地球化学特征

Question

如题所述

Answer 1

花岗质岩石中的暗色微粒包体（MME）蕴藏着丰富的壳幔作用信息，对其进行系统的地质和地球化学的研究，一方面可以揭示岩浆作用的深部过程（Elburg，1996；Silva et al.，2002），另一方面也有助于了解寄主岩岩浆的起源和成因演化信息（Castro et al.，1991；Chappell，1996.，Barbarin，1999），因而成为花岗质岩石中备受关注的研究对象（肖庆辉等，2002）。Didier and Barbarin（1991）对花岗岩中不同类型的包体进行了全面的总结和评述，但对暗色微粒包体的成因，一直存有“残留说”和“混合说”两种不同的观点（周荀若，1994；Castro et al.，1991；Chappell，1996.），且这两种争论势必继续进行下去。

拾金坡含金岩体中含有丰富的暗色微量包体，本次工作对暗色包体及寄主花岗岩开展了较为系统的元素地球化学和同位素地球化学的研究，旨在查明花岗质岩浆的起源与演化，再进一步为岩体中金的高度富集特征作出解释。表3-2和表3-3分别列出了拾金坡岩体中寄主斑状花岗岩和暗色微粒包体代表性样品的主量、微量和稀土元素的测定结果。

表3-2 拾金坡岩体寄主斑状花岗岩及暗色微粒包体代表性样品主量元素含量（w_B/%）

续表

北山南带构造岩浆演化与金的成矿作用

表3-3 拾金坡岩体寄主斑状花岗岩及二长质包体微量及稀土元素含量

1.主量元素

根据拾金坡岩体的实测岩石化学数据，利用硅-碱岩石分类图投影，可见寄主斑状花岗岩落入花岗岩和石英二长岩区，而暗色微粒包体则落入二长岩和二长闪长岩区（图3-8）。进一步讲，拾金坡岩体寄主花岗岩的主量元素特征可归结为：①硅和全碱含量中等，分别介于68.17%～76.60%之间。分异指数D.I.=81.45～92.57，较花岗岩的平均分异指数（80）偏高（邱家骧等，1991），表明岩体经历了一定程度的分离结晶作用；②铝不饱和，Al₂O₃=10.67%～15.93%，碱铝指数（AKI）较高（＞1），铝饱和指数（A/NCK）值大都小于1（仅有两件样品分别为1.01和1.02），属准铝质，CIPW标准矿物中一般不出现刚玉分子，与I型花岗岩的岩石化学特征类似（Chappell et al.，2001）；③富钾（K₂O＞Na₂O，K₂O/Na₂O=0.94～1.74），Fe、Mg、Ca、Ti和P等氧化物含量明显偏低。寄主花岗岩的主量元素特征与Barbarin（1999）总结的产于挤压转变成拉张的构造体制中的富钾钙碱性花岗岩（KCG）相似。

图3-8 拾金坡岩体斑状花岗岩及二长质包体岩石分类图

二长质包体的主量元素特征与寄主岩相比有较大的差别，主要表现在相对贫硅（SiO₂=53.87%～58.68%），富Fe、Mg、Ca、Ti等，全碱含量偏低（ALK=7.56%～9.71%），铝含量也偏低（A/NCK=0.77～0.87），碱铝指数（AKI）变化于1.33～1.52之间，属准铝质，在SiO₂-K₂O图解上属于橄榄玄粗岩系列（图3-9）。

包体和寄主岩的主要氧化物比值之间表现出良好的协变关系，暗示它们在成因上可能存在密切的联系，如，在同分母氧化物比值协变图上（图3-10a，b）表现为线性相关，在多元素不同分母比值图上表现为双曲线演化关系（图3-10c，d），上述特征指示包体和寄主岩之间很可能发生过岩浆混合作用。

2.微量及稀土元素

拾金坡岩体寄主花岗岩富Rb、Th，贫Sr、Ba、P、Ti（图3-11），亲铁元素（如Cr、Ni等）显著亏损，表明岩石经历一定程度的分离结晶，其Sr、Ba、P、Ti亏损的特征指示岩浆经历了较强的斜长石、磷灰石和钛铁矿的分离结晶作用。岩石的Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素含量较低，10⁴Ga/Al值大都低于A型花岗岩的下限值（2.6，Whalen et al.，1987），表明其不具备A型花岗岩富Ga和高场强元素的地球化学特征。寄主花岗岩的稀土元素总量也相对偏低［∑REE=（90.96～259.67）×10^-6］，富轻稀土元素（LREE/HREE=5.88～8.99），除一件样品（05-12-1）外，其余四件样品具有中等程度的铕负异常（δEu=0.39～0.63），稀土元素标准化配分曲线呈右倾型（图3-12）。上述特征总体与纽芬兰东部阿克利分异的I型花岗岩（Chappell et al.，1992）以及我国东北的高演化I型花岗岩（Wu et al.，2003）相似。因此，拾金坡寄主花岗岩应属于分异的I型花岗岩。

图3-9 拾金坡岩体斑状花岗岩及二长质包体SiO₂-K₂O图

图3-10 拾金坡岩体斑状花岗岩及二长质包体主量元素协变图

图3-11 拾金坡岩体寄主花岗岩及二长质包体微量元素标准化蛛网图

图3-12 拾金坡岩体寄主花岗岩及二长质包体稀土元素球粒陨石标准化配分型式

与寄主岩相比，二长质包体Rb、Sr、Ba含量相仿，但P、Ti的亏损不及寄主岩显著（图3-10）。V、Cr、Co、Ni含量偏高，La/Nb和Ba/Nb比值分别为1.86～2.75和12.42～20.77，较之原始地幔、洋脊玄武岩和洋岛玄武岩的相应值（分别为0.94、1.07、0.77和9.0、8.0、6.9）均偏高（Rollinson，1993）。上述特征说明其应为幔源基性岩浆经改造的产物，即可能为由基性岩浆经演化或与酸性岩浆混合产生的过渡岩浆结晶形成。

二长质包体稀土元素总量［∑REE=（371.26～448.32）×10^-6］较寄主岩高，表明其不是寄主岩浆早期结晶分异产物的堆积体。因为REE为强不相容元素，若二长质包体是花岗质岩浆结晶分异的产物，则其REE含量应该较寄主花岗岩低，对应的稀土元素配分曲线应当位于寄主花岗岩的下方，但所获数据却正好如此相反（图3-12）。其铕负异常程度和寄主花岗岩相似，说明成岩过程中斜长石的分离结晶作用也比较显著。尽管二长质包体和寄主岩在微量元素和稀土元素含量及相关元素比值方面存在着一些差异，但在一些微量元素三元素共分母比值图解（如Zr/Sr-La/Sr，Zr/Sr-Ce/Sr，Rb/Sr-Ce/Sr，Rb/Sr-Y/Sr，图3-13）上二者同样呈现较显著的线性相关，说明包体与寄主岩之间发生过岩浆混合作用（Langmuir，1978；肖庆辉等，2002）。

图3-13 拾金坡岩体寄主花岗岩及二长质包体微量元素共分母三元素比值图解