14变质核杂岩中高Sr低Y型花岗岩的发现及其地质意义

　卷(Volume)22,期(Number)4,总(Total)90矿物岩石 页(Pages )16-21,2002,12,(Dec ,2002)J M INE RAL PET ROL

变质核杂岩中高Sr 低Y 型花岗岩的发现及其地质意义

张海祥,　张伯友

中国科学院广州地球化学研究所,广东广州　510640

【摘　要】　在星子变质核杂岩和武功山变质核杂岩中发现了高Sr 低Y 型花岗岩。这是变质核杂岩构造中高Sr 低Y 型花岗岩的首次报道。地球化学研究结果表明,它们具有与adakite 相似的地球化学特征。

在时空分布上,属于中国东部adakite 。它们是由玄武岩岩浆底侵到加厚的陆壳底部导致下地壳麻粒岩部分熔融形成的。结合花岗岩的地球化学特征及现有的资料探讨高Sr 低Y 型花岗岩的形成与变质核杂岩构造之间的成因关系。【关键词】　高Sr 低Y 型花岗岩;变质核杂岩;成因关系中图分类号:P588.3,P619.22+2 文献标识码:A 文章编号:1001-6872(2002)04-0016-05

收稿日期:2002-01-09;　改回日期:2002-06-17

基金项目:中国科学院创新重要方向性项目(KZCX2-102)和国家自然科学基金(49873008)作者简介:张海祥,男,32岁,博士,副研究员,地球化学专业,研究方向:岩石地球化学.

星子变质核杂岩和武功山变质核杂岩分别位于

江西省星子县和宜春市境内,在构造上属扬子南缘,均由中生代地壳伸展作用形成的(图1)。星子变质核杂岩由古元古代变质岩、新元古代片麻状花岗岩和中生代花岗岩组成[1]。武功山变质核杂岩则由新元古代变质岩、加里东期片麻状花岗岩和中生代花岗岩组成[2]。星子变质核杂岩与武功山变质核杂岩中均分布有多期次的中生代花岗岩,详细的元素地球化学研究发现,这两个变质核杂岩中均有高Sr 低Y 型花岗岩。综合这些花岗岩的地球化学特征,并结合现有的研究资料,探讨这些花岗岩的形成与变质核杂岩形成之间的联系。

1　地质概况

星子变质核杂岩中的中生代花岗岩包括玉京山超单元和海会超单元。其中玉京山超单元包括黄岭下、破屋和周家坳三个单元,岩性分别为细粒黑云二长花岗岩、中细粒黑云二长花岗岩和二云二长花岗岩。岩石均具有细-中细粒花岗结构,块状构造,由钾

图1　华南中生代岩浆岩分布图

Fig.1　M ap sho w ing t he distr ibutio n of M esozoic mag-ma tic ro cks in t he so ut her n China

长石、斜长石、石英和黑云母组成,副矿物组合属锆

石-磷灰石型。海会超单元包括风车口和石上李两个单元,由片麻状中细粒斑状黑云二长花岗岩和片麻状细粒少斑二长花岗岩组成,岩石具有细-中细粒花岗结构,片麻状构造。其中风车口单元斑晶以微斜长石为主,斜长石次之,基质主要由斜长石、石英、微斜长石和黑云母组成,副矿物组合属锆石-磷灰石型。

武功山变质核杂岩中的中生代花岗岩由新到老

包括凹头单元、三江超单元、浒坑超单元、江源超单元和池浦岩体。池浦岩体侵入于震旦纪地层中,为细粒黑云母花岗闪长岩,岩石具有细粒花岗结构、似斑状结构,块状构造。由斜长石、钾长石、石英和黑云母组成,副矿物属锆石-磷灰石型。其中斑晶为斜长石、石英和黑云母,基质包括斜长石、钾长石、石英和黑云母。而三江超单元、浒坑超单元和江源超单元等均为黑云母二长花岗岩,只是各单元的结构构造之间存在差异,主要由钾长石、斜长石和石英组成,此外还有黑云母和白云母,副矿物组合均为锆石-磷灰石型。

