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1、1992年3月地球化学GE O CHIMICA第l期西华山花岗岩体的稀土模式及有关成因问题赫英(西北大学地质系,710 069)内容提要本文提供了西 华山花岗岩体各类岩石”件样品的稀土元素含 量测定 数据。由此得 出的稀土模式表明,岩体的演化主要经历了岩浆期结晶分异 作用和岩浆 后期熔体一溶液渗浸改造作用两个阶段。而相应于岩体的结晶、分异和演化,花岗岩中稀土元素含量 呈有规律地变化。这一 结果和作者所 做的实际观察结论尽有关其他岩石、矿物及地球化学证据十分一致。主题词西华山花岗岩包体岩浆后期稀土模式近十多年来作者陆续对西华山花岗岩体做了一些野外研究。在此 基础上,对其中有关各种岩石类型做了较系
2、统的稀土元素分析。本文拟汇报这些成果,并根据由此得出的稀土模式,探讨有关西 华 山岩体成因问题。一、地质概况西 华 山花岗岩体是一“复式 岩体”(中国科学院地球化学研究所,197 9 ;莫柱孙、叶伯丹等,1 98 。 ;南京大学地质系,1 98 1 ;郭文魁,1983),主要由似斑状中粒黑云母花岗岩 (代“)、中细粒黑云母花岗岩(此“)、中粒花岗岩(代“)以及各种类型的细粒花岗岩组成。关于其各阶 段的划分,曾有许多争论(长沙勘探公司20 1队,;江西省地质局90 8地质队色孙明志勺。笔者根据野外观察及室内研究认为(赫英,19 85)该岩体是一次岩浆固结、结晶和分异演化不同阶段 的产物,其演化
3、顺序应为此*此“一此b。此 后,李亿斗等(19 86) 和E dwi n等(1987)的工作,支持了 笔者的这一看法。岩体中有很多包体。似斑状中粒黑云母花岗岩 (代)的包体主要是富黑云母团块包体和角岩包体;中细粒黑云母花岗岩(此“)中的 包体主要是椭圆状的斑晶化 细粒包体及角岩包体,但富黑云母团块包体罕 见;而中粒花岗岩(代“)中除 了角岩包体外,其他各种包体都很少 见。细粒花岗岩主要分布于岩体北东(荡坪)和南西(西华山)两端的顶部和边部,也可成作者简介:赫英男4 5岁讲师矿床与地球化学 n长沙勘探公司20 1队:1,56,西华山钨矿地质勘探总结报告书。2)江西省地质局,0 8地质队:1,65
4、,西华 山花 岗岩株多次成岩成矿作用。3)孙明志:1 96 5,研究生论文。i地球化学19 9 2年脉状出露于岩体中部剥蚀较差的部位,受构造减压带控制。在岩体上部,特别是中粒花岗岩(代”)与浅变质围岩间有似斑状中粒黑云母花岗岩。; a )存在时,细粒花岗岩多为斑状细粒花岗岩并主要分布于似斑状中粒黑云母花岗岩(吟)与中粒花岗岩( 谁”)间的接触带附近,并常有似伟晶岩壳或似伟晶岩团块伴生;沿岩体侧伏向下,似斑状中粒黑云母花岗岩(谁“) 逐渐减少直至消失。相应地,细粒花岗岩中斑晶也逐渐减少直至消失,并直接和浅变质围岩接触。在细粒花岗岩和 中粒花岗岩(此”)的接触带,未发现有侵人通道,也看不到 明显破
5、碎的痕迹。岩体中细 晶岩脉有多种,其中亦常有似伟 晶岩伴生。空间上,西华 山钨矿 北 区(岩体上部)青灰色 的细 晶岩脉较多,中区(岩体侧伏向下的中部)红色的细 晶岩脉较多,而南区(岩体侧伏向下的下部)白色的细 晶岩较多。研究表明,后 二者分别为前者钾化和钠化 的产物;在时间上,青灰色细晶岩脉的形成一般较早,红色、灰红色、粉红色或 白色的细晶岩100卜_ 7月。r 卜辫勿澎泣二三夕犷 阵睿孔 厂扮一厂卜一二,.二二二丝1 7砂/ 2 一扮/少理、 一卜14 I5 13 16o o冲吸娜赞协李J夕.刀奋、吸兔-LaCePrMS坑EuGd仆DyHoErT比Y b L劝二背 三乡叹.“,10 一9拼
