南岭地区加里东期花岗岩地球化学特征、岩石成因及含矿性评价.pdf

第 2 9卷 第 1 期 2 0 1 3年 3 月 华 南 地 质 与 矿 产 Ge o l o g y a n d Min e r a l Re s o u r c e s o f S o u t h Ch in a Vo 1 2 9 No 1。 1 1 1 Ma r ，2 01 3 d o i： 1 0 3 9 6 9 j is s n 1 0 0 7 - 3 7 0 1 2 0 1 3 0 1 0 0 1 南岭地 区加里东期花岗岩地球化学特征、 岩石成因 及含矿性评价 程顺波， 付建明， 马丽艳， 陈希清， 张利国， 卢友月 C H E N G S h u n - B o ， F U J ia n Min g ， MA L i- Y a n ， C H E N X i- Q in g ， Z H A N G L i- G u o ， L U Y o u Y u e ( 中国地质调查局武汉地质调 查中心 ， 武汉 4 3 0 2 0 5 ) ( Wu h a n Ce n t e r o f Ch i n a Ge o l o g ic a l S u r v e y , Wu h a n 4 3 0 2 0 5 ， H u b e i ， C h i n a ) 摘要 ： 南岭地区加里东期花岗岩从岩石学上可划分为三类岩石组合， 分别是石英( 或英云) 闪长岩一 花岗闪长岩一 二长花岗岩 组合 ， 以花岗闪长岩为主； 花岗闪长岩一 二长花岗岩组合， 以二长花岗岩为主； 二长花岗岩一 二云母花岗岩组合， 以二长花岗 岩为主， 分别对应于H 型、 H 型以及 S型三种成因类型。地球化学上， 这三类花岗岩大体上具有过铝， 适度富碱( 6 2 6 8 0 6 ) ， K ： O N a O( 比值多在 1 5左右) ， 不同程度地富集大离子亲石元素( R b 、 c s 、 T h 、 U ) 的共同特点。同位素组成上， 三类 花岗岩都表现出高 I 值和低 e 值的特性， 而且 s 值还呈现出连续过渡的特征。 岩石成因上， 第三类花岗岩主要起源于纯 陆壳变沉积岩的部分熔融；第一类花岗岩可能是壳源岩浆与幔源岩浆近等比例混合的产物 ：第二类花岗岩以壳源岩浆为 主， 但也混合了少量幔源岩浆。在含矿性评价方面， 第三类岩体， 尤其是越城岭、 苗儿山岩体 ， 具有较好的成钨潜力 ， 在第二 类彭公庙岩体南部和其他加里东岩体内部及接触带附近的断裂发育区， 分别有一定的钨多金属矿的找矿空间。 关键词 ： 加里东期花岗岩 ： 岩石成因 ： 含矿性 ： 南岭地 区 中图分类法 ： P 5 8 1 文献标识码 ： A 文章编号 ：1 0 0 7 3 7 0 1 ( 2 0 1 3 ) 0 1 0 0 1 1 1 C h e n S B， F u J M， Ma L Y， C h e n X Q， Z h a n g L G a n d L u Y Y Ge o c h e mic a l c h a r a c t e r is t ic s ， p e t r o - g e n e s is a n d o r e p o t e n t ia l e v a l u a t io n o f Ca l e d o n ia n g r a n it o id s in Na ni in g Ra n g e ，S o u t h Ch in a Ge o l o g y a n d Min e r a l Re s o u r c e s o fS o u t h C h in a , 2 0 1 3 ， 2 9 ( 1 ) ： 1 - 1 1 Abs t r a c t ：Ca l e d o n ia n g r a n it o id s i n Na n l in g Ra n g e c a n be p e t r o l o g ic a l l y d iv i de d in t o t h r e e c a t e g o r ie s ，o f wh o s e r o c k a s s e mb l a g e a r e q u a r t z d io r it e ( o r t o n a l i t e ) 一g r a n o d io r it e( d o mi n a n t e d ) 一m o n z o g r a n it e ； g r a n o d io r it e mo n z o - g r a n