吉黑東部花崗巖類中副礦物鋯石、磷灰石、榍石的初步研究

第7講花崗巖類及相關(guān)巖石

十萬山盆地處于太平洋域、特提斯域、印支板塊與華南板塊交匯部位,構(gòu)造演化與巖漿作用相當(dāng)復(fù)雜。海西期花崗巖顯示造山環(huán)境特點(diǎn),其形成與云開地塊向西匯聚擠壓、欽防海槽關(guān)閉有關(guān)。中三疊世末,izanagi板塊北移引發(fā)云開地塊向北西推擠碰撞,致使印支期花崗巖具有匯聚造山花崗巖特征。燕山期巖體顯示造山環(huán)境,其形成可能與izanagi板塊快速向北西匯聚歐亞東緣以及岡瓦納匯聚歐亞大陸聯(lián)合控制有關(guān)。研究區(qū)花崗巖同屬于過鋁質(zhì)花崗巖,它們輕稀土富集,(la/yb)n=8.07～14.50,負(fù)銪異常明顯(δeu=0.48～0.56),且rb,th,ce和sm顯現(xiàn)正異常,k2o,ba,ta,hf相對虧損,具有陸殼重熔源區(qū)特點(diǎn)。燕山期石英正長巖具有幔源特點(diǎn),銪正異常明顯(δeu=1.50～1.64),輕、重稀土豐度均低于花崗巖,nb含量較高。這些花崗巖與正長巖的蛛網(wǎng)模式均一致指示造山型花崗巖構(gòu)造環(huán)境。

利源復(fù)式花崗巖體位于粵贛二省交界部位,處在"粵北樂昌-連平鎢錫鉛鋅成礦帶"的南東段,主要由中粒斑狀黑云母二長花崗巖(主體)和細(xì)粒黑云母鉀(二)長花崗巖(補(bǔ)體)組成,為弱過鋁質(zhì)高鉀鈣堿性系列的巖石。應(yīng)用高精度的鋯石shrimpu-pb法,獲得前者的成巖年齡為(227.2±4.4)ma(mswd=3.4),屬于印支期。結(jié)合巖石地球化學(xué)特征及區(qū)域成礦特征分析,認(rèn)為補(bǔ)體花崗巖可能形成于燕山早期。

粵贛交界處的利源復(fù)式花崗巖體位于"粵北樂昌-連平鎢錫鉛鋅成礦帶"的南東段,大東山-貴東東西向巖漿巖-斷裂帶與北東向九連山復(fù)式褶皺帶的復(fù)合部位,出露面積約100km2,呈橢圓狀,近北東向展布。近年因在該復(fù)式花崗巖體南接觸帶發(fā)現(xiàn)了具有中型規(guī)模的雞啼石鎢礦床及研究,認(rèn)為該區(qū)找礦潛力巨

本文由國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目(編號:2002cb412609,g1998040800),中國地質(zhì)調(diào)查局“青藏高原南部空白區(qū)基礎(chǔ)地質(zhì)綜合研究” 項(xiàng)目(編號:200313000025),中國地質(zhì)大學(xué)“巖石圈構(gòu)造、深部過程及探測技術(shù)”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題(編號:2003003)資助。 改回日期:2005206213;責(zé)任編輯:周健。 第一作者簡介:廖忠禮,男,1969年生,博士,副研究員,主要從事巖石學(xué)及青藏高原地質(zhì)研究;e2mail:cdlzhongli@cgs.gov.cn。 西藏過鋁花崗巖副礦物特征及巖石成因意義 廖忠禮1 ) 　莫宣學(xué)2 ) 　潘桂棠1 ) 　朱弟成1 ) 　王立全1 ) 　趙志丹2 ) 　江新勝1 ) 1)中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)礦產(chǎn)研究所,四川成都,610082;2)中國

