Geochemical characteristics of hydrocarbons in ore-rich sandstones in the Qianjiadian uranium deposit, southwestern Songliao Basin
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摘要:
松辽盆地西南部钱家店铀矿床的形成与油气充注和微生物还原作用有关，但该铀矿床中油气的来源及其烃源岩类型、沉积环境、成熟度、潜在的充注多期次性等问题并没有深入研究。对该矿床富矿砂岩中吸附烃和包裹体烃进行离线破碎法抽提，通过色谱-质谱分析探讨烃类的地球化学特征。结果显示，吸附烃和包裹体烃具有相似的组成，均显示淡蓝色的荧光特征；含矿层中至少有2期石油充注混合，早期充注的石油发生了严重的生物降解作用，C15+范围内存在很多未分离的复杂混合物(UCM)，含C26~C30 17α, 21β 25-降藿烷系列化合物；晚期充注的石油未发生或发生了轻微的生物降解，生物标志化合物指示其来源于下白垩统九佛堂组烃源岩，该烃源岩形成于半深湖—深湖局部水体分层的还原环境，有机质类型为腐殖-腐泥型，热演化程度已经达到成熟。作为研究油气和微生物参与砂岩型铀矿成矿作用系统性研究的一部分，对完善该研究体系具有重要意义，也可为油铀兼探、煤铀兼探等多矿种综合勘查提供帮助。
Abstract:The formation of the Qianjiadian uranium deposit in the southwest of Songliao Basin is related to hydrocarbon charging and microbial reduction.However, the origin of oil and gas in the uranium deposit and the types of source rocks, sedimentary environment, maturity and potential multi-stage charging have not been thoroughly studied.The geochemical characteristics of hydorcarbons from adsorbed organic matter and inclusions in ore-rich sandstones were analyzed by means of off-line crushing extracting method and gas chromatography-mass spectrometry.The result shows that two types of hydrocarbons have light blue fluorescence emission color, suggesting similar compositions, and at least two stages of petroleum charge the uranium reservoir.The earlier charged petroleum was heavily biodegraded, showing large unresolved complex mixture (UCM)humps and a suite of C26~C30 17α, 21β 25-norhopanes.The later charged petroleum was not or just slightly biodegraded, and biomarkers indicate that it was derived from the Lower Cretaceous Jiufotang Formation which was mature humic-sapropelic source rock deposited in a reduced and stratified semi-deep/deep lacustrine.As part of the systematic work of studying biogenic and petroleum-related uranium mineralization in sandstone-hosted uranium deposit, this result is of great significance to improve the research system, and is also helpful to multi-mineral comprehensive exploration such as oil-uranium co-exploration and coal-uranium co-exploration.
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作为古洋壳和上地幔构造就位至大陆边缘的产物[1-3]，蛇绿岩记录了古大洋形成、演化与消亡的信息[4]。它们在碰撞型和增生型造山带中普遍产出，并作为闭合后的板块或增生地体构造界线的主要标志[5]，在重建一个地区区域演化中扮演着十分重要的角色。
狮泉河-纳木错-嘉黎缝合带是由蛇绿岩套、构造混杂岩块组成的蛇绿混杂岩带，北西自狮泉河，向南东经拉果错、阿索、格仁错、申扎永珠、纳木错西，再向东经九子拉、凯蒙、波密等地，在拉萨地体北部呈北西—南东向延伸约上千千米[6-7]。作为狮泉河-纳木错-嘉黎缝合带的一部分，拉果错蛇绿岩是缝合带中出露最完整的蛇绿岩组合之一，对恢复和反演该缝合带代表的洋盆演化具有重要的意义。目前，关于拉果错蛇绿岩的形成时代存在不同见解，已知的同位素年龄区间为190~124 Ma[8-10]，横跨侏罗纪—白垩纪。此外，关于拉果错蛇绿岩形成的构造环境观点同样存在分歧。西藏地质矿产局[11]认为该蛇绿岩是洞错蛇绿岩的构造推覆体；樊帅权等[10]、王保弟等[12]认为其形成于俯冲带上的构造环境；张玉修等[9]认为其为班公湖-怒江缝合带的一个分支。
