花岗岩浆侵位与结晶固化时差的研究与构造意义:以南岭骑田岭花岗岩基为例

通过对南岭中段骑田岭花岗岩基地质-岩石地球化学特征研究, 判明了该岩基的侵位深度（5.5 km）、围岩温度（196℃）及岩浆初始温度（950 ℃ ）,建立起骑田岭花岗岩基的数学计算模型,计算得出： 骑田岭花岗岩熔体侵位后,其初始温度降低至结晶温度所需的时间（Δt col） 为4.1 Ma;由于结晶潜热释放而使结晶过程延长的时间（Δt L）为2.6 Ma; 由于骑田岭花岗岩基放射性元素含量 （U-15.3×10-6,Th-51.35×10-6,K2O-5.02%）是世界平均花岗岩放射性元素含量（U-5×10-6,Th-20×10-6,K2O-2.66%）的2~3 倍,骑田岭花岗岩浆侵位后产生的放射成因热使结晶过程延长的时间（Δt A） 为35.4 Ma,远长于世界平均花岗岩计算的Δt A（2.93 Ma） 。因此, 骑田岭花岗岩基的岩浆侵位- 结晶固化时差 （Δt ECTD）为42.1 Ma, 结合锆石U-Pb 年龄值（161 Ma）, 通过反演计算得出骑田岭花岗岩基侵位年龄值（t E ）为203.1 Ma,从而为骑田岭花岗岩基属于印支期侵位提供了重要的岩浆动力学佐证。     

Indosinian Emplacement of the Huashan—Guposhan Granite Batholiths in Western Nanling Range:Evidence from Cooling-Crystallization and Radiogenic Heat Calculation of Granite Melt

通过对南岭西段花山和姑婆山花岗岩基地质-岩石地球化学特征研究,判明它们的侵位深度(5.5km)、围岩温度(196℃)及岩浆初始温度(950℃),建立起花山和姑婆山岩基的数学计算模型,计算得出:花山-姑婆山花岗岩熔体侵位后,其初始温度降低至结晶温度所需的时间(△tco1)分别为4.14 Ma(花山)和4.36Ma(姑婆山);由于结晶潜热释放而使结晶过程延长的时间(△tL)为2.67Ma,2.81 Ma;由于花山和姑婆山花岗岩基放射性元素含量(U 13.5×10-6,Th 56.1×10- 6,K2O 5.79％(花山);U13.7×10-6,Th 52.4×10-6,K2O 5.28％(姑婆山))高于世界平均花岗岩放射性元素含量(U5×10-6,Th 20×10-6,K2O 2.66％),花山和姑婆山花岗岩浆侵位后产生的放射成因热使结晶过程延长的时间(△tA)分别为37.6 Ma和45.1 Ma,远长于按世界平均花岗岩放射性元素含量计算得出的△tA(3.17 Ma,花山).花山和姑婆山花岗岩基的侵位-结晶时差(△tECTD)分别为44.41Ma和52.27Ma,结合锆石U-Pb年龄值(162 Ma(花山),163Ma(姑婆山)),通过反演计算得出花山、姑婆山花岗岩基侵位年龄值(tE)分别为206Ma和215Ma,从而为花山-姑婆山花岗岩基属于印支期侵位提供了重要的岩浆动力学佐证.     

南岭花山和姑婆山花岗岩基属印支期侵位:来自花岗岩熔体冷却-结晶和放射成因热计算的依据

通过对南岭西段花山和姑婆山花岗岩基地质-岩石地球化学特征研究,判明它们的侵位深度(5.5km)、围岩温度(196℃)及岩浆初始温度(950℃),建立起花山和姑婆山岩基的数学计算模型,计算得出:花山-姑婆山花岗岩熔体侵位后,其初始温度降低至结晶温度所需的时间(△tco1)分别为4.14 Ma(花山)和4.36Ma(姑婆山...     