本文回顧了鉀長石巨晶成因認(rèn)識的發(fā)展歷程:梳理了鉀長石巨晶的各種地質(zhì)特征,討論了認(rèn)識過程中存在的若干爭論,特別是兩種針鋒相對的模型;指出鉀長石在成核生長過程中經(jīng)歷了一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過程,包括物質(zhì)和能量的交換,強(qiáng)調(diào)在這個(gè)反復(fù)的過程中,外部熱源(基性端員或新侵位的巖漿)、結(jié)晶潛熱和差應(yīng)力對流等所供給的熱源可使鉀長石的近于固相線附近維持較長的時(shí)間。最后指出了研究中存在的問題以及未來研究方向。

贛南白面石鈾礦區(qū)是華南重要的火山巖型鈾礦區(qū),礦體產(chǎn)在白面石火山盆地的玄武巖和砂巖中。該火山盆地基底為白面石花崗巖,以前的研究表明是白面石花崗巖為鈾礦化提供了成礦所需的鈾。鋯石la-icp-msu-pb同位素定年研究表明白面石花崗巖形成于(241±7)ma,為印支期花崗巖。白面石花崗巖主要巖性為中細(xì)粒二云母花崗巖,巖石具有高硅(sio2含量為71.99%～73.82%)、高鋁(al2o3含量13.26%～14.57%)的特點(diǎn),鋁飽和指數(shù)a/cnk為1.15～1.28,屬于強(qiáng)過鋁花崗巖。微量元素組成特征表現(xiàn)為富集rb,th,ta和虧損sr,ba,ti和eu。稀土元素顯示輕稀土富集和eu負(fù)異常的特點(diǎn)。白面石巖體具有較高的(87sr/86sr)i比值(0.71162～0.71613)和較低的εnd(t)值(-13.9～-12.2),兩階段nd同位素模式年齡變化為2.01ga～2.15ga。巖漿期鋯石具有較低的εhf(t)值,變化為-15.1～-11.9,兩階段hf模式年齡計(jì)算為2.01ga～2.21ga,與nd模式年齡一致。巖相學(xué)和地球化學(xué)特征均表明白面石花崗巖屬于典型的強(qiáng)過鋁s型花崗巖,結(jié)合年代學(xué)和同位素特征,推測其源區(qū)可能是類似于桃溪群的變質(zhì)沉積巖。白面石花崗巖的地球化學(xué)特征類似于華南許多的產(chǎn)鈾花崗巖,可能是多期變質(zhì)和重熔事件使其成為富鈾花崗巖,隨后在后期的地殼拉張導(dǎo)致的熱液活動中轉(zhuǎn)移鈾,為鈾礦化提供鈾源。

保山地塊志本山花崗巖鋯石La-ICP-MS分析

本文通過對花崗巖鋯石飽和溫度的計(jì)算,反演了膠南晚中生代花崗巖漿的起源溫度,以期對花崗巖的形成條件和構(gòu)造背景做出合理的解釋。膠南花崗巖的鋯石飽和溫度介于為815~899℃,屬于高溫花崗巖,高熱的產(chǎn)生與軟流圈地幔上涌有關(guān)。膠南花崗巖形成于蘇魯造山帶燕山晚期巖石圈拉張減薄的構(gòu)造環(huán)境,巖石圈下部發(fā)生(下地殼和巖石圈地幔)拆沉是導(dǎo)致拉張減薄的主因。拆沉作用也是蘇魯帶殼-幔物質(zhì)交換的主要機(jī)制,并引起了蘇魯造山帶山脈的隆升、大規(guī)模巖漿作用、巖石圈的伸展減薄、盆地的形成和山根的消失。

本文對東天山紅柳河地區(qū)2個(gè)花崗巖類巖體進(jìn)行了年代學(xué)和元素同位素地球化學(xué)研究。鋯石upb年齡表明,紅柳河北閃長巖體(441.4±1.6ma)和前進(jìn)工區(qū)花崗巖體(440.9±3.1ma)形成于晚加里東期。這兩個(gè)花崗巖類巖體的形成不僅證實(shí)了東天山存在著晚加里東期巖漿活動,而且其形成與哈薩克斯坦準(zhǔn)噶爾大洋板塊向塔里木板塊俯沖密切相關(guān)。

