相山流纹英安岩和流纹英安斑岩地球化学特征及意义

贾 伟， 王正其

(东华理工大学 放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室，江西 南昌 330013)

相山流纹英安岩和流纹英安斑岩地球化学特征及意义

贾 伟， 王正其

(东华理工大学 放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室，江西 南昌 330013)

关于相山火山盆地中打鼓顶组的流纹英安岩与流纹英安斑岩的成岩期次、成岩作用争论已久，通过相山火山盆地流纹英安岩和流纹英安斑岩元素和同位素地球化学特征研究，为两个岩石类型成岩期次和成岩作用对比提供依据，以及更好的深入研究岩浆演化史。结果表明，流纹英安岩和流纹英安斑岩均为过铝质、碱性、钾玄质酸性火山岩系，具有富硅、高碱、富钙、低钛等特点；他们的微量元素与稀土元素地球化学特征也高度相似，均具有Sr，Ba，P，Ti的负异常和Rb，Th，K，Ce的正异常，稀土总含量较高，稀土元素配分曲线为右倾型，轻稀土富集，重稀土亏损，轻稀土分馏程度稍高于重稀土元素，具有明显负Eu异常；Sr-Nd同位素组成相近，均具有相近的ISr值、相近的(143Nd/144Nd)i值、以及范围相近的εNd值。地球化学特征显示出二者在岩浆过程中均主要受到部分熔融作用的制约，其源岩均可能为成熟度较高的上地壳物质。流纹英安岩和流纹英安斑岩具有相似的地球化学组成与特征、相似Sr-Nd同位素组成、高度相似的岩浆过程，表明相山火山盆地早白垩世流纹英安岩和流纹英安斑岩应为同期同源产物，而并非来源于不同期次岩浆过程。

流纹英安岩；流纹英安斑岩；地球化学；相山

贾伟，王正其.2017. 相山流纹英安岩和流纹英安斑岩地球化学特征及意义 [J].东华理工大学学报：自然科学版，40(3)：213-224.

Jia Wei，Wang Zheng-qi.2017. Geochemical characteristics of rhyodacite and rhyodacitic porphyry in Xiangshan volcanic basin in the late jurassic and their significance[J].Journal of East China University of Technology (Natural Science), 40(3):213-224.

相山火山塌陷盆地是我国最大的火山岩型铀矿田，盆地主要由打鼓顶组、鹅湖岭组火山岩和流纹英安斑岩、花岗斑岩、斑状花岗岩等岩石单元组成。关于构成打鼓顶组主体的溢出相流纹英安岩与浅成-超浅成相流纹英安斑岩的成岩期次、成岩作用争论已久。一种观点是对相山铀矿田的两套流纹英安岩通过地质产状、岩石学等手段厘定为早期溢出相含赤铁矿条带流纹英安岩与晚期浅成侵入相不含赤铁矿条带的流纹英安斑岩，流纹英安斑岩的形成时代晚于不同期岩浆作用的产物——鹅湖岭组碎斑熔岩，认为是两个岩浆作用阶段的产物(吴仁贵等，1999、2003；范洪海，2001)。另一种观点则主要从年代学角度入手，流纹英安岩和流纹英安斑岩的测年数据在允许误差范围内是大致相同的，同时结合地质特征，流纹英安斑岩呈侵入关系穿插于流纹英安岩中，或者直接覆盖在早期形成的流纹英安岩上，并呈舌状体穿插到碎斑熔岩之中，流纹英安岩应该是形成于流纹英安斑岩之前，流纹英安斑岩应代表同期次晚阶段潜火山岩的侵入，认为二者可能是同期岩浆活动不同阶段产物(杨水源等，2010；陈正乐等，2013；郭福生等，2015)。不难发现，导致上述争议的原因是虽然相关学者对流纹英安岩和流纹英安斑岩均从年代学、野外地质特征等角度进行研究论证，但是对二者从地球化学组成角度进行对比分析论证不足。因此该问题的解决有益于正确建立相山地区岩浆作用演化史，并有助于深入探讨岩浆作用与铀成矿关系。理论而言，不同期次岩浆作用的产物，其地球化学组成会存在差异，而同期异相岩浆作用的产物则可能具有相似地球化学性质与组成(杨学明等，2000)。本文旨在对二者岩石地球化学组成的异同性研究，以期有助于判别相山火山盆地流纹英安岩与流纹英安斑岩是不同期次岩浆作用的产物，或是同期岩浆作用异相结果。