南岭骑田岭花岗岩基属印支期侵位的岩浆动力学佐证:对《关于南岭花岗岩侵位年龄问题》一文的答复与讨论

影响花岗岩熔体冷却-结晶时间长短的因素虽然较多,如花岗岩熔体的初始温度、结晶温度、侵位深度、围岩温度、体积、放射成因热以及其他各种热物理参数,但计算表明,花岗岩体积大小是决定花岗岩体侵位-结晶时差的最主要因素。采用与骑田岭花岗岩体相同参数计算得出不同出露面积花岗岩体的侵位-结晶时差(△tECTD)分别为42.1Ma(骑田岭花岗岩体,520km2);0.7Ma(50km2花岗岩体);0.05Ma(4km2花岗岩体)。采用板状模型,结合骑田岭花岗岩锆石U-Pb年龄值(161Ma),通过反演计算得出骑田岭花岗岩基侵位年龄值(tE)为206Ma,与立方体模型计算结果(203Ma)差别不大,从而为骑田岭花岗岩基属于印支期侵位提供了重要的岩浆动力学佐证。对国内外花岗岩体205对锆石U-Pb年龄和全岩Rb-Sr等时线年龄进行的相关分析,拟合出相关系数很高(R=0.997),回归系数接近l的线性回归方程(tRb=0.9928×tZr+2.1584)。△t(tZr-tRb)频数统计分析表明:Δt呈对称正态分布(偏度系数CSK=-0.148;峰度系数CKU=6.771),其中位值为0Ma,众数值为2Ma。这表明花岗岩体锆石U-Pb定年的测定结果与全岩Rb-Sr等时线定年测定结果在允许的误差范围内是一致的,从而得出"花岗岩锆石U-Pb年龄不能代表花岗岩侵位年龄(tE)"的结论。对Lee等(1997)和Cherniak等(2000)所进行天然锆石中U和Pb扩散系数实验条件的分析,判明他们得出的"锆石U-Pb同位素体系封闭温度900℃"结论,只可应用于解释源区岩石升温产生部分熔融形成花岗岩浆过程中残留锆石U-Pb同位素的行为,但不适用于解释直接从花岗岩熔体中晶出锆石U-Pb同位素体系封闭温度。华南同熔型花岗岩(龙塘花岗闪长岩体,长泰花岗闪长岩体)与其同源火山岩全岩Rb-Sr年龄存在较大的差别(ΔtRb-Rb=15.7～32Ma)以及华南部分花岗岩体锆石中存在差别较大的2组U-Pb年龄(ΔtZr-Zr=24～50Ma)的实例为花岗岩存在较大侵位-结晶时差提供了直接的佐证。     

金鸡岭产铀花岗岩体印支期侵位的岩浆动力学证据及其构造意义

通过对南岭西段金鸡岭花岗岩体地质-岩石地球化学特征研究,判明该岩体的侵位深度(7.5km)、围岩温度(270℃)及岩浆初始温度(950℃),建立起金鸡岭花岗岩体的数学计算模型,分别计算得出:金鸡岭花岗岩熔体侵位后,其初始温度降低至结晶温度所需的时间(Δtcol)为3.91Ma;由于结晶潜热释放而使结晶过程延长的时间(ΔtL)为2.92Ma;由于金鸡岭花岗岩体放射性元素含量(U——16.5×10-6,Th——51.3×10-6,K2O——4.82%)是世界平均花岗岩放射性元素含量(U——5×10-6,Th——20×10-6,K2O——2.66%)的3倍左右,金鸡岭花岗岩熔体侵位后产生的放射性成因热使结晶过程延长的时间(ΔtA)为34.5Ma,远长于按世界花岗岩平均放射性元素含量计算的ΔtA*(2.82Ma)。金鸡岭花岗岩体的侵位-结晶时差(ΔtECTD)为41.3Ma,结合锆石U-Pb年龄值(156Ma),通过反演计算得出金鸡岭花岗岩体侵位年龄值(tE)为197.3Ma,从而为该岩体属于印支期侵位提供了重要的岩浆动力学证据。     

