第 30 卷第 6 期 　　　　　　　　　　　　　　　vol.30,no.6 2016 年 12 月 mineralresourcesandgeologydec.,2016 ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ 廣西六萬(wàn)山花崗巖巖石地球化學(xué)特征及其成因探討 劉 　 勝,詹華思,黃 　 誠(chéng) (武警黃金第九支隊(duì),海南?？凇?71127) 摘 　 要:六萬(wàn)山花崗巖體形成于早三疊世,存在多個(gè)巖漿活動(dòng)序次,其巖性主要為含堇青石的二長(zhǎng)花崗 巖。該類花崗巖富含過(guò)鋁質(zhì)礦物,高 a / cnk , sio2 、 k2o 、 tio2 、 al2o3 、 mgo 、 feo 含量較高, fe2o3 、 na2o 、 p2o5 含量較低?；诟?/p>

淡色花崗巖(leucogranite)是一類高鋁高硅堿的酸性侵入巖,主要地球化學(xué)特征是:sio2≥72%,al2o3≥14%,na2o+k2o~8.5%,富rb,虧損th、ba、sr,稀土總量較一般花崗巖低(∑ree=(40~120)×10-6),且表現(xiàn)為中等分異的輕稀土弱富集型,一般具有eu負(fù)異常;sr-nd-pb-o同位素指示其巖漿明顯的陸殼來(lái)源。淡色花崗巖主要發(fā)育于陸殼(俯沖)碰撞加厚帶,由逆沖折返的俯沖板片變沉積巖部分經(jīng)過(guò)脫水熔融產(chǎn)生。淡色花崗巖可劃分為三種不同的巖石類型:(1)二云母型淡色花崗巖,由變泥質(zhì)巖(或變硬砂巖)在中地殼水平經(jīng)黑云母(和/或白云母)脫水熔融產(chǎn)生;(2)電氣石型淡色花崗巖,由變泥質(zhì)巖在較低溫度下經(jīng)白云母脫水熔融產(chǎn)生;(3)石榴子石型淡色花崗巖,由長(zhǎng)英質(zhì)下地殼經(jīng)黑云母脫水熔融產(chǎn)生。源區(qū)殘留獨(dú)居石、磷灰石等富ree礦物是淡色花崗巖虧損ree、th等元素的原因。源巖為變泥質(zhì)巖及源區(qū)殘留鉀長(zhǎng)石是淡色花崗巖虧損sr、ba的主要原因。

十萬(wàn)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(kāi)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(kāi)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?wèn)|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(guò)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(duì)虧損,具有陸殼重熔源區(qū)特點(diǎn)。燕山期石英正長(zhǎng)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(zhǎng)巖的蛛網(wǎng)模式均一致指示造山型花崗巖構(gòu)造環(huán)境。

桂北摩天嶺和元寶山地區(qū)廣泛發(fā)育花崗巖類巖石。巖石地球化學(xué)研究表明,該區(qū)花崗巖類巖石具有相對(duì)富硅、鉀,貧鈉、鈣,富集輕稀土以及ba、sr、eu虧損的特征。巖石屬于堿性-鈣堿性高鉀花崗巖,其分離結(jié)晶作用強(qiáng)烈,是巖漿演化至晚階段的產(chǎn)物。對(duì)巖石的成因分析表明,該區(qū)花崗巖類巖石是在揚(yáng)子板塊與華夏板塊以及個(gè)別小型島弧地體的碰撞造山作用下形成的后造山花崗巖類。

初步研究表明,以往被認(rèn)為是典型的i型花崗巖質(zhì)巖石的浙江洪公巖體應(yīng)為鋁質(zhì)a型花崗巖質(zhì)巖石。該巖體以高鉀為特征,k2o達(dá)5%以上,k2o/na2o>1.2,準(zhǔn)鋁-過(guò)鋁質(zhì)(a/nkc=0.80~1.14);feo*/mgo比值大(平均14.20),高于m型、s型和i型花崗巖;富含稀土元素(σree=313.09×10-6~523.73×10-6),具有較高的ga/al(×104)值(2.92~4.29)和zr+nb+ce+y元素組合值(551.5×10-6~987.4×10-6),而虧損ba,sr,p,ti等;nd同位素模式年齡為1.3~1.6ga,反映洪公巖體主要起源于地殼物質(zhì)的部分熔融。區(qū)域背景、構(gòu)造被動(dòng)定位特點(diǎn)和地球化學(xué)綜合分析表明,洪公巖體形成于拉張的構(gòu)造環(huán)境。

