宁夏西吉盆地找矿前景与绿片岩地球化学特征分析

吴文忠，马瑞赟，李 刚

（宁夏回族自治区地质调查院，宁夏 银川 750021）

西吉盆地位于北祁连造山带东段，阿拉善地块南缘，鄂尔多斯地块西缘，其南部为中祁连地块，大地构造位置特殊，构造变形复杂。由于西吉盆地被厚度达200-500米新生界覆盖，无基岩出露，因此，对西吉盆地的构造演化和新生界覆盖层之下的地质体组成研究比较薄弱，目前的认识大多是根据区域地质资料及少量钻孔资料进行的推断。本文对西吉盆地找矿前景及钻孔所见绿片岩的地球化学特征进行探讨，为西吉地区地质认识提供参考。

1 岩性特征

钠长绿泥片岩：主要矿物成分为绿泥石、钠长石、石英及少量绿帘石、阳起石。绿泥石呈鳞片变晶，含量20-35%；绿帘石为半自形粒状变晶；阳起石呈自形纤维状变晶钠长石呈半自形粒状，含量10-20%。岩石呈鳞片纤维状粒状变晶结构，片状构造。

2 原岩恢复

①从钻孔岩芯来看，该套岩石均呈灰绿色，具海底喷发岩的典型颜色—灰绿色。

②在稀土元素图解（图1）中，绿片岩样点均落于基性火成岩区。在常量元素图解中（图2），样品点几乎全部落在火成岩区。

③副矿物组合较简单，为磁铁矿、磷灰石、角闪石、绿帘石、少量锆石等。

根据上述特征及稀土元素、常量元素图解可以推测，西吉盆地钻孔所见绿片岩为基性火山岩建造，为正变质岩。

3 绿片岩地球化学特征

3.1 主要元素特征

本次工作采集10件绿片岩进行主要元素分析，样品采自钻孔岩心。主要元素分析是在宁夏地矿中心实验室完成，分析结果见表1。

分析结果显示，绿片岩SiO246.26%～81.82%，均值64.82%，变化范围较大。Al2O3除GS8（4.20%）比较低外，其他9件样品含量比较均一（11.80%～15.98%），均值 为 12.91，MgO 为 0.38～6.82， 均 值2.09%。Fe2O3为0.74%～3.40%，均值1.82。Fe2O3为0.49～7.72，均值2.35%。

3.2 稀土元素特征

绿片岩的稀土元素丰度及其特征值见表2。绿片岩稀土总量ΣREE为16.97～46.59×10-6，（La/Yb）N=0.97～3.54，（La/Lu）N=0.71～3.36，Eu/Sm=0.34～0.43，具有岛弧和弧后盆地拉斑玄武岩的稀土元素特征。稀土分配曲线（图3）分布在岛弧-弧后盆地拉斑玄武岩的范围内。

图1 REE-La/Yb图解（据Ю.А.Бадашов，1972）

图2 SiO2-TiO2图解（据 Tarrey，1976）

表1 绿片岩主要氧化物含量及特征参数表（10-2）

图3 西吉盆地绿片岩微量元素N-MORB标准化蛛网图[1]

3.3 微量元素特征

图4 西吉盆地绿片岩稀土元素球粒陨石标准化分布型式图[1]

绿片岩微量元素丰度值见表3-2。绿片岩微量元素标准化蜘蛛网图（图4）,曲线型式具有火山弧玄武岩的特征。K、Nb、Ta、P、Ti亏损，Rb、Ba、Th、Hf强富集。K亏损，指示与消减作用有关，P贫化指示岩石起源于亏损地幔或地壳岩石，Nb、Ta亏损，可能是源区为受俯冲作用改造过的岩石圈,或残留地幔楔。

4 西吉盆变质基性火山岩的形成环境

经原岩恢复，西吉盆地绿片岩为变质的基性火山岩，在区分岛弧和非岛弧的Hf/3-Th-Ta图解（图5）中，5件样品落入岛弧玄武岩区，仅有1件样品落入洋中脊玄武岩区。在Ti/100-Zr-Y×3图解（图6）中，5件样品落入岛弧碱性玄武岩区。

D.A.Wood等[2]以Th/Ta=2为界线区分岛弧玄武岩和非岛弧玄武岩，Th/Ta值大于2为岛弧玄武岩，Th/Ta值小于2为非岛弧玄武岩，西吉盆地片岩6件样品中，5件样品的Th/Ta值大于2，1件样品的Th/Ta值小于2，显示岛弧玄武岩。

综上所述，西吉盆地钻孔所见变质基性火山岩应形成于岛弧环境，而绿片岩稀土分配曲线分布在岛弧-弧后盆地拉斑玄武岩的范围内。

因此，西吉盆地钻孔所见变质基性火山岩应形成于岛弧-弧后盆地构造环境。

图5 Hf/3-Th-Ta图解[3]

图6 Ti/100-Zr-Y×3图解[4]

表2 西吉盆地绿片岩稀土元素、微量元素丰度及特征参数（10-6）

LaN/YbN 0．79 0．91 1．37 3．54 1．22 0．99 δEu 1．07 0．98 0．99 0．87 0．87 1．24 δCe 1．06 0．96 0．63 0．30 0．84 1．03

5 西吉盆地找矿前景分析

西吉盆地钻孔中见到了0.4m厚的磁铁矿，TFe为34.1%，MFe为33.87%。

通过光谱半定量全分析显示，西吉盆地钻孔中见到的变质岩中Fe元素含量相对较高，因此，西吉盆地很可能具备寻找变质型铁矿的地质背景和条件。

6 结论

经原岩恢复，西吉盆地钻孔所见绿片岩原岩为变质的基性火山岩，稀土分配曲线分布在岛弧-弧后盆地拉斑玄武岩的范围内。在Hf/3-Th-Ta图解中，5件样品落入岛弧玄武岩区，在Ti/100-Zr-Y×3图解中，5件样品落入岛弧碱性玄武岩区。5件样品的Th/Ta值大于2，显示岛弧玄武岩的特征。综上所述，西吉盆地钻孔所见变质基性火山岩应形成于岛弧-弧后盆地构造环境。西吉盆地很可能具备寻找变质型铁矿的地质背景和条件。