贛中南城加里東期花崗閃長(zhǎng)巖成因:來自LA-ICP-MS鋯石U-Pb年代學(xué)及巖石地球化學(xué)的制約

楊慶坤,華 琛,于玉帥,張小亮

(1.東華理工大學(xué) 江西省數(shù)字國(guó)土重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南昌 330013;2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心,武漢 430205;3.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與資源學(xué)院,北京 100083)

在460～400 Ma,全球板塊運(yùn)動(dòng)活躍,存在準(zhǔn)同期的造山活動(dòng),稱為加里東期造山。該期對(duì)華南大陸的早古生代地質(zhì)演化影響巨大,造成了大規(guī)模花崗巖化與巖漿侵入。華南加里東期造山的構(gòu)造演化和動(dòng)力學(xué)機(jī)制是構(gòu)建華南古生代地質(zhì)演化的基礎(chǔ)。任紀(jì)舜[1]認(rèn)為晉寧期之后,“揚(yáng)子板塊”和“華夏板塊”之間發(fā)生過裂解作用,但該運(yùn)動(dòng)并未切穿巖石圈。Zhan等[2]、Rong等[3-5]和戎嘉余等[6]認(rèn)為奧陶紀(jì)“揚(yáng)子板塊”與“華夏板塊”之間存在一個(gè)棲息在以陸殼為基底的已知最深水的底棲群落,因此推斷“揚(yáng)子”和 “華夏”之間并不存在洋殼盆地。但是,劉英會(huì)等[7]通過對(duì)華夏板塊地球物理場(chǎng)的研究,認(rèn)為其應(yīng)由多個(gè)古陸塊組成。萬天豐[8]認(rèn)為華夏板塊在印支期與揚(yáng)子板塊拼合之前,亦分散為多個(gè)古陸。舒良樹[9]通過對(duì)江南造山帶蛇綠混雜巖等巖石的年代學(xué)特征分析,指出在新元古代形成之后華夏板塊裂解產(chǎn)生了浙南-閩北、贛中-贛南和云開大山3個(gè)小陸塊。Guo等[10]通過對(duì)江西相山地區(qū)青白口紀(jì)基底變質(zhì)巖碎屑鋯石年齡與揚(yáng)子板塊、華夏板塊前寒武紀(jì)年齡譜的對(duì)比研究發(fā)現(xiàn),江南造山帶在770 Ma應(yīng)該發(fā)生了裂解,而且這次拉張作用較強(qiáng),切穿了巖石圈,由此,華夏板塊肢解形成多個(gè)次級(jí)古陸。在印支期,組成華夏板塊的多個(gè)次級(jí)古陸向北運(yùn)動(dòng),同揚(yáng)子板塊發(fā)生了再次拼合[11-12]。部分學(xué)者認(rèn)為華南加里東期造山屬于陸內(nèi)造山,其驅(qū)動(dòng)力可能來自于周緣板塊碰撞的遠(yuǎn)程效應(yīng)[13-14], 亦有部分學(xué)者認(rèn)為華南加里東期造山存在板塊構(gòu)造體制下的俯沖碰撞造山, 是揚(yáng)子和華夏板塊之間的華南洋殘留盆俯沖閉合背景下造成的結(jié)果[15-16]。這些爭(zhēng)論在一定程度上影響了對(duì)華南地質(zhì)的研究步伐。與華南燕山期花崗巖研究程度相比,加里東期花崗巖的研究較為薄弱。近年越來越多的學(xué)者認(rèn)為:華南加里東期花崗巖與燕山期大規(guī)模的鈾鎢錫等多金屬成礦事件之間存在一定的聯(lián)系[17-18]。研究區(qū)恰好位于揚(yáng)子板塊和華夏板塊結(jié)合帶的東南緣,因此在該地區(qū)開展華南加里東期花崗巖類構(gòu)造背景的研究,對(duì)完整理解華南巖石圈的形成與演化具有重要意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

我國(guó)加里東期花崗巖主要分布在武夷山脈的贛中-閩西一帶,北以江紹斷裂帶與揚(yáng)子板塊東南緣江南新元古代造山帶相鄰,南以政和-大埔斷裂帶與東南沿海晚中生代花崗質(zhì)火山-侵入雜巖帶相接。研究區(qū)位于揚(yáng)子板塊與華夏板塊拼合構(gòu)造帶(欽杭結(jié)合帶)東南緣,遂川-德興深斷裂和鷹潭-安遠(yuǎn)深斷裂分別從其北西側(cè)和東南側(cè)經(jīng)過(圖1)。研究區(qū)處于江西省中部,礦產(chǎn)資源豐富,是贛中重要的熱液型多金屬成礦遠(yuǎn)景區(qū)之一。