i t e ( d o m in a n t e d ) ， a n d m o n z o g r a n it e ( d o mma n t e d ) 一t w o m ic a gra n i t e s ， c o r r e s p o n d in g t o g e n e t ic H s s - ， H s a nd S -t y pe s r e s p e c t iv e l y Th e s e gra n i t o id s h a v e c o mmo n c ha r a c t e ri s t ic s o f p e r a l u min o us ，mo de r a t e a l k a l ir ic h ( 6 2 6 t o 8 O 6 ) ， K 2 O N a 2 0 ( mo r e t h a n 1 5 ) ， d i f f e r e n t d e g r e e s o f e n ri c h m e n t o f l a r g e io n l it h o p h i l e e l e m e n t s ( R b ， C s ， T h a n d U ) A n d t h e y a r e a l l b e h a v io r a s h i 【 g h I s r ， l o w a n d c o n t in u o u s s N d v a l u e s P e t r o l o g ic a l ， g e o e h e m i- e a l a n d is o t o p ie a l c o mp a r i s o n s h o ws g r a n it o id s o f S - t y p e p r o b a b l y d e ri v e d f r o m p a r t i a l me l t in g o f p u r e c o n t in e n t a l me t a s e d ime n t s ；t h e Hs s -t y p e ma y b e a mix ing pr o d u c t o f c r us t - de ri v e d a n d ma n t l e -d e r iv e d ma g ma wit h mi x e d r a t io o f mo r e o r l e s s 1 ： 1 ； a n d t he Hs - t y p e i s ma in l y e v o l v e d f r o m c r u s t -d e ri v e d ma g ma wit h a s ma l l a mo u nt o f a d d it i o n o f ma n t l e - d e r i v e d ma g ma I n p o t e n t ia l min e r a l r e s o u r c e e v a l u a t io n，g o o d c a p a c it y o f t u ng s t e n mi ne r a l iz a - t io n ma y e x is t in Yu e e h e n g l in g ，Mia o e r s h a n b a t h o l it h s o f S- t y pe ，p r o s pe c t i ng s pa c e o f t u ng s t e n p o l y me t a l l ic c a n b e s e t t l e d d u r in g f r a c t u r e z o n e i n in t e r n a l a n d n e a r c o n t a c t o f t h e s o u t h e r n P e n g g o n g mia o a n d o t h e r C a l e d o n i a n b a t h o l it h s o f Hs - t y p e g r a n i t e Ke y wo r d s ：C a l e d o n ia n g T a n it o id s ；p e t r o g e n e s is ； p o t e n t i a l min e r a l r e s o u r c e e v a l u a t io n ；Na n l in g