測定、花崗巖類巖石中長石成分的分析方法

（四川省冶金地質(zhì)勘查局六零四大隊 四川廣元628017）

（四川省冶金地質(zhì)勘查局六零四大隊 四川廣元628017）

本文主要簡單介紹了花崗巖類的成分分析。

花崗巖成分分析

1 分析方法

實(shí)驗(yàn)條件為：15 KV加速電壓，電子束直徑小于5 μm，為避免蒸發(fā)，先分析K和Na。數(shù)據(jù)采用一系列自然樣品及標(biāo)準(zhǔn)氧化物作為標(biāo)準(zhǔn)樣品，使用基于ZAF的程序進(jìn)行校正。主量元素分析精度優(yōu)于2%。分析以NIST610作為外部標(biāo)樣，采用電子探針A1203數(shù)據(jù)作為內(nèi)標(biāo)。激光束斑大小一般為60 μm。剝蝕位置盡量與電子探針分析位置一致，為避免能量過高導(dǎo)致探針片被擊穿或擊飛，部分樣品點(diǎn)采用了44或32 gym。對NIST612的10次重復(fù)測定給出的Sr含量平均值為79.2 ppm，RSD為1.8%。本文樣品的Sr含量均大于200 ppm，故推測Sr分析精確度優(yōu)于2%。

2 分析結(jié)果

低鎂埃達(dá)克質(zhì)巖與普通花崗巖類中的斜長石形成了2個不同的成分區(qū)。在給定的Ca0含量，低鎂埃達(dá)克質(zhì)巖中的斜長石相對普通花崗巖類中斜長石具有更高的Sr含量。兩類樣品中的斜長石形成獨(dú)立的Sr-Ca0相關(guān)趨勢。Sr/Ca0可反映斜長石中Sr的相對富集程度，低鎂埃達(dá)克質(zhì)巖中斜長石Sr/C a0的變化范圍為429.3960.9，平均值為695.5士311.0(2SD,n=45)；而普通花崗巖類中斜長石的Sr/Ca0的變化范圍為81.5354.0，平均值為 206.7士 131.3(2SD, n=34)。此外，樣品07FJ-2,06ZY-4和07ZB-6中斜長石的成分呈現(xiàn)出較大的變化范圍.部分斜長石中發(fā)育明顯的成分環(huán)帶，絕大部分為核部的Sr和Ca0含量較邊部高的正環(huán)帶。這反映斜長石成分在結(jié)晶過程中逐漸變化。

3 討論

3.1 兩類花崗巖類中斜長石Sr/Ca0差異的原因

斜長石和熔體間Sr分配系數(shù)主要受鈣長石組分、結(jié)晶時的溫度、壓力和熔體水含量影響，但受鈣長石組分影響最為顯著。.本文中低鎂埃達(dá)克質(zhì)巖與普通花崗巖的斜長石牌號并無系統(tǒng)差別，SX分配系數(shù)應(yīng)接近，斜長石DSR/Ca接近1，最大的變化范圍為0.5-1.5，即相差3倍。.然而，低鎂埃達(dá)克質(zhì)巖與普通花崗巖中斜長石的Sr/C a0平均值相差約3.5倍，在給定的Ca0含量，Sr含量表現(xiàn)出巨大差異。這說明分配系數(shù)差異本身并非導(dǎo)致兩類花崗巖中斜長石Sr/Ca0差異的主要原因。本文兩類樣品的全巖成分十分接近，觀察到的礦物組合及礦物比例也比較接近。因此，其他礦物相共結(jié)晶也無法解釋兩類花崗巖斜長石Sr/Ca0的系統(tǒng)差別。

綜上所述，低鎂埃達(dá)克質(zhì)巖與普通花崗巖斜長石Sr/Ca0的顯著差異不是斜長石/熔體間的分配系數(shù)控制或與斜長石共結(jié)晶的礦物相組合不同的結(jié)果，兩類花崗巖斜長石Sr/Ca0的系統(tǒng)差別最可能是繼承自巖漿成分。

