海南中三疊世鋁質(zhì)A型花崗巖的地球化學(xué)特征及構(gòu)造意義

高大飛

東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，江西撫州 344000

海南中三疊世鋁質(zhì)A型花崗巖的地球化學(xué)特征及構(gòu)造意義

高大飛

東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，江西撫州 344000

海南三疊紀(jì)鋁質(zhì)A型花崗巖主要分布于陵水-龍滾斷裂帶兩側(cè)，由六連嶺單元、兵工廠單元、石龜嶺單元構(gòu)成。測(cè)得六連嶺單元六連嶺巖體鋯石SHRIMP法U-Pb年齡為239±3Ma，形成于中三疊世。該巖體屬于該超單元屬高鉀鈣堿性系列，稀土元素含量變化較大，配分曲線為平展的V字形曲線，輕重稀土分異不明顯，δEu為0.11～0.02。在微量元素蛛網(wǎng)圖上顯示了極強(qiáng)的Ba、Sr-P、Eu-Ti負(fù)異常，該超單元比較特別的是沒有Nb-Ta負(fù)異常，Nb/La值一般大于1，初始鍶比值為0.65765～0.72652，εNd（t）值為－6.40～－8.76（平均為－7.36），T2DM值為1534～1725Ma。一系列典型的后造山巖漿組合和構(gòu)造環(huán)境判別圖解顯示該巖套形成于后造山的構(gòu)造環(huán)境。

中三疊世；鋁質(zhì)A型花崗巖；后造山

華南（含海南）三疊紀(jì)（印支期）的構(gòu)造環(huán)境以及A型花崗巖的成因、巖漿演化和動(dòng)力學(xué)機(jī)制一直存在很大爭(zhēng)論（如郭福祥[1]，1998; 周新民[2]，2003; 陳斌，翟明國(guó)，田偉等[3]，2005; 謝才富等，2005[4]，2006[5，6]）。最近，我們?cè)诤Ｄ蠔|部厘定了一條富堿侵入巖（含A型花崗巖）帶。由于A型花崗巖具有較好的構(gòu)造環(huán)境判別意義，因此，本文希望通過對(duì)海南中三疊世鋁質(zhì)A型花崗巖地質(zhì)地球化學(xué)特征的研究，探討其巖石成因及形成的構(gòu)造環(huán)境。

1.地質(zhì)特征、形成時(shí)代及巖石學(xué)特征

海南三疊紀(jì)鋁質(zhì)A型花崗巖稱為六連嶺超單元，分布于陵水-龍滾斷裂帶兩側(cè)，總面積約116km2。由六連嶺單元、兵工廠單元、石龜嶺單元構(gòu)成。被該超單元侵入的最新地層為青天峽組（C1－2q），被侵入的最新巖體為布山村單元（鋯石SHRIMP年齡239Ma）。測(cè)得六連嶺單元六連嶺巖體巖體（S001）鋯石SHRIMP法U-Pb年齡為239±3Ma，形成于中三疊世。

六連嶺單元（T2γl）：總面積約76km2，巖性為中粗粒（含斑）黑云母正長(zhǎng)花崗巖。塊狀構(gòu)造，主要為中粗粒不等?；◢徑Y(jié)構(gòu)，粒徑0.5mm～8mm，多為2mm～7mm。礦物組成：黑云母1%～4%；石英20%～29%；斜長(zhǎng)石15%～25%；微斜條紋長(zhǎng)石45%～58%，它形，條紋結(jié)構(gòu)極發(fā)育；副礦物見較多螢石(有時(shí)達(dá)1%)，其次還有少量鋯石、磁鐵礦、鈦鐵礦、磷灰石、石榴石、電氣石。

兵工廠單元（T2γbg）：總面積約24km2，巖性為細(xì)粒似斑狀黑云母－二云母花崗巖。塊狀構(gòu)造，細(xì)粒似斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶含量10%～60%，d2～7mm×15mm，斑晶礦物種類多，由微斜條紋長(zhǎng)石，石英，鈉長(zhǎng)石(更長(zhǎng)石)及少量黑云母組成，斑晶自形程度差，多為他形?；|(zhì)為細(xì)粒結(jié)構(gòu)，一般<1mm，多數(shù)為0.1mm～0.4mm。該單元的黑云母2%～4%；白云母0%～2%；石英25%～37%；斜長(zhǎng)石19%～35%；微斜條紋長(zhǎng)石32%～50%。副礦物常見黃玉，局部達(dá)1%～2%，另有少量鋯石、螢石、磷灰石、磁鐵礦等，有時(shí)見石榴石。

