北祁連永登石灰溝奧陶紀硅質(zhì)巖地球化學特征及大地構(gòu)造意義

考古學家利用礦物學和化學方面的數(shù)據(jù)曾發(fā)現(xiàn)了史前人工品與其產(chǎn)地之間的聯(lián)系。類似的方法也能夠用來研究古代砂漿。因此,考古砂漿的地球化學(礦物學和化學)特征就能應(yīng)用于其修復和處理的工作中去,并且能夠用于研究砂漿的加工技術(shù)和年代的測定。此外,利用考古砂漿的礦物學和化學特征還能確定其原料的種類,判定其原料的來源。

華北克拉通北緣中段沿集寧—涼城—千里山一線分布著大量的強過鋁質(zhì)花崗巖。與一般強過鋁質(zhì)花崗巖相比,其sio_2含量、al_2o_3／tio_2,比值(小于100)、rb／sr比值和rb／ba比值低,但cao／na_2o比值高(大于0.3)。稀土元素復雜,正eu異常、負eu異常、eu異常不明顯均發(fā)育,大致可以分成2種類型：第一類具有中等程度輕稀土富集、重稀土平緩；第二類輕稀土特征與第一類一致,但其重稀土變化大。稀土元素特征不一致主要是由于其源巖不同。lile(k、rb、ba)相對富集,hsfe(nb、ti、p)虧損,這種地球化學特征暗示該區(qū)強過鋁質(zhì)花崗巖的源區(qū)成分為雜砂巖,熔融溫度較高,來源較深,其構(gòu)造環(huán)境與澳大利亞拉克倫造山帶一致,屬高溫型碰撞帶,應(yīng)為華北克拉通西部陸塊和東北陸塊古元古代踫撞峰期后巖石圈伸展的產(chǎn)物。

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巖和二長花崗巖,其圍巖分別為中元古代萬寶溝群和奧陶—志留紀納赤臺群?；◢忛W長巖和二長花崗巖w(sio2)分別為56.12%~63.49%和70.62%~76.54%,均為鈣堿性系列。二長花崗巖顯示向富堿質(zhì)過渡的特征,鋁飽和指數(shù)a/cnk為0.79~1.02,屬準鋁質(zhì)—弱過鋁質(zhì)系列,為i型花崗巖?；◢忛W長巖∑ree低于二長花崗巖∑ree,兩者均具有l(wèi)ree相對富集而hree相對虧損的相似的右傾球粒隕石標準化配分曲線特征,花崗閃長巖具弱負eu異常,二長花崗巖具強負eu異常;兩者均具有相對富集lile而相對虧損hfs的微量元素特征。地球化學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。

贛北鄱陽湖地區(qū)土塘剖面發(fā)育第四紀紅土,自下而上可分為強網(wǎng)紋紅土層、弱網(wǎng)紋紅土層、微網(wǎng)紋紅土層、均質(zhì)紅土層和下蜀黃土層。基于常量元素、粒度分析數(shù)據(jù)以及前人年代框架,初探土塘剖面化學風化特征及其古氣候意義。(1)土塘剖面粒度組分均一,常量元素含量相近,風化淋溶強烈。(2)土塘剖面各地層間化學風化強度存在差異:下蜀黃土層為初期的去na、ca階段;均質(zhì)紅土層為中期的去k階段;微網(wǎng)紋紅土層由去k階段向去si階段過渡;網(wǎng)紋紅土層已完全進入晚期去si階段。剖面常量元素的相對遷移能力為:na2o>mno2>cao>p2o5>mgo>k2o>sio2>al2o3>tio2>fe2o3。(3)中更新世以來贛北鄱陽湖地區(qū)氣候總體上由暖濕趨于干冷,期間伴隨多個明顯的干濕旋回佐證強烈的淋溶與干濕交替作用是網(wǎng)紋紅土發(fā)育的重要驅(qū)動因子。