基于此，本文选择拉果错蛇绿岩中斜长花岗岩及与之伴生的基性岩类(辉长岩、辉绿岩及辉绿玢岩)为研究对象，通过详细的岩石学、锆石U-Pb年代学和地球化学研究，确定该区蛇绿岩的形成时代与岩石成因，并通过区域地质资料对比，约束狮泉河-纳木错-嘉黎缝合带所代表的洋盆性质。
1. 区域地质背景及岩石学特征
研究区位于西藏改则县以南拉果错地区，大地构造位置处于狮泉河-纳木错-嘉黎缝合带中段(图 1)。区内地层主要为上石炭统—下二叠统拉嘎组(C2P1l)、中二叠统下拉组(P2x)、下白垩统罗玛组(K1lm)和郎山组(K1l)。其中，拉嘎组岩性以粉砂岩、细砂岩、含砾砂岩、板岩及少量石英砂岩为主，夹少量灰岩。下拉组岩性主要为细晶白云岩、生物碎屑灰岩和生物碎屑泥晶灰岩，局部夹灰色细砂岩、板岩，硅质条带灰岩、角砾状灰岩等，在生物碎屑灰岩中，发育大量的珊瑚等生物化石。罗玛组岩性以碎屑岩与碳酸盐岩的韵律性沉积为主，局部见火山岩夹层。郎山组岩性较单一，以生物碎屑灰岩为主。
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图 1 西藏中部拉果错地区地质简图Figure 1. Simplified geological map of Lhaguo Tso area, central Tibet区内中酸性岩浆岩较发育，岩性以花岗闪长斑岩、石英钠长斑岩、花岗斑岩和花岗闪长岩为主，直接侵入于拉果错蛇绿岩中。
拉果错蛇绿岩是本文研究的重点，其分布面积较广，岩石端元较齐全。在前人研究的基础上，本文经过详细的路线调查，初步明确拉果错蛇绿岩能识别的岩石端元包括超基性岩、堆晶辉长岩、基性岩墙、枕状熔岩、斜长花岗岩、放射虫硅质岩等，与现今大洋岩石圈的岩石组合可以对比，表明拉果错蛇绿岩应为典型的古洋壳残片。拉果错蛇绿岩各岩石端元详细的岩石学特征描述如下。
超基性岩：主要包括变质橄榄岩(图版Ⅰ-a、e)、强蚀变辉橄岩、单辉橄榄岩、斜辉橄榄岩、橄榄辉石岩、异剥辉石岩等不同岩石端元，可见到较多的全蚀变(碳酸盐化)超基性岩。
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图版Ⅰa.斜长花岗岩侵入超基性岩；b.斜长花岗岩侵入辉绿岩；c.堆晶辉长岩；d.枕状玄武岩；e.蛇纹石化橄榄岩；f.辉绿岩；g.辉绿玢岩；h.斜长花岗岩。Px—辉石; Pl—斜长石; Chl—绿泥石; Am—角闪石; Ab—钠长石; Ep—绿帘石; Srp—蛇纹石; Q—石英图版Ⅰ.堆晶辉长岩：是拉果错蛇绿岩的主要组成部分，野外表现为白色的“斜长岩”和灰黑色的“辉石岩”、“辉长岩”等交替成层出现(图版Ⅰ-c)，镜下主要见斜长石、辉石等矿物组成。
基性岩墙：包括辉长岩、辉绿岩、辉绿玢岩等，是本文研究的重点。与堆晶辉长岩不同的是，基性岩墙呈致密块状，未见堆晶结构。辉长岩主要由斜长石(约40%)和辉石(约60%)组成，辉长结构，块状构造，其中斜长石呈半自形板状，聚片双晶发育；辉石呈半自形柱状，部分颗粒发生纤闪石化，粒径大小与斜长石相当。辉绿岩主要由斜长石(约60%)、辉石(15%)和绿泥石(约15%)组成，另见少量金属矿物(约8%)，其中斜长石呈自形-半自形板状，部分发生绢云母化及碳酸盐化，聚片双晶发育；辉石多呈粒状，绿泥石呈鳞片状，分布于斜长石颗粒之间搭建的三角形空隙中；金属矿物多呈粒状，分布于粒间孔隙中(图版Ⅰ-b、f)。辉绿玢岩呈斑状结构，分为斑晶(约7%)和基质两部分，其中斑晶主要由斜长石组成，基质主要由斜长石(约55%)、角闪石(约35%)和少量金属矿物(约3%)组成(图版Ⅰ-g)。
斜长花岗岩：呈脉状侵入于辉橄岩和辉绿岩中，侵入接触关系明显(图版Ⅰ-a、b)。镜下显示其主要由钠长石(约48%)和石英(约40%)组成，次为绿泥石(约6%)及绿帘石(约1%)，另见绿帘石脉(约5%)。钠长石主要呈粒状，聚片双晶发育，粒径多介于0.05~0.35 mm之间。石英呈他形粒状，粒径大小与钠长石相当。绿泥石系暗色矿物蚀变而来，呈鳞片状，分布于钠长石和石英颗粒之间。绿帘石呈粒状，分布于粒间空隙中。岩石中见绿帘石脉穿插分布，脉体中绿帘石呈微粒状集合体(图版Ⅰ-h)。
枕状熔岩：具典型的枕状构造，由于构造的影响，枕状玄武岩一般较破碎(图版Ⅰ-d)。岩石主要由斜长石、绿泥石、方解石组成；另见不超过5%的杏仁体，典型的填间(间片、间粒)结构，块状-杏仁状构造。斜长石大部分为板条状，粒径多在0.025~0.27 mm之间。绿泥石为绿色，多色性可见。方解石为微粒状，粒径在0.1 mm以下。杏仁体较少，圆形或不规则状，大小0.15~1 mm，主要由石英或石英、绿泥石或石英、方解石充填。岩石中见方解石细脉穿插，脉宽一般小于0.2 mm。
硅质岩：岩石呈深绿灰色，具微晶结构、块状构造，并见次生钠长石脉。岩石主要由硅质及泥质组成，具含泥质微晶结构，并发育次生裂隙，局部见硅化石英脉。岩石中硅质多为隐晶-微晶，粒径0.005 mm左右，其间混杂少量粘土质，局部呈细纹状富集，并弥漫尘状铁炭质，局部见粘土质重结晶为绢(水)云母等。
2. 分析方法
2.1 全岩地球化学
为探讨拉果错蛇绿岩的构造背景，本文采集了拉果错蛇绿岩中的6件辉长岩、3件辉绿岩、5件辉绿玢岩及3件斜长花岗岩样品进行了全岩地球化学分析。全岩主量、微量元素分析在西南冶金地质测试所完成。其中主量元素测试分析方法为重量法、X射线荧光法、滴定法，采用荷兰帕纳科Axios X荧光射线光谱仪测定，分析误差小于5%；微量元素测试分析方法为等离子发射光谱法、X荧光光谱法，采用美国THEROM公司生产的iCAP6300全谱直读等离子发射光谱仪测定，当元素含量大于10×10-6时，精度误差小于5%；含量小于10×10-6时，误差小于10%。
2.2 锆石U-Pb同位素测定
为确定拉果错蛇绿岩的形成时代，本文选取其中的斜长花岗岩样品进行锆石U-Pb定年。锆石U-Pb同位素定年分析在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室(GPMR)完成，激光剥蚀系统为GeoLas 2005，ICP-MS为Agilent 7500a。实验中激光波长193 nm、束斑32 μm、脉冲频率6 Hz；采用锆石标准91500为外标进行U-Pb同位素分馏校正，并利用91500的变化采用线性内插的方式对U-Th-Pb同位素比值漂移进行了校正。采用ICPMSDTACAL程序离线处理分析数据，详细的仪器操作条件和数据处理方法见参考文献[13]，采用Isoplot/Ex(3.0版)绘制U-Pb谐和图绘制及年龄加权平均计算。