石龜嶺單元（T2γsg）：主要見石龜嶺一個(gè)侵入體，面積約16km2。巖性為（中）細(xì)粒黑云母（二云母）花崗巖。塊狀構(gòu)造，細(xì)?；◢弾r結(jié)構(gòu)，d0.5mm～2mm，少數(shù)礦物d2mm～4mm。礦物組成：石英23%～34%；斜長(zhǎng)石（An<28）22%～32%，半自形板柱狀；微斜條紋長(zhǎng)石32%～44%，半自形－它形板狀；黑云母2%～3%；白云母少量。副礦物主要有螢石、石榴石（有時(shí)達(dá)1%）、磁鐵礦、鋯石、磷釔礦，偶見褐簾石。

2.地球化學(xué)特征

六連嶺超單元的SiO2含量高，為73.88%～77.78%，絕大多數(shù)>75.31%；巖石的Na2O+K2O含量較高，為8.08%～8.98%；但K2O含量為4.02%～5.54%，并不算太高，并且較特別的是從早期單元往晚期單元K2O含量總體上降低；σ值為1.99～2.61； A/CNK為0.93～1.08，從含鋁指數(shù)看，六連嶺單元絕大多數(shù)樣屬準(zhǔn)鋁質(zhì)，而兵工廠和石龜嶺單元屬弱過鋁質(zhì)，但從礦物組成來看，該超單元普遍出現(xiàn)白云母、石榴石、電氣石、黃玉等富鋁礦物，應(yīng)是強(qiáng)過鋁的； FeO＊/MgO值普遍很大，絕大多數(shù)為28.2～284.8；DI值高，為90.2～96.4；NKA值也較大，為0.89～0.99，按趙子杰等（1989）的劃分標(biāo)準(zhǔn)（以NKA值>0.90為界），絕大多數(shù)屬于堿性系列花崗巖。

該超單元巖石稀土元素含量（10-6）為197.9～13.5，從早期往晚期單元，明顯降低，晚期單元可具有很低的稀土含量，可能是遭受了流體交代的結(jié)果；該超單元還有一個(gè)特點(diǎn)是Sm/Nd高，為0.27～0.40；稀土配分配分曲線（圖1）為平展的V字形曲線，輕重稀土分異不明顯，L/H值為1.0～3.9，晚期單元重稀土往往反向分異，為向左傾的曲線，（Gd/Yb）n常小于1；δEu為0.11～0.02，具有很強(qiáng)烈的負(fù)銪異常。該超單元Rb、Ta、Nb、Ga含量較高，而Ba、Sr、P、Eu、Ti含量很低。Rb/Sr值大，主要為24.2～167.3；晚期單元的K/Rb值低，僅為78～95。在微量元素蛛網(wǎng)圖上（圖2）顯示了極強(qiáng)的Ba、Sr-P、Eu-Ti負(fù)異常，該超單元比較特別的是沒有Nb-Ta負(fù)異常，Nb/La值一般大于1。六連嶺超單元初始鍶比值為0.65765～0.72652，由于該超單元巖石的Sr含量太低，Rb/Sr值太高，所獲初始鍶比值誤差太大，只有Sr含量略高，Rb/Sr值略低的S044樣獲得的初始鍶比值0.71401可能接近實(shí)際值。該超單元εNd（t）值為－6.40～－8.76（平均為－7.36），T2DM值為1534～1725Ma（平均為1612Ma）。

3.成因及物質(zhì)來源分析

本區(qū)A型花崗巖形成于印支期和晚燕山期，其中，六連嶺超單元確定為鋁質(zhì)A型花崗巖，則是首次提出華南印支期的鋁質(zhì)A型花崗巖。這類花崗巖具有獨(dú)特的地球化學(xué)性質(zhì)，即富硅、堿，貧鈣、鎂，偏鋁-弱過鋁，弱亞堿質(zhì)，富F、富HFSE，Ga/Al高、FeO*/MgO高、Rb/Sr高，巖石中包體及熔融殘留晶不發(fā)育，在A型花崗巖與其他類型花崗巖的各種判別圖解上絕大多數(shù)落入A型花崗巖區(qū)（圖3）。

