北祁连永登石灰沟奥陶纪硅质岩地球化学特征及大地构造意义

考古学家利用矿物学和化学方面的数据曾发现了史前人工品与其产地之间的联系。类似的方法也能够用来研究古代砂浆。因此,考古砂浆的地球化学(矿物学和化学)特征就能应用于其修复和处理的工作中去,并且能够用于研究砂浆的加工技术和年代的测定。此外,利用考古砂浆的矿物学和化学特征还能确定其原料的种类,判定其原料的来源。

华北克拉通北缘中段沿集宁—凉城—千里山一线分布着大量的强过铝质花岗岩。与一般强过铝质花岗岩相比,其sio_2含量、al_2o_3／tio_2,比值(小于100)、rb／sr比值和rb／ba比值低,但cao／na_2o比值高(大于0.3)。稀土元素复杂,正eu异常、负eu异常、eu异常不明显均发育,大致可以分成2种类型：第一类具有中等程度轻稀土富集、重稀土平缓；第二类轻稀土特征与第一类一致,但其重稀土变化大。稀土元素特征不一致主要是由于其源岩不同。lile(k、rb、ba)相对富集,hsfe(nb、ti、p)亏损,这种地球化学特征暗示该区强过铝质花岗岩的源区成分为杂砂岩,熔融温度较高,来源较深,其构造环境与澳大利亚拉克伦造山带一致,属高温型碰撞带,应为华北克拉通西部陆块和东北陆块古元古代踫撞峰期后岩石圈伸展的产物。

灶火沟早志留世(436.8~433.7ma)花岗岩发育于东昆中蛇绿构造混杂岩带中,主要岩石类型为花岗闪长岩和二长花岗岩,其围岩分别为中元古代万宝沟群和奥陶—志留纪纳赤台群。花岗闪长岩和二长花岗岩w(sio2)分别为56.12%~63.49%和70.62%~76.54%,均为钙碱性系列。二长花岗岩显示向富碱质过渡的特征,铝饱和指数a/cnk为0.79~1.02,属准铝质—弱过铝质系列,为i型花岗岩。花岗闪长岩∑ree低于二长花岗岩∑ree,两者均具有lree相对富集而hree相对亏损的相似的右倾球粒陨石标准化配分曲线特征,花岗闪长岩具弱负eu异常,二长花岗岩具强负eu异常;两者均具有相对富集lile而相对亏损hfs的微量元素特征。地球化学特征显示灶火沟花岗岩为岛弧型花岗岩,是原特提斯洋壳向北俯冲引起地幔楔物质底侵东昆仑岛弧下地壳部分熔融的产物,表明东昆仑造山带在早志留世仍处于原特提斯洋壳俯冲消减阶段。

赣北鄱阳湖地区土塘剖面发育第四纪红土,自下而上可分为强网纹红土层、弱网纹红土层、微网纹红土层、均质红土层和下蜀黄土层。基于常量元素、粒度分析数据以及前人年代框架,初探土塘剖面化学风化特征及其古气候意义。(1)土塘剖面粒度组分均一,常量元素含量相近,风化淋溶强烈。(2)土塘剖面各地层间化学风化强度存在差异:下蜀黄土层为初期的去na、ca阶段;均质红土层为中期的去k阶段;微网纹红土层由去k阶段向去si阶段过渡;网纹红土层已完全进入晚期去si阶段。剖面常量元素的相对迁移能力为:na2o>mno2>cao>p2o5>mgo>k2o>sio2>al2o3>tio2>fe2o3。(3)中更新世以来赣北鄱阳湖地区气候总体上由暖湿趋于干冷,期间伴随多个明显的干湿旋回佐证强烈的淋溶与干湿交替作用是网纹红土发育的重要驱动因子。

粤西黄岭岩组分布于高州东部,其花岗质岩石为东向西可分出三种岩性单元:黑云母斜长花岗质-黑云母花岗闪长质糜棱岩,石榴石黑云母花岗闪长质初糜棱岩和揉皱片麻状石榴黑云花岗闪长质-二长花岗岩,各单元之间呈渐变过渡关系。

