廣西姑婆山復(fù)式巖體巖石學(xué)及巖石化學(xué)特征*

余　何

(桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院)

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廣西姑婆山復(fù)式巖體巖石學(xué)及巖石化學(xué)特征*

余何

(桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院)

摘要廣西姑婆山地區(qū)是廣西主要的錫鎢和稀有金屬產(chǎn)地之一，位于我國重要的南嶺錫鎢多金屬成礦帶，有鎢、錫、鉬、稀土、鉍、銅、鉛鋅、銻、金等20多個礦種，礦產(chǎn)資源十分豐富。姑婆山復(fù)式巖體也是南嶺花崗巖的重要代表之一，由處于中心部位的里松巖體、西南部的新路巖體和占復(fù)式巖體大部分的姑婆山巖體組成。分別分析了姑婆山復(fù)式巖體各侵入體的巖石學(xué)及巖石化學(xué)特征，為更為深入地研究姑婆山復(fù)式巖體提供參考。

關(guān)鍵詞姑婆山復(fù)式巖體侵入體巖石學(xué)特征巖石化學(xué)特征

廣西姑婆山復(fù)式巖體位于南嶺錫鎢多金屬成礦帶，研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，巖漿活動強(qiáng)烈[1-3]。自元古代以來該區(qū)經(jīng)歷了晉寧、加里東、印支、燕山、喜山等構(gòu)造運(yùn)動，長期活動的深斷裂具有明顯的控巖、巖相作用，直接或間接地控制了區(qū)內(nèi)錫多金屬礦床的形成和分布。該區(qū)位于湘、桂、粵三省交界的桂東北地帶，西起賀州市水巖壩，姑婆山一線，東至賀州市大寧與廣東分界一線，南起賀州水巖壩至大寧一線，北至廣西與湖南的分界線一帶[4-6]。為進(jìn)一步探究廣西姑婆山復(fù)式巖體特征，本研究對其巖石學(xué)和巖石化學(xué)特征進(jìn)行詳細(xì)分析。

1巖石學(xué)特征

1.1里松巖體(J3ηγ1)

里松巖體以細(xì)—中粒(或中粒)斑狀角閃石黑云母二長花崗巖為主，局部出露中—細(xì)粒(中粒)黑云母正長花崗巖。巖石具中—細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)、似斑狀結(jié)構(gòu),主要副礦物為磷灰石、褐簾石、榍石、鋯石、磁鐵礦，其次為鈦鐵礦、獨(dú)居石、釷石、褐釔鈮礦、螢石等。螢石主要在接觸帶中呈不規(guī)則狀分布于主要礦物粒間。似斑晶為微斜條紋長石，含量一般為15%～30%，接觸帶附近可達(dá)40%。斑晶個體也往往變大，呈3～4 cm長的寬板狀，部分微斜長石斑晶具環(huán)帶構(gòu)造，斑晶內(nèi)包嵌的細(xì)小斜長石、石英多沿環(huán)帶分布。斑晶邊部常因包嵌石基中的斜長石、石英、黑云母等而不平整，有的形成“珠邊”。斜長石多呈半自形板狀，略具環(huán)帶構(gòu)造，一般為正常環(huán)帶，亦有韻律環(huán)帶發(fā)育，內(nèi)環(huán)以奧—中長石為主，一般在NO35以下，外環(huán)多為奧長石，一般為NO12～18。部分斜長石晶粒內(nèi)可見被熔蝕呈不規(guī)則狀的斜長石“晶骸”，在成分上與外圍斜長石有的是突變的，有的“晶骸”在成分上與外圍斜長石接近，但光性方位不一致。熔蝕的斜長石“晶骸”被認(rèn)為是巖漿混合作用的標(biāo)志之一。富含包裹體是里松巖體的主要特征，亦為其與姑婆山巖體的主要區(qū)別。

1.2姑婆山巖體(J3ηγ2或J3ξγ2)

姑婆山巖體主要巖石為中—粗粒斑狀黑云母正長花崗巖和中—粗粒斑狀黑云母二長花崗巖，其中，中—粗粒斑狀黑云母正長花崗巖出露面積較大，巖石具中—粗?；◢徑Y(jié)構(gòu)及似斑狀結(jié)構(gòu)。上述2種巖石除鉀長石和斜長石的含量有區(qū)別外，其余特征均相似。姑婆山巖體副礦物有磁鐵礦、鋯石、磷灰石、褐簾石、榍石，其次為鈦鐵礦、獨(dú)居石、釷石、褐釔鈮礦、螢石、黃鐵礦等。姑婆山巖體斑晶由微斜長石組成，常發(fā)育格狀雙晶，卡氏雙晶不常見，斑晶含量各處不一，一般為15%～30%，多者可達(dá)30%～40%，但亦有不含斑晶的。斜長石略具環(huán)帶構(gòu)造，內(nèi)環(huán)為奧—中長石，外環(huán)為鈉—奧長石，部分斜長石晶體內(nèi)可見被熔蝕殘留的斜長石“晶骸”，暗色礦物光性特征與里松巖體相近。

