岩石化学特征

Question

如题所述

Answer 1

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W_B/ 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:w_B/ 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)