6、 砂LaCeP r阳SmEuG dTbDyHoErT而Yb Lu图1理西华 山各 类岩石 的稀土模式曲线(编号及样品位置见表D1期赫英.西 华山花岗岩体的稀土模式及有关成因问题脉形 成较晚,但例外的情况也可以见到。产状较缓的似伟晶长石一细晶 岩脉,几乎穿切了所有岩脉和矿脉。最后有基性岩脉沿断裂侵入。岩脉和矿脉发育一般逆相关,即岩脉集中发育之处,矿化情况一般不是很好。矿脉的分布受似斑状中粒黑云母花岗岩(了护)和中粒花岗岩(此“)的接触面控制,当前者消失而中粒花岗岩 (谁“)直接和浅变质围岩接触时,矿脉可以进入浅变质围岩。矿脉根部尖灭于中粒花岗岩(烤”)中,尖灭 处附近未见有矿液充填的通道,也看不
7、到有明显破碎的痕迹。主要的脉旁蚀变是红长石化、硅化和云英岩化。通过对西华山脉旁蚀变的综合分析及单个石英脉的典型分析,人们 对矿液的汇集、运移和演化的研究,得出了一些重要的认识(胡受奚、季寿元,1962;郭文魁,19 8 3;赫英,19 8 6)。二、稀土模 式对西华山花岗岩株中有代表性的各类岩石样品系统采集了1 9个,用等离子光谱法进行了稀土元素含量的测定。分析结果列于表1。将所分析的岩石样品稀土元素含量标准化,得到的各类岩石稀土模式如图1。西华山各类岩石的稀土元素分布模式多表现为具较明显负铺异常的v字形倾斜 曲线,并明显地分为两类,属于第一类的有似斑状中粒黑云母花岗岩(此)、似斑状中粒黑云母
8、花岗岩中的角岩包体和富黑云母团块包体、斑状细粒花岗岩 以及基性岩脉等,它们的稀土模式曲线表现为具负铺异常的右倾斜v字形 曲线,销异常强度系数大于0.1,艺ce/茗Y大于1,轻稀土较为富集;属于第二类的有中粒花岗岩(此“)、细粒花岗岩、红长石化岩、内钾化岩、细 晶岩脉以及中细粒黑云母花岗岩(此) 中的椭圆状斑晶化细粒包体等,它们的稀土模式曲线表现为具明显负铺异常的左倾斜v字形 曲线,铺异常强度系数小于。.1,艺ce/艺Y小于1且一般小于0.,重稀土较为富集。三、成因讨论v字形 曲线极为明 显 的铺负异常模式反映西华 山花岗岩体可能主要是壳 源岩浆分异的产物(王中刚等,198 0)。图1显示 出,
9、相应于西华山花岗岩浆的结晶、分异和演化,花岗岩中稀土元素的含量有规律地变化,而其顺序则为此“、此c,此“,这和前述笔者的实际观察结论一致,而与前人看法颇为不同。特别是中粒花岗岩(代”)的稀土模式曲线与似斑状中粒黑云母花岗岩(谁a)的截然不同,而与细粒花岗岩、细 晶岩特别是蚀变岩石的稀土模式曲线颇为一致,并且两类曲线间又 无明显过渡。有意思的是,将笔者所测及所收集到 的岩石化 学分析数据5 0余个投人岩石化学图解,亦表现为互不过渡的两群,即似斑状 中粒黑云母花岗岩(丫: a )、一部分中细粒黑云母花岗岩(此“)以及一些斑状细粒花岗岩落人 二长花岗岩范围;而中粒花岗岩(代”)、一部分中细粒黑云母花
10、岗岩 (代)、细粒花岗岩以及红长石化花岗岩等则落人钠长花岗岩范围。铡一钮同位素分析结果亦显示同样的趋势(李亿斗等,1 9 86)。结合其他地质、岩石、矿物及地球化学证据(赫英,198 9),说明在西华 山花岗岩体的演化过程中曾有不地球化1992年表1西华山花岗岩体中各类、. . . . 几. . . . . . 几. 苦. 月. . . . . . . r . 几. !. . . . . . . . . . . . , , . . .卜一0 0 0 0一j目了内八U 工f沙乙.尸O, 曰,4J6 R一,j , 山JO4恤 OJ ,O6.几内“h工j加了魂jl勺.n,工n通.目一Ul与产,山,.
