廣東乳源寶山巖體花崗巖成因以及構造環境

劉啟，賴健清（中南大學地球科學與信息物理學院，湖南 長沙 410083）

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廣東乳源寶山巖體花崗巖成因以及構造環境

劉啟*，賴健清
（中南大學地球科學與信息物理學院，湖南 長沙 410083）

摘 要寶山巖體所在的南嶺地區關于花崗巖的研究一直是國內的熱點，本文利用地球化學的方法研究了該地區花崗巖的成因和構造環境。將主量元素投入地球化學成因分類圖，可以判定寶山巖體是具有S型特征的強過鋁質高鉀鈣堿性花崗巖；根據地球化學構造判別圖，分析出該區域的花崗巖為后造山期板內構造作用生成的產物；結合文獻推斷研究區燕山早期地殼發生“伸展—拉張”的板內活動，使得深層巖漿上涌繼而發生地殼重熔。解釋了本區域花崗巖的成因以及構造背景。

關鍵詞殼源花崗巖；后造山期；燕山期；南嶺；寶山巖體

花崗質巖石是大陸地殼的重要組成部分，探究其來源的問題是地球化學的主要研究方向之一。廣東乳源所在的南嶺地區關于花崗巖的研究成果豐碩，但對研究區花崗巖地球化學成因和構造背景缺乏深入研究。華仁民等認為南嶺地區在燕山期進入以伸展拉張為主的后造山環境[1]；張敏、馬鐵球等對研究區南側的大東山巖體進行地球化學特征研究，認為該區花崗巖為燕山期產物，屬過鋁質高鉀鈣堿性系列[2,3]；裴太昌、吳桂捷等認為寶山巖體為地殼重熔產物并且由大東山巖體演化而來[4,5]。本文利用巖相學和地球化學方法，結合前人的研究成果，對研究區花崗巖的成因和構造背景進行深入研究，以期進一步了解寶山巖體構造—巖漿作用的地球動力學性質。

1　研究區地質背景

南嶺地區位于華南陸塊中部，自古生代以來，該地區經歷了加里東期造山運動、印支期造山運動、燕山期構造—巖漿運動，并形成了大規模多期次的、不同成因類型的花崗巖巖體。

研究區位于韶關乳源一六—梅子沖地區，系華南陸塊南嶺緯向構造帶中段，北部有九峰—諸廣山復式巖體，南部有大東山—貴東復式巖體，屬海西—印支沉積坳陷區（圖1）。

圖1　廣東韶關地區構造圖Fig.1 Tectonic sketch map of the Shaoguan,Guangdong

寶山巖體所在的梅子沖地區出露地層有泥盆系、石炭系、上三疊統、下侏羅統、第四系等。其中，上泥盆統天子嶺組由深灰色中厚層灰巖及黑色薄層灰巖組成，被寶山巖體西部切割，其與巖體接觸面上矽卡巖化較強；下石炭孟公坳組巖石主要巖性為灰黑色、灰白色厚層夾薄層灰巖或大理巖化灰巖，寶山巖體大部分面積落在了該地層上；上泥盆統帽子峰組由深灰色厚層灰巖、砂頁巖組成，被寶山巖體的東部穿過。

梅子沖主要的構造有西部的F1斷層、中部的F2斷層和東部的F3斷層，均成南北走向。其中，巖體的東部和西部分別落在斷層F1、F2上，F2斷層生成時代為印支期，為帽子峰組與孟公坳組地層分界線，孟公坳組與天子嶺組地層逆沖形成F1斷層，斷裂深至地殼[8]，且兩條斷層都為壓扭性逆沖斷裂，在兩條斷裂帶處于沿其方向的引張應力狀態時，壓力減低，導致地殼部位巖漿上侵和定位，形成了不同構造變形區。

梅子沖區域內巖漿巖十分發育，有大面積多期次巖體生成，形成時代集中于燕山期，巖性以侵入巖為主，火山巖次之。侵入巖以花崗巖為主，還有少量石英閃長巖分布；火山巖有區域南部的隱爆角礫巖和玄武巖等。寶山花崗巖呈巖株產出（圖2），其它大多呈巖脈的形式出現，各類巖漿巖與沉積巖接觸界線比較清楚，圍巖變質作用強烈，其蝕變有矽卡巖化、大理巖化和角巖化。

