.51 | 3.09 | 0.46 | 4.9 | 0.49 | |
| SZXG04-B1 | 16.9 | 41.0 | 5.22 | 21.9 | 5.28 | 1.76 | 5.85 | 0.97 | 5.62 | 1.14 | 3.28 | 0.49 | 2.96 | 0.46 | 4.3 | 0.48 | |
| SZXG04-B2 | 18.0 | 41.2 | 5.25 | 22.2 | 5.12 | 1.71 | 6.01 | 0.97 | 5.61 | 1.10 | 3.27 | 0.49 | 2.98 | 0.47 | 4.6 | 0.45 | |
| WLGX01-B1 | 16.5 | 39.6 | 4.83 | 20.6 | 5.07 | 1.66 | 5.58 | 0.91 | 5.31 | 1.08 | 3.06 | 0.45 | 2.82 | 0.43 | 4.4 | 0.52 | |
| WLGX01-B2 | 19.5 | 46.0 | 5.83 | 24.3 | 5.66 | 1.73 | 6.30 | 1.02 | 5.92 | 1.20 | 3.53 | 0.52 | 3.26 | 0.51 | 5.3 | 0.57 | |
| WLGX01-B3 | 17.6 | 41.4 | 5.27 | 21.8 | 5.23 | 1.74 | 5.80 | 0.98 | 5.65 | 1.14 | 3.35 | 0.47 | 3.04 | 0.46 | 4.6 | 0.48 | |
| WLGX01-B4 | 15.7 | 37.3 | 4.69 | 20.0 | 4.78 | 1.63 | 5.33 | 0.90 | 5.20 | 1.04 | 2.97 | 0.45 | 2.69 | 0.42 | 4.2 | 0.45 | |
| WLGX02-B1 | 17.4 | 41.4 | 5.22 | 22.1 | 5.14 | 1.66 | 5.80 | 0.94 | 5.52 | 1.12 | 3.26 | 0.48 | 3.00 | 0.45 | 4.5 | 0.49 | |
| WLGX02-B2 | 15.4 | 35.3 | 4.34 | 18.8 | 4.80 | 1.95 | 5.61 | 0.94 | 5.37 | 1.10 | 3.10 | 0.46 | 2.86 | 0.45 | 4.5 | 0.56 | |
| WLGX02-B3 | 12.1 | 28.4 | 3.65 | 15.9 | 4.16 | 1.67 | 4.97 | 0.84 | 5.06 | 1.04 | 2.84 | 0.44 | 2.71 | 0.42 | 3.9 | 0.44 | |
| WLGX02-B4 | 7.4 | 19.1 | 2.52 | 11.9 | 3.40 | 1.25 | 4.34 | 0.69 | 4.34 | 0.86 | 2.55 | 0.38 | 2.26 | 0.36 | 2.7 | 0.26 | |
| WLGX03-B1 | 14.6 | 34.4 | 4.26 | 18.4 | 4.64 | 2.03 | 5.53 | 0.88 | 5.36 | 1.08 | 3.05 | 0.49 | 2.86 | 0.45 | 4.3 | 0.54 | |
| WLGX04-B1 | 8.3 | 20.3 | 2.76 | 12.8 | 3.62 | 1.40 | 4.57 | 0.78 | 4.61 | 0.97 | 2.69 | 0.41 | 2.60 | 0.40 | 2.9 | 0.27 | |
| WLGX05-B1 | 12.5 | 29.0 | 3.72 | 16.7 | 4.26 | 1.73 | 5.33 | 0.88 | 5.04 | 1.06 | 3.05 | 0.43 | 2.80 | 0.43 | 3.9 | 0.43 | |
| WLGX06-B1 | 19.1 | 44.3 | 5.68 | 23.5 | 5.56 | 1.73 | 6.24 | 1.01 | 5.73 | 1.18 | 3.51 | 0.50 | 3.10 | 0.47 | 4.9 | 0.50 | |
