论文部分内容阅读
灵山花岗岩体位于赣杭构造带中段,岩体的形成时代、岩石成因等方面缺乏系统性的研究,特别是灵山岩体中镁铁质微粒包体（MME）的岩石成因研究还很薄弱。因此,本文选取了灵山花岗岩及其中的MME作为研究对象,进行详细的野外地质调查、岩相学观察及全岩主-微量元素地球化学、全岩Sr-Nd同位素地球化学、锆石U-Pb地质年代学、锆石Hf同位素以及矿物化学等方面的研究,探讨灵山花岗岩及其MME的岩石成因、物质来源和赣杭构造带的构造-岩浆演化过程。锆石U-Pb定年结果表明,灵山角闪石黑云母花岗岩及其镁铁质微粒包体的形成年龄分别为133.1±0.8Ma和132.8±0.9Ma,均为早白垩世岩浆活动的产物。灵山角闪石黑云母花岗岩具有A型花岗岩的典型特征,如富碱,较高的K2O+Na2O含量,富集REE（Eu除外）、HFSE和Ga,亏损Ba、Sr,高Ga/Al比值,高Zr+Nb+Ce+Y含量及黑云母富铁的矿物化学特征等。根据锆饱和温度计算方法,灵山角闪石黑云母花岗岩的形成温度较高,为797837℃,在A型花岗岩判别图上,都落在A型花岗岩的范围内,这些特征表明灵山角闪石黑云母花岗岩为A型花岗岩。灵山角闪石黑云母花岗岩的全岩εNd（t）值为-3.3-2.51,处于早-中元古代正、副变质岩之间,Nd同位素和锆石Hf同位素都具有中元古代的两阶段模式年龄,表明灵山花岗岩的物质来源为中元古代正、副变质岩的部分熔融。花岗岩的主、微量元素地球化学特征表明不存在壳幔源岩浆的大规模混合作用,地幔岩浆对灵山A型花岗岩的形成可能只提供必要的温度条件,而在物质上的贡献很少。灵山花岗岩中的MME具有与寄主花岗岩极其相似的矿物组合、微量元素和同位素组成的地球化学特征。MME具有细粒-微粒半自形等粒结构或者斑状结构等典型的岩浆岩结构,含有长宽比大于10:1的针状磷灰石,具有来自寄主花岗岩的长石和石英斑晶及反向脉等反映岩浆淬冷和物质交换的岩相学特征,表明了MME受到了寄主花岗岩的混合作用。然而,无论何种混合程度的MME与其寄主花岗岩都具有极为相似的Sr-Nd-Hf同位素特征,并且MME中富Mg角闪石核的存在,表明岩浆混合作用并未达到完全彻底程度,表明了MME的初始岩浆具有和寄主花岗岩相同的Sr-Nd-Hf同位素组成特征。此外,MME具有明显高于寄主花岗岩的Rb和Zr含量等特征,表明MME初始岩浆不是来自于更基性的亏损地幔或者岩富集岩石圈地幔。因此,我们提出了“堆晶再混合”模型来解释灵山MME的形成,即灵山MME是寄主花岗岩岩浆在侵入通道中在和围岩接触部位发生淬冷作用而形成的堆晶体被带入到花岗岩岩浆房中发生混合作用而形成的。灵山花岗岩中MME的色率呈现出一个由深到浅的系列,色率深者为细粒-微粒结构,无寄主花岗岩捕掳晶斑,反映岩浆混合作用弱;色率浅者为斑状结构,有大量来自寄主花岗岩的长石或石英捕掳斑晶,反映岩浆混合作用强。MME的SiO2含量为48.9567.36wt.%,变化范围很大,岩性从基性岩一直延续到酸性岩端员。在哈克图解中,MME的多种主、微量元素含量都与SiO2具有显著的线性相关性。因此MME受到的岩浆混合作用强度不一。对灵山MME而言,岩浆混合程度与体积大小无直接关系,所以MME岩浆的注入是一个多阶段的过程。灵山A型花岗岩与赣杭构造带上其他晚中生代A型花岗岩构成一个A型花岗岩带。灵山花岗岩在Y+Nb vs.Rb构造判别图解中,均落入板内花岗岩范围内,在Nb-Y-3Ga分类判别图解中,均落入A2型花岗岩的范围内,结合前人已有研究,表明赣杭构造带在这个时间段内处于拉张的构造背景下,这个拉张环境是由于太平洋板块俯冲之后的板片后撤所引起的。综合本文对灵山花岗岩及其MME的岩石成因研究和前人对赣杭构造带上其他花岗岩体的研究,总结出赣杭构造带在晚中生代时期的演化模型为:太平洋板块俯冲之后的板片后撤,持续的拉张作用导致地壳和岩石圈地幔逐渐减薄,上涌并底侵的软流圈地幔引发地壳物质部分熔融,形成了赣杭构造带上的这些早白垩世A型花岗岩。