廣東從化佛岡(主體)黑云母花崗巖定年和成因

手標(biāo)本照片 手標(biāo)本描述 巖石名稱：黑云母斜長花崗巖 英文名稱：biotiteplagiogranite 顏色：淺灰白色 構(gòu)造：塊狀構(gòu)造 結(jié)構(gòu)：中粒等粒結(jié)構(gòu) 礦物成分：主要由斜長石（67%）、石英（25%）和黑云母（8%）組成。 化學(xué)成分: sio268.92,tio20.47,al2o314.74,fe2o31.47,feo0.69,mno0.16,mgo0.79, cao2.47,na2o3.47,k2o1.86,p2o51.98,h2o- 所屬巖類及成因：酸性侵入巖，主要形成于洋中脊環(huán)境，常構(gòu)成堆晶巖上部層位。 產(chǎn)地：山東采集：王方正 藏號：074收藏：地大巖礦教研室 描述：廖群安數(shù)字化：廖群安 薄片照片 薄片描述 巖石名稱：黑云母斜長花崗巖 英文名稱：biotite

研究目的：華東、華南地區(qū)廣泛分布有黑云母花崗巖，花崗巖全風(fēng)化層厚度大，工程地質(zhì)特性特殊。目前有多條高速鐵路在華東、華南區(qū)域興建，針對這種地層條件下的邊坡處理以及路基填筑成為極為關(guān)鍵的問題。為全面了解華東、華南地區(qū)黑云母花崗巖的工程地質(zhì)特性，在該區(qū)域多地取樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，對風(fēng)化層的礦物風(fēng)化特征、物理特性、強(qiáng)度特性以及膨脹性進(jìn)行系統(tǒng)的探討，為該區(qū)域的鐵路建設(shè)提供可靠的依據(jù)。研究結(jié)論：（1）華東、華南地區(qū)黑云母花崗巖的礦物成分主要是石英、長石和黑云母，發(fā)生風(fēng)化蝕變的主要是長石和云母，長石風(fēng)化蝕變成高嶺石、伊利石或蒙脫石，黑云母蝕變?yōu)橐晾丸F錳質(zhì)物；（2）華東、華南地區(qū)黑云母花崗巖全風(fēng)化層結(jié)構(gòu)疏松，泥質(zhì)膠結(jié)為主，塑性指數(shù)在10％左右，屬于粉質(zhì)黏土的范疇；（3）黑云母花崗巖全風(fēng)化層原狀樣的摩擦角在27。左右，粘聚力均小于100kpa，粘聚力隨具體地區(qū)相差較大；（4）黑云母花崗巖全風(fēng)化層均不具有膨脹性；（5）該研究成果可為穿越花崗巖地區(qū)的鐵路勘察設(shè)計(jì)提供參考與借鑒。

為了研究黑云母花崗巖對沖擊荷載作用時(shí)的動態(tài)力學(xué)響應(yīng),采用大直徑分離式hopkinson壓桿裝置對黑云母花崗巖進(jìn)行了動態(tài)壓縮及動態(tài)劈裂抗拉試驗(yàn),分析了黑云母花崗巖的動態(tài)壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線、動態(tài)壓縮破壞形態(tài)以及動態(tài)劈裂抗拉強(qiáng)度等動態(tài)力學(xué)參數(shù)隨著沖擊荷載的變化規(guī)律。結(jié)果表明:黑云母花崗巖的動態(tài)抗壓強(qiáng)度隨著子彈沖擊加載速度的增加而明顯提高,在15.0m/s左右時(shí),動態(tài)抗壓強(qiáng)度達(dá)到347.1mpa;隨著子彈沖擊加載速度的增加,黑云母花崗巖破壞的形式是從塊狀到粉狀;與靜態(tài)劈裂抗拉強(qiáng)度相比,動態(tài)劈裂抗拉強(qiáng)度也有較大幅度的提高。

