河南鲁山鸡冢岩体岩浆混合特征及意义

河南鲁山鸡冢岩体岩浆混合特征及意义

刘振宏1,2,张　良1,杨长秀1,2,武太安1,2,崔霄峰1,2,任建德1,2,杨长青1,2

(1.河南省地质调查院,河南郑州450007;2.河南地矿局区域地质调查队,河南平顶山467021)

摘　要:鸡冢岩体为经历两次岩浆脉动上侵而成的复式深成岩体,化学成分表现为贫SiO 2,低MgO ,富CaO 、

Na 2O ,岩石类型为偏铝质高钾钙碱性岩系,属岩浆混合花岗岩。研究表明,花岗岩及其中暗色微粒包体在地球

化学特征上具有相似的稀土、微量元素含量和配分模式。成分变异图解显示,SiO 2与Al 2O 3、K 2O 、CaO 、MgO 、

FeO 3、TiO 2及稀土、微量元素La -Ce 、Nd -Sm 、La -Ba 、Th/Yb -Ta/Yb 之间具有较好的线性关系。氧同位素

地球化学特征表明花岗岩形成过程中有大量幔源组分加入,说明鸡冢岩体为岩浆混合作用产物,其形成与华北陆块南缘陆内俯冲造山作用有关。

关键词:鸡冢岩体;花岗岩;暗色微粒包体;岩浆混合;陆内俯冲中图分类号:P588.1 文献标识码:A

文章编号:1007-6956(2004)02-0075-07

收稿日期:2004-02-34

基金项目:中国地质调查局国土资源大调查项目《河南1∶25万平顶山市幅区域地质调查》

(200113000013)作者简介:刘振宏(1963-),男,高级工程师,从事区域地质调查工作。①河南省地质调查院.1∶25万内乡县幅区域地质调查.2003.

②河南地矿局区域地质调查队.1∶5万神林幅、丹霞寺幅区域地质调查.1993.

花岗岩成因是花岗岩研究的核心问题,不

同学者具有不同类型划分方案。其中,按物源所划分的S 、I 型花岗岩分类[1]应用最广、影响最大;随着花岗岩研究的逐渐深入,单一模式所确定的以地球化学特征为基础的S 、I 型花岗岩引起争论。花岗岩的生成不仅仅是地壳物质再循环作用的结果,而且还往往有幔源组分的参与,最常见的就是基性和酸性岩浆混合[2～5],这种混合可以形成复杂的花岗岩类型。Castro [2]以幔源、壳源岩浆的混合提出了S 、M 和H 型分类,H 型即混合花岗岩(相当于壳幔型花岗岩),并进一步细分为Hs 、Hss 、Hm 型,并认为I 型花岗岩并不是一个独立的岩浆,而是M 型(幔源)与S 型(壳源)两个端元岩浆的混合产物。Bar 2barin [3]提出壳源(过铝质花岗岩)、幔源(如碱性花岗岩)及壳幔混合(钙碱性花岗岩)三种成因分类,并分析了相对应的地球动力学环境。岩浆混合作为花岗岩成因机制之一,近年来,引起国内地质学家的广泛关注,提出了一系列不同认识和看法[4～7]。

鸡冢岩体位于华北陆块南缘中部、栾川断裂北部,区域上属燕山期合峪—二郎庙—交口—祖师顶岩浆混合花岗岩带的一部分①。岩体

呈北西—南东向椭园形岩株产出,面积约54

km 2,侵入于古元古代石板河片麻岩和中元古代片麻状正长花岗岩体,被早白垩世交口岩体侵入(图1),黑云母K Ar 年龄140Ma ②,该岩体长期以来一直被认为是典型的陆内重型(S 型花岗岩)[8～9]或陆内浅源深成型花岗岩[10],本文中在对鸡冢岩体及暗色微粒包体岩石学、地球化学研究基础上,认为该岩体不同于典型S 型花岗岩或I 型花岗岩,而应属岩浆混合花岗岩。该岩体成因的再认识,对探讨华北陆块南缘地壳内上部物质组成、壳幔相互作用及陆内造山构造演化有着重要地质意义。