研究區(qū)內(nèi)廣泛出露元古宙變質(zhì)巖,以震旦系-南華系的洪山組(NhZ1h)為主,為一套高綠片巖相-低角閃巖相變質(zhì)地層,變形變質(zhì)作用強(qiáng),部分出現(xiàn)巖漿深熔邊緣混合巖,殘留少量寒武系外管坑組(∈1-2w)。白堊系以茅店組和周田組為主,多分布在研究區(qū)的東部,與下伏地層呈斷層接觸,以紫紅色復(fù)成分細(xì)礫巖和含礫砂巖為主。研究區(qū)位于華夏侵入巖區(qū)武夷復(fù)式花崗巖帶,巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈,加里東期、華力西-印支期、燕山期均有巖漿活動(dòng)。區(qū)內(nèi)基性、中基性巖類零星出露,多呈巖脈狀產(chǎn)出,主要巖石類型有閃長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)斑巖、輝長(zhǎng)巖、輝綠巖等。

2 研究區(qū)巖體特征

研究區(qū)位于撫州市東南50 km處，花崗巖多呈北東向展布, 少數(shù)呈北北東向延伸, 以志留紀(jì)的花崗閃長(zhǎng)巖為主(圖2),巖體與前寒武紀(jì)變質(zhì)地層呈明顯侵入接觸關(guān)系, 接觸界面清晰, 呈港灣狀、巖枝狀侵入, 巖體內(nèi)部見較多變質(zhì)巖殘留體, 無細(xì)粒邊, 圍巖未見明顯角巖化, 但往往發(fā)育幾十米至千余米寬窄不等的邊緣混合巖。 邊緣混合巖呈帶狀分布于巖體外側(cè)或呈穹隆狀、 團(tuán)塊狀分布于隱伏巖體頂蓋, 由花崗質(zhì)脈體和變質(zhì)巖基體組成條紋條帶狀構(gòu)造、 陰影狀構(gòu)造(圖3), 反映巖體形成和侵位深度較大, 與圍巖(變質(zhì)巖)基本處于大致相近的溫壓條件, 屬熱侵位模式。 花崗巖與侏羅紀(jì)、 白堊紀(jì)等沉積蓋層呈斷層接觸關(guān)系,局部可見早侏羅世地層水北組呈角度不整合關(guān)系覆蓋其上。

圖1 華南加里東期花崗巖分布略圖(據(jù)孫濤[19]修改; 年齡數(shù)據(jù)據(jù)文獻(xiàn)[20])Fig.1 Distribution of Caledonian granite in South China1—走滑斷裂;2—?dú)J杭成礦帶分界線與斷裂;3—加里東期花崗巖;4—成巖年齡;Ⅰ—?dú)J杭成礦帶北帶;Ⅱ—?dú)J杭成礦帶主(中)帶;Ⅲ—?dú)J杭成礦帶南帶

3 分析測(cè)試方法

3.1 主、微量元素分析

本次選取4件新鮮巖石樣品,經(jīng)破碎→磨碎(200目, 0.074 mm), 全巖主、 微量元素的分析在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測(cè)試研究中心完成。 主量元素分析采用荷蘭飛利浦PW2404 X射線熒光光譜法(XRF)和化學(xué)分析法(CA), 具體測(cè)試過程見Norrish等[21]; 微量元素和稀土元素分析采用德國(guó)Finnigan MAT的HR-ICP-MS(ELEMENT XR), 測(cè)試方法依據(jù)《電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)分析方法通則》(DZ/T 0223—2001),具體測(cè)試過程見Qu 等[22]。