本文通過黑云母的電子探針方法測試,分析閩西南地區(qū)才溪巖體、四方巖體及羅卜嶺巖體中黑云母的地球化學(xué)特征及其成因意義。測試結(jié)果表明,才溪二長花崗巖中的黑云母為高鐵黑云母,而四方花崗閃長巖及羅卜嶺花崗閃長斑巖中的黑云母為高鎂黑云母,在由黑云母成分確定的物質(zhì)來源圖上,它們均落入殼-?；旌显磪^(qū)域,表明其成因類型都是殼-?；煸葱突◢弾r,但隨著形成時(shí)代的逐漸變新,其物質(zhì)組成成分中幔源組分逐漸增多。

膠北地體晚侏羅世下地殼重熔的玲瓏黑云母花崗巖大面積出露,其中殘留有大量繼承鋯石,記錄了多期熱事件,為復(fù)雜的地殼演化過程提供了重要線索。論文通過分析玲瓏黑云母花崗巖中繼承鋯石的u-pb年齡、微量元素和hf同位素組成,探討了膠北地體的地殼演化歷史。結(jié)果顯示膠北地體前寒武紀(jì)經(jīng)歷了~2.9ga和~2.7ga兩期主要的地殼生長事件,~2.5ga和2.2~1.8ga兩期地殼重熔改造事件,~2.5ga和1.95~1.8ga兩期變質(zhì)事件。~2.9ga的巖漿作用形成于島弧環(huán)境,~2.7ga巖漿活動與下地殼基性物質(zhì)的部分熔融有關(guān),~2.5ga發(fā)生的巖漿和變質(zhì)事件與地幔柱底侵作用有關(guān),并有同時(shí)期的表殼巖組合-膠東巖群形成。~2.1ga地殼處于拉張狀態(tài),伴有與裂谷活動有關(guān)的雙峰式巖漿作用,荊山群和粉子山群開始沉積,而后1.95~1.8ga發(fā)生碰撞造山運(yùn)動,膠北所有早前寒武紀(jì)巖石單元卷入此次事件,并發(fā)生變質(zhì)作用。自此之后,直至二疊紀(jì)末,膠北處于巖漿活動的沉寂期,但于~1.7ga和~1.0ga發(fā)生沉積作用,形成芝罘群和蓬萊群。二疊紀(jì)末揚(yáng)子板塊向北俯沖于華北克拉通之下,并于三疊紀(jì)與華北克拉通發(fā)生陸陸碰撞作用,致使揚(yáng)子板塊北緣新元古代花崗巖發(fā)生超高壓變質(zhì),形成蘇魯超高壓變質(zhì)帶,之后超高壓變質(zhì)巖發(fā)生折返。玲瓏黑云母花崗巖復(fù)雜的繼承鋯石組成可能表征了前寒武紀(jì)巖石卷入陸-陸碰撞事件而發(fā)生再循環(huán)作用。

新疆東部哈爾里克山出露大量閃長巖和花崗巖巖體,在小鋪一帶,巖體發(fā)育片麻狀構(gòu)造,其圍巖為一套變質(zhì)巖系.對小鋪西側(cè)片麻狀黑云母花崗巖鋯石shrimpu-pb定年研究,獲得(311±9)ma的206pb/238u表面年齡.結(jié)合巖體及鋯石的礦物學(xué)特征,該年齡被解釋為片麻狀黑云母花崗巖巖體的侵位年齡.結(jié)合前人的研究資料,筆者推測該片麻狀黑云母花崗巖形成于弧后伸展構(gòu)造環(huán)境,其片麻狀構(gòu)造的發(fā)育與伸展作用有密切關(guān)系,小鋪一帶變質(zhì)作用的下限年齡為(311±9)ma.