“花岗岩锆石U—Pb年龄能代表花岗岩侵位年龄”质疑——花岗岩锆石U-Pb年龄与全岩Rb-Sr等时线年龄对比证据

通过花岗岩体的64对锆石U-Pb年龄(tZr)与全岩Rb-Sr等时线年龄(tRb)之间差值Δt(Δt=tZr-tRb)进行的频数统计分析表明:Δt直方图呈对称正态分布(偏度系数CSK=0.150;峰度系数CKU=4.274);Δt既有正值又有负值;Δt的众数值为2.0Ma,但远低于花岗岩基冷却—结晶所需的时间(>16Ma);采用最小二乘法计算,花岗岩体64对锆石U-Pb年龄(tZr)和全岩Rb-Sr等时线年龄(tRb)拟合出相关系数很高(r=0.9967),回归系数接近l(斜率为0.99354)的线性回归方程(tRb=0.99354tZr 2.15163)。该回归方程的常数项(2.15163Ma)与Δt众数(2.0Ma)基本一致。这些特征表明,从总体来看,花岗岩体的全岩Rb-Sr等时线定年测定结果与锆石U-Pb定年测定结果是一致的,从而为花岗岩锆石U-Pb年龄不能代表花岗岩侵位年龄提供了证据。     

南岭寨背和陂头花岗岩基属印支期侵位的岩浆动力学证据及构造意义

文章通过对南岭东段寨背和陂头岩基地质-岩石地球化学特征研究,判明它们的侵位深度(7.5 km)、围岩温度(250℃)及岩浆初始温度(950℃),建立起寨背-陂头岩基的数学计算模型,并计算得出:寨背和陂头花岗岩熔体侵位后,其初始温度降低至结晶温度所需的时间(Δtcol)分别为4.04 Ma(寨背岩基)和3.97 Ma(陂...     

关于南岭中生代花岗岩侵位年龄与锆石U-Pb年龄的时差问题:与章邦桐教授等讨论

从南岭中生代花岗岩的显微结构特征、花岗岩液相线和固相线的已有实验成果、锆饱和温度信息、花岗岩体几何形态以及它们与围岩的接触关系等角度,提出这些花岗岩中锆石结晶温度较高,其结晶年龄与花岗岩岩浆侵位年龄之间的时差较小,很可能在锆石U-Pb年龄测定的误差范围内,因此,花岗岩中锆石的U-Pb年龄,能近似地代表花岗岩岩浆的侵位年龄。     

对“燕山早期花岗岩基印支期侵位的岩浆动力学证据及构造意义: 基于南岭8个岩体侵位年龄计算结果”的质疑

     基于构造学、岩石学和矿床学的地质事实,本文认为南岭地区燕山早期同造山花岗岩的岩浆形成、侵位和结晶在一 个很短的时间段内完成,其时间可以用锆石U-Pb年龄代表。因此, 章邦桐等（2014） 一文的结论应该是不成立的。     

“花岗岩锆石U-Pb年龄能代表花岗岩侵位年龄”质疑——花岗岩锆石U-Pb年龄与全岩Rb-Sr等时线年龄对比证据

通过花岗岩体的64对锆石U-Pb年龄(tZr)与全岩Rb-Sr等时线年龄(t_Rb)之间差值Δt（Δt=t_Zr-t_Rb）进行的频数统计分析表明: Δt直方图呈对称正态分布(偏度系数C_SK=0.150; 峰度系数C_KU=4.274); Δt既有正值又有负值; Δt的众数值为2.0Ma, 但远低于花岗岩基冷却—结晶所需的时间(>16Ma); 采用最小二乘法计算,花岗岩体64对锆石UPb年龄(t_Zr) 和全岩Rb-Sr等时线年龄(t_Rb) 拟合出相关系数很高(r=0.9967), 回归系数接近l(斜率为0.99354)的线性回归方程(t_Rb=0.99354t_Zr +2.15163) 。该回归方程的常数项(2.15163 Ma)与Δt众数(2.0Ma)基本一致。 这些特征表明, 从总体来看,花岗岩体的全岩Rb-Sr等时线定年测定结果与锆石U-Pb定年测定结果是一致的, 从而为花岗岩锆石U-Pb年龄不能代表花岗岩侵位年龄提供了证据。     