11、勿了孟.魂jZ.二R4 21,2,自只, 通.一,二, 山,二. 月. . . . . . . . . . . . ,. .!. . . . . . . . . . . . . . . . . . . ,.,.,. . . .编号岩石类型样品位置黑云母角岩包体黑云母团块包体椭圆状细粒包体嘴丫孟略“了盛丫护斑状细粒花 岗岩斑状细粒花岗岩细粒 花岗岩细粒花 岗岩斑状细粒花 岗岩脉灰红 色细晶岩脉红色细晶岩脉基性岩脉红长石化岩内钾化岩丫含西华山 分4中段 幻N石门略.中西华 山5 94中段5 14石门略.中荡坪弓6 0中段17 #脉旁西华 山,9 4中段51 峪石门东牛孜石民窿荡坪2 4 0 5钻孔
12、岩心西华山7125钻孔岩心西华山“2中段正巷195 #脉旁西华山5 94中段西西华山 绍8中段西西华L I J7 1 25钻孔岩心荡 坪2 4 0 5钻孔岩心西 华L J J4 31中段75 8#脉旁西华山431中段758#脉旁西华山431中段758#脉旁西 华山27 0中段西华山4 31中段正 巷北西华山59 4中段9 1#脉旁荡坪,6 0中段17#脉旁46。6918.606。7 332。2 127.8413。8 06。967。1 910 4。2078。215.731 2。7 216。834.7 08.783 0。0 54.306。1810。5590。153 8。8817.6 86 3。0
13、357。5 331。4 318。3 620。63216.7015 4.1 016.8130。6 14 6.0 41 2.9119。9369。1813。2 413。8928。0640., 32 0,401 02 827。4325.55l,。461 0.951 2。107 2。916 6。2911。191 4。4 81 8。8 61 0.959。0633。1,13。4 81 0。1317。03连Jl,6口矛80矛nlJ.12内j41,JO片 了R。户,占, .侣且,.二, 二, .几,且.1.二月.幽注:样品由笔者采样,中国地质科学院测试 所分析,等离子光谱分析。连续但却是有联系的两个事件发生。即
14、中粒花岗岩(谁“) 是花岗岩主体形成后 继续“浸泡”在岩浆后期熔体一溶液中接受改造 的产物。观察表明,似斑状 中粒黑云母花岗岩(谈“)中的稀土矿 物 以独居石、磷灰石等为主且石榴石颇罕见;而中粒花岗岩(此”)中的稀土矿物以石榴石、氟碳钙忆矿、磷忆矿、硅被忆矿 为主,且有交代包裹独居石、磷灰石、黑云母等的现象,反映出富氟、磷挥发分及重稀土元素的 岩浆 后期熔体一溶液的 影响。中细粒黑云母花岗岩(此)的稀土模式界于 此“和此“之间。即一部分比较地接近此“,但轻稀土偏低,这部分样品大多来自岩体深部矿化区外;另一部分比较地接近代“,但轻稀土偏高,这部分样品大多来自岩体上部的矿脉旁。结合中细粒黑云母花岗
15、岩(此)中细粒组分较多,断裂发育,矿化差以及含大量椭 圆状斑晶化细粒包体(长轴略沿北东定向)等地质事实,可以认为中细粒黑云母花岗岩(吟)形成时处于比中粒花岗岩(滩“)构造更开放的环境,因而演化 不够充分。西华 山各类岩 石 的稀土模式 曲线还比较好地解释了西 华 山花岗 岩株中不 同类 型包体的成因。前已述及,西华 山不 同类型的花岗岩中有不同类型的包体。镜下观察表明,尽管矿物含量可以有较多的变化,但富黑云母团块包体的主要组成为 斜长石(4 0一朽 %)、黑云母(2 0一3 。务)、石英(约3。呢)及磷灰石等副矿物(1一2务),而钾长石特别是钾微斜长石却极罕见。具明显环带的斜长石常组成架状而石
16、英填隙其中;椭圆状斑晶化细粒包体常具圆的或椭圆的形状,显示与岩体间处于近平衡的状态。尽管有时可 以见到原岩层理的痕迹,但典型 的结 构是花岗 结构,成分也接近花岗岩,蚀变交代的现象比较多见。钾微斜长石变斑晶可 以切割包体与围岩 间 的界线并交代斜长石、黑云母等。两 种包体的稀土模期赫英:西华山花 岗岩体的稀土 模式及有关成因问题, 3岩石的稀土元素组成P P。)EuG dTbDyHOErT mYbYXREE2 l380。170。05已JO产OJ工,曰,4, 山d,。OJ工了吕一,6, J ,几,几n八U,1J.二n八曰”U斑1 11,n U. . . . . . 0八Unn八U 八1 1Cn nn八“nnUn2 27 11 82 26 19 0 2 02 86 0 1 83 32 9 1 8,111nnnJ,门nUon八U0JL八U飞一,11,。U,曰山人U月呀,1Jbn R只11勿j,山城,n声b月,勺才n. 一6