王仙嶺花崗巖侵位于印支期。過去一直認(rèn)為荷花坪錫鉛鋅礦為印支期礦床,與王仙嶺巖體有關(guān)。經(jīng)多年的野外考察和鉆孔資料研究發(fā)現(xiàn),荷花坪地區(qū)存在隱伏花崗巖體,其巖性不同于王仙嶺花崗巖。本文選取鉆孔中粗粒黑云母花崗巖,利用la-mc-icp-ms法對其進(jìn)行鋯石年代學(xué)研究,獲得u-pb年齡為(157.1±0.8)ma,顯示其為燕山早期。荷花坪花崗巖a/cnk比值為1.02,ree總量為357×10-6,lree/hree比值為2.83,zr+nb+ce+y含量為398×10-6,與a型花崗巖特征一致,明顯不同于王仙嶺s型花崗巖。這些地球化學(xué)特征與南嶺地區(qū)含錫花崗巖非常類似。南嶺地區(qū)鎢錫成礦大爆發(fā)發(fā)生在燕山早期,荷花坪錫鉛鋅礦可能與此燕山期隱伏巖體有關(guān)。

對巖背火山-斑巖型錫礦含黃玉黑云母花崗巖和含黃玉花崗斑巖中黑云母礦物化學(xué)研究表明,含黃玉黑云母花崗巖中的黑云母屬于富鐵黑云母,含黃玉花崗斑巖中的黑云母屬于鐵葉云母。含黃玉花崗斑巖的成巖溫度為720℃~730℃,logfo2為-15.5~-15.7;含黃玉黑云母花崗巖的成巖溫度為510℃~550℃,logfo2為-19.2~-18.7。含黃玉花崗斑巖成巖溫度、氧逸度高于含黃玉黑云母花崗巖成巖溫度和氧逸度。與含黃玉花崗斑共存熱液流體log(fh2o/fhcl)fluid值為4.29~4.99,與含黃玉黑云母花崗巖共存熱液流體log(fh2o/fhcl)fluid值為3.15~3.67。因此,相對于含黃玉黑云母花崗巖,含黃玉花崗斑巖巖漿演化過程中分異出的流體富f和sn,即巖背含黃玉花崗斑巖巖漿演化過程分異出的原始流體以富f和sn為特征,結(jié)合有關(guān)巖背sn礦成礦流體的研究結(jié)果,進(jìn)一步揭示出巖背sn礦成礦流體為巖背含黃玉花崗斑巖巖漿演化過程分異出的巖漿熱液,相對于含黃玉黑云母花崗巖,含黃玉花崗斑巖與錫成礦關(guān)系更密切。

　通過對大吉山花崗巖中黑云母化學(xué)成分特征的研究,發(fā)現(xiàn)大吉山黑云母花崗巖體中黑云母屬鐵鎂黑云母,而二云母花崗巖中黑云母屬富鐵黑云母。黑云母花崗巖是殼?；旌系漠a(chǎn)物,而階段二云母花崗巖屬殼源花崗巖。大吉山黑云母花崗巖成巖過程中可能存在玄武巖巖漿的底侵作用,這種底侵作用可能是大吉山鎢礦成巖成礦的地球動力學(xué)背景之一。大吉山花崗巖體在演化過程中存在流體分異作用,與二云母花崗巖共存的流體更富氟,可能這種富氟和鎢等成礦元素的熱液流體形成了著名的大吉山鎢礦。

研究了從黑云母巖花崗巖風(fēng)化殼淋積輕稀土礦床中淋出稀土，料液預(yù)處理除雜和沉淀出稀土等工藝問題，此礦是一類組成和性能在差異且以前較活少研究的淋積型輕稀土礦。在所研究確定的適宜條件下采用一種經(jīng)酸地銨鹽作洗提劑，稀土的淋出率可達(dá)９５％以上。將淋出的稀土料液先用氨水調(diào)至一定的ｐｈ范圍后再加少量硫化銨作除雜劑進(jìn)行預(yù)處理除雜可除去絕大部分伴生雜質(zhì)。