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:黑云母斜長花崗質(zhì)-黑云母花崗閃長質(zhì)糜棱巖,石榴石黑云母花崗閃長質(zhì)初糜棱巖和揉皺片麻狀石榴黑云花崗閃長質(zhì)-二長花崗巖,各單元之間呈漸變過渡關(guān)系。

龍王花崗巖巖體產(chǎn)于華北克拉通南緣,巖石類型主要為黑云母鉀長花崗巖,局部見有霓輝石花崗巖。巖體高硅(sio2=72.17%～76.82%)、富堿(k2o+na2o=8.28%～10.22%,k2o/na2o>1),堿性指數(shù)ai(agpaiticindex)=0.84～0.95,分異指數(shù)di=95～97,鋁指數(shù)asi(aluminiumsaturationindex)=0.96～1.13。含鐵指數(shù)高(feo/(feo+mg)=0.90～0.99),巖石為準鋁質(zhì)至弱過鋁質(zhì)、堿性—堿鈣性、鐵質(zhì)a型花崗巖。巖石富集大離子親石元素,稀土元素含量很高(854～1572μg/g);高場強元素(nb、ta、zr、hf)的富集程度明顯低于大離子親石元素,因此在微量元素蛛網(wǎng)圖上呈相對虧損特征;巖石顯著虧損ba、sr、ti、pb;εnd(t)=-4.5～-7.2,nd模式年齡為2.3～2.5ga。εhf(t)=-1.11～-5.26,模式年齡thf1=2.1～2.3ga,thf2=2.4～2.6ga。黑云母鉀長花崗巖中的鋯石主要為無色透明柱狀晶體,cl圖像多數(shù)顯示清晰的巖漿成因的韻律環(huán)帶結(jié)構(gòu),鋯石la-icpmsu-pb年齡為(1602.1±6.6)ma,mswd=0.48。巖石化學、微量元素及nd、hf同位素地球化學特征表明,龍王巖體形成于板內(nèi)伸展構(gòu)造環(huán)境,其形成可能與約1.8ga古大陸碰撞拼合之后巖石圈地幔及下地殼拆沉和玄武質(zhì)巖漿底侵有關(guān),巖體可能主要為富集地幔部分熔融的玄武質(zhì)巖漿經(jīng)強烈結(jié)晶分異的產(chǎn)物,在其形成和上升過程中可能有地殼物質(zhì)的混染。龍王巖體的形成與columbia超大陸裂解過程有關(guān),是華北克拉通古元古代末-中元古代早期已知最年輕的非造山巖漿活動,可能代表華北克拉通古元古代末期自columbia超大陸裂解出來的時間。

北喜馬拉雅出露一系列片麻巖穹窿,這些穹窿被形成于27.5～10ma的淡色花崗巖侵入.淡色花崗巖的巖石類型為二云母花崗巖,它們的主量元素組成為sio2=70.97%～74.54%、k2o+na2o=6.27%～8.09%、k2o/na2o=0.91～1.36及a/cnk=1.10～1.33.然而,它們在微量元素組成上呈現(xiàn)出較大的變化:rb=(41～322)×10-6、sr=(26～139)×10-6、ba=(135～594)×10-6、(la/yb)n=0.97～17.31、eu/eu=0.29～0.72.北喜馬拉雅淡色花崗巖的主量元素和微量元素組成特征類似于高喜馬拉雅中新世的二云母花崗巖,而在ti、mg、ca、ba含量和rb/sr比值上明顯不同于高喜馬拉雅中新世的電氣石-白云母花崗巖.北喜馬拉雅淡色花崗巖(87sr/86sr)t=0.7344～0.8503(t=10ma),εnd(10ma)=-12.5～-19.3,與高喜馬拉雅淡色花崗巖無明顯差異.在巖石成因上,北喜馬拉雅和高喜馬拉雅中新世淡色花崗巖均起因于構(gòu)造減壓作用,由此導致白云母發(fā)生脫水反應(yīng)誘發(fā)高喜馬拉雅結(jié)晶巖系的深熔.但北喜馬拉雅淡色花崗巖形成的地質(zhì)背景明顯不同于高喜馬拉雅淡色花崗巖,前者具有較長的時間跨度,開始形成于喜馬拉雅漸新世的地殼增厚期,之后形成于中新世穹窿片麻巖的折返時期,而高喜馬拉雅淡色花崗巖與中新世高喜馬拉雅結(jié)晶巖系的構(gòu)造擠出作用有關(guān).因此,北喜馬拉雅和高喜馬拉雅淡色

