張萬良,高夢奇,呂 川,黃 超,黃 迪,謝智聰
(核工業(yè)二七0研究所,江西 南昌 330200)
華南內(nèi)陸印支期花崗巖主要分布于桂東的云開大山和六萬大山地區(qū),在湘、贛、粵、浙西、閩西也有零散分布。近年的文獻(xiàn)資料調(diào)研表明,越來越多印支期花崗巖的存在得到證實(shí)。華南內(nèi)陸印支期花崗巖的形成時(shí)代主要有兩種認(rèn)識,一是形成年齡介于244~230 Ma之間[1-2],二是介于228~211 Ma之間[3-4]。覃曉云等[5]2017年認(rèn)為,武夷山及以西的華南內(nèi)陸印支期巖漿巖形成年齡多小于240 Ma,報(bào)道過的華南內(nèi)陸印支期花崗巖主要形成于三疊紀(jì)(印支期)的中晚期。
湘贛邊界鹿井地區(qū)是一個(gè)花崗巖型鈾礦集中區(qū),鈾礦化主要產(chǎn)于印支—燕山期花崗巖內(nèi)部和其外帶。這個(gè)產(chǎn)鈾的印支—燕山期花崗巖體稱為熱水-文英巖體,位于華南內(nèi)陸諸廣山復(fù)式巖體的中部。該巖體地表巖性較簡單,以印支期粗粒斑狀黑云母花崗巖為主體,發(fā)育少量燕山期的中粒、中細(xì)?;蚣?xì)粒黑云母或二云母花崗巖,局部見花崗斑巖、輝綠巖等巖脈貫入(圖1)。
關(guān)于熱水-文英巖體的主體形成時(shí)代,沈吉等1991年所獲得的花崗巖全巖Rb-Sr同位素等時(shí)線年齡為(215.23±6.28) Ma[6],韓娟等2011年對黃峰嶺礦區(qū)出露的肉紅色粗粒斑狀黑云母花崗巖體進(jìn)行了鋯石SHRIMP U-Pb同位素定年,獲得鋯石的結(jié)晶年齡為(235.4±1.1) Ma[7],表明該巖體的主體侵位時(shí)代為印支期第二階段(γ51-2),這種歸屬已得到地勘單位的廣泛應(yīng)用。
2013—2015年,核工業(yè)二七0研究所實(shí)施完成的中央地勘基金項(xiàng)目“江西省鹿井鈾礦田北部鈾礦普查”,在蕉葉垅地區(qū)施工的鉆孔中見到紅層的基底花崗巖與地表或其他地段鉆孔中所見的粗粒斑狀黑云母花崗巖(γ51-2)有明顯差異,該花崗巖呈中粗?;◢徑Y(jié)構(gòu),含白云母,看不到粗大的鉀長石斑晶。工作過程中我們一直在思考,蕉葉垅地區(qū)深部的中粗?;◢弾r(暫稱蕉葉垅巖體),與其他地段的粗粒斑狀黑云母花崗巖是不是連在一起的?是相變關(guān)系,還是其形成時(shí)代不同?