3. 分析结果
3.1 岩石地球化学
辉长岩、辉绿岩、辉绿玢岩和斜长花岗岩全岩主量、微量和稀土元素分析结果见表 1。
表 1 拉果错蛇绿岩的全岩主量、微量和稀土元素分析结果Table 1. Major, trace and rare earth elements data for the Lhaguo Tso ophiolite岩性
样号斜长花岗岩 辉长岩 辉绿岩 辉绿(玢)岩 PD003Gs14 PD003Gs18 2145Gs 1447Gs 1754Gs1 1758Gs1 1777Gs PM003Gs36 PM003Gs38 1195Gs1 1908Gs4 1910Gs 1194Gs 1908Gs1 1910Gs5 1438Gs5 1442Gs3 SiO2 71.90 72.65 73.18 47.89 49.61 49.79 53.19 48.00 52.34 53.17 52.07 49.64 52.62 47.04 50.80 49.56 50.59 Al2O3 13.91 13.25 13.01 16.92 14.74 17.38 13.23 15.70 14.02 16.08 16.93 16.90 16.08 16.59 19.50 15.35 16.60 Fe2O3 1.03 0.91 2.89 2.25 2.03 2.14 3.10 2.31 2.27 1.25 2.92 1.66 0.97 0.98 1.54 3.20 2.28 FeO 1.65 1.09 0.53 5.03 7.92 8.11 10.08 7.15 6.60 8.16 7.08 7.94 9.30 6.78 5.66 7.18 5.02 TFe2O3 2.86 2.12 3.47 7.84 10.83 11.15 14.30 10.25 9.60 10.32 10.79 10.48 11.30 8.51 7.83 11.18 7.86 CaO 2.01 2.47 3.68 11.89 7.67 9.09 5.30 10.66 9.19 3.03 7.15 7.28 7.64 10.19 7.75 9.98 4.95 MgO 1.13 1.15 0.25 8.21 8.42 6.30 4.72 7.74 6.70 6.81 4.65 5.61 4.46 9.72 3.84 5.30 8.18 K2O 0.09 0.04 0.06 0.60 0.39 0.60 0.12 0.50 0.47 0.22 1.58 1.05 0.92 1.38 0.55 0.75 2.10 Na2O 6.44 6.34 4.89 2.29 3.66 2.48 4.59 2.93 4.07 5.61 2.48 4.37 4.23 1.59 4.99 3.94 3.90 TiO2 0.40 0.40 0.18 0.54 0.97 0.63 1.55 0.79 0.89 0.69 0.81 0.60 0.69 0.73 0.49 1.39 0.72 P2O5 0.06 0.06 0.04 0.04 0.06 0.03 0.13 0.05 0.06 0.03 0.06 0.03 0.03 0.10 0.04 0.14 0.07 MnO 0.05 0.03 0.07 0.16 0.16 0.21 0.18 0.17 0.16 0.19 0.19 0.15 0.18 0.19 0.13 0.17 0.13 烧失量 1.15 1.40 1.07 3.74 4.08 2.98 3.70 3.51 2.91 4.44 3.85 4.50 2.61 4.47 4.46 2.45 4.93 总计 99.82 99.79 99.84 99.56 99.72 99.74 99.88 99.50 99.67 99.68 99.77 99.73 99.72 99.75 99.75 99.41 99.47 K2O+Na2O 6.53 6.38 4.95 2.89 4.05 3.08 4.71 3.43 4.54 5.83 4.06 5.42 5.15 2.97 5.54 4.69 6.00 K2O/Na2O 0.01 0.01 0.01 0.26 0.11 0.24 0.03 0.17 0.11 0.04 0.64 0.24 0.22 0.87 0.11 0.19 0.54 Mg# 48 56 14 71 64 57 43 64 62 61 50 56 48 73 53 52 71 La 5.56 6.44 11.60 3.04 3.54 3.82 4.64 3.13 3.08 3.92 3.00 3.15 3.00 9.44 4.70 4.90 4.88 Ce 19.00 21.90 24.20 5.69 6.99 8.42 12.80 6.40 7.55 6.46 6.13 4.70 6.20 15.80 9.50 10.50 9.94 Pr 2.68 2.71 3.89 0.81 1.14 1.03 1.95 1.09 1.19 0.93 0.94 0.69 0.83 2.20 1.29 1.91 1.43 Nd 12.50 11.80 17.20 3.77 5.55 4.73 9.73 6.65 6.12 4.30 4.82 3.46 4.32 9.62 5.59 9.54 6.55 Sm 3.85 3.09 4.80 1.13 1.79 1.54 3.37 1.92 2.14 1.49 1.59 1.26 1.62 2.64 1.67 3.35 2.05 Eu 1.05 0.94 1.24 0.44 0.66 0.58 1.10 0.74 0.79 0.52 0.76 0.67 0.58 0.80 0.63 1.63 1.01 Gd 3.18 2.57 5.46 1.03 1.47 1.30 2.72 1.57 1.71 1.30 1.40 1.10 1.39 2.26 1.47 2.83 1.71 Tb 1.05 0.78 1.20 0.31 0.49 0.42 0.98 0.56 0.60 0.45 0.46 0.39 0.48 0.67 0.44 0.92 0.52 