川西双江口地区花岗岩的岩石学、地球化学特征及其成因研究

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

个旧地区是我国的超大型的锡铜多金属矿集区,其锡矿床规模居我国及世界首位.个旧地区岩浆岩广泛发育,其中花岗岩在该地区分布最为广泛.在大量参阅前人研究成果及认真观察岩体的野外地质特征的基础上,文章拟从岩石学及岩石地球化学的角度尝试性探讨个旧花岗岩的形成原因.

湘西大溶溪钨矿床在空间、成因上与大神山花岗岩关系密切,但目前大神山花岗岩的研究程度较低,这严重制约了对其成岩机理、形成地质背景、以及对大溶溪钨矿矿床成因与成矿机理的认识。本文对大神山花岗岩的岩石学和地球化学进行了研究,并揭示了该花岗岩的成因及其成岩的构造背景。研究表明,大神山花岗岩呈岩株产出,主要为黑云母二长花岗岩,其锆石la-icp-msu-pb年龄为(224.3±1.0)ma。相比于华南地区其它印支期花岗岩,大神山花岗岩具有酸度、碱度偏低,而富含mgo、cao的特点,属准铝质-弱过铝质、高钾钙碱性岩系。该花岗岩稀土总量较低,表现出富轻稀土、弱负铕异常、轻重稀土分馏明显的特征;成矿元素w含量极高,ba/rb、ni/co、rb/sr值普遍较低,显示其岩浆结晶分异不充分。从成因上看,大神山花岗岩为i型花岗岩,形成于扬子地块与华夏地块强烈会聚之后的后碰撞晚造山阶段,可能是幔源岩浆底侵与下地壳局部熔融所形成的幔、壳混熔岩浆不断演化的结果。

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。

安徽黄山复式岩体位于扬子板块东南缘,江南陆内造山带内。黄山复式岩体由太平花岗闪长岩岩体和黄山花岗岩岩体组成。根据岩体的接触关系和各期次岩石的矿物学及岩石学特征,可以将黄山花岗岩岩体分为4个期次:第一期为中粒二长花岗岩;第二期为粗粒似斑状花岗岩;第三期为中细粒斑状花岗岩;第四期为粗粒含斑花岗岩。从矿物的组成上来看,各期次的岩石均为广义的花岗岩类,主要矿物以石英和长石为主,太平岩体和黄山岩体中的斜长石均表现出钠长石的特点,同时黄山岩体特征的出现条纹长石。各期次岩体均含有少量的铁白云母,显示出过铝质的特点。各期次岩石总体具有高硅(sio_2含量大于75%)、高碱(alk含量大于7.9%)、低钙(cao含量小于1%)及高feo~t/mgo比值(13～37)的特点。同时岩石强烈富集稀土元素(除eu出现明显的负异常)、zr、hf、nb等高场强元素,贫ba、sr、ni,高10000×ga//al(比值大于2.6),这些特征均指示黄山复式岩体具有a型花岗岩的特点。通过eby的判别图解将其进一步划分为a2型花岗岩,代表其形成于拉张的构造背景之下。结合sm-nd同位素特征(ε_(nd)(t)=-4.2～-5.6),确定黄山复式岩体的源区物质可能为一套元古宙的火山岩。同时稀土模拟结果表明,黄山岩体的原始岩浆是这种源区大约20%部分熔融的产物。岩体形成于斜向俯冲引发的陆内剪张环境内。

薄竹山花岗岩体分两期侵入,第一期岩石类型主要为中粒黑云母二长花岗岩,sio2含量介于64.82%～72.01%,平均68.72%,总碱度k2o+na2o=5.51%～8.2%,平均6.92%,a/cnk平均1.14,富集rb、u、th等微量元素和轻稀土元素,中等的eu负异常,δeu=0.37～0.55,属过铝质花岗岩,主要形成于同碰撞阶段;第二期主要为细粒二长花岗岩,sio2含量变化范围75.94%～76.89%,平均76.33%,总碱度k2o+na2o=7.58%～8.82%,平均8.22%,a/cnk-a/nk图上主要落在准铝质范围,微量元素nb、ta、y富集,显著亏损sr、ba,强烈的eu负异常,δeu=0.06～0.11,形成于板内的伸展环境。第二期花岗岩ba、sr亏损明显,这与强烈的eu负异常相对应,说明第二期花岗岩经历了高度演化。

i 内蒙古固阳县花岗岩岩石地球化学特征 摘要 研究内蒙古固阳县二叠纪侵入的花岗岩的化学组成，包含其成分的来源、含量、分 布、种类及化学变化。 岩石地球化学是近代岩石学和地球化学的交叉学科。研究各类岩岩石中的主量元 素、微量元素和同位素，用于探讨岩石源区、岩石成因、岩石演化和岩石产出的构造环 境等方面基础理论问题。 本区岩浆活动从色尔腾山期到燕山期均有，以侵入活动为主，喷发活动主要集中于 中元古代白云鄂博期，为一套中酸性—基性火山岩建造，另外还广泛发育一套钾玄岩。 侵入岩类型齐全，分布广，侵入于白云鄂博群中，接触带普遍混合岩化，该区出露的岩 浆岩，按成分可分为超基性岩、碱性基性岩类和酸性岩类。 火成碳酸岩的最大岩体为赋矿白云石碳酸岩体，其次为侵入的碳酸岩墙。酸性岩类 包括中粗粒黑云母花岗岩、角闪石黑云母花岗岩、细粒黑云母花岗岩及酸性岩脉；而黑 云母花岗岩与二长花岗岩主

