四川南江光雾山H型花岗岩的地质地球化学特征(李佑国,徐新煌,刘登忠,《矿物岩石》1997.S1)
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卷(Volume)17,期(Number)增刊,(Supplment)矿物岩石 页(Pages)48~58,1997,12,(Dec,1997)JMINERALPETROL
四川南江光雾山H型花岗岩
的地质地球化学特征
李佑国 徐新煌 刘登忠
(成都理工学院,成都 610059)
=摘 要> 本文从地质学、岩石学、岩石化学,微量元素丰度等方面讨论了光雾山地区沙河坝超单元的地质地球化学特征,结果表明存在幔源基性岩浆与壳源花岗岩浆间的岩浆混合作用,这些岩体属于H型花岗岩。岩体中见有暗色微粒包体及熔体反应之残留矿物相,花岗质岩石及其中的暗色微粒包体,其化学成分在某些元素)元素图解和同分母双比值图上的投点均呈直线分布。经计算,沙河坝超单元中基性岩浆混合的比例为:Hs型花岗岩5.7%~32.8%,Hm型花岗岩68.0%~73.6%,而暗色微粒包体则为77.0%~88.3%。
=关键词> H型花岗岩 岩浆混合作用 包体 地球化学 新元古代中图法分类号:P588.1
ISSN1001-6872 CODEN:KUYAE2收稿日期:1997-05-12 改回日期:1997-10-25作者简介:李佑国 男 34岁 讲师 地球化学专业 研究方向:岩浆岩地球化学0 引言
光雾山位于四川盆地北部边缘、扬子克拉通北缘及秦岭造山带前陆区,该区岩浆岩分布广泛且岩石类型复杂。四川省地矿局第二区测队(1965)和川西北地质大队(1982)先后在本区地质调查过程中对部分岩体进行了初步研究,前人对本区花岗岩类成因类型的看法多倾向于S型112。成都理工学院南江区调队在1B5万地质区调(1992-1995)过程中对本区花岗岩类进行了系统的地质研究,将光雾山地区的岩浆岩划分出七个主要的超单元,按其就位的先后顺序为:檬子超单元、寨坡超单元、云雾山超单元、沙河坝超单元、光雾山超单元,宽滩河超单元和岳溪河超单元(图1),其中,花岗岩类的侵位时代为新元古代(705Ma~942Ma),而成因类型则包括Hm型、Hs和A型花岗岩等类型。本文将从地质地球化学的角度就沙河超单元各岩体的成因类型与岩石成因进行探讨。
1 沙河坝超单元的地质特征
沙河坝超单元分布于沙河坝与两河口等地,侵位于寨坡超单元、云雾山超单元以及太古界和元古界的变质地层中(图1)。
图1 光雾山地质略图11太古界-下元古界;21中元古界;31震旦系-三叠系;41檬子超单元(吕梁期浅成相基性侵入岩);51寨坡超单元(晋宁期闪长岩、石英闪长岩);61云雾山超单元(澄江期基性侵入岩);71沙河坝超单元(澄江期中酸性及酸性侵入岩);81光雾山超单元(澄江期二长花岗岩、钾长花岗岩);91宽滩河超单元及岳溪河超单元(澄江期钾长花岗岩);101剪切带;111超动型侵入接触界线;121地质界线Fig.1 GeologicalsketchmapoftheGuangwushanarea11Archaean-Paleoproterozoicrockstrata;2.Mesoproterozoicrockstrata;3.SiniantoTriassicstrata;4.Mengzisuperunit(Luliangianhypabyssalbasicintrusions);5.Zhaiposuperunit(Jinningiandioriteandquartzdiorite);6.Yunwushansuperunit(Chengjiangianbasicintru-sions);7.Shahebasuperunit(Chengjiangianfelsicintrusions);8.Guangwushansuperunit(Chengjiangianmonzograniteandmoyrite);9.KuantanhesuperunitandYuexihesuperunit(high-Kgranite);10.ductileshearzone;11.abruptintrusivecontact;12.geologicboundary沙河坝超单元包括四个单元,按其就位先后顺序为:两河口单元、田湾里单元,黄桷坝单元和干松包单元,其主要地质特征见于表1。总体上看,沙河坝超单元为一套灰一灰白色中细粒花岗岩类,其侵位时代为早震旦世(表1),它与澄江期基性侵入岩(云雾山超单元之单锆石年龄为776.5Ma?26.1Ma)几乎为同时间的产物。岩体中往往见有暗色微粒包体和暗色淬火包体,包体一般呈透镜状和椭球状,其长轴多为2~50cm大小。包体与围岩界线基本清晰,多为弥散状。暗色微粒包体与围岩呈渐变过渡关系;暗色淬火包体与围岩多为突变接触,有时可见2~10mm的混染带,包体外缘的矿物环绕包体边界呈定向分布。表1 沙河坝超单元地质特征表Table.1 GeologicalcharacteristicsoftheShahebasuperunit单 元岩 性暗色微粒包体侵入体个 数出露面积/km2同位素年龄/Ma接触关系
干松包单元中细粒黑云二长花岗岩少见(0~
1%)3623.2779.4?34.8(Rb-Sr等时线)
黄桷坝单元中(细)粒花岗闪长岩偶见182514
田湾里单元中细粒英云闪长岩偶见10617
两河口单元中细粒石英闪长岩常见(1%~25%,多为2%~5%)1435.4766.7?39.1(单锆石Pb)涌动
涌动
脉动
注:同位素年龄由中国地质科学院宜昌所同位素室测定Notes:IsotopicagesweredeterminedbytheYichangInstituteofGeologyandMineralResources49第17卷 增刊李佑国等:四川南江光雾山H型花岗岩的地质地球化学特征 2 岩石学特征
2.1 两河口单元为中细粒石英闪长岩,岩石为灰-深灰色,细-中粒(1mm~3mm)半自形粒状结构,块
状构造。主要由中长石(An32~40,60%~70%)、普通角闪石(其Mg/Fe=1,36,10%~20%)、黑云母(9%~15%)和石英(4.5%~9%)组成,薄片中可见少量(0.5%?)紫苏辉石残晶。副矿物有磁铁矿(0.5%)、黄铁矿、锆石(0.11%)、磷灰石、钛铁矿和榍石等。锆石见有自
形锆石和磨圆锆石两种晶形,磷灰石为柱状,其长宽比多为4左右。紫苏辉石仅残存于普通角闪石晶体核部,系与熔体反应后的残晶。
2.2 田湾里单元为中细粒英云闪长岩,岩石为浅灰-灰白色,中细粒(1mm~3mm)半自形粒状结构,块状构造。主要由斜长石(An20~37,55%~65%)、微斜长石(4%~7%)、黑云母(5%~15%)、普通角闪石(2%~5%)和石英(20%~22%)所组成。副矿物见有磁铁矿、锆石、磷灰石、钛铁
矿。常见黑云母交代普通角闪石的现象。2.3 黄桷坝单元为中(细)粒花岗闪长岩,岩石呈灰白色,局部微带淡红色,多为中粒(2mm~5mm)半自
形粒状结构、块状构造。岩石由斜长石(An20~34,50%~58%)、钾长石(微斜长石为主,少量为条纹长石)(10%~19%)、黑云母(5%~9%)、普通角闪石(0~6%)和石英(20%~25%)所
组成。副矿物有磁铁矿、黄铁矿、锆石和磷灰石。可见绢云母、绿泥石、黝帘石、水云母和白云母等次生矿物。2.4 干松包单元为中细粒黑云二长花岗岩,岩石为灰白色-淡褐色,中细粒(1mm~3mm)花岗结构,块
