2. 江西省数字国土重点实验室, 南昌 330013;
3. 中国人民武装警察部队黄金第十支队, 昆明 650001;
4. 中国地质大学 (北京), 北京 100083
2. Key Laboratory for Digital Land and Resources of Jiangxi Province, Nanchang 300013, China;
3. No. 10 Detachment, Division of Gold, Chinese People's Armed Police Force, Kunming 650001, China;
4. China University of Geosciences (Beijing), Beijing 100083, China
华南加里东运动形成了大量的花岗岩,据统计花岗岩体数量超过100个,出露面积大于2万平方千米 (周新民,2003;孙涛,2006)。主要分布于武夷-云开、万洋山-诸广山、湖南八面山、江西武功山和桂东北等地区,构成华南“长英质火成岩省”或大花岗岩省的重要组成部分 (王德滋和周金城,2005;华仁民等,2013)。华南加里东花岗岩最早由徐克勤等于1957年在南康县龙回和上犹县陡水地区发现 (徐克勤等,1960)。20世纪80年代以来,许多学者对华南加里东花岗岩开展了多方面研究,取得大量成果,但由于区域上不同岩体间的岩性变化较大,有混合岩、英云闪长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩,岩石构造有片麻状构造、块状构造,其地球化学特征和成岩时代上存在较大差异,有关华南加里东期花岗岩的岩浆来源、岩石成因和成岩构造环境等方面还存在较多争论。华南加里东期花岗岩的成岩时代跨度较大,近年来的LA-ICP-MS和SHRIMP测年结果为393~460 Ma,其中420~445 Ma为最集中的时段 (胡艳华等, 2011, 2012)。多数研究者认为华南加里东期花岗岩为地壳重熔型花岗岩,多为S型,少部分为Ⅰ型 (吴俊华和王祥发,1993;李献华,1993;周新民,2003;舒良树,2006;刘锐等,2008;张芳荣等,2009)。在地幔物质加入程度上存在不同观点,一些研究者认为华南加里东期花岗岩形成过程有明显的地幔物质加入 (沙连垄和袁奎荣,1991;孙涛,2006;伍光英等,2008;肖冬贵等,2008;程顺波等,2009),而另一些研究者则认为没有明显的地幔物质加入 (Zhang et al., 2012;朱清波等,2015)。在形成构造环境上,多数研究者认为加里东早期片麻状花岗岩形成于同造山碰撞挤压环境,而晚期块状花岗岩形成于造山后或后造山伸展拉张背景 (黄标等,1993;李文杰等,2006;张芳荣等,2009;Yang et al., 2010;华仁民等,2013),但朱清波等 (2015)认为,片麻状花岗岩和块状花岗岩在华南加里东早、晚期均有,没有分期特征,其片麻状构造是构造变形的结果。张芳荣等 (2010)将乐安岩体作为华南东段加里东晚期花岗岩的代表性岩体,并对其进行了部分地球化学特征对比研究 (张芳荣等,2010)。本次借助于1︰5万乐安县幅区域地质调查工作之际,在对乐安岩体进行详细野外地质调查的基础上,对其进行了岩石学及主、微量元素分析,探讨了岩石类型、岩浆来源和成岩构造环境。
1 区域地质乐安加里东期复式岩体呈北北西-南南东向不规则纺锤状分布于乐安县康村-宜黄县东陂村一带,出露面积约500 km2,在1︰5万乐安县幅内出露面积约158 km2。区域上,乐安岩体位于扬子地块和华夏地块缝合带江绍断裂带 (或称钦杭构造带) 南侧,为北东、北北东向的遂川-徳兴断裂和宜黄断裂所挟持,侵入周边青白口纪潭头群变质岩,北有相山火山盆地,西北有焦坪岩体,西有潭港火山盆地,为印支期咸口岩体和燕山期山心岩体侵入 (图 1)。