| HTG10-B1 | 17.9 | 42.0 | 5.29 | 22.0 | 5.20 | 1.72 | 5.97 | 0.99 | 5.66 | 1.15 | 3.26 | 0.49 | 2.99 | 0.45 | 4.7 | 0.48 | |
| HTG10-B2 | 17.4 | 41.6 | 5.19 | 21.9 | 5.09 | 1.72 | 5.77 | 0.96 | 5.68 | 1.10 | 3.09 | 0.49 | 2.94 | 0.45 | 4.6 | 0.49 | |
| HTG10-B3 | 17.9 | 42.3 | 5.33 | 22.6 | 5.33 | 1.79 | 5.89 | 1.00 | 5.58 | 1.13 | 3.24 | 0.48 | 2.94 | 0.46 | 4.6 | 0.47 | |
| HTG11-B1 | 20.0 | 45.8 | 5.82 | 24.2 | 5.61 | 1.77 | 6.19 | 1.01 | 6.02 | 1.21 | 3.43 | 0.53 | 3.20 | 0.50 | 5.1 | 0.53 | |
| HTG11-B2 | 19.2 | 45.2 | 5.64 | 23.5 | 5.45 | 1.76 | 6.21 | 0.97 | 5.77 | 1.21 | 3.39 | 0.51 | 3.10 | 0.46 | 4.8 | 0.50 | |
| HTGD01-B1 | 11.2 | 27.0 | 3.59 | 16.4 | 4.25 | 1.74 | 4.96 | 0.85 | 5.22 | 1.00 | 2.84 | 0.46 | 2.71 | 0.44 | 3.8 | 0.40 | |
| HTGD01-B2 | 11.9 | 27.6 | 3.67 | 16.4 | 4.16 | 1.77 | 4.80 | 0.84 | 5.09 | 1.03 | 2.94 | 0.44 | 2.74 | 0.43 | 3.7 | 0.38 | |
| HTGD02-B1 | 8.0 | 19.8 | 2.81 | 13.1 | 3.66 | 1.48 | 4.27 | 0.75 | 4.72 | 0.93 | 2.64 | 0.43 | 2.61 | 0.39 | 3.0 | 0.23 | |
| HTGD03-B1 | 8.2 | 20.0 | 2.80 | 13.1 | 3.63 | 1.47 | 4.27 | 0.75 | 4.77 | 0.96 | 2.65 | 0.43 | 2.62 | 0.40 | 2.9 | 0.28 | |
| HTGD03-B2 | 12.6 | 29.2 | 3.98 | 17.6 | 4.46 | 1.91 | 4.95 | 0.85 | 5.36 | 1.02 | 2.96 | 0.48 | 2.89 | 0.42 | 3.9 | 0.43 | |
| HTGD04-B1 | 16.5 | 37.8 | 4.93 | 21.7 | 5.24 | 2.31 | 5.76 | 0.94 | 5.93 | 1.16 | 3.38 | 0.52 | 3.12 | 0.48 | 5.0 | 0.59 | |
| HTGD04-B2 | 16.9 | 37.9 | 4.81 | 21.3 | 4.98 | 2.31 | 5.64 | 0.96 | 5.90 | 1.15 | 3.42 | 0.52 | 3.08 | 0.47 | 5.0 | 0.60 | |
| HTGD05-B1 | 17.6 | 39.3 | 5.00 | 21.5 | 5.45 | 2.37 | 5.91 | 0.96 | 5.98 | 1.16 | 3.41 | 0.52 | 3.12 | 0.51 | 5.2 | 0.63 | |
| HTGD06-B1 | 15.4 | 35.5 | 4.69 | 20.9 | 5.22 | 2.20 | 5.64 | 0.95 | 5.96 | 1.13 | 3.28 | 0.50 | 3.10 | 0.46 | 4.6 | 0.56 | |
| HTGD07-B1 | 9.6 | 22.6 | 3.16 | 14.7 | 3.77 | 1.57 | 4.68 | 0.81 | 4.96 | 1.04 | 2.87 | 0.43 | 2.63 | 0.42 | 3.2 | 0.32 | |
