吉黑东部花岗岩类中副矿物锆石、磷灰石、榍石的初步研究

第7讲花岗岩类及相关岩石

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。

利源复式花岗岩体位于粤赣二省交界部位,处在"粤北乐昌-连平钨锡铅锌成矿带"的南东段,主要由中粒斑状黑云母二长花岗岩(主体)和细粒黑云母钾(二)长花岗岩(补体)组成,为弱过铝质高钾钙碱性系列的岩石。应用高精度的锆石shrimpu-pb法,获得前者的成岩年龄为(227.2±4.4)ma(mswd=3.4),属于印支期。结合岩石地球化学特征及区域成矿特征分析,认为补体花岗岩可能形成于燕山早期。

粤赣交界处的利源复式花岗岩体位于"粤北乐昌-连平钨锡铅锌成矿带"的南东段,大东山-贵东东西向岩浆岩-断裂带与北东向九连山复式褶皱带的复合部位,出露面积约100km2,呈椭圆状,近北东向展布。近年因在该复式花岗岩体南接触带发现了具有中型规模的鸡啼石钨矿床及研究,认为该区找矿潜力巨

本文由国家重点基础研究发展规划项目(编号:2002cb412609,g1998040800),中国地质调查局“青藏高原南部空白区基础地质综合研究” 项目(编号:200313000025),中国地质大学“岩石圈构造、深部过程及探测技术”教育部重点实验室开放课题(编号:2003003)资助。 改回日期:2005206213;责任编辑:周健。 第一作者简介:廖忠礼,男,1969年生,博士,副研究员,主要从事岩石学及青藏高原地质研究;e2mail:cdlzhongli@cgs.gov.cn。 西藏过铝花岗岩副矿物特征及岩石成因意义 廖忠礼1 ) 　莫宣学2 ) 　潘桂棠1 ) 　朱弟成1 ) 　王立全1 ) 　赵志丹2 ) 　江新胜1 ) 1)中国地质调查局成都地质矿产研究所,四川成都,610082;2)中国

本文回顾了钾长石巨晶成因认识的发展历程:梳理了钾长石巨晶的各种地质特征,讨论了认识过程中存在的若干争论,特别是两种针锋相对的模型;指出钾长石在成核生长过程中经历了一个复杂的物理化学过程,包括物质和能量的交换,强调在这个反复的过程中,外部热源(基性端员或新侵位的岩浆)、结晶潜热和差应力对流等所供给的热源可使钾长石的近于固相线附近维持较长的时间。最后指出了研究中存在的问题以及未来研究方向。

赣南白面石铀矿区是华南重要的火山岩型铀矿区,矿体产在白面石火山盆地的玄武岩和砂岩中。该火山盆地基底为白面石花岗岩,以前的研究表明是白面石花岗岩为铀矿化提供了成矿所需的铀。锆石la-icp-msu-pb同位素定年研究表明白面石花岗岩形成于(241±7)ma,为印支期花岗岩。白面石花岗岩主要岩性为中细粒二云母花岗岩,岩石具有高硅(sio2含量为71.99%～73.82%)、高铝(al2o3含量13.26%～14.57%)的特点,铝饱和指数a/cnk为1.15～1.28,属于强过铝花岗岩。微量元素组成特征表现为富集rb,th,ta和亏损sr,ba,ti和eu。稀土元素显示轻稀土富集和eu负异常的特点。白面石岩体具有较高的(87sr/86sr)i比值(0.71162～0.71613)和较低的εnd(t)值(-13.9～-12.2),两阶段nd同位素模式年龄变化为2.01ga～2.15ga。岩浆期锆石具有较低的εhf(t)值,变化为-15.1～-11.9,两阶段hf模式年龄计算为2.01ga～2.21ga,与nd模式年龄一致。岩相学和地球化学特征均表明白面石花岗岩属于典型的强过铝s型花岗岩,结合年代学和同位素特征,推测其源区可能是类似于桃溪群的变质沉积岩。白面石花岗岩的地球化学特征类似于华南许多的产铀花岗岩,可能是多期变质和重熔事件使其成为富铀花岗岩,随后在后期的地壳拉张导致的热液活动中转移铀,为铀矿化提供铀源。