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K1-下白垩统相山或潭港火山岩;J1-下侏罗系统沉积岩;Qb-青白口系变质岩;ηγπK1S-沙洲单元;χργJ3S-山心单元;ηγπT2-咸口岩体;ηγD1W-王元单元;ηγD1T-太平单元;ηγD1L-乐安单元;ηγD1J-焦坪单元 图 1 乐安岩体区域地质图 Figure 1 Regional geological map of the Le'an pluton |
1︰20万新干幅区调报告 (1977)将乐安岩体划分为加里东期乐安混合岩体和乐安侵入岩体 (岩性主要为中粗粒似斑状黑云母花岗岩),两者为渐变过渡关系。1︰25万抚州市幅区调报告 (2007)则认为其全由侵入岩组成,归入鹅婆超单元,由老至新分出:蛇嘴上细粒似斑状黑云母二长花岗岩单元、武村中细粒似斑状黑云母二长花岗岩单元、南田中-中粗粒似斑状黑云母二长花岗岩单元、玉田细粒黑云母二长花岗岩单元等4个单元。1︰5万乐安县幅区调工作 (2014)将原1︰20万新干幅区调报告所称的乐安混合岩划归为具片麻状构造的中细粒少斑黑云母二长花岗岩及细粒细斑黑云母二长花岗岩,与原中粗粒斑状黑云母花岗岩构成同源岩浆演化序列,并将图幅内的乐安加里东期复式岩体称为乐安序列,划分出中粗粒斑状黑云二长花岗岩、中细粒少斑黑云二长花岗岩、细粒细斑黑云二长花岗岩3个侵入次或单元,3个单元或侵入次的岩体由老至新自外向内呈环套式分布,另有少量补充期的细粒黑云母花岗岩脉出现。前人对乐安岩体划分情况见表 1。本次研究采用1︰5万乐安县幅区调工作成果,将乐安岩体划分为片麻状中粗粒斑状黑云二长花岗岩 (乐安单元)、片麻状中细粒少斑黑云二长花岗岩 (太平单元)、片麻状细粒细斑黑云二长花岗岩 (王元单元)3个侵入次或单元。测得乐安、太平和王元3个单元的LA-ICP-MS锆石U-Pb加权平均年龄分别为405.6±1.8 Ma、403.1±2.8 Ma和401.1±6.6 Ma (未发表数据),表明乐安岩体形成于加里东晚期。乐安单元分布于不规则纺锤状乐安岩体的外围,侵入于潭头群变质岩,被太平单元和王元单元侵入;太平单元出露于乐安岩体的中间部位,被王元单元侵入而分隔成多个侵入体;王元单元大致分布于乐安岩体的中心位置,为乐安岩体的最后一个侵入次。
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表 1 乐安岩体划分沿革表 Table 1 The division evolution of the Le'an pluton |
乐安岩体各样品是在东华理工大学承担的“江西1︰5万陀上幅、鹿冈幅、乐安县幅区域地质调查”项目工作过程中采集。在野外采集样品时注意选择新鲜、无蚀变的岩石 (部分样品由于蚀变仅作参考),并在野外尽量剔除角砾、蚀变、表面风化部分,再送实验室分析。乐安单元共有7个样品:T19-1、T303-1、D6028-2、D6901-2和Dk874-1,分别采集于乐安县下坑村公路边房屋北侧石壁处、县城环城路边壁、江山村北东800 m挖机路边、五七农场采石场和六都寨村近南500 m老硐处,岩石样品新鲜、无蚀变;样品HSX-05和HSX-06采集于乐安县厚坊村东侧水渠边,采样处附近有一断层通过,岩石受到了较明显的断裂蚀变作用。太平单元共4个样品,D7003-3、D7005-1样品分别采集于太平村南东方向1.2 km左右的路边采石场和瑶兰窝东侧去大华山顶的挖机路边,岩石样品新鲜、无蚀变;DHS-1和DHS-2均采集于坊元村北东侧200 m公路边,有明显的蚀变。王元单元共采集3个样品,均采集于王元村采石场。镁铁质包体和岩墙样品DK874-2采集于六都寨村近南500 m老峒处,D6976-2采集于锁员村去神华山小路边石壁处,T207-1采集于坊元村北东侧200 m公路边,样品均新鲜、无蚀变现象。
