中國不同構(gòu)造單元花崗巖類元素豐度及特征

將各種化學(xué)元素的豐度集合視為一組豐度序列,首次將分維數(shù)(盒維數(shù))應(yīng)用于研究中國花崗巖類的化學(xué)元素組成及演化特征。原理上,分形的遍在性源于隨機(jī)性的遍在性,分維數(shù)的取值可表征豐度序列的內(nèi)部結(jié)構(gòu)性及演化的方向性,為礦產(chǎn)資源勘查提供重要信息;實(shí)踐上,以觀測(cè)元素相容性序列為基礎(chǔ)分析其地球化學(xué)行為,采用盒維數(shù)以不失觀測(cè)變量的整體性。詳細(xì)探討了分維數(shù)與成巖序列上的演化趨勢(shì)或分異程度與研究對(duì)象地球化學(xué)特征間的相互關(guān)系及作用機(jī)制,據(jù)以解釋為何在組分、時(shí)間與空間上同屬花崗巖類卻呈現(xiàn)出截然相異的成礦專屬性與含礦性;確立了從頻數(shù)特征角度探討化學(xué)元素組成研究的新思路。研究結(jié)果表明:中國花崗巖類化學(xué)元素在豐度序列演化中均存有某種形式的結(jié)構(gòu)性演化,即在組成、時(shí)間及空間上的有序結(jié)構(gòu),傳統(tǒng)的(對(duì)數(shù))正態(tài)分布模型難以描述其頻數(shù)規(guī)律。然而,累加(差)的頻數(shù)卻是服從分形分布的,分維數(shù)與聚類分析的結(jié)果十分接近,且其遞減序列可作為研究體系演化程度的判據(jù),具有相當(dāng)重要的地球化學(xué)意義。

吉黑東部花崗巖類分布廣泛,形成歷史漫長,巖石類型齊全.按成因類型劃分,以i型為主,a型次之,s型較少,m型極少.各類型花崗巖副礦物組成具有明顯特點(diǎn),因此可以利用副礦物和其組合特征作為劃分花崗巖成因類型的判別標(biāo)志.

造山后與后造山構(gòu)造階段是碰撞造山的后續(xù)階段。大別造后山與后造山花崗巖類為晚侏羅世—早白堊世巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物,其巖性以高鉀鈣堿性系列為特征,高場(chǎng)強(qiáng)元素較地殼而言相對(duì)虧損,較造山后相對(duì)富集;造山后花崗巖類巖性以堿性—鈣堿性系列、準(zhǔn)鋁質(zhì)為特征,高場(chǎng)強(qiáng)元素較后造山類花崗巖類相對(duì)虧損。后造山與造山后花崗巖類高場(chǎng)強(qiáng)元素的差異與流體中鹵族元素的還原性與氧化性、巖漿源區(qū)以及礦物相有密切的關(guān)系。

第7講花崗巖類及相關(guān)巖石

對(duì)海南島內(nèi)不同地貌單元、不同土壤剖面花崗巖類磚紅壤中稀土元素的組成特征及其分異規(guī)律進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,海南島花崗巖類磚紅壤中稀土元素的總量平均值∑ree偏高,達(dá)426.96μg/g,輕、重稀土元素分異明顯。不同地貌單元間稀土元素總量平均值均分異明顯,表現(xiàn)為中部山地>低山丘陵>臺(tái)地平原;各土壤發(fā)生層中稀土元素含量從母質(zhì)層→淀積層→淋溶層逐漸降低;海南島花崗巖類磚紅壤屬弱-中等eu虧損,δce變異程度較大,平均值近于無異常。

以冀西石湖金礦麻棚巖體為研究對(duì)象,分別對(duì)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(cè)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。