1 地质背景

图1 相山火山盆地地质略图(据王德滋和周新民，2000修改)Fig.1 Geological sketch map of Xiangshan volcanic basin1.上白垩统砂砾岩；2.上侏罗统鹅湖岭组碎斑熔岩； 3.上侏罗统如意亭组(火山)碎屑岩、流纹英安岩； 4.上三叠统安源组砂(砾)岩；5.下石炭统黄龙组砂(砾)岩； 6.下元古界变质岩；7.次花岗斑岩； 8.次斑状花岗闪长岩； 9.花岗岩；10.火山颈(推测)；11.断裂；12.采样位置

相山火山盆地位于江西省内部，钦杭结合带南侧，接近于扬子板块和华夏板块的构造缝合带上(杨明桂等，1997)。该盆地平面上呈椭圆形，面积约为309 km2，是我国最大的火山塌陷式盆地。盆地主体为一套早白垩世的火山-侵入杂岩体，西北侧覆有上白垩统的紫红色碎屑岩系。相山火山活动具有旋回性和多阶段的特征，第一旋回呈裂隙式喷发,形成中酸性流纹英安岩与流纹质熔结凝灰岩；第二旋回呈中心式喷发,形成侵出-溢流相的酸性火山熔岩-碎斑熔岩(范洪海，2001)。晚阶段二长花岗斑岩、花岗斑岩等次火山岩浆沿盆地内环状断裂上侵, 形成环状次火山岩岩墙。空间上，流纹英安岩和流纹英安斑岩为相伴产出关系，地表出露以流纹英安岩为主，流纹英安斑岩也有部分出露于地表，但大多隐伏于地下且其空间展布受盆地中的流纹英安岩与鹅湖岭组下部砂岩及熔结凝灰岩之间的界面控制，同时还受控于西部的菱形构造(吴仁贵等，2003)。

野外与显微镜下观察发现，流纹英安岩颜色多为暗紫色、紫灰色，局部呈灰绿色，少斑状结构，发育赤铁矿条带和条纹状或团块状的浆屑；同流纹英安岩相比，流纹英安斑岩则不含赤铁矿条带，颜色呈浅灰色。而二者的矿物组成基本相似，斑晶成分主要为斜长石、黑云母和少量石英。基质为霏细结构、显微粒状结构或显微嵌晶结构，副矿物可见锆石、磷灰石和磁铁矿等(吴仁贵等，2003；杨庆坤等，2015)。

2 样品采集与测试方法

为了尽可能的避免风化和矿化蚀变作用对岩石样品地球化学数据的影响，本文测试的样品均为未遭受风化和蚀变的新鲜的岩石，共3块流纹英安岩样品，取自如意亭剖面。

首先将样品粉碎、研磨至200目，然后送往相关实验室测试。其中，主量元素在核工业二九零研究所分析测试中心完成，测试方法和依据为GB /T14506．28-93 硅酸盐岩石化学分析方法 X 射线荧光光谱法，分析精度优于1%；微量元素、稀土元素和Sr-Nd同位素由核工业北京地质研究院分析测试中心完成，微量元素采用ICP-MS测试方法，仪器型号是德国Finnigan-MAT公司生产的HR-ICP-MS Element I型等离子体质谱分析仪，分析精度优于3%；Sr-Nd同位素采用ISOPROBE-T热电离质谱计测试方法，Sr同位素比值测定的内校正因子采用86Sr/88Sr = 0.1194，标准测量结果 NBS987 为 0.710 250±7。Nd 同位素比值采用146Nd/144Nd = 0.721 9标定，标准测量结果:SHINESTU 为 0.512 118±3。上述测试环境温度为20 ℃，相对湿度控制在30%，Rb-Sr，Sm-Nd误差均以2σ计。

