二、微量元素
根据δEu和δCe,将燕山早期花岗岩类分为负铕负铈右倾型、负铕右倾型、正铕右倾型和负铕海鸥型(图6-2)。同一矿区往往出现多种类型,这可能与岩浆演化及岩石遭受某种蚀变有关。
负铕负铈右倾型和负铕右倾型(正常型):是燕山早期成矿系列成矿花岗岩类的主要类型,代表燕山早期与成矿相关的花岗岩类基本特征(图6-2a、b)。∑REE 为(73.44~456.08)×10-6,平均为165.74×10-6。∑Ce/∑Y 为0.34~3.6,平均为1.38,总体为轻稀土富集,(La/Yb)N 为1.40~29.43,平均为9.56,曲线为右倾型。(La/Sm)N 为2.3~7.72,平均为4.30,轻稀土分馏明显。(Gd/Yb)N 为0.35~2.68,平均为1.49,重稀土分馏不显著。δEu为0.05~0.99,平均为0.57。通过对不同岩石类型的∑REE值、δEu值进行排序,由辉石闪长岩→石英闪长岩→花岗闪长岩→二长花岗岩→碱长花岗岩→正长花岗岩,∑REE 值大致呈升高趋势,δEu值大致呈下降趋势,反映出随岩浆演化δEu负异常出现逐渐增加的趋势,而REE则趋于富集。
图6-2 研究区与成矿相关花岗岩类稀土配分模式图
正铕右倾型(异常型):δEu值为1.1~5.06,平均为1.77。研究区相关花岗岩类几乎不含石榴子石、单斜辉石或斜方辉石等Eu分配系数较大的矿物,故认为该类型主要是由蚀变造成,蚀变往往造成稀土总量降低,使稀土元素发生不同程度地分馏。翠宏山GSC1、霍吉河WLH12、东安DA3-2 和DA3-8、高岗山GG5、鹿鸣GSL2、袁家屯Y41-1、九三站TWJ41-2和TWJ41-3、林海LH1等样品出现正铕异常(图6-2c)。从DA3-8样品含金0.38×10-6(表6-2)和DA3-8和TWJ41-3样品明显具钾长石化来看,正铕异常主要由钾长石化引起。正铕右倾型的∑REE 为(51.33~273.18)×10-6,平均为121.27×10-6,低于负铕负铈右倾型和负铕右倾型。∑Ce/∑Y 为0.81~2.80,平均为1.72,轻稀土富集。(La/Yb)N 为6.16~19.28,平均为10.87,曲线为右倾型。(La/Sm)N 为3.29~9.58,平均为5.25,轻稀土分馏明显。(Gd/Yb)N 为0.83~2.58,平均为1.41,重稀土分馏不显著。
负铕海鸥型(异常型):海鸥型配分模式的出现也是由蚀变引起,如翠宏山细粒碱长花岗岩样品(C41-1、C41-2、C41-3、C41-4)具有较强的硅化(表6-2、图6-2d)。负铕海鸥型的∑REE 为(160.94~217.73)×10-6,平均为185.61×10-6,略高于负铕负铈右倾型和负铕右倾型。∑Ce/∑Y 为0.76~0.96,平均为0.87,轻重稀土分异不明显。(La/Sm)N 为2.30~2.57,平均为2.47,轻稀土分馏不太明显。(Gd/Yb)N 为0.35~0.44,平均为0.39,重稀土相对富集。δEu 值为0.06~0.13,平均为0.11,负铕异常显著。
在微量元素蛛网图上,燕山早期成矿相关花岗岩类曲线分布于大陆系列花岗岩区域,属大陆系列花岗岩(张旗等,2012)。岩石明显亏损P、Ti、Nb和Ta等HFSE(图6-3),翠宏山部分细粒碱长花岗岩中富集Ta,与磁铁矿矿化有关。岩石富集Rb、Th、U、K 而亏损Ba等大离子亲石元素,Sr则表现为在翠宏山、小西林和鹿鸣矿田中也略有富集。大离子亲石元素特征,主要与岩浆演化及热液作用有密切关系。负的Nb异常和正的Rb、Th、U、K 异常显示大陆地壳的特征,可能指示地壳物质参与了岩浆过程(Hugh,1993)。
此外,与成矿相关花岗岩类F和S含量较高,反映其含挥发成分较高。F含量为(111~7 725)×10-6,平均为1 008.58×10-6,S含量一般为(40.20~23 900)×10-6,平均为1 470.98×10-6。
图6-3 研究区与成矿相关花岗岩类微量元素蛛网图
a.翠宏山矿田;b.小西林矿田;c.鹿鸣矿田;d.张广才岭;b中的WX1和WX2样品属五星地区