本文在野外地質(zhì)調(diào)查基礎(chǔ)上,通過對(duì)西準(zhǔn)噶爾花崗巖類年代學(xué)的研究,厘定各期構(gòu)造巖漿事件的時(shí)限,反演西準(zhǔn)噶爾造山帶構(gòu)造演化過程。研究結(jié)果表明,西準(zhǔn)噶爾巖漿活動(dòng)劃分為3個(gè)時(shí)期。晚志留世—早泥盆世花崗巖類主要為謝米斯臺(tái)花崗巖類、賽爾花崗巖類及阿克喬克花崗巖類,結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景及阿克喬克花崗閃長巖具有典型的埃達(dá)克巖地球化學(xué)特征,推測(cè)阿克喬克埃達(dá)克巖可能是大洋板片俯沖過程中經(jīng)過脫水發(fā)生部分熔融形成的;早石炭世花崗巖類主要分布在扎爾馬—薩吾爾巖漿弧地區(qū),這一時(shí)期的花崗巖類可能是額爾齊斯蛇綠巖所代表的古大洋向南俯沖脫水引發(fā)上覆地幔楔部分熔融或者部分熔融形成的玄武巖漿底侵作用引起中、下地殼物質(zhì)部分熔融的結(jié)果,指示俯沖的古大洋在早石炭世期間未閉合碰撞;晚石炭世—早二疊世的花崗巖類在整個(gè)西準(zhǔn)噶爾地區(qū)都有分布,形成于后碰撞構(gòu)造環(huán)境,表明西準(zhǔn)地區(qū)進(jìn)入了陸內(nèi)構(gòu)造演化階段。

花崗巖可以視為一種很好的構(gòu)造標(biāo)志體,猶如褶皺、斷裂一樣。從花崗巖漿的形成、融體分離、巖漿上升到巖體定位以及變形改造的全過程都蘊(yùn)含著豐富的構(gòu)造動(dòng)力學(xué)信息。研究花崗巖漿上升、遷移和定位可以探討構(gòu)造塊體抬升及區(qū)域構(gòu)造動(dòng)力學(xué)。巖體生長方式與構(gòu)造塊體的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)有密切的關(guān)系,極性生長揭示了上、下構(gòu)造塊體或巖石圈之間的相對(duì)的近水平方向剪切運(yùn)移。變形花崗巖體是一種區(qū)域尺度的應(yīng)變標(biāo)志體,可以進(jìn)行巖石有限應(yīng)變測(cè)量和流變學(xué)參數(shù)估算,為分析區(qū)域構(gòu)造變形特征提供應(yīng)變參數(shù)。以對(duì)不同期次、不同變形程度花崗巖體為間接標(biāo)志體,通過鋯石定年可以限定變形的時(shí)間,特別是有可能確定早期變形的時(shí)間。巖體定位深度的系統(tǒng)研究有利于了解構(gòu)造塊體的抬升和深部構(gòu)造作用?；◢弾r構(gòu)造與花崗巖成因類型特別是其演變研究的結(jié)合是判別構(gòu)造塊體動(dòng)力學(xué)背景以及其轉(zhuǎn)換的有效途徑。通過這幾方面的系統(tǒng)研究和有機(jī)結(jié)合,可以提供豐富的構(gòu)造動(dòng)力學(xué)信息,是否可能發(fā)展成較系統(tǒng)的花崗巖構(gòu)造動(dòng)力學(xué)值得探討。

