砂岩地球化学特点探索

砂岩地球化学特点探索

测区侵入岩非常发育，分布在研究区的中、西部（图1）.出露面积约占研究区总面积的43%.依据对花岗岩岩石类型、结构构造、接触关系、空间分布规律、同位素年龄及地球化学特征的研究，划分出寒武

纪侵入杂岩、二叠纪侵入岩、侏罗纪侵入岩和白垩纪侵入岩.寒武纪侵入杂岩在测区内出露较少，总体呈北西向分布，是测区内最古老的变

质深成侵入岩.二叠纪侵入岩在测区内十分发育，呈北北东向的带状展布，东西宽约95km，总面积4955.7km2.岩石类型为二长花岗岩、钾长花岗岩、花岗闪长岩、碱长花岗岩、石英二长岩等.侏罗纪侵入岩分布在测区的中东部，呈东西向分布，以岩株状产出，总面积27.0km2，岩石类型为中细粒黑云母花岗闪长岩.白垩纪侵入岩分布于研究区西北部和西南角，总面积68.2km2，岩石类型为中细粒角闪石花岗闪长岩髴.

岩石学特征

诺敏地区二叠纪花岗岩主要由二长花岗岩、钾长花岗岩、碱长花岗岩和花岗闪长岩等组成，其中以二长花岗岩与钾长花岗岩为主.二长花岗岩多呈岩株或小岩基产出.岩石为灰白色，细中粒花岗结构，块状构造.岩石由钾长石、斜长石、石英和少量的黑云母组成.副矿物为锆石、磷灰石、褐铁矿和磁铁矿.钾长花岗岩多呈岩株产出，岩石为肉红色，中粒花岗结构，块状构造.岩石由钾长石、斜长石、石英和黑云母组成.

副矿物主要有锆石、磷灰石和磁铁矿.

地球化学特征

对诺敏地区二长花岗岩与钾长花岗岩实行系统采样，所采样品送至国家地质实验测试中心分别实行主量和微量、稀土元素的测定.其中全岩主量元素采用仪器为原子吸收分光光度计，稀土和微量元素采用ICP-MS方法分析，数据列于表1、2.

1主量元素

该区花岗岩中SiO2含量为65.29%~75.86%（其中二长花岗岩为

65.29%~69.16%，钾长花岗岩为72.16%~75.86%，含量较高）.K2O含量3.24%~5.66%，且钾长花岗岩的K2O含量（4.4%~5.06%）明显高于二长

花岗岩（3.24%~4.42%）.（K2O+Na2O）含量为7.66%~10.25%.Al2O3含

量为11.23%~16.06%.钾长花岗岩的Al2O3含量（11.23%~14.65%）明显低于二长花岗岩的Al2O3含量（14.48%~16.06%）.样品A/CNK介于

0.98~1.11之间.在ACNK图解上（图2），样品多数落于过铝质区，少

数落于准铝质区，属于准铝-过铝质岩.Fe、Mg、Ca氧化物含量较低，

多贫磷贫钛，但变化相对较稳定.里特曼指数σ介于2.17~3.6之间，

平均为2.72，为钙碱性岩系，分异指数DI为70.47~95.45，且钾长花

岗岩的DI明显高于二长花岗岩，显示岩石经历了更强的分异演化.总

结以上特点显示，该地区花岗岩具有高硅，略富铝，偏碱，低镁、钠，贫钙的特征.

2稀土、微量元素

本区花岗岩的稀土元素总量∑REE含量较低，在137.52×10-

6~342.25×10-6之间.其中钾长花岗岩稀土总量平均值（269.23×10-6）明显高于二长花岗岩稀土元素总量平均值（184.71×10-6）.轻稀土相

对富集（其中钾长花岗岩∑Ce/∑Y=1.93~5.62，（La/Yb）

N=2.79~11.22；二长花岗岩∑Ce/∑Y=6.1~7.76，（La/Yb）

N=11.66~19.40）.轻稀土较重稀土分馏明显（钾长花岗岩（La/Sm）

N2.41~4.71，（Gd/Yb）N0.79~1.24；二长花岗岩（La/Sm）

N2.56~4.06，（Gd/Yb）N1.68~2.64），δEu介于0.19~0.66之间，表现出较明显负Eu异常.以上特点显示二者有一定的差异.其中钾长花岗

岩的稀土配分曲线较二长花岗岩相对平缓，且重稀土元素明显偏高于

二长花岗岩，Eu负异常弱于二长花岗岩.总体表明源区残留相中斜长石结晶分离作用均较好.稀土元素标准化配分曲线（图3）总体表现左高

右低的右倾型，反映了轻稀土较富集、Eu较强烈亏损的特征.在原始地幔标准化微量元素蛛网图（图4）上，Rb、Th、K、Nd、Cs、Sm明显富集，Hf弱富集，而U、Nb、Sr、P、Ti、Eu明显亏损，Ta、Zr有弱亏损，且钾长花岗岩与二长花岗岩有细微差别.钾长花岗岩Ba明显亏损，

而二长花岗岩则显示亏损与富集两种趋势，Sr也有同样的特征.总体显示岩浆演化过程中长石类矿物或Fe-Ti氧化物等矿物有强烈结晶分异

作用，但分异过程中个别元素在不同岩性中的富集、亏损形式有差异.

讨论

1花岗岩的源区组成

诺敏地区花岗岩属于典型的高钾钙碱性岩石系列（图5）.岩石地球化学特征总体表现出富Si、富碱质和低Mg贫Ca的特点，总体基本符合

S型花岗岩的特点.稀土元素总量∑REE含量较低，在137.52×10-

6~342.25×10-6之间，平均值为227×10-6，明显低于A型花岗岩的

∑REE平均值，与S型花岗岩的∑REE基本一致，在ACF图解中（图6）亦均落入S型花岗岩区.王德滋等研究表明，Rb和K有相似的地球化学性质.在地球演化初期，随着壳幔的分离和地壳的演化，Rb会富集于成熟度高的地壳中.Sr和Ca有相似的地球化学行为，在成熟度低、演化

不充分的地壳中富集.所以，Rb/Sr比值能较好的记录物质的性

质.Taylor认为，地球演化过程中K和Rb持续向上迁移进入硅铝层，

所以上地幔越来越亏损K和Rb，Sr主要富集在斜长石中代替Ca.

所以，花岗岩的Rb/Sr比值高，一方面说明岩浆演化水准很高，另一

方面说明源岩可能主要来自地壳.据Taylor的资料计算，整个陆壳的

Rb/Sr比值平均值约为0.24.本区花岗岩Rb/Sr比值范围在0.05~2.58，平均值为1.09，远高于整个陆壳的平均值，且本区缺少同源的中基性

岩浆活动.这些特点说明诺敏地区花岗岩体可能形成于地壳物质的部分

熔融.研究表明，不同的源区物质部分熔融形成的熔体往往具有不同的

组成特征.一般说来，云母类矿物较之角闪石具有相对高的K、Rb、Cs

等碱金属元素，而角闪石则相对富Mg、Na以及Ca、Ba等碱土金属.由

角闪石脱水熔融形成的熔体通常富Na、Ca，并具有较低的K2O/Na2O比值，而由云母类矿物脱水形成的熔体则富含Rb、Cs并具有较高的

K2O/Na2O比值.又因为白云母相对于黑云母富Al而贫Fe、Mg，在脱水

熔融反应中通常形成强过铝质的熔体，黑云母脱水熔融形成的熔体则

具有较宽的组成范围（准铝质至强过铝质）.结合诺敏地区花岗岩体多