一、主量元素地球化学特征
1.第一期花岗岩
SiO2平均75.93%(74.65%~76.58%),具高硅性;里特曼指数σ平均1.96(1.58~2.31),属钙碱性系列(小于3.3);A/CNK平均1.13(1.06~1.29),属于过铝质岩石(大于1)(图3-14);Na2O/K2O平均0.69(0.59~0.76)显示富钾特点;分异指数(DI)平均93.54(91.18~95.02),接近Thornton和Tuttle(1960)的碱性花岗岩平均值93(表3-3,表3-4)。在Q-A-P分类命名图解中全部落入钾长花岗岩区域(图3-15),在Na2O+K2O-SiO2分类命名图解中全部落入花岗岩区域(图3-16),在SiO2-K2O图解中全部落入高钾碱性岩区域(图3-17),在SiO2-AR图解中全部落入碱性岩区域(图3-18)。
图3-14 A/NK-A/CNK分类命名图解(据Clarke,1992)
2.第二期花岗岩
SiO2平均70.56%(61.01%~75.38%),具高硅性;里特曼指数σ平均1.60(1.08~2.03),属钙碱性系列(小于3.3);A/CNK平均1.07(0.98~1.21),属于过铝质岩石,个别属于准铝质岩石(图3-14);Na2O/K2O平均1.07(0.47~2.42),个别落入钙碱性岩区域;分异指数(DI)平均79.49(74.08~90.17),接近Thornton和Tuttle(1960)的花岗岩平均值80(表3-3,表3-4)。在Q-A-P分类命名图解落入钾长花岗岩-二长花岗岩区域(图3-15),在Na2O+K2O-SiO2分类命名图解落入花岗闪长岩-花岗岩区域,个别落入闪长岩区域(图3-16),在SiO2-K2O图解中全部落入高钾碱性岩区域(图3-17),在SiO2-AR图解中全部落入钙碱性岩区域(图3-18)。
表3-3 金佛寺岩体主量元素地球化学特征 (单位:W B /% )
表3-4 金佛寺岩体CIPW 标准矿物特征表 (单位:% )
续表
说明:用Le Maitre R W(1976)方法按侵入岩调整氧化铁,氧化物在去H20等以后,重换算为100%;标准矿物为质量分数(%);分异指数(DI)=Qz+Or+Ab+Ne+Lc+Kp;固结指数(51)=MgO×100/(MgO+FeO+Fe2O3+Na2O+K2O)(%);碱度率(AR)=[A12O3+CaO+(Na2O+K2O)]/[A12O3+CaO-(Na2O+K2O)](%);当SiO2>50,K2O/Na2>1而<2.5时,N2O=2Na2O+K2O=2Na2O;组合指数(σ):σ43=(N2O+K2O)2/(SiO2-43),σ25=(N2O+K2O)2/(SiO2-25)(%);R1=4Si-11(Na+K)-2(Fe+Ti),R2=6Ca+2Mg+Al(mol);F1=0.0088.SiO2-0.00774.TiO2+0.0102.A12O3+0.0066(0.9.Fe2O3+FeO)-0.0017.MgO-0.0143.CaO-0.0155.Na2O-0.0007.K2O(%);白=-0.013.SiO2-0.0185.TiO2-0.0129.A12O3-0.0134(0.9.Fe2O3-FeO)-0.03.MgO-0.0204.CaO-0.048.Na2O+0.0715.K2O(%);F3=0.0221.SiO2-0.0532.TiO2-0.0361.Al2O3-0.0016(0.9.Fe2O3-FeO)-0.031.MgO-0.0237.CaO-0.0614.N2O-0.0289.K20(%);A/MF=AI2O3/(TFeO+MgO)(mol);C/MF=CaO/(TFeO+MgO)(mo\)。
总体来看金佛寺岩体具有高硅性、钙碱性、高钾钙碱性特点,但第一期与第二期相比:岩石更富SiO2、K2O,贫TiO2、TFe2O3、Na2O、P2O5;高σ、A/CNK、分异指数(DI),低Na2O/K2O的特点。说明第一期较第二期岩浆分异、演化更彻底,且酸性程度更高,更偏碱性。
图3-15 Q-A-P分类命名图解(据Streekeisen,1976;Maitre,1989)
图3-16 K2O+Na2O-SiO2分类命名图解(Le MaitreRW et al.,1989)
