砂巖地球化學(xué)特點(diǎn)探索

1、砂巖地球化學(xué)特點(diǎn)探索測(cè)區(qū)侵入巖非常發(fā)育，分布在研究區(qū)的中、西部（圖 1）.出露面積 約占研究區(qū)總面積的43%.依據(jù)對(duì)花崗巖巖石類型、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、接觸關(guān) 系、空間分布規(guī)律、同位素年齡及地球化學(xué)特征的研究，劃分出寒武 紀(jì)侵入雜巖、二疊紀(jì)侵入巖、侏羅紀(jì)侵入巖和白堊紀(jì)侵入巖.寒武紀(jì)侵入雜巖在測(cè)區(qū)內(nèi)出露較少，總體呈北西向分布，是測(cè)區(qū)內(nèi)最古老的變 質(zhì)深成侵入巖.二疊紀(jì)侵入巖在測(cè)區(qū)內(nèi)十分發(fā)育，呈北北東向的帶狀展 布，東西寬約95kni總面積4955.7km2.巖石類型為二長(zhǎng)花崗巖、鉀長(zhǎng) 花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖、堿長(zhǎng)花崗巖、石英二長(zhǎng)巖等 .侏羅紀(jì)侵入巖分布 在測(cè)區(qū)的中東部，呈東西向分布，以巖株?duì)町a(chǎn)出，總面積27.0

2、km2,巖石類型為中細(xì)粒黑云母花崗閃長(zhǎng)巖.白堊紀(jì)侵入巖分布于研究區(qū)西北部 和西南角，總面積68.2km2,巖石類型為中細(xì)粒角閃石花崗閃長(zhǎng)巖髯.巖石學(xué)特征諾敏地區(qū)二疊紀(jì)花崗巖主要由二長(zhǎng)花崗巖、鉀長(zhǎng)花崗巖、堿長(zhǎng)花崗巖 和花崗閃長(zhǎng)巖等組成，其中以二長(zhǎng)花崗巖與鉀長(zhǎng)花崗巖為主.二長(zhǎng)花崗巖多呈巖株或小巖基產(chǎn)出.巖石為灰白色，細(xì)中?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造 巖石由鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、石英和少量的黑云母組成 .副礦物為鉆石、磷 灰石、褐鐵礦和磁鐵礦.鉀長(zhǎng)花崗巖多呈巖株產(chǎn)出，巖石為肉紅色，中 ?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造.巖石由鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、石英和黑云母組成. 副礦物主要有鉆石、磷灰石和磁鐵礦.地球化學(xué)特征對(duì)諾敏地區(qū)二長(zhǎng)花崗巖

3、與鉀長(zhǎng)花崗巖實(shí)行系統(tǒng)采樣，所采樣品送至國(guó) 家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心分別實(shí)行主量和微量、稀土元素的測(cè)定.其中全巖主量元素采用儀器為原子吸收分光光度計(jì)，稀土和微量元素采用ICP-M昉法分析，數(shù)據(jù)列于表1、2.1主量元素該區(qū)花崗巖中SiO2含量為65.29%75.86% （其中二長(zhǎng)花崗巖為 65.29%69.16% 鉀長(zhǎng)花崗巖為72.16%75.86% 含量較高）.K2O含量 3.24%5.66% 且鉀長(zhǎng)花崗巖的K2的量（4.4%5.06%明顯高于二長(zhǎng) 花崗巖（3.24%4.42% . （K2O+Na2O含量為 7.66%10.25%.Al2O3含 量為11.23%16.06%.鉀長(zhǎng)花崗巖的A12O3含量

4、（11.23%14.65% 明顯 低于二長(zhǎng)花崗巖的 A12O3含量（14.48%16.06% .樣品A/CNK介于 0.981.11之間.在ACNKS解上（圖2）,樣品多數(shù)落于過鋁質(zhì)區(qū)，少 數(shù)落于準(zhǔn)鋁質(zhì)區(qū)，屬于準(zhǔn)鋁-過鋁質(zhì)巖.Fe、Mg Ca氧化物含量較低， 多貧磷貧鈦，但變化相對(duì)較穩(wěn)定.里特曼指數(shù)（T介于2.173.6之間， 平均為2.72 ,為鈣堿性巖系，分異指數(shù) DI為70.4795.45 ,且鉀長(zhǎng)花 崗巖的DI明顯高于二長(zhǎng)花崗巖，顯示巖石經(jīng)歷了更強(qiáng)的分異演化.總結(jié)以上特點(diǎn)顯示，該地區(qū)花崗巖具有高硅，略富鋁，偏堿，低鎂、鈉， 貧鈣的特征.2稀土、微量元素本區(qū)花崗巖的稀土元素總量RE桔量較