| 样品号 | Pb | Th | U | ∑REE | LREE | HREE | LREE/HREE | (La/Yb)N | δEu | (Th/Nb)N | (Nb/La)N | Zr/Hf | |||||
| SZXG01-B1 | 6.2 | 2.34 | 0.5 | 109.16 | 88.87 | 20.29 | 4.38 | 3.78 | 0.97 | 2.58 | 0.44 | 45.78 | |||||
| SZXG01-B2 | 6.5 | 2.65 | 0.4 | 108.15 | 87.81 | 20.34 | 4.32 | 3.76 | 0.97 | 2.92 | 0.44 | 45.58 | |||||
| SZXG01-B3 | 6.3 | 2.38 | 0.4 | 107.50 | 87.34 | 20.16 | 4.33 | 3.90 | 0.95 | 2.56 | 0.46 | 45.91 | |||||
| SZXG03-B1 | 6.7 | 2.24 | 0.4 | 116.10 | 94.39 | 21.71 | 4.35 | 3.70 | 0.97 | 2.44 | 0.42 | 45.74 | |||||
| SZXG03-B2 | 5.3 | 2.93 | 0.5 | 116.68 | 95.53 | 21.15 | 4.52 | 3.99 | 0.91 | 3.00 | 0.43 | 44.69 | |||||
| SZXG04-B1 | 9.8 | 2.82 | 0.6 | 112.83 | 92.06 | 20.77 | 4.43 | 3.85 | 0.96 | 2.96 | 0.46 | 48.37 | |||||
| SZXG04-B2 | 3.4 | 2.81 | 0.7 | 114.38 | 93.48 | 20.90 | 4.47 | 4.07 | 0.94 | 3.10 | 0.41 | 46.52 | |||||
| WLGX01-B1 | 6.5 | 3.20 | 0.5 | 107.90 | 88.26 | 19.64 | 4.49 | 3.94 | 0.95 | 3.12 | 0.50 | 46.14 | |||||
| WLGX01-B2 | 9.2 | 3.83 | 0.6 | 125.28 | 103.02 | 22.26 | 4.63 | 4.03 | 0.88 | 3.42 | 0.46 | 45.28 | |||||
| WLGX01-B3 | 6.5 | 3.17 | 0.5 | 113.93 | 93.04 | 20.89 | 4.45 | 3.90 | 0.96 | 3.20 | 0.45 | 46.52 | |||||
| WLGX01-B4 | 7.7 | 2.93 | 0.5 | 103.10 | 84.10 | 19.00 | 4.43 | 3.93 | 0.98 | 3.32 | 0.45 | 45.95 | |||||
| WLGX02-B1 | 7.4 | 3.27 | 0.5 | 113.49 | 92.92 | 20.57 | 4.52 | 3.91 | 0.93 | 3.30 | 0.46 | 47.56 | |||||
| WLGX02-B2 | 7.8 | 4.57 | 1.3 | 100.48 | 80.59 | 19.89 | 4.05 | 3.63 | 1.15 | 5.64 | 0.43 | 48.44 | |||||
| WLGX02-B3 | 5.3 | 3.41 | 0.9 | 84.20 | 65.88 | 18.32 | 3.60 | 3.01 | 1.12 | 5.40 | 0.42 | 46.41 | |||||
| WLGX02-B4 | 5.7 | 2.00 | 0.5 | 61.35 | 45.57 | 15.78 | 2.89 | 2.21 | 0.99 | 4.93 | 0.44 | 45.19 | |||||
| WLGX03-B1 | 6.0 | 4.36 | 1.2 | 98.03 | 78.33 | 19.70 | 3.98 | 3.44 | 1.22 | 5.81 | 0.42 | 48.60 | |||||
