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    粵北花山巖體地球化學(xué)特征及成因研究

    2016-09-09 01:48:14馬明杰
    四川地質(zhì)學(xué)報(bào) 2016年2期
    關(guān)鍵詞:花山微量元素花崗巖

    姚 巍,陳 琿,馬明杰

    (廣東省地質(zhì)局第三地質(zhì)大隊(duì),廣東 韶關(guān) 512028)

    粵北花山巖體地球化學(xué)特征及成因研究

    姚巍,陳琿,馬明杰

    (廣東省地質(zhì)局第三地質(zhì)大隊(duì),廣東 韶關(guān) 512028)

    通過對(duì)花山巖體主量元素、微量元素和稀土元素等方面詳細(xì)的綜合研究、以及分析對(duì)比可知,巖體SiO2含量在69.9%~72.96%,屬于酸性巖體,(中)高鉀鈣堿性系列巖石,具硅過飽和、過鋁的特征。巖石屬富輕稀土型花崗巖,Eu虧損不明顯。花山巖體屬I型花崗巖(同熔型),是活動(dòng)大陸邊緣-陸弧的產(chǎn)物。

    花山巖體,地球化學(xué),成因,粵北

    花山巖體位于粵北東西向大東山—貴東巖漿巖帶東段貴東復(fù)式巖體的南緣,河源市連平縣花山村附近,呈小巖株?duì)町a(chǎn)出,面積約14.17km2。巖體遭遇混染巖化,變質(zhì)、變形較為強(qiáng)烈,發(fā)育片理、片麻理。片麻理走向?yàn)?15°。研究該巖體主量元素、微量元素和稀土元素的特征,查明其源區(qū)物質(zhì)特征,成因機(jī)制及其形成的構(gòu)造環(huán)境,對(duì)研究貴東巖體的形成與演化具有重要意義。

    表1 花山花崗巖化學(xué)成分表

    1 巖石學(xué)及礦物學(xué)特征及采樣分析

    圖1 巖石系列SiO2-K2O圖解

    圖2 花崗巖SiO2-AR(堿度率)圖解

    該巖體的主要巖性為中細(xì)粒片麻狀黑云母花崗巖,其次為弱片麻狀二長(zhǎng)花崗巖。片麻狀黑云母花崗巖具變余似斑狀結(jié)構(gòu)、變余中細(xì)?;◢徑Y(jié)構(gòu),片麻狀構(gòu)造、眼球狀構(gòu)造、條紋條帶狀構(gòu)造。巖石由斜長(zhǎng)石(40%~45%)、鉀長(zhǎng)石(25%~30%)、石英(±25%)、黑云母(5%~10%)組成。副礦物為磁鐵礦、鋯石、磷灰石、榍石、褐簾石,蝕變礦物為絹云母、方解石、綠簾石、黝簾石、高嶺土、綠泥石。

    在顯微鏡觀察的基礎(chǔ)上,盡可能選取蝕變作用最輕微的巖石樣品作各項(xiàng)分析測(cè)試。主要元素,微量元素、硅酸鹽分析、稀土元素分析由國土資源部長(zhǎng)沙礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心(湖南省礦產(chǎn)測(cè)試?yán)醚芯克┩瓿?。微量元素和稀土元素采用Z-2300,ICAP-6300原子吸收光度計(jì)ICP全譜儀等測(cè)定。

    2 巖石化學(xué)與地球化學(xué)特征

    2.1主量元素特征

    巖石化學(xué)分析結(jié)果(表1)顯示,該花崗巖3個(gè)樣品的巖石化學(xué)成分一致性較高,其SiO2含量在69.9%~72.96%,均屬于酸性巖體。對(duì)比華南花崗巖平均值,該巖體的FeO、CaO、TiO2含量較高,而SiO2、Fe2O3、Na2O、K2O、P2O5略低,顯示高Ca而Fe,K、Na偏低的巖石化學(xué)屬性。從圖1、圖2可以看出,該花崗巖屬(中)高鉀鈣堿性系列巖石。標(biāo)準(zhǔn)礦物(表2)中出現(xiàn)石英(Q)和剛玉(C),鋁質(zhì)指數(shù)(A/CNK)平均為1.06>1,反映巖石硅過飽和、過鋁的特征;堿(度)指數(shù)(AKI)平均值0.60<0.9,里特曼指數(shù)(σ)平均值1.36<3.3,表明巖石屬于鈣(堿)性系列。