南岭中西段燕山早期北东向含锡钨A型花岗岩带

南岭中西段,发育着一条北东向的燕山早期含钨锡A 型花岗岩带,该带主要由花山、姑婆山、九嶷山、骑田岭等花岗质岩基和周边岩株群所组成,延伸在250 km 以上,出露总面积超过3 000 km2,含有丰富的钨锡等金属矿产资源。这些花岗质岩体多为多阶段复式岩体,主侵入期花岗岩的侵位年龄多在165~153 Ma 范围内,常常与同时代的偏中性（闪长岩、花岗闪长岩、石英二长岩等）岩株或酸性火山侵入杂岩相伴生,具有岩浆混合特征的暗色包体十分常见。主侵入体多为斑状黑云母花岗岩,有时含角闪石,酸性至超酸性,弱准铝至弱过铝,富含K2O 和总碱,富含大离子亲石元素和高场强元素如Rb, Cs, U, Th, LREE, Y, Nb, Ta, Zr, Hf, Ga 等,Sn, W 等成矿元素及F, Cl 等挥发性组分亦十分丰富。在Whalen 等 (1987) 判别A型花岗岩和未分异M,I,S 型花岗岩的图解上,绝大多数落在A 型花岗岩区。他们的ISr 值变化较大（0.7063 ~ 0.7182）,εNd （t）值偏高（-1.7 ~ -8.0）,t2DM 值偏低（1.1 ~ 1.6 Ga）,表明花岗岩成分中有不同程度新生地幔物质的参与,尤其以花山和姑婆山花岗岩更为明显。花岗岩体往往强烈分异,晚期（或称补充侵入期）强分异细粒花岗岩的侵位年龄大多在146 ~151Ma 范围内。与主体相花岗岩相比,他们更偏酸性, 过铝, 更富含Rb, Cs, U, Y, Sn, W 等微量元素,但Σ REE (尤其是LREE), Zr等HFSE 含量明显贫化,在岩石化学成分上与S 型花岗岩十分接近。成矿作用贯穿花岗岩侵位和演化的全过程,从主侵入期经补充侵入期到后来的热液期,都能形成Sn,W 等金属矿床。矿化类型多样,包括云英岩型、石英脉型、矽卡岩型、Li-F花岗岩型、锡石硫化物型和绿泥石化构造蚀变带型等,规模可达大型乃至超大型。过去一般认为,Sn/W 矿床主要与S型花岗岩有关,南岭地区富含Sn/W 矿化的A 型花岗岩带的厘定,证明了A 型花岗岩与Sn/W成矿作用密切相关,为在华南乃至 世界其他地区寻找新的锡钨矿床提供了新的理论依据和实际范例。南岭地区在燕山早期的后造山拉张减薄的构造环境,软流圈地幔的上涌和地幔基性岩浆的底侵,壳幔的相互作用和下地壳的高温熔融,花岗质岩浆的分离结晶和分异演化,以及热液的充填和蚀变交代等,是控制本区成岩成矿作用的关键因素。     

南岭地区油山岩体和坪田岩体形成年龄及其地质意义

南岭地区的油山岩体和坪田岩体位于诸广山复式岩体东侧,以前的研究认为它们都属于燕山期花岗岩。对油山岩体和坪田岩体进行的LA-ICP-MS 锆石U-Pb 年代学研究结果表明,油山岩体的成岩年龄为（213.4±3.0） Ma,坪田岩体（西北部）的成岩年龄为（238.8±2.2） Ma,因此油山岩体应属于印支期岩体,而坪田岩体可能是一个印支-燕山早期复式岩体,而非前人所划定的燕山期岩体。此外,两个岩体内含有太古代和541 Ma~1 642 Ma 的继承锆石,暗示物源区曾存在太古代和元古代地壳,经历过多期次的岩浆作用。部分油山岩体锆石在CL图像上表现出具有暗色边部的特征,这些暗色边可能与后期热液作用影响有关,其时代为燕山期,表明油山岩体在燕山期受到了流体作用的影响,坪田岩体锆石也存在较窄的暗色边,也是受后期热液作用影响所造成。     