样品的主、微量元素在核工业北京地质研究院分析测试中心进行测试。主量元素采用X射线荧光光谱法 (XRF) 和化学分析法 (CA) 分析。X射线荧光光谱分析仪器为飞利浦PW2404 X射线荧光光谱仪,X射线管电压为50 kV,电流为50 mA,测定精度0.01%,分析误差小于5%;化学分析法仅用于测定样品中氧化亚铁的含量,测定范围大于0.5%。微量元素分析采用Finnigan MAT制造的HR-ICP-MS (ElementⅠ) 仪器,测试方法参照DZ/T0223-2001(电感耦合等离子体质谱ICP-MS) 方法,工作温度为20℃,相对湿度30%,微量元素含量大于10 μg/g时相对误差小于5%,小于10 μg/g时相对误差小于10%。对分析数据进行岩石地球化学数据处理时利用geokit软件 (路远发,2004)。
4 乐安岩体岩石学特征 4.1 乐安单元片麻状中粗粒斑状黑云二长花岗岩岩石呈浅灰色-深灰色,发育片麻理 (叶理) 构造 (图 2a),主要表现为板柱状长石巨斑、叠片状黑云母及压扁拉长呈扁透镜体状石英的定向排列。线理多不发育。似斑状结构,斑晶成分为钾长石 (条纹长石),含量一般为15%~30%,大小1 cm×2 cm~3 cm×9.5 cm。基质为中粗粒花岗结构 (岩体边缘略有变小),粒径多数3~12 mm,成分为钾长石 (条纹长石、微斜长石)20%~10%、斜长石26%~37%(An值30-18)、石英20%~26%、黑云母8%~15%,局部可有少量白云母。副矿物主要以钛铁矿、磷灰石、锆石、榍石为主,局部含电气石、石榴子石、独居石、磷钇矿。石英常呈拔丝状,长宽比1.5~10;黑云母粒径1~6 mm,呈叠片状或条纹条带状,电子探针分析结果指示为铁质黑云母。常见石英和黑云母的波状消光、石英动态重结晶、黑云母膝折等变形现象,常见蠕英石及微粒长英质构成的微粒交生体结构 (图 2b),反映岩体发生了同侵位塑性变形,属同构造侵入体 (谢才富,2002)。
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图 2 乐安岩体野外露头及镜下照片 (+) Figure 2 The field outcrop and the microscopic photos (+) of the Le'an pluton |
乐安单元中常见镁铁质包体,其岩性为微细粒英云闪长岩,具弱片麻状构造,微细粒片状粒状结构,粒径主要为0.05~0.4 mm。包体组成矿物主要为微细粒斜长石 (52%~55%,可见环带结构,An值38~30)、石英 (16%~21%)、黑云母 (25%~30%) 和少量微斜长石或条纹长石 (1%~4%)。
4.2 太平单元片麻状中细粒少斑黑云二长花岗岩该单元岩体呈近南北向走向,岩石呈灰色,片麻状构造,似斑状结构。斑晶成分主要为钾长石 (条纹长石,含量5%~8%,大小0.6 cm×0.8 cm~2.5 cm×6.5 cm);基质多为中细粒结构,以1~4 mm为主,成分为钾长石 (25%~30%,条纹长石和微斜长石)、斜长石 (An值35~18,28%~35%)、石英 (23%~27%)、黑云母 (7%~10%)(也为铁质黑云母,且比乐安单元略富铁镁)。副矿物以锆石、磷灰石、钛铁矿、榍石、金红石为主。常可见微粒交生体结构。岩石中局部可有几厘米至几十厘米的糜棱岩化或初糜棱岩条带。
4.3 王元单元片麻状细粒细斑黑云二长花岗岩该单元岩体的岩性主要为片麻状细粒细斑黑云二长花岗岩,个别为钾长花岗岩。岩石呈灰白色-肉红色,片麻状构造,似斑状结构。斑晶成分主要为钾长石 (条纹长石,含量为15%~20%,大小4 mm×6 mm-10 mm×13 mm,个别10 mm×30 mm);基质为细粒花岗结构,粒径0.5~2.0 mm,矿物成分主要为钾长石 (20%~23%,微斜长石和条纹长石)、斜长石 (22%~31%,An值28~19)、石英 (24%~28%),少量黑云母 (6%~8%) 和白云母 (1%±)。