Ra n g e ，S o u t h Ch in a 收稿 日期 ： 2 0 1 2 5 1 8 ； 修 回 日期 ： 2 0 1 2 7 2 4 基 金项 目： 中国地质调查局地质大调查项 目( 1 2 1 2 0 1 0 5 3 3 3 0 7 ， 1 2 1 2 0 1 0 9 8 1 0 2 8和 1 2 1 2 0 1 1 1 2 0 8 0 4 ) 资助 第一作者： 程顺波( 1 9 8 3 一) ， 男， 助理研究员， 从事矿床学和地球化学研究， E - m ia l ： c h s b 2 0 0 7 q q c o n 2 华 南 地 质 与 矿 产 2 0 1 3矩 近年来花 岗岩研究在大陆动力学研究 中越来 越显示出其重要意义， 花岗岩的成因机制及其地球 动力学背景更是华南大陆地质演化问题争论 的焦 点之一。在华南加里东期花岗岩中， 武夷 一 云开一 线的加里东期片麻状花岗岩 一 混合岩以其成因类 型独特 、 蕴含较重要的构造信息 ， 吸引 了国内许多 地质学者的注意， 成因研究也比较详细， 成因认识 主要有 ： 交代作用 和岩石流化作用 1 、 ( 地壳 ) 深熔 作用f3 卅 等。 而对于湘桂内陆( 包含南岭地区) 的块状 花岗岩 ， 传统观点认为它与成矿的关系不大 ， 一直 以来是华南地区花岗岩研究的薄弱环节。 产在骑田岭岩体接触带和内部的芙蓉超大型 锡矿田的发现51有悖于传统理论， 打破了南岭地区 花岗岩大岩体不成大矿的认识。 而锡田和大义山等 印支 一燕山期复式岩基内取得的丰硕找矿成果 ， 更加促进该思想在南岭地区的传播。受该思想启 发， 在加里东 一 燕山复式岩体出露区， 各省同行陆 续布置了一些资源调查和评价项 目， 也带动了研究 区的相关科研工作。我们依托地质大调查项目 南 岭地区锡矿选区评价和成果集成 ( 以下简称“ 项 目 组” ) ， 也针对性地对南岭地区主要加里东期花岗岩 进行了研究 。 本文即是在整理前人研究资料的基础 上 ， 综合项目研究成果， 对南岭地区加里东期花岗 岩岩石学 、 地球化学 、 岩石成因及其含矿性进行的 初步分析总结。 1 时空分布 继 徐克勤 等在上 犹县 陡水 和南康 县龙 回乡 鹅公头发现加里东期花岗岩以来， 华南地区内已 被厘定 的早古生代花 岗岩体超过 1 0 0个 ， 总面积 超 过 2 2 0 0 0 k m ， 大者 超过 3 0 0 0 k m ， 小者 不足 1 0 k m ， 分布在武夷 一云开一线到江南古陆南缘 的广袤区域内 ，集 中出露于南岭越城岭、万洋山 一 诸广山以及云开大山 一武夷山等地 ， 其中以后者最 为宏大。 在南岭地区， 加里东期花岗岩主要分布于桂 东北地区、 湘东南地区和湘赣边境地区， 总面积超过 5 0 0 0 k m 2 ， 代表性岩体有万洋 山、 诸广山( 桂东和汤 湖) 、 彭公庙、 雪花顶、 大宁、 永和、 越城岭、 苗儿山、 海洋山以及陡水、 公馆、 龙回等岩体。此外在赣南、 湘南 、 粤北和大瑶山地区， 还有不少同期小岩体出 露。 整体上来讲， 南岭地区花岗岩的分布主要受 N E 向断裂带的控制， 例如桂北猫儿山和越城岭岩体沿 邵阳 一资源断裂延伸， 诸广山北体被挟持在桂东 一 汝城断裂和万安 一遂川断裂之 间， 并主要沿后者分 布。受断裂带的影响， 花岗岩走向以 N E向为主 ， 但 在郴州 一 茶陵断裂附近， 花岗岩分布并不遵循这一 规律。诸广山 、 万洋山、 彭公庙岩体为 S - N走向， 雪 花顶 、 永和 、 大宁岩体为 N W 走向， 可能受赣南隆起 和湘桂拗陷交接地带的复杂断裂系统控制_1 1 。 随着实验测试技术方法的发展 ， 越来越多的高 精度定年结果被报道 ， 这对于花 岗岩研究具有非常 重要 的意义 。依托项 目“ 南岭地区锡矿选 区评价与 成果集成” ，我们对南岭地区加里东期主要花岗岩 岩体进行了锆石 S H R I M P年龄测定， 测试结果和收 集的同期相对可靠的年龄数据一并列入表 1 。 桂东岩体和汤湖岩体同属于诸广山复式岩基， 项 目组 和 I J i等 ( 1 9 8 9 ， 1 9 9 4 ) 1 l l 1分别 利用锆 石 S H R I M P、锆 石 U P h和 全 岩 S m N d法 获 得 了 4 3 4 5 4 2 7 Ma的年龄数据 ，它们在误差范围内一 致 ，可 以代表诸广 山岩体 的形 成 时间 。