南岭与中生代花岗岩类有关的成矿作用及其大地构造背景

由于受到来自印支半岛的挤压,在华南内部发生了以碰撞-挤压-推覆-隆升为主的印支造山运动。南岭地区印支期花岗岩（240～205Ma）主要形成于碰撞及“后碰撞”（post-collision）的动力学环境,但没有造成大规模的金属成矿作用。南岭地区从燕山期进入后造山（post-orogeny）地球动力学环境。从花岗岩类的成矿学特征及其大陆动力学背景出发,尝试把燕山期划分为早、中,晚三期。南岭地区燕山早期（185～170Ma）出现了玄武质岩浆活动、双峰式岩浆活动、A型花岗岩及板内高钾钙碱性岩浆活动,反映了岩石圈的局部“伸展一裂解”和地幔物质的上涌,伴随Pb,Zn,Cu,Au成矿作用。燕山中期南岭地区岩石圈全面拉张一减薄,地幔上涌一玄武质岩浆底侵引发大规模的地壳熔融,导致大范围陆壳重熔型花岗岩的生成。该期的第一阶段（170～150Ma）以大规模花岗岩类侵位为主,第二阶段（150～140Ma）花岗岩类活动很少,却发生了W,Sn及其他稀有金属的大规模成矿作用。燕山晚期虽然是华南地区岩石圈全面发生裂解的时期,但由于受太平洋构造体系的影响,在南岭东端至东南沿海广大地区,燕山晚期（140～65Ma）出现了先挤压、后拉张的动力学背景,在100Ma前形成的钙碱性和橄榄安粗两个系列的岩浆活动,伴随Au,Ag,Pb—Zn,Cu,（Mo,Sn）等成矿作用。而在南岭地区,该时期花岗质火山-侵入杂岩及基性岩脉等广泛发育,有关的成矿作用以火山岩型U矿、斑岩型Sn矿,以及印支期花岗岩中的铀活化成矿作用为特征。     

南岭龙源坝复式岩体的地球化学特征研究

龙源坝复式岩体是南岭花岗岩带的重要组成部分,曾被作为其东侧燕山期陂头岩体的组成部分。最新研究表明,岩体的主体形成于印支期,在时代和成因上明显不同于陂头岩体。该印支期花岗岩与燕山期花岗岩和燕山期正长岩在主要氧化物成分上存在显著差别,暗示它们可能不存在结晶分异的演化关系。在微量元素特征上,印支期花岗岩稀土元素总量较高,富集轻稀土元素;燕山期花岗岩的稀土元素含量低,亏损中稀土,Th/U、Nb/Ta和Zr/Hf比值小,分馏明显,暗示岩浆作用过程中流体作用比较强烈;燕山期正长岩以富集高场强元素和稀土元素为特征,类似于A型花岗岩。锶、钕同位素地球化学特征表明,龙源坝复式岩体属于壳源S型花岗岩,起源于早元古代壳-幔分异产生的地壳。     

广西姑婆山里松岩体及暗色包体的副矿物研究:含锡矿物特征与岩浆混合的矿物指示

南岭中段以花山一姑婆山为起点,发育一条南西-北东向的燕山早期富钨锡A型花岗岩带,其中姑婆山岩体以其富含暗色微粒包体( MME)而闻名.为寻找岩浆混合的矿物学证据并探索基性岩浆与钨锡富集的关系,我们使用电子探针对姑婆山岩体花岗岩和暗色包体中的副矿物进行了系统的成分分析和对比.研究首次确认了暗色包体的铁镁矿物解理中含有岩浆...