保山地块志本山花岗岩锆石La-ICP-MS分析

本文通过对花岗岩锆石饱和温度的计算,反演了胶南晚中生代花岗岩浆的起源温度,以期对花岗岩的形成条件和构造背景做出合理的解释。胶南花岗岩的锆石饱和温度介于为815~899℃,属于高温花岗岩,高热的产生与软流圈地幔上涌有关。胶南花岗岩形成于苏鲁造山带燕山晚期岩石圈拉张减薄的构造环境,岩石圈下部发生(下地壳和岩石圈地幔)拆沉是导致拉张减薄的主因。拆沉作用也是苏鲁带壳-幔物质交换的主要机制,并引起了苏鲁造山带山脉的隆升、大规模岩浆作用、岩石圈的伸展减薄、盆地的形成和山根的消失。

本文对东天山红柳河地区2个花岗岩类岩体进行了年代学和元素同位素地球化学研究。锆石upb年龄表明,红柳河北闪长岩体(441.4±1.6ma)和前进工区花岗岩体(440.9±3.1ma)形成于晚加里东期。这两个花岗岩类岩体的形成不仅证实了东天山存在着晚加里东期岩浆活动,而且其形成与哈萨克斯坦准噶尔大洋板块向塔里木板块俯冲密切相关。

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。

依据采自全国范围内约750个有代表性的大、中型花岗岩类岩体上的768件组合样的实测分析数据,这里计算并提出了碱长花岗岩、正长花岗岩、二长花岗岩、花岗闪长岩、石英二长岩、石英二长闪长岩等中国不同岩石类型的花岗岩类岩石近七十种化学元素或成份的丰度,探讨了中国不同花岗岩类岩石的岩石化学特征和微量元素丰度的特征。

《花岗岩类自然矿物岩石化学换算法及其应用》一书,为中国科学院地球化学研究所朱为芳、唐春景编著。全书7万1千字。该方法1977年在“华南花岗岩类地球化学”审议会、1978年在全国第二届矿物岩石地球化学学术交流会及近年在其他单位宣讲时,引

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.

湖北省蕲春县烈马咀花岗岩主要为黑云母二长花岗岩,由黑云母、钾长石、斜长石和石英等矿物组成,属于梅川杂岩体主岩体乱泥滩单元的组成部分。la-icp-ms锆石u-pb定年结果显示,其u-pb谐和年龄为123±0.85ma(n=15,mswd=0.21),206pb/238u表面年龄加权平均值为123±1ma(n=15,mswd=0.21),略晚于乱泥滩主岩体侵位年龄(131ma)和大别山地区晚中生代岩浆活动峰期年龄(130ma)。烈马咀花岗岩主-微量元素分析显示,主要元素以高sio2(74.76%~77.64%)、富碱(k2o+na2o7.18%~7.96%)和过铝质(al2o312.73%~14.06%)为特征;微量元素以富集大离子亲石元素(如rb和pb等)和亏损高场强元素(如nb、zr、p和ti等)为特征;稀土元素具有轻稀土富集和eu负异常(δeu=0.41~0.65)特征。烈马咀花岗岩成岩年龄和岩石地球化学特征显示其成因与大别山造山带内晚中生代花岗岩类似,均来自古老下地壳物质的部分熔融,形成于晚中生代整个中国东部岩石圈伸展减薄的构造背景下。

ta、nb花岗岩是一种含黄玉和萤石的锂(白)云母钠长花岗岩,它的主要矿物与含f矿物之间的平衡关系是理解其岩石成因的关系。

对青岛花岗岩类复式岩基的氧同位素研究表明，各个岩体的氧同位素组成明显受水岩相互作用的影响。根据样品采集位置和氧同位素分析结果，可以恢复其中六个古化石热水体系，它们包括两种类型：内高外低型和内低外高型，其形成可能与当时大气降水的循环方式密切相关。近似模拟计算表明，发生水岩作用的温度多在２５０－４００℃之间，水岩比的变化较大（０．０８％－０．３％）。研究还发现，曾发生过强烈去气作用的岩体与未经去气（或去气较弱）的岩体相比，其氢氧同位素体系受水岩作用影响结果不一样，使用δ１８ｏ－δｄ图可以对它们进行有效的鉴别。