以冀西石湖金礦麻棚巖體為研究對象,分別對斑狀花崗巖、花崗閃長巖及石英閃長巖的巖石化學(xué)成分、微量元素及稀土元素進(jìn)行了系統(tǒng)測定。巖體的sio2平均含量為67.77%,略低于同處一個(gè)構(gòu)造巖漿巖帶的ne端紫荊關(guān)王安鎮(zhèn)石英正長巖體(68.78%)。麻棚巖體稀土元素總量較高,介于136.41×10-6~167.45×10-6之間,稀土元素配分曲線為右傾斜型。lree/hree比值介于12.50~18.75之間,平均16.07,屬輕稀土元素富集、重稀土元素虧損型。綜合麻棚巖體巖石學(xué)、微量元素及稀土元素特征研究認(rèn)為,麻棚巖體的成因類型為ⅰ型花崗巖。

依據(jù)采自全國范圍內(nèi)約750個(gè)有代表性的大、中型花崗巖類巖體上的768件組合樣的實(shí)測分析數(shù)據(jù),這里計(jì)算并提出了堿長花崗巖、正長花崗巖、二長花崗巖、花崗閃長巖、石英二長巖、石英二長閃長巖等中國不同巖石類型的花崗巖類巖石近七十種化學(xué)元素或成份的豐度,探討了中國不同花崗巖類巖石的巖石化學(xué)特征和微量元素豐度的特征。

《花崗巖類自然礦物巖石化學(xué)換算法及其應(yīng)用》一書,為中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所朱為芳、唐春景編著。全書7萬1千字。該方法1977年在“華南花崗巖類地球化學(xué)”審議會、1978年在全國第二屆礦物巖石地球化學(xué)學(xué)術(shù)交流會及近年在其他單位宣講時(shí),引

柴北緣西段出露的花崗巖主要有賽什騰山、團(tuán)魚山、嗷嘮河和三岔溝等巖體,這些巖體的走向?yàn)楸蔽飨?與區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致.巖體的鋯石shrimpu-pb定年結(jié)果表明,它們的時(shí)代從早古生代的奧陶紀(jì)到晚古生代的泥盆紀(jì)和二疊紀(jì).其中,賽什騰山巖體為(465.4±3.5)ma,團(tuán)魚山巖體兩期侵入巖的年齡分別為(469.7±4.6)和(443.5±3.6)ma;它們均屬早古生代奧陶紀(jì);而嗷嘮河巖體的石英閃長巖為(372.1±2.6)ma,屬晚古生代泥盆紀(jì);三岔溝巖體也由兩期侵入巖組成,其年齡分別為(271.2±1.5)和(260.4±2.3)ma,屬二疊紀(jì).花崗巖的巖石地球化學(xué)特征表明,柴北緣早古生代花崗巖具有島弧或活動大陸邊緣花崗巖的屬性,原巖可能為中元古代(1.03~1.15ga)形成的、來源于虧損地幔的拉斑玄武質(zhì)洋殼,它們的形成與板塊的俯沖作用有關(guān);晚古生代花崗巖繼承了早古生代花崗巖的特點(diǎn),其原巖可能為中元古代(1.18~1.29ga)的島弧根部下地殼,巖漿物質(zhì)成分以殼幔混合源為主,它們的形成與造山隆起后不同塊體之間的均衡調(diào)整有關(guān).

