成因与构造环境
张旗等(2006,2012)根据花岗岩类Sr和Yb含量,以Sr=400×10-6 和Yb=2×10-6 为界,将成矿花岗岩类划分为5类:I-高Sr高Yb型,Ⅱ-低Sr低Yb型,Ⅲ-高Sr低Yb型,Ⅳ-低Sr高Yb型和Ⅴ-非常低Sr高Yb型。据此,研究区花岗岩类主要可划分为高Sr低Yb型(埃达克型)、低Sr高Yb型(浙闽型)、低Sr低Yb型(南岭型或A 型)和非常低Sr高Yb型(喜马拉雅型)(图6-8)。
图6-8 研究区成矿相关花岗岩类Sr-Yb分类图(底图据张旗等,2006)
高Sr低Yb型:该类型主要为霍吉河二长花岗岩和花岗闪长岩。岩石Sr含量较高,平均430.17×10-6,Yb含量为(0.57~1.60)×10-6,平均为l.17×10-6。LREE 富集,(La/Yb)N 为10.96~24.99,有轻微的铕负异常,δEu 为0.73~0.95,平均0.84。Al2 O3 为13.52%~15.11%,平均为14.5%。Yb亏损和Sr富集及弱负铕异常表明,源区可能有石榴子石+辉石±角闪石±斜长石存在,形成深度大于50km,压力通常大于1.2Ga。此外,大安河辉石闪长岩和二股公路桥的细粒花岗闪长岩也属该类型。
低Sr高Yb型:是研究区的主要类型,包括翠宏山碱长花岗岩,高岗山碱长花岗岩,小西林和二段地区的花岗闪长岩,鹿鸣-二股地区二长花岗岩、碱长花岗岩和花岗闪长岩,滨东地区正长花岗岩、二长花岗岩、花岗斑岩和花岗闪长岩。岩石Sr含量一般为(106~377)×10-6,平均256.74×10-6,Yb为(0.84~18.39)×10-6,平均4.19×10-6。岩石LREE 较富集,(La/Yb)N 为1.40~18.54,平均8.27。岩石的δEu一般为0.41~0.70。Al2 O3 为11.65%~16.74%,平均为14.56%。该类型花岗岩特点是残留相为角闪岩相(斜长石十角闪石十辉石),有中等铕异常,形成时的压力条件较低(张旗等,2006),估计其压力<0.8GPa或<1GPa。在该类型花岗岩中,翠宏山细粒碱长花岗岩δEu<0.3,为构造岩浆演化晚期阶段形成的。二股、明理和袁家屯地区的花岗岩类的δEu>0.72,形成深度大于高岗山、小西林、二段和鹿鸣地区花岗岩类。
低Sr低Yb型:主要包括东安粗中粒碱长花岗岩、弓棚子花岗闪长岩和九三站碱长花岗岩,岩石Sr含量一般为(120.0~346.0)×10-6,平均232.5×10-6,Yb含量为(0.96~1.61)×10-6,平均1.38×10-6。岩石δEu一般为0.5~0.96,平均为0.73。Al2 O3 为10.52%~15.30%,平均为13.81%。九三站中粒碱长花岗岩δEu为1.60~2.20,可能与蚀变有关。一般地,该类型花岗岩可能是在中等压力下形成的(张旗等,2006),估计其压力至少大于0.8GPa,形成深度约为30km(Xiong etal,2005)。岩石HREE具平坦型的分布,HoN 与YbN 大体相当,暗示角闪石可能是重要的残留相(陈静,2011)。
非常低Sr高Yb型:主要包括翠宏山细粒碱长花岗岩、五星花岗斑岩、五道岭正长花岗岩、海林林海的碱长花岗岩和尚志一面坡的正长花岗岩等。岩石Sr含量一般为(31.0~134.0)×10-6,平均55.31×10-6,Yb含量平均为3.04×10-6。岩石δEu一般为0.18~0.66,铕负异常较显著,为岩浆演化晚期阶段产物。Al2 O3 为11.79%~16.20%,平均为12.96%。该类型花岗岩形成的压力可能非常低(<0.8GPa),许多A 型花岗岩和高分异花岗岩均属于此类(葛文春等,2001;Wu etal,2002)。
按照ISMA 型分类,在P2 O5-SiO2 和Pb-SiO2 变化趋势图上,该区成矿相关花岗岩类与I型花岗岩变化趋势相似(图6-9)。在Ce-SiO2、Nb-SiO2、Zr-SiO2 和Y-SiO2 判别图上,成矿相关花岗岩类主要属I型花岗岩,只有翠宏山、东安、尚志-海林地区碱长花岗岩和正长花岗岩属A 型花岗岩(图6-10、图6-11)。在(FeO*/Mg O)-(Zr+Nb+Ce+Y)和[(K2 O+Na2 O)/CaO]-(Zr+Nb+Ce+Y)判别图上,成矿花岗岩类样品多数投点于未分异花岗岩区域(图6-12)。在(K2 O/MgO)-(10 000×Ga/Al)和[(K2 O+Na2 O)/CaO]-(10 000×Ga/Al)判别图上,样品绝大多数投点于A 型花岗岩(洪大卫等,1995;周佐民,2011)区域(图6-13)。
图6-9 成矿相关花岗岩类P2 O5-SiO2 和Pb-SiO2 变化趋势图
图6-10 与成矿相关花岗岩类Ce-SiO2 和Nb-SiO2 判别图
图6-11 与成矿相关花岗岩类Zr-SiO2 和Y-SiO2 判别图
图6-12 与成矿相关花岗岩类(FeO*/Mg O)-(Zr+Nb+Ce+Y)和[(K2 O+Na2 O)/CaO]-(Zr+Nb+Ce+Y)判别图
图6-13 与成矿相关花岗岩类(K2 O/MgO)-(10000×Ga/Al)和[(K2 O+Na2 O)/CaO]-(10000×Ga/Al)判别图
按徐克勤等(1982)改造型、同熔型和幔源型的分类,该区燕山早期与成矿相关花岗岩类属同熔型花岗岩类。岩石K/Rb、K/Cs、Rb/Cs、Rb/Li、Li×103/Mg和Rb/Sr的值显示,具有华南同熔型花岗岩特征(表6-12)。
表6-12 燕山早期与成矿相关花岗岩类部分元素比值
在Rb-(Y+Nb)和Nb-Y 构造环境判别图解中,绝大多数样品落入后碰撞花岗岩区(图6-14)。
图6-14 燕山早期成矿系列相关花岗岩类Rb-(Y+Nb)和Nb-Y 构造环境判别图