5、低，在137.52 X10-6342.25 X 10-6之間.其中鉀長(zhǎng)花崗巖稀土總量平均值（269.23 X 10-6 ） 明顯高于二長(zhǎng)花崗巖稀土元素總量平均值（184.71 X10-6）.輕稀土相 對(duì)富集（其中鉀長(zhǎng)花崗巖匯 Ce/EY=1.935.62, （ La/Yb） N=2.7911.22 ;二長(zhǎng)花崗巖Ce/EY=6.1-7.76 , （ La/Yb） N=11.6619.40）.輕稀土較重稀土分儲(chǔ)明顯（鉀長(zhǎng)花崗巖（La/Sm） N2.41-4.71 , （Gd/Yb） N0.791.24;二長(zhǎng)花崗巖（La/Sm）N2.56-4.06 , （Gd/Yb） N1.68-2.64） , S

6、 Eu介于 0.190.66 之間，表 現(xiàn)出較明顯負(fù)Eu異常.以上特點(diǎn)顯示二者有一定的差異.其中鉀長(zhǎng)花崗 巖的稀土配分曲線較二長(zhǎng)花崗巖相對(duì)平緩，且重稀土元素明顯偏高于 二長(zhǎng)花崗巖，Eu負(fù)異常弱于二長(zhǎng)花崗巖.總體表明源區(qū)殘留相中斜長(zhǎng)石 結(jié)晶分離作用均較好.稀土元素標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線（圖3）總體表現(xiàn)左高 右低的右傾型，反映了輕稀土較富集、Eu較強(qiáng)烈虧損的特征.在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖（圖 4）上，Rb Th、K、Nd Cs、Sm明顯富 集，Hf弱富集，而U、Nb Sr、P、Ti、Eu明顯虧損，Ta、Zr有弱虧 損，且鉀長(zhǎng)花崗巖與二長(zhǎng)花崗巖有細(xì)微差別.鉀長(zhǎng)花崗巖Ba明顯虧損，而二長(zhǎng)花崗巖則顯示虧損

7、與富集兩種趨勢(shì)，Sr也有同樣的特征.總體顯示巖漿演化過程中長(zhǎng)石類礦物或 Fe-Ti氧化物等礦物有強(qiáng)烈結(jié)晶分異 作用，但分異過程中個(gè)別元素在不同巖性中的富集、虧損形式有差異.討論1花崗巖的源區(qū)組成諾敏地區(qū)花崗巖屬于典型的高鉀鈣堿性巖石系列（圖5）.巖石地球化學(xué)特征總體表現(xiàn)出富Si、富堿質(zhì)和低Mg貧Ca的特點(diǎn)，總體基本符合 S型花崗巖的特點(diǎn).稀土元素總量匯RE桔量較低，在137.52X 10- 6342.25X10-6之間，平均值為227X10-6,明顯低于A型花崗巖的 Z2REE平均值，與S型花崗巖的匯REES本一致，在ACF圖解中（圖6） 亦均落入S型花崗巖區(qū).王德滋等研究表明，Rb和K有相似

8、的地球化學(xué) 性質(zhì).在地球演化初期，隨著殼幔的分離和地殼的演化，Rb會(huì)富集于成熟度高的地殼中.Sr和Ca有相似的地球化學(xué)行為，在成熟度低、演化 不充分的地殼中富集.所以，Rb/Sr比值能較好的記錄物質(zhì)的性 質(zhì).Taylor認(rèn)為，地球演化過程中K和Rb持續(xù)向上遷移進(jìn)入硅鋁層， 所以上地幔越來(lái)越虧損K和Rb, Sr主要富集在斜長(zhǎng)石中代替Ca.所以，花崗巖的Rb/Sr比值高，一方面說明巖漿演化水準(zhǔn)很高，另一 方面說明源巖可能主要來(lái)自地殼.據(jù)Taylor的資料計(jì)算，整個(gè)陸殼的 Rb/Sr比值平均值約為0.24.本區(qū)花崗巖Rb/Sr比值范圍在0.052.58 , 平均值為1.09,遠(yuǎn)高于整個(gè)陸殼的平均值，