| WLGX04-B1 | 5.8 | 2.10 | 0.5 | 66.21 | 49.18 | 17.03 | 2.89 | 2.15 | 1.05 | 5.03 | 0.41 | 44.14 | |||||
| WLGX05-B1 | 6.3 | 3.52 | 1.0 | 86.93 | 67.91 | 19.02 | 3.57 | 3.01 | 1.11 | 5.68 | 0.40 | 47.44 | |||||
| WLGX06-B1 | 7.7 | 3.39 | 0.5 | 121.61 | 99.87 | 21.74 | 4.59 | 4.15 | 0.89 | 3.43 | 0.42 | 46.33 | |||||
| HTG10-B1 | 3.3 | 3.18 | 0.5 | 115.07 | 94.11 | 20.96 | 4.49 | 4.04 | 0.94 | 3.33 | 0.43 | 45.53 | |||||
| HTG10-B2 | 4.0 | 3.23 | 0.5 | 113.38 | 92.90 | 20.48 | 4.54 | 3.99 | 0.97 | 3.34 | 0.45 | 45.22 | |||||
| HTG10-B3 | 3.8 | 3.08 | 1.4 | 115.97 | 95.25 | 20.72 | 4.60 | 4.10 | 0.97 | 3.19 | 0.44 | 45.87 | |||||
| HTG11-B1 | 4.3 | 3.75 | 0.6 | 125.29 | 103.20 | 22.09 | 4.67 | 4.21 | 0.91 | 3.70 | 0.41 | 46.67 | |||||
| HTG11-B2 | 3.3 | 3.37 | 0.6 | 122.37 | 100.75 | 21.62 | 4.66 | 4.18 | 0.92 | 3.33 | 0.43 | 45.83 | |||||
| HTGD01-B1 | 8.9 | 3.31 | 0.9 | 82.66 | 64.18 | 18.48 | 3.47 | 2.79 | 1.16 | 5.44 | 0.44 | 47.11 | |||||
| HTGD01-B2 | 8.0 | 2.87 | 0.8 | 83.81 | 65.50 | 18.31 | 3.58 | 2.93 | 1.21 | 5.35 | 0.36 | 47.57 | |||||
| HTGD02-B1 | 7.1 | 1.94 | 0.6 | 65.59 | 48.85 | 16.74 | 2.92 | 2.07 | 1.14 | 5.42 | 0.36 | 43.67 | |||||
| HTGD03-B1 | 12.7 | 1.94 | 0.5 | 66.05 | 49.20 | 16.85 | 2.92 | 2.11 | 1.14 | 4.79 | 0.40 | 45.17 | |||||
| HTGD03-B2 | 9.6 | 3.58 | 1.0 | 88.68 | 69.75 | 18.93 | 3.68 | 2.94 | 1.24 | 5.77 | 0.40 | 48.72 | |||||
| HTGD04-B1 | 5.7 | 4.66 | 1.4 | 109.77 | 88.48 | 21.29 | 4.16 | 3.57 | 1.28 | 5.43 | 0.42 | 48.60 | |||||
| HTGD04-B2 | 7.0 | 4.86 | 1.4 | 109.34 | 88.20 | 21.14 | 4.17 | 3.70 | 1.33 | 5.74 | 0.40 | 49.00 | |||||
| HTGD05-B1 | 9.7 | 4.97 | 1.5 | 112.79 | 91.22 | 21.57 | 4.23 | 3.80 | 1.27 | 5.56 | 0.41 | 47.50 | |||||
| HTGD06-B1 | 8.9 | 4.55 | 1.4 | 104.93 | 83.91 | 21.02 | 3.99 | 3.35 | 1.23 | 5.87 | 0.41 | 48.26 | |||||
| HTGD07-B1 | 10.9 | 2.41 | 0.9 | 73.24 | 55.40 | 17.84 | 3.11 | 2.46 | 1.14 | 5.18 | 0.39 | 45.00 | |||||