花崗巖類區(qū)地質(zhì)調(diào)查方法 三、花崗巖類區(qū)地質(zhì)調(diào)查方法 我國花崗巖類巖石分布十分廣泛，其出露面積達(dá)850550km2，約占巖漿巖 出露總面積的86.5%，下面主要介紹花崗巖類分布區(qū)地質(zhì)調(diào)查方法。 (一)花崗巖類巖體剖面的測(cè)制 巖體剖面的測(cè)制是在花崗巖類發(fā)育區(qū)最基本的工作方法之一。剖面應(yīng)選擇 在出露較好、露頭基本連續(xù)、垂直巖體內(nèi)部構(gòu)造線、接觸關(guān)系清楚且構(gòu)造簡(jiǎn) 單的地段?；◢弾r類巖體剖面研究的目的可以解決花崗巖類巖體不同組合類 型、巖體之間和內(nèi)部的接觸關(guān)系，劃分出單元和歸并超單元；可以了解每一巖 石單元內(nèi)部的巖性變化情況及超單元內(nèi)部的同源演化序列的變化情況；建立 侵入的相對(duì)序次；查明巖體與圍巖的接觸關(guān)系以及巖體形成時(shí)代、巖體的變 形構(gòu)造及就位機(jī)制等。通過對(duì)剖面的詳細(xì)采樣，還可以獲得單元、超單元的巖 石學(xué)、巖石化學(xué)、礦物學(xué)、地球化學(xué)、成巖溫度、含礦性等方面有價(jià)值的資 料。更重要的是通

花崗巖類接觸關(guān)系簡(jiǎn)介

花崗巖類野外鑒別

大別造山帶存在中侏羅世花崗質(zhì)巖漿活動(dòng),相關(guān)花崗巖類在成分上與準(zhǔn)鋁質(zhì)巖一致,其鋯石u-pb與全巖rb-sr年齡為174~161ma。這些巖體主要屬于造山帶中下地殼深部熔融、侵入之產(chǎn)物,具有晚造山擠壓型花崗巖的特點(diǎn)。巖體出露面積與剝露深度的區(qū)域變化,主要與后期強(qiáng)烈的熱窿伸展差異改造作用有關(guān)。大別造山帶晚造山期的擠壓環(huán)境,還控制合肥盆地前陸擠壓階段(中侏羅世–晚侏羅世早期)以及南北兩側(cè)逆沖推覆構(gòu)造的發(fā)育。西太平洋匯聚特性的急劇變化(侏羅紀(jì)末),是促成大別山造山根突發(fā)性拆沉事件以及區(qū)域伸展機(jī)制取代晚造山期擠壓作用的根本原因,推測(cè)這種晚造山期擠壓環(huán)境大致結(jié)束于~160ma,即造山根突發(fā)性拆沉作用發(fā)生之時(shí)。

【VIP專享】花崗巖類區(qū)填圖方法

花崗巖類的主要接觸類型 一、巖體與圍巖的接觸關(guān)系 （一）急變接觸 1、沉積接觸 （1）上覆沉積巖層中無接觸變質(zhì)，產(chǎn)狀和形態(tài)未受干擾； （2）深成巖體與上覆沉積巖之間有古風(fēng)化殼或侵蝕面，在上覆沉積巖底部 的沉積物中帶有該深成巖體的礫石或某些礦物碎屑； （3）上覆沉積巖層理平行于接觸面； 2、斷層接觸 （1）接觸帶上有斷裂標(biāo)志，如擠壓、破碎痕跡、擦痕、糜棱巖帶、片理化 帶及斷層角礫巖帶等現(xiàn)象； （2）破碎同時(shí)伴隨有重結(jié)晶作用、各種熱液蝕變、甚至礦化； （3）深成巖體中的葉理、線理、脈巖或礦脈也都可被斷層切斷； （4）接觸界線一般平直，圍巖可切割深成巖體中不同巖石單元或不同的巖 性帶。 3、侵入接觸 （1）深成巖體的內(nèi)接觸帶常發(fā)育較細(xì)粒的冷凝邊或冷凝帶； （2）巖體內(nèi)或與圍巖接觸處的圍巖俘虜體； （3）有巖枝或與深成巖體有成因聯(lián)系的脈巖、礦脈等穿入圍巖； （4）某些深成巖體的邊部發(fā)育有流動(dòng)構(gòu)造