姑婆山巖體的K、Na質(zhì)交代現(xiàn)象極普遍，鏡下可見極為典型的交代結(jié)構(gòu)，微斜條紋長石沿斜長石邊部向內(nèi)蠶食交代，使原有的斜長石板狀晶體殘缺不全，有的整個斜長石晶體除邊部殘留外，幾乎全被鉀長石蠶食取代，還可見鉀長石穿孔交代斜長石，與鉀長石伴生的還有螢石，鉀長石呈補(bǔ)丁狀交代斜長石形成的“反條紋”較常見。鈉質(zhì)交代現(xiàn)象雖普遍發(fā)育，但不及鉀質(zhì)交代強(qiáng)烈，微斜長石中大量發(fā)育鈉長石交代條紋，有的交代條紋幾乎占據(jù)微斜長石總體的30%～40%，此外交代“凈邊”以及沿鉀長石粒間呈犬牙狀交代邊、交代蠕英石等均可見。姑婆山巖體的巖漿富含K、Na及揮發(fā)分(如F等)，因此，結(jié)晶晚期巖漿中大量富集的K、Na和揮發(fā)分對早期結(jié)晶的斜長石進(jìn)行交代是可能的。K、Na質(zhì)交代現(xiàn)象的出現(xiàn)與后期的構(gòu)造熱液活動并無明顯關(guān)系。

1.3新路巖體(K1ηγ或K1ξγ)

新路巖體屬淺成侵入體，富含揮發(fā)分，因此巖體不同部位的主要礦物含量及結(jié)構(gòu)特征變化均較大。主要出露的巖石為細(xì)粒斑狀黑云母二長花崗巖和細(xì)粒斑狀黑云母正長花崗巖，其暗色礦物主要為黑云母，偶見普通角閃石。黑云母一般含量5%，即為細(xì)粒斑狀二長(或正長)花崗巖。斑晶成分為微斜微紋長石、斜長石和石英，微斜長石可見格狀雙晶，屬低微斜長石，斜長石以低號碼奧長石為主，部分為鈉長石，極少具環(huán)帶構(gòu)造，中心為奧長石，邊部為鈉長石。斑晶大小4～10 mm，含量5%～20%，當(dāng)斑晶含量達(dá)30%～50%時，石基粒度由細(xì)粒向微粒過渡，巖石呈多斑狀結(jié)構(gòu)或潛基連斑結(jié)構(gòu)時，即為花崗斑巖。野外常可見巖石由細(xì)粒斑狀花崗巖逐漸過渡為花崗斑巖或細(xì)粒斑狀花崗巖，部分礦物粒度由細(xì)粒增大逐漸達(dá)中粒，形成連續(xù)不等粒的中—細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，巖石即為中—細(xì)?；◢弾r。此外，部分細(xì)?；◢弾r或花崗斑巖的石基部分還常具顯微文象結(jié)構(gòu)，當(dāng)其結(jié)構(gòu)以文象結(jié)構(gòu)為主時，巖石即為細(xì)粒文象花崗巖或花斑巖?；◢彴邘r中斑晶結(jié)束生長的時間往往與石基同時或稍晚，故常見斑晶邊部包嵌細(xì)小的石英等石基中的礦物，形成“珠邊”結(jié)構(gòu)。新路巖體不僅巖石結(jié)構(gòu)變化多，而且各主要礦物間的關(guān)系與正常花崗巖中常見的關(guān)系也有所區(qū)別，可見普通角閃石晚于石英、斜長石結(jié)晶，呈不規(guī)則狀充填于長英礦物間或包嵌他們。該類不遵循巖漿正常結(jié)晶規(guī)律的出現(xiàn)，可能是巖漿中大量揮發(fā)分的存在打破礦物正常結(jié)晶順序所致。區(qū)內(nèi)常見的副礦物有磁鐵礦、鋯石、獨(dú)居石、磷灰石、黃鐵礦、褐簾石、榍石、褐釔鈮礦、螢石等。螢石在局部含量可達(dá)巖石總體的3%～4%，螢石呈細(xì)小斑塊不規(guī)則條紋交代斜長石，未見有交代鉀長石產(chǎn)出，但可見白云母交代鉀長石產(chǎn)出。由于未見巖石后期應(yīng)力或熱液活動的伴生，因此，該類交代顯然是自變質(zhì)的產(chǎn)物，螢石選擇交代斜長石和白云母選擇交代鉀長石，是由于螢石的生成需要斜長石中Ca的加入，白云母需要K的補(bǔ)充。