內(nèi)蒙古道倫達(dá)壩銅鎢多金屬礦是大興安嶺南段近年來新發(fā)現(xiàn)的一個(gè)銅、鎢、錫共生的多金屬礦床,成礦與中粗粒黑云母花崗巖密切相關(guān),但其形成時(shí)代還存在較大爭議,對巖漿來源缺乏足夠的研究。本文對道倫達(dá)壩礦床內(nèi)黑云母花崗巖進(jìn)行了系統(tǒng)的巖石地球化學(xué)、年代學(xué)、hf-pb同位素地球化學(xué)組成測試。道倫達(dá)壩黑云母花崗巖sio2含量為65.42%～67.41%,富鋁、鉀,a/nck值為1.08～1.27,cipw標(biāo)準(zhǔn)礦物剛玉含量較高(1.82%～4.08%),巖石屬于過鋁質(zhì)s型花崗巖。微量、稀土元素組成表現(xiàn)出的輕稀土富集、重稀土虧損型式和eu負(fù)異常以及明顯的nb、ta、sr、ti虧損的特點(diǎn)顯示為殼源成因的火山弧花崗巖。la-icp-ms鋯石u-pb測年結(jié)果表明其形成年齡為292.1±0.84ma(mswd=1.18)～292.5±0.88ma(mswd=0.46)。hf同位素測試結(jié)果顯示,道倫達(dá)壩黑云母花崗巖的εhf(t)=-0.8～+13.3,176hf/177hf比值(0.282643～0.282804)偏低,二階段hf同位素模式年齡較高(740～1024ma)。全巖pb同位素組成較均一,206pb/204pb介于18.416～18.766,207pb/204pb介于15.519～15.542,208pb/204pb變化在38.238～39.460。黑云母花崗巖為早二疊世西伯利亞板塊南緣俯沖增生背景下的產(chǎn)物,主要源自從虧損地幔新增生的年輕地殼物質(zhì)的部分重熔,在侵位過程中可能受到了殘留的古地殼或巖石圈地幔的混染。古生代是興蒙造山帶的一個(gè)重要的成礦階段,礦化以島弧或活動大陸邊緣背景下的斑巖-矽卡巖-熱液脈型銅鉬金多金屬礦床為主。

黑云母全鋁壓力計(jì)估算膠東西北部玲瓏花崗質(zhì)雜巖剝蝕程度

對黃陵花崗巖基英云閃長巖的黑云母、角閃石單礦物進(jìn)行階段加熱法~(40)ar-~(39)ar定年,獲得黑云母和角閃石坪年齡分別為837.3±4.2～838.7±4.0ma和844.0±4.2ma,屬于晉寧運(yùn)動晚期事件。結(jié)合黃陵花崗巖基已有的年齡資料作出英云閃長巖的冷卻曲線,顯示英云閃長巖經(jīng)歷了850ma～800ma的一個(gè)巖漿活動時(shí)期,并在840ma～830ma之間存在一個(gè)快速冷卻的過程,指示當(dāng)時(shí)處于一種伸展的構(gòu)造背景下,這一事件可能與位于華南的約825ma的地幔柱上隆導(dǎo)致的rodinia超級大陸的裂解事件相互響應(yīng),之后巖體經(jīng)歷了一個(gè)長期的演化過程,到≈800ma該期巖漿活動基本結(jié)束。