张 文兰 ( 2 0 1 0 ) 2 】获 得 彭 公 庙 岩体 的 L A I C P MS锆 石 U P b年龄 4 3 5 34 3 6 2 Ma ；项 目组利用 S HR I MP 法取得该 岩体锆石 U P b年龄为 4 4 1 13 1 Ma ， 与前者 比较吻合 ， 也可以作为彭公庙岩体 的成岩年 龄。付建明等( 2 0 0 4 ) t” 1测得雪花顶岩体的S H R I M P 锆石 u P h年龄为 4 3 22 1 Ma ， 尽管只有五个数据 作为支撑， 但与其侵入寒武系和被中泥盆统沉积不 整合覆盖的地质事实相吻合， 也与之后获得的众多 同期其他岩体年龄相仿 ，因此这个年龄是可信的。 项 目组前后利用 S H R I MP法获得海洋山岩体 的锆 石 U P h年龄为 4 3 17 Ma和 4 2 6 - 34 2 Ma ， 它 们在误差范围内一致， 可以代表海洋山岩体的成岩 年龄。 大宁岩体晚期次细粒花岗岩的 S H R I MP法锆 石 u P h年龄为 4 1 9 1 6 4 Ma ，覆盖岩体之上的岩 屑晶屑凝灰岩的锆石 U P h年龄为 4 1 9 67 2 Ma ， 它们都可以作为大宁岩体的形成时间上限。 越城岭 主体细中粒斑状含榴二长花岗岩的的 S H R I MP法 锆石 u P h年龄为 4 2 34 Ma ，补体细粒二云母花 岗岩 S H R I MP 法锆石 u P h 年龄为4 0 2 4 5 6 M a ， 两者相差约 2 0 Ma ， 两套年龄数据都 比较谐和 ， 一 种可能是岩体的侵入活动持续了约 2 0 Ma ，另一 种可能是主要 由年龄测试 的误差引起 。 从 已发表 的结果来看 ， 南岭地 区加里东期岩浆侵入活动发 生在 4 4 04 0 0 M a之 间 ， 4 3 04 2 0 Ma为集 中爆 发期 。 第 2 9 卷 第 1 期 程顺波等： 南岭地区 加里东 期花岗 岩地球化学特征、 岩石成因及 含矿性评价 3 表 1华南地区加里东期典型花岗岩体及年龄表 Ta b l e 1 I s o t o p i c a g e s t a t is t ics o f t y p ica l Ca l e d o n i a n g r a n i t e s in S o u t h Ch i n a 区域 岩体 岩性 年龄 ( Ma ) 分析方法 数据来源 湘南 湘 南 湘南 桂东 桂 东 汤湖 湘南 彭公庙 湘南 雪花顶 湘南 益将 桂北 海洋 山 桂东北 大宁 桂北 越城岭 角闪黑云花岗闪长岩 中粒含斑花 岗闪长岩 黑云母二长花 岗岩 4 27 士3 4 3 4士 1 6 中粗粒斑状二长花岗岩4 4 1 1 士3 1 中粗粒含斑二长花岗岩 中粗粒含斑二长花岗岩 中细粒含斑二长花 岗岩 石英 闪长岩 4 3 5 _ 3 土 2 7 436 2 5=3 1 4 3 2 士 2 1 4 2 4 5= 2 1 431 5=7 中细粒含斑二长花岗岩 4 26 3士4 2 细粒花岗岩4 1 9 1 5= 6 4 岩屑 晶屑凝灰岩4 1 9 6 士7 2 细中粒斑状含榴二长花岗岩4 2 3 4 细粒二云母花岗岩4 0 2 4 5= 5 6 4 33 5=5 锆石 U P b 锆石 S H R I MP 全岩 S m N d 锆石 S H RI MP L i 等( 1 9 9 4 ) l 1 项 目组 L i等 ( 1 9 8 9 )【 。 】 项 目组 锆石 L A 1 C P MS 张文兰等( 2 0 1 0 ) 2 锆石 L A I C P MS 锆石 S H RIMP 付建明等 ( 2 0 0 4 ) 】 锆石 S H RIMP 王彦彬等( 2 0 1 0 ) 1 4 锆石 S H R I MP 锆石 S H RIMP 锆石 S H RI MP 项 目组 锆石 S HRIMP 锆石 S HR I MP 锆石 S HRIMP 锆石 S HRIMP L i 等 ( 2 0 1 0 )【 1 5 闽西 玮埔 中粒 黑云母花 岗岩 4 2 7 4 5= 4 0 独居石 L A I C P MS 闽西 真峰顶 花岗岩4 2 9 3 5= 1 5 6 独居石 L A I C P MS 陈正宏等 ( 2 0 0 8 )【 l 6 闽西 宁化 花岗岩4 3 8 2 5= 9 5 独居石L A I C P MS 赣东 慈竹 花岗闪长岩4 3 2 5= 2 锆石 L A I C P MS 孙涛 ( 2 0 0 5 ) 9 1 刘耀荣和贾宝华 赣东 板杉铺 中细粒花 岗闪长岩4 2 3 锆石 u _ P b ( 2 o 0 0 ) l 7 _ 赣南 驿前 花岗岩 4 4 5 士 6 锆石 L A_ I c P _ Ms 孙涛 ( 2 o 0 5 ) 9 1 赣南 三标 黑云母花 岗岩4 2 2 + 1 1 锆石 L A- I C P MS 赣南 菖蒲 二云母交代花岗岩4 4 5 9 5= 3 8 锆石 L A - I C P MS 徐先兵等 ( 2 0 0 9 ) 1 8 j 赣 中 山庄 中粒斑状花 岗闪长岩4 6 1 5= 2 锆石 U_ P b 赣中 张佳坊 中细粒黑云母花岗岩4 2 8 -4 - 1 锆石 U P b 楼法生等 ( 2 0 0 5 ) 。 