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花岗斑岩岩石地球化学特征

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1岩石学特征

本文用于岩石地球化学测试的样品取自矿区中部出露的花岗斑岩,岩石呈浅肉红色,斑状-基质微粒结构,块状构造。岩石主要由斑晶、基质组成。副矿物为不透明矿物、磷灰石,次生矿物主要有高岭土、黏土、白云母、绿泥石、绿帘石。斑晶主要由斜长石(25%~30%)、石英(10%~20%)、钾长石(约5%)、黑云母(5%)组成,粒度0.2~7mm。斜长石,半自形板状、聚斑状或联斑状产出,具高岭土化、黏土化等,表面较脏;石英,半自形—他形粒状、熔蚀状,聚斑状产出或零星分布,粒内轻波状消光;钾长石,半自形板状、联斑状产出,具高岭土化、黏土化等,表面较脏;黑云母,褐色,叶片状,星散分布,常见被白云母、绿泥石、绿帘石交代。基质主要由斜长石(5%~10%)、钾长石(25%~35%)、石英(5%~10%)及少量黑云母(较少)组成,粒度<0.2mm。斜长石,半自形板条状,星散分布,具高岭土化、黏土化,表面较脏;钾长石,他形粒状,杂乱分布,具高岭土化等;石英,微粒状,星散分布;黑云母,鳞片状,零星分布,局部被绿泥石、绿帘石交代。岩内见少量硅质填充的裂纹。综合鉴定均为花岗斑岩。

2岩石地球化学特征

2.1主量元素花岗斑岩主量元素特征为:w(SiO2)为72.43%~72.62%,w(MgO)为0.71%~0.94%,w(Na2O)为3.48%~4.26%,w(K2O)为1.84%~3.35%,w(K2O+Na2O)为6.10%~7.09%,K2O/Na2O为0.43~0.92,w(TFe2O3)为3.15%~3.97%,w(TiO2)为0.19%~0.43%,w(Al2O3)为13.10%~13.56%,w(CaO)为0.82%~1.02%。花岗斑岩具高SiO2,富Al2O3和Na2O,低TiO2、MgO和CaO的特点。在w(SiO2)-w(Na2O+K2O)图解上(图略),投点落入亚碱性花岗岩区;在w(SiO2)-w(K2O)图解上(图略),投点落入钙碱性系列区;里特曼指数σ为1.26~1.70,为钙碱性系列岩石;铝饱和指数A/CNK为1.71~1.86,在A/CNK-A/NK图解上(图略),数据点位于过铝质区;在w(K2O)-w(Na2O)图解上(图略),数据点落入I型花岗岩区。主量元素特征表明,花岗斑岩具有钙碱性过铝质I型花岗岩的特征。

2.2微量元素花岗斑岩稀土元素特征为:w(ΣREE)为(89.85~131.63)×10-6,平均为112.59×10-6,稀土总量低;w(LREE)为(77.94~117.97)×10-6,平均为98.33×10-6;w(HREE)为(11.91~17.66)×10-6,平均为14.27×10-6;LREE/HREE为6.45~7.79,平均为6.93;LaN/YbN为5.36~7.17,平均为6.05;δEu为1.06~1.89,平均为1.57,Eu具有正异常;δCe为0.88~0.97,平均为0.93,Ce不具异常。稀土配分曲线呈右倾的模式,总体具轻稀土分馏明显,重稀土分馏较弱的特点。在微量元素原始地幔标准化图解上,Rb、Ba、Th、U、K、La、Ce呈正异常,Nb、Ta、Ti、Sr、P呈负异常,具有显著的“TNT”型微量元素分配特征,P和Ti的亏损可能受到了磷灰石和钛铁矿分离结晶作用的影响。

3形成构造环境探讨

斑岩型Cu-Mo矿床一直是矿床学领域研究的热点,全球斑岩铜矿主要产于中亚—蒙古带、环太平洋带和特提斯带,它们分别为古生代、中新生代和新生代汇聚板块最活跃的地区。其中,环太平洋岩浆弧成矿带为世界上著名的斑岩成矿带之一,产有多个世界级规模的斑岩型铜矿。以往研究认为斑岩铜矿通常形成于“B”型俯冲作用形成的岛弧和陆缘弧构造环境,形成的斑岩属钙碱性系列岩石。近年来的研究发现,斑岩铜矿也可以产于碰撞造山带环境。我国著名的青藏高原冈底斯斑岩铜矿带及藏东玉龙斑岩铜矿带、秦岭钼矿带、中亚成矿域的多金属矿床等大型斑岩成矿带的斑岩型矿床多产于碰撞造山环境。东昆仑造山带处于古亚洲构造域与特提斯构造域叠加复合部位,为一典型的复合造山带。研究表明东昆仑地区在晚古生代—早中生代是一个连续的构造演化过程。早古生代形成的昆中洋闭合后,东昆仑地区成为复杂的活动大陆边缘。受巴颜喀拉—阿尼玛卿洋俯冲的影响,中—晚石炭世就开始了板块的俯冲,伴有与俯冲作用有关的火山喷发和岩浆侵入,这一过程持续到二叠纪末—三叠纪初,230~260Ma是主要的俯冲碰撞造山期,处于大规模“B”型俯冲碰撞阶段,当时东昆仑处于类似安第斯型活动大陆边缘构造环境。根据区域地质构造背景分析,埃坑花岗斑岩体侵位于东昆仑造山带的主要俯冲碰撞造山期,在构造阶段上属于俯冲结束—碰撞开始的转变期,形成于活动大陆边缘构造环境,应属活动大陆边缘岩浆弧的产物。

埃坑花岗斑岩的锆石均为晶棱清晰的长柱状,发育岩浆震荡环带,具有陡立的重稀土富集模式,稀土元素球粒陨石配分模式与典型的I型花岗岩十分相似,这些特点反映出埃坑花岗斑岩具有与I型花岗岩相似的特点,推测埃坑花岗斑岩为活动大陆边缘的产物。此外,采用多种岩石地球化学图解对埃坑花岗斑岩体产出的构造环境提供约束:在lgτ-lgσ构造环境判别图解中(图略),所有样品都落入造山带火山岩区;在w(SiO2)-w(Al2O3)图解上(图略),所有样品都落入后造山带花岗岩类区;在w(Y+Nb)-w(Rb)图解上(图略),所有样品都落入火山弧火山岩区;在Ta/Yb-Th/Yb图解中(图略),所有样品都落入了活动大陆边缘陆缘弧,进一步证明埃坑斑岩体为活动大陆边缘岩浆弧的产物。

作者:陈喜峰 张雪亭 姚远 单位:中国地质调查局发展研究中心 中国冶金地质总局矿产资源研究院

花岗斑岩岩石地球化学特征责任编辑:杨雪    阅读:人次