    表2 花山巖體CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物及特征參數(shù)表

    巖石基性度(G)7.53,高于華南花崗巖平均值;堿度率(AR)、全堿量(ALK)、鉀鈉比值(K/N)低于華南花崗巖平均值;鐵鎂比值(M/F)、鈣質(zhì)指數(shù)(C/A′CF)與華南花崗巖平均值接近。

    氧化度(OX°)在0.06~0.17之間,平均為0.13,反映巖體在低氧化環(huán)境條件下形成。分異指數(shù)(DI)平均為77.42,固結(jié)指數(shù)(SI)平均為6.29,說明巖漿分離結(jié)晶作用不強(qiáng),分異程度較高。

    表3 花山巖體微量元素含量及特征比值表

    2.2微量元素地球化學(xué)特征

    與酸性巖維氏值相比(表3),該侵入體Bi含量高17倍,Hf含量高5倍,Sn含量高2.4倍;Sr含量低2.4倍,Nb含量低2.0倍,Ta含量低2.2倍;其余元素含量相對(duì)較接近,比值在1.5以內(nèi)。

    2.3稀土元素地球化學(xué)特征

    表4顯示,花山巖體的稀土元素總量(ΣREE)變化不大,介于171.51×10-6~242.82×10-6間,含量低于世界花崗巖平均值(291.17×10-6);巖石屬富輕稀土型花崗巖,輕、重稀土比值(ΣCe/ΣY)2.45~2.59,平均為2.52,LaN/YbN值3.83~5.32,平均為4.72;銪異常值(δEu)在0.56~0.72間,平均為0.66,略小于0.7,稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化型式圖顯示為淺“V”型的不對(duì)稱折線(圖3),輕稀土折線向右傾斜,重稀土折線接近水平,Eu虧損不明顯,屬弱Eu負(fù)異常。

    表4 花山巖體稀土元素含量及特征參數(shù)表

    3 成因類型及巖漿源區(qū)

    在K2O-Na2O成因類型圖解上(圖4),花山巖體二個(gè)樣點(diǎn)落在I型花崗巖區(qū),一個(gè)樣點(diǎn)落在I型花崗巖與S型花崗巖分區(qū)線上;鋁質(zhì)指數(shù)A/CNK平均為1.06,小于1.1,按Chappell(1974)和White(1983)劃分,屬I型花崗巖?;ㄉ綆r體巖石化學(xué)及地球化學(xué)特征與南嶺地區(qū)I型花崗巖相似(據(jù)《南嶺花崗巖地質(zhì)及其成因和成礦作用》,1989)。微量元素K/Rb比值為188,Rb/Sr比值為0.7,按劉英?。ā痘◢弾r類區(qū)1∶5萬區(qū)域地質(zhì)填圖方法指南》,1991)對(duì)不同成因類型花崗巖微量元素比值的研究,屬同熔型花崗巖。綜合以上分析,把花山巖體劃歸為I型花崗巖(同熔型)。

    花山巖體屬過鋁質(zhì)巖石類型,以鉀質(zhì)系列為主,表現(xiàn)出殼源重熔的特點(diǎn)。巖體內(nèi)分布變質(zhì)較強(qiáng)的輝綠巖、輝長(zhǎng)巖等基性巖脈,花山巖體鐵鎂含量較高(基性度G為7.53),據(jù)此判斷可能有深部幔源物質(zhì)的參與;δEu值0.56~0.72,平均為0.66,略小于0.7,Eu虧損不明顯;成因類型為I型花崗巖,巖石可能由不同來源的(殼幔)巖漿混熔形成。