黑云母常呈条纹状,为铁质黑云母,总体比乐安单元的略富镁,可能岩浆与较富镁的物质如旁侧出露的基性捕虏体发生过同化混染;白云母有的为填隙状,可能为原生成因,有的交代黑云母或长石。副矿物主要为锆石、磷灰石、石榴子石、褐帘石,个别含榍石。常见微粒交生体结构,局部可见绿帘石化、碳酸盐化。王元单元中见有斜长角闪岩捕虏体 (主要由角闪石、斜长石、黑云母组成)(图 2c)、云母片岩捕虏体 (主要由黑云母、石英、白云母构成)(图 2d) 和英云闪长质包体 (由斜长石 (可见环带结构)、石英、黑云母和少量微斜长石或条纹长石构成),副矿物多为榍石、褐帘石-绿帘石、磷灰石,也可见微粒交生体结构。
5 乐安岩体岩石化学特征 5.1 主量元素特征乐安序列花岗岩的SiO2含量变化较大 (表 2),为65.31%~74.64%,其中乐安和太平单元SiO2含量较低 (平均67.8%和67.6%),而王元单元SiO2含量较高 (平均72.6%)、Na2O+K2O含量中等 (7.08%~8.67%,不包括蚀变样品),从乐安单元、太平单元到王元单元全碱含量略有降低趋势,平均含量分别为7.68%、7.54%、7.45%;K2O含量中等至较高,为3.93%~5.68%,从乐安单元、太平单元到王元单元也呈略有降低趋势,平均含量分别为4.83%、4.45%、4.28%;Na2O含量中等,为2.58%~3.41%,呈略有升高趋势,各单元平均含量分别为2.85%、3.09%、3.17%;各单元CaO的含量差别不大,其平均含量分别为1.93%、2.28%、1.99%。σ值各单元在1.79~2.86之间,属钙碱性岩系。在SiO2-(Na2O+K2O) 图上 (图 3a),乐安单元、太平单元和王元单元及镁铁质包体和同深成岩墙全落入亚碱性区。K2O/Na2O值为1.15~1.94,呈略降低趋势,平均为1.69、1.44、1.35,属钾质花岗岩;在SiO2-K2O图上 (图 3b),王元单元样品全落入高钾钙碱性系列区;太平单元新鲜样品落入高钾钙碱性区,略有蚀变的样品落入钾玄岩系列区;乐安单元样品主要落入钾玄岩系列区,少部分落入高钾钙碱性系列区;镁铁质包体和同深成岩墙落入高钾钙碱性系列区。乐安单元A/CNK值主要为1.03~1.13,多属弱过铝质,个别受风化蚀变样品的A/CNK可达1.13~1.19。太平单元A/CNK值为1.03~1.13,未蚀变的样品其值较低,为1.03,属弱过铝质;有弱蚀变的3个样品其值较高,为1.08~1.13。王元单元在王元村采场的3个样品A/CNK值较低,为0.95~0.96,属准铝质,可能是和旁侧的基性捕虏体或者和深部可能存在的TTG岩石发生了同化混染的结果;而其他2个样品的A/CNK值为1.02~1.03,为弱过铝质。所以,总体上乐安序列的正常岩石属弱过铝质,风化或蚀变后常变为强过铝质。
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表 2 乐安岩体主量元素分析结果 Table 2 Major element abundance of the Le'an pluto |
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图 3 乐安岩体SiO2-(Na2O+K2O) 关系图 (a) 及SiO2-K2O关系图 (b) Figure 3 The SiO2-(Na2O+K2O) diagram (a) and the SiO2-K2O diagram (b) of the Le'an pluton |
乐安序列花岗岩中的微细粒镁铁质包体和同深成岩墙的SiO2含量均较高,为61.09%~64.45%,说明它们与花岗质主岩有过较强烈的物质交换 (机械混合和扩散),但仍然保持了幔源基性岩浆较富Fe、Mg、Ca、P、Ti的特点。