3.2 斜長石分離結(jié)晶對自身及熔體Sr/Ca0的影響

樣品07FJ-2,06ZY-4和07ZB-6中斜長石的Sr,Ca0含量表現(xiàn)出極大的變化。部分樣品中斜長石發(fā)育明顯的正成分環(huán)帶。這些連續(xù)的成分變化應(yīng)反映的是斜長石分離結(jié)晶的結(jié)果。值得注意的是，在斜長石成分發(fā)生如此大的變化的情況下，同一樣品中斜長石Sr/Ca0的變化十分有限。雖然07ZB-1和07ZB-6中斜長石的Sr/Ca0變化較為明顯，但其Ca0變化范圍很小，所以它們的Sr/Ca0變化可能與分離結(jié)晶過程無關(guān)。因此，分離結(jié)晶過程中斜長石的Sr/Ca0未發(fā)生顯著改變。

斜長石/熔體間的Sr,Ca交換分配系數(shù)DSR/Ca計算自實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)方法及斑晶基質(zhì)法數(shù)據(jù),總在1附近，斜長石應(yīng)記錄了與之平衡熔體的Sr/Ca0。從而斜長石分離結(jié)晶對熔體的Sr/C a0改變也應(yīng)十分有限.其本質(zhì)是斜長石結(jié)晶時，Sr和Ca總是以和熔體中相近的比例進(jìn)入斜長石。斜長石分離結(jié)晶對熔體的Sr-Ca0關(guān)系不會產(chǎn)生顯著影響也得到全巖數(shù)據(jù)觀察的支持。北大別地區(qū)混合巖中斜長石堆晶成因淡色體具有與低鎂埃達(dá)克質(zhì)巖類似的高Sr/Y,La/Yb特征，但在Sr-Ca0圖解上，整體落在大別普通花崗巖類的范圍之內(nèi)，Sr/Ca0并無顯著改變。這些觀察進(jìn)一步支持了本文的結(jié)論，即斜長石分離結(jié)晶不會顯著改變?nèi)垠w的Sr/Ca0。

3.3 高Sr/Ca0成因及對低鎂埃達(dá)克質(zhì)巖判別的意義

由于實(shí)驗(yàn)巖石學(xué)文獻(xiàn)中沒有系統(tǒng)報道熔體和殘留相礦物比例，本文利用前人基于Melts模擬計算的結(jié)果，以無水基性地殼部分熔融為例，定性給出熔體S:和Ca0,Sr/Ca0隨熔融比例和壓力的變化關(guān)系，可以看出低比例熔融熔體的Sr含量隨壓力上升明顯升高。這是因?yàn)?，Sr在殘留固相/熔體間的分配系數(shù)Dsr因壓力增大，殘留相中斜長石的比例明顯減少而減小。相同熔融程度時，不同壓力下熔體的Ca0含量基本一致。當(dāng)壓力>1.6GPa時，小比例部分熔融熔體的Ca0含量較低壓熔體顯著降低，這可能由高壓下殘留相中高Ca0含量輝石比例增高導(dǎo)致。綜合結(jié)果是熔融壓力升高時，熔體會具有更高的Sr/Ca0。其根本原因是壓力增大，導(dǎo)致殘留相中斜長石向石榴石轉(zhuǎn)變時，熔體中Ca為主要元素，受飽和度控制，受到的影響較小，而Sr由分配系數(shù)控制，更易于分配進(jìn)入熔體.大別低鎂埃達(dá)克質(zhì)巖Sr/C a0的均值為450，最高值可達(dá)1119，支持其來自基性地殼高壓下低比例部分熔融，殘留相中貧斜長石的推測。

4 結(jié)論

（1）低鎂埃達(dá)克質(zhì)巖中的斜長石具有比普通花崗巖中的斜長石顯著高的Sr/Ca0比值，該特征繼承自熔體。

（2）斜長石的分離結(jié)晶會顯著改變?nèi)垠w的Sr和Ca0值，但不會顯著改變?nèi)垠w的Sr/C a0，為應(yīng)用Sr-Ca0關(guān)系判斷加厚下地殼熔體提供了支持。

（3）斜長石與熔體間的Sr和Ca交換分配系數(shù)Dsr/ca接近1。斜長石結(jié)晶時，Sr和Ca總是以和熔體中相近的比例進(jìn)入斜長石。

（4）低鎂埃達(dá)克質(zhì)熔體高Sr/Ca0的原因是高壓下其源區(qū)殘留相中貧斜長石。

[1]邱家輝.花崗巖的研究方法 [J]，中國地質(zhì)，2014,23（15）：194-196.

測定、花崗巖類巖石中長石成分的分析方法

■鄭昆

P632[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-10-127-1