论文部分内容阅读
我国南岭地区广泛发育大面积的与W、Sn、Nb、Ta和REE矿床密切相关的中生代花岗岩。其中燕山期花岗岩分布最广泛,与之伴生的钨锡矿床规模大、数量多,研究程度高而相比之下印支期岩体分布较少,研究程度相对低。本文选择王仙岭复式岩体为例解析三叠纪复式岩体的岩石成因。通过野外勘查、岩相学、地球化学、锆石U–Pb年代学及Nd-Hf同位素等手段获得岩石组成、期次和源区性质并结合岩石副矿物地球化学,揭示不同岩石分异演化过程。王仙岭岩体由燕山期和印支期两期岩体组成,其中印支期岩体主体部分主要由粗粒电气石白云母花岗岩和细粒电气石白云母花岗岩组成,两者界线不显著,呈过渡接触。另有黑云母花岗岩、花岗斑岩等小规模岩脉或岩株产出。通过锆石U–Pb年代学测试结果厘定了岩浆岩侵位序列:粗粒电气石白云母花岗岩时代为237.8±3.5Ma,强蚀变电气石花岗岩时代为238.5±3.5Ma二云母花岗岩侵位于236.6±5Ma,这些岩石的锆石U–Pb年龄误差范围内一致,同属于晚三叠世岩浆活动的产物。对应的εHf(t)值分别为-11.8~-7.8、-17.8~-7.4、-16.1~-6.3,εNd(t)值分别为-9.9~-11.1、-10.8~-11.1、-9.2~-10.8;相近的εHf(t)和εNd(t)值说明这些岩浆岩来自同一源区的同一期岩浆事件。二云母花岗岩、粗粒和细粒电气石白云母花岗岩均显示高硅、富碱,富Al特征,属于高钾钙碱性系列,A/CNK值为1.11~2.51,属于过铝质花岗岩类;其中二云母花岗岩、粗粒含电气石白云母花岗岩的微量元素和稀土特征类似,均显示LREE富集而HREE亏损,轻重稀土分馏明显的特征,两者主量元素哈克图解也表现出线性相关,其中电气石白云母花岗岩具有更高的Si O2,Na2O,Al2O3,Rb/Sr,更低的K/Rb,Zr/Hf,表明其分异程度更高,通过瑞利分馏对微量元素Rb,Sr,Ba分离结晶过程模拟计算显示:44左右钾长石+50%斜长石+5%的黑云母为主的分离结晶就可能使Rb、Sr、Ba的含量趋近于电气石白云母花岗岩。此外,细粒电气石白云母花岗岩表现出于前两者显著不同的特征,哈克图解和分离结晶模拟均与前两者不在同一演化线上。更低的K/Rb,Zr/Hf,Nb/Ta比值,以及稀土元素“四分组”效应,锆石异常高的U含量等特征均表明其演化程度非常高。细粒电气石花岗岩可见萤石、电气石等矿物,可见B,F等挥发分含量很高,岩浆体系富F能够增加流体在熔体中的溶解度,这样流体在岩浆过程早阶段就与熔体相互作用,整个体系是熔体和流体共存,体系性质与硅酸盐熔体不同,表现出异常的Zr/Hf,K/Ba比值。挥发份(F,B等)可解聚熔体,大大降低岩浆的粘度、密度和体系固相线温度(可低至约550℃,如果F达3.5%),如此便可延长岩浆分离结晶过程,使其经历较充分的分离结晶作用。三叠纪花岗岩中电气石白云母花岗岩锆石微量元素中Ce/Sm和Yb/Gd值同时增加的变化趋势以及低的P和Y含量指示存在磷灰石等富MREE和P、Y矿物的分离结晶。另一方面,二云母花岗岩相对亏损LREE和Th,指示锆石结晶之前熔体经历了褐帘石/独居石的分离结晶,而较高的P含量进一步确定了是褐帘石而非富P相独居石的分离结晶;其Nb、Ta含量低、Eu负异常更显著,说明受到金红石和斜长石的分离结晶的影响。电气石白云母花岗岩和黑云母花岗岩虽然同期同源,但锆石微量元素变化精细的刻画出岩浆分离结晶过程的差别。