大别山造山带内广泛发育晚中生代的花岗岩类侵入体,天柱山岩体是其中的一个典型代表,位于分隔南大别超高压变质带与北大别杂岩之间的五河-水吼断裂带附近。该岩体是个由多期次侵位构成的复式岩体,自早到晚依次为闪长岩→石英正长岩/花岗闪长岩→碱长花岗岩。整个杂岩体属高钾钙碱性系列,但碱长花岗岩的地球化学性质与构成杂岩体的其他类型岩石之间存在着显著的差异,拥有a型花岗岩的很多地球化学特征,但大量存在的包裹体(围岩俘虏体及暗色细粒包体)和低的zr饱和温度又明显不同于典型的a型花岗岩,推测属高度演化的i型花岗岩。地球化学特征显示天柱山花岗岩类的成因与整个大别山造山带内晚中生代的花岗岩类似,来自古老下地壳物质的部分熔融,形成于晚中生代整个中国东部岩石圈减薄的构造背景下。测得该复式岩体中花岗闪长岩和碱长花岗岩的la-icp-ms锆石u-pb年龄分别为127.8±0.7ma和127.7±1.0ma,两者的侵位年龄几乎完全一致,岩相特征也显示,碱长花岗质岩浆侵位时,花岗闪长岩尚未完全固结。

金厂沟梁-二道沟金矿田内花岗岩类侵入体shrimp锆石u-ph定年结果表明,该区中生代以来到少经历了三次中酸性岩浆侵入作用,它们分别以西台子二长花岗岩、娄上含辉石石英闪长岩和西对面沟花岗闪长岩及闪长玢岩脉在218±4ma(印支期)、161±1ma(燕山早期)和126±1ma(燕山晚期)的侵位为标志。花岗岩类的地球化学资料表明,这些花岗岩类侵入体形成与造山作用有关,为造山后或陆内拉张作用的产物。二道沟矿区成矿前或成矿期闪长玢岩脉的年龄126±1ma限定了该区金矿化的最大年龄;结合前人有关年代学资料,认为本区金矿化应发生在126～118ma。这说明金厂沟梁-二道沟金矿田的金矿床与我国胶东、小秦岭和辽东等地区的金矿床是同时形成的,再次证明燕山晚期是中国最重要而广泛的金成矿期。此外,在这些主要的金矿区内,金矿化时间上均具有与各自区内最晚一次花岗质岩浆作用同时或稍晚的特征,这可能指示金矿床是造山作用或区域构造-岩浆演化最晚期的产物。

采用锆石shrimpu-pb定年方法,获得桐柏-大别山南缘随州黄羊山岩体中钠闪石石英正长岩的岩浆锆石年龄为439±6ma.根据锆石形貌特征和高的th/u比值,该年龄代表了岩体的结晶年龄.黄羊山岩体岩石类型主要为过碱性石英正长岩、碱性花岗岩和正长岩,它们具有高的碱性指数(a.i.=(na+k)/al,摩尔比)和fe/mg指数[feot/(feot+mgo)],低cao和mgo等特征,岩石富含nb,zr,ga,y,hf等高场强元素、轻稀土富集、具明显负eu异常和高的ga/al比值,与非造山环境中的a型花岗岩类的地球化学特征相一致.黄羊山a型花岗岩类为南秦岭-南大别古生代碱性岩带的一部分,是在古特提斯洋扩张背景下扬子克拉通北缘伸展作用的产物.

大别造山带产出两期早白垩纪造山后花岗岩类:早期(≈132ma)变形的角闪石英二长岩和斑状二长花岗岩具高钾的类埃达克岩的地球化学特征,形成于增厚地壳(>50km)的下地壳部分熔融;晚期(≈128ma)未变形的花岗岩包括细粒二长花岗岩和钾长花岗(斑)岩,属于正常安山岩-英安岩-流纹岩系列岩石,它们形成于相对薄的地壳(132ma),增厚地壳(>50km)的下地壳存在双层结构:锆石hf模式年龄约为3.0ga的基性下地壳基底和约2.7ga的中酸性(英云闪长质-花岗质)上部下地壳.在大别造山带伸展垮塌的晚期阶段(≈128ma),减薄的下地壳(<35km)主要为锆石hf模式年龄约2.6～2.2ga的中酸性(英云闪长质-花岗质)岩石,并夹杂少量新元古代rodinia超大陆裂解时形成的新生陆壳。

大别山不仅出露含柯石英和含金刚石的榴辉岩,而且有相当面积的麻粒岩相岩石和角闪岩相岩石。近年已应用多种年代学方法对榴辉岩进行了较为系统的定年研究,但有关麻粒岩相岩石的年代学研究少有报道,因而尚不能为了解麻粒岩与榴辉岩的成因联系,特别是为探索大别杂岩前寒武纪构造演化提供年代学制约。本文拟对中酸性麻粒岩和侵入其中的变形花岗岩的单晶-微量锆石u-pb定年结果进行报道。