在ANOR-Q′图解上 (图略),除太平单元和乐安单元几个蚀变较明显的样品落入碱长花岗岩和钾长花岗岩区外,大都落入二长花岗岩区,个别落入钾长花岗岩区,但靠近二长花岗岩区,与实际矿物分类结果很吻合。在Harker图解上 (图略),乐安序列各样品的SiO2与其他主量元素 (除K、Na外) 的氧化物含量均表现出较好的负相关关系,表明各单元间具有密切成因联系,应具有相同的物质来源,且结晶分异在岩浆演化中占主导作用,但不排除有较弱的岩浆混合作用。K2O、Na2O含量与SiO2含量线性关系不好可能是由于控制K2O和Na2O含量变化的矿物不止一种,以及存在其他较明显影响岩石K2O和Na2O含量的因素 (如风化蚀变、同化混染、岩浆混合等)。
5.2 稀土元素特征乐安序列各单元岩石的稀土总量 (ΣREE) 变化较大 (表 3),为128.9×10-6~443.4×10-6,乐安单元稀土含量高,而王元单元稀土含量较低。乐安、太平、王元各单元岩石稀土元素平均含量分别为336.1×10-6、313.8×10-6、164.4×10-6,依次降低。乐安和太平单元蚀变岩石的稀土含量有较明显的降低,ΣREE只有 (193.5~257.8)×10-6。乐安序列中MME (镁铁质包体) 和镁铁质同深成岩墙的稀土含量高,为 (317.6~561.9)×10-6,比寄主岩还高,可能是因扩散作用,使稀土变价离子由温度较低的花岗岩浆往高温基性岩浆迁移的结果。各单元 (包括镁铁质包体和同深成岩墙) 稀土配分曲线右陡倾,曲线的型式和斜率都基本一致 (图 4a),反映它们有同源成因关系。轻、重稀土间分馏明显,其LREE/HREE值及LaN/YbN值较大,分别为8.4~15.8及9.6~24.9;LaN/SmN值较大,为4.24~7.33,表明轻稀土分馏明显。重稀土间分馏不太明显,GdN/YbN为1.25~3.09。具有中等的负Eu异常 (δEu为0.33~0.77),反映源岩可能有Eu亏损或熔融时有斜长石残留以及岩浆结晶过程中有斜长石的分离结晶。
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表 3 乐安岩体稀土元素分析结果及主要参数 Table 3 Rare earth element contents and elemental ratios of the Le'an pluton |
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图 4 乐安序列稀土配分模式图 (a) 及微量元素蛛网图 (b) Figure 4 Chondrite-normalized rare earth patterns (a) and PM-normalized trace elements spider diagram (b) of the Le'an pluton |
乐安序列微量元素在微量元素蛛网图上 (图 4b),3个单元的微量元素分布模式基本相同,都为总体右倾型曲线,明显富集大离子亲石元素Rb、Th、U、Ce、Nd等,相对亏损P、Sr、Ba,而且Ta、Nb、Ti也具有明显的“谷”,表明岩浆主要源自地壳物质或与俯冲带有亲缘性。各单元岩石Sr含量较低,为 (124~199)×10-6(表 4),从乐安、太平到王元各单元平均值分别为183×10-6、193×10-6、144×10-6;镁铁质包体和同深成岩墙的Sr含量也不高,为 (163~326)×10-6,可能是基性岩浆量少且与花岗质岩浆中的一些微量元素发生了充分的交换和均一化。各单元的Y含量较高,为 (15.4~54)×10-6(都高于15×10-6,特别是乐安单元明显高于15×10-6),各单元平均值分别为41.2×10-6、32.8×10-6、19.4×10-6。乐安单元Ba含量较高,为 (755~1085)×10-6,平均985×10-6,往太平、王元单元略有降低,平均为754×10-6和717×10-6。所以乐安序列属低Sr、高Y,且Ba也较高的花岗岩,暗示其主要源自地壳,其次反映其熔融深度不太深,源区没有石榴子石及大量角闪石的残留,但有斜长石的残留。镁铁质包体和同深成岩墙的Nb/Ta值较高,为13.92~16.74(表 5)。