選擇黔中巖溶地區(qū)的4條石灰土剖面作為研究對象,通過精細采樣分析,討論了石灰土形成過程中th富集的地球化學特征及行為.結(jié)果表明:1)巖—土界面是th發(fā)生顯著富集的重要地球化學作用場所,主要表現(xiàn)為巖—土界面反應(yīng)中伴隨碳酸鹽快速溶蝕導致體積巨大縮小變化后的殘余富集.在此過程中,th表現(xiàn)出明顯的惰性.2)在石灰土剖面形成和演化過程中,th的地球化學行為可能因剖面間存在的微環(huán)境差異而有所不同.對于發(fā)育淺薄的剖面,th受鐵氧/氫氧化物和粘土礦物的吸附而表現(xiàn)出惰性;對于發(fā)育相對深厚的剖面,th表現(xiàn)出明顯的活性,其行為不受鐵氧/氫氧化物和粘土礦物的明顯影響.

位于北京昌平區(qū)的年齡為127ma的白查巖體是一個晶洞過堿性花崗巖巖株,其侵位于燕山造山帶西段的八達嶺巖基中。白查巖體具有高硅、zr、ga、pb、hfse和ree含量,高fe/mg和ga/al比值,強烈虧損ca、sr、eu,具有虧損放射性成因pb同位素的特征。白查巖體屬于dall'agnol和oliveira(2007)定義的典型的還原型a型花崗巖,其地球化學特征與燕山帶中生代晚期的后石湖山(山海關(guān))和窟窿山a型花崗巖非常相似。白查花崗巖起源于華北克拉通下地殼鎂鐵質(zhì)源巖在相時貧水、高溫、低氧逸度條件下的低程度部分熔融。綜合區(qū)域地質(zhì)背景和該巖體的成巖機制判斷,白查花崗巖的形成標志燕山西段造山崩塌階段的到來。除浙江東南瑤坑過堿性花崗巖外,白查巖體是具有al型花崗巖元素地球化學特征但并非形成于非造山大地構(gòu)造背景的過堿性花崗巖的又一個實例。

白石崖鐵礦為都蘭地區(qū)一處典型的矽卡巖型鐵多金屬礦床。通過對花崗巖年代學和巖石地球化學研究表明,白石崖花崗巖侵位于(238±1)ma,富硅(sio2=70.01%~76.01%)、富堿(k2o+na2o=6.64%~8.41%)、feo*/mgo比值(平均22.87)較高、貧鎂(mgo=0.04%~0.39%),k2o/na2o>1,a.i.=0.88~0.99,a/cnk=0.62~0.83,屬偏鋁鈣堿性巖石;稀土分布曲線呈"海鷗式"分布特征,顯示較強的eu負異常(δeu=0.10~0.70);微量元素特征顯示具較高的zr(172×10-6~205×10-6)、nb(11×10-6~31×10-6)和y(21.9×10-6~50.1×10-6),較低的sr(40×10-6~223×10-6)、ba(168×10-6~690×10-6);在微量元素原始地幔標準化蛛網(wǎng)圖上顯示明顯的ba,sr,p和ti的負異常,表明白石崖花崗巖為a型花崗巖。結(jié)合區(qū)域構(gòu)造演化,認為該區(qū)花崗巖形成于造山后的伸展環(huán)境,屬a2型花崗巖。三疊紀時,東昆侖地區(qū)處于后碰撞構(gòu)造階段,俯沖板片發(fā)生斷裂,巖石圈拆沉,引發(fā)大范圍的地殼伸展減薄,軟流圈物質(zhì)上涌,上涌的軟流圈物質(zhì)與地殼直接接觸,對上覆長英質(zhì)地殼的直接加熱作用促使其部分熔融,長石、榍石等分離結(jié)晶,形成該區(qū)a型花崗巖。

