北祁连永登石灰沟火山岩地质概况

    北祁连山早古生代海相火山岩分北、中、南三个构造-火山岩带，主要岩石为细碧-角斑质火山岩系。唯有中带在甘肃省天祝县和永登县境内产出一套特征的细碧岩（含极少量角斑岩）碱性火山岩岩石组合，出露范围西起马雅雪山的石门寺，向东经石灰沟至火石洞沟一带，断续延伸26km。其中碱性火山岩发现于本世纪七十年代末期，它们和中奥陶世细碧质火山岩密切共生，在永登县中堡镇之北的石灰沟地区出露最为完整。若根据岩石化学成分在Le Bas等人“火山岩化学分类TSA图”中的位置，该区碱性火山岩包括有粗面玄武岩、橄榄玄粗岩（Shoshonite）、粗面安山岩和响碱玄岩等，统属于岛弧橄揽玄粗岩系，是北祁连山早古生代古岛弧曾经历过完善发展、成熟演化的重要标志。
    从石灰沟中奥陶世海相火山岩地质剖面（见地质略图）可以看出，该区共有四次喷发旋回：第一旋回为细碧质火山爆发，旋回末有少量熔岩喷溢；第二旋口由细碧质火山爆发转变为细碧质（极少量角斑质）熔岩喷溢，枕状构造发育，显示了水下溢流的特点；第三旋回以细碧质火山爆发为主，间夹溢流活动。尔后，火山活动相对宁静，沉积近500m的碳酸盐岩，间或有零星细碧质火山爆发活动。最后，第四旋回以碱性火山爆发和喷溢告终。
    按岩石化学和矿物成分，本区海相火山熔岩可以分为细碧岩类和碱性火山岩类两大类：
     （1）细碧岩类中包括有细碧岩、细碧玢岩（含残留单斜辉石者称做辉石细碧玢岩）、钠长粒玄岩及极少量角斑岩（含残留单斜辉石者称做辉石角斑岩）等。细碧玢岩与细碧岩的区别仅在于前者具斑状结构。（2）碱性火山岩类包括有碱性粒玄
岩、粗面玄武岩、白榴碱玄岩、白榴方沸岩、白榴粗面斑岩和黑云白榴粗面斑岩等。
    石灰沟火山岩剖面中，碱性火山岩系的层位最高，形成最晚，在整个火山岩系中所占比例不到10％。就碱性火山岩类本身而言，以基性-中基性为主，中性岩类仅占1／5左右。本区中奥陶世末产出的碱性火山岩系的岩石组合特点完全可以和年轻岛弧挽榄玄粗岩系的特点相比拟。