3 地球化学特征

3.1 主量元素

表1为相山火山盆地流纹英安岩和流纹英安斑岩主量元素分析结果。

根据表1可知，流纹英安岩的SiO2含量较高，介于67.05%～69.47%，平均为68.42%；富铝 (Al2O3=14.04%～14.82%，平均为14.49%)、高钾(K2O=4.58%～5.57%，平均为5.16%)、富铁(TFe2O3=3.49%～4.66%，平均为3.94%)、低钛(TiO2=0.39%～0.48%，平均为0.45%)、富钙(CaO=1.05%～2.47%，平均为1.88%)；MgO含量介于0.49%～0.87%(平均为0.61%)，P2O5含量介于0.139%～0.27%(平均为0.17%)。流纹英安斑岩的SiO2含量介于66.9%～69.05%，平均为68.14%；富铝(Al2O3=13.90%～15.96%，平均为14.68%)、高钾(K2O=4.78%～5.53%，平均为5.03%)、富铁(TFe2O3=3.33%～4.19%，平均为3.68%)、低钛(TiO2=0.35%～0.44%，平均为0.40%)、富钙(CaO=1.41%～1.96%，平均为1.69%)；MgO含量介于0.64%～0.93%(平均为0.81%)，P2O5含量介于0.15%～0.19%(平均为0.17%)。流纹英安岩和流纹英安斑岩的全碱含量均较高，分别为6.58%～9.02%(平均为8.02%)和7.97%～8.62%(平均为8.27%)；流纹英安岩和流纹英安斑岩的K2O含量均高于Na2O含量，K2O/Na2O比值分别为1.34～2.79(平均为1.87)和1.34～2.12(平均为1.59)。上述特征显示，相山火山盆地流纹英安岩和流纹英安斑岩具有相似的主量元素组成，均表现出富硅、高碱、富铝、高钾、富铁、富钙、低钛的特点。

表1 相山火山盆地流纹英安岩和流纹英安斑岩主量元素分析结果(ω(B)/%)

注：①数据引自陈雷等，2013；②数据引自Jiang等，2005；③数据引自周万蓬，2015；④数据引自杨庆坤，2015；⑤数据引自Jiang等，2015；⑥数据引自夏林圻等，1992。

图2 相山火山盆地流纹英安岩和流纹英安斑岩SiO2-Na2O+K2O(a)、iO2-AR(b)、ANK-A/CNK(c)、SiO2-K2O(d)图解Fig.2 SiO2- Na2O+K2O(a)and SiO2-AR(b)，ANK-A/CNK(c)and SiO2-K2O(d) diagrams of rhyodacite and rhyodacitic porphyry in Xiangshan Volcanic Basina.图解，据 Le Bas 等， 1986；b.图解，据J.B.Wright，1969；c.图解，据Maniar and Piccoli，1989；d.图解，据Peccerillo and Taylor，1976；Pc.苦橄玄武岩；B.玄武岩；O1.玄武安山岩；O2.安山岩；O3.英安岩；R.流纹岩；S1.粗面玄武岩；S2.玄武质粗面安山岩；S3.粗面安山岩；T.粗面岩、粗面英安岩；F.副长石岩；U1.碱玄岩、碧玄岩；U2.响岩质碱玄岩；U3.碱玄质响岩；Ph.响岩；Ir.Irvine 分界线，上方为碱性，下方为亚碱性

在全碱-硅(TAS)图(图2a)上，流纹英安岩和流纹英安斑岩投影点均位于Ir线之下的亚碱性区域，岩石类型属于英安岩与粗面岩系列；在SiO2-AR图(图2b)上，除了一个流纹英安岩样品落入钙碱性系列区外，流纹英安斑岩和其余的流纹英安岩投影点均落于碱性岩系列区域；在A/CNK-A/NK图(图2c)上，流纹英安岩和流纹英安斑岩投影点均位于过铝质区域，A/CNK范围分别为1.36～1.62和1.38～1.61；在SiO2-K2O图(图2d)上，流纹英安岩和流纹英安斑岩投影点均落于钾玄岩系列区域。在上述投影图中(图2a-2d)，流纹英安岩和流纹英安斑岩的投影点出现重叠现象。以上特征表明，相山火山盆地流纹英安岩和流纹英安斑岩有相似的岩石类型与性质，均属于过铝质、碱性、钾玄质酸性火山岩系。

在Harker图解(图3(a)-(h))中，流纹英安岩和流纹英安斑岩的主量元素氧化物含量变化趋势不尽相同。其中，二者Al2O3，P2O5，TFe2O3，TiO2，Na2O等氧化物变化趋势(图(a)，(e)，(f)，(g)，(h))基本相似，而CaO，MgO，K2O等氧化物变化趋势(图(b)，(c)，(d))则表现出差异性。上述特征表明流纹英安岩和流纹英安斑岩在岩浆活动过程中，Ca、Mg、K等主量元素含量发生差异性变化。