為了解剖問題,打消疑慮,我們從蕉葉垅地區(qū)的鉆孔中采集了該花崗巖樣品,在顯微鏡下觀察的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了主量元素、微量元素和稀土元素的分析,開展了LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡測定,以期系統(tǒng)研究該巖石的巖石學(xué)、地球化學(xué)和年代學(xué)特征。研究表明該花崗巖的鋯石結(jié)晶年齡為(247±2.2) Ma,該巖體可歸屬印支期第一階段侵入巖。
鹿井礦田蕉葉垅地區(qū)鉆孔深部紅層之下所見的花崗巖,主要是中粗?;◢弾r,另有少量細(xì)粒黑云母(二云母)花崗巖巖枝穿插。在ZK67-1、ZK75-2、ZK83-1和ZK91-1鉆孔的不同深度,采取了5件中粗?;◢弾r樣品(LY16-17,LY16-18,JD5-4,JD5-3和LJ-1),其中LY16-17、LY16-18、JD5-4、JD5-3號樣品送核工業(yè)二三0研究所分析測試中心進(jìn)行主量元素、微量元素和稀土元素檢測,樣品經(jīng)過粗碎→過篩、混勻、縮分→中碎→過篩、混勻、縮分→細(xì)碎→過篩、混勻處理,得到200目試樣,試樣經(jīng)消解或融樣等處理后進(jìn)行檢測,檢測環(huán)境:溫度20~27 ℃,濕度50%~67%,常量組分SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3、MgO、TiO2、MnO、Na2O、K2O、P2O5采用X射線熒光法檢測,使用儀器為X射線熒光光譜儀,燒失量(LOI)用重量法檢測,F(xiàn)eO用滴定法檢測,微量元素Ni、Co、Rb、Sr、Ba、Ga、U、Th及稀土元素Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀檢測,微量元素Nb、Ta、Zr、Hf用X射線熒光光譜儀檢測,各組分或元素的分析誤差均在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi),一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)合格率為100%,重復(fù)樣合格率為100%,各組分或元素的檢出限及檢測結(jié)果見表1、表2、表3。LJ-1號樣品送中國冶金地質(zhì)總局山東局測試中心進(jìn)行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡測定,樣品處理及測試方法流程見后述。
該花崗巖肉眼觀察呈淺灰色、灰白色,中粗?;◢徑Y(jié)構(gòu)(圖2),與鹿井地區(qū)廣泛分布的粗粒斑狀黑云母花崗巖(γ51-2)(圖3)有明顯差異。顯微鏡下觀察(圖4):巖石主要由粒徑0.9~10 mm的半自形板柱狀鉀長石、斜長石,它形粒狀石英,片狀黑云母、白云母等,不透明鐵質(zhì)等相互鑲嵌組成,構(gòu)成半自形中粗粒花崗結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。鉀長石含量約33%,半自形板柱狀、它形粒狀,具卡式雙晶、條紋結(jié)構(gòu),黏土化,晶體較大者包含小的斜長石、云母晶體,偶見鉀長石斑晶,粒徑>9.5 mm。斜長石含量約30%,半自形板柱狀,具聚片雙晶、卡鈉復(fù)合雙晶,具絹云母化,與鉀長石、石英互嵌。石英含量約27%,它形粒狀,粒狀集合體狀,一級亮白干涉色。黑云母約4%,片狀,交代殘留片狀,多綠泥石化、絹云母化。白云母約5%,片狀,不規(guī)則片狀,干涉色鮮艷,部分有殘留黑云母的特征。不透明鐵質(zhì)約1%,主要為半自形它形粒狀集合體狀黃鐵礦,分布在長石、石英粒間。另見微量電氣石,半自形柱狀,交代殘留狀,見橫紋,絹云母化較強(qiáng)烈。
表1 鹿井地區(qū)蕉葉垅中粗?;◢弾r主量元素含量(wB/%)
表2 鹿井地區(qū)蕉葉垅中粗粒花崗巖微量元素含量(wB/10-6)
表3 鹿井地區(qū)蕉葉垅中粗?;◢弾r稀土元素含量(wB/10-6)