| 注：主量元素质量分数单位为%；微量元素质量分数单位为10-6。 | |||||||||||||||||
本文所采集4条岩脉岩石样品对应的U-Pb最新年龄为247~236 Ma，岩脉的形成年龄在测试误差范围内一致，说明其为同一次岩浆活动的产物。但是由于辉绿岩中原生锆石数量太少，所获得的锆石多为捕获锆石，为了便于数据分析，将上述4条脉所取样品的分析结果投在一张谐和图上，得到最新的206Pb/238U加权平均年龄是(242.8±2.1)Ma(n=23)，其可代表五龙沟矿集区辉绿岩脉的成岩年龄，属于中三叠世。本地区同时代花岗岩和花岗闪长岩的形成时代为248~246 Ma[8]，均应是与古特提斯洋演化有关的印支期岩浆活动的产物。
5.2 岩石成因 5.2.1 分离结晶作用由主量元素的TAS图解(图 7)可知，4条辉绿岩脉都位于亚碱性和碱性系列之间，具有低MgO和Mg的特点，这表明岩石在形成过程中发生了一定程度的分离结晶作用。本次研究的辉绿岩脉，显示出微弱的Eu正异常，Harker图解(图 10)显示，Al2O3和K2O质量分数随着MgO质量分数的增加没有产生明显的变化趋势，其质量分数基本保持不变，表明岩浆演化过程中没有发生明显的斜长石分离结晶作用。4条岩脉中V、Cr、Ni等微量元素与MgO质量分数均呈正相关的关系(图 10)且质量分数较小，其中w(Cr)为29×10-6~196×10-6，w(Ni)=19.8×10-6~134.0×10-6，远远低于原生玄武岩浆中的质量分数(w(Cr)为300×10-6~650×10-6，w(Ni)为295×10-6~500×10-6)[33]，这表明在早期岩浆演化过程中经历了以橄榄石、辉石为主的分离结晶作用。水闸西沟和猴头沟的辉绿岩脉P2O5质量分数与MgO质量分数基本无相关性，五龙沟西和猴头沟东辉绿岩脉的P2O5质量分数与MgO质量分数呈现出负相关的特点，说明早期岩浆在演化过程中没有磷灰石的分离结晶作用发生。因此，该地区4条辉绿岩脉的母岩岩浆在演化的过程中主要发生了以橄榄石、辉石为主的分离结晶作用。
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| 图 10 五龙沟矿集区辉绿岩Harker图解 Fig. 10 Harker diagram of doleriticdykes in Wulonggou ore concentrated areas |
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大陆地区的基性岩浆在从地幔上升侵入地壳的过程中，会发生不同程度的地壳混染现象。前人研究表明，地壳中亏损Nb、Ta元素，显著富集La、Th元素，但下地壳对Th的富集程度相对于上地壳较弱[34-36]。不相容高场强元素的比值不容易受次生蚀变作用的影响，也不会随着时间发生变化[37]，Th、Nb都属于强不相容元素，Th/Nb的比值受部分融入和分离结晶作用的影响也较弱，具有很好的追踪能力，可以反映岩浆受地壳混染的程度。本文认为五龙沟矿集区辉绿岩脉的岩浆在上升的过程中受到了一定程度的地壳混染作用，但是强度不大。理由有二：第一，研究区内辉绿岩样品(Th/Nb)N为2.44~5.87，均值4.21；(Th/Nb)N值远远大于1，微量元素原始地幔标准蛛网图也显示出强烈的Pb正异常，且样品中含有捕获锆石，说明岩浆在上升过程中受到了一定程度的地壳混染，特别是上地壳的混染。但是样品(Nb/La)N值为0.36~0.50，均值0.43；所有样品(Nb/La)N值均小于平均地壳的(Nb/La)N值(0.69)，说明岩浆经受地壳混染的强度不大。第二，本次研究的4条辉绿岩脉Zr/Hf值为43.67~49.00，均值为46.48，远远高于大陆地壳平均值33，接近原始地幔的36.3[38-40]；样品的Nb/Ta值为11.61~17.29，平均值14.58，虽然有些样品的值接近大陆地壳的平均值(Nb/Ta=11)[38-40]，但数量有限，主要集中在HTGD岩脉的样品中，说明HTGD的脉体在形成过程中经历了较强的地壳混染作用；其余3条岩脉的绝大多数样品Nb/Ta值均位于12.96~17.29范围内，远远大于大陆地壳平均值，仅个别样品的Nb/Ta值小于12，也说明了这3条辉绿岩脉在形成的过程中经受了一定程度的地壳混染，但强度不大。