龙王花岗岩岩体产于华北克拉通南缘,岩石类型主要为黑云母钾长花岗岩,局部见有霓辉石花岗岩。岩体高硅(sio2=72.17%～76.82%)、富碱(k2o+na2o=8.28%～10.22%,k2o/na2o>1),碱性指数ai(agpaiticindex)=0.84～0.95,分异指数di=95～97,铝指数asi(aluminiumsaturationindex)=0.96～1.13。含铁指数高(feo/(feo+mg)=0.90～0.99),岩石为准铝质至弱过铝质、碱性—碱钙性、铁质a型花岗岩。岩石富集大离子亲石元素,稀土元素含量很高(854～1572μg/g);高场强元素(nb、ta、zr、hf)的富集程度明显低于大离子亲石元素,因此在微量元素蛛网图上呈相对亏损特征;岩石显著亏损ba、sr、ti、pb;εnd(t)=-4.5～-7.2,nd模式年龄为2.3～2.5ga。εhf(t)=-1.11～-5.26,模式年龄thf1=2.1～2.3ga,thf2=2.4～2.6ga。黑云母钾长花岗岩中的锆石主要为无色透明柱状晶体,cl图像多数显示清晰的岩浆成因的韵律环带结构,锆石la-icpmsu-pb年龄为(1602.1±6.6)ma,mswd=0.48。岩石化学、微量元素及nd、hf同位素地球化学特征表明,龙王岩体形成于板内伸展构造环境,其形成可能与约1.8ga古大陆碰撞拼合之后岩石圈地幔及下地壳拆沉和玄武质岩浆底侵有关,岩体可能主要为富集地幔部分熔融的玄武质岩浆经强烈结晶分异的产物,在其形成和上升过程中可能有地壳物质的混染。龙王岩体的形成与columbia超大陆裂解过程有关,是华北克拉通古元古代末-中元古代早期已知最年轻的非造山岩浆活动,可能代表华北克拉通古元古代末期自columbia超大陆裂解出来的时间。

北喜马拉雅出露一系列片麻岩穹窿,这些穹窿被形成于27.5～10ma的淡色花岗岩侵入.淡色花岗岩的岩石类型为二云母花岗岩,它们的主量元素组成为sio2=70.97%～74.54%、k2o+na2o=6.27%～8.09%、k2o/na2o=0.91～1.36及a/cnk=1.10～1.33.然而,它们在微量元素组成上呈现出较大的变化:rb=(41～322)×10-6、sr=(26～139)×10-6、ba=(135～594)×10-6、(la/yb)n=0.97～17.31、eu/eu=0.29～0.72.北喜马拉雅淡色花岗岩的主量元素和微量元素组成特征类似于高喜马拉雅中新世的二云母花岗岩,而在ti、mg、ca、ba含量和rb/sr比值上明显不同于高喜马拉雅中新世的电气石-白云母花岗岩.北喜马拉雅淡色花岗岩(87sr/86sr)t=0.7344～0.8503(t=10ma),εnd(10ma)=-12.5～-19.3,与高喜马拉雅淡色花岗岩无明显差异.在岩石成因上,北喜马拉雅和高喜马拉雅中新世淡色花岗岩均起因于构造减压作用,由此导致白云母发生脱水反应诱发高喜马拉雅结晶岩系的深熔.但北喜马拉雅淡色花岗岩形成的地质背景明显不同于高喜马拉雅淡色花岗岩,前者具有较长的时间跨度,开始形成于喜马拉雅渐新世的地壳增厚期,之后形成于中新世穹窿片麻岩的折返时期,而高喜马拉雅淡色花岗岩与中新世高喜马拉雅结晶岩系的构造挤出作用有关.因此,北喜马拉雅和高喜马拉雅淡色

选择黔中岩溶地区的4条石灰土剖面作为研究对象,通过精细采样分析,讨论了石灰土形成过程中th富集的地球化学特征及行为.结果表明:1)岩—土界面是th发生显著富集的重要地球化学作用场所,主要表现为岩—土界面反应中伴随碳酸盐快速溶蚀导致体积巨大缩小变化后的残余富集.在此过程中,th表现出明显的惰性.2)在石灰土剖面形成和演化过程中,th的地球化学行为可能因剖面间存在的微环境差异而有所不同.对于发育浅薄的剖面,th受铁氧/氢氧化物和粘土矿物的吸附而表现出惰性;对于发育相对深厚的剖面,th表现出明显的活性,其行为不受铁氧/氢氧化物和粘土矿物的明显影响.

