太行山南段平顺地区杂岩体成因探究.pdf

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1、 50 5 曹 地 质 论 评 G E O L O G I C A L R E V I E W V o 1 5 5 M a v N o 3 2 O O 9 太行 山南段平顺地 区杂岩体成 因研 究 刘 建 朝 张 海 东 刘 淑 文 戈 小 红 长 安大 学资 源学 院 西安 7 1 0 0 5 4 内容提要 太行 山南段平顺杂岩体是一套 主要 由早 晚两期岩体组成 早期侵入 岩以橄榄辉长辉绿岩为 主 晚期 侵入 岩主要为闪长岩一二 长闪长岩 二者接触部位 为晚期暗色不等粒 闪长岩 早期侵入岩 中有大量橄榄石 辉石 以 及角 闪石捕掳晶出现 相对晚期侵入 岩含 捕掳 晶较 少 但 偶尔可 以见

2、到斜长 石成分 和结 构不平衡 现象 早 晚两期 侵入岩体具有相似的地球 化学特点 低硅 高镁 轻稀土 富集 而重稀土 亏损 并 显示轻微 E u正异常 富集大离 子亲石 元 素 如 s r B a K 和亏损 高场强元 素 如 Nb T a T i 富集 放射性 成 因 P b n P b I n P b 一1 7 7 4 1 1 8 4 7 4 P b n P b 一1 5 4 2 9 1 5 6 1 2 岩石学和地球化学特 征表 明这套 早晚两期 岩体是 同源的 起 源于 E M 部分 熔融并底侵到下地壳 所带的高热流引起 古老下地壳 特别是 TT G 的部分熔 融 形成花 岗质岩浆 然

3、后形成 混合岩 浆 再经过分 离结 晶作用形成了平顺 地区杂岩体 关键词 平顺地 区杂岩体 部分熔融 地球化学 壳幔混合 近 几年 太 行 山南 段 中 生代 岩 浆作 用 的成 因 机 制一直 是地质 界争 论 的焦 点 问题 之 一 形 成 的 主要 认识有两种 其一 认为太行 山南段中生代杂岩体形 成于基性下地壳的部分熔融 刘红涛等 2 0 0 2 张旗 等 2 0 0 3 其二 认为壳幔岩浆混合是华北中生代岩 浆作用 的主要成 因机制 郑建平等 1 9 9 9 邓晋福 等 2 0 0 0 董建华等 2 0 0 3 陈斌等 2 0 0 5 2 0 0 6 以 往工作 主要集 中在邯郸一邢

4、台地 区 平顺地 区研究 非常有 限 这无 疑将 阻 碍 我们 对 太行 山南 段 杂岩 体 成 因的全面认 识 本 文试 图通过 对平顺 地 区杂岩体 的岩石学和地球化学研究 来说明平顺地 区杂岩体 成因机制 以弥补研究中的空白 1 野外关系和岩石学 西 安里地 区在大地 构造位 置上 属 吕梁一太 行 断 块 的太行 块隆 的东南 部 杂岩 体受 北 北 东 向构造 带 的控制呈 两条狭 长 条带 赋 存 于 中奥 陶 统地 层 中 表 现为东西两个岩浆岩带 图 1 以基性和中性岩为 主 在平顺地区第一构造岩浆岩带地质简图上 根 据野外岩体相互穿插关系 可 以判断该 区岩体先后 侵入顺序为

5、橄榄辉长辉绿岩 图版 I一 1 闪长岩一 二 长闪长岩 图版 I一 2 在 早 晚两 期 岩浆 接触 的部 位形 成 暗色不等 粒闪长 岩 图版 工一 3 二 一 二地 质 队 1 9 7 9 橄榄辉长辉绿岩 暗色不等粒闪长岩呈 小岩体或包体寄存于闪长岩一二长闪长岩中 后者 明显形 成较 晚 但 分 布 规模 最 广 橄 榄 辉 长辉 绿 岩 规模较小 仅见于第一岩浆岩带 主要矿物为橄榄石 3 1 3 辉 石 1 0 1 4 斜 长 石 2 8 3 2 角 闪石 1 5 2 2 岩石 以各种交 代结 构 反应边结构以及辉长辉绿结构为主 构造主要为捕 掳体构造 大量橄榄石 辉石和角闪石 以捕掳

