玲珑黑云母花岗岩成因:矿物学特征约束

晚侏罗世玲珑黑云母花岗岩广泛分布于胶东半岛西北部,是胶东半岛众多中生代侵入岩中出露面积最大的岩体,为区内主要赋矿围岩。有关其成岩物理化学条件、岩石成因类型和源区特征却一直存在争议。本文在系统的岩石学和岩相学研究基础上,对钾长石、斜长石、黑云母和角闪石等主要造岩矿物进行了成分分析,以期厘定成岩物理化学条件,并进一步约束岩石成因。研究结果表明:钾长石K_2O含量为14.17%~15.85%,平均15.14%,Na_2O含量为0.62%~1.50%,平均1.04%,属于正长石(Or=86.51~94.35);斜长石Na_2O含量为8.41%~10.02%,平均9.11%,CaO含量为3.05%~4.54%,平均3.99%,属于更长石(Ab=74.97~84.56);黑云母相对富铁(FeO为18.49%~21.64%,平均20.13%)、贫镁(Mg O为8.06%~10.89%,平均9.50%),为镁铁黑云母或富铁黑云母;角闪石富铁(FeO为21.24%~22.24%,平均21.68%)、贫镁(Mg O为5.75%~6.57%,平均6.11%),均为含铁韭闪石质普通角闪石。花岗岩不同温压条件下的水逸度图解显示岩体形成压力为2.7~3.2kbar,深度为10~12km;锆石饱和温度计(综合前人数据计算得到)、角闪石-斜长石温度计和二长石温度计结果分别表明岩浆侵位温度为728~795℃,结晶温度为614~682℃,最后在531~565℃温度下固结成岩;黑云母和角闪石成分表明岩体形成时氧逸度较低,为-21.67~-16.73。黑云母化学成分Mg O与Al_2O_3呈现负相关性,说明其结晶过程中可能发生了Mg~(2+)和Al~(3+)的置换反应,结合黑云母Mg O-FeO-Al_2O_3图解可知岩体具有钙碱性花岗岩的特征。黑云母的含铁系数、MF值、AlⅥ值和较低的氧逸度指示玲珑黑云母花岗岩为S型花岗岩。黑云母具有由核部到边部FeO、Mg O和K_2O含量均一的特征,结合黑云母FeO/(FeO+Mg O)-Mg O图解、黑云母MF值以及角闪石Mg#值说明岩石物质来源为壳源。玲珑黑云母花岗岩中斜长石和黑云母的种属,岩体内大量太古宙继承锆石和产出方向与区域胶东群一致的胶东群残留体进一步说明其可能是胶东群部分熔融的产物,形成过程中没有明显幔源物质的参与。

Petrogenesis of Linglong biotite granite: Constraints from mineralogical characteristics