湘中白马山复式岩体成因及其成矿效应(7)
龙藏湾超单元花岗岩中白云母含量较高,含有少量电气石,A/CNK介于1.12~1.29之间,属于强过铝质,锆饱和温度为729~750℃,与S型花岗岩特征相似(Lepvrieretal.,1997;Carteretal.,2001;Milleretal.,2003;Wangetal.,2007;Xiang and Shu,2010;Zhangetal.,2012)。在Rb-Y协变图解中,龙藏湾超单元样品变化的趋势与S型花岗岩的演化趋势相似(图7c)。在Q-A-P图解中,龙藏湾超单元样品落入S型花岗岩的区域内(图7d)。在(Na2O+K2O)/CaO-(Zr+Nb+Ce+Y)和FeOT/MgO-(Zr+Nb+Ce+Y)图解中,龙藏湾超单元样品落入分异的长英质花岗岩区域内(图7e,f)。综合以上特征,龙藏湾超单元花岗岩为高分异的S型花岗岩。
4.3 岩浆源区
前人已有研究表明,花岗岩全岩Sr-Nd同位素和锆石Hf同位素是判别岩浆源区较为理想的示踪剂,这是因为地壳和地幔储库的Sr-Nd-Hf同位素比值存在明显的差异,利用Sr-Nd和Hf同位素体系可以有效地判别壳、幔物质来源和壳/幔相互作用(肖庆辉等,2003;Kempetal.,2007;Daietal.,2008;李献华等,2009)。本次对白马山复式岩体的龙潭、小沙江和龙藏湾超单元印支期花岗岩进行了系统的全岩Sr-Nd同位素和锆石Hf同位素分析。研究表明,龙潭和小沙江超单元花岗岩的Sr-Nd同位素组成,均与扬子地块上地壳Sr-Nd同位素组成相似(图8a),而龙藏湾超单元花岗岩具有更高的放射成因Sr同位素组成,Sr-Nd同位素与华南古元古代变质沉积岩相似(图8a)。所有花岗岩的Nd同位素演化,基本与华南地区古元古代地壳Nd同位素演化趋势一致,同时,龙潭超单元花岗岩中暗色包体Sr-Nd同位素也与华南地区古元古代地壳Sr-Nd同位素组成一致(图8b)。白马山岩体中所有花岗岩的锆石Hf同位素组成都与古老地壳Hf同位素组成一致(图9)。同时,这些花岗岩具有古老的二阶段Nd模式年龄(1.76~1.91Ga)和Hf模式年龄(1.6~18Ga)。因此,全岩Sr-Nd同位素和锆石Hf同位素组成一致表明,白马山复式岩体中的印支期花岗岩,均是由华南地区古老地壳物质重熔产生的。
图8 白马山复式岩体花岗岩εNd(t)-(87Sr/86Sr)i(a)和εNd(t)-年龄(b) 图解(据孙涛等,2003修改)数据来源:华南地区亏损地幔(Lietal.,2004);扬子地块新元古代岩石(Zhangetal.,2009);扬子地块上地壳(祁昌实等,2007);古元古代变质沉积岩(袁忠信等,1991);DM和P-MORB (Zindler and Hart,1986);白马山其他文献(陈卫锋等,2007);紫云山花岗岩和大神山花岗岩(本课题组未发表的数据);锡矿山煌斑岩数据(胡阿香和彭建堂,2016)Fig.8 Diagrams ofεNd(t) vs.(87Sr/86Sr)i(a) andεNd(t) vs.Age (b) of granites from the Baimashan granitic complex (modified after Sunetal.,2003)Data sources:Depleted mantle of South China Block from Lietal.(2004);Neoproterozoic rock of Yangtz Block from Zhangetal.(2009);upper crust data of Yangtz Block from Qietal.(2007);Paleproterozoic metamorphic-sedimentary rock from Yuanetal.(1991);DM and P-MORB from Zindler and Hart (1986);Baimashan other granite from Chenetal.(2007);Ziyunshan granite and Dashenshan granite from our unpublished data;Xikuangshan lamprophyre from Hu and Peng (2016)