赣中 武功山 中粒斑状二长花岗岩4 2 8 5= 1 锆石 U P b 云开 条带状黑云二长花 岗岩4 6 5 5= 1 0 锆石 S HR I MP 云开 环斑黑云二长花岗岩4 6 7 1 0 锆石 S H RI MP 彭松柏等 ( 2 0 0 6 ) 云开 片麻状紫苏花岗闪长岩4 3 5 + 1 1 锆石 S H RI MP 云开 片麻状含榴二长花岗岩4 1 3 + 8 锆石 S H RIMP 4 华 南 地 质 与 矿 产 2岩石学特征 南岭地区花岗岩类整体上属于中酸性 一酸性 岩类， 主要岩性为花岗闪长岩和二长花岗岩， 少量 石英闪长岩、 英云闪长岩和二云母花岗岩。依照花 岗岩的岩石学和矿物学特征， 可将加里东期花岗岩 类划分为三个亚类 。第一类 以大宁、 永和 、 太保 、 桂 东等岩体为代表， 岩性为石英( 或英云) 闪长岩 一花 岗闪长岩 一二长花岗岩组合 ，以花 岗闪长岩为主， 石英闪长岩和英云闪长岩次之 ， 含少量的二长花岗 岩 ， 多为中粒斑状结构， 斑 晶含量一般 1 5 ， 发育 钾长石斑晶组成的线理。 花岗闪长岩与石英 闪长岩 不具有明显的岩相分带现象。 岩体内广泛分布着细 粒暗色 闪长质包体， 通常少于 l ， 但局部可达 2 5 。 包体的形态 以浑圆状 、 长条椭 圆状为主 ， 大小 通常为 5 c m 1 5 e ra，长轴通常与寄主岩的钾长石 斑 晶排列方向一致f2 。包体内常含有寄主岩石的 钾长石斑 晶和石英斑 晶 2 2 1 。主要造岩矿物为石英 、 斜长石 、 钾长石、 角闪石和黑云母 。 在晚期二长花岗 岩长石中可见次生 白云母交代现象。副矿物为榍 石、 磁铁矿 、 钛铁矿、 磷灰石 、 褐帘石及锆石等。 第二类以彭公庙、 汤湖、 万洋山、 雪花顶等岩体 为代表 ，岩性为花岗闪长岩 一二长花岗岩组合 ， 以 二长花 岗岩为主 ， 花 岗闪长岩次之 ， 多为中粒少斑 一 斑状结构。主要造岩矿物为石英、 斜长石 、 钾长石 和黑云母 ， 含少量角闪石 。早期次花岗闪长岩或二 长花岗岩 中分布着一定数量的细粒暗色闪长质包 体 ， 通常少于 1 ， 形态以浑圆状 、 长条椭圆状为主 1 0 , 2 4 - 2 6 。二长花岗岩 中常见绿泥石、 绿帘石交代黑云 母现象2 4 ， 矧。晚期细粒二云母花岗岩多以补充侵入 体散布于前两类岩石中， 其突出特征是次生白云母 含量增高 ， 多呈细小鳞片状交代长石。副矿物与第 一 类花岗岩相似 ， 也 为榍石、 磁铁矿 、 钛铁矿 、 磷灰 石 、 褐帘石及锆石等。 第三类花岗岩体分布于桂东北坳陷中， 以越城 岭 、 苗儿 山、 海洋山和都庞岭西体等为代表 ， 岩性较 为单一 ， 为黑云母二长花 岗岩 ， 中粒斑状 一中细粒 斑状结构。 晚期花岗岩突出特征是 白云母含量 明显 增高， 多呈细小鳞片状交代长石 ， 致使花岗岩岩性 向二云母花岗岩演化 。主要造岩矿物为石英 、 斜长 石 、 钾长石和黑云母 ， 次为白云母。 岩石 中常见灰黑 色细粒富云花岗闪长岩包体， 形态椭圆状、 似圆状， 大小 1 1 0 c m， 与围岩呈突变关系_2 8 2 91 。越城岭和 苗儿山岩体晚期花 岗岩 中发育 21 0 c m的团块状 电气石析离体 l ， 说 明在岩体形成 时 ， 挥发份中含 有相当多的硼元素( B ) 3O l 。副矿物为锆石、 独居石、 磷灰石、 电气石、 钛铁矿组合。 此外这类岩体副矿物 中锡石的数量比前两类有所增长， 偶尔也能见到褐 钇铌矿和黑稀金矿f1 l， 且与白云母和电气石的含量 呈正相关关系。 在越城岭岩体西部， 由于邵阳一 资源 断裂的影响， 岩石发育强烈的叶理构造和线理 ， 形成 一 宽 21 0k m， 长 8 0k m的片麻状花岗岩带。带内 花岗岩具特征的糜棱结构 ， 但岩石学特征与主体岩 石基本相 同， 仅石英的含量有所增加【 3 11 。 相 比之下 ， 南岭地区已报道的加里东期火 山岩 和基性侵入岩很少。 在赣南崇义 一大余一带 出露的 阳岭砾岩中曾有玄武岩和凝灰岩夹层的报道【3 2l。 