位于北京昌平区的年龄为127ma的白查岩体是一个晶洞过碱性花岗岩岩株,其侵位于燕山造山带西段的八达岭岩基中。白查岩体具有高硅、zr、ga、pb、hfse和ree含量,高fe/mg和ga/al比值,强烈亏损ca、sr、eu,具有亏损放射性成因pb同位素的特征。白查岩体属于dall'agnol和oliveira(2007)定义的典型的还原型a型花岗岩,其地球化学特征与燕山带中生代晚期的后石湖山(山海关)和窟窿山a型花岗岩非常相似。白查花岗岩起源于华北克拉通下地壳镁铁质源岩在相时贫水、高温、低氧逸度条件下的低程度部分熔融。综合区域地质背景和该岩体的成岩机制判断,白查花岗岩的形成标志燕山西段造山崩塌阶段的到来。除浙江东南瑶坑过碱性花岗岩外,白查岩体是具有al型花岗岩元素地球化学特征但并非形成于非造山大地构造背景的过碱性花岗岩的又一个实例。

白石崖铁矿为都兰地区一处典型的矽卡岩型铁多金属矿床。通过对花岗岩年代学和岩石地球化学研究表明,白石崖花岗岩侵位于(238±1)ma,富硅(sio2=70.01%~76.01%)、富碱(k2o+na2o=6.64%~8.41%)、feo*/mgo比值(平均22.87)较高、贫镁(mgo=0.04%~0.39%),k2o/na2o>1,a.i.=0.88~0.99,a/cnk=0.62~0.83,属偏铝钙碱性岩石;稀土分布曲线呈"海鸥式"分布特征,显示较强的eu负异常(δeu=0.10~0.70);微量元素特征显示具较高的zr(172×10-6~205×10-6)、nb(11×10-6~31×10-6)和y(21.9×10-6~50.1×10-6),较低的sr(40×10-6~223×10-6)、ba(168×10-6~690×10-6);在微量元素原始地幔标准化蛛网图上显示明显的ba,sr,p和ti的负异常,表明白石崖花岗岩为a型花岗岩。结合区域构造演化,认为该区花岗岩形成于造山后的伸展环境,属a2型花岗岩。三叠纪时,东昆仑地区处于后碰撞构造阶段,俯冲板片发生断裂,岩石圈拆沉,引发大范围的地壳伸展减薄,软流圈物质上涌,上涌的软流圈物质与地壳直接接触,对上覆长英质地壳的直接加热作用促使其部分熔融,长石、榍石等分离结晶,形成该区a型花岗岩。

对青海省黑山晚志留世花岗岩的岩石及地球化学研究表明,岩石属典型钙碱性系列岩石,并具有富钾特征。对于主量元素如mgo,a12o3,fe2o3、cao随sio2的含量增加而增加,呈现一定的线性关系。岩石中ba、th强不相容元素等强烈富集,其含量高于地幔岩,其之间呈现同步增长关系。中等不相容元素ta、nb、hf、zr、sr等富集程度中等,轻微一中等程度的负铕异常(δeu=0.53～0.67);δce值0.92～0.96,铈略有亏损;(la/yb)n值4.93～31.36,均大于1。其特征显示岩石物质来源于地壳上部,有下地壳或上地幔物质混入。结合花岗岩构造环境判别图解可知,该花岗岩应是同碰撞环境下的产物。

本文在野外地质调查的基础上，运用大地构造学、同位素年代学和岩石地球化学等研究方法和手段，对桂北中生代花岗岩体的地球化学特征和形成的构造环境进行了研究。结果显示，桂北中生代花岗岩体主要形成于215～77．7ma。岩石组合主要为二长花岗岩，为准铝质一过铝质高钾钙碱性花岗岩；具有较明显的负铕异常；岩石相对富集ule，贫化hfse。多组构造环境判别图解显示，桂北中生代花岗岩体总体形成于印支运动后由碰撞挤压向板内裂解拉张转化的地球动力学背景。花岗岩体的形成与华南构造动力体制的时一空转换域存在明显的耦合关系，符合造山带构造演化的一般过程。同时证实了中生代华南开始拉张的时问是白垩纪，而不是一些研究者认为的燕山早期。