對青海省黑山晚志留世花崗巖的巖石及地球化學研究表明,巖石屬典型鈣堿性系列巖石,并具有富鉀特征。對于主量元素如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強不相容元素等強烈富集,其含量高于地幔巖,其之間呈現(xiàn)同步增長關(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。

本文在野外地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，運用大地構(gòu)造學、同位素年代學和巖石地球化學等研究方法和手段，對桂北中生代花崗巖體的地球化學特征和形成的構(gòu)造環(huán)境進行了研究。結(jié)果顯示，桂北中生代花崗巖體主要形成于215～77．7ma。巖石組合主要為二長花崗巖，為準鋁質(zhì)一過鋁質(zhì)高鉀鈣堿性花崗巖；具有較明顯的負銪異常；巖石相對富集ule，貧化hfse。多組構(gòu)造環(huán)境判別圖解顯示，桂北中生代花崗巖體總體形成于印支運動后由碰撞擠壓向板內(nèi)裂解拉張轉(zhuǎn)化的地球動力學背景。花崗巖體的形成與華南構(gòu)造動力體制的時一空轉(zhuǎn)換域存在明顯的耦合關(guān)系，符合造山帶構(gòu)造演化的一般過程。同時證實了中生代華南開始拉張的時問是白堊紀，而不是一些研究者認為的燕山早期。

王坪石巖體具有超酸性(sio2=73%～76%)、sio2過飽和(大量石英)、偏鋁質(zhì)到弱過鋁質(zhì)(al2o3=12.48%～14.23%)和堿性(na2o+k2o=7.83%～9.41%)的特征?？傁⊥凛^低(σree=(54.41～140.21)×10-6),稀土配分型式為左陡右緩的輕稀土元素富集、重稀土元素虧損型。微量元素富集k、pb等大離子親石元素以及rb、th、u等強不相容元素,相對虧損ba等大離子親石元素和nb、ta、ti、la、ce等高場強元素和p元素。sr-nd-pb同位素地球化學研究表明,該巖體的(87sr/86sr)i較低(0.70498～0.70503),εnd(t)為負值(-10.9‰～-12.1‰),以上特征結(jié)合巖漿混合的證據(jù)表明,該巖體的物質(zhì)來源主要為下地殼古老變質(zhì)巖(變質(zhì)雜砂巖),但受到地幔端員的混染作用。

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

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中國東部巖石圈伸展減薄的構(gòu)造背景下。

第 30 卷第 6 期 　　　　　　　　　　　　　　　vol.30,no.6 2016 年 12 月 mineralresourcesandgeologydec.,2016 ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ 廣西六萬山花崗巖巖石地球化學特征及其成因探討 劉 　 勝,詹華思,黃 　 誠 (武警黃金第九支隊,海南?？凇?71127) 摘 　 要:六萬山花崗巖體形成于早三疊世,存在多個巖漿活動序次,其巖性主要為含堇青石的二長花崗 巖。該類花崗巖富含過鋁質(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負異常;sr-nd-pb-o同位素指示其巖漿明顯的陸殼來源。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,由長英質(zhì)下地殼經(jīng)黑云母脫水熔融產(chǎn)生。源區(qū)殘留獨居石、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)殘留鉀長石是淡色花崗巖虧損sr、ba的主要原因。

