新疆地區(qū)堿性花崗巖類主量元素、稀土、微量元素地球化學(xué)特征

吳軍鵬 黃基漢

[摘要]通過(guò)對(duì)新疆拜城縣波孜果爾堿性花崗巖類有用元素進(jìn)行相關(guān)研究與分析。通過(guò)先進(jìn)的儀器對(duì)波孜果爾堿性花崗巖類地球化學(xué)特征進(jìn)行了分析，并對(duì)巖石成因與構(gòu)造背景進(jìn)行了討論。結(jié)果表明：花崗巖類巖石的主量元素、稀土元素、微量元素特征為：三類巖石均表現(xiàn)出低鉀過(guò)堿性的特點(diǎn)，為具中等 SiO2含量的花崗巖類。三類巖石為同源巖漿演化的產(chǎn)物，且可能是同一期次巖漿活動(dòng)中形成的。推測(cè)巖漿分異演化順序是石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖→石英二長(zhǎng)巖→花崗閃長(zhǎng)巖。稀土總量較高，以輕稀土較富集及重稀土虧損為特征。具有明顯 Eu 異常的"V"型模式曲線。Eu負(fù)異常，微弱的 Ce 負(fù)異常。富含大離子親石元素（LILE）Rb、Cs、Th、U，貧Sr、Ba，其 Rb/Sr、Rb/Ba 比值較高。Nb、Ta、Zr、Hf 等高場(chǎng)強(qiáng)元素含量較高。

[關(guān)鍵詞]新疆 花崗巖類 元素 地球化學(xué) 巖石 研究

[中圖分類號(hào)] P619.22+2 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2014）-7-84-1

1引言

通過(guò)收集區(qū)域地質(zhì)資料，野外樣品采集，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室優(yōu)越的電子設(shè)備條件，在專家的指導(dǎo)下，選擇新疆拜城縣波孜果爾花崗巖類巖石地球化學(xué)作為研究對(duì)象?，F(xiàn)有資料顯示，地質(zhì)工作者對(duì)拜城地區(qū)的區(qū)域地質(zhì)普查工作在日益完善，但是由于種種原因的限制，拜城波孜果爾地區(qū)的地質(zhì)工作還有待詳盡。20 世紀(jì)80 年代以來(lái)，我國(guó)堿性巖的重要進(jìn)展之一是認(rèn)識(shí)到堿性巖與富堿巖類常常具有空間上緊密共生、形成時(shí)間相近、呈帶狀展布的特點(diǎn)，由此提出富堿巖帶概念并開展了一系列研究工作。2009年5月開始開展的“新疆拜城縣波孜果爾鈮、鉭礦地質(zhì)詳查”工作。對(duì)波孜果爾鈮鉭礦礦床地質(zhì)、礦體地質(zhì)、礦床開采技術(shù)條件、詳查工作及質(zhì)量評(píng)述進(jìn)行了詳細(xì)研究，而對(duì)新疆拜城縣波孜果爾賦存鈮、鉭礦的堿性花崗巖類巖石地球化學(xué)特征研究較少。