诸 广山岩基 内也发育有一些加里东期 中基性岩脉【 3 3 1 。 项 目组在桂北大宁岩体东南部进行花 岗岩地质调 查时， 也发现了十余 k m 的晶屑凝灰岩露头， 覆盖 于花岗闪长岩岩体之上。 一些曾被认为是加里东期 的超镁铁 一镁铁岩 ， 如浙西南 、 闽北等地的蛇绿岩 ， 经过年代学再研究 已被更正为新元古代 8 】。 3 地球化学特征 南岭地区绝大部分加里东期花岗岩类具有 过铝 ， 适度富碱( 6 2 6 一 8 0 6 ) ， K ON a 2 0( 多 在 1 5左 右 ) 的共同特 点 2 7 , 。在 S iO 一 K O图 解上 ， 大部 分样品落入高钾钙 碱性 区( 图 l a ) ， 由 于第 二类 和第 三类花 岗岩晚期样 品 向更 加 富碱 方 向演化而落入钾玄岩系列区。除少数酸性端元 样 品外 ， 第一类花岗岩大部分样品的 A C N K均小 于 1 1 ，在 A C N K A N K图解上落入准铝质 一弱 过铝质 区( 图 l b ) ； 第二类和第三类样 品除基性端 元 外 ， 大多数 落入过铝 质 区 ， 其 中 以越城岭 细粒 花岗岩最高( 均值 1 1 7 ) ， 为强过铝质。相对而言 ， 桂 东岩体 英云 闪长 岩样 品具 有全 区最高 的全铁 ( F e O ) 、 Mg O、 Mn O和 C a O值 。 从第一类到第三类 花岗岩 ， 岩石化学成 分向着 富硅 、 钾 ， 贫钙 、 镁 ， 过 铝的方 向演化。 微量元素特征上 ， 南岭地区花岗岩显著特征是 均具有类似岛弧花岗岩的原始地幔标准化配分型 式 ，不 同程度地显示 出大离子亲石元素( R b 、 C s 、 T h 、 u ) 富集 ， 相容元素( c r 、 N i、 c o ) 和高场强元素 ( N b 、 T a 、 P 、 T i) N 对亏损 的特征， 表明它们与岛弧环 第 2 9卷 第 1 期 程顺波等： 南岭地区加里东期花岗岩地球化学特征、 岩石成因及含矿性评价 5 3 0 2 5 20 1 5 1 0 0 5 b 第 1 类 口 第2 类 一 瞧铝蟥 过 铝顶 第3 类 金 塞 一 赝 一 图I 南岭地区加里东期花岗岩的S i O 一 K ： O图( a ) 和A C N K A N K图( b ) F ig 1 S i O z - K z O ( a ) 和A C N K A N K( b ) p l o t s f o r C a l e d o n i a n g r a n i t e s i n t h e N a n l in g R a n g e 境存在某些亲缘关系。相对而言 ， 第三类越城岭花 岗岩表现出更加明显的大离子亲石元素富集和元素 B a 、 S r 、 E u亏损特征， 暗示在岩浆熔融时有斜长石 的 残留或在岩浆演化过程 中有斜长石 的结 晶分离作 用。 在 Z r H f - R b S r 图解上， 第一类、 第二类花岗岩、 第三类海洋 山样 品具有和冷家溪群变质基底 l3 8相 似 的分布趋势 ，均为近似平行 x轴的直线分布特 征 ， 指示在岩浆演化过程 中没有明显的流体富集作 用 。 第三类越城岭和苗儿山样品表现出明显的双曲 线分布特征， 表明花岗岩分异明显、 流体富集作用 较强 ， 与千里 山成矿花岗岩 比较相似。 除第三类越城岭外， 其他加里东期花岗岩类样 I N2 南岭地区加里东期花岗岩 z f _ R b s r 图解 ( a ) l ( L a Y b ) N 一8 E u INf ( b ) F i g 2 Z r Hf R b S r ( a ) a n d ( L a Y b ) N 一6 E u( h ) p l o t s f o r C a l e d o n i a n g r a n i t e s i n t h e N a n l i n g R a n g e ( +： 千里 山成矿花 岗岩 ； ： 冷家溪群变质基底 ) 品均显示出中等偏低 的稀土总量( R E E) ( 8 8 6 2 1 0 一2 9 8 6 21 0 ) ，呈现出轻重稀土分馏程度 中 等 ( ( L a Y b ) = 4 6 81 8 2 6 ) ， E u负异常相对不 明显 ( 8 E u = 0 2 9 0 8 3 ) 的稀土配分模式 ，2 7 _ 。第一 类太保花岗岩样 品拥有本区最大的 (L a Y b ) 值和 8 E u值 ， 分别为 1 3 6 31 8 2 5和 0 7 6 30 8 3 3 。 