3.2 LA-ICP-MS鋯石U-Pb測(cè)年

鋯石樣品的分離、 挑選由廊坊市科大巖石礦物分選技術(shù)服務(wù)有限公司完成; 鋯石制靶、 陰極發(fā)光(CL)圖像分析(Mono CL3+)在南京求實(shí)地質(zhì)科技有限公司完成;LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年在南京大學(xué)內(nèi)生金屬礦床成礦機(jī)制研究國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。詳細(xì)的測(cè)試/分析方法及流程可參考Jackson等[23]及Griffin等[24]。U-Pb同位素質(zhì)量分餾采用澳大利亞鋯石標(biāo)樣GEMOCGJ-1(608.5±1.5 Ma)的實(shí)測(cè)結(jié)果[23]來校正, 鋯石標(biāo)樣采取Mud Tank(732±5 Ma)[25]作為盲樣, 以控制分析測(cè)試精度。 U-Pb年齡和U、 Th的計(jì)數(shù)由GLITER軟件(ver.4.4)在線獲得。 因?yàn)?04Pb的信號(hào)強(qiáng)度極低, 以及受到載氣過程中204Hg的干擾, 該方法不能直接精確測(cè)定其含量, 因此, 普通Pb的矯正使用嵌入Excel的ComPbcorr#3-15G程序來進(jìn)行[26], 不過絕大多數(shù)樣品點(diǎn)的普通鉛含量很低, 校正與否幾乎沒有影響。 數(shù)據(jù)處理采用Isoplot軟件[27]。

4 分析結(jié)果

4.1 巖相學(xué)特征

整體上,巖石結(jié)構(gòu)較均一,靠近圍巖粒徑較細(xì),核部粒徑較粗,灰白色,呈中細(xì)粒-中粗?；◢徑Y(jié)構(gòu), 塊狀構(gòu)造(圖3)。 主要礦物成分有斜長(zhǎng)石(61%～42%)、 鉀長(zhǎng)石(12%～18%)、 石英(22%～23%)、 黑云母(6%～21%), 副礦物有磁鐵礦、 榍石和鋯石。 次生礦物有絹云母、 綠泥石、 褐鐵礦及粘土礦化。 斜長(zhǎng)石粒徑為1.6 mm×0.6 mm～3.6 mm×2.4mm, 多呈自形-半自形板狀結(jié)構(gòu), 最大可達(dá)6.5 mm×4.5 mm, 具鈉長(zhǎng)石雙晶, 部分有絹云母化; 鉀長(zhǎng)石呈他形粒狀結(jié)構(gòu), 粒徑為1.2 mm×0.8 mm～2.8 mm×2.2 mm, 具格子狀雙晶; 石英呈他形粒狀結(jié)構(gòu), 粒徑1.3 mm×1.1 mm～2.5 mm×2.3 mm; 黑云母呈他形片狀, 大小0.6 mm×2.3mm～1.2 mm×1.8mm。 副礦物磁鐵礦呈他形粒狀, 多與黑云母緊密共生。

4.2 測(cè)年結(jié)果

所測(cè)樣品中的鋯石均呈柱狀自形晶,無色透明或淡黃色,CL圖像上可以看到清晰的巖漿結(jié)晶鋯石的環(huán)帶現(xiàn)象(圖4),少量鋯石邊部呈現(xiàn)暗黑色,可能是鋯石中含有較高的U和Th導(dǎo)致的。 U-Pb同位素測(cè)年數(shù)據(jù)見表1, LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡見圖5。鋯石長(zhǎng)112～189 μm,長(zhǎng)寬比大多為3∶1～6∶1,對(duì)所選取的21粒鋯石進(jìn)行了U-Pb同位素分析,這些鋯石的U含量在(744～147)×10-6,Th為(568～47)×10-6。一般認(rèn)為，巖漿成因鋯石具較高的Th/U值(通常為0.1～1.0)[25],而變質(zhì)鋯石的Th/U值相對(duì)較低(小于0.1)[28-30], 本次所測(cè)鋯石樣品的Th/U=0.12～0.76,其U-Pb同位素組成在誤差范圍內(nèi)諧和,樣品在諧和圖中206Pb/238U諧和年齡一致,206Pb/238U加權(quán)平均年齡為413.8±2.3 Ma(置信度95%)。

圖4 代表性鋯石CL圖像及206Pb/238U年齡Fig.4 CL images and 206Pb/238U ages for representative zircons