图3-17 K2O-SiO2分类命名图解(据Peccerillo et al.,1976;Middlemost,1985)
图3-18 SiO2-AR分类图解(据Wright,1969)
二、微量元素地球化学特征
第一期与第二期相比:Ge含量较高,但V、Co、Ni、Zr、Nb、Ba含量都低。Rb/Sr比值一般大于1,Ni/Co比值高,而Nb/Ta比值低。岩浆分异、演化更彻底、酸性更大(表3-5)。
在以原始地幔为标准的微量元素蛛网图上表现出强富集Pb、Rb、Th、U;中等富集Ba、K、Ta、Nb、La、Ce、Pr、P、Nd、Zr、Hf、Sm、Dy、Y、Ho、Yb、Lu;Ti明显亏损。相对强力富集Rb、Th、U、Pb;相对中等富集La、Nd、Zr、Hf、Sm;相对亏损Ba、Nb、Sr、P。说明第一期和第二期花岗岩是同源的(图3-19)。
在以洋中脊花岗岩ORG为标准的微量元素蛛网图上表现出强富集K、Rb、Th、Ta;中等富集Ba;Ce、Zr、Hf、Sm、Yb、Y明显亏损。相对强烈富集Rb、Th、Ta;相对中等富集Ce、Sm;相对亏损K、Ba、Nb、Zr。这些特点符合赵振华(1997)认为的碰撞后花岗岩的微量元素分布特征(图3-20)。
表3 - 5 金佛寺岩体微量元素地球化学特征 (单位:即WB/ 10 -6 )
图3-19 金佛寺岩体微量元素原始地幔标准化蛛网图
图3-20 金佛寺岩体微量元素ORG标准化蛛网图
三、稀土元素地球化学特征
1.第一期花岗岩
∑REE平均值107.17×10-6(43.85×10-6~218.68×10-6);LREE平均值55.91×10-6(18.46×10-6~129.24×10-6);HREE平均值18.39×10-6(9.75×10-6~32.14×10-6);LR/HR平均值2.78(1.80~4.02);LREE富集。
δEu平均值0.15(0.01~0.22),强铕亏损;δCe平均值1.02(0.99~1.55),Ce富集。Eu/Sm平均值0.05(0.00~0.07),属于中至大负铕异常(0.0009~0.074),属于花岗岩范围(0.01~0.17);Sm/Nd平均值0.326(0.25~0.46),属于HREE亏损型(<0.333),壳源花岗岩(<0.3)。
(La/Yb)N平均值1.93(0.80~3.46),曲线右斜(>1),富集LREE。(Ce/Yb)N平均值1.70(0.90~2.87);(Sm/Eu)N平均值33.09(5.06~140.86)(表3-6、表3-7)。
陈德潜等(1990)研究表明:在稀土元素球粒陨石标准化分布图中,曲线右斜、负铕异常的“海鸥”型为特征的岩体属于“S型”花岗岩。因此金佛寺岩体属于“S型”花岗岩(图3-21)。
表3 -6 金佛寺岩体稀土元素含量表 (单位:wB/ lO -6)
表3-7 金佛寺岩体稀土元素地球化学特征
图3-21 稀土元素球粒陨石标准化分布型式图
2.第二期花岗岩∑REE平均值235.93×10-6(136.43×10-6~466.58×10-6);LREE平均值174.57×10-6(88.80×10-6~393.28×10-6);HREE平均值23.96×10-6(17.21×10-6~30.75×10-6);LREE富集。
δEu平均值0.15(0.01~0.22),强铕亏损;δCe平均值1.02(0.99~1.55),Ce富集。Eu/Sm平均值0.13(0.11~0.17),属于小至中等负铕异常(0.09~0.23)(赵振华,1997),属于花岗岩范围(0.01~0.17);Sm/Nd平均值0.23(0.17~0.27),属于HREE亏损型(<0.333),壳源花岗岩(<0.3);(La/Yb)N平均值7.43(2.92~16.54),曲线右斜(>1),富集LREE;(Ce/Yb)N平均值6.06(2.46~13.20);(Sm/Eu)N平均值2.94(2.25~3.53)(见表3-6,表3-7)。
在稀土元素球粒陨石标准化分布图中,曲线右斜、负铕异常的“海鸥”型,具有“S型”花岗岩曲线特征(见图3-21)。
第一期与第二期相比:更富集LREE,铕更亏损,Ce更富集、岩浆分异程度高(赵振华,1982)。从第一期到第二期向着富集∑La-Nd方向演化(图3-22)。
图3-22 花岗岩稀土配分三角图解(据МлнеевB.A.,1974)