湖北省蘄春縣烈馬咀花崗巖主要為黑云母二長花崗巖,由黑云母、鉀長石、斜長石和石英等礦物組成,屬于梅川雜巖體主巖體亂泥灘單元的組成部分。la-icp-ms鋯石u-pb定年結(jié)果顯示,其u-pb諧和年齡為123±0.85ma(n=15,mswd=0.21),206pb/238u表面年齡加權(quán)平均值為123±1ma(n=15,mswd=0.21),略晚于亂泥灘主巖體侵位年齡(131ma)和大別山地區(qū)晚中生代巖漿活動峰期年齡(130ma)。烈馬咀花崗巖主-微量元素分析顯示,主要元素以高sio2(74.76%~77.64%)、富堿(k2o+na2o7.18%~7.96%)和過鋁質(zhì)(al2o312.73%~14.06%)為特征;微量元素以富集大離子親石元素(如rb和pb等)和虧損高場強(qiáng)元素(如nb、zr、p和ti等)為特征;稀土元素具有輕稀土富集和eu負(fù)異常(δeu=0.41~0.65)特征。烈馬咀花崗巖成巖年齡和巖石地球化學(xué)特征顯示其成因與大別山造山帶內(nèi)晚中生代花崗巖類似,均來自古老下地殼物質(zhì)的部分熔融,形成于晚中生代整個(gè)中國東部巖石圈伸展減薄的構(gòu)造背景下。

ta、nb花崗巖是一種含黃玉和螢石的鋰(白)云母鈉長花崗巖,它的主要礦物與含f礦物之間的平衡關(guān)系是理解其巖石成因的關(guān)系。

對青島花崗巖類復(fù)式巖基的氧同位素研究表明，各個(gè)巖體的氧同位素組成明顯受水巖相互作用的影響。根據(jù)樣品采集位置和氧同位素分析結(jié)果，可以恢復(fù)其中六個(gè)古化石熱水體系，它們包括兩種類型：內(nèi)高外低型和內(nèi)低外高型，其形成可能與當(dāng)時(shí)大氣降水的循環(huán)方式密切相關(guān)。近似模擬計(jì)算表明，發(fā)生水巖作用的溫度多在２５０－４００℃之間，水巖比的變化較大（０．０８％－０．３％）。研究還發(fā)現(xiàn)，曾發(fā)生過強(qiáng)烈去氣作用的巖體與未經(jīng)去氣（或去氣較弱）的巖體相比，其氫氧同位素體系受水巖作用影響結(jié)果不一樣，使用δ１８ｏ－δｄ圖可以對它們進(jìn)行有效的鑒別。

大別山造山帶內(nèi)廣泛發(fā)育晚中生代的花崗巖類侵入體,天柱山巖體是其中的一個(gè)典型代表,位于分隔南大別超高壓變質(zhì)帶與北大別雜巖之間的五河-水吼斷裂帶附近。該巖體是個(gè)由多期次侵位構(gòu)成的復(fù)式巖體,自早到晚依次為閃長巖→石英正長巖/花崗閃長巖→堿長花崗巖。整個(gè)雜巖體屬高鉀鈣堿性系列,但堿長花崗巖的地球化學(xué)性質(zhì)與構(gòu)成雜巖體的其他類型巖石之間存在著顯著的差異,擁有a型花崗巖的很多地球化學(xué)特征,但大量存在的包裹體(圍巖俘虜體及暗色細(xì)粒包體)和低的zr飽和溫度又明顯不同于典型的a型花崗巖,推測屬高度演化的i型花崗巖。地球化學(xué)特征顯示天柱山花崗巖類的成因與整個(gè)大別山造山帶內(nèi)晚中生代的花崗巖類似,來自古老下地殼物質(zhì)的部分熔融,形成于晚中生代整個(gè)中國東部巖石圈減薄的構(gòu)造背景下。測得該復(fù)式巖體中花崗閃長巖和堿長花崗巖的la-icp-ms鋯石u-pb年齡分別為127.8±0.7ma和127.7±1.0ma,兩者的侵位年齡幾乎完全一致,巖相特征也顯示,堿長花崗質(zhì)巖漿侵位時(shí),花崗閃長巖尚未完全固結(jié)。