4.3 巖石地球化學(xué)特征

贛中南城加里東期花崗巖代表性樣品的主、 微量元素測(cè)試結(jié)果見表2、 表3。 該套花崗巖SiO2含量較低, 為67.81%～68.42%, 平均為68.16%; 貧鎂和錳(MgO含量為0.63%～0.65%, 平均為0.64%; MnO為0.03%～0.04%, 平均為0.03%); 堿總量中等(Na2O+K2O為6.46%～6.62%, 平均為6.54%), 相對(duì)富鈉(K2O/Na2O=0.2);A/CNK=1.66～1.71, 平均1.69, 遠(yuǎn)大于1.1, 表明其屬于強(qiáng)過鋁質(zhì)花崗巖; 分異指數(shù)DI=73.5～74.7, 平均為74.1; 里特曼指數(shù)σ為1.67～1.74(平均1.71), (Na+K)/Al(原子數(shù)比)=0.565～0.574(平均0.57), 堿鋁比值小于0.90, 屬堿不飽和系列; 巖石含鐵指數(shù)較低(TFeO/(TFeO+Mg)=0.63～0.65)。 隨著花崗巖SiO2含量增加,DI、 鋁飽和指數(shù)、 堿含量(K2O+Na2O)和K2O/Na2O值均呈正相關(guān)關(guān)系(圖6)。

表1 研究區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖中鋯石LA-ICP-MS分析結(jié)果(樣品HP17-2)Table 1 Analysis results of LA-ICP-MS zircon U-Pb ages for granodiorites in study area

圖5 LA-ICP-MS鋯石U-Pb諧和圖Fig.5 LA-ICP-MS zircon U-Pb concordia plots for granodiorite in study area

表2 研究區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖全巖主量元素含量

Table 2 Contents of major elements of granodiorites in study areawB/%

表3 研究區(qū)花崗閃長(zhǎng)巖全巖微量元素含量

Table 3 Contents of trace elements of granodiorites in study areawB/10-6

樣品號(hào)LiBeScVCrCoNiCuZnGaRbSrYMoCdInSb HP17-119.42.764.5114.89.112.515.133.7642.017.960.75445.620.6290.0650.0260.202 HP17-215.82.574.3412.37.692.893.974.8638.017.767.14875.110.6950.0640.0200.106 HP17-318.22.925.5813.45.792.393.673.1137.618.664.55576.280.2670.0740.0260.058 HP17-417.22.334.8513.85.632.43.693.1336.917.564.85085.820.3210.0680.0300.052 樣品號(hào)LaCePrNdSmEuGdTbDyHoErTmYbLuWReTl HP17-117.929.23.1010.301.781.291.860.2281.130.1690.5670.0740.4440.0671.200<0.0020.253 HP17-212.422.62.239.271.421.211.260.1860.860.1470.5060.0800.4560.0731.190<0.0020.278 HP17-314.225.92.769.431.431.351.360.2041.070.2040.6060.1130.7400.1090.528<0.0020.239 HP17-412.118.72.058.011.211.391.070.1831.020.1740.6570.0980.6240.1020.567<0.0020.253 樣品號(hào)CsBaPbBiThUNbTaZrHfΣREELREEHREELREE/HREE(La/Yb)NδEuδCe HP17-14.7610620.80.0123.6401.2806.3500.478841.5468.1163.574.5414.0127.242.150.85 HP17-24.8910819.20.0083.4001.1306.6300.419811.2852.7049.133.5713.7618.382.710.94 HP17-35.6311825.90.0444.3401.6607.0400.4381282.6859.4855.074.4112.5012.972.920.92 HP17-44.6211120.30.0103.1600.9836.4300.4231382.3947.3943.463.9311.0613.103.660.82

巖石總體上均表現(xiàn)為富堿、 貧硅、 貧鈣、 貧鎂的特征。 在SiO2-(Na2O+K2O)圖解(圖7)中, 所有點(diǎn)投影于亞堿性花崗閃長(zhǎng)巖中, 在SiO2-K2O圖(圖8)中顯示具有低鉀(拉斑)系列特征。 在A/CNK-A/NK圖解(圖9)中, 樣品主要集中在過鋁質(zhì)。 所有樣品均具有相似的REE配分曲線(圖10), 曲線右傾, Eu正異常明顯(δEu=2.15～3.66)； ∑REE含量較低,為47.39×10-6～68.11×10-6, 平均56.92×10-6； 輕稀土富集明顯, (La/Yb)N=12.97～27.24, 平均為17.92。 在微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化圖解上(圖11), 巖石均虧損大離子親石元素Ba及高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、 Ta等, 富集Rb、 Th、 U、 Pb、 Sr等大離子親石元素。