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(zhǎng)斑巖巖體及長(zhǎng)英質(zhì)角巖中。礦區(qū)脈巖發(fā)育,多形成于花崗閃長(zhǎng)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(zhǎng)斑巖。通過(guò)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。

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(wú)異常。

廣西花山花崗巖體為燕山期形成的中粗粒黑云母花崗巖。通過(guò)其主量元素、微量元素和稀土元素地球化學(xué)特征的研究表明:花山巖體具有富堿、高鉀、低磷、高鐵鎂比值,富含u、th、pb、nb、ta等高場(chǎng)強(qiáng)元素(hfse)和rb、k等大離子親石元素(lile),明顯的ti、sr、p、ba負(fù)異常等特征。稀土配分模式為右傾的輕稀土富集型,具明顯的eu負(fù)異常,lree分異顯著,而hree分異不強(qiáng)。巖石地球化學(xué)特征初步表明其為殼幔混合來(lái)源的a型花崗巖。花山巖體為富鈾巖體,平均u=18.34×10-6,具有和華南產(chǎn)鈾花崗巖一致的特征巖石地球化學(xué)組分,存在廣泛的蝕變和礦化,表現(xiàn)出了比較良好的產(chǎn)鈾潛力。

華南中生代構(gòu)造由早期的擠壓轉(zhuǎn)為晚期的拉張,確定這種構(gòu)造轉(zhuǎn)折時(shí)期對(duì)認(rèn)識(shí)華南大地構(gòu)造演化具有重要意義。花崗巖的多期次侵入往往是不同構(gòu)造環(huán)境的產(chǎn)物,不同構(gòu)造環(huán)境花崗巖表現(xiàn)出巖石地球化學(xué)組成上的差別。本文對(duì)湘東北望湘花崗巖體不同期次巖石地球化學(xué)研究后,認(rèn)為257～165ma,151～144ma,135～128ma3個(gè)侵入期的花崗質(zhì)巖石分別在tio_2,k/rb,rb/sr,∑ree,δeu及微量元素組成上存在較大的差異,反映為不同的產(chǎn)出構(gòu)造環(huán)境,分別代表印支期的擠壓構(gòu)造環(huán)境、燕山早期的剪切—走滑環(huán)境和燕山晚期的伸展—滑脫環(huán)境。j_3—k_1(140ma±)是擠壓—剪切與伸展—拉張構(gòu)造環(huán)境的轉(zhuǎn)折期,前者表現(xiàn)為巖石圈增厚,后者表現(xiàn)為巖石圈減薄,湘東南大規(guī)模金屬及鈾礦的形成多與巖石圈減薄期花崗質(zhì)小巖體有成因聯(lián)系。

柴北緣西段出露的花崗巖主要有賽什騰山、團(tuán)魚(yú)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(yú)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(zhǎng)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(dòng)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(lái)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).

龍岔河花崗巖體微量元素地球化學(xué)特征及成因

湖北省蘄春縣烈馬咀花崗巖主要為黑云母二長(zhǎng)花崗巖,由黑云母、鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)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(dòng)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(guò)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(chǎng)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(lái)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(guó)東部巖石圈伸展減薄的構(gòu)造背景下。

皖南及鄰區(qū)早白堊世中—晚期酸性巖漿巖產(chǎn)于揚(yáng)子陸塊江南古隆起東段,巖體類型為花崗巖、堿長(zhǎng)花崗巖及鉀長(zhǎng)花崗巖。巖體含有豐富的鋯石、富f的螢石及富含稀土的磷釔礦、獨(dú)居石、褐簾石等礦物。主量元素具較高含量的sio2和k2o,較低含量的tio2、mgo、cao,高(na2o+k2o)/al2o3值,高feot/mgo比;富集ree(eu虧損),hree虧損不嚴(yán)重,稀土配分模式表現(xiàn)為海鷗型;明顯富集zr、nb、rb、ta、y、yb,顯著虧損cr、co、ni、v、ba、sr。地化特征分析認(rèn)為早白堊世中—晚期花崗巖為a2型花崗巖,產(chǎn)生于造山后的伸展環(huán)境,是正常安山質(zhì)地殼在皖南印支期加厚地殼熔融結(jié)束之后繼續(xù)受地幔物質(zhì)底侵部分熔融所形成。