北祁連奧陶紀典型的塞浦路斯型銅礦床均產(chǎn)出于北祁連山弧后盆地的蛇綠巖中,西段石居里礦床賦存的蛇綠巖帶生成環(huán)境為近弧的弧后盆地擴張脊環(huán)境,東段豬嘴啞吧礦床賦存的蛇綠巖生成環(huán)境為近陸的弧后盆地擴張脊環(huán)境。東西段構(gòu)造環(huán)境差異導致北祁連山東西段塞浦路斯型銅礦在礦體形態(tài)和成礦元素富集程度上存在差異。西段以柱狀、似透鏡狀為主,東段以透鏡狀為主;成礦元素上東段相比西段更富鋅和硫。硫同位素分析,兩段均為海水中硫酸鹽和玄武巖中硫酸鹽混合沉淀結(jié)果,東段比西段海水混入程度低。pb同位素研究顯示,pb主要來自幔源。流體包裹體成分顯示西段石居里以海水成因為主,而東段豬嘴啞吧則為火山熱液流體成因,成礦溫度均為中低溫。

區(qū)域和造山帶構(gòu)造地球化學研究——一、本領(lǐng)域研究發(fā)展概況　　上世紀60年代中板塊構(gòu)造學說興起，使地質(zhì)學家視野首次擴大到全球，甚至整個太陽系。這帶動了地學各學科思維體系的革命，并使地球化學研究全面地向地球、太陽系、宇宙的擴展。大地構(gòu)造的地球化研究...

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成分、微量元素及稀土元素進行了系統(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、微量元素及稀土元素特征研究認為,麻棚巖體的成因類型為ⅰ型花崗巖。

本文按摩天嶺含鈾花崗巖體的花崗巖、弱蝕變花崗巖、鉀交代花崗巖和硅質(zhì)交代花崗巖4種巖石類型,探討了巖石中的常量元素、大離子親石元素(lile)、高場強元素(hfse)和稀土元素(ree)含量特征及相互間的關(guān)系。其中含鈾鉀交代花崗巖表現(xiàn)為強鉀長石化、強綠泥石化和弱赤鐵礦化,u含量與次生黑云母關(guān)系密切;含鈾硅質(zhì)交代花崗巖的u含量與微晶石英伴生的鐵質(zhì)有關(guān)。通過剖析不同類型巖石的地球化學特征,指出成礦流體的元素主要來自花崗巖,產(chǎn)鈾巖石具明顯的llh特征;伴隨鈾礦化的增強,k/ba、rb/sr值降低,而ba/rb值增高;含鈾鉀交代花崗巖和硅質(zhì)交代花崗巖的hfse和ree含量呈共軛消長和重稀土(hree)相對富集的特征。提出伴隨斷裂開啟多期成礦流體的疊加更有利于鈾的富集,llh特征,以及k/ba、rb/sr值降低與ba/rb值增高可作為含鈾花崗巖體的地球化學判別依據(jù)。

湘東北位于揚子板塊東南緣江南造山帶中段,出露的新元古代花崗巖有長三背、大圍山和葛藤嶺等巖體,同屬于九嶺巖體的一部分。湘東北新元古代花崗巖sio2含量變化于60%~72%、cao為0.6%~3%、na2o為1.98%~3.72%、k2o為2.95%~4.99%之間,a/cnk>1.1,富集k、rb、ba等大離子親石元素(lile)和輕稀土元素(lree/hree=3.1~10.5)、eu負異常明顯(δeu=0.37~0.58),而nb、ta、ti等高場強元素(hfse)相對虧損。這些特征表明湘東北新元古代花崗巖來源于過鋁質(zhì)熔體,巖石類型上類似于富黑云母過鋁花崗巖類(cpg),可能來源于富黑云母的變泥質(zhì)沉積巖的熔融,如中元古代冷家溪群變質(zhì)沉積巖等,形成于同碰撞環(huán)境,可能與陸殼加厚導致的剪切重熔有關(guān)。