1　岩石学特征

鸡冢岩体为一经过两次岩浆脉动上侵的复式深成岩体,主体岩性为二长花岗岩类。早期为大斑状中粒黑云母二长花岗岩单元,位于岩体边部,平面上呈北西—南东向马蹄形展布。岩石具似斑状结构、中粒花岗结构、交代结构,块状—弱定向构造。似斑晶为钾长石,含量11%～17%,粒径2.5～6cm ,晶体内常见石英、斜长石、黑云母细小包体;基质主要矿物为钾长石(20%～25%)、斜长石(30%～43%)、

第27卷第2期2004年6月

地质调查与研究

GEOLOGICAL SURVEY AND RESEARCH

Vol.27N o.2J un.2004

图1

　鸡冢岩体地质简图

Fig.1　Scetch map of Jizhou granite

Pt 2

xn.熊耳群;K 1S

ηγ.四棵树岩体;K 1J K ηγ.交口岩体;J 3J 1ηγ.鸡冢岩体大斑中粒黑云母二长花岗岩单元;J 3J 2ηγ.鸡冢岩体小斑细粒黑云母二长花岗岩单元;Pt 2

ξγ.中元古代正长花岗岩;Sgn.石板河片麻岩;1.中基性火山岩;2.片麻岩;3.片麻状花岗岩;4.二长花岗岩;5.暗色微粒包体;6.脉动接触关系;7.地质界线;8.断层

石英(18%～25%)、黑云母(3%～5%)、角闪

石(2%～3%),粒径2～4mm 。副矿物为磁铁矿、榍石、磷灰石、锆石等。

晚期为小斑状细粒黑云母二长花岗岩,位于岩体内部,呈岩株状产出,与早期大斑状中粒黑云母二长花岗岩单元脉动接触。岩石具似斑状结构,细粒花岗岩结构、交代残留结构。似斑晶为钾长石,含量11%,粒径7～10mm ,晶体内常见斜长石、黑云母细小包体;基质主要矿物为钾长石(30%～40%)、斜长石(30%～35%)、石英(20%)、黑云母(5%)、角闪石(2%)。粒径0.8～2mm 。副矿物为磁铁矿、榍石、磷灰石、锆石、褐帘石等。二者矿物特征相同,钾长石为条纹长石和微斜长石,具条纹双晶和卡氏双晶,局部见环带构造。斜长石为半自形—自形板状,具聚片双晶和环带构造,为更长石,与钾长石接触部位常见交代残留结构。黑云母为细小鳞片状,成分上属镁质黑云母。单元之间表现为结构上的由粗→细,钾长石斑晶由大→小、由多→少的规律性变化,显示出同一岩浆事件岩浆演化特征。

鸡冢岩体中暗色微粒包体十分发育,在以往研究中多认为是捕虏体或析离体,对其成因等未引起重视。经研究认为,暗色微粒包体作为岩浆混合的证据,其形成与壳—幔岩浆相互作用及大陆动力学存在着密切联系。与花岗岩相比,暗色微粒包体具有颗粒细,黑云母、角闪石含高,耐风化突出等特点。调查结果表明,鸡冢岩体早期单元暗色微粒包体含量较高,晚期单元含量相对较低;空间上南部多于北部,地势低含量多,地势高的相对较少,具分层岩浆混合特点。形态上早期单元复杂多样,见浑园状、椭球状、透镜状、纺锤状、饼状、长条状、蝌蚪状、撕裂状、火焰状及不规则状形态。局部富集成群、成带分布,比例高达50%以上,长轴与岩体边界或区域构造线平行。小者2×10cm ,大者10～50cm 。晚期单元暗色微粒包体多呈不规则状、撕裂状岩株分布,直径达几米到几十米不等。暗色微粒包体与花岗岩之间早期单元以弥漫型为主,局部见截然型接触,显示出缓慢均匀岩浆混合特征。晚期单元以截然型接触为主,局部为弥漫型接触。显示出快速不均匀岩浆混合特征。截然型局部见淬冷边,弥漫型接触部位暗色矿物增多,形成宽约几厘米至几十厘米岩浆

67地质调查与研究 第27卷