华南印支期不同产铀能力花岗岩元素地球化学特征对比及其指示意义

笔者选取了华南印支期大部分花岗岩体,通过比较不同类型花岗岩的元素地球化学特征来确定产铀花岗岩的指示性特征.对比结果显示,花岗岩的源区和成因类型不同,是导致其产铀能力不同的主要因素.华南印支期产铀花岗岩的主要特征是：成岩年龄为219～250Ma,成岩温度和氧逸度低,属于S型花岗岩,其经历同碰撞的构造背景,主要分布在华夏地块内.产铀花岗岩以二云母花岗岩和黑云母花岗岩为主,蚀变作用强,副矿物组合复杂.花岗岩中结晶分异作用强,SiO2、K2O和P2O5含量高,而Al2O3、TiO2、FeO、MgO和CaO含量低,Th/U值低.这些指示性标志是指导铀矿勘查的重要线索.     

华南印支期弱过铝质和强过铝质花岗岩中黑云母的矿物化学及其岩石成因制约

华南印支期岩浆活动强烈,并形成了大量的花岗质岩石,按矿物组合可将其分为含典型过铝质矿物白云母、电气石、黄玉的强过铝质花岗岩(SPG)和含角闪石、黑云母等镁铁质矿物,而缺乏典型过铝质矿物的弱过铝质花岗岩(WPG)两大类。黑云母是花岗岩类岩石中最常见的镁铁质矿物之一,其成分特征可以有效示踪花岗岩的成岩物理-化学条件和源区性质。以赣南印支期龙源坝岩体和湘中白马山岩体为例,对华南印支期花岗岩中两类过铝质岩石的黑云母矿物化学成分进行研究,结果显示WPG中黑云母富镁、贫铝、贫铁,属镁质黑云母,而SPG中黑云母贫镁、富铝、富铁,属铁质黑云母。黑云母平衡结晶温度和氧逸度估算结果显示,WPG比SPG具有更高的岩浆温度和氧逸度。WPG属于壳幔岩浆混合产物,而SPG则来自于接近纯地壳沉积物质部分熔融产物。花岗岩中黑云母的化学成分可以有效判断源区性质,无法单独判断构造背景。     

江西省峡江铀矿床两期印支期花岗岩的年代学、岩石地球化学和岩石成因——对华南印支期构造背景和产铀花岗岩成因的指示

位于江西省的峡江铀矿床为华南一个典型的花岗岩型铀矿床,铀矿体产在金滩花岗岩体中。野外地质调查和锆石U-Pb同位素定年工作表明金滩花岗岩体主要由两期的印支期花岗岩组成,其中含矿的等粒状二云母花岗岩形成于239±1Ma,而主体的斑状黑云母花岗岩则形成于226±2Ma。二云母花岗岩具有较高的SiO₂含量（74.09%~74.53%）和明显低的TiO₂、CaO和MgO含量,铝饱和指数为1.20~1.46,含有白云母和石榴子石等过铝质矿物,属于典型的强过铝S型花岗岩。斑状黑云母花岗岩的地球化学特征略微不同于二云母花岗岩,相对富集高场强元素和稀土元素,具有明显更低的Rb/Sr比值以及更小的Eu负异常,铝饱和指数变化为1.05~1.13,属于弱过铝到强过铝花岗岩。同位素组成上,两者都具有较低的ε_Nd（t）值（二云母花岗岩：-9.0~-8.8;斑状黑云母二长花岗岩：-9.8~-9.4）和古元古代的模式年龄（二云母花岗岩：1.73~1.75Ga;斑状黑云母二长花岗岩：1.77~1.80Ga）。地球化学和同位素特征表明金滩岩体中的这两期印支期花岗岩应该都为S型花岗岩。较高的Rb/Sr比值和较低的CaO/Na₂O比值表明二云母花岗岩主要由富粘土的泥质沉积岩部分熔融而来,而斑状黑云母二长花岗岩则主要由贫粘土的碎屑沉积岩部分熔融而来。金滩岩体中的两期印支期花岗岩分别对应于华南印支期同碰撞挤压和碰撞后伸展期的岩浆作用。二云母花岗岩含有更高的U含量,矿物学以及地球化学特征与华南其他的典型产铀花岗岩类似。对比研究表明,华南印支期产铀花岗岩的形成应与同碰撞期挤压背景下的泥质沉积岩的部分熔融有关。     

