粤北腊树下岩体地球化学特征及形成时代

姚巍，陈珲，马明杰

（广东省地质局第三地质大队，广东韶关512028）

粤北腊树下岩体地球化学特征及形成时代

姚巍，陈珲，马明杰

（广东省地质局第三地质大队，广东韶关512028）

对腊树下岩体从主量元素、微量元素、稀土元素和同位素等方面进行较为详细的综合研究。通过分析和对比，岩体SiO2含量平均为72.18%，属酸性岩，钙碱性系列岩石。岩体属富轻稀土型花岗岩，Eu亏损较明显。根据LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素分析结果，岩体的206Pb/238U年龄为（171.3±1.9）Ma，属早侏罗世。岩体属过铝质岩石类型，以钾质系列为主，岩石成因类型为S型花岗岩，岩浆源岩可能来自浅部壳源沉积物质，为伸展拉张构造环境中形成的板内岩浆活动产物。研究结果可为贵东岩体的形成与演化探讨提供参考。

粤北；腊树下岩体；地球化学；锆石U-Pb定年

腊树下岩体位于广东省北部始兴县境内，隘子镇西侧，贵东岩体南缘。贵东岩体是一个由多个印支-燕山期岩体组成的复式岩体，也是华南地区著名的产铀岩体。笔者对该岩体从主量元素、微量元素、稀土元素和同位素年龄等方面进行较为详细的综合研究，以查明该岩体的源区物质特征，成因机制及其形成的构造环境，为研究贵东岩体的形成与演化提供重要依据。

1 岩体地质概况

腊树下岩体位于粤北EW向大东山—贵东岩浆岩带东段贵东复式岩体的南缘，呈EW向展布，为一巨大的岩基，受后期岩浆侵入改造，分割成现在的形态，面积约55.61 km2。北西侧侵入晚侏罗世黑云母二长花岗岩，南侧侵入泥盆-石炭纪地层，东侧侵入寒武纪地层（见图1）。

岩体的主要岩性为中粒斑状黑云母二长花岗岩，呈浅灰-灰白色、浅肉红色，似斑状结构，块状构造，基质以中粒花岗结构为主，局部为中粗粒、细中粒花岗结构。基质粒度一般为3～5 mm，少数粒度为5～12 mm，呈杂乱分布。岩石由斑晶及基质两部分组成，岩体内斑晶含量变化较大，局部完全不含斑晶，斑晶大小悬殊，粒径一般2～3 cm，少数3～5 cm，最大达6 cm，斑晶主要为钾长石，次为斜长石，石英斑晶少见。矿物成分主要为钾长石（30%～40%）、斜长石（25%～30%）、石英（20%～30%）、黑云母（3%～8%）、白云母（0～3%），岩石多发生钾化、高岭土化，弱云英岩化。

2 样品及分析

在显微镜观察的基础上，尽可能选取蚀变作用最轻微的岩石样品作各项分析测试。主量元素、微量元素、硅酸盐分析、稀土元素分析由国土资源部长沙矿产资源监督检测中心（湖南省矿产测试利用研究所）完成。微量元素和稀土元素采用Z-2300，ICAP-6300原子吸收光度计ICP全谱仪等测定。

本次测年工作采集的粗粒斑状黑云母花岗岩样品，编号为QXD。样品经破碎，细磨筛选、磁选、电选、手工淘洗等程序分离出锆石，再在显微镜下挑选出晶型较好的代表性锆石颗粒进行定年研究。

图1 粤北腊树下岩体地质略图Fig.1Geological sketch of Lashuxia rock pluton，northern Guangdong province

QXD样品锆石多呈自形半自形双锥柱状及短柱状，锆石大多数大于100 μm，长宽比以1∶1.5～2.5为主，个别大于1∶3，晶型完好，结晶生长环带明显，具典型的岩浆成因锆石特征，普遍含有继承核。

锆石的同位素定年在中国地质大学（武汉）地质过程与矿产资源国家重点实验室完成，使用激光剥蚀等离子体质谱仪（LA-ICPMS）进行锆石U-Pb同位素年龄测定。

3 岩体地球化学特征

表1 岩体化学成分、CIPW标准矿物含量及主要特征参数Table 1Chemical composition of contents of CIPW standard mineral and main characteristic parameter of the pluton

3.1 主量元素

该岩体化学成分平均值与华南花岗岩类平均值较接近（表1），仅FeO较低。岩石SiO2平均为72.18%，属酸性岩。据岩石系列SiO2-K2O图解（图2），岩体投点落在高钾钙碱性系列与钾玄岩系列过渡区间［1］。