Dy 6.72 4.99 8.93 1.95 3.14 2.79 6.30 3.65 3.81 2.96 3.15 2.54 3.25 4.38 2.88 6.04 3.38 Ho 1.59 1.20 1.72 0.45 0.74 0.69 1.48 0.87 0.94 0.70 0.74 0.64 0.79 1.06 0.71 1.43 0.80 Er 4.45 3.49 4.58 1.24 2.11 1.94 4.15 2.50 2.62 1.96 2.09 1.85 2.26 2.89 2.06 3.97 2.24 Tm 0.76 0.63 0.78 0.20 0.35 0.32 0.69 0.42 0.45 0.33 0.35 0.32 0.41 0.48 0.34 0.65 0.38 Yb 4.66 4.13 4.80 1.28 2.23 2.12 4.37 2.73 2.85 2.15 2.31 2.22 2.67 2.98 2.38 4.38 2.58 Lu 0.71 0.73 0.75 0.21 0.36 0.36 0.67 0.45 0.46 0.37 0.40 0.38 0.46 0.45 0.41 0.65 0.44 Y 38.20 30.10 52.00 10.10 17.20 15.20 33.00 20.20 21.40 15.60 16.60 15.20 18.40 24.80 17.00 33.20 18.70 ∑REE 67.76 65.40 91.15 21.55 30.56 30.06 54.95 32.68 34.31 27.84 28.14 23.37 28.26 55.67 34.07 52.70 37.91 LREE 44.64 46.88 62.93 14.88 19.67 20.12 33.59 19.93 20.87 17.62 17.24 13.93 16.55 40.50 23.38 31.83 25.86 HREE 23.12 18.52 28.22 6.67 10.89 9.94 21.36 12.75 13.44 10.22 10.90 9.44 11.71 15.17 10.69 20.87 12.05 LREE/HREE 1.93 2.53 2.23 2.23 1.81 2.02 1.57 1.56 1.55 1.72 1.58 1.48 1.41 2.67 2.19 1.53 2.15 Cu 2.56 511.00 11.70 80.20 68.20 47.00 42.30 112.00 73.80 174.00 10.30 16.10 29.00 2.61 62.50 37.70 42.60 Cr 21.00 39.80 7.14 462.00 182.00 164.00 67.00 114.00 152.00 51.90 44.30 42.20 62.60 35.40 53.80 312.00 230.00 Ni 17.10 25.80 2.31 80.80 59.10 52.80 22.80 66.50 53.10 18.20 10.10 12.50 22.20 16.60 22.30 90.00 96.20 Co 13.90 19.80 2.30 30.90 34.20 38.70 41.50 41.00 35.20 33.40 29.20 30.20 35.50 19.20 23.00 50.10 30.80 Rb 3.24 2.58 2.51 10.00 4.33 12.80 4.32 4.49 6.37 9.35 45.00 24.60 21.20 20.90 4.91 18.40 34.60 W 0.63 1.05 0.31 0.57 0.52 0.74 0.54 0.53 0.54 0.71 0.55 1.44 0.64 0.66 0.65 0.63 0.55 Sr 120.00 48.60 112.00 336.00 103.00 200.00 98.30 936.00 85.60 194.00 293.00 272.00 172.00 234.00 114.00 768.00 384.00 Ba 32.00 25.10 12.20 99.60 73.60 110.00 38.60 226.00 112.00 172.00 420.00 296.00 134.00 107.00 96.60 476.00 1930.00 V 55.80 65.40 23.40 258.00 266.00 294.00 410.00 302.00 249.00 290.00 336.00 282.00 306.00 262.00 210.00 284.00 212.00 Sc 11.40 11.90 13.40 49.80 32.00 39.50 31.30 37.40 31.30 40.30 38.80 39.00 40.10 28.20 31.20 45.80 29.80 Nb 5.35 5.06 4.24 2.55 4.31 3.23 6.31 2.82 3.76 2.88 3.04 2.80 2.81 4.10 2.94 4.34 3.18 Ta 1.00 0.96 0.34 0.68 0.91 0.76 1.14 0.72 0.82 0.72 0.72 0.70 0.71 0.89 0.78 0.88 0.76 Zr 105.00 107.00 185.00 20.50 44.20 28.90 83.60 27.50 55.10 26.90 25.50 22.20 32.10 67.30 33.00 84.20 48.00 Hf 2.50 3.60 5.58 0.69 0.65 0.49 0.51 1.80 0.79 0.35 0.36 0.38 0.20 1.10 0.45 2.40 2.00 Sn 2.45 2.86 1.36 1.56 1.67 1.75 1.79 1.54 1.54 1.32 1.88 1.57 1.62 1.76 1.90 1.95 1.68 Ag 0.03 0.08 0.03 0.04 0.04 0.03 0.04 0.05 0.04 0.12 0.02 0.02 0.03 0.02 0.03 0.03 0.04 Au 0.52 0.61 0.59 0.88 