粤北产铀与不产铀花岗岩中黑云母和绿泥石矿物化学特征及其与铀成矿的关系

长江岩体和九峰岩体同为粤北诸广山复式岩体中的燕山期花岗岩体,它们的矿化特征具有显著差异,是诸广山地区典型的产铀岩体和不产铀岩体。本文利用电子探针对两岩体中黑云母和绿泥石开展了详细的矿物化学研究。结果显示,长江岩体中黑云母富铁贫镁,为铁叶云母,黑云母绿泥石化较为严重,绿泥石类型主要是蠕绿泥石和铁镁绿泥石,偏铁质绿泥石,主要形成于较还原环境;九峰岩体中黑云母为铁质黑云母,绿泥石化较弱,绿泥石类型多为蠕绿泥石、铁镁绿泥石和密绿泥石,偏镁质绿泥石。黑云母的成分特征显示,长江岩体结晶温度为600~650℃,氧逸度lgf(O2)为-16~-17,挥发分组成显示出相对高F、低Cl的特征;九峰岩体结晶温度为680~720℃,氧逸度lgf(O2)为-14~-15,挥发分组成显示出相对低F、高Cl的特征。综合地质特征和矿物化学特征可知,较低的温度和氧逸度、较高的挥发分F含量是岩体产铀的有利因素。     

贵东复式岩体印支期产铀和非产铀花岗岩地球化学特征对比研究

鲁溪黑云母花岗岩体和下庄二云母花岗岩体为粤北贵东复式岩体的重要组成部分.两岩体形成于相同构造背景,空间上紧密共生,时间上近乎同时生成,但鲁溪黑云母花岗岩不成矿,下庄二云母花岗岩赋存着大量铀矿床.对鲁溪黑云母岩体和下庄二云母进行系统的岩石学、矿物学、主量元素和微量元素分析,其结果表明,鲁溪黑云母花岗岩和下庄二云母花岗岩具有相似的地球化学特征,为同一母岩浆先后结晶分异的产物.岩浆不同演化阶段温度、氧逸度等物理化学条件的变化造成两岩体的铀含量和铀的赋存状态差异,致使鲁溪黑云母花岗岩的铀含量低,且铀主要以惰性铀存在,不利于成矿,而下庄二云母花岗岩的铀含量高,铀多以活性铀的形式存在,利于后期热液成矿.因此鲁溪岩体不成矿,而下庄岩体赋存着大量的铀矿床.     

华南富铀花岗岩和产铀花岗岩特征

文章简要叙述了我国南方5省(区)富铀花岗岩和产铀花岗岩概况,详细讨论了产铀花岗岩的主要特征:断裂构造发育,蚀变作用非常强烈,经常有二云母花岗岩出现,中基性和酸性脉岩比较发育。正是这些特征,决定了它们产出铀矿床的能力。     

桂东北苗儿山花岗岩黑云母矿物学特征对比及铀成矿意义

香草坪岩体和豆乍山岩体同为苗儿山矿田中部的印支期花岗岩,它们空间关系密切,但香草坪岩体为非产铀花岗岩,而豆乍山岩体为产铀花岗岩,矿化特征显著差异。通过黑云母的矿物学特征对比,豆乍山产铀花岗岩黑云母蚀变程度强,化学成分富铝、铁,贫镁、钛,挥发性组分F质量分数较高,并且花岗岩成岩温度和氧逸度较低,有利于铀在花岗岩体富集和富铀矿物的析出,从而为晚期铀成矿提供成矿物质。这就是豆乍山岩体周边有大量铀矿床,而香草坪岩体不成矿,同为印支期花岗岩铀成矿能力却不同的主要原因。     

