广西姑婆山复式岩体岩石学及岩石化学特征*

余　何

(桂林理工大学地球科学学院)



广西姑婆山复式岩体岩石学及岩石化学特征*

余何

(桂林理工大学地球科学学院)

摘要广西姑婆山地区是广西主要的锡钨和稀有金属产地之一，位于我国重要的南岭锡钨多金属成矿带，有钨、锡、钼、稀土、铋、铜、铅锌、锑、金等20多个矿种，矿产资源十分丰富。姑婆山复式岩体也是南岭花岗岩的重要代表之一，由处于中心部位的里松岩体、西南部的新路岩体和占复式岩体大部分的姑婆山岩体组成。分别分析了姑婆山复式岩体各侵入体的岩石学及岩石化学特征，为更为深入地研究姑婆山复式岩体提供参考。

关键词姑婆山复式岩体侵入体岩石学特征岩石化学特征

广西姑婆山复式岩体位于南岭锡钨多金属成矿带，研究区内地质构造复杂，岩浆活动强烈[1-3]。自元古代以来该区经历了晋宁、加里东、印支、燕山、喜山等构造运动，长期活动的深断裂具有明显的控岩、岩相作用，直接或间接地控制了区内锡多金属矿床的形成和分布。该区位于湘、桂、粤三省交界的桂东北地带，西起贺州市水岩坝，姑婆山一线，东至贺州市大宁与广东分界一线，南起贺州水岩坝至大宁一线，北至广西与湖南的分界线一带[4-6]。为进一步探究广西姑婆山复式岩体特征，本研究对其岩石学和岩石化学特征进行详细分析。

1岩石学特征

1.1里松岩体(J3ηγ1)

里松岩体以细—中粒(或中粒)斑状角闪石黑云母二长花岗岩为主，局部出露中—细粒(中粒)黑云母正长花岗岩。岩石具中—细粒花岗结构、似斑状结构,主要副矿物为磷灰石、褐帘石、榍石、锆石、磁铁矿，其次为钛铁矿、独居石、钍石、褐钇铌矿、萤石等。萤石主要在接触带中呈不规则状分布于主要矿物粒间。似斑晶为微斜条纹长石，含量一般为15%～30%，接触带附近可达40%。斑晶个体也往往变大，呈3～4 cm长的宽板状，部分微斜长石斑晶具环带构造，斑晶内包嵌的细小斜长石、石英多沿环带分布。斑晶边部常因包嵌石基中的斜长石、石英、黑云母等而不平整，有的形成“珠边”。斜长石多呈半自形板状，略具环带构造，一般为正常环带，亦有韵律环带发育，内环以奥—中长石为主，一般在NO35以下，外环多为奥长石，一般为NO12～18。部分斜长石晶粒内可见被熔蚀呈不规则状的斜长石“晶骸”，在成分上与外围斜长石有的是突变的，有的“晶骸”在成分上与外围斜长石接近，但光性方位不一致。熔蚀的斜长石“晶骸”被认为是岩浆混合作用的标志之一。富含包裹体是里松岩体的主要特征，亦为其与姑婆山岩体的主要区别。

1.2姑婆山岩体(J3ηγ2或J3ξγ2)

姑婆山岩体主要岩石为中—粗粒斑状黑云母正长花岗岩和中—粗粒斑状黑云母二长花岗岩，其中，中—粗粒斑状黑云母正长花岗岩出露面积较大，岩石具中—粗粒花岗结构及似斑状结构。上述2种岩石除钾长石和斜长石的含量有区别外，其余特征均相似。姑婆山岩体副矿物有磁铁矿、锆石、磷灰石、褐帘石、榍石，其次为钛铁矿、独居石、钍石、褐钇铌矿、萤石、黄铁矿等。姑婆山岩体斑晶由微斜长石组成，常发育格状双晶，卡氏双晶不常见，斑晶含量各处不一，一般为15%～30%，多者可达30%～40%，但亦有不含斑晶的。斜长石略具环带构造，内环为奥—中长石，外环为钠—奥长石，部分斜长石晶体内可见被熔蚀残留的斜长石“晶骸”，暗色矿物光性特征与里松岩体相近。

姑婆山岩体的K、Na质交代现象极普遍，镜下可见极为典型的交代结构，微斜条纹长石沿斜长石边部向内蚕食交代，使原有的斜长石板状晶体残缺不全，有的整个斜长石晶体除边部残留外，几乎全被钾长石蚕食取代，还可见钾长石穿孔交代斜长石，与钾长石伴生的还有萤石，钾长石呈补丁状交代斜长石形成的“反条纹”较常见。钠质交代现象虽普遍发育，但不及钾质交代强烈，微斜长石中大量发育钠长石交代条纹，有的交代条纹几乎占据微斜长石总体的30%～40%，此外交代“净边”以及沿钾长石粒间呈犬牙状交代边、交代蠕英石等均可见。姑婆山岩体的岩浆富含K、Na及挥发分(如F等)，因此，结晶晚期岩浆中大量富集的K、Na和挥发分对早期结晶的斜长石进行交代是可能的。K、Na质交代现象的出现与后期的构造热液活动并无明显关系。