0.50 1.43 0.52 0.52 0.37 0.53 0.47 0.55 0.70 0.46 0.31 0.41 0.96 U 0.68 1.18 0.47 0.66 0.66 0.74 1.12 0.34 1.12 0.38 0.97 0.72 0.94 1.07 0.51 0.78 0.42 Th 2.10 2.75 3.64 1.86 1.00 1.94 0.85 0.74 2.14 0.72 1.30 0.77 1.32 2.92 1.45 1.20 1.50 Eu* 0.92 1.02 0.74 1.25 1.24 1.25 1.11 1.30 1.26 1.14 1.56 1.74 1.18 1.00 1.23 1.62 1.65 (La/Yb)N 0.80 1.05 1.63 1.60 1.07 1.21 0.72 0.77 0.73 1.23 0.88 0.96 0.76 2.14 1.33 0.75 1.28 (La/Sm)N 0.91 1.31 1.52 1.69 1.24 1.56 0.87 1.03 0.91 1.65 1.19 1.57 1.16 2.25 1.77 0.92 1.50 (Gd/Yb)N 0.55 0.50 0.92 0.65 0.53 0.49 0.50 0.46 0.48 0.49 0.49 0.40 0.42 0.61 0.50 0.52 0.53 (Sm/Nd)N 0.95 0.81 0.86 0.92 0.99 1.00 1.07 0.89 1.08 1.07 1.02 1.12 1.15 0.84 0.92 1.08 0.96 注：主量元素含量单位为%，微量和稀土元素含量单位为10-6 由于辉长岩、辉绿岩和辉绿玢岩具有相似的全岩地球化学特征，本文将其统称为基性岩类。基性岩类的SiO2含量在47%~54%之间，MgO含量在3%~10%之间，TiO2含量在0.49%~2%之间，Al2O3含量在13%~20%之间，K2O+Na2O含量在2%~6%之间，K2O/Na2O值在0.03~0.87之间。样品的Mg#值在43~73之间，变化范围较大。在Nb/Y-Zr/TiO2*0.0001图解上，样品点落入亚碱性玄武岩区域(图 2-a)；在SiO2-TFeO/MgO图解中，大部分样品为拉斑玄武岩系列岩石(图 2-b)。
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基性岩类的稀土元素总量较低，在22×10-6~56×10-6之间。在球粒陨石标准化稀土元素配分曲线上，所有样品表现出与E-MORB(富集洋中脊玄武岩)相似的特征(图 3-a)，即轻、重稀土元素弱分馏，轻、重稀土元素比值(LREE/HREE)在1.41~2.67之间，(La/Yb)N值在0.72~2.14之间。此外，样品具不明显的正Eu异常，Eu/Eu*值在1.00~1.74之间；在原始地幔标准化的蛛网图解中，辉长岩样品表现出了Nb元素的亏损，富集Th、U、Ta等元素，部分样品表现出Hf元素的亏损(图 3-b)。
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斜长花岗岩的SiO2含量在71%~74%之间，平均值72.58%；MgO含量在0.25%~2%之间，平均值0.84%；TiO2含量在0.18%~0.40%之间，平均值0.33%，Al2O3的含量在13%~14%之间，平均值13.39%。K2O+Na2O含量在4%~7%之间，K2O/Na2O值在0.006~0.015之间。样品的Mg#值在14.41~55.80之间，变化范围较大。在Or-Ab-An三角图解中，均落入奥长花岗岩范围(图 4-a)；K2O含量极低，在SiO2-K2O图解中，落入低钾(拉斑)系列岩石范围(图 4-b)。
斜长花岗岩稀土元素含量较低，介于65×10-6~92×10-6之间。在球粒陨石标准化稀土元素配分曲线上，与基性岩类一样，表现出平坦型，轻、重稀土元素分馏也不明显，其LREE/HREE值在1.93~2.53之间，(La/Yb)N值在0.80~1.1.63之间，且Eu异常不明显(图 3-c)。在原始地幔标准化的蛛网图解中，斜长花岗岩样品表现出了典型的Nb亏损，富集Th、Ta等元素(图 3-d)。
3.2 锆石U-Pb同位素
斜长花岗岩锆石U-Pb同位素数据见表 2。
表 2 斜长花岗岩(2145TW)LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素分析结果Table 2. LA-ICP-MS zircon U-Th-Pb data for plagiogranite(2145TW)样品编号 含量/10-6 Th/U 同位素比值(±1σ) 年龄/Ma(±1σ) Th U 207Pb/206Pb 207Pb/235U 206Pb/238U 207Pb/206Pb 207Pb/235U 206Pb/238U 2145TW-01 132 159 0.83 0.0544 0.0045 0.1952 0.0153 0.0261 0.0006 387 189 181 13 166 4 2145TW-02 223 201 1.11 0.0610 0.0056 0.2119 0.0170 0.0261 0.0006 639 200 195 14 166 4 2145TW-03 155 143 1.08 0.0567 0.0058 0.2095 0.0207 0.0266 0.0008 480 234 193 17 169 5 2145TW-04 607 399 1.52 0.0416 0.0031 0.1566 0.0113 0.0266 0.0005 148 10 169 3 2145TW-05 442 311 1.42 0.0397 0.0031 0.1483 0.0110 0.0260 0.0006 140 10 166 3 2145TW-06 127 126 1.00 0.0726 0.0066 0.2778 0.0245 0.0260 0.0008 1003 192 249 19 166 5 2145TW-07 136 153 0.89 0.0618 0.0056 0.2267 0.0175 0.0265 0.0008 