圖3 鹿井地區(qū)粗粒斑狀黑云母花崗巖Fig.3 The coarse grained porphyritic biotite granite in Lujing area樣品位置:黃家洞ZK18-1,301.10 m;樣號:LY16-22
表4鹿井地區(qū)蕉葉垅中粗?;◢弾r相關(guān)參數(shù)
Table4Relevantparametersofthemedium-coarsegrainedgraniteinJiaoyelongofLujingarea
樣號取樣位置A/CNKδRb/SrNb/TaZr/HfTh/ULa/NbRb/BaTh/NbTh/Ta∑REELREE/HREEδEuδCe(La/Yb)NLY16-17ZK91-1,488.30 m1.301.589.856.3222.281.910.482.670.424.64121.007.500.351.029.16LY16-18ZK67-1,312.70 m1.171.5628.224.8716.221.980.3713.770.391.1541.815.380.221.035.04JD5-4ZK83-1,424.00 m1.172.178.546.7424.421.210.492.420.465.70119.427.480.311.049.14JD5-3ZK75-2,260.90 m1.221.7919.046.1514.351.770.2912.370.441.7447.375.370.251.044.974樣平均1.221.7816.416.0219.321.720.417.810.433.3182.406.430.281.037.08
注:鋁飽和指數(shù)A/CNK=Al2O3/(CaO+Na2O+K2O),式中氧化物為摩爾數(shù);里特曼綜合指數(shù)δ=(Na2O+K2O)2/(SiO2-43),式中氧化物為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。
圖4 蕉葉垅中粗粒花崗巖鏡下照片(+)Fig.4 Micrograph of the medium-coarse grained granite in Jiaoyelong樣號LJ16-17, 取樣位置:蕉葉垅ZK91-1,488.30 m
蕉葉垅中粗?;◢弾rSiO2含量為73.97%~76.92%,平均75.08%;Al2O3含量為12.56%~13.86%,平均13.39%;Fe2O3含量為0.65%~1.12%,平均0.80%;FeO含量0.29%~0.77%,平均0.50%;CaO 含量為0.56%~0.95%,平均0.68%;MgO含量為0.15%~0.55% ,平均0.31%;K2O含量為4.02%~5.13%,平均4.59%;Na2O含量為1.88%~3.35%,平均2.94%。里特曼綜合指數(shù)δ=1.56~2.17,鋁飽和指數(shù)A/CNK=1.17~1.30(表4),表明該花崗巖具有富硅、高鋁、高鉀、K2O>Na2O的特征,屬于過鋁質(zhì)高鉀鈣堿性系列。
微量元素方面,該花崗巖具有較高的Rb、K等大離子親石元素含量和Th、U、Ta、Nb、Zr、Hf等高場強(qiáng)元素含量(表1),貧Ba、Sr、P、Ti、Co等元素(圖5)。其中U含量3.24×10-6~15.40×10-6,平均8.31×10-6,是華南花崗巖平均值(5.49×10-6)的1.5倍,Th/U比值1.21~1.98,明顯小于華南花崗巖的Th/U值(4.06)[8],該花崗巖具有產(chǎn)鈾巖體的特征[9],勘查過程中發(fā)現(xiàn)多段工業(yè)鈾礦化[注]張萬良,高夢奇,劉毅,等.江西省崇義縣鹿井鈾礦田北部鈾礦普查(階段性)地質(zhì)報(bào)告[R]. 南昌:核工業(yè)二七0研究所, 2016.。
圖5 蕉葉垅中粗粒花崗巖微量元素珠網(wǎng)圖(原始地幔值據(jù)Taylor et al.[10],1985)Fig.5 Spider diagram of trace elements of the medium-coarse grained granite in Jiaoyelong