十万山盆地处于太平洋域、特提斯域、印支板块与华南板块交汇部位,构造演化与岩浆作用相当复杂。海西期花岗岩显示造山环境特点,其形成与云开地块向西汇聚挤压、钦防海槽关闭有关。中三叠世末,izanagi板块北移引发云开地块向北西推挤碰撞,致使印支期花岗岩具有汇聚造山花岗岩特征。燕山期岩体显示造山环境,其形成可能与izanagi板块快速向北西汇聚欧亚东缘以及冈瓦纳汇聚欧亚大陆联合控制有关。研究区花岗岩同属于过铝质花岗岩,它们轻稀土富集,(la/yb)n=8.07～14.50,负铕异常明显(δeu=0.48～0.56),且rb,th,ce和sm显现正异常,k2o,ba,ta,hf相对亏损,具有陆壳重熔源区特点。燕山期石英正长岩具有幔源特点,铕正异常明显(δeu=1.50～1.64),轻、重稀土丰度均低于花岗岩,nb含量较高。这些花岗岩与正长岩的蛛网模式均一致指示造山型花岗岩构造环境。

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。

研究区位于柴达木盆地和祁漫塔格-东昆仑造山带的过渡带的昆北断阶带。钻探揭示第三系盆地基底广泛分布花岗岩基岩。岩石学特征表明属二长花岗岩类,副矿物以锆石为主。化学成分分析结果表明,岩石具较高含量的sio2和al2o3,属过铝的钙碱性系列。岩石中强不相容元素rb、ba、zr等强烈富集,ta、ce、nb、sr、th等中等不相容元素富集中等;弱不相容元素y富集。岩石稀土总含量大多在194.41～231.63μg/g之间;lree/hree比值为2.31～2.4;岩石属轻稀土富集型。岩石中eu负异常明显,中等亏损;ce略有亏损;eu/sm值在0.15～0.16间。地球化学特征显示岩石物质来源于下地壳物质的熔融,构造环境判别图解中样品投影于同碰撞期的区间,岩石是同碰撞构造环境下形成,为早古生代洋陆转换时的岩浆活动,属于加里东期造山旋回时期产物。

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。

在藏北高原玛尔盖茶卡幅1∶25万区调过程中,对新疆云雾岭花岗岩进行了地质、地球化学综合研究,结果表明,该岩体具高sio2,富碱的特征,岩石组合为二长花岗岩和巨斑状二长花岗岩,岩相间为涌动型侵入接触关系.岩石为高钾钙碱性系列,a/cnk≤1,为次铝质花岗岩.稀土含量较高,属于轻稀土富集型,δeu值在0.19~0.34之间,eu亏损明显.微量元素中以k、rb、th富集为显著特点.通过对该岩体单矿物锆石u-pb法年龄测定,其形成时代为早侏罗世(201.8~203.4ma),为i-s过渡型,形成于同碰撞构造环境.

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。

文章对浙西地区里山岭中生代花岗斑岩进行地球化学研究,初步判定了岩浆源区、花岗岩类型,并进行岩石成因讨论。结合区域构造演化历史及有关地球化学图件处理结果,初步判定花岗斑岩形成的构造环境。

皖南及邻区早白垩世中—晚期酸性岩浆岩产于扬子陆块江南古隆起东段,岩体类型为花岗岩、碱长花岗岩及钾长花岗岩。岩体含有丰富的锆石、富f的萤石及富含稀土的磷钇矿、独居石、褐帘石等矿物。主量元素具较高含量的sio2和k2o,较低含量的tio2、mgo、cao,高(na2o+k2o)/al2o3值,高feot/mgo比;富集ree(eu亏损),hree亏损不严重,稀土配分模式表现为海鸥型;明显富集zr、nb、rb、ta、y、yb,显著亏损cr、co、ni、v、ba、sr。地化特征分析认为早白垩世中—晚期花岗岩为a2型花岗岩,产生于造山后的伸展环境,是正常安山质地壳在皖南印支期加厚地壳熔融结束之后继续受地幔物质底侵部分熔融所形成。