關(guān)于鋁質(zhì)A型花崗巖的成因已有多種模式。King等[7]（1997）認(rèn)為鋁質(zhì)A型花崗巖起源于具正常水含量的長(zhǎng)英質(zhì)下地殼的部分熔融，其源區(qū)應(yīng)是經(jīng)過地幔流體交代而成為飽滿型（fertile）源區(qū)，即富集堿質(zhì)和HFSE，最理想的源區(qū)巖石應(yīng)是飽滿型長(zhǎng)英質(zhì)麻粒巖。邱檢生等[8]（2000）認(rèn)為福建沿海鋁質(zhì)A型花崗巖為幔殼物質(zhì)混熔的產(chǎn)物，由于巖漿富F利于角閃石的分離結(jié)晶而使巖漿向過鋁質(zhì)方向演化。劉昌實(shí)等[9]（2003）認(rèn)為南昆山鋁質(zhì)A型花崗巖的源區(qū)位于幔-殼邊界相互作用帶內(nèi)，由飽滿型長(zhǎng)英質(zhì)麻粒巖低度部分熔融作用所形成。

由上可見，絕大多數(shù)研究者認(rèn)為鋁質(zhì)A型花崗巖來源于下地殼的部分熔融，爭(zhēng)論的焦點(diǎn)在于源巖是熔融殘余源巖還是經(jīng)歷過幔源流體交代富集的源巖。華南不同時(shí)代不同地區(qū)的鋁質(zhì)A型花崗巖從未見到具有親緣演化關(guān)系的其他侵入巖與其直接共生，所以它們不是其他巖漿分異演化的產(chǎn)物。這些巖體巖性均一、地球化學(xué)特點(diǎn)非常相似，其εNd（t）值高于、Isr值低于同區(qū)變沉積巖源的花崗巖，因此認(rèn)為其源巖可能不是變沉積巖。它們最可能是由變火成巖（長(zhǎng)英質(zhì)麻粒巖）低度部分熔融作用所形成，在此過程中可能有地幔富鹵素流體的作用。

4.構(gòu)造環(huán)境

六連嶺超單元的鋁質(zhì)A型花崗巖形成于后造山階段，主要有以下幾方面的原因：

（1）后造山階段常常是在變形停止之后馬上出現(xiàn)，堿性巖和A型花崗巖的形成與出現(xiàn)標(biāo)志著整個(gè)造山期的結(jié)束，板內(nèi)期的來臨（肖慶輝等[10], 2002），是后造山階段的特征產(chǎn)物。

（2）在構(gòu)造環(huán)境判別圖解上，海南三疊紀(jì)的花崗巖類與先前晚石炭世-二疊紀(jì)的侵入巖不同，確實(shí)大部分落入板內(nèi)區(qū)（WPG）或靠近板內(nèi)區(qū)。

（3）華南在三疊紀(jì)時(shí)存在一條富堿侵入巖（A型花崗巖）帶，它們與本區(qū)三疊紀(jì)一般不具變形構(gòu)造的殼源、殼?；旌显慈踹^鋁-準(zhǔn)鋁質(zhì)高鉀鈣堿性花崗巖或強(qiáng)過鋁花崗巖（流紋巖）以及少量的拉斑玄武巖系列鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)侵入巖（火山巖）等一起構(gòu)成典型的后造山巖漿巖組合。

5.結(jié)論

（1）海南中三疊世鋁質(zhì)A型花崗巖分布于陵水-龍滾斷裂帶兩側(cè), 測(cè)得六連嶺單元六連嶺巖體巖體（S001）鋯石SHRIMP法U-Pb年齡為239±3Ma，形成于中三疊世。

（2）這些鋁質(zhì)A型花崗巖絕大多數(shù)屬于高鉀鈣堿性系列，稀土配分曲線為平展的V字形曲線。在微量元素蛛網(wǎng)圖上（圖2）顯示了極強(qiáng)的Ba、Sr-P、Eu-Ti負(fù)異常，該超單元比較特別的是沒有Nb-Ta負(fù)異常。

（3）富堿侵入巖（A型花崗巖）帶與弱過鋁-準(zhǔn)鋁質(zhì)高鉀鈣堿性花崗巖或強(qiáng)過鋁花崗巖（流紋巖）以及少量拉斑質(zhì)鎂鐵侵入巖等一起構(gòu)成典型的后造山巖漿巖組合，其構(gòu)造環(huán)境為后造山環(huán)境。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2011.07.008

高大飛（1985-），男，碩士研究生，礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)。