欽杭成礦帶不僅是揚(yáng)子與華夏陸塊的碰撞拼接帶,而且也是華南地區(qū)獨(dú)具特色的銅金和鎢錫多金屬成礦帶。本文以鸚鵡嶺鎢鉬多金屬礦床含礦巖體-黑云母花崗巖為研究對象,首次開展了鋯石la-icp-msu-pb同位素定年和hf同位素特征研究。獲得其鋯石206pb/238u同位素加權(quán)平均年齡為81.3±0.6ma,其與已獲得的輝鉬礦re-os等時(shí)線年齡83.0±1.7ma在誤差范圍內(nèi)基本一致,表明鸚鵡嶺多金屬礦床成巖成礦作用同時(shí)發(fā)生于晚白堊世,即中生代燕山晚期。該巖體的鋯石εhf(t)值大多數(shù)為負(fù)值,少部分大于0,變化于-5.72~1.40,平均值為-2.09,表明其主要成巖物質(zhì)來自于殼源。εhf(t)-t圖解上,εhf(t)均落在球粒隕石演化線之下,呈弱虧損的特征,指示地殼部分熔融的巖漿可能有少量地幔物質(zhì)的加入。兩階段模式年齡tdm2=1.06~1.51ga,指示成巖物質(zhì)主要來源于中元古代古老地殼巖石的部分熔融。結(jié)合已有的地球化學(xué)、巖石學(xué)和區(qū)內(nèi)高精度成巖成礦年齡資料,表明鸚鵡嶺鎢多金屬礦床形成于華南巖石圈伸展-減薄的環(huán)境下。

華南印支期花崗巖與鈾成礦關(guān)系密切。根據(jù)花崗巖賦存鈾礦的能力,將華南印支期花崗巖分為產(chǎn)鈾花崗巖和非產(chǎn)鈾花崗巖。前者以諸廣山巖體和大富足巖體為代表,后者以白馬山巖體和瓦屋堂巖體為代表。利用黑云母電子探針礦物化學(xué)成分來研究產(chǎn)鈾與非產(chǎn)鈾花崗巖的特征和差異,進(jìn)一步指導(dǎo)華南印支期花崗巖的鈾礦找礦勘探工作。與非產(chǎn)鈾花崗巖相比,產(chǎn)鈾花崗巖具有如下特征:黑云母蝕變程度強(qiáng),包裹的副礦物較多;黑云母中sio2、tio2、fe2o3、mgo的含量較低,al2o3、f、feo的含量較高;黑云母均為鐵葉云母,ⅵal3+和fe2+高;花崗巖類型為過鋁質(zhì)花崗巖,來源于泥質(zhì)地殼;并且花崗巖的氧逸度低、成巖溫度低。這些特征是判別華南印支期花崗巖產(chǎn)鈾潛力的重要標(biāo)志。

采用地表采集到的天然云母樣品(不做蝕刻),直接用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察,觀察到與傳統(tǒng)方法同樣的微米數(shù)量級腐蝕坑.并分析了腐蝕坑的成因,指出了這些新發(fā)現(xiàn)的腐蝕坑的環(huán)境意義.

為了對比研究不同礦物壓力計(jì)的可靠性和準(zhǔn)確性,選擇姑婆山-花山花崗巖體中5個(gè)不同的單元作為研究對象,對其進(jìn)行角閃石和黑云母全鋁壓力計(jì)的計(jì)算,其中楊梅山獨(dú)立侵入體以角閃石和黑云母計(jì)算的成巖壓力分別為3.23×108和0.90×108pa,對應(yīng)的形成深度分別為12.8和3.58km;里松單元以角閃石和黑云母計(jì)算的成巖壓力分別為3.47×108和1.00×108pa,對應(yīng)的形成深度分別為14.29和4.08km;望高單元、新路單元與華美單元以黑云母計(jì)算的成巖壓力分別為1.24×108、3.49×108和2.20×108pa,對應(yīng)的形成深度分別為5.13、14.48和8.3km。通過綜合對比前人的研究成果,發(fā)現(xiàn)角閃石比黑云母更加適合作為全鋁壓力計(jì)目標(biāo)礦物。

謝壩黑云母斜長花崗巖屬硅過飽和鈣堿性巖,主要礦物是斜長石,石英,黑云母,條紋長石;副礦物主要是榍石,鋯石,磁鐵礦;巖石明顯受后期動力作用,堿交代蝕變較為普遍,鈉長石化強(qiáng)于鉀長石化。元素地球化學(xué)特征反映出巖源殼?；烊镜奶攸c(diǎn),表現(xiàn)出i型花崗巖的特征,并有向a型花崗巖過渡的趨勢,這突出地反映出其構(gòu)造環(huán)境由晚造山向同碰撞環(huán)境的轉(zhuǎn)換。