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表 4 乐安岩体微量元素分析结果 Table 4 Trace element contents of the Le'an pluton |
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表 5 乐安岩体微量元素相关参数计算结果 Table 5 Elemental ratios of the Le'an pluton |
乐安单元U含量较低,平均为3.37×10-6,而太平和王元单元U含量升高,其中王元采石场一带的王元单元岩石U含量高达 (6.17~9.5)×10-6,很可能与该处地表所见的富U印支期花岗岩及煌斑岩有关,造成该处的U地球化学扩散晕和放射性伽马异常。在乐安县东面麻鸡嶂地区,蚀变的乐安序列岩石其U含量也存在增加现象。
6 讨论 6.1 花岗岩类型及岩浆源区性质张芳荣等 (2010)认为,乐安岩体在成因类型上属于壳源或S型花岗岩范畴。从本次乐安岩体化学成分分析来看,其具有富硅 (SiO2含量65.31%~74.64%),K2O>Na2O (K2O/Na2O的平均值为1.59),A/CNK值主要为1.03~1.13,属弱过铝质,在ACF图解中 (图 5a)(Nakada and Takahashi, 1979),多数样品投在S型花岗岩区域内或在边界处附近。乐安序列花岗岩的Rb/Sr和Rb/Nb值分别为0.78~1.82、6.81~16.79(不包括蚀变样品),均高于中国东部 (分别为0.31和6.8,高山等,1999) 和全球 (分别为0.32和4.5,Taylor and Mclennan, 1985) 上地壳的平均值,显示乐安岩体的微量元素组成与地壳花岗岩相似,也与南岭的S型或壳源型花岗岩非常相似 (周新民,2007)。在LaN/YbN-δEu图解 (图 5b) 中,大多数样品数据都投在壳源花岗岩区域内,仅个别王元单元数据点落于壳幔源花岗岩区域内。岩石中也有原生白云母。综合岩石矿物组成和地球化学特征,乐安岩体应为壳源或S型花岗岩。
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图 5 乐安岩体ACF图 (a) 及 (La/Yb)N-δEu图 (b) Figure 5 The ACF (a) and (La/Yb)N-δEu (b) diagrams of the Le'an pluton |
乐安序列花岗岩Rb/Sr、Ba/Sr、Rb/Nb值从乐安单元、太平单元到王元单元总体上增高,而K/Rb值则相反。发生蚀变的样品,其Rb/Sr和Rb/Nb值明显增高,而K/Rb值降低。乐安序列花岗岩的Rb/Nb值为6.81~16.79,不但明显低于世界S型花岗岩的Rb/Nb平均值 (18.08),也略低于Ⅰ型花岗岩的Rb/Nb平均值 (13.73)(Whalen et al., 1987)。乐安岩体富含斜长石 (多数大于25%)、CaO/Na2O值 (排除蚀变样品,其值为0.56~0.89) 大于0.3,指示其来源于贫黏土的砂屑质原岩 (Sylvester,1998)。在A/MF-C/MF图 (图 6a) 中 (Alther et al., 2000),乐安岩体多数样品也是落于变质砂岩区。由于其镁铁质包体和同深成岩墙Rb/Nb值较低,为2.53~8.85。所以综合来看,乐安序列主体来源于地壳砂屑质沉积岩源岩的熔融产物,但有较明显的幔源岩浆混合作用。乐安序列的Rb/Sr < 5指示熔融反应与黑云母的脱水熔融作用有关 (Visonà and Lombardo,2002)。岩体的Zr/Hf值为30~38.86,接近或略低于正常花岗岩值 (33~40)(Dostal and Chatterjee, 2000),但明显高于指示存在流体作用的值 (25)(Irber,1999);其Nb/Ta值为7.5~15.36,各单元平均值为12.91、11.96和8.68,与正常花岗岩的值 (11)(Green,1995) 相近,王元单元的值略低可能是由于分异作用。
