廣州北部黃鹿嶂地區礦床地球化學特征及U-Pb年齡研究

葉升明，李 銳，何 翔

（廣東省地質調查院，廣東 廣州 510080）

1 地質背景及巖石學特征

粵中黃鹿嶂地區位于廣州市北部，為佛岡巖體南東緣一部分，區內主要巖漿侵入活動發生在燕山中期，始于晚侏羅世，至早白堊世巖漿活動逐漸結束，發育有大量侵入巖和火山巖。火山巖巖性有流紋質熔結凝灰巖、流紋質火山角礫凝灰巖等，以中酸性、酸性為主，主要分布于調查區南側，呈面狀分布。

圖1 研究區示意圖

2 地球化學特征

本次調查在黃鹿璋地區共采集樣品1件，用于主微量、稀土元素分析，并對其進行了LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年，所有測試均在北京鋯石領航科技有限公司完成。

主量元素特征：其結果顯示，SiO2含量為72.374%，屬酸性火山巖；K2O含量為5.05%，Na2O含量為3.72%，全堿（Na2O+K2O）含量為8.77%，Na2O/K2O值為0.74，里特曼指數為2.63，為高鉀鈣堿性系列巖石。在SiO2-K2O（Na2O+0.7K2O）分類圖解中（圖2）樣品落在納質；在火山巖主量元素分類判別圖（圖3）中，投影在流紋巖區范圍內。

圖2 火山巖SiO2-Nb/Y分類圖解

圖3 火山巖TAS判別圖解

表1 巖石化學成分及CIPW標準礦物、特征參數表

微量元素特征：火山巖微量元素地球化學分析結果列于表2。由微量元素原始地幔標準化配分圖（圖4）可知：與維氏值（1962）相比較除Sc、Zn、Ga、Rb、Zr、Nb、Mo、Sb、Hf、W、Pb、Bi、Th、U及Sn等元素含量相對較高外，其余元素普遍較低；Rb/Sr值為3.09，遠高于中國東部（0.31，高山等，1999）和全球（0.32，Taylor and McLennan，1985）上地殼的平均值；Rb/Nb值為4.54，低于中國東部（6.8），與全球（4.5）上地殼的平均值相持平；相對富集Rb、Th、La、Nd、Hf、Y元素，相對虧損Ba、Nb、Sr、P、Ti、Yb元素。

圖4 微量元素原始地幔標準化蛛網圖[4]和稀土元素球粒隕石標準化分布型式圖[5]

表2 微量元素含量（單位 ：10-6，Au、Hg：10-9，18O：10-3）及參數表

稀土元素地球化學特征：火山巖稀土元素含量如表3所列。稀土元素總量（ΣREE）為495.63×10-6，輕重稀土比值（ΣCe/ΣY）為11.32，LaN/YbN值為16.57，Eu虧損程度（δEu）為0.09，Ce虧損程度（δCe）為0.98。稀土元素球粒隕石標準化分布型式表現為向右傾斜的曲線，屬于輕稀土富集型，重稀土元素部分傾斜較陡，輕稀土元素部分則較為平緩（圖4）。在稀土元素球粒隕石標準化分布型式圖上，銪虧損明顯，且虧損程度較大，說明在初始巖漿上升過程中有發生斜長石的分離結晶作用且程度較高或源區有斜長石殘留。

表3 火山巖稀土元素含量（單位：10-6）及參數表

3 火山巖形成構造背景分析

利用里特曼指數及戈蒂里指數作圖（圖5），可見樣品投影于B區，表明測區火山巖形成于造山帶及造山期后。再結合前人對于黃鹿嶂地區火山巖研究成果，判斷該地區火山巖形成的區域構造環境經歷了三個階段，即由穩定→造山→造山后的拉張環境。

圖5 火山巖Lgσ-lgτ圖解

4 火山活動旋回與時代討論

本次調查在黃鹿璋北側采到新鮮的流紋質含火山角礫凝灰巖，進行鋯石U-Pb（LA-ICP-MS法）年齡測定，鋯石形態和激光打點位置如圖6所示，根據諧和年齡（圖6），表明其成巖年齡為136.76±0.99Ma，屬于早白堊世。故將本區火山活動時代歸為早白堊世時期。

圖6 鋯石形態及U-Pb同位素年齡諧和圖

通過本次調查在結合前人研究的基礎上，根據火山巖的巖性組合及其接觸關系、巖石化學、巖石地球化學特征，調查區火山巖大致可劃分為三個旋回：早期火山活動強度較小，為中性巖漿噴發，形成一套厚度薄、面積小的火山～沉積巖系，伴隨有正常沉積巖夾層，火山巖單層厚幾～十幾米，總厚百余米；經過一段較長的寧靜期后，先是間歇性的中酸性巖漿噴發，形成一套分布面積較廣、厚度較大的火山～沉積巖系，火山巖夾層中火山碎屑粒度較粗，局部出現角礫集塊巖，而后為較大規模的安山巖溢流。中期為大量和連續的酸性巖漿噴發，形成一套分布廣、面積大的流紋質熔巖及其相應的火山碎屑巖，為該地區火山活動的最盛時期。晚期火山活動較為寧靜，表現為堿性次火山巖的淺成侵位。