1.3新路岩体(K1ηγ或K1ξγ)

新路岩体属浅成侵入体，富含挥发分，因此岩体不同部位的主要矿物含量及结构特征变化均较大。主要出露的岩石为细粒斑状黑云母二长花岗岩和细粒斑状黑云母正长花岗岩，其暗色矿物主要为黑云母，偶见普通角闪石。黑云母一般含量5%，即为细粒斑状二长(或正长)花岗岩。斑晶成分为微斜微纹长石、斜长石和石英，微斜长石可见格状双晶，属低微斜长石，斜长石以低号码奥长石为主，部分为钠长石，极少具环带构造，中心为奥长石，边部为钠长石。斑晶大小4～10 mm，含量5%～20%，当斑晶含量达30%～50%时，石基粒度由细粒向微粒过渡，岩石呈多斑状结构或潜基连斑结构时，即为花岗斑岩。野外常可见岩石由细粒斑状花岗岩逐渐过渡为花岗斑岩或细粒斑状花岗岩，部分矿物粒度由细粒增大逐渐达中粒，形成连续不等粒的中—细粒花岗结构，岩石即为中—细粒花岗岩。此外，部分细粒花岗岩或花岗斑岩的石基部分还常具显微文象结构，当其结构以文象结构为主时，岩石即为细粒文象花岗岩或花斑岩。花岗斑岩中斑晶结束生长的时间往往与石基同时或稍晚，故常见斑晶边部包嵌细小的石英等石基中的矿物，形成“珠边”结构。新路岩体不仅岩石结构变化多，而且各主要矿物间的关系与正常花岗岩中常见的关系也有所区别，可见普通角闪石晚于石英、斜长石结晶，呈不规则状充填于长英矿物间或包嵌他们。该类不遵循岩浆正常结晶规律的出现，可能是岩浆中大量挥发分的存在打破矿物正常结晶顺序所致。区内常见的副矿物有磁铁矿、锆石、独居石、磷灰石、黄铁矿、褐帘石、榍石、褐钇铌矿、萤石等。萤石在局部含量可达岩石总体的3%～4%，萤石呈细小斑块不规则条纹交代斜长石，未见有交代钾长石产出，但可见白云母交代钾长石产出。由于未见岩石后期应力或热液活动的伴生，因此，该类交代显然是自变质的产物，萤石选择交代斜长石和白云母选择交代钾长石，是由于萤石的生成需要斜长石中Ca的加入，白云母需要K的补充。

2岩石化学特征

2.1化学成分特征

姑婆山复式岩体花岗岩氧化物含量(图1)与我国花岗岩平均值相比，SiO2平均含量除第1次里松岩体低于71.27%外，其他各次花岗岩均高于71.27%。里松岩体TiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、CaO、P2O5平均含量偏高，MnO、Na2O、K2O平均含量偏低；其他各次花岗岩TiO2、Al2O3、Fe2O3、MnO、MgO 、CaO、Na2O、P2O5平均含量均偏低，仅K2O平均含量明显偏高。

图1　姑婆山复式岩体AR-SiO2碱度关系

第1次里松岩体→第3次姑婆山岩体→第4次新路岩体→新路岩体的演化特征：SiO2平均含量69.66%→74.47%→75.93%→73.96%，K2O平均含量4.6%→4.86%→4.86%→5.06%，TiO2平均含量0.53%→0.2%→0.12%→0.18%，Al2O3平均含量14.28%→12.57%→12.32%→12.82%，Fe2O3平均含量1.07%→0.66%→0.66%→0.37%，FeO平均含量2.41%→1.39%→1.13%→1.31%，MnO平均含量0.07%→0.04%→0.03%→0.06%，MgO平均含量0.71%→0.26%→0.12%→0.18%，CaO平均含量2.04%→1.014%→0.83%→0.9%，P2O5平均含量0.19%→0.06%→0.03%→0.06%，碱度率(AR)2.6→4.19→2.87→3.16，分异指数(DI)83.28→90.88→92.57→92.45，表明整个复式岩体分异作用强烈，晚期向酸性、碱性演化。姑婆山复式岩体里特曼指数(σ)为1.4～3.61，绝大部分为1.8～3.3，属钙碱性岩。Na2O+K2O-SiO2关系图上所有样点落于亚碱性系列区(图2)，K2O-SiO2关系图所有样点均落于高钾钙-碱性系列区(图3)。

2.2微量元素特征

姑婆山复式岩体微量元素含量与维氏酸性岩值相比，第1次里松岩体的Li、Be、Nb、Sc、Zr、Th、V、Co、Pb、Zn、W、As、Sb、Bi、F、Rb、Hf、Ti、Cs、Ga、Ag、Sn、B、U、Ta含量偏高，其中V、W、As含量偏高数十倍，而Ba、Cr、Hg、Cl、Au、Mn含量偏低。第2次姑婆山岩体、第3次新路岩体的Li、Be、Nb、Th、V、Co、Pb、W、Mo、As、Sb、Bi、F、Rb、Hf、Ti、Cs、Ga、Sn、U、Ta含量偏高，其中W、Bi、F、U、Sn含量偏高数十倍，而Sc、Zr、Sr、Ba、V、Cr、Cu、Zn、Cl、Au、Ti、Mn、Ag、B含量偏低。