9、且本區(qū)缺少同源的中基性 巖漿活動(dòng).這些特點(diǎn)說明諾敏地區(qū)花崗巖體可能形成于地殼物質(zhì)的部分 熔融.研究表明，不同的源區(qū)物質(zhì)部分熔融形成的熔體往往具有不同的 組成特征.一般說來(lái)，云母類礦物較之角閃石具有相對(duì)高的K、Rb Cs等堿金屬元素，而角閃石則相對(duì)富 Mg Na以及C& Ba等堿土金屬.由 角閃石脫水熔融形成的熔體通常富 Na Ca,并具有較低的K2O/Na2Q匕 值，而由云母類礦物脫水形成的熔體則富含 Rb Cs并具有較高的 K2O/Na2Q匕值.又因?yàn)榘自颇赶鄬?duì)于黑云母富 Al而貧Fe、Mg在脫水 熔融反應(yīng)中通常形成強(qiáng)過鋁質(zhì)的熔體，黑云母脫水熔融形成的熔體則 具有較寬的組成范圍（準(zhǔn)鋁

10、質(zhì)至強(qiáng)過鋁質(zhì)）.結(jié)合諾敏地區(qū)花崗巖體多呈準(zhǔn)鋁質(zhì)至過鋁質(zhì)的組成特征、具有較高的 SiO2 （65.29%75.86%和 Rtx K、Cs含量以及相對(duì)高的K2O/Na2O（平均值為1.14）比值，認(rèn)為 其源區(qū)中可能含有相當(dāng)比例的黑云母，推斷其源巖可能為變雜砂巖和 變中性火山巖.2構(gòu)造環(huán)境討論諾敏地區(qū)二疊紀(jì)花崗巖在 R1-R2（圖7）構(gòu)造關(guān)系圖解上投點(diǎn)較集中， 主要落在同碰撞期與造山晚期、非造山的花崗巖的交界處.而在微量元素Rb- （Yb+Nb （圖8）和Rb- （Yb+T0 （圖9）構(gòu)造關(guān)系判別圖解 上，則多落在火山弧花崗巖區(qū)，樣品基本全部投影于后碰撞花崗巖區(qū) 域21-23（即同碰撞、火山弧及板內(nèi)

11、花崗巖交界處），與R1-R2構(gòu)造關(guān)系圖解的結(jié)果一致.綜合說明諾敏地區(qū)花崗巖可能形成于主碰撞之 后的陸內(nèi)碰撞環(huán)境.因?yàn)榇笈d安嶺地區(qū)的額爾古納地塊與興安地塊的拼 合已于480Ma前完成，而在興安地塊與松嫩地塊的接觸部位上分布有 大面積的291.5351Ma之間的花崗巖，說明該兩地塊的拼合時(shí)間應(yīng)發(fā) 生在晚古生代末期.諾敏地區(qū)二長(zhǎng)花崗巖、鉀長(zhǎng)花崗巖時(shí)間上也形成于 252292Ma髯之間，空間上則位于興安地塊中.綜合分析額爾古納、興 安、松嫩地塊的拼合時(shí)間，說明諾敏地區(qū)的花崗巖有可能為興安地塊 與松嫩地塊接觸碰撞造山過程的后碰撞階段經(jīng)地殼物質(zhì)部分熔融而形 成.結(jié)論（1）諾敏地區(qū)花崗巖的巖石類型以二長(zhǎng)花崗巖、鉀長(zhǎng)花崗巖為主， 屬于高鉀鈣堿性系列，準(zhǔn)鋁質(zhì)-過鋁質(zhì)巖，巖石屬于S型花崗巖.（2）諾敏地區(qū)花崗巖的微量和稀土元素特征顯示，稀土元素總量相 對(duì)較低，輕稀土元素富集，輕重稀土分儲(chǔ)明顯，有明顯的負(fù)Eu異常.微量元素顯示富集RbTh、KNd、Cs和虧損U、NbSr、P、Ti等元素，顯示巖漿演化過程中存有長(zhǎng)石類礦