5.2.3 岩浆源区大陆玄武岩浆的形成常被认为有岩石圈地幔的参与，岩石圈地幔参与大陆玄武岩浆形成的方式主要有3种：第一，岩浆来源于大陆岩石圈地幔的部分熔融[11, 41-42]；第二，对来自软流圈的岩浆进行混染[11, 43-45]；第三，岩石圈和软流圈同时发生部分熔融[11, 46]。研究表明，起源于岩石圈地幔的岩浆相对富集LILE和LREE，亏损HFSE；若岩浆起源于软流圈地幔，则相对富集LILE和HFSE[47]。五龙沟矿集区的辉绿岩脉都具有轻稀土元素较重稀土元素富集的特点，球粒陨石标准化的稀土元素配分曲线为右倾模式；微量元素原始地幔标准蛛网图显示强烈富集LILE(Rb、Ba)、相对富集LREE和亏损HFSE(Nb、Ta、Y)，显示出典型的岛弧岩浆特征；Nb、Ta等的亏损明显是受到了俯冲板片或者是地壳混染的影响。但该地区辉绿岩脉(Nb/La)N值远远小于平均地壳(Nb/La)N(0.69)，考虑到La的不相容性小于Nb，所以结晶分异也不会导致Nb/La降低，说明地壳的混染作用不是本地区的高场强元素亏损的主要原因；指示基性岩浆形成构造环境的图解(图 9)显示，4条辉绿岩脉都形成于岛弧环境，且Eu呈轻微的正异常，说明该地区辉绿岩脉显示岛弧岩浆岩特征是地幔源区受俯冲板片流体改造的结果。所以，本区辉绿岩岩浆应该来源于受俯冲板片流体改造的岩石圈地幔的部分熔融，并在形成过程中受到一定的地壳物质混染。
5.3 构造意义五龙沟矿集区位于东昆仑造山带内，一般认为该造山带记录了青藏高原早期的拼合历史[12, 48]，沿着东昆南发育的蛇绿岩带代表了古特提斯洋的存在[1, 49]，存在时间大致为石炭纪—晚三叠世[1, 12, 50-54]。前人对于古特提斯洋的研究很多，主要集中在古特提斯洋的闭合时间，对此也产生了各种不同的观点：谌宏伟等[4, 55-56]认为古特提斯洋的闭合时间应该位于晚三叠世；袁万明等[57-59]认为晚二叠世古特提斯洋闭合；丁清峰等[23, 59]认为古特提斯洋的闭合时间在215 Ma以后。
该地区主要出露大面积的花岗岩，辉绿岩仅以脉体存在，且分布范围很小，另外关于该地区辉绿岩的相关研究很少。前文指出本区的4条辉绿岩脉都相对亏损高场强元素，具有富集地幔的特征，暗示了岩石圈地幔组分的富集可能是受到了俯冲板片的改造。俯冲板片对岩浆成分的改造有两种：第一，同期俯冲板片的流体交代作用；第二，早期俯冲板片拆沉[11]。2Nb-Zr/4-Y构造判别图解(图 9a)和Hf/3-Th-Ta构造判别图(图 9b)显示本地的辉绿岩脉形成于岛弧环境，说明辉绿岩浆显示富集幔源特征是同期俯冲板片改造的结果，同时该地区同期形成的I型花岗岩具有典型的岛弧构造背景的特征，小垭口地区还发育有大量的具有埃达克岩质的花岗岩[8, 60]，表明古特提斯洋在该时期还未闭合，仍在继续俯冲，而洋盆的关闭和随后的碰撞造山造山作用则应发生在晚三叠世以后[61]，因此研究区在中三叠世整体应处于俯冲环境。由于辉绿岩脉遭受了一定的碳酸盐化等蚀变，对原岩的化学成分和矿物成分形成了一定的影响，可能会使分析结果出现一定的偏差。如果忽略掉蚀变对原岩的影响因素，结合前人对东昆仑地区构造演化的认识，可以推断辉绿岩为中三叠世受俯冲流体改造的岩石圈部分熔融的产物，并经历了一定的地壳混染。
关于古特提斯洋何时关闭的问题，前人进行了很多的研究，也产生很多观点。本文通过对五龙沟矿集区辉绿岩脉的研究得出如下结论:古特提斯洋在(242.8±2.1)Ma时还未闭合，古特提斯洋洋壳仍在俯冲。该结论对古特提斯洋在中三叠世的演化活动提供了更可靠的依据。
6 结论1) 五龙沟矿集区的辉绿岩脉LA-ICP-MA锆石U-Pb测年结果显示，206Pb/238U加权平均年龄是(242.8±2.1)Ma，属于中三叠世。
2) 本次研究的4条辉绿岩脉具有相同的地球化学特征，强烈富集大离子亲石元素Rb、Ba，亏损高场强元素Nb、Ta，是受俯冲板片流体改造的岩石圈地幔部分熔融的产物。
3) 五龙沟矿集区辉绿岩脉形成于俯冲背景下，表明东昆仑地区在中三叠世还未进入造山后伸展阶段，同时也说明了古特提斯洋在中三叠世还未闭合。
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