图2　姑婆山复式岩体Na2O+K2O-SiO2关系

图3　姑婆山复式岩体K2O-SiO2关系

自第1次里松岩体→第2次姑婆山岩体→第3次新路岩体二长花岗岩→新路岩体正长花岗岩的演化特征：不相容元素平均含量Rb 272.05×10-6→316.06×10-6→425.53×10-6，Zr 246.84×10-6→119.79×10-6→116.28×10-6→101.70×10-6，Ba 650.13×10-6→209.08×10-6→100.95×10-6→195.82×10-6，Th 33.39×10-6→49.1×10-6→47.92×10-6→35.9×10-6，U 14×10-6→15.01×10-6→28.38×10-6→13.62×10-6，Nb 50.79×10-6→60.97×10-6→45.34×10-6→28.73×10-6，Ta 5.29×10-6→5.49×10-6→7.63×10-6→4.78×10-6；其他元素Cu 6.58×10-6→12.02×10-6→24.6×10-6→2.39×10-6，Pb 32.94×10-6→35.55×10-6→45.21×10-6→60.86×10-6，W 194×10-6→433.5×10-6→294×10-6，Sn 6.9×10-6→4.78×10-6→5.67×10-6→10.05×10-6。相容元素平均含量Cr 6.5×10-6→5.67×10-6→5.84×10-6，Co 17.07×10-6→17.32×10-6→17.18×10-6→16.27×10-6，Ni 3.57×10-6→1.77×10-6→2.8×10-6，Sc 4.88×10-6→2.64×10-6→2.62×10-6→2.9×10-6，其他元素Li 84.08×10-6→53.26×10-6→60×10-6→26.04×10-6，Sr 237.09×10-6→49.96×10-6→29.31×10-6→32.22×10-6，Ba 650.13×10-6→209.08×10-6→100.95×10-6→195.82×10-6。w(Rb)/w(Sr)平均值1.46→9.15→26.18→26.16，w(Rb)/w(Sr)平均值2.98→4.83→2.74→5.74。上述特征表明，第1次里松岩体与第2次姑婆山岩体、第3次新路岩体的微量元素含量及w(Rb)/w(Sr)、w(Rb)/w(Sr)值呈跳跃式变化，差别较大，而姑婆山岩体与新路岩体之间的变化较小。

2.3稀土元素特征

姑婆山复式岩体的稀土元素含量与维氏酸性岩值相比，轻稀土元素La、Ce、Pr、Nd含量在第1次里松岩体、第2次姑婆山岩体内偏高，在第3次新路岩体内偏低；Sm含量在第1次里松岩体、第2次姑婆山岩体和第3次新路岩体二长花岗岩内偏高，在第3次新路岩体正长花岗岩内则偏低；轻稀土元素Eu含量在各期花岗岩中普遍偏低，第3次新路岩体更为明显；重稀土元素Gd、Ho含量在各期花岗岩中均偏高。

姑婆山复式岩体的w(∑REE)(137.33～444.67)×10-6，变化较大，但绝大部分为(297.51～444.67)×10-6，明显高于维氏酸性岩值(292×10-6)及南岭花岗岩平均值(227.37×10-6)，仅第3次新路岩体个别样品低于维氏酸性岩值(292×10-6)及南岭花岗岩平均值(227.37×10-6)。第1次里松岩体→第2次姑婆山岩体→第3次新路岩体二长花岗岩→新路岩体正长花岗岩，w(∑REE)355.9×10-6→408.03×10-6→320.72×10-6→277.05×10-6，平均值δEu 0.49→0.19→0.12→0.17，δCe 0.97→0.93→1.06→1.11，w(∑Ce)/w(∑Y)2.65→2.44→1.42→2.1，(La/Yb)N8.84→6.83→3.57→4.88，(Ce/Yb)N6.33→4.96→3.05→4.48，(La/Sm)N4.2→3.42→2.14→2.69，(Gd/Yb)N1.41→1.48→1.09→1.3，说明姑婆山复式岩体轻、重稀土之间均发生过不同程度的分馏。

姑婆山复式岩体REE配分曲线均属右倾LREE型，第1次里松岩体为中等负Eu异常(图4)，第2次姑婆山岩体、第3次新路岩体负Eu异常较强(图5、图6)，表明姑婆山复式岩体后期富HREE。

图4　里松岩体REE配分曲线

3结语

广西姑婆山复式岩体由里松岩体、新路岩体及姑婆山岩体组成，分别对该3类岩体的岩石特征、岩石化学特征进行了分析，为进一步研究该类岩体提供参考。

图5　姑婆山岩体REE配分曲线

图6　新路岩体REE配分曲线

参考文献

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(收稿日期2015-09-08)

*广西壮族自治区二七四地质队基础地质勘查基金项目(编号：桂274201503010)。

余何(1983—)，男，博士研究生，541004广西壮族自治区桂林市雁山区雁山街319号。