2　样品采集及分析

玉京山超单元中的破屋(LS-14)单元的样品采自东牯山采石场,周家坳(LS -21)单元样品采自詹家岩。海会超单元的风车口单元(LS -10)样品采自海会镇。而三江超单元(W HS-19)、凹头单元(WHS-38)以及池浦岩体(WHS-39)的样品则分别采自塘家山、白云和绛云。

样品的主量元素分析采用ICP-AES,微量元素及稀土元素采用ICP-M S 。样品分析均由作者在中科院广州地球化学研究所同位素实验室完成。

3　地球化学特征

通过测试,星子变质核杂岩中的破屋单元和周家坳单元以及武功山变质核杂岩中的池浦岩体显示出高Sr 低Y 型花岗岩的地球化学特征(表1～3)。

它们与变质核杂岩中其他中生代花岗岩具有明显不同的元素地球化学特征。

从主量元素来看(表1),高Sr 低Y 型花岗岩样

品的SiO 2介于67.17%～70.98%,Al 2O 3>15%

(15.04%～16.22%),N a 2O >K 2O (WHS -39除外);而其他花岗岩中的SiO 2介于70.60%～75.12%,Al 2O 3<15%(11.97%～14.40%),Na 2O

在微量元素方面(表2),高Sr 低Y 型花岗岩样品的特征与火山弧钙碱性岩相似,但相对亏损U ,T h,T i,Nb,T a 和HFSEs(图2),

并具有特征的高

图2　高Sr 低Y 型花岗岩微量元素蛛网图

Fig.2　T he spider diag r am of hig h Sr,lo w Y g ranites

表1　花岗岩主量元素分析结果.w (B)/%

　Table 1　The analysis of maj or elements of the granite (in

percentage )

岩石类型高Sr 低Y 型花岗岩

正常花岗岩

样品编号LS -14LS-21WHS -39LS-10江源浒坑W HS-19WHS -38SiO 269.6470.9867.1770.6074.1973.6875.1273.31T iO 20.330.310.330.420.210.150.370.18Al 2O 315.2015.0416.2214.0613.2413.9811.9714.40Fe 2O 3 2.79 2.76 3.69 3.140.240.01 2.90 2.25

FeO 1.270.55

M nO 0.050.060.080.050.030.260.070.06M gO 0.670.69 1.090.670.030.030.550.30CaO 2.43 2.07 3.07 1.640.670.56 1.560.52Na 2O 4.96 4.34 2.74 3.29 2.90 4.03 2.90 2.87K 2O 2.80 3.85 3.81 5.86 4.71 4.54 3.80 5.36P 2O 50.130.110.220.130.020.100.140.14烧失量0.420.39 1.890.55 2.14 1.170.49 1.48Sr (304.8×10

-6

～706.7×10-6

)、低Y (7.878×

10-6～16.35×10-6

)和Yb(0.937×10-6

～1.735×10-6

)的地球化学特征,Sr/Y 比值很大(介于28～72之间),同时强烈亏损HREE(La/Yb>20)。而其

他中生代花岗岩的Sr 质量分数明显较低(72.38×10-6～120×10-6),Y 和Yb 质量分数较高(分别是11.76×10-6～25.97×10-6和0.942×10-6～2.658×10-6

),Sr/Y 比值很低(1.5～25.7)。

稀土元素方面,3个高Sr 低Y 型花岗岩样品的稀土配分型式为陡倾型(图3a ),明显亏损重稀土,Eu 具微弱负异常或无明显异常,与太古宙T T D (G)稀土配分模式相似,而与相对较缓倾斜的火山弧安山岩和英安岩稀土元素配分型式明显不同。变质核杂岩中其他花岗岩的稀土元素配分型式为相对较缓右倾,并具有明显的Eu 负异常(图3b)。

综上所述,星子变质核杂岩以及武功山变质核杂岩中的高Sr 低Y 型花岗岩具有与其他花岗岩明显不同的地球化学特征,这预示着两者之间在源岩性质、形成机理等方面的差异。

4　结果讨论

4.1　高Sr 低Y 型花岗岩的形成机理及其与中

国东部燕山期“adakite ”的关系 1990年M arc J Defant 等人首先提出)的概念[3]

,它是由年轻的(小于热洋壳在俯冲至75km ～85km 时发生部

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　第22卷　第4期

张海祥等:变质核杂岩中高Sr 低Y 型花岗岩的发现及其地质意义