5 討 論

5.1 巖石年齡

本次測(cè)得贛中南城加里東期花崗巖的成巖時(shí)代為413.8±2.3 Ma。筆者通過總結(jié)華南地區(qū)加里東期花崗巖成巖年齡和其大地構(gòu)造屬性等特征發(fā)現(xiàn),華南加里東期花崗巖可分為早期和晚期,但在許多規(guī)模較大的加里東期花崗巖基內(nèi)部往往既有早期又有晚期巖體,說明其具有多階段特征,而且兩期花崗巖大地構(gòu)造屬性差異較大。華南加里東期構(gòu)造-巖漿活動(dòng)主要集中在420～460 Ma(圖12),其規(guī)模至少涉及湖南、江西、福建以及廣東等省。加里東期華夏板塊內(nèi)的片麻狀花崗巖和混合巖的成巖年齡明顯早于塊狀花崗巖,而揚(yáng)子板塊的塊狀花崗巖的成巖年齡要晚于華夏板塊塊狀花崗巖年齡,說明揚(yáng)子板塊和華夏板塊在加里東期大地構(gòu)造屬性不一致。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為華南加里東期花崗巖呈現(xiàn)與加里東期褶皺構(gòu)造線一致的北東向線狀分布特征,但是通過圖1可以看出,其主要呈面狀展布。

5.2 巖石成因

前人多認(rèn)為華夏板塊加里東期花崗巖為一套準(zhǔn)鋁質(zhì)-過鋁質(zhì)S型或I型花崗巖,巖石地球化學(xué)特征與基底變質(zhì)巖系相似,沒有明顯的幔源物質(zhì)加入[37-40]。在花崗巖類型判別圖解(圖13)中,贛中南城加里東期花崗巖樣品均落在I型和S型花崗巖混合區(qū)域范圍內(nèi)。Patino Douce[41]認(rèn)為各類花崗巖之間差異性的存在主要與熔融的源區(qū)組成和壓力有關(guān)。Barbarin[42]指出花崗巖有3種源區(qū):地幔、地殼和殼?；旌?其認(rèn)為過鋁質(zhì)花崗巖是殼源的,鈣堿性花崗巖是混合源的,堿性和過堿性花崗巖是幔源的。王德滋等[43]認(rèn)為花崗巖主量元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(或分子數(shù))可以用來區(qū)分其巖漿類型,I型和S型花崗巖具有鈣堿性系列特征,而A型花崗巖則具有堿質(zhì)系列特征,通過鋁飽和指數(shù)(A/CNK)參數(shù)可以進(jìn)一步區(qū)分I型和S型花崗巖,如果花崗巖A/CNK>1.1,其為強(qiáng)過鋁質(zhì), 屬于S型花崗巖。研究區(qū)加里東期花崗巖鋁飽和指數(shù)A/CNK=1.66～1.71, 平均為1.69>1.1。 由于K2O和Na2O是主量元素中最容易熔融的組分, 在地幔和地殼中的含量差別明顯, 因此可以用K2O和Na2O含量來判別花崗巖類型, 殼源沉積巖成因的S型花崗巖一般 K2O/Na2O>1, 而研究區(qū)花崗巖K2O/Na2O≈0.204～0.201, 平均值為0.202<1。

圖6 主要巖石地球化學(xué)參數(shù)及REE與SiO2變化關(guān)系圖(h底圖據(jù)Frost等[31])Fig.6 Major petrochemical parameters and REE vs. SiO2 plots for granites in study area

圖7 花崗巖TAS分類圖(底圖據(jù)Middlemost[32])Fig.7 TAS classification for the granites in study area1—橄欖輝長(zhǎng)巖;2a—堿性輝長(zhǎng)巖;2b—亞堿性輝長(zhǎng)巖;3—輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖;4—閃長(zhǎng)巖;5—花崗閃長(zhǎng)巖;6—花崗巖;7—硅英巖;8—二長(zhǎng)輝長(zhǎng)巖;9—二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖;10—二長(zhǎng)巖;11—石英二長(zhǎng)巖;12—正長(zhǎng)巖;13—副長(zhǎng)石輝長(zhǎng)巖;14—副長(zhǎng)石二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖;15—副長(zhǎng)石二長(zhǎng)正長(zhǎng)巖;16—副長(zhǎng)正長(zhǎng)巖;17—副長(zhǎng)深成巖;18—霓方鈉巖/磷霞巖/粗白榴巖;Ir—Irvine 分界線,上方為堿性,下方為亞堿性