圖6 蕉葉垅中粗?;◢弾rREE球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖解(球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Leedey[11])Fig.6 Chondrite-normalized REE pattern of the medium-coarse grained granite in Jiaoyelong
稀土元素方面,該花崗巖稀土總量(∑REE )為41.81×10-6~121.00×10-6,LREE/HREE比值為5.37~7.50,δEu 為0.22~0.35,輕稀土元素較富集,負(fù)Eu異常明顯,輕重稀土分餾明顯,稀土配分曲線為右傾型(圖6),與南嶺多數(shù)花崗巖的特征相似。
鋯石單礦物分離在河北省廊坊峰澤源巖礦檢測技術(shù)實(shí)驗(yàn)室完成。樣品簡單處理之后經(jīng)顎式碎樣機(jī)破碎至80目,先用人工淘洗的方法進(jìn)行粗淘,對重砂部分用環(huán)形磁鐵去除強(qiáng)磁性礦物,再用電磁選儀進(jìn)行分選以去除電磁性礦物,然后過重液(三溴甲烷)分離出密度大于2.89 g/cm3的重礦物,在雙目顯微鏡下挑選無明顯裂隙、不含包裹體且透明干凈的鋯石顆粒,備用制靶。
鋯石制靶和透反射光、CL圖像顯微照相工作在南京宏創(chuàng)地質(zhì)勘查技術(shù)服務(wù)有限公司完成。根據(jù)鋯石顯微特征選定測試點(diǎn)位,鋯石U-Pb定年及微量元素測試在中國冶金地質(zhì)總局山東局測試中心進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)使用的激光剝蝕系統(tǒng)為美國Conherent公司生產(chǎn)的193 nm ArF 準(zhǔn)分子激光器,ICP-MS為Thermo Fisher生產(chǎn)的 iCAP Q。激光器波長為193 nm,束斑直徑為30 μm可調(diào)。激光剝蝕采樣過程以氦氣作為載氣,氦氣攜帶樣品氣溶膠在進(jìn)入ICP之前通過一個(gè)T型三通接頭與氬氣(載氣、等離子體氣和補(bǔ)償氣)混合。通過調(diào)節(jié)氦氣和氬氣氣流大小,以獲得NIST SRM 610(美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院研制的人工合成硅酸鹽玻璃標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì))最佳信號為條件實(shí)現(xiàn)測試系統(tǒng)最優(yōu)化,優(yōu)化條件主要為信號靈敏度最高、氧化物產(chǎn)率最低、雙電荷干擾最小、氣體空白最低和信號強(qiáng)度最穩(wěn)定。在束斑直徑為30 μm、頻率為9 Hz、能量密度約為10 J/cm2激光剝蝕條件下,線掃描方式剝蝕NIST SRM 610可獲得:238U靈敏度>6×105cps/10-6;208Pb靈敏度>3.5×105cps/10-6;氧化物產(chǎn)率ThO/Th<0.1%;204Pb氣體空白<100 cps;絕大部分元素(REE、U、Th、Pb) RSD<3%。未知樣品測試時(shí)采樣方式為單點(diǎn)剝蝕、跳峰采集;單點(diǎn)采集時(shí)間模式為: 25 s氣體空白+60 s樣品剝蝕+25 s沖洗;每5~10個(gè)未知樣品點(diǎn)插入一組標(biāo)樣(鋯石標(biāo)樣和成分標(biāo)樣)。采用標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500(年齡為(1 064±2) Ma)、Plesovice(年齡為(337±0.37)Ma, Slama et al., 2008)和GJ-1標(biāo)準(zhǔn)鋯石(TIMS獲得諧和年齡為(600±5) Ma,Jackson et al., 2004)作為外標(biāo)進(jìn)行基體校正;成分標(biāo)樣采用NIST SRM 610, 其中91Zr作為內(nèi)標(biāo)元素。樣品的同位素比值及元素含量計(jì)算采用ICPMSDATACAL數(shù)據(jù)處理程序, U-Pb諧和圖、年齡分布頻率圖繪制和年齡權(quán)重平均計(jì)算采用Isoplot/Ex_ver 3(Ludwig,2003)程序完成。