华南印支期花岗岩类的岩石特征、成因类型及其构造动力学背景探讨

华南地区印支期花岗岩按照成因类型可分两类,第一类属强过铝质S型花岗岩,富含过铝质矿物,富SiO2、Al2O3和P2O5,高A/CNK值,微量元素原始地幔标准化分布型式图中富集Rb、U、Ta、Zr、Hf,亏损Ba、Sr、Nb、Ti;稀土元素球粒陨石标准化分布型式图中具显著的负Eu异常,稀土元素总量偏低(ΣREE<80×10-6);第二类属准铝质I型花岗岩,含角闪石等镁铁质矿物,富SiO2、Na2O。总体来说,这两类花岗岩具有高的(87Sr/86Sr)i值(0.710490～0.742118)和低εNd(t)值(-14.42～-4.1),Nd模式年龄(2.09～1.63Ga)指示印支期花岗岩为典型的壳源型花岗岩。CaO/(MgO+FeOT)-Al2O3/(MgO+FeOT)(摩尔比)图解表明这些花岗岩主要来源于变质杂砂岩和变质泥岩的部分熔融,夹杂了少量变质玄武岩和变质英云闪长岩。华南印支期花岗岩形成于挤压加厚的地壳发生局部伸展-减薄时期,推断印支期发生了多期次的岩石圈挤压和拉张,花岗岩侵位于大规模岩石圈挤压后局部减压-伸展的构造环境中。     

华南印支期铝质A型花岗岩的判别、成因及构造环境

传统意义的A型花岗岩在化学成分上可分为碱性A型花岗岩(简称AAG)和铝质A型花岗岩(简称ALAG)两类, ALAG为A型花岗岩的一个亚类。随着华南地区花岗岩研究的不断深入,印支期铝质A型花岗岩越来越被关注。本文系统阐述了ALAG岩相学、矿物学、地球化学特征及其判别方式,分析了华南印支期ALAG的物质来源、成因及形成构造环境。发现其来源于华夏地块古老变质沉积岩不同程度的部分熔融,在其形成过程中有可能混染当时的基性地幔组分;构造环境主要受控于古太平洋板块的俯冲作用,形成于后造山阶段,但应也受到了印支地块与华南陆块的后碰撞过程的影响。     

河南栾川南泥湖和上房沟花岗岩体黑云母成分特征及其成岩成矿意义

河南栾川南泥湖和上房沟花岗岩体与钼多金属成矿作用密切相关。本文用电子探针测试方法,分析了南泥湖岩体和上房沟岩体中黑云母的成分特征。结果表明,2个岩体中黑云母均具有高硅、富镁、低铝和贫铁的特征,属镁质黑云母。2个岩体的结晶温度分别为730~830℃和750~860℃,氧逸度(logfO2)分别为-8.5~-7.0和-8.0~-6.5,结晶压力和深度分别为72~120MPa、54~127MPa和2.62~4.37km、1.97~4.63km,有利于南泥湖-三道庄和上房沟超大型钼矿床的形成,地球化学特征显示2个岩体均属壳幔混源的Ⅰ型花岗岩,属深源中浅成花岗岩。     

华南某些含钨花岗岩的K-Ar年龄

测定了华南某些与钨矿床有关的花岗岩和钨矿脉样品的K—Ar年龄,共37件。这些花岗岩的表观年龄自183Ma至99.5Ma(年龄值为715Ma的岩体与钨矿无关),其中68％以上样品值域在150Ma左右。~(40)Ar/~(36)Ar—40K/~(36)Ar等时线图解给出的等时年龄为132.1Ma,说明这些花岗岩在形成时代上属中侏罗到早白垩世。我们发现在华南钨矿成矿域内,有一个从中心带向外年龄逐渐变青的趋势。用矿脉中和矿脉侧云英岩中云母类矿物所做的K—Ar定年得到的矿化作用的年龄,与各自相关的花岗岩的年龄非常接近,以至于很难用K—Ar定年法加以区别。即成矿作用和成岩作用有一种准同期性。等时线对应的~(40)Ar/~(36)Ar初始比高于现今大气Ar的比值,表明花岗岩在固结时有继承Ar存在。     

The Late Triassic Dengfuxian A-type granite,Hunan Province: age,petrogenesis, and implications for understanding the late Indosinian tectonic transition in South China