圖2　寶山巖體地質簡圖Fig 2 Geological map of Baoshan pluton

2　巖石學特征

研究區巖漿活動比較強烈，寶山地區出露巖體為含白云母和黑云母的花崗巖。白云母堿長花崗巖，石英含量約40%；鉀長石含量約40～45%，板狀，表面較臟；白云母含量約10～15%，無色或淺綠色，呈片狀分布于鉀長石四周；局部具花崗結構、交代結構和溶蝕結構。黑云母二長花崗巖石英含量為45%；鉀長石含量為20～25%；斜長石含量約10～15%，板狀；黑云母含量6～10%，褐色或綠色，片狀；還有磷灰石1～3%，無色透明針狀；白云母含量1～3%，呈淺綠色片狀；局部具花崗結構和溶蝕結構。花崗閃長巖石英含量為25%；堿性長石50～55%，斜長石10～15%；石黑云母5%；白云母少量；局部具似斑狀花崗結構及文象結構[6]（圖3a、b、c）。

3　巖石化學分析

本次工作在研究區范圍內挑選了6件樣品，測定了主量元素、微量元素及稀土元素含量。

圖3　寶山巖體花崗巖顯微照片Fig.3 Micrograph of granites in Baoshan pluton

主量元素化學分析數據SiO2含量較高，介于74.23～78.50%之間，全部大于70%；Al2O3含量較高，在9.91～13.90%之間，平均值12.41；巖石的總堿含量w(K2O+Na2O)為4.880～8.450%，平均值6.828，K2O＞Na2O（表1）；鋁飽和指數A/CNK為1.366～2.389，平均1.654，全部大于1.1，A/NK為1.501～2.590，平均1.880，全部大于1.0；里特曼指數σ值0.71～2.29，全部小于3.3，屬鈣堿性。

寶山地區花崗巖稀土總量(ΣREE)變化范圍是179.39～249.83μg/g，平均196.41μg/g；輕稀土（LREE）含量在108.52～196.95μg/g之間變化，平均139.43μg/g；重稀土(HREE)含量在50.28～70.87μg/g，平均值為56.98μg/g；輕稀土與重稀土比值（L/H）在1.53～3.72間，平均值為2.52；巖石的銪異常（δEu）介于0.05～0.09之間，平均0.07（表2）。

表1　花崗巖全分析數據及參數數據（wt%）Table 1 Compositional data and parameter data of the granites

表2　巖漿巖樣品的稀土微量元素測試結果（含量單位μg/g）Table 2 Test results of rare earth elements and trace elements in the magmatite samples

4　討論

4.1 花崗巖成因類型

將分析參數投入鋁飽和指數圖中可以看到，所有數據落入了過鋁質范圍內，表示該區域的花崗巖屬于過鋁質飽和（圖4）；在K2O-SiO2圖上可見，樣品數據投在高鉀鈣堿性—鉀玄巖系列范圍內（圖5）。

綜合以上數據特征和投圖結果可以看到，在所有花崗巖樣品中，SiO2的平均含量達到75.5，屬于高SiO2類型；堿含量方面，鉀含量（平均5.36）偏高，鈉（平均1.47）明顯低于鉀的含量；在鋁質飽和圖里，所有樣品的A/CNK值大于1.1，屬于強過鋁質飽和；經CIPW標準礦物計算得出剛玉（C）的大部分參數大于或者接近1%，平均2.85%。以上地球化學特征均基本滿足S型花崗巖的條件[9]。將數據投入K2O-Na2O圖（圖6）中，絕大多數樣品落在了S型花崗巖區域。

4.2 花崗巖構造背景

研究區花崗巖測得的K-Ar年齡161.1 Ma（裴太昌，1988），屬于燕山早期構造活動產物。前人研究指出，寶山巖體所在的南嶺地區在燕山期為后造山時期，巖石圈產生了“伸展—裂解”、“拉張—減薄”的板內構造環境[1]。

將寶山巖體樣品數據投在兩組主量元素花崗巖構造環境判別圖中（圖7），絕大多數數據落在了POG（后造山花崗巖）區域內，表明該區域巖漿巖為造山期后的巖漿活動的產物。

圖4　花崗巖鋁飽和指數圖[7]Fig.4 Diagram of A/NK vs A/CNK for granites

圖5　K2O-Si2O圖解[8]Fig.5 Diagrams of K2O-Si2O

圖6　Na2O-K2O圖解[10]Fig 6.Diagrams Na2O-K2O

圖 7　花崗巖形成的構造環境判別圖[7]Fig.7 Diagrams for discrimination of structural environment of granites