相 对于其他样品， 第三类越城岭花岗岩具有本区最为 振荡 的稀土元素特征 ，稀土总量 ( R E E)变化 3 1 5 11 0 3 4 7 7 31 0 ， ( L a Y b ) N 值 和 8 E u值 分别为 1 8 6l 4 4 2和 0 1 30 7 9 ，具有较强的分 异演化特征 ； 在( L a Y b ) 一6 E u图解 ( 图 2 b ) 中， 所有 第一类花岗岩、 绝大部分第二类花岗岩和第三类花 岗岩 早 期样 品集 中分 布 在 fL a Y b ) = 71 6 ， 8 E u = 0 40 7范 围内，与冷家溪群 变质岩石 ( f L a Y b ) = 5 6 7 1 0 3 9 。 8 E u =0 5 80 7 0 ) ( 图 2 b ) _3 蚓 相当。 第二类花岗岩彭公庙晚期样品以及第三类越 6 华 南 地 质 与 矿 产 城岭 、苗儿山晚期样 品具 有显著 的四分 组效应 ， ( L a V b ) 值和 8 E u值 向双双降低 的方 向演化 ， 向 千里 山成矿花 岗岩投影点 ( f L a Y b ) 均值 = 1 0 2 、 6 E u均值 = O 0 5 ) ( 图 2 b ) 靠拢 ， 指示补体花 岗 岩分异明显 、 挥发分活动性增强4 2 删。 从已有的数据来看， 高且不均一的s r 初始比值 是南岭地区加里东花岗岩类的一个共同特征。代表 性花岗岩的s r 初始比值变化范围： 第一类大宁岩体 为 0 7 l1 20 7 1 9 7 ；第 二类桂 东岩体 为 0 7 1 0 9 0 7 1 6 5 ， 万洋 山岩体为 0 7 1 1 40 7 1 8 5 ； 第三类越城 岭岩体为 0 7 2 1 9 0 7 6 5 5 2 7,3 3。随着岩性向酸性演 化 ， s r 初始比值增高且不均一 l 生愈来愈明显。与 s r 同位素组成特征相反 ， 本区加里东期花岗岩类的 N d 同位素组成变化范围较小并具有连续过渡的特征 ， 第一类花岗岩 N d ( t ) 值为 5 2 7 9 ( 个别样品除 外 ) ， 第二类花 岗岩 为 一 7 1 一 8 7 ， 第三类为 一 7 9 一 9 2 。 两阶段模式年龄( T 。 ) 也比较集 中， 分布在 1 6 1 9 G a 之间。随着岩石向酸性演化， 花岗岩类具有 e N d ( t ) 值缓慢降低、 T 。 的小幅上升的趋势( 图3 ) 。 区域上 ， 桂北四堡群 、 丹洲群变沉积岩 51的 s N d ( t ) 值( 以 4 3 0Ma 计算， 下同) 为 9 0 1 1 7 ， T 。 为 1 9 2 1 G a ， 与第三类花岗岩比 较接近( 图3 ) 。四堡群中 铁镁质岩石4 51 的 N d ( t ) 值为 3 3 6 5 ， T 2 D 为 1 -4 1 7 G a ， 与第一类花岗岩基性端元完全一致( 图3 ) 。 临区道县玄武岩类的 8 N d ( t ) 值为 一 2 91 2 0 ， 与 研究区花岗岩类有较大的差别( 图 3 ) 。 e ( t ) 图3南岭地区加里东期主要花岗岩的 8 N d ( t ) 一( S m N d ) 图解 F i g 3N d ( t ) - ( S m N d ) s p l o t s f o r d o mi n a n t C a le d o n ia n g r a n i t e s in N a n li n g R a n g e 4 岩石成因类型 花岗岩类 的 I s M A分类体 系_4 7 1虽然 自提 出后广受争议 ， 但是 因为其能够反映岩浆源区信息 以及指示特征的构造环境而得到广泛的推广 ， 极大 地推动了花岗岩研究工作 。 9 0 年代以来的研究成果表明，花岗岩的生成 不仅仅是地壳物质再循环作用 的结果 ， 而且还有地 幔成分的加入 ， 最常见的就是基性和酸性岩浆的混 合 5 】 ， 这种混合可以形成许多不同的花岗岩类型， 犹如连续光谱 。对此， C a s t r o l( 1 9 9 1 ) 提出了s 、 M 和 H型分类， H型花岗岩浆并不是一个独立的岩 浆， 而是 M型和S型两个端元岩浆混合的产物， 按 混合程度可细分为 H 、 H 和 H 型 ， 分别代表着以 S型岩浆为主， s 、 M型岩浆量相等和以 M型岩浆为 主的三种混合状态。 这不仅促进了岩浆岩的成 因研 究 ， 而且对探讨地壳结构 、 构造演化和壳幔相互作 用等大陆动力学问题提供了新线索 。 在早期文献 中， 南岭加里东期花岗岩一般被划 入陆壳改造型( 即 s型花岗岩 ) _1_。