鹿井地區(qū)具有復(fù)雜的地質(zhì)演化歷史,蕉葉垅中粗?;◢弾r中鋯石也有著不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征。樣品LJ-1中的鋯石多呈柱狀,柱長100~200 μm,少量呈不規(guī)則等軸狀或短柱狀(圖7)。陰極發(fā)光圖像顯示絕大多數(shù)鋯石以淺灰色、灰白色至灰黑色為主,從核到邊部發(fā)育較為明顯的韻律環(huán)帶結(jié)構(gòu),邊部可見明顯的黑色環(huán)帶結(jié)構(gòu),顯示巖漿鋯石的特征。少數(shù)鋯石具有亮白色或暗灰色核,但環(huán)帶結(jié)構(gòu)也很明顯,LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素定年可以獲得206Pb/238U、207Pb/235U、207Pb/206Pb、208Pb /232Th 共4組表面年齡。在下面鋯石定年結(jié)果的討論中,筆者將主要根據(jù)206Pb/238U年齡來確定鋯石的形成時(shí)間。
本次共選擇了25顆鋯石進(jìn)行測試,每顆鋯石測試1個(gè)點(diǎn),共25個(gè)測點(diǎn),測試結(jié)果見表5和圖8。
圖7 鹿井地區(qū)蕉葉垅中粗?;◢弾r典型鋯石的陰極發(fā)光照片F(xiàn)ig.7 The cathodeluminescence(CL) images of zircons of the medium-coarse grained granite in Jiaoyelong of Lujing area
圖8 鹿井地區(qū)蕉葉垅中粗粒花崗巖鋯石U-Pb諧和圖Fig.8 U-Pb concordia diagram of zircons from the medium-coarse grained granite in Jiaoyelong of Lujing area
由表5可知,25顆鋯石25個(gè)測點(diǎn)的年齡數(shù)據(jù)大致可分為以下3種類型:一是年齡偏移諧和線較遠(yuǎn)的測點(diǎn),有4、11、13、14、15、17、22共7個(gè)測點(diǎn),206Pb/238U表面年齡分別是2 578 Ma、438 Ma、865 Ma、439 Ma、432 Ma、427 Ma、233 Ma;二是年齡一致性較好的測點(diǎn),包括兩組,第一組為10個(gè)測點(diǎn)的諧和年齡組,年齡集中在245~251 Ma范圍內(nèi),諧和度為88%~97%,加權(quán)平均206Pb/238U年齡為(247±2.2) Ma,MSWD=0.83,概率為0.57,另一組為6個(gè)測點(diǎn)的諧和年齡組,年齡集中在938~971 Ma范圍內(nèi),諧和度為93%~99%,加權(quán)平均年齡為(956±8.3) Ma,MSWD=1.13,概率為0.34;三是諧和度較低的2顆鋯石測點(diǎn)(2點(diǎn)和6點(diǎn)),諧和度僅為58%和61%。
對照鋯石的CL圖像(圖7),發(fā)現(xiàn)上述幾種類型(組)年齡的測點(diǎn)鋯石,在陰極發(fā)光圖像上,206Pb/238U表面年齡大于865 Ma的測點(diǎn),如1、4、9、10、12、13、18測點(diǎn)所在鋯石均被不規(guī)則或斷續(xù)不協(xié)調(diào)的亮白色環(huán)帶所包裹,僅16測點(diǎn)不明顯,這些鋯石可能是巖漿侵入時(shí)捕獲的古老變質(zhì)鋯石,也有可能是該花崗巖質(zhì)巖漿就是由古老的基底與新元古代增生地殼組分參與形成的。其中4號測點(diǎn)所在的鋯石構(gòu)成了明顯的核邊結(jié)構(gòu),核部為色調(diào)不規(guī)則的繼承鋯石或殘留鋯石,表面年齡為2 578 Ma,邊部為淺灰色震蕩環(huán)帶清晰的巖漿鋯石。