733 194 207 15 169 5 2145TW-08 133 129 1.03 0.0704 0.0075 0.2522 0.0230 0.0270 0.0008 939 219 228 19 172 5 2145TW-09 114 128 0.89 0.0540 0.0048 0.1978 0.0155 0.0266 0.0008 372 197 183 13 169 5 2145TW-10 98.0 120 0.82 0.0514 0.0044 0.1854 0.0147 0.0263 0.0007 261 194 173 13 167 5 2145TW-11 320 251 1.28 0.0424 0.0037 0.1520 0.0119 0.0258 0.0007 144 10 164 4 2145TW-12 60.6 97.4 0.62 0.0771 0.0093 0.2667 0.0253 0.0263 0.0009 1124 241 240 20 167 6 2145TW-13 460 311 1.48 0.0387 0.0028 0.1436 0.0102 0.0261 0.0006 136 9 166 3 2145TW-14 127 139 0.91 0.0577 0.0054 0.2124 0.0188 0.0269 0.0007 517 206 196 16 171 5 2145TW-15 475 317 1.50 0.0433 0.0033 0.1624 0.0120 0.0265 0.0006 153 10 169 4 2145TW-16 121 136 0.89 0.0706 0.0053 0.2594 0.0175 0.0267 0.0007 946 158 234 14 170 4 2145TW-17 295 232 1.27 0.0514 0.0040 0.1786 0.0116 0.0268 0.0007 261 178 167 10 170 4 2145TW-18 153 153 1.00 0.0664 0.0056 0.2392 0.0190 0.0266 0.0007 820 176 218 16 169 5 2145TW-19 94.1 120 0.78 0.0765 0.0078 0.2634 0.0251 0.0264 0.0008 1109 201 237 20 168 5 2145TW-20 92.2 118 0.78 0.0856 0.0077 0.2944 0.0265 0.0262 0.0007 1329 174 262 21 167 4 2145TW-21 121 131 0.92 0.0805 0.0063 0.2966 0.0248 0.0265 0.0007 1209 156 264 19 169 4 2145TW-22 140 158 0.89 0.0669 0.0059 0.2432 0.0198 0.0266 0.0007 835 183 221 16 169 4 2145TW-23 119 146 0.82 0.0596 0.0062 0.2071 0.0173 0.0267 0.0008 591 429 191 15 170 5 2145TW-24 206 190 1.09 0.0533 0.0041 0.1867 0.0144 0.0259 0.0006 343 169 174 12 165 4 分析结果显示，在CL图像上，斜长花岗岩的锆石具有明显的岩浆振荡环带，Th/U值在0.62~1.52之间，显示典型岩浆锆石的特征。24个测点的206Pb/238U年龄介于164±4~172±5 Ma之间，其年龄加权平均值为167.8±1.7 Ma(MSWD=0.22；图 5)。
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图 5 锆石阴极发光(CL)图像、锆石U-Pb谐和图(a)和年龄分布图(b)Figure 5. CL images, U-Pb concordia plots(a)and age distribution for zircons(b)4. 讨论
4.1 形成时代
1:25万改则幅[8]在拉果错蛇绿岩硅质岩中获得的放射虫时代为晚侏罗世—早白垩世，张玉修等[9]测得拉果错斜长花岗岩锆石SHRIMP U-Pb年龄为167 Ma，Yuan等[18]报道拉果错蛇绿岩中橄榄辉绿岩和石英闪长岩的锆石U-Pb年龄分别为165 Ma和161 Ma。本次研究获得拉果错蛇绿岩中斜长花岗岩的锆石U-Pb年龄为167.8 Ma，与上述报道的时代基本一致，为晚侏罗世，能够代表拉果错蛇绿岩的形成时代。
4.2 岩石成因
4.2.1 基性岩类
拉果错基性岩类的MgO含量在3%~10%之间，Mg#值在43~73之间，变化范围均较大，说明基性岩类经历一定的分异演化。基性岩类Cr在35.4×10-6~462×10-6之间，Ni在10.1×10-6~96.2×10-6之间，与原始玄武质岩浆的Cr、Ni(Cr=300×10-6~500×10-6，Ni=300×10-6~400×10-6)含量差异较大，也证明基性岩类经历了不同程度的镁铁质矿物的分离结晶作用。
弧后盆地玄武岩主要来源于软流圈地幔，既可以是亏损地幔也可以是富集地幔[19-22]。俯冲不活动元素主要赋存于金红石、石榴子石和锆石中，稳定性高，在俯冲过程中不发生迁移，可以用来鉴别地幔源区，如Nb、Ta、Zr、Ti等[19, 23-25]。在Zr-Nb判别图解中，本次研究的所有样品均集中在亏损地幔区域或其附近(图 6-a)。基性岩石的轻、重稀土元素分异很弱((La/Yb)N=0.72~2.14)，与石榴子石的轻、重稀土元素分配系数差别较大，而与尖晶石的轻、重稀土元素分配系数(≈1)较相似，证明基性岩石的源区可能为尖晶石相的地幔橄榄岩。它们具有较低的Dy/Yb(1.14~1.52)、Sm/Yb(0.57~0.89)、La/Sm(1.38~3.58)值，并且在La/Yb-Dy/Yb图解(图 6-b)中，基性岩石落入尖晶石橄榄岩的稳定区域，证明基性岩类来源于尖晶石橄榄岩地幔[27-29]。
4.2.2 斜长花岗岩
