花崗巖地球化學特征范文

本站小編為你精心準備了花崗巖地球化學特征參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

《地質與資源雜志》2015年第一期

1地球化學特征

1.1主量元素特征表1分析表明大樺背花崗巖主量元素具有以下特征：（1）富硅，大樺背花崗巖體的SiO2含量為71.68%～75.72%，平均73.40%.結晶分異程度高，DI值為86.82～94.24，平均89.99，低于福建北東沿海強分異I型花崗巖的DI值（DI>95）［1］，但與華南福岡（DI=82～94）、西藏岡底斯東部察隅（DI=82～92）強分異I花崗巖相近［2-3］，同時與AckleyI型花崗巖相似.（2）弱過鋁質（圖2）［4］，A/CNK=1.03～1.09，平均1.05，這可能與其原巖特征有關.（3）高堿，ALK=8.22%～8.84%，并且相對富鉀，K2O/Na2O=1.01～1.38，平均1.16；巖石堿度率指數（AR）=3.22～4.44，平均3.72，里特曼指數（σ43）=2.20～2.54，平均2.36<3.3，屬高鉀鈣堿性系列（圖3）［5］，具有巖漿弧巖漿巖特征.正長花崗巖鉀含量高于二長花崗巖，斑狀粗粒正長花崗斑巖的鉀含量與其余類型相近.（4）鐵、鎂、鈣、鈦、磷、錳的含量均低，也說明了其經歷了很強的分異演化過程.TFeO/MgO=5.71～13.57，平均8.56，全部落在高分異I型花崗巖范圍內（TFeO/MgO=4～16）［6］.二長花崗巖較正長花崗巖富鐵、鎂、鈣，正長花崗巖富Ti、P等，正長花崗巖分異程度較高.

1.2微量元素特征就微量元素組成（表1、圖4）［7］而言，所有樣品不同程度富集Rb、Th、La、Pb、Nd、Hf、Dy，虧損Ta、Nb、Ce、P、Sm、Ti.高場強元素（HFSE）Ti、P明顯虧損，Nb、Ta含量較低，表現出類似于與俯沖帶有關的活動大陸邊緣或島弧巖漿巖的特征［8-9］，Rb、Th富集和Nb虧損暗示有上地殼物質的參與［10］，指示了不同巖石類型的同源演化特征.粗粒正長花崗巖Ba強烈虧損，中細粒黑云二長花崗巖富集，其余類型略有虧損，說明粗粒正長花崗巖結晶分異程度最高，中細粒黑云二長花崗巖最差，其余介于兩者之間.粗粒正長花崗巖和中粗粒正長花崗巖富集銪，二長花崗巖略虧損銪，正長花崗斑居中，也指示正長花崗巖演化程度高于二長花崗巖，且粒度粗的高于細的.

1.3稀土元素特征稀土元素（表1和圖5）配分曲線整體表現為輕稀土富集、重稀土虧損的右傾型，輕稀土右傾明顯，重稀土曲線較為平緩.稀土總量整體較低，介于107.10×10-6～就δEu而言，斑狀中粗粒二長花崗巖、粗粒正長花崗巖、中粗粒正長花崗巖顯示負銪異常，結晶分異作用發育，其中粗粒正長花崗巖演化程度最高，斑狀中粗粒二長花崗巖較高，中粗粒正長花崗巖中等；中粗粒二長花崗巖、粗粒正長花崗斑巖和中細粒二長花崗巖顯示正銪異常，說明其分異作用不明顯，可能與原巖特征有關、結晶溫壓等條件變化有關.中細粒二長花崗巖顯示較為異常的稀土配分特征，可能與同化混染有關.

2巖石成因

2.1年代學特征華北克拉通北緣發育安第斯型巖漿弧環境的時間為324～300Ma，而后碰撞花崗巖類的年齡為254～237Ma.古亞洲洋沿興蒙造山帶，自西向東關閉，最終在索倫-延吉縫合線全部閉合，古亞洲洋閉合時間和華北-蒙古弧碰撞時間限定在290～250Ma.前人發表的大樺背花崗巖的鋯石U-Pb年齡介于330～365.7Ma，指示大樺背為海西期早石炭世產物.另外，大樺背北部約5km處發育早石炭世石英閃長巖（戴朝成，未發表），可見當時研究區尚處于古亞洲洋板塊向華北板塊俯沖的環境，古亞洲洋尚未關閉.

