粵北花山巖體地球化學特征及成因研究

姚　巍，陳　琿，馬明杰

（廣東省地質局第三地質大隊，廣東 韶關 512028）

粵北花山巖體地球化學特征及成因研究

姚巍，陳琿，馬明杰

（廣東省地質局第三地質大隊，廣東 韶關 512028）

通過對花山巖體主量元素、微量元素和稀土元素等方面詳細的綜合研究、以及分析對比可知，巖體SiO2含量在69.9%～72.96%，屬于酸性巖體，（中）高鉀鈣堿性系列巖石，具硅過飽和、過鋁的特征。巖石屬富輕稀土型花崗巖，Eu虧損不明顯。花山巖體屬I型花崗巖（同熔型），是活動大陸邊緣-陸弧的產物。

花山巖體，地球化學，成因，粵北

花山巖體位于粵北東西向大東山—貴東巖漿巖帶東段貴東復式巖體的南緣，河源市連平縣花山村附近，呈小巖株狀產出，面積約14.17km2。巖體遭遇混染巖化，變質、變形較為強烈，發育片理、片麻理。片麻理走向為315°。研究該巖體主量元素、微量元素和稀土元素的特征，查明其源區物質特征，成因機制及其形成的構造環境，對研究貴東巖體的形成與演化具有重要意義。

表1　花山花崗巖化學成分表

1 巖石學及礦物學特征及采樣分析

圖1　巖石系列SiO2-K2O圖解

圖2　花崗巖SiO2-AR(堿度率)圖解

該巖體的主要巖性為中細粒片麻狀黑云母花崗巖，其次為弱片麻狀二長花崗巖。片麻狀黑云母花崗巖具變余似斑狀結構、變余中細粒花崗結構，片麻狀構造、眼球狀構造、條紋條帶狀構造。巖石由斜長石（40%～45%）、鉀長石（25%～30%）、石英（±25%）、黑云母（5%～10%）組成。副礦物為磁鐵礦、鋯石、磷灰石、榍石、褐簾石，蝕變礦物為絹云母、方解石、綠簾石、黝簾石、高嶺土、綠泥石。

在顯微鏡觀察的基礎上，盡可能選取蝕變作用最輕微的巖石樣品作各項分析測試。主要元素，微量元素、硅酸鹽分析、稀土元素分析由國土資源部長沙礦產資源監督檢測中心（湖南省礦產測試利用研究所）完成。微量元素和稀土元素采用Z-2300，ICAP-6300原子吸收光度計ICP全譜儀等測定。

2 巖石化學與地球化學特征

2.1主量元素特征

巖石化學分析結果（表1）顯示，該花崗巖3個樣品的巖石化學成分一致性較高，其SiO2含量在69.9%～72.96%，均屬于酸性巖體。對比華南花崗巖平均值，該巖體的FeO、CaO、TiO2含量較高，而SiO2、Fe2O3、Na2O、K2O、P2O5略低，顯示高Ca而Fe，K、Na偏低的巖石化學屬性。從圖1、圖2可以看出，該花崗巖屬（中）高鉀鈣堿性系列巖石。標準礦物（表2）中出現石英（Q）和剛玉（C），鋁質指數（A/CNK）平均為1.06＞1，反映巖石硅過飽和、過鋁的特征；堿（度）指數（AKI）平均值0.60＜0.9，里特曼指數（σ）平均值1.36＜3.3，表明巖石屬于鈣（堿）性系列。

表2　花山巖體CIPW標準礦物及特征參數表

巖石基性度（G）7.53，高于華南花崗巖平均值；堿度率（AR）、全堿量（ALK）、鉀鈉比值（K/N）低于華南花崗巖平均值；鐵鎂比值（M/F）、鈣質指數（C/A′CF）與華南花崗巖平均值接近。

氧化度（OX°）在0.06～0.17之間，平均為0.13，反映巖體在低氧化環境條件下形成。分異指數（DI）平均為77.42，固結指數（SI）平均為6.29，說明巖漿分離結晶作用不強，分異程度較高。

表3　花山巖體微量元素含量及特征比值表

2.2微量元素地球化學特征

與酸性巖維氏值相比（表3），該侵入體Bi含量高17倍，Hf含量高5倍，Sn含量高2.4倍；Sr含量低2.4倍，Nb含量低2.0倍，Ta含量低2.2倍；其余元素含量相對較接近，比值在1.5以內。

2.3稀土元素地球化學特征

表4顯示，花山巖體的稀土元素總量（ΣREE）變化不大，介于171.51×10-6～242.82×10-6間，含量低于世界花崗巖平均值（291.17×10-6）；巖石屬富輕稀土型花崗巖，輕、重稀土比值（ΣCe/ΣY）2.45～2.59，平均為2.52，LaN/YbN值3.83～5.32，平均為4.72；銪異常值（δEu）在0.56～0.72間，平均為0.66，略小于0.7，稀土元素球粒隕石標準化型式圖顯示為淺“V”型的不對稱折線（圖3），輕稀土折線向右傾斜，重稀土折線接近水平，Eu虧損不明顯，屬弱Eu負異常。