柴北缘西段出露的花岗岩主要有赛什腾山、团鱼山、嗷唠河和三岔沟等岩体,这些岩体的走向为北西向,与区域构造线方向基本一致.岩体的锆石shrimpu-pb定年结果表明,它们的时代从早古生代的奥陶纪到晚古生代的泥盆纪和二叠纪.其中,赛什腾山岩体为(465.4±3.5)ma,团鱼山岩体两期侵入岩的年龄分别为(469.7±4.6)和(443.5±3.6)ma;它们均属早古生代奥陶纪;而嗷唠河岩体的石英闪长岩为(372.1±2.6)ma,属晚古生代泥盆纪;三岔沟岩体也由两期侵入岩组成,其年龄分别为(271.2±1.5)和(260.4±2.3)ma,属二叠纪.花岗岩的岩石地球化学特征表明,柴北缘早古生代花岗岩具有岛弧或活动大陆边缘花岗岩的属性,原岩可能为中元古代(1.03~1.15ga)形成的、来源于亏损地幔的拉斑玄武质洋壳,它们的形成与板块的俯冲作用有关;晚古生代花岗岩继承了早古生代花岗岩的特点,其原岩可能为中元古代(1.18~1.29ga)的岛弧根部下地壳,岩浆物质成分以壳幔混合源为主,它们的形成与造山隆起后不同块体之间的均衡调整有关.

西准噶尔地区广泛发育晚古生代后碰撞花岗岩,年龄多集中于300ma左右,在时代上属于晚石炭世,a型花岗岩具有高硅、低铝、富碱、准铝质—弱过铝质、贫钙、低镁,10000×ga/al比值较大,强烈富集高场强元素(hfse)及zr、y、ga等元素,sr、ba强烈亏损,稀土配分模式图呈现典型的右倾"海鸥型"等,并且在a1-a2型花岗岩判别图解显示具有典型的铝质a型的a2型花岗岩特征,表明a型花岗岩可能是年轻地壳(洋壳和岛弧)部分熔融形成的英云闪长—花岗闪长岩质岩浆经进一步分离结晶作用的产物,具备规模成矿的条件。

本文在野外工作基础上,系统研究了云南大平糜棱岩化碱性花岗岩岩石结构构造、矿物组成、主微量元素和锆石特征等。根据岩体本身还残留有层理,在糜棱岩化之前的岩石具花岗变晶结构和含有反映区域变质成因的钠铁闪石造岩矿物,以及锆石高度富集和显示有一定层位等,认为云南大平糜棱岩化碱性花岗岩为沉积变质成因。

广东南山花岗岩体位于陂头复式岩体西端,锆石的shrimpu-pb年龄为158.1±1.8ma,是燕山早期岩浆活动的产物。岩石化学特征显示岩体以高硅、富碱、贫ca和mg以及高tfeo/mgo、低cao/na2o为特征。其k2o/na2o>1,a/nk=7.8~11.92,a/cnk=1.33~1.68,属过铝质碱性岩石。在稀土和微量元素组成上,岩石富含稀土元素(除明显的负eu异常,δeu=0.09~0.16)以及zr、y、th、u、nb等高场强元素,贫ba、sr、ti等,高10000xga/al(比值大于2.6)。在zr、nb、ce、y对10000×ga/al以及tfeo/mgo-sio2等a型花岗岩多种判别图上,投影点主要落在a型花岗岩区,而与高分异的i、s型花岗岩明显不同。这些特征均指示,南山岩体具有铝质a型花岗岩的特点。通过y-nb-3ga和y-nb-ce构造环境判别图解将其进一步划分为a2型花岗岩,代表其形成于拉张的构造背景之下。本文在此研究基础上,认为南山花岗质岩浆可能形成于相对挤压的中侏罗世。而在晚侏罗世早期相对拉张的作用下,岩石圈减薄,软流圈地幔上涌,地壳的泥质岩和少量砂质岩受到幔源流体富集后发生部分熔融后上侵形成铝质a型花岗岩,且有较强的结晶分异作用。

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。

金沙江弧盆体系消减与碰撞的确切时间存在较大的争议.运用la-icp-ms地质年代学、地球化学及sr-nd同位素方法研究金沙江缝合带周边的花岗岩体.贡卡花岗闪长岩(232ma)和羊拉花岗闪长岩(229.6ma)形成于印支期,羊拉二长花岗岩(261ma)形成于海西-印支期.羊拉二长花岗岩地球化学特征类似o型埃达克岩,由大洋板片熔融与地幔楔交代(mg#=55～61.8>40),且上升过程与岩浆房酸性岩浆混合,形成于俯冲消减环境;贡卡花岗闪长岩和羊拉花岗闪长岩可能由类似扬子地块的崇山群玄武质岩石和变质表壳岩部分熔融形成,产于碰撞后环境.金沙江缝合带从中二叠世末期-晚二叠世早期持续俯冲;碰撞阶段可能于晚二叠世末期开始,在中三叠世早期结束.

文章对桂林新寨花岗岩地区水质资料进行研究,采用piper图进行水化学分类及特征分析,结果表明该区水化学类型为hco3-ca型。并利用phreeqc对桂林新寨花岗岩地下水物种形成及饱和指数进行了模拟,根据模拟计算的饱和指数说明了该区地下水的溶解平衡状态。