2.2成因類型按照花崗巖物源分類（I、A、S、M和H型花崗巖）方案，關于大樺背花崗巖的成因，前人存在兩種不同的觀點：S型同碰撞和I型同碰撞-后碰撞過渡成因.本研究所選大樺背花崗巖樣品中，A/CNK<1.1，小于典型S型花崗巖的A/CNK值［19］，有別于S型花崗巖.大樺背花崗巖體同樣具有不同于A型花崗巖的特征：Zr+Nb+Ce+Y值（222.71×10-6～325.04×10-6，平均268.79×10-6，小于350×10-6）和10000Ga/Al值（2.03~2.56，平均2.32，小于2.6），均低于A型花崗巖的下限值.10000Ga/Al系列圖解和Zr+Nb+Ce+Y圖解中，大樺背基本上都落在I型花崗巖范圍內，與加拿大AckleyI型花崗巖體相似.TFeO/MgO-10000Ga/Al圖解（圖6）中，落在分異花崗巖范圍內，表現出與華南佛岡典型I型、加拿大AckleyI型花崗巖體相似的特點。花崗巖體的鋯石的Zr飽和溫度為762.12～817.28°C，平均786.80°C，與華南佛岡、西藏岡底斯東部察隅高分異I型花崗巖Zr飽和溫度范圍相近，都低于A型花崗巖的成巖溫度，這樣也就排除了大樺背巖體是分異A型花崗巖的可能.另外，大樺背花崗巖中存在角閃石，也是其為I型花崗巖的重要礦物學證據.

2.3源區特征從微量元素特征，可以看出本區花崗巖具有巖漿弧的特征，Rb、Th和Nb特征暗示其具有殼源特征，Ba、Sr虧損，也指示結晶分異作用的存在.為進一步揭示其源區特征，在前人數據（表2）基礎上，進行Pb同位素物源分析.207Pb/204Pb-206Pb/204Pb圖解（圖9）顯示，本區花崗巖原巖分布較為分散，有下地殼、成熟島弧和部分上地殼，但大多數分布于下地殼.208Pb/204Pb-206Pb/204Pb圖解（圖10）中，主要落在成熟島弧、下地殼和大洋島玄武巖中.△γ-△β圖解（圖11）中，樣品投入到上地殼與地幔混合的俯沖鉛和造山帶鉛的范圍內，其中沉積作用應該是俯沖板片的海洋沉積物.由于其中落入造山帶鉛的樣品的模式年齡均早于大樺背的形成年齡，該區當時并未發生碰撞造山.該區SiO2含量平均73.40%，說明幔源組分參與量很少.綜上所述，筆者認為大樺背的原巖主要為中下地殼、成熟島弧和大洋島弧玄武巖，有部分上地殼組分、海洋沉積物和少量的幔源加入.

3構造環境

在區域地質、巖石地球化學綜合研究的基礎上，對樣品進行構造環境分析，即分別對樣品進行R2-R1圖解、Rb-Y+Nb圖解和lg［CaO/（Na2O+K2O）］-SiO2圖解［30］（圖12）分析，3種圖解從不同側面反映了相似的構造環境.具體說，R2-R1圖解中大樺背巖體樣品落入同碰撞-后碰撞過渡環境中.Rb-Y+Nb圖解（圖13）中，樣品在后碰撞范圍內.lg［CaO/（Na2O+K2O）］-SiO2圖解（圖14）中，大樺背巖體落入到由擠壓環境向伸展環境轉化的過渡環境.加之，大樺背花崗巖屬于高鉀鈣堿系列，高場強元素（HFSE）中Ti、P明顯缺失，Nb、Ta含量較低，均指示其島弧和活動大陸邊緣有關的構造背景.由以上知，大樺背花崗巖體可能形成于弧后擠壓向伸展環境過渡的活動大陸邊緣構造背景.具體而言，圖12～14中，粗粒正長花崗巖形成于伸展環境或接近伸展環境，中細粒二長花崗巖、斑狀中粗粒二長花崗巖更靠近同碰撞或擠壓環境，其他巖石類型處于兩者之間的過渡環境.

4結論

大樺背花崗巖為分異型I型花崗巖，正長花崗巖演化分異程度高于二長花崗巖，相同巖性粒度粗的巖石演化程度高于粒度細的，花崗斑巖演化程度不高，巖體的細分有助于花崗巖成因內幕細節的揭示.大樺背花崗巖屬于高鉀鈣堿性巖漿系列.它形成于海西期早石炭世古亞洲洋板塊向華北板塊俯沖晚期的同碰撞-后碰撞過渡階段.該階段俯沖板片插入地幔脫水熔融，致使地幔因體積增加而上涌.另外，俯沖擠壓使陸殼水平縮短，垂向加厚，中下地殼、成熟島弧和大洋島弧大面積部分熔融，伴有少量地幔與未知含量的海洋沉積物及早期造山作用產物等物質的不同程度混合作用，于構造有利部位形成大樺背花崗巖.大樺背花崗巖的形成，也進一步印證了華北板塊北緣陸緣弧增生的事實.

作者：張輝 戴朝成 閆秋實 王新亮 時國 陳文文 胡志成 單位：東華理工大學 地球科學學院 成都理工大學 核工程與核技術學院 內蒙古地質礦產勘查院 長江大學 地球科學學院