金廠溝梁-二道溝金礦田內(nèi)花崗巖類侵入體shrimp鋯石u-ph定年結(jié)果表明,該區(qū)中生代以來到少經(jīng)歷了三次中酸性巖漿侵入作用,它們分別以西臺子二長花崗巖、婁上含輝石石英閃長巖和西對面溝花崗閃長巖及閃長玢巖脈在218±4ma(印支期)、161±1ma(燕山早期)和126±1ma(燕山晚期)的侵位為標(biāo)志?；◢弾r類的地球化學(xué)資料表明,這些花崗巖類侵入體形成與造山作用有關(guān),為造山后或陸內(nèi)拉張作用的產(chǎn)物。二道溝礦區(qū)成礦前或成礦期閃長玢巖脈的年齡126±1ma限定了該區(qū)金礦化的最大年齡;結(jié)合前人有關(guān)年代學(xué)資料,認(rèn)為本區(qū)金礦化應(yīng)發(fā)生在126～118ma。這說明金廠溝梁-二道溝金礦田的金礦床與我國膠東、小秦嶺和遼東等地區(qū)的金礦床是同時(shí)形成的,再次證明燕山晚期是中國最重要而廣泛的金成礦期。此外,在這些主要的金礦區(qū)內(nèi),金礦化時(shí)間上均具有與各自區(qū)內(nèi)最晚一次花崗質(zhì)巖漿作用同時(shí)或稍晚的特征,這可能指示金礦床是造山作用或區(qū)域構(gòu)造-巖漿演化最晚期的產(chǎn)物。

采用鋯石shrimpu-pb定年方法,獲得桐柏-大別山南緣隨州黃羊山巖體中鈉閃石石英正長巖的巖漿鋯石年齡為439±6ma.根據(jù)鋯石形貌特征和高的th/u比值,該年齡代表了巖體的結(jié)晶年齡.黃羊山巖體巖石類型主要為過堿性石英正長巖、堿性花崗巖和正長巖,它們具有高的堿性指數(shù)(a.i.=(na+k)/al,摩爾比)和fe/mg指數(shù)[feot/(feot+mgo)],低cao和mgo等特征,巖石富含nb,zr,ga,y,hf等高場強(qiáng)元素、輕稀土富集、具明顯負(fù)eu異常和高的ga/al比值,與非造山環(huán)境中的a型花崗巖類的地球化學(xué)特征相一致.黃羊山a型花崗巖類為南秦嶺-南大別古生代堿性巖帶的一部分,是在古特提斯洋擴(kuò)張背景下?lián)P子克拉通北緣伸展作用的產(chǎn)物.

大別造山帶產(chǎn)出兩期早白堊紀(jì)造山后花崗巖類:早期(≈132ma)變形的角閃石英二長巖和斑狀二長花崗巖具高鉀的類埃達(dá)克巖的地球化學(xué)特征,形成于增厚地殼(>50km)的下地殼部分熔融;晚期(≈128ma)未變形的花崗巖包括細(xì)粒二長花崗巖和鉀長花崗(斑)巖,屬于正常安山巖-英安巖-流紋巖系列巖石,它們形成于相對薄的地殼(132ma),增厚地殼(>50km)的下地殼存在雙層結(jié)構(gòu):鋯石hf模式年齡約為3.0ga的基性下地殼基底和約2.7ga的中酸性(英云閃長質(zhì)-花崗質(zhì))上部下地殼.在大別造山帶伸展垮塌的晚期階段(≈128ma),減薄的下地殼(<35km)主要為鋯石hf模式年齡約2.6～2.2ga的中酸性(英云閃長質(zhì)-花崗質(zhì))巖石,并夾雜少量新元古代rodinia超大陸裂解時(shí)形成的新生陸殼。

大別山不僅出露含柯石英和含金剛石的榴輝巖,而且有相當(dāng)面積的麻粒巖相巖石和角閃巖相巖石。近年已應(yīng)用多種年代學(xué)方法對榴輝巖進(jìn)行了較為系統(tǒng)的定年研究,但有關(guān)麻粒巖相巖石的年代學(xué)研究少有報(bào)道,因而尚不能為了解麻粒巖與榴輝巖的成因聯(lián)系,特別是為探索大別雜巖前寒武紀(jì)構(gòu)造演化提供年代學(xué)制約。本文擬對中酸性麻粒巖和侵入其中的變形花崗巖的單晶-微量鋯石u-pb定年結(jié)果進(jìn)行報(bào)道。