圖8 SiO2-K2O圖 (實(shí)線據(jù)Peccerillo等[33]; 虛線據(jù)Middlemost[32])Fig.8 SiO2-K2O diagram

圖9 A/CNK-A/NK圖(底圖據(jù)Maniar等[34])Fig.9 A/CNK-A/NK diagram

圖10 稀土元素配分模式(標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)引自Sun等[35])Fig.10 Chondrite-normalized REE patterns

圖11 微量元素蛛網(wǎng)圖(標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)引自Wood[36])Fig.11 Primitive mantle basalt-normalized trace element spidergram

圖12 華南加里東期花崗巖年代學(xué)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) (據(jù)朱清波等[37])Fig.12 Statistics of different chronologic data from Caledonian samples

圖13 花崗巖類型判別(底圖據(jù)Whalen等[49])Fig.13 Granite type discriminant

可看出, 兩組主量元素?cái)?shù)據(jù)A/CNK和K2O/Na2O值所指示的花崗巖類型出現(xiàn)了矛盾。 綜上所述, 研究區(qū)加里東期花崗巖源區(qū)復(fù)雜。

張旗等[44-46]認(rèn)為花崗巖的形成壓力可以通過其殘留相組成和微量元素Sr、 Yb含量來推斷。 贛中南城加里東期花崗巖體的樣品中Sr含量較高, 而Yb含量較低。 通過對(duì)花崗巖Sr-Yb分類圖(圖14)進(jìn)行投點(diǎn), 其主要位于I區(qū)的Sr/Yb=800的分類線上方。 張旗等[45]認(rèn)為高Sr低Yb型花崗巖的REE分布是LREE富集型, 并將其分為3類:1)HREE強(qiáng)烈虧損, 無銪異?；蛴姓B異常, 暗示源區(qū)由石榴石+輝石組成, 殘留相為榴輝巖; 2)HREE具平坦型的分布,說明源區(qū)可能有角閃石殘留(石榴石+輝石+角閃石), 殘留相為角閃榴輝巖或含角閃石的輝石巖; 3)HREE虧損或平坦型, 有弱的負(fù)銪異常, 說明殘留相可能有少量斜長(zhǎng)石存在, 殘留相為含斜長(zhǎng)石的榴輝巖或麻粒巖, 或殘留相中無斜長(zhǎng)石存在,而熔體中的斜長(zhǎng)石發(fā)生了分離結(jié)晶作用。研究區(qū)加里東期花崗巖具有明顯的HREE虧損、δEu正異常以及Sr富集現(xiàn)象,說明巖漿源區(qū)應(yīng)以殼源沉積巖為主,并有地幔物質(zhì)參與。結(jié)合研究區(qū)加里東期花崗巖源區(qū)類型判別圖(圖15),可以看出該套花崗巖應(yīng)該具有殼?；旌咸卣?與華夏板塊加里東期花崗巖主要的殼源屬性有一定的差別。

圖14 花崗巖Sr-Yb分類圖(底圖據(jù)張旗等[44-45])Fig.14 Sr-Yb classification of granites Ⅰ—高Sr低Yb型;Ⅱ—低Sr低Yb型;Ⅲ—高Sr高Yb型;Ⅳ—低Sr高Yb型;A—鈉質(zhì)系列的壓力增高路線;B—鉀質(zhì)系列的壓力增高路線

圖15 花崗巖類型源區(qū)判別(底圖據(jù)Alther等[50])Fig.15 Granite type discriminant

5.3 構(gòu)造背景

產(chǎn)出花崗巖的大地構(gòu)造環(huán)境和位置對(duì)研究其成因類型等有著重要的指示作用。前人對(duì)華南加里東期花崗巖形成的大地構(gòu)造背景進(jìn)行了諸多研究,對(duì)于其形成于造山運(yùn)動(dòng)機(jī)制下似乎已經(jīng)達(dá)成了共識(shí)[51-53],但關(guān)于其屬于陸內(nèi)造山還是陸間造山(即造山時(shí)古陸之間是否存在洋盆)尚存較大爭(zhēng)議,其構(gòu)造演化歷史研究程度亦較低。部分學(xué)者認(rèn)為華南加里東期存在洋盆,并由多個(gè)古陸組成[54],亦有部分學(xué)者認(rèn)為華南加里東期無洋盆分隔[51-53]。Yao等[55]認(rèn)為430 Ma左右可能是加里東期造山帶構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換的時(shí)間,早期和晚期的構(gòu)造環(huán)境不同,而且不同區(qū)域之間也有差異。華南加里東早期花崗巖以混合巖、片麻狀花崗巖和片麻巖為主,多形成于同碰撞擠壓構(gòu)造環(huán)境,而晚期以塊狀花崗巖為主,多形成于后造山伸展拉張背景[17,56]。