3.2 微量元素

表2、表3为相山火山盆地流纹英安岩和流纹英安斑岩微量元素分析结果及其特征值计算结果。

根据表2、表3可知，流纹英安岩Rb/Sr值为0.98～2.34，平均为1.52；Nb/Ta值为8.39～10.19，平均为9.78；Zr/Hf值为30.07～38.43，平均为34.97；Ba/Rb值为1.58～2.42，平均为1.95； Th/Hf值为2.97～4.82，平均为3.88；Th/Ta值为8.65～11.66，平均为10.39；K/Rb值为142.20～191.64，平均为164.66； Ta/Hf值为0.29～0.44，平均为0.37；Zr/Nb值为8.02～12.03，平均为9.71； Th/Nb值为0.86～1.24，平均为1.07；Rb/Nb值为9.46～15.27，平均为12.69。

表2 相山火山盆地流纹英安岩和流纹英安斑岩微量元素分析结果

注：数据引用同表1

表3 相山火山盆地流纹英安岩和流纹英安斑岩微量元素特征值计算结果

注：据表2数据得出

图3 相山火山盆地流纹英安岩和流纹英安斑岩Harker图解((a)-(h))Fig.3 Harker diagram of rhyodacite and rhyodacitic porphyry in Xiangshan Volcanic Basin((a)-(h))

流纹英安斑岩Rb/Sr值为1.45～2.09，平均为1.69；Nb/Ta值为8.17～9.83，平均为9.06；Zr/Hf值为31.69～38.43，平均为35.05；Ba/Rb值为1.46～2.03，平均为1.71；Th/Hf值为3.43～4.10，平均为3.84； Th/Ta值为9.62～10.26，平均为9.88；K/Rb值为139.40～153.36，平均为144.38； Ta/Hf值为0.36～0.41，平均为0.39；Zr/Nb值为8.5～11.53，平均为10.11； Th/Nb值为1.04～1.23，平均为1.10；Rb/Nb值为9.46～15.27，平均为13.69。

通过对流纹英安岩和纹英安斑岩微量元素特征比值对比发现，二者具有相似的微量元素组成特征。其中Nb/Ta值(分别为8.39～10.19，平均为9.78和8.17～9.83，平均为9.06)均较高，接近全球大陆地壳平均值(11，Taylor等，1985)，但低于中国东部上地壳平均值16.2(高山等，1999)，表明二者可能是由于上地壳物质部分熔融形成(Taylor等，1985)；Rb/Nb值(分别为9.46～15.27，平均为12.69和12.4～16.18，平均为13.69)和Rb/Sr值(分别为0.98～2.34，平均为1.52和1.45～2.21，平均为1.79)均较高，且高于中国东部平均值6.8，0.310(高山等，1999)和全球上地壳平均值4.48，0.320(Taylor等，1985)，也表明二者源岩可能均由上地壳物质组成；流纹英安岩和流纹英安斑岩的Rb/Sr，Ba/Rb，Nb/Ta，K/Rb，Rb/Nb值相近，反映出二者具有相似的地球化学性质与特征；另外，Zr/Hf、Zr/Nb、Ta/Hf、Th/Hf、Th/Ta、Th/Nb值也显示较好的相似性，反映出二者相似的地球化学性质与特征，可能具有相同的源区。

图4 相山火山盆地流纹英安岩和流纹英安斑岩的微量元素蛛网图(a)、稀土元素(b)配分模式图 (球粒陨石标准化数值据Boynton，1984；原始地幔标准化数值据McDonough和Sun，1992)Fig.4 The spider diagram of trace element and the REE distribution patterns for rhyodacite and rhyodacitic porphyry in Xiangshan Volcanic Basin

在微量元素原始地幔标准化蛛网图上，流纹英安岩和流纹英安斑岩有着相似的微量元素变化特征，配分曲线几乎重叠。两者均显示出Sr，Ba，P，Ti等元素负异常，Nb，Ta弱亏损，富集Rb，Th，Ce，Zr，Hf，Sm，Y，Yb等元素；其中的Sr，Ba，Ti等元素的负异常反映出流纹英安岩和流纹英安斑岩的成岩过程存在着斜长石、磷灰石和钛铁矿等的分离结晶。