6、晶形 式 出现 且一 部分具 有熔 蚀 的浑 圆结 构 图版 工 一 4 5 港 湾状结 构 图版 工 一 6 及 反应 边 结构 图版 工 一 7 暗色不等粒闪长岩 中常见有早阶段岩石的捕 虏体和捕虏晶 并且角闪石发生后期重结晶作用 晶 体较大 闪长岩一二长闪长岩规模较大 是本区岩 浆岩的主体 半 自形板状结构或半 自形粒状结构 主 要 矿 物 为 斜 长 石 1 5 4 0 钾 长 石 1 2 2 O 和角 闪石 2 9 4 5 在偏 光显微 镜下 晚 期 侵入 岩体 中斜长 石核部 与 幔部之 间有一 明显 的蚀 变 带 通 过对斜 长石 核部 未蚀 变部分 鉴定 可 以断定 这些绿帘石

7、化残留核具有 比幔部斜长石高得多的钙 长石分子 图版I一 8 且 变化截然 具有一定的外 形 说明存在两期斜长石结 晶 而在晚期斜长石结晶 的 同时或 形成 之前 早 期 结 晶 的斜 长 石 发生 了蚀 变 作 用 注 本文为全 国危机矿山项 目 编号 2 0 0 6 1 4 0 0 4 的成果 收稿 日期 2 0 0 8 0 9 0 1 改 回日期 2 0 0 8 1 2 1 3 责任编辑 章雨旭 作者简介 刘建朝 男 1 9 5 5年生 研究员 博士生导师 主要从事矿床普查与勘探专业 的教学与研究 通讯 地址 7 1 0 0 5 4 长安 大学校长 办公室 电话 0 2 9 8 2 3

8、3 9 9 3 7 张海东 E ma i l z h a n g l S 0 0 7 9 t o m c o rn 张海东 第 3期刘建朝 等 太行山南段平顺地区杂岩体成因研究 图1平顺地区第 一 构造岩浆岩带地质简图 F i g 1Generalizedgeologicmapofthefirstt ec tonomagmaticbeltinthePingshunarea 1 中奥陶统马家沟组灰岩 泥灰岩 2 闪长岩 一 二长 闪长岩 3 一 混染 中长角 闪石岩 4 一 橄榄辉长辉绿 岩 1 1imestoneandmudstone ofMid d leOrdovicionFormation

9、 2 diorite monzodiorite 3 一 b lacku n equ alparti clediorite 4 一 ol ivin egabbro diabase 分析结果见表1 表2 主量元素分析方法 准确称 2 分析 力 妆 取 0 5000q 0 0001 g岩石粉末 样品和 4 00004 32件样品 全部取自平顺 杂岩体 主量元素和 0 0001 gL i zBz07 混合均匀后在高频 熔样机熔成 P b同位素以及微量元素分别在 中国科学院广 州地玻璃 片 然后 用X RF测定 微量元素分析方法 称 球化学研究所和长安 大学地质实验测 试 中心完成 取 约 0 04 0

10、 g岩石粉末样品于 Tef lon溶样器中 加 装 0 0 苦 Z 适 量HNO 和H F赶硅 反应完后蒸干再加 入适量H NO 和H F 放入配套的不锈钢溶 样弹中在烘箱中185 消解 48h 取 出蒸干 图2平顺地区侵入岩体 TAS 分类图解 据Coxata1 2000修改 Fi g 2 TASclassificationdiagram ofthe intrusiv erocksinP ingshunarea AdaptedfromCO Xeta1 1979 o早期侵入岩 一 晚期侵入岩 一 theintru siverocksofthe earlystage 一 一 theintru s

11、iverocks ofthe adv an cedstage 地质论评 后 加人 HN O 赶 HF 然 后用 4 0 HNO 提取 稀 释 一 定倍数 后用 I C P MS US A Th e r mo E l e c t r o n C o X 7型 测试 P b同位 素分 析方法 称取 约 0 1 0 0 0 g 岩石粉末 样 品 用 HNO 和 HF消解 然 后 过 P b离 子交换树脂 矿石样 品过两遍 分离好 的溶液蒸干 用 MAT 2 6 2 TI MS测试 3 分析结果 在 T S A分类图解上 图 2 大多数样 品都落在 了辉长岩类 和 闪长 岩类 的范 围 内 与显 微

