粤北百顺地区晚白垩纪辉绿岩地球化学特征

刘援军

东华理工大学，江西 抚州 344000

粤北百顺地区晚白垩纪辉绿岩地球化学特征

刘援军

东华理工大学，江西 抚州 344000

百顺地区位于粤北诸广岩体南部，是我国重要的产铀矿田，区内基性岩脉广泛发育，主要呈NWW向展布。其大离子亲石元素(Ba，Rb，K，Th)明显富集，高场强元素(Nb，Ta，Zr，Hf)无亏损；在构造环境判别图上, 该辉绿岩位于板内玄武岩, 具有钙碱性玄武岩的地球化学特征；研究区辉绿岩的稀土总量较高(118.22×10-6～130.92×10-6)，轻、重稀土之间的分馏较明显: LREE/ HREE =5.21～6.14（平均为5.79），分布模式呈右倾型，Eu具有异常(δEu =0.67～0.98)。这些特征反应该区辉绿岩是在晚白垩纪太平洋板块俯冲引起的地壳伸展和岩石圈减薄的构造背景下,被俯冲带流体长期交代所形成的，且具有富集地幔源区特征。

百顺矿田位于粤北诸广岩体南部，是我国重要的产铀矿田，区内基性岩脉广泛发育，其与铀成矿作用关系较为密切。自上世纪50年代，华南开展大规模铀矿找矿工作以来，研究工作者对其基性岩脉和铀矿化的关系认识不断深化。从最初的主要探讨基性岩脉与铀成矿的关系，而研究基性岩脉的岩石地球化学特征和成因的较少（王学成，1986；胡瑞忠，1989，1993；胡瑞忠和金景福，1990）。近十多年来，随着幔源成矿理论的不断发展，研究者们开始重视基性岩脉的研究。由于基性岩脉的充填是大陆地壳拉张的重要标志，所以通过对辉绿岩的地球化学特征和构造环境的研究对特定地球动力学背景下铀成矿作用的研究具有重要的意义（陆建军等，2006）。

1 地质背景与岩石学特征

本研究区内的基性岩脉多以小岩株和岩脉状产出，脉长几百米到几公里,宽2～10米不等，以近EW向或NWW向侵入早期印支和燕山期花岗岩体中，其中绝大多数以NWW向为主。主要岩性为辉绿岩和少量灰绿玢岩及闪斜煌斑岩。辉绿岩主要由斜长石、辉石和少量角闪石、石英组成, 辉绿结构明显。

图1 辉绿岩微量元素蛛网图解

2 微量元素地球化学特征

在MORB标准化的微量元素蛛网图1上，绝大部分元素的含量都高于MORB值，其中大离子亲石元素(Ba，Rb，K，Th)明显富集，高场强元素(Nb，Ta，Zr，Hf)无亏损,分布形式呈现左侧隆起和右侧相对平缓的特征图1。在Ti/100-Zr-Y*3 图解上, 数据点位于板内玄武岩区域内图2a；在Ti-Zr图解上, 数据点位于板内玄武岩区域内图2b；在TiO2-Y/Nb图解上, 数据点位于大陆拉斑玄武岩区域内图2c；在Zr/Y-Zr图解上, 数据点都位于板内玄武岩区域内图2d。以上四个构造环境判别图表明,研究区辉绿岩属于板内玄武岩, 具有钙碱性玄武岩的地球化学特征。

图2 辉绿岩构造环境判别图

图3 辉绿岩稀土元素球粒陨石标准化曲线Taylor et al.(1985)

3 稀土元素地球化学特征

研究区辉绿岩的稀土总量较高(118.22×10-6～130.92×10-6，平均为123.83×10-6)，变化小，富集轻稀土，轻、重稀土之间的分馏较明显: LREE/HREE = 5.21～6.14（平均为5.79）,（La/ Yb）N=5.51～7.07(平均为6.31),分布模式呈右倾型图3，反应演讲具有富集特征。辉绿岩Eu具有异常(δEu=0.67～0.98，平均为0.82)，反映岩浆演化过程中, 斜长石出现了分离结晶现象。∑REE和δEu与Mg#、SiO2之间不存在相关关系，说明岩浆演化和地壳混染并不是控制岩石中稀土元素变化的主要因素(贾大成等, 2002)。该辉绿岩的La/Sm比值(4.94～5.68)和La含量(23.3×10-6～27.0×10-6)都变化很小,显示原始岩浆的形成以分离结晶方式为主(贾大成等，2002，2003)。

4 源区特征与岩石成因动力学背景讨论

根据上述元素地球化学和特征分析,百顺辉绿岩的地球化学性质总体上相似于活动大陆边缘钙碱性玄武岩, 源区具有富集特征。笔者认为辉绿玢岩源区的富集作用主要由于俯冲带流体对上覆地幔楔的交代改造作用,因为辉绿岩的Th/Yb比值比较高(1.82～2.16)而Nb/Yb比值较低(5.98～6.02),根据Zhi等(1990)提出的Th/Yb2Nb/Yb图解上,数据点都位于俯冲富集区域。该区辉绿岩形成时太平洋板块俯冲作用已经达到了80Ma以上,因而由俯冲带流体交代作用产生源区地幔的富集是可能存在的,这和前人研究认为的华南陆下地幔在晚中生代时期发生交代富集作用的认识(胡瑞忠等, 1993; 李献华等, 1997; 谢昕等,2001)是一致的。因此本区辉绿岩形成于晚白垩纪末期,在太平洋板块俯冲引起的地壳伸展和岩石圈减薄的构造背景下,其被俯冲带流体长期交代作用所形成的，且具有富集地幔源区特征。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2012.06.005