华南加里东褶皱带早中期花岗岩岩石类型及演化

华南加里东褶皱带早中期花岗岩岩石类型及演化

0雅山火山岩体雅山花岗岩位于中国南方加里以东的褶皱带，武功山高程，露面9.5万hm。据同位素测年资料,雅山花岗岩年龄为131~157百万年,属燕山早中期花岗岩产物。从其产状及相互关系等地质现象来看,雅山花岗岩体为一复式花岗岩体,岩浆活动达五、六次之多。从早到晚、从下而上分为粗粒—中粗粒花岗岩(R–A)、中细粒似斑状白云母花岗岩(R–B)、细粒条板似斑状白云母花岗岩(R–C)、细粒白云母花岗岩(R–D)、黄玉锂云母碱长花岗岩(R–E);从构成岩体各类花岗岩岩石结构构造、矿物成分、化学成分诸方面来看有一定的演化序列,应属同源分异的产物。宜春钽铌矿等矿床产于黄玉锂云母碱长花岗岩(R–E)中,与雅山花岗岩演化有成生联系。1浅变质岩中断裂雅山花岗岩体侵入于震旦系松山群的老虎塘组浅变质岩中,受北东和北西两组断裂控制,长轴呈北西向展布。现从早到晚将各岩石类型及其产状、相互关系叙述如下。1.1云岩酶系统的分类习惯称为雅山花岗岩,它形态很不规则,侵入于老虎塘组浅变质岩中,出露面积大,占岩体总面积60%以上。按斑晶含量和云母种类差别分为两个相带。(1)中央相-即中粗粒似斑状黑鳞云母花岗岩(R–Aa)。其斑晶含量大于5%,主要分布于矿区的西南,出露面积占本类岩石的80%以上。(2)边缘相-即中粗粒二云母花岗岩(R–Ab)。主要见于青山龙顶部、矿招待所西北侧等,出露面积占本类岩石的20%以下。中央相与边缘相呈渐变过渡关系,它们组成雅山复式花岗岩的主体。1.2小“岩拳”称之为早占龙隐伏花岗岩,从坑道仅见于1~3号巷道内,从巷道编录平面图可知它是一种小“岩拳”。它与R–A呈侵入接触关系,接触带R–A之下侧具R–B的冷凝边,附近可见R–A之捕虏体,因此可推知R–B晚于R–A。1.3小“岩拳”又称之为青山龙隐伏花岗岩,从坑道仅见于1~3号巷道内,从巷道编录平面图可知它也是一种小“岩拳”。它与R–B呈侵入接触关系,其顶部或边部有厚5~10cm的似伟晶岩。1.4与r–a、zsn的过渡关系又称之花桥花岗岩,出露面积较大,约占矿区岩体出露面积的37%,呈岩瘤、岩枝、岩脉产出。依其特征矿物不同分为3个相带,从中央到边部分为榍石白云母花岗岩、钾长石白云母花岗岩石和钠长石白云母花岗岩,它们呈渐变过渡关系,它与R–A、Zsn呈侵入接触关系。在矿机修厂后R–D与R–A之接触带有厚20cm的似伟晶岩,且具R–D的冷凝边。上述事实说明R–D晚于R–A,野外未见到R–C与R–D的直接关系,但根据两者的结构构造、矿物特征可推知R–D晚于R–C。1.5震旦系虎塘地层与r–d它仅分布于银子岭,故又称为银子岭花岗岩(即钽锂矿体),呈岩盖产出,出露面积在0.3km2,约占雅山花岗岩体出露面积的3%。R–E与R–D呈侵入接触关系,倾角近于90°,完全能将两者分开。另外在R–E的顶部有厚1~2m(最厚7m)的似伟晶岩与震旦系老虎塘组浅变质岩(Zsn)D呈侵入接触关系,故R–E晚于R–D。此外矿区尚出露有花岗岩脉、石英脉、细晶岩脉等规模很小的脉岩,限于篇幅恕不多述。从以上地质事实来看,雅山花岗岩体是至少5次岩浆活动的产物,为一复式花岗岩体,从早到晚侵入的次序为:R–A、R–B、R–C、R–D及R–E。2不同类型岩石的矿物组成和结构2.1岩石形态特征中央相-即中粗粒似斑状黑鳞云母花岗岩。岩石呈灰色,具似斑状结构。斑晶为微斜长石和正条纹长石,粒度为(1×1)cm~(3×4)cm,含量大于5%。基质为中粗粒花岗结构,主要矿物有半自形-自形的更长石,个别为中长石,粒度一般为3cm×2cm,含量25%左右。它形石英粒径2~3mm,含量30%以上。片状黑鳞云母片径为(2×2)mm~(6×6)mm,含量7%~10%。边缘相-即中粗粒二云母花岗岩。岩石呈灰色,具中粗粒结花岗结构。它与中央相的区别在于长石斑晶含量小于5%,越近边部几乎见不到斑晶。主要矿物有微斜长石,粒度一般为3mm×2mm,含量27%~30%。它形晶石英粒径2~4mm,含量30%~35%。片状黑鳞云母、白云母片径为(1.5×1)mm~(2.5×2)mm,含量各占5%、4%。2.2组分和矿物组成岩石呈青灰色,具似斑状结构。斑晶主要为更长石和钾长石,粒度一般为15mm×10mm,含量大于5%,局部有石英斑晶,含量小于1%。基质具有中细粒花岗结构,主要矿物有半自形钾长石,粒度一般为2mm×1mm,含量22%~26%。半自形更长石,粒度一般为1mm×0.6mm,含量25%~28%。