豫西青崗坪花崗巖體地球化學(xué)特征及地質(zhì)意義

劉清泉 張 宇 李 冰 張智慧 張 馳

(1.中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410083；2.有色金屬成礦預(yù)測(cè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410083； 3.河南省有色金屬礦產(chǎn)探測(cè)工程技術(shù)研究中心，河南 鄭州 450016；4.河南省有色金屬地質(zhì)勘查總院，河南 鄭州 450052)

·地質(zhì)與測(cè)量·

豫西青崗坪花崗巖體地球化學(xué)特征及地質(zhì)意義

劉清泉1,2,3,4張 宇1,2李 冰3張智慧3張 馳3

(1.中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410083；2.有色金屬成礦預(yù)測(cè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410083； 3.河南省有色金屬礦產(chǎn)探測(cè)工程技術(shù)研究中心，河南 鄭州 450016；4.河南省有色金屬地質(zhì)勘查總院，河南 鄭州 450052)

從青崗坪金礦床花崗巖體的地質(zhì)特征、常量元素地球化學(xué)特征、稀土元素地球化學(xué)特征和微量元素地球化學(xué)特征入手，對(duì)青崗坪花崗巖體的巖漿來源、成巖環(huán)境和成巖機(jī)制進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明：巖石堿總量為6.51%～8.67%，堿度率為1.99～3.57，里特曼組合指數(shù)為1.94～2.60，鋁飽和指數(shù)平均值為0.97，屬于鈣堿性準(zhǔn)鋁質(zhì)巖石；輕重稀土含量比值為5.74～11.75，巖漿在演化過程中經(jīng)歷了較大程度的結(jié)晶分異；δEu和δCe分別為0.63～1.05、0.79～0.85，具有弱的銪負(fù)異常和弱的鈰負(fù)異常；巖體中大離子親石元素Th、U及高場(chǎng)強(qiáng)元素Hf相對(duì)富集，而大離子親石元素Ba及高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、Ti相對(duì)虧損；青崗坪花崗巖為I型花崗巖，巖漿來源為地殼中未經(jīng)風(fēng)化作用的火成巖再熔，形成于后碰撞造山環(huán)境。

青崗坪花崗巖 成礦環(huán)境 成巖機(jī)制

豫西地區(qū)是我國(guó)重要的礦產(chǎn)資源地，為主要的金礦礦集區(qū)，金礦與區(qū)內(nèi)花崗巖類的發(fā)育有一定的聯(lián)系。青崗坪巖體位于華北地臺(tái)南緣，前人對(duì)青崗坪金礦床的成礦規(guī)律和礦床成因方面進(jìn)行了研究[1-3]，本次通過對(duì)青崗坪花崗巖體的地球化學(xué)特征進(jìn)行分析，探討巖石成因、巖漿起源和成巖環(huán)境。

1 巖體特征

青崗坪巖體位于豫西洛寧縣，產(chǎn)于華北地臺(tái)南緣熊耳山隆起部位，巖性為黑云二長(zhǎng)花崗巖，巖石呈淺肉紅色，似斑狀構(gòu)造，斑晶以長(zhǎng)石為主，含少量石英，基質(zhì)主要為長(zhǎng)石、石英、黑云母等。副礦物常見磁鐵礦、磷灰石和鋯石。

2 樣品及測(cè)試方法

用于全巖分析的樣品采自新鮮巖體，巖性為黑云二長(zhǎng)花崗巖，將巖石粉碎至200目送實(shí)驗(yàn)室，分析測(cè)試由中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)室完成，測(cè)試方法為等離子光譜法(IRIS)。

3 結(jié) 果

3.1 常量元素

青崗坪巖體全巖樣品測(cè)試分析結(jié)果見表1。巖石的SiO2含量為63.52%～73.90%，平均為69.85%，小于中國(guó)花崗巖SiO2平均含量(71.27%)[4]。堿總量(w(Na2O)+w(K2O))為6.51%～8.67%，平均為7.76%，堿度率(AR)為1.99～3.57，平均為2.84。里特曼組合指數(shù)(σ)為1.94～2.60，平均為2.26，屬于鈣堿性巖。在w(K2O)-w(SiO2)圖解中，樣品點(diǎn)落入高鉀鈣堿性系列內(nèi)，見圖1；鋁飽和指數(shù)(A/CNK) 平均值為0.97，在巖體A/NK-A/CNK圖解中，絕大多數(shù)樣品投影點(diǎn)均落入準(zhǔn)鋁質(zhì)范圍內(nèi)，說明本區(qū)巖體為準(zhǔn)鋁質(zhì)巖石，見圖2。

表1 青崗坪花崗巖體全巖分析結(jié)果

圖1 青崗坪巖體w(K2O)、w(SiO2)關(guān)系[5]

圖2 青崗坪巖體A/NK、A/CNK關(guān)系[6]

3.2 微量元素

巖體微量元素地球化學(xué)分析結(jié)果見表2。微量元素測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，青崗坪花崗巖中大離子親石元素的相對(duì)富集和高場(chǎng)強(qiáng)原始的相對(duì)虧損。其中，大離子親石元素Th、U及高場(chǎng)強(qiáng)元素Hf呈正異常，表現(xiàn)出相對(duì)富集的特點(diǎn)；大離子親石元素Ba及高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、Ti呈負(fù)異常，表現(xiàn)出相對(duì)虧損的特點(diǎn)。