甘肅陽(yáng)山金礦帶屬于類卡林型金礦床,金資源量是達(dá)到318t,礦區(qū)花崗巖脈較為發(fā)育,與金礦化關(guān)系密切,重要的找礦標(biāo)志之一。通過(guò)花崗巖的系統(tǒng)取樣和主微量、稀土元素的分析結(jié)果,分析巖石地球化學(xué)特征,認(rèn)為:原斜長(zhǎng)花崗斑巖,稱為花崗巖較為準(zhǔn)確,歸類為i型花崗巖和s型花崗巖,為活動(dòng)大陸邊緣的產(chǎn)物及同碰撞和碰撞后形成花崗巖的特點(diǎn)。礦帶花崗巖成礦潛力大,可以加強(qiáng)礦區(qū)多金屬綜合利用研究工作。

陽(yáng)山超大型金礦床是中國(guó)乃至亞洲發(fā)現(xiàn)的首個(gè)金資源量超過(guò)300t的礦床,該礦床的形成與礦區(qū)花崗巖脈關(guān)系密切。從陽(yáng)山花崗巖的地球化學(xué)特征入手,探討出露的斜長(zhǎng)花崗斑巖和花崗細(xì)晶巖的特征。陽(yáng)山花崗巖為鈣堿性系列,屬?gòu)?qiáng)過(guò)鋁質(zhì),分異指數(shù)(di)(71.12～87.0)較高,表明原始巖漿分異強(qiáng)烈;稀土元素配分圖為右傾型,∑ree較低(32.18×10-6～100.21×10-6,)lree/hree大多數(shù)在7以上;高場(chǎng)強(qiáng)元素(nb、ta、zr)為負(fù)異常,rb/sr為0.38～2.08,陽(yáng)山花崗巖在構(gòu)造環(huán)境判別圖上為碰撞后環(huán)境。2種花崗巖為同一來(lái)源,只是形成的時(shí)間有差別。結(jié)合區(qū)域地質(zhì)特征和前人的年齡數(shù)據(jù),得出陽(yáng)山超大型金礦形成于華北與揚(yáng)子陸塊碰撞后的拉張環(huán)境。

對(duì)青海省黑山晚志留世花崗巖的巖石及地球化學(xué)研究表明,巖石屬典型鈣堿性系列巖石,并具有富鉀特征。對(duì)于主量元素如mgo,a12o3,fe2o3、cao隨sio2的含量增加而增加,呈現(xiàn)一定的線性關(guān)系。巖石中ba、th強(qiáng)不相容元素等強(qiáng)烈富集,其含量高于地幔巖,其之間呈現(xiàn)同步增長(zhǎng)關(guān)系。中等不相容元素ta、nb、hf、zr、sr等富集程度中等,輕微一中等程度的負(fù)銪異常(δeu=0.53～0.67);δce值0.92～0.96,鈰略有虧損;(la/yb)n值4.93～31.36,均大于1。其特征顯示巖石物質(zhì)來(lái)源于地殼上部,有下地殼或上地幔物質(zhì)混入。結(jié)合花崗巖構(gòu)造環(huán)境判別圖解可知,該花崗巖應(yīng)是同碰撞環(huán)境下的產(chǎn)物。

湘西大溶溪鎢礦床在空間、成因上與大神山花崗巖關(guān)系密切,但目前大神山花崗巖的研究程度較低,這嚴(yán)重制約了對(duì)其成巖機(jī)理、形成地質(zhì)背景、以及對(duì)大溶溪鎢礦礦床成因與成礦機(jī)理的認(rèn)識(shí)。本文對(duì)大神山花崗巖的巖石學(xué)和地球化學(xué)進(jìn)行了研究,并揭示了該花崗巖的成因及其成巖的構(gòu)造背景。研究表明,大神山花崗巖呈巖株產(chǎn)出,主要為黑云母二長(zhǎng)花崗巖,其鋯石la-icp-msu-pb年齡為(224.3±1.0)ma。相比于華南地區(qū)其它印支期花崗巖,大神山花崗巖具有酸度、堿度偏低,而富含mgo、cao的特點(diǎn),屬準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過(guò)鋁質(zhì)、高鉀鈣堿性巖系。該花崗巖稀土總量較低,表現(xiàn)出富輕稀土、弱負(fù)銪異常、輕重稀土分餾明顯的特征;成礦元素w含量極高,ba/rb、ni/co、rb/sr值普遍較低,顯示其巖漿結(jié)晶分異不充分。從成因上看,大神山花崗巖為i型花崗巖,形成于揚(yáng)子地塊與華夏地塊強(qiáng)烈會(huì)聚之后的后碰撞晚造山階段,可能是幔源巖漿底侵與下地殼局部熔融所形成的幔、殼混熔巖漿不斷演化的結(jié)果。