王坪石岩体具有超酸性(sio2=73%～76%)、sio2过饱和(大量石英)、偏铝质到弱过铝质(al2o3=12.48%～14.23%)和碱性(na2o+k2o=7.83%～9.41%)的特征。总稀土较低(σree=(54.41～140.21)×10-6),稀土配分型式为左陡右缓的轻稀土元素富集、重稀土元素亏损型。微量元素富集k、pb等大离子亲石元素以及rb、th、u等强不相容元素,相对亏损ba等大离子亲石元素和nb、ta、ti、la、ce等高场强元素和p元素。sr-nd-pb同位素地球化学研究表明,该岩体的(87sr/86sr)i较低(0.70498～0.70503),εnd(t)为负值(-10.9‰～-12.1‰),以上特征结合岩浆混合的证据表明,该岩体的物质来源主要为下地壳古老变质岩(变质杂砂岩),但受到地幔端员的混染作用。

甘肃阳山金矿带属于类卡林型金矿床,金资源量是达到318t,矿区花岗岩脉较为发育,与金矿化关系密切,重要的找矿标志之一。通过花岗岩的系统取样和主微量、稀土元素的分析结果,分析岩石地球化学特征,认为:原斜长花岗斑岩,称为花岗岩较为准确,归类为i型花岗岩和s型花岗岩,为活动大陆边缘的产物及同碰撞和碰撞后形成花岗岩的特点。矿带花岗岩成矿潜力大,可以加强矿区多金属综合利用研究工作。

湖北省蕲春县烈马咀花岗岩主要为黑云母二长花岗岩,由黑云母、钾长石、斜长石和石英等矿物组成,属于梅川杂岩体主岩体乱泥滩单元的组成部分。la-icp-ms锆石u-pb定年结果显示,其u-pb谐和年龄为123±0.85ma(n=15,mswd=0.21),206pb/238u表面年龄加权平均值为123±1ma(n=15,mswd=0.21),略晚于乱泥滩主岩体侵位年龄(131ma)和大别山地区晚中生代岩浆活动峰期年龄(130ma)。烈马咀花岗岩主-微量元素分析显示,主要元素以高sio2(74.76%~77.64%)、富碱(k2o+na2o7.18%~7.96%)和过铝质(al2o312.73%~14.06%)为特征;微量元素以富集大离子亲石元素(如rb和pb等)和亏损高场强元素(如nb、zr、p和ti等)为特征;稀土元素具有轻稀土富集和eu负异常(δeu=0.41~0.65)特征。烈马咀花岗岩成岩年龄和岩石地球化学特征显示其成因与大别山造山带内晚中生代花岗岩类似,均来自古老下地壳物质的部分熔融,形成于晚中生代整个中国东部岩石圈伸展减薄的构造背景下。

第 30 卷第 6 期 　　　　　　　　　　　　　　　vol.30,no.6 2016 年 12 月 mineralresourcesandgeologydec.,2016 ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ 广西六万山花岗岩岩石地球化学特征及其成因探讨 刘 　 胜,詹华思,黄 　 诚 (武警黄金第九支队,海南海口　571127) 摘 　 要:六万山花岗岩体形成于早三叠世,存在多个岩浆活动序次,其岩性主要为含堇青石的二长花岗 岩。该类花岗岩富含过铝质矿物,高 a / cnk , sio2 、 k2o 、 tio2 、 al2o3 、 mgo 、 feo 含量较高, fe2o3 、 na2o 、 p2o5 含量较低。基于各

淡色花岗岩(leucogranite)是一类高铝高硅碱的酸性侵入岩,主要地球化学特征是:sio2≥72%,al2o3≥14%,na2o+k2o~8.5%,富rb,亏损th、ba、sr,稀土总量较一般花岗岩低(∑ree=(40~120)×10-6),且表现为中等分异的轻稀土弱富集型,一般具有eu负异常;sr-nd-pb-o同位素指示其岩浆明显的陆壳来源。淡色花岗岩主要发育于陆壳(俯冲)碰撞加厚带,由逆冲折返的俯冲板片变沉积岩部分经过脱水熔融产生。淡色花岗岩可划分为三种不同的岩石类型:(1)二云母型淡色花岗岩,由变泥质岩(或变硬砂岩)在中地壳水平经黑云母(和/或白云母)脱水熔融产生;(2)电气石型淡色花岗岩,由变泥质岩在较低温度下经白云母脱水熔融产生;(3)石榴子石型淡色花岗岩,由长英质下地壳经黑云母脱水熔融产生。源区残留独居石、磷灰石等富ree矿物是淡色花岗岩亏损ree、th等元素的原因。源岩为变泥质岩及源区残留钾长石是淡色花岗岩亏损sr、ba的主要原因。