稀土元素總量(ΣREE)為(155.64～247.27)×10-6，平均為194.01×10-6，低于世界花崗質(zhì)巖石的稀土元素平均含量(292×10-6)。輕重稀土比值為5.74～11.75，平均為8.05，遠(yuǎn)大于1，說明形成本區(qū)巖體的巖漿在演化過程中經(jīng)歷了較大程度的結(jié)晶分異。銪異常(δEu)值為0.63～1.05，平均為0.81，僅有一個(gè)數(shù)值大于1，具有弱的銪負(fù)異常；鈰異常(δCe)值變化范圍為0.79～0.85，平均為0.82，數(shù)值變化較小，具有弱的鈰負(fù)異常。

稀土元素配分模式圖顯示所有配分曲線形態(tài)一致，輕稀土部分相對(duì)重稀土部分較陡，顯示本區(qū)稀土配分屬輕稀土富集型，且輕稀土的分異程度比重稀土高，見圖3。

4 討 論

4.1 巖漿來源

青崗坪花崗巖體的w(SiO2)-w(Zr)圖解和ACF圖解均顯示具有I型花崗巖特征，A/CNK小于1.0為準(zhǔn)鋁質(zhì)，屬I型，見圖4、圖5。本區(qū)巖體的A/CNK范圍為0.92～1.12，平均為0.97， I型花崗巖特征明顯。I型花崗巖的w(Na2O)一般大于3%，本區(qū)巖體的w(Na2O)為3.31%～4.28%，平均為3.86%，均明顯大于3%。

表2 青崗坪花崗巖體微量元素含量

注：原始地幔微量元素標(biāo)準(zhǔn)值據(jù)Sun and McDonough[7]。

圖3 青崗坪花崗巖稀土元素配分曲線

圖4 青崗坪巖體w(SiO2)與w(Zr)關(guān)系

圖5 青崗坪巖體ACF圖解

各類型的花崗巖具有不同的稀土元素特征，I型花崗巖的重稀土較富集，Eu負(fù)異常較高。本區(qū)巖體的稀土元素特征與I型花崗巖稀土元素特征吻合。因此，青崗坪花崗巖應(yīng)屬于I型花崗巖，其巖漿來源應(yīng)該為地殼中未經(jīng)風(fēng)化作用的火成巖的熔融。

4.2 成巖環(huán)境

在青崗坪花崗巖體w(Rb)-w(Y+Nb)關(guān)系圖上，本區(qū)巖體樣品投影點(diǎn)均落入在后碰撞花崗巖范圍內(nèi)，說明本區(qū)花崗巖形成的構(gòu)造環(huán)境應(yīng)該為后碰撞造山環(huán)境，這與青崗坪的碰撞造山后陸內(nèi)伸展環(huán)境吻合，也與I型花崗巖產(chǎn)于活動(dòng)大陸邊緣的特征吻合[8-10]，見圖6。

5 結(jié) 論

根據(jù)巖石學(xué)特征，結(jié)合堿度率、里特曼組合指數(shù)以及鋁飽和指數(shù)，判定青崗坪花崗巖為準(zhǔn)鋁質(zhì)高鉀鈣堿性巖石。結(jié)合大地構(gòu)造環(huán)境，借助w(SiO2)-w(Zr)和ACF圖解，認(rèn)為青崗坪巖體應(yīng)屬于I型花崗巖，其巖漿來源應(yīng)該為地殼中未經(jīng)風(fēng)化作用的火成巖的熔融，根據(jù)w(Rb)-w(Y+Nb)關(guān)系圖，認(rèn)為其產(chǎn)于后碰撞造山環(huán)境后的陸內(nèi)伸展階段。

圖6 青崗坪巖體w(Rb)與w(Y+Nb)關(guān)系

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(責(zé)任編輯 鄧永前)

Geochemical Characteristics and Geological Significance of the Qinggangping Granite in the Western Henan Province

Liu Qingquan1,2,3,4Zhang Yu1,2Li Bing3Zhang Zhihui3Zhang Chi3

(1.SchoolofGeosciencesandInformationPhysics，CentralSouthUniversity，Changsha410083,China; 2.KeyLaboratoryofMetallogenicPredictionofNonferrousMetals，MinistryofEducation，Changsha410083，China;3.Non-FerrousMineralExplorationEngineeringResearchCenterofHenanProvince，Zhengzhou450016,China; 4.HenanInstituteofGeologicalExplorationforNon-ferrousMetal，Zhengzhou450052,China)

The magma source，diagenetic environment and diagenetic mechanism of Qinggangping Granite were analyzed from aspects of the geological features，the petrography，the geochemistry characteristics of major elements，trace elements and rare earth elements.The results indicated thatw(Na2O)+w(K2O)，AR，σand average value of A/CNK varies from 6.51% to 8.67%，1.99 to 3.57，1.94 to 2.60 and 0.97，respectively，which means the granite belongs to calc-alkaline and metaluminous rocks.The magma experienced greater crystallization differentiation during the evolution period and the ratio of LREE and HREE is between 5.74 and 11.75.δEu andδCe values from 0.63 to 1.05，and 0.79 to 0.85，respectively，which means that the granite has weak negative anomalies of Eu and Ce.Th，U and high field intensity of Hf in the granite show relative enrichment，while Ba，Ni and Ti are at relative loss.The magma source of Qinggangping Granite is un-weathered igneous' remelting in the crust，and is formed in the post collisional orogenic environment as granites of type I.

Qinggangping Granite，The ore-forming environment，Diagenetic mechanisms

2014-05-07

國(guó)土資源部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)項(xiàng)目(編號(hào)：201111007-2)。

劉清泉(1982—)，男，博士研究生。

P591

A

1001-1250(2014)-08-079-04