長期以來,義敦島弧帶及甘孜―理塘結(jié)合帶一直都是地質(zhì)學(xué)界研究的熱門地段,加之其特殊的大地構(gòu)造位置和豐富的貴金屬(譚洪旗等,2016)、有色金屬等礦產(chǎn)資源而倍受廣泛關(guān)注。川西雀兒山中酸性復(fù)式巖體位于義敦島弧帶北東端、甘孜―理塘結(jié)合帶南西端,大地構(gòu)造位置處于巴顏喀拉前陸盆地褶皺帶(松潘―甘孜地塊)與德格―中甸陸塊、芒康―思茅陸塊的結(jié)合部,是三江構(gòu)造帶的一個(gè)重要組成部分(劉樹文等,2006),而燕山期黑云母二長

1礦區(qū)概況瑤崗仙鎢礦位于南嶺東西向構(gòu)造帶中部,加里東隆起帶與印支-燕山凹陷帶的交匯部位。區(qū)內(nèi)出露地層主要有震旦系、寒武系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系和第四系。礦區(qū)構(gòu)造發(fā)育,主要為印支期-燕山期ne-nne

湘南癩子嶺花崗巖巖株侵位于燕山早期,其鋯石u-pb年齡為154～155ma,以富含li,rb,sn,w,nb,ta等稀有金屬元素,pb,zn等賤金屬元素以及h2o,f等揮發(fā)份為主要特征,具有明顯的垂直分帶。自下而上,在450～500m的垂直距離范圍內(nèi),從黑鱗云母花崗巖帶,經(jīng)淺色花崗巖(二云母花崗巖和鋰白云母花崗巖)帶、鈉長石花崗巖帶、云英巖帶、到塊狀石英和黃玉偉晶巖帶,各帶巖石的常量元素和微量元素組成都發(fā)生有規(guī)律的變化。高度發(fā)育的巖漿分異和熱液演化,是稀有金屬和賤金屬元素及揮發(fā)份逐步富集并成礦的關(guān)鍵機(jī)制。雖然大多數(shù)癩子嶺花崗巖的樣品都具有過鋁的特征,但由于該巖體特別是其較深部位的黑鱗云母花崗巖中zr,ree,y,nb,th,u等高場強(qiáng)元素含量高,鋯石的εhf值偏高(在-5.9和-1.9之間,平均-4.2),hf模式年齡tdm值偏低(在1.32ga～1.58ga之間,平均1.47ga),都顯示有地幔物質(zhì)的明顯參與,推測癩子嶺花崗巖的原始巖漿,可能來源于深部鋁質(zhì)a型騎田嶺花崗巖基,或者是與騎田嶺巖基相類似的鋁質(zhì)a型花崗質(zhì)巖漿體的分離結(jié)晶作用。

廣東省英德市白沙鎮(zhèn)花崗巖風(fēng)化殼地下水主要屬于hco3-ca·na型。水樣的ph值在4.3～6.6之間。與世界其他花崗巖地區(qū)地下水相比,白沙地區(qū)花崗巖風(fēng)化殼地下水的稀土元素(ree)總濃度偏高,在1.1～114μg/l之間,變化范圍較大。地下水中的ree濃度與水的ph值呈弱的負(fù)相關(guān)關(guān)系,并且受母巖風(fēng)化程度的影響。由于ph值、氧化還原狀態(tài)及水中主要離子組成的差異,使得可溶態(tài)ree在水中的賦存狀態(tài)存在差異。地下水與母巖、風(fēng)化殼ree的paas標(biāo)準(zhǔn)化分布模式基本相似,呈lree富集型,母巖中無ce異常,而水樣中有ce負(fù)異常,表明ce在水巖作用過程中發(fā)生了明顯的分異。