新疆东天山铜镍矿区A 型花岗岩地球化学特征及对区域构造演化的意义.pdf

矿 床 地 质 2010 年 MINERAL DEPOSITS 第 29 卷 增刊 新疆东天山铜镍矿区 A 型花岗岩地球化学特征及 对区域构造演化的意义 孙 赫 1，秦克章2，唐冬梅2，肖庆华2 （1 中国冶金地质总局矿产资源研究院，北京 100025；2 中国科学院地质与地球物理研究所，北京 100029） A 型花岗岩以贫水、碱性和非造山为特征而有别于其它类型的花岗岩，但目前所限定的A 型花岗岩 与原来的概念已有很大不同， 包括非造山和造山两种环境的多种岩石组合 （苏玉平， 唐红峰， 2005） 。 A 型 花岗岩在微量元素上的特征明显，轻重稀土元素分馏明显，具明显的铺负异常，稀土元素配分模式呈典型 的右倾“V”字型。传统的A 型花岗岩并不包括铝质系列，但King等（1987）发现澳大利亚Laehlan褶皱带中 的岩体不同于传统意义上的A 型花岗岩，并由此提出了铝质A 型花岗岩的概念，以区别于碱性－过碱性A 型花岗岩。然而，在过去的研究工作中，往往只把过碱性花岗岩作为重要研究对象，忽视了对铝质弱碱性 A 型花岗岩的研究工作。在东天山地区加强对铝质A 型花岗岩的研究，无疑对A 型花岗岩成因的认识和 探讨大陆地壳的发展及演化具有重要意义。 化学成分上A 型花岗岩以富碱、低钙为特 征，在指定wSiO2为70时，Na2OK2O＝7～ 11，CaO＜1.8。微里元素上，明显富集REE （Eu 除外）、Zr、Nb 和Ta 等高场强元素，Sr 和Eu 等含量较低.这些特征与其它类型花岗岩 形成明显差别。Eu 负异常是A 型花岗岩的明显 特征（苏玉平和唐红峰，2005）。 伴随着产于镁铁质-超镁铁质杂岩的铜镍硫 化物矿床， 在康古尔－黄山构造带上也分布着一 些海西期花岗岩，我们在图拉尔根（TLG）、葫 芦（HL）、哈东（HD）和四顶黑山（SD）地区 采了新鲜的花岗岩样品，进行主量、微量放射性 同位素分析。 从主量元素上看， 花岗岩具有富碱、 低钙、高铝特征，Mg在40～56之间，从化学成 分上具有富铝A 型花岗岩的特征。根据微量元 素特征，所有地区的花岗岩样品均具有负Eu 异 常和Sr 异常（图1），除四顶黑山花岗岩外，其 他花岗岩的稀土元素强烈富集。 四顶黑山地区的 斜长花岗岩具有明显不同的稀土元素和微量元 素配分特征，显示形成过程与其它地区的花岗岩不同。根据花岗岩样品的放射性Sr-Nd 同位素特征，初始 Sr 和εNd 根据给定合理的年龄进行计算。可以看出其源区与东天山镁铁质-超镁铁质岩具有相同源区（图 2），说明这套花岗岩与幔源岩浆的演化有关。从地球化学证据表明东天山地区的花岗岩可能具有A 型花 岗岩的特征（有待进一步研究），其伴随着镁铁质-超镁铁质岩体产出，说明这些花岗岩石可能是造山过程 的产物，但有待进一步研究。根据已有研究，A 型花岗岩总是侵位在地壳裂解或减薄的背景之上，这是因 图1 花岗岩的球粒陨石标准化稀土配分图和微量元素原始地 幔标准化蛛网图 HD哈东岩体；SD四顶黑山岩体；HL葫芦岩体；TLG图拉尔根岩 体 1128 矿 床 地 质 2010 年 为大陆地壳在经受裂解或伸展作用时， 幔源熔体的活动和由此引起的高地热梯度为A 型岩浆的生成创造了 必要条件，但其形成时的构造环境仍然以伸展体制为主（吴锁平等，2007）。目前研究表明，地幔物质既 可直接也可间接参与A 型花岗岩的形成，主要有3 种方式① 侵入地壳拉张环境中的地幔玄武质岩浆通 过高度结晶分异和/或液态不混染作用直接衍生出A 型花岗岩（Loisell and Wones，1979；Baker and McBirney，1985；Turner，1992）。② 地幔岩浆在侵位过程中，通过壳幔相互作用（例如，与地壳岩浆之 间的混合和/或受长英质地壳岩石的结晶混染作用） 而产生SiO2 饱和的A 型花岗岩 （Foland and Allen， 1991； Harris，1995）。③ 底侵的地幔高温镁铁质岩浆为上覆地壳物质通过深熔作用（anatexis）形成A 型花岗 岩浆提供所需的能量（Gliko et al，1985；Furlong and Fountain，1986；Huppert and Sparks，1988）。而在 板块边缘，除拆层会造成软流圈地物质上涌底 侵 外 （ Faure ， 1996 ） ， 俯 冲 板 片 断 离 （slabreak-off）也是导致软流圈地幔物质活动 的重要式 （von Blanckenburg and Davies， 1995； Whalen et al，1996）。与地壳挤压增厚明显不 同，由于岩石圈地壳拉张减薄过程持续的时间 通常较为有限（Pedersen and Ro，1992），所 以由此衍生出的A型花岗岩规模一般不大，常 常以岩体 （或环状杂岩体） 而不岩基形式产出。 总之， A 型花岗岩的产出总是伴随着岩石 圈的拉张减薄，而岩石圈的减压卸载又与地幔 物质的上涌底侵作用密切相关。地幔物质既可 以直接参与地壳的生长，也可以提供热量的形 式对A 型花岗岩产生间接的贡献（魏春生，2000）。结合上述地球化学证据，我们认为东天山研究区内发 现的花岗岩可能在造山晚期的伸展环境下侵入，其源区可能为亏损地幔端员。 参 考 文 献 苏玉平，唐红峰. 2005. A 型花岗岩的微量元素地球化学[J]. 矿物岩石地球化学通报, 24（3） 245-251. 魏春生. 2000. A 型花岗岩成因模式及其地球动力学意义[J]. 地学前缘, 7（1） 238. 吴锁平，王梅英，戚开静. 2007. A 型花岗岩研究现状及其述评[J]. 岩石矿物学杂志，26 57-66. Huppert H E and Sparks R S J. 1985. Komatiites I eruption and flow[J]. J. Petrol, 26 694-725. 图 2 花岗岩 Sr-Nd 同位素组成特征