The Triassic (Indosinian) granites in the South China Block (SCB) have important tectonic significance for understanding the evolution of Eastern Asia. The Dengfuxian biotite granite in eastern Hunan Province, China, reported in this article, was recognized as Late Triassic (late Indosinian) weakly peraluminous A-type granite with a zircon laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry U–Pb age of 225.7 ± 1.6 Ma. It is enriched in F, Cs, Rb, Th, high field strength elements, and rare earth elements (REEs) and depleted in Ba, Sr, P, Ti, Nb, and Ta, with high Ga/Al ratios and zircon saturation temperatures. The Dengfuxian biotite granite shows high initial Sr isotope values (0.715932 to 0.716499) and negative ?_Nd(t) (?10.46 to ?9.67) and ?_Hf(t) (?9.92 to ?6.29) values, corresponding to the Nd model ages of 1.79 to 1.85 Ga and the Hf model ages of 1.65 to 1.88 Ga. It is proposed that the Dengfuxian biotite granite was derived from high-temperature partial melting of the Palaeoproterozoic lower crust undergoing granulitization. Some Late Triassic A-type granites were recently identified in the SCB with the ages between 202 and 232 Ma. These A-type granites have the same geochemical characteristics and petrogenesis as Dengfuxian A-type granite, and show A₂-subtype granite affinity. The Late Triassic A-type granite formed a NE-trending granite belt, which is consistent with the main NE-trending faults in the SCB. The formation of these A-type granites was in response to the subduction of the palaeo-Pacific plate underneath the SCB, and indicates an extensional tectonic environment in the SCB. Combined with previous studies on tectonic evolution, we suggest that there may be a tectonic transition inside the SCB from compression to extension at least from 225 to 230 Ma.     

Triassic magmatism in the eastern part of the South China Block: Geochronological and petrogenetic constraints from Indosinian granites

The granitic dykes in the Badu Group,Zhejiang Province,South China provide important insights on tectonic setting and crustal evolution of the South China Block(SCB) and the Indochina Block during Triassic.Here we report LA-ICP-MS U-Pb data of granitic rocks from the Hucun and Kengkou which show early Triassic ages of 242 ± 2 and 232 ± 3 Ma,respectively,representing their timing of emplacement.The dyke rocks are enriched in K,Al,LREE,Rb,Th.U,and Pb.and are depleted in Nb,Ta,Sr,and Ti.The rocks are characterized by highly fractionated REE patterns with(La/Yb)N ratios of 28.46-38.07 with strong negative Eu anomalies(Eu/Eu* = 0.65-0.73).In situ Hf isotopic analyses of zircons from the Hucun granite yielded ε_(Hf)(t) values of-13.9 to-6.4 and two-stage depleted mantle Hf model ages of 1.68-2.15 Ga,which indicate that the magma was formed by partial melting of the Paleoproterozoic metasedimentary protoliths in the Cathaysia Block.The zircons from the Kengkou granite have ε_(Hf)(t) values ranging from 40.7 to 31.5 and yield two-stage depleted mantle Hf model ages of 0.99-2.49 Ga,indicating magma origin from a mixed source.The Hucun and Kengkou dykes,together with the Triassic A-type granites in SE China were probably generated during magmatism associated with crust-mantle decoupling along the convergent plate boundary between SCB and the Indochina Block.     