2堿性花崗巖類主量元素地球化學(xué)特征

挑選出特征性巖石樣品24個(gè)，包括石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖5個(gè)，花崗閃長(zhǎng)巖3個(gè)，石英二長(zhǎng)巖16個(gè)。粉碎至200目。主量元素是在本單位地質(zhì)分析測(cè)試研究中心測(cè)試分析，全分析（12 項(xiàng)），儀器型號(hào)：飛利浦 PW2404X 射線熒光光譜儀。測(cè)試方法和依據(jù)：GB/T14506.28-93 硅酸鹽巖石化學(xué)分析方法，X射線熒光光譜法測(cè)定主、次元素量。樣品的主量元素化學(xué)全分析巖石化學(xué)成分富SiO2，含量60.33%～69.69%，平均為63.58%。Na2O+K2O 變化范圍為9.35%～10.06%，平均9.35%。K2O含量為2.19%～5.06%，K2O/Na2O=0.29～0.76，表現(xiàn)出低鉀的特征。CaO 含量為 0.33%～1.65%，MgO 含量為0.04%～0.16%。Al2O3含量為 11.36%～14.32%。根據(jù)化學(xué)成分，首先按照巖石的堿性程度劃分出鈣堿性、堿性系列和過(guò)堿性系列。組合指數(shù)（σ）：σ43=（Na2O+K2O）2/（SiO2-43）（wt%）。σ43<3.3，為鈣堿性；3.3<σ43<9，為堿性；9<σ43，為過(guò)堿性。新疆花崗巖類巖石σ43 在3.3～6.1 之間，為堿性。根據(jù)公式堿度率 AR =[Al2O3+CaO+（Na2O+K2O）]/[Al2O3+CaO（-Na2O+K2O）]（wt%），計(jì)算出 AR新疆波孜果爾花崗巖類巖石 A R=4.63～7.34，賴特堿度率較高。堿性花崗巖類巖石類型：運(yùn)用 CIPW 標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算軟件計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)礦物的體積百分含量。將石英、鈉長(zhǎng)石和正長(zhǎng)石之和換算成100，Q+A+P=100。根據(jù)國(guó)際地科聯(lián)（IUGS）火成巖分類學(xué)分委會(huì)所推薦的定量礦物成分分類，即 Q-A-P 圖進(jìn)行投圖。新疆波孜果爾過(guò)堿質(zhì)堿性花崗巖類巖體的巖性主要為石英二長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖、花崗閃長(zhǎng)巖。分異指數(shù)隨著 SiO2的逐漸升高變化不大，在 88.52～95.2 之間。反映出巖漿分異程度較穩(wěn)定，表明巖漿結(jié)晶演化過(guò)程穩(wěn)定。隨著巖漿的演化，從早期中性巖至晚期弱酸性巖的形成與 SiO2含量的增加，TiO2、FeOT、MgO、CaO、P2O5、K2O的含量不斷減少，而 Na2O、Al2O3的變化程度相對(duì)不大。這說(shuō)明研究區(qū)三類花崗巖具有同源性質(zhì)，為同源巖漿演化的產(chǎn)物。由于這三類花崗巖具有較為相似的地球化學(xué)特點(diǎn)，這種巖性變化應(yīng)屬于漸變過(guò)渡，且兩者形成時(shí)間應(yīng)相距不久，可能是屬于同一期次巖漿活動(dòng)中形成的不同類型的花崗巖。從巖漿分異演化的一般規(guī)律分析，可推測(cè)是由石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖→石英二長(zhǎng)巖→花崗閃長(zhǎng)巖的演化順序。

3堿性花崗巖類稀土、微量元素地球化學(xué)特征

稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配總體表現(xiàn)為具有明顯 Eu 異常的“V”型模式曲線，這也是堿性花崗巖類的重要識(shí)別標(biāo)志之一。微量元素地球化學(xué)特征，波孜果爾堿性花崗巖類的三種巖石（花崗閃長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖、石英二長(zhǎng)巖）的主要的微量元素波孜果爾堿性花崗巖類的 Nb、Ta、Zr、Hf 等高場(chǎng)強(qiáng)元素的含量均較高，其中 Zr 含量高達(dá) 113～1246×10-6。Nb/Ta 比值較高，7.23～32.59。Zr/Hf 比值較高，16.69～58.04。元素 Zr+Nb+Ce+Y=（478～2203）×10-6，大于 A 型花崗巖下限值（350×10-6）。新疆波孜果爾堿性花崗巖類的稀土總量較高，以輕稀土較富集及重稀土虧損為特征。稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式總體表現(xiàn)為具有明顯 Eu 異常的“V”型模式曲線，這也是堿性花崗巖類的重要識(shí)別標(biāo)志之一。Eu 負(fù)異常，表示在成巖過(guò)程存在斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶作用。微弱的 Ce 的負(fù)異常，表明巖石沒(méi)有受到低溫蝕變作用的影響。波孜果爾堿性花崗巖類三類巖石均富含大離子親石元素（LILE）Rb、Cs、Th、U，貧 Sr、Ba，其 Rb/Sr、Rb/Ba 比值較高。Nb、Ta、Zr、Hf 等高場(chǎng)強(qiáng)元素的含量均較高。

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