赣东北地区晚元古代钾玄岩岩石学特征及成因

赣东北地区晚元古代钾玄岩岩石学特征及成因①

廖群安　薛重生　李昌年

(中国地质大学地球科学学院,武汉,430074)

摘　要　Sm2N d同位素测龄研究表明,赣东北广丰地区桃源组火山岩的Sm2N d等时线年龄为(1100±168)M a,形成时代应归属晚元古代,与扬子、华夏两板块在晋宁期对接造山作用的时间一致。岩石学、岩石地球化学的系统研究表明,该组火山岩富碱、K2O,A l2O3,LREE及地幔不相容元素,属碱性系列中的钾玄岩系列;低Εt(N d)(-4.5±1.9),I t(Sr)为017048～017131,变化范围很大,具壳幔混合成因的Sm2N d、Rb2Sr同位素组成。笔者研究认为,桃源组钾玄岩系列火山岩是晋宁期岛弧火山岩的重要组成部分。

关键词　赣东北　晚元古代　钾玄岩系列　岛弧火山岩

分类号　P58811

1　火山岩的地质特征及同位素年龄

研究区位于江绍断裂带赣东北段的广丰—上饶地区,上元古界桃源组火山岩分布于受江绍断裂带和赣东北断裂带夹持的环玉山地体内,构成N EE 走向的普塘—官田坞—三家村—桃源火山岩带。火山岩与下伏中元古界田里岩群(变质年龄为120514 M a〔1〕)和上覆下震旦统听门组均呈角度不整合接触。本次研究对广丰桃源剖面的粗面玄武岩、粗安岩等5个样品进行了Sm2N d等时线测年,所获得的Sm2N d等时线年龄值为(1100±168)M a,较本区前人做的R b2Sr等时线年龄(736165M a)、锆石U2Pb 年龄〔(82112±912)M a〔2〕〕偏老,但与江南造山带蛇绿岩套的年龄(1000～1100M a〔3,4〕)及该带向东到浙江的西裘细碧—角斑岩的Sm2N d等时线年龄〔(1 012±28)M a〕相近,形成时代应归属晚元古代。

2　岩石化学特征

211　火山岩系列划分、岩石化学分类

桃源组火山岩属碱性系列(图1)。用TA S图解(图2),结合N a2O,K2O的相对含量,定名为钾质粗面玄武岩、钾玄岩(橄榄安粗岩)、安粗岩和高钾流纹岩,为钾玄岩系列的岩石组合。

岩石均为斑状结构,

橄榄安粗岩中斜长石具钾

图1　火山岩的Si O22A lk图解Fig.1　Si O22A lk diagram of volcanic

rocks

图2　火山岩的TA S分类图Fig.2　TA S classification diagram of volcanic

第18卷　第2期1999年 6月

地质科技情报

Geo logical Science and T echno logy Info rm ati on

Vol118　No12

Jun1　1999

①国家计委和原地矿部“八五”地勘专项“上饶地区1∶5万区域遥感地质调查项目”成果

第一作者简介:廖群安,男,1959年4月生,副教授,主要从事岩浆岩岩石学方面的教学和科研工作收稿日期:1998207202 编辑:曲梅兰

长环斑结构,安粗岩中常见巨斑、多斑结构(斑晶粒径大于1c m,最大达2c m,含量高达30%),英安岩中常见非平衡混合结构。火山岩中的斑晶矿物主要有单斜辉石、角闪石、斜长石、碱性长石、石英;基质视不同岩性分别为显微柱粒结构、交织结构、霏细结构和球粒结构;组成矿物为斜长石、单斜辉石、钾长石及长英质隐晶质。

212　岩石化学特征

(1)桃源组钾玄岩在岩石化学特征上显示了既相似又不同于碱性系列和钙碱性系列的过渡特征,火山岩富碱〔w(K2O+N a2O)为7125%～9175%〕、高K2O〔当w(Si O2)为49192%～53193%时,w (K2O)为2136%～4114%〕,具较高的碱度(在Si O2—A lk图中全部落入碱性系列区,全碱及K2O 含量仅稍低于我国东部新生代的五大连池钾质碱性玄武岩〔5〕;w(K2O) w(N a2O)为0172～1123,接近于1,也与钾质碱性玄武岩者接近,在高碱及高钾的特征上与钾质碱性系列的玄武岩相似;但本区火山岩显著富A l2O3〔w(A l2O3)为16154%～20133%,平均为19171%〕,Si O2饱和度较高(标准矿物中含石英、紫苏辉石),且与钙碱性系列火山岩具相似性,这些特征与M o rrson〔6〕总结出的钾玄岩系列火山岩的特征相似(表1)。

表1　火山岩主要氧化物分析结果

T ab le1　O x ides analyses of vo lcan ic rock s　w B %样　号520502763821520502125205021452050222173426173428173522岩　石橄榄安粗岩安　粗　岩英　安　岩流纹岩Si O25119353125541705610155163631185918077168 T i O211341174113311051112017711070146 A l2O32016221160201552111417191181141817213113 Fe2O31315371331119981719112311131541175 FeO01431187013501351127018111630196 M nO01140111010701060122010601150102 M gO01640155017401582148018911781105 CaO31035111116931305186319131060122 N a2O31474192414151143154418051040119 K2O41262196413131723132215441894147 P2O501560157014501330131012401310107合计100100100100100100100100100100100100100100100100 CO20121—014301164181———LO I31506129213321913107513711942164

(2)火山岩具不同于钙碱性系列和钾玄岩系列的富铁〔w(FeO t)为8124%～12178%〕,高w(FeO3) w(M gO)比值(2170～5128)的特点,而具有与碱性系列相当的FeO3富集趋势。与Si O2含量相同的其它系列及典型钾玄岩系列火山岩相比,火山岩具极低的M gO,CaO含量,当w(Si O2)为49192%～53193%时,w(M gO)为0156%～2129%,w(CaO)为1164%～5141%,M〔x(M gO) x(M gO+FeO)〕很低为0111～0129,显著低于幔源原生岩浆范围M为0165～0178,与其基性—中偏基性的Si O2含量不协调,这是本区火山岩的特殊性。

3　地球化学特征

311　稀土元素

火山岩稀土元素配分型式为轻稀土富集型〔w(L a) w(Yb)〕n为7191～11139,Eu负异常〔∆(Eu)为0173～0191〕不明显,稀土总量〔w(≤R EE)为160186×10-6～414185×10-6〕较高,但稀土配分曲线随岩石中Si O2增加而平行下移,2R EE 随Si O2增高而降低,具不同于分离结晶的演化趋势(表2,图3)

。

图3　火山岩稀土元素配分曲线

Fig.3　REE distribution pattern of volcanic rock

6地质科技情报1999年