其他表面年齡介于233~439 Ma的鋯石,其CL圖像可分性不太明顯,其中表面年齡介于245~251 Ma范圍內(nèi)的10個(gè)一致性較好的測點(diǎn)(3,5,7,8,19,20,21,23,24,25測點(diǎn))多位于灰白色暗灰色清晰的震蕩環(huán)帶上,具巖漿結(jié)晶鋯石的特點(diǎn),其測定結(jié)果應(yīng)是樣品年齡的主體,而其他年齡較大的鋯石(11,14,15,17測點(diǎn)),也具有巖漿鋯石的特點(diǎn),可能是巖漿侵入時(shí)捕獲的加里東期巖漿鋯石,在巖漿捕獲過程中發(fā)生了普通Pb丟失或帶入造成其偏離諧和線較遠(yuǎn)。諸廣山巖體內(nèi)有加里東期巖體分布,可為佐證[12]。許多鋯石邊部發(fā)育不同程度的暗色邊,可能是鋯石受到了后期流體作用的影響所致。
結(jié)合鋯石LA-ICP-MS U-Pb同位素定年結(jié)果及鋯石CL圖像,筆者認(rèn)為,范圍在245~251 Ma之間的10個(gè)諧和年齡的加權(quán)平均年齡(247±2.2) Ma,可代表鹿井礦田蕉葉垅地區(qū)中粗粒黑云母花崗巖的結(jié)晶年齡,即該花崗巖形成于印支期第一階段。其他諧和或不諧和的表面年齡可能代表巖漿侵入時(shí)捕獲的古老變質(zhì)鋯石年齡,或加里東期巖漿鋯石年齡,或者是受到了其他熱液活動影響的鋯石年齡。
花崗巖與大地構(gòu)造的關(guān)系以及地球動力學(xué)意義一直是人們最感興趣的問題之一[13]。花崗巖可視為一種構(gòu)造標(biāo)志體,我們可從花崗巖角度探索解決大地構(gòu)造問題。
南嶺乃至整個(gè)華南內(nèi)陸分布著不少印支期花崗巖,這些印支期巖體的形成年齡多介于中晚三疊世之內(nèi)[14-17],如諸廣山復(fù)式巖體中的印支期花崗巖巖體鋯石U-Pb年齡為208~235 Ma、龍?jiān)磯螏r體為241.0 Ma,貴東復(fù)式雜巖體的印支期巖體為239~220 Ma。前人針對這些印支期花崗巖的形成環(huán)境與機(jī)制開展了廣泛的討論和研究。Carter等和周新民認(rèn)為[18-19],在T1-2時(shí)期,古東特提斯海在越南北部松馬地帶關(guān)閉,洋底向南消減,發(fā)生Sibumasu地塊與印支地塊的相互碰撞,其主碰撞—變質(zhì)期時(shí)代為258~243 Ma。華南地區(qū)在這一碰撞作用的影響下,發(fā)生陸殼的強(qiáng)烈疊置加厚,導(dǎo)致底部發(fā)生熔融形成了廣泛的S型花崗巖[2]。在隨后的T3時(shí)期,華南陸殼被快速減薄,進(jìn)入了伸展應(yīng)力環(huán)境,此時(shí)在地殼拉張減薄的主導(dǎo)機(jī)制下,中地殼古老的沉積變質(zhì)巖系發(fā)生減壓深熔作用,形成了印支期淺色花崗巖[3,20]。孫立強(qiáng)等[21]2010年研究認(rèn)為,印支期后碰撞的伸展作用在約239 Ma已開始。Li等2007年提出從250 Ma開始印支地塊向華南開始低角度俯沖,并自東南方向逐漸向克拉通內(nèi)部遷移,由此導(dǎo)致了華南印支期花崗巖的形成,直到190 Ma時(shí),位于下部的印支地塊發(fā)生裂解,地幔物質(zhì)上涌,形成了燕山期花崗巖[22]。Li等2006等通過對海南同造山期花崗巖的研究認(rèn)為華南印支期造山作用可能開始于早二疊世晚期[23]。
然而,許多學(xué)者通過研究華南印支期花崗巖的巖石地球化學(xué)和同位素特征,認(rèn)為這些花崗巖大多形成于伸展減薄的后碰撞構(gòu)造環(huán)境,如諸廣南部白云巖體鋯石SHRIMP U-Pb 年齡為(231.0±3.0 )Ma,張善果等2011年研究認(rèn)為,該巖體形成于地殼縮短之后的伸展、減薄構(gòu)造環(huán)境;油山巖體的成巖年齡為(213.4±3.0) Ma,坪田巖體(西北部)為(238.8±2.2) Ma,它們的巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù)都投影在后碰撞區(qū)域內(nèi)[21];蘭鴻鋒等[24]2016年研究認(rèn)為,諸廣南部桃金洞花崗巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為(204±2.1) Ma,也是在地殼伸展-減薄構(gòu)造背景下,由古元古代地殼巖石演變而成的變質(zhì)雜砂巖組分巖石經(jīng)中低程度部分熔融形成;凌洪飛等[15]2005年研究表明,帽峰花崗巖體鋯石U-Pb年齡為(219.6±0.9) Ma,形成于地殼減薄的構(gòu)造背景。