图2 岩石系列SiO2-K2O图解Fig.2Diagram of SiO2-K2O for rock series

标准矿物中出现石英（Q）和刚玉（C），铝质指数（A/CNK）平均为1.074＞1，反映岩石硅过饱和、过铝的特征；碱（度）指数（AKI）0.76＜0.9，里特曼指数（σ）平均值为2.4，表明岩石属于钙碱性系列。

岩石基性度（G）低于华南花岗岩平均值；钾钠比值（K/N）、碱度率（AR）、铁镁比值（M/ F）高于华南花岗岩平均值；全碱量（ALK）、钙质指数（C/A′CF）与华南花岗岩平均值接近。

氧化度（OX°）值平均为0.44，反映侵入体在较高的氧化环境条件下形成。分异指数（DI）平均为87.92，固结指数（SI）值较小，平均为4.85，说明岩浆分离结晶作用较强，分异程度较高。

3.2 微量元素

表2 侏罗纪花岗岩微量元素含量及部分特征比值表Table 2Contents of trace elements and some characteristic ratios in Jurassic granite

与酸性岩维氏值相比（表2），岩体Bi含量高446倍，W含量高54倍，Cs、U、Sn、Hf含量高几倍；In、Cr、Sr、Au含量低几倍，Sb、Ta、Be、Nb、Zn、Zr、V、F、Ag含量相近。图3显示Ba、Sr、P、Ti元素亏损明显［2］。

图3 微量元素原始地幔标准化蛛网图Fig.3Primitive mantle normalized spider diagram of trace elements

3.3 稀土元素

表3显示，腊树下岩体的稀土元素总量（ΣREE）平均值为362.25×10-6，略高于世界花岗岩平均值；轻、重稀土比值（ΣCe/ΣY）平均为3.75，表明岩石属富轻稀土型花岗岩；δEu平均为0.33，在稀土元素球粒陨石标准化型式图上，为向右倾斜平缓中间下凹的“V”型不对称折线，重稀土折线近水平，呈现Eu负异常，Eu亏损较明显（图4）。

4 岩体形成时代

本研究共选择20颗锆石分析测试，样品锆石形态及激光打点位置如图5所示，LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素分析结果见表4［3］。

测得的年龄分布较集中，24个测点位于谐和线及其附近［4］（图6），它们的206Pb/238U年龄加权平均值为（171.3±1.9）Ma（95%置信度，MSWD＝4.6），属早侏罗世［5］。

表3 侏罗纪花岗岩稀土元素含量及特征参数Table 3Contents and characteristic parameters of rare earth elements in the Jurassic granite

图4 稀土元素标准化分布型式图Fig.4Distribution pattern of rare earth elements

5 讨论

5.1 成因类型及岩浆源区

图5 早侏罗世花岗岩样品LA-ICP-MS测年锆石形态及打点位置Fig.5Dot position and dating of zircon morphology（LA-ICP-MS）of Lower Jurassic granite samples

表4 早侏罗世花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素分析结果Table 4Zircon U-Th-Pb isotope analysis results by LA-ICP-MS of Lower Jurassic granite

与南岭地区花岗岩相比，腊树下岩体的岩石类型、副矿物特征、岩石化学特征等方面与南岭地区S型花岗岩更为相似［6］。

微量元素K/Rb比值为138.9，Rb/Cs比值为22.2，Rb/Li比值为10.9，显示改造型花岗岩特征其成因类型划归为S型（改造型）［7］。

腊树下岩体属过铝质岩石类型，以钾质系列为主，表现出壳源重熔的特点；岩石铁镁质含量低（基性度G为4.45）；δEu平均值为0.33，大于0.3，Eu亏损较明显；岩石成因类型为S型花岗岩，岩浆源岩可能来自浅部壳源沉积物质。

图6 早侏罗世花岗岩锆石U-Pb年龄谐和图Fig.6Concordia U-Pb age plot of Zircon in Lower Jurassic granite

5.2 构造环境判别

花岗岩的类型及其地球化学特点取决于岩浆源区及岩石的形成过程，而岩浆源区及形成过程又与其构造环境关系密切。据Pearce（1996）在资料搜集与统计的基础上，将岩浆源区与形成的构造环境联系起来，构建起微量元素地球化学判别图解。岩体的7个点在微量元素Nb-Y判别图解中落在板内花岗岩区靠近同碰撞花岗岩一侧，在Rb-Y+Nb图解中均落入后碰撞花岗岩区，在Ta-Yb图解均中落在板内花岗岩区（图7）。据Harris（1986）的构造环境Rb/30-Hf-3Ta判别图中6个点落在碰撞后区（图8）［8，9］。