但是地质大调查 以来 的一些研究工作证实， 很多加里东期花岗岩 中 都不同程度存在壳幔相互作用 3 8, 55 。 鉴于此， 我们 有必要对南岭加里东期花 岗岩的成 因进行重新划 分 ， 划分时参考 C a s t r o l( 1 9 9 1 ) 5 31 的分类方案 ， 并综 合考虑岩石学、 矿物学 、 地球化学、 同位素等多个方 面。 大体上 ， 本区花岗岩可分为 S型、 H 以及 H 型 三类 ，分别对应与第二节岩石学分类中的第三类 、 第二类和第一类花岗岩。 第三类花岗岩为区内典型 第 2 9 卷 第 1 期 程顺波等： 南岭地区加里东期花岗岩地球化学特征、 岩石成因及含矿性评价 9 质工作程度相对较低， 成岩期次还不是很清晰， 勘查 工作也只是刚刚起步 。因此 ， 在这几个加里东期岩 体上加强勘查工作是十分必要 的。 除了上面三个岩体 以外 ， 其他加里东期花岗岩 体中是不是就不发育矿床( 或矿化 ) 呢? 答案是否定 的。在整理南岭计划项 目资料时 ， 项 目组就发现第 二类万洋 山岩体北部存在 P h 、 z n 、 c u 、 A u 、 F矿化组 合 ， 第一类永和岩体西北接触带存在 P b 、 z n 、 c u矿 化组合 ， 大宁岩体东南部存在 P b 、 z n 、 A u 、 A g 组合 。 经过实地矿点检查后发现， 这些矿床( 或矿化 ) 严格 受断裂系统的控制 ， 与矿化相伴生的是一套 中低温 蚀 变组合 ， 如硅化 、 绿泥石化等l7 2 ， 暗示它们 的形 成和后期的构造热事件紧密关联。 在勘查难度 日益 加大的南岭地区， 关注这类岩体也是有必要的。 6 结论 ( 1 ) 从 已发表的结果来看 ，南岭地区加里东期 岩浆 侵入 活 动发 生在 4 4 04 0 0 Ma之 间 ， 4 3 0 4 2 0 Ma 为集 中爆发期 。 ( 2 ) 南岭地 区加里东期花岗岩 比较复杂 ，岩石 学上可划分石英 ( 或英云 ) 闪长岩 一花 岗闪长岩 一 二长花岗岩组合 ， 以花 岗闪长岩为主 ； 花 岗闪长岩 一 二长花 岗岩组合 ， 以二长花 岗岩为主 ； 二长花 岗 岩 一二云母花岗岩组合 ， 以二长花岗岩为主等三类 岩石组合 ，对应于 H 型 、 H 以及 s型三种成 因类 型。 第三类花岗岩可能主要起源于纯陆壳变沉积岩 的部分熔融 ； 第一类花岗岩是壳源岩浆与幔源岩浆 近等比混合的产物；第二类花岗岩以壳源岩浆为 主 ， 但也混合 了少量幔源岩浆。 (4 ) 在含矿生 评价方面 ， 第三类越城岭、 苗儿山岩 体具有较好的成钨矿能力， 在第二类彭公庙岩体和其 他加里东岩体内部及接触带附近的断裂发育区， 分别 有一定的钨多金属矿和多金属矿的找矿空问。 东华理工大学谢才 富教授对本 文初稿提 出了 宝贵的修 改意见 ， 在此表示感谢。 参考文献 ： 【 1 南京大学地质学系 华南不同时代花岗岩类及其与成矿 关系 M】 北京 ： 科学出版社， 1 9 8 1 ： 4 9 5 9 2 黄 标 明志， 武少兴， 等 武夷山中段加里东期混合岩的 特征及成因讨论 岩石学报， 1 9 9 4 ， 2 7 ( 1 0 ) ： 4 2 8 4 3 9 【 3 】 陈 斌， 黄福生 粤西云炉地区混合岩的成因研究 J 地质学 报， 1 9 9 4 ， 6 8 ( 3 ) ： 2 3 1 - 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t e m p e r a t u r e c o n d i t io n s J G S A B u l l e t in ， 2 0 1 0 ， 1 2 2 ( 5 - 6 ) ： 7 7 2 7 9 3 1 6 陈正宏 ， 李寄蜗， 谢佩珊， 等 利用E M P 独居石定年法探 讨浙闽武夷山地区变质基底岩石与花岗岩的年龄【J J 高 校地质 学报 ，2 0 0 8 ， 1 4 ( 1 ) ： 1 1 5 1 7 刘耀荣， 贾宝华 湘东板杉铺岩体构造样式与倾位机制 J 】 中国区域地质， 2 0 0 0 ， 1 9 ( 2 ) ： 1 5 91 6 6 1 8 徐先兵， 张岳桥， 舒 良树， 等 闽西南玮埔岩体和赣南菖蒲 混合岩锆石L a I C P M S U P b 年代学对武夷山加里东运 动时代的制约I J 1 地质论评， 2 0 0 9 ， 5 5 ( 2 ) ： 2 7 7 2 8 5 1 9 楼法生， 沈f 胃洲， 王德滋， 等 江西武功山穹隆复式花岗岩 1 0 华 南 地 质 与 矿 产 2 0 1 3钲 的