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。

粵西黃嶺巖組分布于高州東部,其花崗質(zhì)巖石為東向西可分出三種巖性單元:黑云母斜長(zhǎng)花崗質(zhì)-黑云母花崗閃長(zhǎng)質(zhì)糜棱巖,石榴石黑云母花崗閃長(zhǎng)質(zhì)初糜棱巖和揉皺片麻狀石榴黑云花崗閃長(zhǎng)質(zhì)-二長(zhǎng)花崗巖,各單元之間呈漸變過(guò)渡關(guān)系。

通過(guò)對(duì)貝勒庫(kù)都克一帶花崗巖類的巖相學(xué)、巖石化學(xué)特征的詳細(xì)研究,結(jié)合最新的大地構(gòu)造學(xué)和地球化學(xué)研究資料,貝勒庫(kù)都克序列中主要巖性有細(xì)中粒不等粒正長(zhǎng)花崗巖,似斑狀中粒含黑云正長(zhǎng)花崗巖,似斑狀中粒含黑云二長(zhǎng)花崗巖,細(xì)粒正長(zhǎng)花崗巖,似斑狀細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖。巖石化學(xué)總體上具有高硅、高鋁、貧鈣鎂.貝勒庫(kù)都克巖體明顯富集rb,th,ce,虧損ba,ta,zr,eu等元素。稀土元素含量較高,稀土元素配分模式呈較平坦的＂v＂字型體,地球化學(xué)以銪強(qiáng)虧損為特征;貝勒庫(kù)都克花崗巖形成在碰撞,造山之后,相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境。

在詳細(xì)的野外調(diào)查及前人的研究基礎(chǔ)上,運(yùn)用巖石地球化學(xué)、同位素地質(zhì)學(xué),地能學(xué)說(shuō)等理論和研究方法重點(diǎn)研究了石人嶂鎢礦區(qū)內(nèi)蓮花山隱伏花崗巖體氧化物特征,巖石能量地球化學(xué)特征、pb同位素特征,探明其物質(zhì)來(lái)源。結(jié)果表明該地區(qū)花崗巖體氧化物含量以高硅、富鋁、富堿、貧鈣、低磷為主要特征;巖漿在不斷的進(jìn)行分異演化的過(guò)程中,其所形成巖石的能量、能量系數(shù)均在同步緩慢遞增,顯示區(qū)域內(nèi)相臨近的巖體擁有相似的鉛物質(zhì)源,由此推測(cè)蓮花山隱伏花崗巖體也應(yīng)是從同源巖漿演化而成,來(lái)源以殼源為主。

灶火溝早志留世(436.8~433.7ma)花崗巖發(fā)育于東昆中蛇綠構(gòu)造混雜巖帶中,主要巖石類型為花崗閃長(zhǎng)巖和二長(zhǎng)花崗巖,其圍巖分別為中元古代萬(wàn)寶溝群和奧陶—志留紀(jì)納赤臺(tái)群。花崗閃長(zhǎng)巖和二長(zhǎng)花崗巖w(sio2)分別為56.12%~63.49%和70.62%~76.54%,均為鈣堿性系列。二長(zhǎng)花崗巖顯示向富堿質(zhì)過(guò)渡的特征,鋁飽和指數(shù)a/cnk為0.79~1.02,屬準(zhǔn)鋁質(zhì)—弱過(guò)鋁質(zhì)系列,為i型花崗巖?；◢忛W長(zhǎng)巖∑ree低于二長(zhǎng)花崗巖∑ree,兩者均具有l(wèi)ree相對(duì)富集而hree相對(duì)虧損的相似的右傾球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線特征,花崗閃長(zhǎng)巖具弱負(fù)eu異常,二長(zhǎng)花崗巖具強(qiáng)負(fù)eu異常;兩者均具有相對(duì)富集lile而相對(duì)虧損hfs的微量元素特征。地球化學(xué)特征顯示灶火溝花崗巖為島弧型花崗巖,是原特提斯洋殼向北俯沖引起地幔楔物質(zhì)底侵東昆侖島弧下地殼部分熔融的產(chǎn)物,表明東昆侖造山帶在早志留世仍處于原特提斯洋殼俯沖消減階段。