湘东地区锡田印支期花岗岩的地球化学特征及其构造意义

华南印支期花岗岩分布较为分散,其构造背景长期存在争议。湘东地区的锡田印支期花岗岩位于扬子板块和华夏板块的结合带中部,主要由黑云母花岗岩和黑云母二长花岗岩组成,二者均含有较高的SiO_2(67.6%~76.8%)和全碱含量(ALK=K_2O+Na_2O,6.8%~10.7%),呈过铝质的特征(A/CNK值范围为1.0~1.2),分异指数D.I值为84~93;微量元素显示出Rb、Th、U富集和Ba、Nb、Sr、P、Ti亏损的特征,稀土元素配分图呈右倾海鸥状,轻重稀土分馏明显,指示岩体经历了高度的分异演化;P_2O_5和微量元素比值随着分异程度变化的特征,表明岩石过铝质的特征是由高度的分离结晶作用造成。锡田印支期花岗岩的ε_(Hf)(t)值为-11.3~-4.34,δ~(18)O值分布范围为6.9‰~10.8‰,O同位素分布较为分散,主要是记录了源岩与流体的不同特征。Hf同位素的二阶段模式年龄为1.6～2.2Ga,反映其源区主要为中元古-古元古代的华夏基底;Hf-O同位素呈现出良好的线性关系,同时未蚀变的花岗岩明显偏离源岩为沉积岩的大容山花岗岩,表明锡田花岗岩的形成受到了幔源岩浆的底侵作用。结合邻区邓阜仙岩体和王仙岭岩体的研究成果,显示研究区在印支期就处于伸展的构造背景,可能与古太平洋板块的俯冲作用有关。     

都庞岭环斑花岗岩的形成时代、成因及其地质意义

以往将位于湘南、桂东北的都庞岭花岗岩基分为西体、中体和东体三部分。野外观察和岩相学研究表明,都庞岭中体和东体主要由黑云母正长花岗岩、黑云母二长花岗岩和二云母二长花岗岩组成,岩石具斑状结构,部分钾长石斑晶呈椭球状至球状,具斜长石环边,构成环斑结构。采用锆石SHRIMP U-Pb法获得都庞岭中体和东体中环斑花岗岩的侵位年龄分别为226.6±6.9 Ma和209.7±3.1 Ma,均属于晚三叠世,相当于印支晚期。都庞岭环斑花岗岩富硅、碱,贫钛、磷、镁和钙,其Rb、Cs、Th、U、REE、Pb、Y含量和Rb/Sr、Rb/Ba比值较高,而Sr、Ba含量和Zr/Hf比值(8.16~25.01)较低,具强烈的Eu负异常(δEu=0.02~0.13),10000×Ga/Al比值(2.64~4.38,平均3.15)高,显示A型花岗岩的地球化学特征。与华南印支早期S型花岗岩相比,都庞岭环斑花岗岩的εNd(t)值(-8.0~-8.3)明显偏高(前者低于-10),而tDM2值(1624~1645 Ma)则明显偏低(前者1800 Ma),表明它们可能直接源于地壳物质的部分熔融,但成岩过程中有地幔物质的参与。都庞岭环斑花岗岩的发现及其时代的确定,揭示了晚三叠世华南东部处于大陆裂解或造山后伸展的构造环境。结合华南东部沉积/岩石大地构造分析,认为华南早中生代构造体制的转换发生在中、晚三叠世,而非前人所认为的发生在中、晚侏罗世;同时,环斑花岗岩的出现,指示了华南中生代大规模成矿作用的来临,晚三叠世是华南中生代大规模成矿的第一个高峰期。     

湘西大神山印支期花岗岩的岩石学和地球化学特征

湘西大溶溪钨矿床在空间、成因上与大神山花岗岩关系密切,但目前大神山花岗岩的研究程度较低,这严重制约了对其成岩机理、形成地质背景、以及对大溶溪钨矿矿床成因与成矿机理的认识。本文对大神山花岗岩的岩石学和地球化学进行了研究,并揭示了该花岗岩的成因及其成岩的构造背景。研究表明,大神山花岗岩呈岩株产出,主要为黑云母二长花岗岩,其锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄为(224.3±1.0)Ma。相比于华南地区其它印支期花岗岩,大神山花岗岩具有酸度、碱度偏低,而富含MgO、CaO的特点,属准铝质-弱过铝质、高钾钙碱性岩系。该花岗岩稀土总量较低,表现出富轻稀土、弱负铕异常、轻重稀土分馏明显的特征;成矿元素W含量极高,Ba/Rb、Ni/Co、Rb/Sr值普遍较低,显示其岩浆结晶分异不充分。从成因上看,大神山花岗岩为I型花岗岩,形成于扬子地块与华夏地块强烈会聚之后的后碰撞晚造山阶段,可能是幔源岩浆底侵与下地壳局部熔融所形成的幔、壳混熔岩浆不断演化的结果。