12、镜 下鉴 定 结果基本吻合 在早期侵入岩中有两个样品落在了 橄榄辉长岩范围内 属于超基性岩体 其可能代表 表 1太行 山南段 T Ill 地区侵入 杂岩体岩石样 品主元素 微量元素 g g 分析表 Ta b l e 1 Ch e mi c a l c o mp o s i t i o n s o f t h e ma j o r a n d t r a c e e l e me n g g i n Pi n g s h u n a r e a S o u r t h e r n Ta i h a n g Mo u n t a i n s 晚 期 侵 入 岩 体 样品号 B 1 1 B 1 2

13、B 1 3 B 1 4 B l 5 B 1 6 B 1 7 B 1 8 B 1 9 B1 一 l 0 B 1 1 1 B1 1 2 B 1 1 3 B 1 1 4 B 1 1 5 B 1 1 6 岩性 中细粒二长闪长岩 粗粒闪长岩 暗色粗粒闪长岩一二长闪长岩 Al 2 O3 1 7 2 1 1 6 4 0 1 5 5 9 1 6 6 6 1 4 4 7 1 3 5 3 1 6 0 8 1 5 9 1 1 5 6 4 1 6 0 5 1 4 0 6 1 5 3 7 1 5 7 4 1 4 9 9 1 4 5 7 1 4 5 3 Ca O 7 5 1 7 4 8 3 6 9 1 2 3 2 4 7

14、 3 5 5 4 1 0 3 9 7 2 6 7 21 7 2 4 9 1 5 7 2 2 7 2 5 7 07 7 2 6 7 6 5 Fe 2 03 1 0 8 O 7 3 1 6 3 1 5 21 7 4 6 7 3 5 3 7 2 8 9 5 9 4 3 8 8 7 7 3 8 9 6 0 8 8 O 9 1 2 7 3 8 7 2 9 K2 O 2 O 5 0 7 2 4 8 7 0 0 7 3 0 4 2 5 8 0 1 0 2 2 5 2 1 0 2 1 8 1 61 2 1 2 2 O 2 1 51 1 8 9 2 2 9 M g O 3 8 7 5 3 5 7 2 7 3 2

15、9 7 8 O 9 3 1 4 4 3 5 9 2 6 68 5 8 5 8 1 3 6 81 5 9 O 8 44 7 9 4 7 9 3 M n O 0 1 5 0 1 1 0 0 9 0 1 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 0 1 7 0 1 9 0 1 7 0 1 4 0 1 8 0 1 6 0 1 6 0 1 5 0 1 6 Na z O 3 8 3 5 6 2 2 8 5 5 5 6 3 4 3 3 7 3 6 1 0 3 5 4 3 4 4 3 6 1 3 80 3 4 5 3 7 4 3 4 2 4 2 6 3 5 2 P 2 O5 0 3 5 0 3 0 0 2 5

16、0 41 0 3 1 0 25 0 2 7 0 2 8 0 2 8 0 2 8 0 26 0 2 8 0 2 7 0 2 6 0 2 7 0 2 8 S i O2 5 2 4 4 5 3 41 5 1 7 9 5 2 0 4 5 4 1 6 5 3 8 0 55 9 8 5 4 7 9 5 3 81 5 4 2 4 5 1 9 5 5 3 0 2 5 5 2 3 5 4 4 5 5 3 9 1 5 3 7 4 Ti 02 0 8 9 0 7 6 0 6 5 0 7 5 0 5 9 0 6 7 0 6 7 0 7 3 0 69 0 7 2 0 6 5 0 71 0 7 1 0 66 0 6 6 0 6 5 烧 失 1 3 4 2 8 2 5 3 9 3 9 6 3 9 9 3 6 1 2 1 3 0 2 7 0 9 7 0 9 3 3 4 6 1 3 8 0 8 7 0 5 7 1 8 6 2 1 9 M g 0 4 2 0 6 0 0 7 0 0 5 6 0 6 8 0 7 2 0 7 1 0 5 7 0 5 9 0 5 7 0 6 9 0 5 9 0 5 8 0 6 5 0 6 9