花崗巖類具有成礦專屬性。在不同大地構(gòu)造背景及造山作用不同階段，不同源巖的部分熔融形成類型、礦物學(xué)、巖石學(xué)和地球化學(xué)成分、成因、分異演化均不同的花崗巖類，它們均與相關(guān)的成礦元素組合具有一定的相關(guān)系，對(duì)花崗巖類成礦起關(guān)鍵性的控制作用。由此可見在判別花崗巖類的成礦專屬性時(shí)需要綜合考慮：野外判別、巖石化學(xué)成分判別、地球化學(xué)特征判別、花崗巖類成礦元素組合的大地構(gòu)造控制判別。

根據(jù)對(duì)澳大利亞東南部拉克蘭褶皺帶的研究，查佩斯和懷特劃分了兩個(gè)不同的花 崗巖類的巖石類型，稱為i型和s型。i型花崗巖巖漿是由火成巖（igneous） 源巖部分熔融形成。s型花崗巖巖漿是由沉積巖（sedimentary）源巖經(jīng)部分熔 融形成。sn礦化與s型花崗巖關(guān)系密切，mo礦物與i型花崗巖關(guān)系密切。 石原舜三根據(jù)花崗巖中有無磁鐵礦，分為磁鐵礦系列和鈦鐵礦系列，與i型和s 型基本相當(dāng)。磁鐵礦系列的特點(diǎn)是有磁鐵礦（0.1-2%體積分?jǐn)?shù)）、鈦鐵礦、赤鐵 礦、黃鐵礦、榍石、綠簾石等。黑云母中fe3+/fe2+和mg/fe2+比值均高；含有 斑巖cu-mo礦。鈦鐵礦系列的特點(diǎn)是有鈦鐵礦（<0.1體積分?jǐn)?shù)）、磁黃鐵礦、 石墨、白云母、黑云母的fe3+/fe2+和mg/fe2+比值均低；伴生云英巖型sn-w 礦床。 按生產(chǎn)原因及位置的不同可以分為i、

華北板塊北緣出露的中元古代晚期花崗巖主要為黑云母花崗巖和二長花崗巖,化學(xué)上富sio2和k2o,貧feo、cao、mgo和tio2,a/cnk平均大于1.1,具過鋁質(zhì)花崗巖特征。微量元素nb、sr、p、ti相對(duì)虧損,而rb、k、ta、nd相對(duì)富集;輕重稀土較強(qiáng)分餾,其(la/yb)n=6.61～64.31,負(fù)銪異常明顯,具有碰撞成因s型花崗巖特征?；◢弾r呈東西向帶狀展布,并與北側(cè)白乃廟(白乃廟群)和阜新舊廟(魏家溝巖群)中元古代古島弧鏈及開原蛇綠混雜巖帶平行,這表明該區(qū)中元古代晚期存在一個(gè)強(qiáng)烈的俯沖碰撞造山過程,這一碰撞造山事件為華北板塊在rodinia超大陸的拼合模式提供了最基本的制約條件。

淡色花崗巖具有相對(duì)窄的sio2變化范圍(70.5%～75.5%),且相同sio2時(shí)淡色花崗巖具有相對(duì)高的al2o3(>13.5%)含量和相對(duì)低的tfeo+mgo含量(<2.5%).這些巖石化學(xué)特征反映了淡色花崗巖較普通花崗巖具有較低的熔融溫度和較少分離結(jié)晶作用影響.據(jù)此,提出有效區(qū)別淡色花崗巖與普通花崗巖的al2o3-sio2和tfeo+mgo-sio2判別圖.本文報(bào)道了蚌埠地區(qū)荊山-涂山-螞蟻山侏羅紀(jì)花崗巖侵入體的主要元素組成,并通過對(duì)比其與高喜馬拉雅淡色花崗巖的礦物學(xué)和巖石化學(xué)特征,判定蚌埠荊山-涂山-螞蟻山巖體為一淡色花崗巖帶.蚌埠淡色花崗巖的mg#值較低,與高喜馬拉雅淡色花崗巖類似,指示其源區(qū)為華南俯沖陸殼在地殼深度、低溫脫水熔融的成因.