2巖石化學(xué)特征

2.1化學(xué)成分特征

姑婆山復(fù)式巖體花崗巖氧化物含量(圖1)與我國花崗巖平均值相比，SiO2平均含量除第1次里松巖體低于71.27%外，其他各次花崗巖均高于71.27%。里松巖體TiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、P2O5平均含量偏高，MnO、Na2O、K2O平均含量偏低；其他各次花崗巖TiO2、Al2O3、Fe2O3、MnO、MgO 、CaO、Na2O、P2O5平均含量均偏低，僅K2O平均含量明顯偏高。

圖1　姑婆山復(fù)式巖體AR-SiO2堿度關(guān)系

第1次里松巖體→第3次姑婆山巖體→第4次新路巖體→新路巖體的演化特征：SiO2平均含量69.66%→74.47%→75.93%→73.96%，K2O平均含量4.6%→4.86%→4.86%→5.06%，TiO2平均含量0.53%→0.2%→0.12%→0.18%，Al2O3平均含量14.28%→12.57%→12.32%→12.82%，F(xiàn)e2O3平均含量1.07%→0.66%→0.66%→0.37%，F(xiàn)eO平均含量2.41%→1.39%→1.13%→1.31%，MnO平均含量0.07%→0.04%→0.03%→0.06%，MgO平均含量0.71%→0.26%→0.12%→0.18%，CaO平均含量2.04%→1.014%→0.83%→0.9%，P2O5平均含量0.19%→0.06%→0.03%→0.06%，堿度率(AR)2.6→4.19→2.87→3.16，分異指數(shù)(DI)83.28→90.88→92.57→92.45，表明整個復(fù)式巖體分異作用強(qiáng)烈，晚期向酸性、堿性演化。姑婆山復(fù)式巖體里特曼指數(shù)(σ)為1.4～3.61，絕大部分為1.8～3.3，屬鈣堿性巖。Na2O+K2O-SiO2關(guān)系圖上所有樣點(diǎn)落于亞堿性系列區(qū)(圖2)，K2O-SiO2關(guān)系圖所有樣點(diǎn)均落于高鉀鈣-堿性系列區(qū)(圖3)。

2.2微量元素特征

姑婆山復(fù)式巖體微量元素含量與維氏酸性巖值相比，第1次里松巖體的Li、Be、Nb、Sc、Zr、Th、V、Co、Pb、Zn、W、As、Sb、Bi、F、Rb、Hf、Ti、Cs、Ga、Ag、Sn、B、U、Ta含量偏高，其中V、W、As含量偏高數(shù)十倍，而Ba、Cr、Hg、Cl、Au、Mn含量偏低。第2次姑婆山巖體、第3次新路巖體的Li、Be、Nb、Th、V、Co、Pb、W、Mo、As、Sb、Bi、F、Rb、Hf、Ti、Cs、Ga、Sn、U、Ta含量偏高，其中W、Bi、F、U、Sn含量偏高數(shù)十倍，而Sc、Zr、Sr、Ba、V、Cr、Cu、Zn、Cl、Au、Ti、Mn、Ag、B含量偏低。