鹿井地區(qū)印支早期中粗?;◢弾r(蕉葉垅巖體)里特曼組合指數(shù)(δ)=1.56~2.17,K2O>Na2O,在w(SiO2)-w(K2O)關(guān)系圖(圖9)上,屬于高鉀鈣堿性巖石系列,巖體形成于大陸構(gòu)造環(huán)境[25]。
圖9 硅-鉀圖解Fig.9 Plots of SiO2 vs.K2O
Maniar等1989年利用花崗巖類巖石、礦物學(xué)特征和主量元素化學(xué)特征將花崗巖類形成的構(gòu)造環(huán)境劃分為造山花崗巖類和非造山花崗巖類兩大類[26]。造山花崗巖又可分為:①島弧花崗巖類(IAG),②大陸弧花崗巖類(CAG),③大陸碰撞花崗巖類(CCG),④后造山花崗巖類(POG);非造山花崗巖可分為:①與裂谷有關(guān)的花崗巖類(RRG),②大陸的造陸抬升花崗巖類(CEUG),③大洋斜長花崗巖類(OP)。鹿井地區(qū)印支早期花崗巖鋁飽和指數(shù)A/CNK=1.17~1.30,屬過鋁質(zhì)系列。在鋁飽和指數(shù)圖解(圖10)中,數(shù)據(jù)點(diǎn)位于大陸碰撞花崗巖(CCG)區(qū)域內(nèi),在Rb/30-Hf-3Ta圖解中,數(shù)據(jù)點(diǎn)同樣位于同碰撞花崗巖A區(qū)域(圖11),表明該花崗巖可能形成于大陸碰撞的大地構(gòu)造環(huán)境。
圖10 鋁飽和指數(shù)圖解Fig.10 Plots of aluminum saturation index
圖11 Rb/30-Hf-3Ta圖解(底圖據(jù)Harris 等,1986)Fig.11 Plots of Rb/30-Hf-3TaA.同碰撞花崗巖;B.碰撞后花崗巖;C.火山弧花崗巖;D.板內(nèi)花崗巖
花崗巖的源區(qū)物質(zhì)成分可根據(jù)Sylvester[27]1998年提出的CaO/Na2O 值和FeO+MgO+TiO2含量進(jìn)行判斷。由表1—表4可知,研究區(qū)巖體的CaO/Na2O值為0.17~0.50,平均值0.26,低于0.3;FeO+MgO+TiO2含量為0.52%~1.28%,都低于4%,這些特征反映其源區(qū)物質(zhì)主要由泥質(zhì)巖組成。
印支運(yùn)動是由位于華南地塊和印支地塊之間的東特提斯松潘海的消減和關(guān)閉而引起,東端的碰撞事件發(fā)生在現(xiàn)今越南北部松馬縫合帶,碰撞的開始時(shí)間可能在250 Ma左右[22]。鹿井礦田蕉葉垅地區(qū)深部的中粗?;◢弾r體,屬于印支早期巖漿活動產(chǎn)物,表明在華南內(nèi)陸也存在印支運(yùn)動早期的花崗巖,而且具有大陸碰撞花崗巖的標(biāo)志。故本文認(rèn)為,在華南內(nèi)陸地區(qū),在三疊紀(jì)早期,構(gòu)造環(huán)境可能以擠壓為主,中晚期才轉(zhuǎn)為后碰撞的伸展減薄環(huán)境,該結(jié)論與孫立強(qiáng)等2010年得出的印支運(yùn)動由擠壓向伸展的轉(zhuǎn)換年齡為239 Ma的結(jié)論基本一致。
(1)鹿井地區(qū)蕉葉垅深部中粗?;◢弾r屬高鉀鈣堿性巖石系列,鋯石U-Pb年齡(247±2.2) Ma,屬印支早期巖漿活動的產(chǎn)物,形成于大陸碰撞的構(gòu)造環(huán)境。
(2)印支運(yùn)動對華南地殼的影響是深遠(yuǎn)的,三疊紀(jì)早期,有大陸碰撞花崗巖的形成,如蕉葉垅巖體,只是三疊紀(jì)中晚期轉(zhuǎn)為伸展減薄的后造山環(huán)境才發(fā)育大量后碰撞花崗巖。