    圖3 稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖

    圖4 花崗巖K2O-Na2O 成因類型圖

    圖5 花崗巖R1-R2成因分類圖解

    圖6 構(gòu)造環(huán)境(Rb-Y+Nb)判別圖

    4 構(gòu)造環(huán)境判別

    花山巖體屬I型花崗巖。在花崗巖R1-R2成因分類圖解上(圖5),花山巖體一個(gè)樣品投點(diǎn)落在①地幔分異花崗巖區(qū),二個(gè)樣品投點(diǎn)落在①地幔分異花崗巖與②板塊碰撞前花崗巖分區(qū)間,結(jié)合有關(guān)構(gòu)造環(huán)境圖解,花山巖體投點(diǎn)分別落在VAG火山弧花崗巖區(qū)(圖6)、火山弧與碰撞后區(qū)間(圖7),反映花山巖體是活動(dòng)大陸邊緣—陸弧的產(chǎn)物。

    圖7 構(gòu)造環(huán)境Rb/30-Hf-3Ta判別圖

    5 結(jié)語

    1)花山巖體的主要巖性為中細(xì)粒片麻狀黑云母花崗巖,變余似斑狀結(jié)構(gòu)、變余中細(xì)?;◢徑Y(jié)構(gòu),片麻狀構(gòu)造、眼球狀構(gòu)造、條紋條帶狀構(gòu)造。

    2)巖體SiO2含量在69.9%~72.96%,均屬于酸性巖體。屬(中)高鉀鈣堿性系列巖石,巖石具硅過飽和、過鋁的特征,屬于鈣(堿)性系列。

    3)與酸性巖維氏值相比,該侵入體Bi含量高17倍,Hf含量高5倍,Sn含量高2.4倍;巖石屬富輕稀土型花崗巖,輕、重稀土比值(ΣCe/ΣY)2.45~2.59,LaN/YbN值3.83~5.32,Eu虧損不明顯。

    4)花崗巖屬I型花崗巖(同熔型),該巖體是活動(dòng)大陸邊緣-陸弧的產(chǎn)物。

    [1] 陳琿、李峰、堅(jiān)潤(rùn)堂等,云南瀾滄老廠花崗斑巖鋯石SHRIMP定年及其地質(zhì)意義[J],地質(zhì)學(xué)報(bào),2010.84(4).

    [2] 廣東省地質(zhì)礦產(chǎn)局,廣東省區(qū)域地質(zhì)志,地質(zhì)出版社,1988.

    [3] 李昌年,《火成巖微量元素巖石學(xué)》,中國地質(zhì)大學(xué)出版社,1992.

    [4] 凌洪飛, 等,粵北帽峰花崗巖體地球化學(xué)特征及成因研究,巖石學(xué)報(bào)2005.21(3):677~687.

    [5] 尹征平, 等,粵北九峰巖體的地球化學(xué)特征與成因研究,東華理工大學(xué)學(xué)報(bào),2010.3:15~21.

    [6] 李獻(xiàn)華,廣西北部新遠(yuǎn)古帶花崗巖鋯石U-Pb年代學(xué)及其構(gòu)造意義[J],地球化學(xué),1999.1:1~9.

    A Study of Geochemistry and Genesis of the Huanshan Rock Mass in North Guangdong

    YAO Wei CHEN Hun MA Ming-jie

    (Guangdong Bureau of Geology and Mineral Resources, Shaoguan, Guangdong 512028)

    The Huashan granite in north Guangdong belongs to K-rich calc-alkaline series with SiO2of 69.9-72.96%, being silicon-aluminium supersaturated. The rock is I-type granite (syntectic type) with LREE enrichment and was emplaced in active continental margin setting.

    syntectic type granite; geochemistry; genesis; Huanshan, north Guangdong

    P595

    A

    1006-0995(2016)02-0217-04

    10.3969/j.issn.1006-0995.2016.02.009

    2016-03-16

    姚?。?984-),男,碩士研究生,工程師,主要從事區(qū)域礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查及水工環(huán)地質(zhì)工作

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