圖2　姑婆山復(fù)式巖體Na2O+K2O-SiO2關(guān)系

圖3　姑婆山復(fù)式巖體K2O-SiO2關(guān)系

自第1次里松巖體→第2次姑婆山巖體→第3次新路巖體二長花崗巖→新路巖體正長花崗巖的演化特征：不相容元素平均含量Rb 272.05×10-6→316.06×10-6→425.53×10-6，Zr 246.84×10-6→119.79×10-6→116.28×10-6→101.70×10-6，Ba 650.13×10-6→209.08×10-6→100.95×10-6→195.82×10-6，Th 33.39×10-6→49.1×10-6→47.92×10-6→35.9×10-6，U 14×10-6→15.01×10-6→28.38×10-6→13.62×10-6，Nb 50.79×10-6→60.97×10-6→45.34×10-6→28.73×10-6，Ta 5.29×10-6→5.49×10-6→7.63×10-6→4.78×10-6；其他元素Cu 6.58×10-6→12.02×10-6→24.6×10-6→2.39×10-6，Pb 32.94×10-6→35.55×10-6→45.21×10-6→60.86×10-6，W 194×10-6→433.5×10-6→294×10-6，Sn 6.9×10-6→4.78×10-6→5.67×10-6→10.05×10-6。相容元素平均含量Cr 6.5×10-6→5.67×10-6→5.84×10-6，Co 17.07×10-6→17.32×10-6→17.18×10-6→16.27×10-6，Ni 3.57×10-6→1.77×10-6→2.8×10-6，Sc 4.88×10-6→2.64×10-6→2.62×10-6→2.9×10-6，其他元素Li 84.08×10-6→53.26×10-6→60×10-6→26.04×10-6，Sr 237.09×10-6→49.96×10-6→29.31×10-6→32.22×10-6，Ba 650.13×10-6→209.08×10-6→100.95×10-6→195.82×10-6。w(Rb)/w(Sr)平均值1.46→9.15→26.18→26.16，w(Rb)/w(Sr)平均值2.98→4.83→2.74→5.74。上述特征表明，第1次里松巖體與第2次姑婆山巖體、第3次新路巖體的微量元素含量及w(Rb)/w(Sr)、w(Rb)/w(Sr)值呈跳躍式變化，差別較大，而姑婆山巖體與新路巖體之間的變化較小。

2.3稀土元素特征

姑婆山復(fù)式巖體的稀土元素含量與維氏酸性巖值相比，輕稀土元素La、Ce、Pr、Nd含量在第1次里松巖體、第2次姑婆山巖體內(nèi)偏高，在第3次新路巖體內(nèi)偏低；Sm含量在第1次里松巖體、第2次姑婆山巖體和第3次新路巖體二長花崗巖內(nèi)偏高，在第3次新路巖體正長花崗巖內(nèi)則偏低；輕稀土元素Eu含量在各期花崗巖中普遍偏低，第3次新路巖體更為明顯；重稀土元素Gd、Ho含量在各期花崗巖中均偏高。

姑婆山復(fù)式巖體的w(∑REE)(137.33～444.67)×10-6，變化較大，但絕大部分為(297.51～444.67)×10-6，明顯高于維氏酸性巖值(292×10-6)及南嶺花崗巖平均值(227.37×10-6)，僅第3次新路巖體個別樣品低于維氏酸性巖值(292×10-6)及南嶺花崗巖平均值(227.37×10-6)。第1次里松巖體→第2次姑婆山巖體→第3次新路巖體二長花崗巖→新路巖體正長花崗巖，w(∑REE)355.9×10-6→408.03×10-6→320.72×10-6→277.05×10-6，平均值δEu 0.49→0.19→0.12→0.17，δCe 0.97→0.93→1.06→1.11，w(∑Ce)/w(∑Y)2.65→2.44→1.42→2.1，(La/Yb)N8.84→6.83→3.57→4.88，(Ce/Yb)N6.33→4.96→3.05→4.48，(La/Sm)N4.2→3.42→2.14→2.69，(Gd/Yb)N1.41→1.48→1.09→1.3，說明姑婆山復(fù)式巖體輕、重稀土之間均發(fā)生過不同程度的分餾。

姑婆山復(fù)式巖體REE配分曲線均屬右傾LREE型，第1次里松巖體為中等負(fù)Eu異常(圖4)，第2次姑婆山巖體、第3次新路巖體負(fù)Eu異常較強(qiáng)(圖5、圖6)，表明姑婆山復(fù)式巖體后期富HREE。

圖4　里松巖體REE配分曲線

3結(jié)語

廣西姑婆山復(fù)式巖體由里松巖體、新路巖體及姑婆山巖體組成，分別對該3類巖體的巖石特征、巖石化學(xué)特征進(jìn)行了分析，為進(jìn)一步研究該類巖體提供參考。

圖5　姑婆山巖體REE配分曲線

圖6　新路巖體REE配分曲線

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(收稿日期2015-09-08)

*廣西壯族自治區(qū)二七四地質(zhì)隊(duì)基礎(chǔ)地質(zhì)勘查基金項(xiàng)目(編號：桂274201503010)。

余何(1983—)，男，博士研究生，541004廣西壯族自治區(qū)桂林市雁山區(qū)雁山街319號。