图9 白马山复式岩体锆石年龄-εHf(t)协变图Fig.9 Zircon age vs.εHf(t) plot for the Baimashan complex
前人研究表明,不同物质熔融形成的花岗岩具有特定的主量和微量元素(主要是高场强元素)组成,因此,利用某些元素的比值可以判别花岗岩的源区物质组成(Miller,1985;Sylvester,1998;Patio Douce,1999;Altherretal.,2000)。主量元素组成上,龙潭和小沙江超单元花岗岩样品大部分落入变质中基性岩石(变质玄武岩或变质英云闪长岩)部分熔融区域,少数落入处在变质砂岩与变质中基性岩石部分熔融重叠区域内(图10a)。相比龙藏湾超单元,龙潭和小沙江超单元花岗岩具有更低的Rb/Ba和Rb/Sr比值,暗示岩浆源区具有低的粘土含量。相反,龙藏湾超单元花岗岩样品全部落入变质砂岩部分熔融区域内(图10a),其Rb/Ba和Rb/Sr的比值较高,暗示龙藏湾超单元岩体的源区可能为富粘土的古老杂砂岩地层的部分熔融形成(图10b)。因此,龙潭和小沙江超单元花岗岩主要由贫粘土的古老基性变质火成岩混入变质沉积岩重熔产生,而龙藏湾超单元花岗岩的成岩物质可能主要为华南上地壳古元古代富粘土的变质沉积岩发生部分熔融所致。
图10 白马山复式岩体花岗岩源区性质判别图解(a)A/MF-C/MF图解(Altherretal.,2000);(b)Rb/Ba-Rb/Sr图解(Sylvester,1998)Fig.10 Classification diagrams of the sources for granites of the Baimashan granitic complex(a) A/MF vs.C/MF diagram (Altherretal.,2000);(b) Rb/Ba vs.Rb/Sr diagram (Sylvester,1998)
4.4 构造背景
华南板块由扬子陆块与华夏陆块在新元古代碰撞拼贴,晚古生代末华南大陆形成(Shu and Charvet,1996;Lietal.,2002,2008;Charvet,2013),中生代与印支板块、华北板块等连为一体(Lepvrieretal.,1997;Nam,1998;Lanetal.,2000;Carteretal.,2001;Nametal.,2001),构成中国大陆的雏形。前人研究认为华南地区在中二叠世(267~262Ma)开始进入印支运动(Lietal.,2006),印支板块向北运动与华南板块发生碰撞拼合,并在258~243Ma达到高峰(Lepvrieretal.,1997;Nam,1998;Lanetal.,2000;Carteretal.,2001;Nametal.,2001),华南板块受到印支板块的挤压,地壳从南向北递进增厚(Zhouetal.,2006;Wangetal.,2007;Maoetal.,2011;张龙升等,2012;Zhaoetal.,2013),随后,受热-应力的松弛作用,华南地块进入伸展应力体制(周新民,2003;Wangetal.,2005;Lietal.,2012;张龙升等,2012)。Wangetal.(2007)认为华南印支早期花岗岩(243~228Ma)为挤压环境下的同碰撞花岗岩,而印支晚期(220~206Ma)则转变为伸展环境下的后碰撞花岗岩。同时,华南地区陆续确认了湖南锡田岩体、浙江大爽岩体、江西蔡江岩体和福建高溪岩体等为印支晚期A 型花岗岩(马振东和陈颖军,2000;Wangetal.,2007;柏道远等,2007;Sunetal.,2011;郭春丽等,2012;Maoetal.,2013;Xia and Xu,2020),也证实了华南地区在印支晚期由同碰撞挤压环境转为碰撞后伸展环境。湖南省内的印支期花岗岩年龄主要集中在225~202Ma(丁兴等,2005;刘伟等,2014),例如阳明山、邓阜仙、紫云山、沩山、大神山、锡田等岩体都被认为形成于碰撞后的伸展构造环境(丁兴等,2005;陈卫锋等,2006;柏道远等,2007;张龙升等,2012;郑佳浩和郭春丽,2012;蔡杨等,2013;刘凯等,2014;刘伟等,2014)。
文章来源:《华南国防医学杂志》 网址: http://www.hngfyxzz.cn/qikandaodu/2021/0619/890.html