張芳榮等[57]收集了大量的研究區(qū)周邊撫州和廣昌地區(qū)范圍的加里東期花崗巖巖石地球化學(xué)數(shù)據(jù), 將其投影在TFe/(TFe+MgO)-SiO2判別圖和Rb-(Y+Nb)圖解(圖16)中,可看出:加里東早期和晚期花崗巖成巖大地構(gòu)造背景具有一定的差異性, 早期以造山期擠壓環(huán)境為主, 晚期以后造山伸展環(huán)境為主。但是研究區(qū)贛中南城加里東晚期花崗巖卻與該現(xiàn)象相反,主要集中在火山弧花崗巖或者火山弧花崗巖+弧花崗巖+大陸碰撞花崗巖范圍內(nèi)。圖17顯示其具有板塊碰撞前消減地區(qū)花崗巖特征,指示了研究區(qū)在加里東晚期的板片俯沖背景，說明加里東晚期贛中南古陸大地構(gòu)造環(huán)境并不一致, 其可能由多個(gè)尚未拼合的次級(jí)微陸塊組成,在該時(shí)期這些微陸塊之間存在殘留的大洋盆地[7-8,60], 亦或與武夷山古陸向西與其不均一性俯沖碰撞有關(guān)。

圖16 花崗巖構(gòu)造環(huán)境判別圖解(a底圖據(jù)Maniar等[34]; b底圖據(jù)Pearce等[58])Fig.16 Structural environment discriminant RRG—與裂谷有關(guān)的花崗巖類；CEUG—大陸造陸隆升花崗巖;POG—后造山花崗巖類;IAG—島弧花崗巖類;CAG—大陸弧花崗巖類;CCG—大陸碰撞花崗巖類;Syn-COLG—同碰撞花崗巖;Post-COLG—后碰撞花崗巖;VAG—火山弧花崗巖;WPG—板內(nèi)花崗巖;ORG—洋中脊花崗巖

圖17 花崗巖構(gòu)造環(huán)境判別圖解(R1-R2) (底圖據(jù)Batchelor等[59])Fig.17 Structural environment discriminant1—幔源花崗巖; 2—板塊碰撞前消減地區(qū)花崗巖; 3—板塊碰撞后隆起花崗巖; 4—晚造山期花崗巖; 5—非造山期花崗巖; 6—同碰撞花崗巖; 7—造山后期型花崗巖; R1=4Si-11(Na+K)-2(Fe+Ti); R2=6Ca+2Mg+A

6 結(jié) 論

(1)贛中南城加里東晚期花崗巖總體上表現(xiàn)為富堿、貧硅、貧鈣、貧鎂的特征,具有強(qiáng)過鋁質(zhì)性質(zhì)和低鉀(拉斑)系列特征。REE配分曲線具有右傾特征,Eu正異常明顯,虧損Ba、Nb、Ta等元素,富集Rb、Th、U、Pb、Sr?！芌EE含量較低,輕稀土富集明顯。具有高Sr低Yb型花崗巖特征,巖漿來源具有殼幔混合特征。

(2)通過對(duì)研究區(qū)加里東期花崗閃長(zhǎng)巖侵入體進(jìn)行LA-ICP-MS 鋯石U-Pb測(cè)年,得到413.8±2.3 Ma年齡,成巖時(shí)間與華南地區(qū)加里東晚期塊狀花崗巖成礦時(shí)間一致,但與該時(shí)期贛中南古陸其他區(qū)域花崗巖形成的大地構(gòu)造背景差異性較大,說明贛中南古陸在該時(shí)期的大地構(gòu)造屬性并不均一,其可能由多個(gè)尚未拼合的次級(jí)古陸組成,或者可能與武夷山古陸向西與其不均一性俯沖碰撞有關(guān)。