在Rb/Sr-Sr图解中，流纹英安岩和流纹英安斑岩投影点表现出相互包含的分布范围，暗示着二者具有相似的地球化学特征，另外二者数据投影点的分布趋势均呈现出一条典型的双曲线特征，反映出二者在成岩过程中均存在着部分熔融作用。

3.3 稀土元素

相山火山盆地流纹英安岩和流纹英安斑岩稀土元素分析结果见表2。

根据表2可知，流纹英安岩的ΣREE (220.72～332.27 μg/g，平均为253.08 μg/g)和流纹英安斑岩的ΣREE(204.61～273.25 μg/g，平均为250.55 μg/g)均较高且变化范围相近；两者的ΣLREE范围较为一致，分别为198.11～298.35 μg/g(平均为227.56 μg/g)和183.02～247.7 μg/g(平均为225.94 μg/g)； ΣHREE分别为22.23～33.92 μg/g(平均为25.53 μg/g)和21.59～25.98 μg/g(平均为24.61 μg/g)，变化范围也较为一致；(La/Yb)N分别为8.59～13.85(平均为10.06)和9.61～10.3(平均为9.89)，δEu分别为0.41～0.55(平均为0.45)和0.34～0.49(平均为0.44), ΣLREE/ΣHREE分别为8.22～10.36(平均为8.93)和8.48～9.69(平均为9.16)，同样表现出高度的相似性。

在稀土元素球粒陨石标准化分布型式图上，相流纹英安岩和流纹英安斑岩有着相似的稀土元素变化特征，配分曲线几乎重叠。稀土配分曲线右倾，两者均表现出富集轻稀土元素，亏损重稀土元素，且存在负Eu异常的特征。

以上研究发现，相山火山盆地流纹英安岩和流纹英安斑岩稀土元素变化特征十分相似，均显示出较高的稀土总含量、富集轻稀土元素、亏损重稀土元素、轻稀土元素分馏程度高于重稀土的分馏程度、负Eu异常等。其中，轻稀土元素分馏程度高于重稀土元素的分馏程度((La/Sm)N分别为3.56～4.59，平均为3.90、3.34～4.09，平均为3.78；(Gd/Yb)N分别为1.32～2.12，平均为1.63、1.85～2.02，平均为1.93)，可能是由于橄榄石、斜方辉石和单斜辉石的存在引起；负Eu异常的存在可能是在部分熔融的过程中，残余相中残留大量斜长石，使得熔体中产生负Eu异常，也可能是在分离结晶作用过程中，斜长石的大量晶出导致残余熔体中形成负Eu异常。

在La/Sm-La图解中，流纹英安岩和流纹英安斑岩投影点分布范围呈现相互包含关系，且二者数据投影点的分布趋势均大致呈倾斜线性特征，反应出二者具有相似的地球化学特征且成岩过程中存在部分熔融作用。

3.4 Sr-Nd同位素

表4为相山火山盆地流纹英安岩和流纹英安斑岩Sr-Nd同位素分析结果，采用计算的年龄值为搜集到的流纹英安岩及流纹英安斑岩平均年龄值约136 Ma。

根据分析结果可知，流纹英安岩和流纹英安斑岩的87Rb/86Sr比值较高，分别为3.432～7.500(平均为5.394)和3.004～6.392(平均为4.652)且变化范围较为接近；87Sr/86Sr比值相近，分别为0.717 911～0.724 519(平均为0.720 829)和0.717 991～0.721 085(平均为0.720 013)；147Sm/144Nd比值分别变化于0.113 3～0.137 6(平均0.119 2)和0.1137～0.129 9(平均为0.122 7)，变化范围相当；二者均具有高的ISr，分别为0.707 82～0.714 03(平均为0.710 40)和0.708 82～0.715 20(平均为0.711 09)，范围比较接近，表明二者的源岩物质来自于地壳；(143Nd/144Nd)i范围相近，分别为0.511 968～0.512 088(平均为0.512 036)和0.512 046～0.512 083(平均为0.512 068)；具有负的εNd值，且分布范围较为接近，分别为-7.3～-9.7(平均为-8.3)和-7.4～-8.2(平均为-7.7)。