北祁连奥陶纪典型的塞浦路斯型铜矿床均产出于北祁连山弧后盆地的蛇绿岩中,西段石居里矿床赋存的蛇绿岩带生成环境为近弧的弧后盆地扩张脊环境,东段猪嘴哑吧矿床赋存的蛇绿岩生成环境为近陆的弧后盆地扩张脊环境。东西段构造环境差异导致北祁连山东西段塞浦路斯型铜矿在矿体形态和成矿元素富集程度上存在差异。西段以柱状、似透镜状为主,东段以透镜状为主;成矿元素上东段相比西段更富锌和硫。硫同位素分析,两段均为海水中硫酸盐和玄武岩中硫酸盐混合沉淀结果,东段比西段海水混入程度低。pb同位素研究显示,pb主要来自幔源。流体包裹体成分显示西段石居里以海水成因为主,而东段猪嘴哑吧则为火山热液流体成因,成矿温度均为中低温。

以冀西石湖金矿麻棚岩体为研究对象,分别对斑状花岗岩、花岗闪长岩及石英闪长岩的岩石化学成分、微量元素及稀土元素进行了系统测定。岩体的sio2平均含量为67.77%,略低于同处一个构造岩浆岩带的ne端紫荆关王安镇石英正长岩体(68.78%)。麻棚岩体稀土元素总量较高,介于136.41×10-6~167.45×10-6之间,稀土元素配分曲线为右倾斜型。lree/hree比值介于12.50~18.75之间,平均16.07,属轻稀土元素富集、重稀土元素亏损型。综合麻棚岩体岩石学、微量元素及稀土元素特征研究认为,麻棚岩体的成因类型为ⅰ型花岗岩。

区域和造山带构造地球化学研究——一、本领域研究发展概况　　上世纪60年代中板块构造学说兴起，使地质学家视野首次扩大到全球，甚至整个太阳系。这带动了地学各学科思维体系的革命，并使地球化学研究全面地向地球、太阳系、宇宙的扩展。大地构造的地球化研究...

本文按摩天岭含铀花岗岩体的花岗岩、弱蚀变花岗岩、钾交代花岗岩和硅质交代花岗岩4种岩石类型,探讨了岩石中的常量元素、大离子亲石元素(lile)、高场强元素(hfse)和稀土元素(ree)含量特征及相互间的关系。其中含铀钾交代花岗岩表现为强钾长石化、强绿泥石化和弱赤铁矿化,u含量与次生黑云母关系密切;含铀硅质交代花岗岩的u含量与微晶石英伴生的铁质有关。通过剖析不同类型岩石的地球化学特征,指出成矿流体的元素主要来自花岗岩,产铀岩石具明显的llh特征;伴随铀矿化的增强,k/ba、rb/sr值降低,而ba/rb值增高;含铀钾交代花岗岩和硅质交代花岗岩的hfse和ree含量呈共轭消长和重稀土(hree)相对富集的特征。提出伴随断裂开启多期成矿流体的叠加更有利于铀的富集,llh特征,以及k/ba、rb/sr值降低与ba/rb值增高可作为含铀花岗岩体的地球化学判别依据。

湘东北位于扬子板块东南缘江南造山带中段,出露的新元古代花岗岩有长三背、大围山和葛藤岭等岩体,同属于九岭岩体的一部分。湘东北新元古代花岗岩sio2含量变化于60%~72%、cao为0.6%~3%、na2o为1.98%~3.72%、k2o为2.95%~4.99%之间,a/cnk>1.1,富集k、rb、ba等大离子亲石元素(lile)和轻稀土元素(lree/hree=3.1~10.5)、eu负异常明显(δeu=0.37~0.58),而nb、ta、ti等高场强元素(hfse)相对亏损。这些特征表明湘东北新元古代花岗岩来源于过铝质熔体,岩石类型上类似于富黑云母过铝花岗岩类(cpg),可能来源于富黑云母的变泥质沉积岩的熔融,如中元古代冷家溪群变质沉积岩等,形成于同碰撞环境,可能与陆壳加厚导致的剪切重熔有关。