表4　花山巖體稀土元素含量及特征參數表

3 成因類型及巖漿源區

在K2O-Na2O成因類型圖解上（圖4），花山巖體二個樣點落在I型花崗巖區，一個樣點落在I型花崗巖與S型花崗巖分區線上；鋁質指數A/CNK平均為1.06，小于1.1，按Chappell（1974）和White（1983）劃分，屬I型花崗巖。花山巖體巖石化學及地球化學特征與南嶺地區I型花崗巖相似（據《南嶺花崗巖地質及其成因和成礦作用》，1989）。微量元素K/Rb比值為188，Rb/Sr比值為0.7，按劉英俊（《花崗巖類區1∶5萬區域地質填圖方法指南》，1991）對不同成因類型花崗巖微量元素比值的研究，屬同熔型花崗巖。綜合以上分析，把花山巖體劃歸為I型花崗巖（同熔型）。

花山巖體屬過鋁質巖石類型，以鉀質系列為主，表現出殼源重熔的特點。巖體內分布變質較強的輝綠巖、輝長巖等基性巖脈，花山巖體鐵鎂含量較高（基性度G為7.53），據此判斷可能有深部幔源物質的參與；δEu值0.56～0.72，平均為0.66，略小于0.7，Eu虧損不明顯；成因類型為I型花崗巖，巖石可能由不同來源的（殼幔）巖漿混熔形成。

圖3　稀土元素標準化分布型式圖

圖4　花崗巖K2O-Na2O 成因類型圖

圖5　花崗巖R1-R2成因分類圖解

圖6　構造環境(Rb-Y+Nb)判別圖

4 構造環境判別

花山巖體屬I型花崗巖。在花崗巖R1-R2成因分類圖解上（圖5），花山巖體一個樣品投點落在①地幔分異花崗巖區，二個樣品投點落在①地幔分異花崗巖與②板塊碰撞前花崗巖分區間，結合有關構造環境圖解，花山巖體投點分別落在VAG火山弧花崗巖區（圖6）、火山弧與碰撞后區間（圖7），反映花山巖體是活動大陸邊緣—陸弧的產物。

圖7　構造環境Rb/30-Hf-3Ta判別圖

5 結語

1）花山巖體的主要巖性為中細粒片麻狀黑云母花崗巖，變余似斑狀結構、變余中細粒花崗結構，片麻狀構造、眼球狀構造、條紋條帶狀構造。

2）巖體SiO2含量在69.9%～72.96%，均屬于酸性巖體。屬（中）高鉀鈣堿性系列巖石，巖石具硅過飽和、過鋁的特征，屬于鈣（堿）性系列。

3）與酸性巖維氏值相比，該侵入體Bi含量高17倍，Hf含量高5倍，Sn含量高2.4倍；巖石屬富輕稀土型花崗巖，輕、重稀土比值（ΣCe/ΣY）2.45～2.59，LaN/YbN值3.83～5.32，Eu虧損不明顯。

4）花崗巖屬I型花崗巖（同熔型），該巖體是活動大陸邊緣-陸弧的產物。

[1] 陳琿、李峰、堅潤堂等，云南瀾滄老廠花崗斑巖鋯石SHRIMP定年及其地質意義[J]，地質學報，2010.84（4）.

[2] 廣東省地質礦產局，廣東省區域地質志，地質出版社，1988.

[3] 李昌年，《火成巖微量元素巖石學》，中國地質大學出版社，1992.

[4] 凌洪飛, 等，粵北帽峰花崗巖體地球化學特征及成因研究，巖石學報2005.21（3）：677～687.

[5] 尹征平, 等，粵北九峰巖體的地球化學特征與成因研究，東華理工大學學報，2010.3:15～21.

[6] 李獻華，廣西北部新遠古帶花崗巖鋯石U-Pb年代學及其構造意義[J]，地球化學，1999.1:1~9.

A Study of Geochemistry and Genesis of the Huanshan Rock Mass in North Guangdong

YAO Wei CHEN Hun MA Ming-jie

(Guangdong Bureau of Geology and Mineral Resources, Shaoguan, Guangdong 512028)

The Huashan granite in north Guangdong belongs to K-rich calc-alkaline series with SiO2of 69.9-72.96%, being silicon-aluminium supersaturated. The rock is I-type granite (syntectic type) with LREE enrichment and was emplaced in active continental margin setting.

syntectic type granite; geochemistry; genesis; Huanshan, north Guangdong

P595

A

1006-0995（2016）02-0217-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2016.02.009

2016-03-16

姚巍（1984-），男，碩士研究生，工程師，主要從事區域礦產地質調查及水工環地質工作