图5 相山火山盆地流纹英安岩和流纹英安斑岩Rb/Sr-Sr图解Fig.5 Rb/Sr-Sr diagram of rhyodacite and rhyodacitic porphyry in Xiangshan Volcanic Basin

图6 相山火山盆地流纹英安岩和流纹英安斑岩La/Sm-La图解Fig.6 La/Sm-La diagram of rhyodacite and rhyodacitic porphyry in Xiangshan Volcanic Basin

样品号及性质Rb(∗10-6)Sr(∗10-6)87Rb/86Sr87Sr/86SrIsrεSrSm(∗10-6)Nd(∗10-6)147Sm/144Nd143Nd/144Nd(143Nd/144Nd)iεNdX9-182631814．09800．7181830．7102684．18．3237．90．13760．5121960．512074-7．6JX10-72471375．22150．7179110．7078249．47．5838．60．11870．5121750．512069-7．7JX10-302311953．43170．7206680．71403137．67．6340．70．11330．5121890．512088-7．3JX10-312401624．29060．7179820．7096975．98．1439．80．12360．5122010．512091-7．3ZK26-101-12431286．66290．7240890．7112197．59．6751．50．11490．5120700．511968-9．7ZK26-101-22671144．54000．7187890．7100180．57．9442．00．11440．5121330．512031-8．4ZK26-101-32471217．50100．7244870．7099980．28．3843．70．11610．5120930．511990-9．2ZK26-101-92641507．40630．7245190．7102083．28．1943．20．11490．5120810．511979-9．5XS-30-31721613．00400．7209640．71520154．27．0335．50．12450．5121930．512083-7．4X9-202561136．39200．7210850．7088263．67．86380．12990．5121610．512046-8．2X9-273001854．56100．7179910．7092469．58．0644．50．11370．5121750．512075-7．6

注：XS-30-3数据引自陈雷等，2013；ZK26-101-3数据引自杨庆坤，2015；(X9-18～ZK26-101-9流纹英安岩；XS-30-3～X9-27流纹英安斑岩)

由上知，相山火山盆地流纹英安岩和流纹英安斑岩Sr-Nd同位素特征具有高度的相似性，反映出二者具有相似的地球化学组成及性质，存在相似的岩浆过程。

图7 相山火山盆地流纹英安岩和流纹英安斑岩εNd(t)-(87Sr/86Sr)i图解Fig.7 εNd (t)-(87Sr/86Sr)i diagram of rhyodacite and rhyodacitic porphyry in Xiangshan Volcanic Basin (相山火山侵入杂岩范围据范洪海等，2001)

在εNd(t)-(87Sr/86Sr)i图解中，流纹英安岩和流纹英安斑岩投影点均位于相山火山侵入杂岩分布范围内，同时也表明二者源岩起源于地壳物质。

4 讨论

前人对于流纹英安岩与流纹英安斑岩分别开展过年代学研究工作，在流纹英安岩年龄数据方面，方锡珩等(1982)利用Rb-Sr全岩等时线法测得流纹英安岩年龄为130±9 Ma；余达淦等(2001)在如意亭剖面利用单颗粒锆石U-Pb法与全岩的Rb-Sr等时线法测得流纹英安岩年龄158.1±0.2 Ma、169.29±22.59 Ma；张万良等(2007)在城上-如意亭剖面北西段利用单颗粒锆石U-Pb法测得流纹英安岩年龄为129.54±7.93 Ma等；杨水源等(2010、2013)利用LA-ICP-MS法在居隆庵测得流纹英安岩年龄为135.1±1.7 Ma，在如意亭利用LA-ICP-MS法测得流纹英安岩年龄为136.4±1.5 Ma、136.8±2.5 Ma；周万蓬等(2015)利用SHRIMP法在如意亭测得流纹英安岩年龄为136.6±2.7 Ma；郭福生等(2015)利用SIMS法在牛头山测得流纹英安岩年龄为135.0±1.8 Ma；陈正乐等(2013)利用SHRIMP法测得书堂钻孔中流纹英安岩的年龄为141.6±1.7 Ma。在流纹英安斑岩年龄数据方面，余达淦等(2001)在如意亭剖面利用单颗粒锆石U-Pb法与全岩的Rb-Sr等时线法测得流纹英安斑岩年龄为125.2±8.5 Ma、134.3±3.9 Ma；杨水源等(2013)利用LA-ICP-MS法对采自如意亭剖面的流纹英安斑岩定年结果是135.0±2.0 Ma，对采自居隆庵矿床的流纹英安斑岩定年结果是134.8±1.1 Ma；范洪海(2001)利用单颗粒锆石U-Pb法测得流纹英安斑岩年龄为136.0±2.6 Ma；何观生等(2009)利用SHRIMP法对采自居隆庵矿床的流纹英安斑岩定年结果是136.6±2.7 Ma；陈正乐等(2013)利用SHRIMP法对采自如意亭剖面的流纹英安斑岩定年结果是137.4±1.7 Ma。