状构造。岩石由斜长石(An18~32,35%~44%)、钾长石(微斜长石、条纹长石)(25%~31%)、石英(22%~32%)和黑云母(4%~7%)所组成,偶见普通角闪石分布于黑云母中。副
矿物见有磁铁矿、黄铁矿、锆石、磷灰石(柱状,其长宽比多为3左右),钛铁矿等,次生矿物见有绿泥石、绢云母和白云母等。
2.5 暗色微粒包体包体岩石为灰黑色,微粒至细粒(0.1mm~0.6mm)半自形-他形粒状结构,块状结构。
岩石由普通角闪石(其Mg/Fe=1.63~2.07,26%~38%)、黑云母(8%~16%)、中长石(An39~47,46%~58%)、石英(1%~3%)和磁铁矿(1%)所组成。副矿物见有锆石、磷灰石、榍石
等。包体岩石中见有长条形斜长石、浑圆状斜长石和少量板状斜长石斑晶。长条形斜长石多为半自形板状,边缘平直,蚀变微弱,粒径为0.1mm~0.6mm,晶体中央包裹有针状和长柱状
磷灰石包裹体,其长/宽多为10~25,这种针状磷灰石往往被认为是结晶于基性岩浆中[2]。浑圆状斜长石呈微粒状,其粒径为0.1mm~0.5mm,晶体表面往往具有明显的绢云母化现象,50 矿 物 岩 石1997晶体中见有柱粒状、短柱状磷灰石包裹体,有的晶体边缘环绕有黑云母的反应边。板状斜长石
斑晶可达2mm-5mm大小,含量约1%~5%,晶体表面无蚀变,晶体内可以包裹椭圆状微粒角闪石和微粒状浑圆形斜长石。偶见浑圆状钾长石晶体(1mm-3mm),其边缘可以见到角
闪石的反应边。包体岩石中晶体大一点的角闪石往往为辉石与熔体反应的产物,晶体中偶见
辉石残晶或假象。包体岩石中这种不平衡的矿物组合通常被当作岩浆混合作用的证据[2,3]。包体岩石中暗色矿物的多少,反映了酸性岩浆的混合程度。
3 岩石化学特征
光雾山地区沙河坝超单元及其暗色微粒包体的岩石化学成分、CIPW标准矿物成分及岩
石化学参数列于表2中,由表2与世界花岗岩类同类岩石的平均化学成分(据R.W.LeMaitre,1976)相比较,本区石英闪长岩相对富Fe2O3和Na2O而贫SiO2和K2O;英云闪长岩则明显富
SiO2,Al2O3和Na2O而贫FeO,MgO和CaO,岩石中钾低钠高是导致岩石中钾长石含量低的直
接原因。花岗闪长岩微富SiO2,Fe2O3和Na2O而贫Al2O3,FeO和CaO;二长花岗岩的成分变
化较大,其平均成分相对世界上花岗岩的平均值具有Fe,Na偏高而K偏低的趋势。因此,相
对富钠而贫钾是沙河坝超单元的共同特征。沙河坝超单元的岩石化学成分的质量分数变化范围较大,其wSiO2域为56.00%~
74.09%,A.R=1.44~2.75,在A.R-SiO2图解上(图略)属于钙碱性系列,其铝指数1Al2O3/
(Na2O+CaO+K2O)2变化于0.75~1.11之间,平均为0.92。岩石中Fe3+/(Fe3++Fe2+)=
0.31~0.64,K/(K+Na)=0.17~0.39,类似于传统的Ñ型花岗岩[4,5],同A.Castro(1991)所
划分的H型花岗岩[6]。
暗色微粒包体在化学成分上相当于中基性岩石(wSiO2=52.08%~55.08%),其组合指数R=2.2~3.5,A.R=1.44~1.72,属于钙碱性岩石系列。由其固结指数SI=21.8~24.5,因
SI<40,显然不可能由原始玄武岩浆直接结晶而成。包体岩石未能保留其原始基性岩浆成分,这与酸性岩浆的混染作用有关。
为了探讨暗色微粒包体与其寄主岩石间的关系,特将其化学成分投影于各种变异图上的以观察其变化趋势。
在SiO2与TiO2,CaO,MgO,FeOT,Al2O3,K2O的哈克图上(图2),各成分点呈直线分布,
在SiO2/MgO-Al2O3/MgO图(图3),SiO2/CaO-Na2O/CaO图(图4)、Al2O3/CaO-Na2O/CaO图