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图 6 乐安岩体A/MF-C/MF判别图 (a) 及Rb-(Y+Nb) 构造环境判别图 (b) Figure 6 The A/MF-C/MF (a) and Rb-(Y+Nb)(b) tectonic environment discrimination diagram of the Le'an pluton |
乐安序列花岗岩的Ni、V、Cr、Co、Sc等含量从乐安单元、太平单元到王元单元降低,可能由于岩浆结晶分异造成的结果。且乐安单元这些亲铁元素含量较高,暗示其源岩酸性程度不太高。镁铁质包体和同深成岩墙的Ni、V、Cr、Co、Sc等亲铁元素含量高,暗示它来源于地幔富镁铁岩石。
6.2 成岩构造环境华南加里东期花岗岩形成的构造背景前人有较多的研究成果,也存在一定的争议,普遍认为与造山作用有关 (任纪舜,1990;刘宝珺和许效松,1994;陈洪德等,2006;舒良树,2006;Wang et al., 2007, 2010;Faure et al., 2009;Charvet et al., 2010;Li et al., 2010;覃小锋等,2011),但加里东早期和晚期构造环境有所不同,不同地区间也有差异。华南加里东早期花岗岩形成于同碰撞挤压构造环境,其岩性主要为混合岩、片麻状花岗岩、片麻岩,而晚期形成于后造山伸展拉张背景,主要为块状花岗岩 (李文杰等,2006;张芳荣等,2009;华仁民等,2013)。李光来等 (2010)研究认为在465~400 Ma时,武夷和湘桂赣地块处于后碰撞 (造山带垮塌) 的环境,先是由于深部山根垮塌,软流圈上涌,引起地壳深部拉张松弛减压发生部分熔融形成壳源型花岗岩或混合岩。乐安序列花岗岩为加里东晚期的产物 (TIMS U-Pb年龄409.1±1.6 Ma,张芳荣等,2009),但其具明显的片麻理构造和塑性变形,反映其成岩处于挤压状态。综合微量元素构造环境判别图 (图 6b)(Pearce,1996),乐安序列花岗岩应形成于后碰撞挤压环境,与区域上加里东晚期花岗岩的成岩环境有所不同。乐安岩体与围岩多呈现不协调的侵入关系,侵入面大多都切割围岩片理,这一特征也被看作是后碰撞侵位的标志。
综上所述,表明乐安序列花岗岩是加里东主碰撞后,形成于局部弱挤压环境。
7 结论(1) 乐安岩体由片麻状中粗粒斑状黑云二长花岗岩 (乐安单元)、片麻状中细粒少斑黑云二长花岗岩 (太平单元) 和片麻状细粒细斑黑云二长花岗岩 (王元单元) 三者构成一近环带状纺锤形岩石序列,三者地球化学特征十分相似,在主微量元素组成上具有同源演化特征。岩石具片麻状构造、似斑状结构。岩石中塑性变形明显,常见微粒交生体,在岩体中也常见镁铁质包体、同深成岩墙。
(2) 乐安序列各岩性SiO2含量变化较大 (65.31%~74.64%),弱过铝质,属高钾钙碱性-钾玄岩系列。稀土含量高,轻重稀土分馏明显,稀土配分曲线右陡倾,δEu中等负异常。微粒元素蛛网图总体右倾斜,富集大离子亲石元素Rb、Th、U、Ce、Nd等,相对亏损P、Sr、Ba,属低Sr、高Y、高Ba花岗岩类。
(3) 成因类型上,乐安岩体属壳源或S型花岗岩,与黑云母脱水熔融作用有关。其原岩主体上来源于贫黏土质的砂屑质源区,但受到了较明显的幔源岩浆的混合。
(4) 乐安岩体形成于加里东晚期后碰撞局部挤压构造环境,表现为岩体具片麻状构造、塑性变形及与围岩呈明显不协调侵入接触关系。
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