从收集的前人所测流纹英安岩与流纹英安斑岩年龄数据来看，方锡珩等(1982)和余达淦等(2001)所测得年龄数据与其他学者相差甚远，可能是由于定年方法或限于当时的测试条件导致测试结果的可靠程度偏低，或定年结果与地质事实差异较大不能代表岩浆的结晶年龄(张万良等，2007；杨水源等，2010)。

流纹英安岩的年龄数据范围主要集中在135～136 Ma之间，陈正乐等(2013)所测得的年龄稍微偏大；流纹英安斑岩年龄数据范围主要集中在137～134 Ma之间，二者的年龄在允许误差范围内是一致的，代表着二者可能是同一期火山作用的产物。在关于流纹英安岩与流纹英安斑岩的判别上，吴仁贵等人(2003)对相山铀矿田的如意亭剖面和田堆上剖面两套英安岩进行厘定，认为流纹英安岩为含赤铁矿条带早期溢出相岩石，流纹英安斑岩则为不含赤铁矿条带浅成侵入相岩石，二者为不同时期的产物。在空间关系上，流纹英安斑岩形成晚于碎斑熔岩，依据是在邹家山矿床中见流纹英安斑岩呈侵入关系穿插于碎斑熔岩中；张万良等(2007)利用单颗粒锆石U-Pb法在城上-如意亭剖面北西段测得流纹英安岩的年龄为129.54±7.93 Ma，小于多数学者所测的年龄，也小于前人对碎斑熔岩所测的年龄，该学者因此认为流纹英安岩属于火山期后浅成-超浅成侵入的流纹英安斑岩。对于以上认识，有学者认为流纹英安斑岩的侵入作用应该早于碎斑熔岩，与流纹英安岩近同时或者稍晚形成(陈正乐等，2013；郭福生等，2015)，另外通过勘探剖面判别出来的接触关系具有多解性，侵入证据不是很确切(郭福生等，2015)。另外，流纹英安斑岩呈侵入关系穿插于流纹英安岩中，或者直接超覆在早期的流纹英安岩之上(陈贵华等，1999；吴仁贵，1999、2003)，因此推断流纹英安岩是形成于流纹英安斑岩之前，流纹英安斑岩属于同一期次岩浆活动稍晚侵入的火山岩，二者可能为同期次岩浆活动不同阶段的产物(杨水源等，2010；郭福生等，2015)。

相山火山盆地流纹英安岩和流纹英安斑岩主量元素数据显示，二者均表现出富硅、高碱、富铝、富钙、高钾、富铁、低钛的特征，岩石系列均为过铝质、碱性、钾玄质岩石；在Harker图中二者的氧化物分布范围略有不同，反映出二者在岩浆活动中存在着主量元素差异性变化。

在微量元素方面，流纹英安岩和流纹英安岩具有相似的微量元素组成特征：二者配分曲线特征基本一致且相互重叠，均表现出Rb，Th，K，Ce等元素正异常， Sr，Ba，P，Ti等元素负异常，Nb，Ta弱亏损；流纹英安岩和流纹英安斑岩在成岩过程中存在着斜长石、磷灰石和钛铁矿等的分离结晶，Nb/Ta，Rb/Nb，Rb/Sr值的特征均反映出二者源岩可能均由上地壳物质组成，而其余微量元素特征比值则可能反映出二者具有相同的源区。

此外，稀土元素组成特征也十分相似：稀土元素配分曲线几乎一致且相互重叠，均表现为右倾型，轻稀土元素富集，重稀土元素亏损，显示出两者具有相似的岩浆作用过程；二者的ΣREE，ΣLREE，ΣHREE，(La/Yb)N，δEu，ΣLREE/ΣHREE均表现出相似的含量变化范围，明显的负Eu异常表明着斜长石的分离结晶；在La/Sm-La和Rb/Sr-Sr图上，流纹英安岩和流纹英安斑岩投影点分布范围呈相互包含关系，均反映出以部分熔融作用为主导的相似岩浆过程。