它形石英粒径为1~2mm,含量27%~32%。钠长石含量5%~6%,片状白云母、黑鳞云母含量各占5%~6%、1%~2%。2.3细粒花岗结构岩石呈青灰色,具似斑状结构。斑晶主要为条板具卡氏双晶钾长石和更长石,粒度为(8×4)mm~(6×2)mm,含量5%~7%。基质具有细粒花岗结构,半自形钾长石粒度一般为2mm×1mm,含量20%~25%。半自形更长石粒度一般为1.5mm×1mm,含量22%~27%。半自形钠长石粒度一般为1.2mm×0.8mm,含量6%~10%。它形石英粒径一般为0.3~0.8mm,含量28%~33%。片状白云片径为0.5mm×0.6mm,含量6%~7%。2.4细粒白云母花岗岩岩石主要具细粒花岗结构,粒度一般为0.5~1.5mm。它分为3个相带,各相带岩石(由下往上)主要特征见表1。2.5岩石及矿物组成钽锂等稀有元素主要赋存于此类岩石中,整个岩体即为矿体。岩石具细粒似斑状结构,斑晶为具环带结构的石英及长石。基质具细粒花岗结构,主要矿物有钾钠长石、石英、锂云母及黄玉。依黄玉、锂云母含量化分为3个岩相带,其岩石特征见表2。3雅山花岗岩的发育雅山花岗岩体各类花岗岩从早到晚、由下而上在结构构造、颜色、矿物组成、化学组分、挥发份、稀有元素等具有明显的演化规律。3.1岩石结构的发展从早到晚为中粗粒似斑状结构→中细粒似斑状结构→细粒条板似斑状结构→细粒花岗结构。3.2岩石的颜色从早到晚由深变浅(灰黑→灰→灰白→白)。3.3变形聚合物(1)从早到晚斜长石含量减少、碱性长石增多,斜长石由更中长石→更长石→钠更长石→钠长石。(2)云母类矿物从早到晚由黑鳞云母→白云母→锂白云母→锂云母。(3)早期无钽锂矿物→中期有微弱矿化→晚期形成钽锂矿床。3.4岩浆分异对al2o重异的影响雅山花岗岩体各类岩石化学成分见表3,与中国酸性岩比较有如下特点:(1)含量一般都高于对照值,从早到晚各类岩石的含量虽有波动,但总的趋势是略有下降。(2)铝过饱和Al2O3>(K2O+Na2O+CaO),且随岩浆分异到晚期,Al2O3含量有所增加。(3)贫二价阳离子,MnO+MgO+CaO均低于2%,亦低于对照值,并随岩浆分异的进程而降低。(4)Ti2O含量都在0.05%以下,大大低于对照值,从早到晚其含量有所降低。(5)K2O+Na2O含量大于7.5%,至晚期增加到10%,大大高于对照值,同时K2O与Na2O成反消长关系,K2O含量从早到晚降低,而Na2O却反而增加。(6)挥发组分H2O+F含水量绝大多数高于对照值,从早到晚有增多的趋势。上述特点对于花岗质岩浆分异的晚期,钽锂等稀有元素富集是极为有利的化学条件。3.5资源副矿的开发各岩石类型副矿物成分及含量见表4。3.6岩石顶部结构挥发组分是岩浆分异的产物,而似伟晶岩是富含挥发组分的残余熔浆结晶的产物,且多见于岩体顶部或边部。各岩石类型顶部似伟晶岩厚度为:R–A和R–B顶部未出现、R–C顶部厚度5~10cm、R–D顶部厚度20cm、R–E顶部厚度1~2m(最厚达7m)。反映了挥发组分从少到多,似伟晶岩厚度逐渐增大,这完全符合岩浆分异的演化规律,另外在R–E中见到黄玉也说明了这一点。3.7岩石学和矿物量的特征(1)岩体中钽、铌、锂、铷、铯、铍的平均含量均高于花岗岩中的平均值,从3到60余倍不等,见表5。(2)从表4看出雅山花岗岩类中主要稀有稀土元素含量由早到晚具有一定的变化规律:(1)钽的含量逐渐增加,铌的含量较为稳定或略有上升,钽的增加幅度大于铌的增加幅度,钽与铌的比值由0.181增至1.893,钽在R–E形成工业富集,构成钽矿体。(2)锂、铷、铯、铍的含量逐渐升高,在R–E中Li2O、Rb2O、Cs2O均达到工业要求,可以综合利用。(3)稀土元素的含量逐渐降低和上述元素成反消长关系。据前人资料雅山各类花岗岩中主要稀有稀土元素从早到晚的变化特点,也反映在其矿物的变化上,即同一元素矿物在含量上由早到晚有逐渐增加(或减少)的特点。如高钽矿物铌钽锰矿、细晶石由少(或无)逐渐增多,绿柱石、含钽锡石由无到有并逐渐增多,而稀土矿物、含钛矿物、钛矿物逐渐减少到无。3.8、锆、锆和钠的相关性从表6可以看出钽、锂、铌与钾、钠的相关性,钽与铌、钽铌与锂、钽与钠相关性强,而钠锂与钾、铌与钠相关性差,钠与钾为反消长关系。3.9岩浆岩成矿温度从早到晚成岩成矿温度逐渐降低,见表7。4同一花岗质岩浆源的分异演化方向综上所述,雅山花岗岩体为一复式花岗岩体,从早到晚、从下而上朝富钠、富含挥发组分、富Ta、Li等稀有元素及降温的方