图7 构造环境（Nb-Y、Rb-Y＋Nb、Ta-Yb）判别图Fig.7Discriminant diagram of tectonic environment（Nb-Y，Rb-Y＋Nb，Ta-Yb）

图8 构造环境（Rb/30-Hf-3Ta）判别图（据Harris等，1986）Fig.8Discriminant diagram of tectonic environment（Rb/30-Hf-3Ta）（After Harris et al.,1986）

结合有关构造环境图解，投点分别落在板内花岗岩区、碰撞后区（图7、8），这些特征表明，岩体是在伸展拉张构造环境中形成的板内岩浆活动产物，这与近年来许多研究人员提出的伸展构造在花岗岩形成中具有十分重要意义是一致的［10］。

6 结论

1）腊树下岩体主要岩性为中粒斑状黑云母二长花岗岩，化学成分平均值与华南花岗岩类平均值较接近，岩石SiO2平均为72.18%，属酸性岩，属于钙碱性系列。

2）与酸性岩维氏值相比，岩体Bi含量高446倍，W含量高54倍，Cs、U、Sn、Hf含量高几倍；In、Cr、Sr、Au含量低几倍，Ba、Sr、P、Ti亏损明显。

3）该岩体的稀土元素总量（ΣREE）平均值为362.25×10-6，略高于世界花岗岩平均值；轻、重稀土比值平均为3.75，属富轻稀土型花岗岩，Eu亏损较明显。

4）根据LA-ICP-MS锆石U-Th-Pb同位素分析结果，岩体的206Pb/238U年龄加权平均值为（171.3±1.9）Ma，属早侏罗世。

5）腊树下岩体属过铝质岩石类型，以钾质系列为主，岩石成因类型为S型花岗岩，岩浆源岩可能来自浅部壳源沉积物质，其构造环境为伸展拉张构造环境中形成的板内岩浆活动产物。

［1］凌洪飞，沈渭洲，邓平，等.粤北帽峰花岗岩体地球化学特征及成因研究［J］.岩石学报，2005，21（3）：677-687.

［2］尹征平，凌洪飞，黄国龙，等.粤北九峰岩体的地球化学特征与成因研究［J］.东华理工大学学报，2010，3：15-21.

［3］翟伟，孙晓明，邬云山，等.粤北瑶岭钨矿成矿相关花岗岩的锆石SHRIMP年龄与40Ar／39Ar成矿年龄及其地质意义［J］.矿床地质，2011，2：21-32.

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［6］花岗岩专题组.南岭花岗岩地质及其成因和成矿作用［M］.北京：地质出版社，1989：1-471.

［7］高秉璋.花岗岩类区1∶5万区域地质填图方法指南［M］.武汉：中国地质大学出版社，1991：1-169.

［8］李献华.广西北部新远古带花岗岩锆石U-Pb年代学及其构造意义［J］.地球化学，1999，1：1-9.

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［10］广东省地质矿产局.广东省区域地质志［M］.北京：地质出版社，1988：389-430.

Geochemistry characteristics and its formation age of Lashuxia pluton in northern Guangdong province

YAO Wei，CHEN Hui，MA Mingjie

（Team No.3 of Guangdong Geologic Bureau，Shaoguan，Guangdong 512028，China）

A comprehensive study was on Lashuxia pluton major element，trace element，rare earth element，isotope and so on.By comparing and analyzing，the rock contain 72.18%SiO2on average and belong to acidic intrusive rocks，calc-alkaline series.The rock is rich light rare earth elements，and depleted in Eu is obviously according to U-Th-Pb isotope in zircon by LA-ICP-MS.The206Pb/238U age of the rock is（171.3±1.9）Ma，belonging to Lower Jurassic Epoch.The rock is Peraluminous and falls to the potassic series mainly.The rocks genetic type of is S-type and the source may be come from the deposited material of the shallow crust.The tectonic environment is extensional tectonic environment formed in the plate magma activity product.The result provides reference for study of formation and evolution of Guidong pluton.

northern Guangdong province；Lashuxia pluton；geochemistry；zircon U-Pb dating

P59

A

1672-0636（2016）04-0196-08

10．3969/j．issn．1672-0636．2016．04．002

2016-03-23；

2016-04-21

姚巍（1984—），男，湖北荆州人，硕士研究生，工程师，主要从事区域矿产地质调查及水文工程环境地质工作。E-mail：181799238@qq.com