关于蛇绿岩中斜长花岗岩的成因大致有2种模式，一是由玄武质岩浆分离结晶形成，二是由玄武质岩石部分熔融形成，而蛇绿岩中的玄武质岩石和斜长花岗岩中的元素La和Yb与SiO2之间的变异关系是重要的判别依据[30]。如果斜长花岗岩中元素La和Yb与相应的玄武质岩石中的含量接近，即La和Yb的含量不随SiO2含量的增加而增加，保持相对的稳定，那么斜长花岗岩成因与玄武质岩石有关，是玄武质岩石经部分熔融形成的；如果斜长花岗岩中La和Yb含量明显高于玄武质岩石中的含量，表明La和Yb的含量随着SiO2含量的升高而逐渐升高，那么斜长花岗岩成因极有可能与大洋中脊玄武质岩浆相关，是其经过分离结晶形成的[30]。拉果错斜长花岗岩的La和Yb含量较高，与本区的中基性岩相比，La和Yb含量随SiO2含量升高而同样具有升高的迹象，因此，斜长花岗岩应该是大洋中脊玄武质岩浆经过分离结晶作用形成的产物。
4.2.3 斜长花岗岩与基性岩的同源性
斜长花岗岩与基性岩类相比，均富集Th、U，不同程度亏损Nb、Ti，具有相近的化学成分。相容元素Cr、Ni含量均低于原生岩浆岩[31-32]。斜长花岗岩Cr=7×10-6~40×10-6、Ni=2×10-6~26×10-6；基性岩除2件样品的Cr分别为462×10-6和312×10-6外，其余样品的Cr在35×10-6~230×10-6之间，Ni在10×10-6~97×10-6之间，表明二者经历了不同程度的橄榄石、铬尖晶石、辉石等镁铁质矿物的分离结晶[33-34]。在稀土元素配分曲线和微量元素蛛网图(图 3)中，斜长花岗岩与辉长岩具有大体相似的配分形式及微量特点，具体表现为斜长花岗岩的LREE/HREE值为2.23，(La/Yb)N值为1.16，(La/Sm)N值为1.25，(Sm/Nd)N值为0.87；与之相比玄武质岩石各项比值分别为1.82、1.10、1.38和1.01。此外，在Cr-Ni图解(图 7)上，斜长花岗岩与玄武质岩石线性关系明显。所以，笔者认为二者应为同源岩浆分离结晶作用的产物。
4.3 拉果错蛇绿岩构造背景
Dilek等[4]以蛇绿岩的生成环境为依据，将其划分为与俯冲作用无关的蛇绿岩和与俯冲作用相关的蛇绿岩2个大类。其中，俯冲带上盘型(SSZ型)是与俯冲作用相关的一种亚类，在俯冲带上的伸展板块上形成，可进一步分为4个次级类型，即弧后至弧前、弧前、大洋弧后和大陆弧后。
基性岩的构造环境判别图解相对于酸性岩构造图解，具有更高的准确性。在Ti/1000-V图解(图 8-a)中，所有辉长岩、辉绿(玢)岩样品都落入弧后盆地玄武岩和大洋中脊玄武岩的区域。在Y-La-Nb图解(图 8-b)中，除1件辉绿岩样品落入洋内弧玄武岩区域外，其余样品均落入E-MORB区域、弧后盆地区域及两者之间的过渡区域。上述投图结果表明，基性岩石的地球化学特征同时具有岛弧玄武岩和洋中脊玄武岩的特点，这与弧后盆地玄武岩的特征基本一致[19]。前人研究显示，弧后盆地玄武岩不仅可以形成于洋内弧后盆地(如马里亚纳海沟)[39]，也可以形成于陆缘弧后盆地(如冲绳海槽)[40]。西太平洋产出的洋内弧的弧后盆地玄武岩有N-MORB至洋内岛弧玄武岩之间的地球化学特征[41]，而与之相反，大陆基底上发育的弧后盆地则具有相似与E-MORB至大陆弧火山岩之间的地球化学特征[42]。此外，拉果错蛇绿岩中基性岩石的球粒陨石标准化稀土元素配分型式类似于E-MORB。根据以上结果可知，拉果错蛇绿岩可能形成于大陆弧后盆地的大地构造环境。
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通过以上研究，拉果错蛇绿岩形成时代为晚侏罗世，形成于大陆弧后盆地的构造背景。笔者认为，在晚侏罗世，狮泉河-纳木错-嘉黎缝合带代表的“洋盆”应处于大陆弧后盆地的构造背景下。该缝合带夹持于班-怒结合带与雅江带之间，北侧班-怒洋南向俯冲或南侧新特提斯洋北向俯冲均有可能是该弧后盆地拉张的深部动力学解释，然而从现有资料看，班-怒洋是否存在南向俯冲仍有较大争议。因此，笔者认为，南侧新特提斯洋北向俯冲可能是该弧后盆地打开更合理的解释。
5. 结论
(1) 拉果错斜长花岗岩的锆石U-Pb年龄为167.8±1.7 Ma，表明拉果错蛇绿岩形成于晚侏罗世。
(2) 拉果错蛇绿岩中基性岩的地球化学特征表明其来源于尖晶石橄榄岩地幔，斜长岩的地球化学组分与其相近，二者为同源岩浆的产物。
(3) 拉果错蛇绿岩地球化学特征同时具有岛弧玄武岩和洋中脊玄武岩的特征，形成于具有强烈MORB特征的弧后盆地环境。
致谢: 野外工作得到中国地质调查局天津地质调查中心李建国高级工程师、辽河油田新能源开发公司里宏亮高级工程师等领导的帮助，室内实验分析得到中国科学院地质与地球物理研究所汪天凯博士、中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室张未来博士的指导，审稿专家对论文的修改提出了许多宝贵意见，在此致以诚挚的谢意。 -
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图 2 吸附烃(A，样品490412)和包裹体烃(B，样品370109)单偏光和荧光显微照片
Figure 2. Photomicrographs in plane-polarized light and fluorescence showing oil adsorbed onto lithic fragments (A, sample 490412)and oil trapped within calcite cement as petroleum inclusions (B, sample 370109)
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图 3 吸附烃(A)和包裹体烃(B)m/z=85质量色谱图(样品410102)
Figure 3. Mass chromatogram of hydrocarbons (m/z=85)from adsorbed(A) and inclusion-trapped(B) petroleum (sample 410102)
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图 4 吸附烃(A)和包裹体烃(B)甾烷m/z=217质量色谱图(样品370110)