礦物m型i型s型a型 長英質(zhì)礦物的差異 可見顯微紋 象鉀長石 石英不太多、長 石可呈粉紅色 石英較多，長石呈白 色 條紋堿性長石常見 常見鐵鎂礦物 角閃石、黑云 母、輝石 黑云母mg/fe 高，白云母較罕 見 黑云母mg/fe低，白 云母較常見 黑云母形成晚，充填于粒間（富鐵 fe2+） 特征性的次要礦物 ±輝石、綠簾 石、褐簾石 ±石榴子石、矽線石、 堇青石 鈉鐵閃石，鈉閃石 不透明礦物磁鐵礦 磁鐵礦物±鈦 鐵礦±黃鐵礦 物 鈦鐵礦（<0.1%）±磁 黃鐵礦，石墨，獨(dú)居 石 磁鐵礦 副礦物榍石常見榍石只有次生的螢石常見 物質(zhì)來源 地幔與地殼 混合型 地殼中未經(jīng)風(fēng) 化的火成巖 地殼中經(jīng)過風(fēng)化的沉 積巖 地幔玄武巖漿演化、或玄武巖漿上升 后，受地殼不同程度混染或虧損地殼 熔融產(chǎn)物 化學(xué)特征 w(sio2)54%-73%53%-76%65%-79%60%-

稀土(rareearthelements)在現(xiàn)代科技領(lǐng)域占有舉足輕重的地位,是現(xiàn)代工業(yè)的"維生素"。我國稀土儲(chǔ)量占世界第一,位于內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市北部的白云鄂博礦床是世界上最大的稀土礦床,其稀土氧化物儲(chǔ)量為4800萬噸,于1927年被丁道衡教授發(fā)現(xiàn)。至今,國內(nèi)外地質(zhì)學(xué)家對(duì)該礦床作了大量的研究工作,但是其成因長期仍存在很大爭(zhēng)議,制約了相關(guān)礦床的找礦工作。爭(zhēng)論的焦點(diǎn)是該礦床同時(shí)具有火成碳酸巖的地球化學(xué)特征和典型的沉積特征,并有明顯的交代作用的特點(diǎn)。作者在白云鄂博礦床開展了長期深入的研究,積累了豐富的標(biāo)本

研究區(qū)花崗巖類廣泛發(fā)育，除西南部外，測(cè)區(qū)各處均有分布。巖體以巖基或巖株?duì)町a(chǎn)出，區(qū)域上受北東向、北北東向構(gòu)造控制，基本沿北東、北北東向展布。

敖侖花斑巖銅鉬礦床位于大興安嶺南段西拉木倫河斷裂北側(cè),礦床賦存于花崗閃長斑巖巖體及長英質(zhì)角巖中。礦區(qū)脈巖發(fā)育,多形成于花崗閃長斑巖體及成礦之后。巖石地球化學(xué)表明,賦礦斑巖具有高si、富al、na,低ca、mg和fe2o3t,a/cnk值小于1.1等特征,為偏鈉質(zhì)的高鉀鈣堿性ⅰ型花崗巖;稀土元素具微弱負(fù)eu異常,輕重稀土分異比較明顯,lree/hree值在11.43～18.33,lan/ybn值在14.64～37.55;巖石具高sr(>400×10-6),低y(≤18×10-6)和yb(≤1.9×10-6),顯示出典型的埃達(dá)克巖特征。礦區(qū)后期的脈巖中,流紋斑巖與賦礦斑巖的地球化學(xué)特征差別較大,具有低sr,高y和yb,明顯的負(fù)eu異常等特征,反映其構(gòu)造背景為張性環(huán)境;英安斑巖具有弱的負(fù)eu異常,輕重稀土分異度高于流紋斑巖,但略低于花崗閃長斑巖。通過分析礦區(qū)花崗巖巖類的地球化學(xué)特征及形成構(gòu)造環(huán)境,認(rèn)為敖侖花銅鉬礦床具有有利的成礦條件和很大的找礦潛力。