在Nb-Y和Ta-Yb圖上，幾乎所有巖漿巖的樣品都落在板內花崗巖（WPG）的范圍內；在圖Yb+Ta-Rb中，數據都落在WPG附近，Yb+Nb-Rb圖中，樣品落在syn-COLG（同碰撞花崗巖）區域，大陸板內巖漿巖環境復雜，是可與COLG、VAG區重疊，時間上、空間上與會聚邊界密切相關的伸展花崗巖可投在WPG、VAG和COLG區內[11]。由此推斷，該區的巖漿活動可能是大陸板內構造作用形成的產物。

圖8　花崗巖構造環境判別圖[12]Fig.8 Discrimination diagram of tectonic environment of granite

在稀土配分圖（圖9）中可以看到，數據曲線的趨勢比較相似，輕重稀土兩端的曲線趨于平緩，表明該區花崗巖并沒有很強的分異性；且所有巖石都具有明顯的負銪（Eu）異常，負δEu異常的程度指示了花崗巖源區的深淺，說明本區花崗巖源區較深，據曲線形狀分析，該地區可能發生過地殼熔融[13]。梅子沖地區三條北東—南西向斷層為寶山巖體控巖的主要因素（圖2），這些破壞部位應張力狀態時，壓力減低，巖石表面積增大，導致地殼深部斷裂使地殼熔融的花崗巖上侵[5]。

微量元素蛛網圖（圖10）顯示，Ba、Sr、P、Ti元素有明顯虧損，微量元素豐度變化較大，以上都反映了本區花崗巖具大陸殼特征[14]。所有曲線分布特征相似，表明該區域巖漿巖可能有相同的源區。

裴太昌認為，寶山巖體是由其南側大東山巖體演化而來，屬殼源重熔型花崗巖系列[4]，張敏研究了大東山花崗巖體的地球化學特征認為，大東山巖體鋯石U-Pb年齡為為（155.9±1）Ma，是具有S型特征的花崗巖[2]，其花崗巖的稀土配分圖以及蛛網圖曲線的趨勢、形狀和微量元素虧損也都與寶山巖體地球化學特征類似，也佐證兩種巖體的演化過程可能為相同模式，這對研究寶山巖體成因與構造環境有指示作用。

圖 9　寶山巖體稀土元素配分圖Fig.9 Chondrite-normalized REE patterns for Baoshan pluton

圖10　寶山巖體微量元素蛛網圖Fig.10 Primitive mantle-normalized trace element spider diagramfor Baoshan granite pluton

5　結論

（1）研究區巖漿巖多出露含白云母的花崗巖；巖體里特曼指數小于3.3，屬鈣堿性巖石，投入巖漿巖成因分類圖顯示各樣品具有強過鋁質高鉀鈣堿性特征，經CIPW礦物表的計算得出剛玉大部分參數接近或大于1%，結合以上研究結果得出寶山巖體為S型花崗巖。

（2）將巖體樣品數據投入主量微量構造判別圖顯示寶山花崗巖為后造山期板內活動產物。

（3）稀土配分圖顯示輕重稀土兩端曲線較平緩，無明顯分餾，銪異常較明顯表明本區花崗巖為地殼重熔生成且源區較深。微量元素標準化曲線展布形式一致，為統一源區特點，Ba、Sr、P、Ti元素有明顯虧損，微量元素豐度變化較大，以反映了本區花崗巖具大陸殼特征。

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Genesis and Tectonic Environments of Baoshan Pluton in Ruyuan,Guangdong

Liu Qi,Lai Jianqing
(School of Geosciences and Info-Physics,Central South University,Changsha Hunan 410083)

Abstract:Studies about granites in Nanling region,where the Baoshan pluton was located,have always been hot spots of China.This research investigated the genesis and the tectonic environment of granites in this region by using geochemistry.It can be judged that Baoshan pluton was strongly peraluminous high-K calc-alkaline granites with S-type characteristics when put major elements into the Geochemical genesis figure.And it suggested that the granites in this area were the products of post-orogenic inner-plate tectonics of continents,according to the tectonic discrimination diagrams of geochemistry.Reviewing literature concerned,it was inferred that it was the early Yanshanian extensional inner-plate activities that caused the deep magma upwelling and the following crust remelting.Therefore,the genesis and the tectonic evolution background of granites in thisregion were illustrated.

Key Words:crustal-derived granite;post-orogenic period;Yanshanian ;Nanling;Baoshan pluton

收稿日期：2016-2-11；改回日期：2016-3-9。

*第一作者簡介劉啟，男，1989年生，中南大學碩士在讀，構造地質學。E-mail：253139544@qq.com

文章編號：1672-5603（2016）01-014-8

中圖分類號：P542

文獻標識碼：A