Figure 4. Mass chromatogram of hydrocarbons (m/z=217)from adsorbed(A) and inclusion-trapped(B) petroleum (sample 370110)
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图 5 钱家店富矿砂岩中烃类与昌图凹陷烃源岩和油砂有机质C27-C28-C29 ααα20R甾烷分布图(昌图凹陷数据据参考文献[32])
Figure 5. Ternary diagram of C27-C28-C29 ααα20 Rsteranes in hydrocarbons extracted from ore-rich sandstones in the Qianjiadian uranium deposit and source rocks in the Changtu Sag
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图 6 吸附烃(A)和包裹体烃(B)的总粒子流色谱图(样品410102)
Figure 6. Total ion chromatogram of hydrocarbons from adsorbed(A) and inclusion-trapped(B) petroleum
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图 7 吸附烃(A、C)、包裹体烃(B、D)m/z=191和177质量色谱图(样品410102)
Figure 7. Mass chromatogram of hydrocarbons (m/z=191 and 177)from adsorbed(A, C) and inclusion-trapped(B, D) petroleum (sample 410102)
表 1 钱家店铀矿床姚家组富矿砂岩中吸附烃和包裹体烃的生物标志化合物参数
Table 1 Biomarker parameters of hydrocarbons extracted from adsorbed organic matter and inclusions in ore-rich sandstones from the Yaojia Formation in the Qianjiadian uranium deposit
样品 370104-ad 370104-in 370109-ad 370109-in 370110-ad 370110-in 410102-ad 410102-in 490412-ad 490412-in Cmax C18 / C25 C16 / C23 C18 / C25 C16 / C22 C18 / C25 C18 / C23 C16 / C23 C18 / C23 C18 / C24 C16 / C22 C27ααα20R甾烷% 44.95 39.93 40.47 38.76 37.71 40.47 39.35 42.32 39.82 43.1 C28ααα20R甾烷% 21.51 24.03 22.56 23.62 24.28 23.41 23.76 23.24 22.31 22.12 C29ααα20R甾烷% 33.54 36.04 36.96 37.62 38.01 36.12 36.88 34.44 37.87 34.78 规则甾烷/17α藿烷 0.39 0.34 0.37 0.34 0.39 0.36 0.41 0.35 0.38 0.40 C26/C25三环萜烷 2.00 2.55 2.69 2.45 2.71 2.60 2.41 2.83 2.26 2.68 C31R/C30藿烷 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.24 0.22 0.19 C35 22S/C34 22S藿烷 0.56 0.58 0.55 0.58 0.54 0.52 0.55 0.55 0.60 0.48 C29/C30藿烷 0.54 0.46 0.47 0.46 0.46 0.47 0.48 0.50 0.48 0.51 伽马蜡烷/(伽马蜡烷+C30藿烷) 0.16 0.16 0.17 0.17 0.16 0.17 0.16 0.17 0.15 0.16 C30*/C29Ts 0.45 0.36 0.39 0.36 0.33 0.40 0.36 0.43 0.39 0.45 Pr/Ph 0.71 0.82 0.84 0.76 0.71 0.68 0.51 0.66 0.71 0.84 Pr/nC17 0.52 0.60 0.58 0.65 0.50 0.87 0.62 0.53 0.55 0.76 Ph/nC18 0.54 0.51 0.51 0.72 0.49 0.89 0.68 0.55 0.50 0.98 C31αβ藿烷22S/(22S+22R) 0.59 0.59 0.60 0.59 0.59 0.59 0.59 0.58 0.60 0.59 Ts/Tm 1.47 1.01 1.05 0.89 1.10 1.15 1.05 1.15 1.05 1.21 C29ααα甾烷20S/(20S+20R) 0.34 0.37 0.36 0.38 0.34 0.36 0.36 0.35 0.35 0.35 C29甾烷ββ/(ββ+αα) 0.39 0.38 0.38 0.39 0.36 0.39 0.38 0.38 0.38 0.39 C30莫烷/藿烷 0.14 0.14 0.14 0.15 0.15 0.14 0.15 0.15 0.14 0.14 CPI 1.32 1.31 1.47 1.14 1.27 1.29 1.59 1.44 1.23 1.48 MPI-1 0.26 0.30 0.23 0.19 0.25 0.28 0.23 0.31 0.33 0.21 Rc / % 0.56 0.58 0.54 0.51 0.55 0.57 0.54 0.59 0.60 0.53 注：ad表示吸附烃；in表示包裹体烃 
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