在Sr-Nd同位素特征方面，流纹英安岩和流纹英安岩的ISr和εNd值均具有相近的变化范围， 而(143Nd/144Nd)i变化范围也呈现出高度的相近性，表明二者Sr-Nd同位素的演化特征具有相似性。结合杨水源等(2010)对流纹英安岩和流纹英安斑岩锆石的Hf同位素研究发现，二者εHf(t)变化范围较小且相近(分别为-5.7～-8.7、-6.9～-10.1)，反映出二者具有相似的岩浆过程。

5 结论

通过本次对相山火山盆地流纹英安岩和流纹英安斑岩的地球化学特征对比研究，得出以下结论：

相山火山盆地流纹英安岩和流纹英安斑岩的主、微、稀土元素特征表明，二者属于过铝质、碱性、钾玄质系列岩石，均具有富硅、高碱、富钙等特点，具有相似的微量元素和稀土元素地球化学组成与特征，均显示出稀土总量较高、Eu负异常、富集Rb，Th，K，Ce等元素与轻稀土元素、亏损Sr，Ba，P，Ti等元素与重稀土元素；Sr-Nd同位素组成与特点相近，均具相似的ISr值，εNd(t)值 、(143Nd/144Nd)i值。相山火山盆地流纹英安岩和流纹英安斑岩地球化学特征显示，二者具有高度相似的岩浆过程，岩浆作用均主要受到部分熔融作用的制约，且源岩可能均为上地壳物质，有着相似的源区。研究认为，相山火山盆地流纹英安岩和流纹英安斑岩具有相似的元素与同位素地球化学组成和特征，二者应属于同期次岩浆活动的产物。

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GeochemicalCharacteristicsofRhyodaciteandRhyodaciticPorphyryinXiangshanVolcanicBasinintheLateJurassicandTheirSignificance

JIA Wei， WANG Zheng-qi

(Key Laboratory of Nuclear Resources and Environment Ministry of Education,East China University of Technology，Nanchang，JX 330013, China)

The diagenesis and its stage of rhyodacite and rhyodacitic porphyry in Xiangshan volcanic basin Da gu ding group has long been debated. The purpose of the paper is to provide evidence for diagenesis of the rhyodacite and rhyodacitic porphyry two types of rock，also provide a better study of the history of magma evolution，based on systematical studying on the geochemical characteristics of elements and isotopes about rhyodacite and rhyodacitic porphyry in Xiangshan volcanic basin by comparing its similarities and differences. The studies show that rhyodacite and rhyodacitic porphyry belong to peraluminous，alkalinous，shoshonitic and acidic volcanic rock series，with high content of SiO2and CaO、high alkali、poor in titanium；Their rare earth and trace elements geochemical characteristics are highly identical，showing relative negative Sr，Ba，P，Ti elements anomalies，positive Rb，Th，K，Ce elements anomalies，high total REE，and the distribution pattern of REE shows right-inclining type，enrichment of LREE，depleted HREE，fractionation degree of LREE slightly higher than that of HREE，with significant negative europium anomalies；Rhyodacite and rhyodacitic porphyry have similar Sr-Nd isotopic composition，similar ISr content and (143Nd/144Nd)i value and similar εNd content. The geochemical characteristics indicate that rhyodacite and rhyodacitic porphyry are mainly restricted by partial melting during the process of magmatic processes，and derived from the continental upper crust material with high maturity probably. The study believe that rhyodacite and rhyodacitic porphyry have similar geochemical compositions and characteristics，similar Sr-Nd isotopic composition，also have highly similar magmatic processes，therefore rhyodacite and rhyodacitic porphyry in Xiangshan volcanic basin should be the production of the same period and source rather than the different stages of magmatism

rhyodacite; rhyodacitic porphyry; geochemistry; Xiangshan

T591

A

1674-3504(2017)03-0213-12

2016-12-31

国家自然科学基金(41040019)

贾 伟(1992—)，男，硕士研究生，专业方向：矿产普查与勘探，E-mail：dhlgjw@163.com

10.3969/j.issn.1674-3504.2017.03.002