『壹』 花崗岩岩石化學及痕量元素地球化學特徵
區內主要岩體的岩石化學、稀土元素及微量元素組成如表2-4,表2-5,表2-6所示。
2.2.1花崗岩定名
採用A.L.Streckeisen(1976)提出的化學成分分類方法,本區加里東晚期花崗岩分別投點於鹼長花崗岩、鉀長花崗岩及二長花崗岩區域,其中塔斯比克都爾根岩體為二長花崗岩,闊科亞克達熱斯岩體為鉀長花崗岩,正格河岩體為鹼長花崗岩;華力西中期花崗岩分布於鹼長花崗岩、鉀長花崗岩及二長花崗岩區域,集中於鉀長花崗岩和二長花崗岩區域,個別點投影於英雲閃長岩區域;華力西晚期花崗岩則全部集中於鉀長花崗岩區域;燕山期花崗岩則分布於鉀長花崗岩和二長花崗岩過渡區域,其中阿提什岩體為二長花崗岩,加勒格孜阿嘎希河岩體為鉀長花崗岩(圖2-2)。
2.2.2岩石化學特徵
在AFM圖解中(圖2-3),本區加里東晚期、華力西中期、華力西晚期及燕山期花崗岩的投影點均集中於鈣鹼性演化趨勢區域。其中華力西中期部分花崗岩樣點及華力西晚期花崗岩樣點相對集中於AF線附近,顯示出相對富鹼而貧鎂鐵的特點。各期花崗岩樣品點沿FM邊分散性很小,這與鄒天人(1988)提出的造山帶花崗岩的特點相似。
圖2-2化學-礦物定量岩石分類圖解
Ⅰ—鹼長花崗岩;Ⅱa—鉀長花崗岩;Ⅲb—二長花崗岩;Ⅳ—花崗閃長岩;V—英雲閃長岩1—加里東晚期花崗岩;2—華力西中期花崗岩;3—華力西晚期花崗岩;4—燕山期花崗岩
圖2-3花崗岩AFM圖解
A—拉斑玄武岩系列;B—鈣鹼性系列1—加里東晚期花崗岩;2—華力西中期花崗岩;3—華力西晚期花崗岩;4—燕山期花崗岩
在w(K2O)-w(SiO2)相關圖解中(圖2-4),區內各期花崗岩樣點基本上全落於高鉀區,僅華力西中、晚期有個別樣點落於鈣鹼區及低鉀區。加里東晚期花崗岩SiO2含量70.85%~72.15%,K2O+Na2O含量7.58%~8.49%;華力西中期花崗岩SiO2含量66.39%~80.44%,K2O+Na2O含量3.2%~8.41%;華力西晚期花崗岩SiO2含量70.83%~76.43%,K2O+Na2O含量6.62%~8.93%;燕山期花崗岩SiO2含量69.88%~70.71%,K2O+Na2O含量5.51%~7.39%。
加里東晚期花崗岩均為鋁過飽和類型,即Al>K+Na+Ca(原子數).ANKC值變化范圍為1.06~1.16,平均為1.1;w(Na2O)/w(K2O)比值變化於0.64~1.17間,平均為0.92。華力西中期花崗岩中深成岩及淺成岩均為鋁過飽和類型,其中深成岩ANKC值變化范圍為1.05~1.38,平均為1.22,w(Na2O)/w(K2O)比值變化於0.5~1.31之間,平均為0.88;淺成岩ANKC值范圍為1.13~1.33,平均為1.24,w(Na2O)/w(K2O)比值范圍在0.59~0.86,平均值為0.7。華力西晚期花崗岩類型也基本上為鋁過飽和類型,ANKC值范圍為0.92~1.13,平均值為1.04;w(Na2O)/w(K2O)比值范圍在0.52~1.09,平均值為0.74。燕山期花崗岩均為鋁過飽和類型,ANKC值變化范圍為1.04~1.13,平均值為1.09;w(Na2O)/w(K2O)比值范圍在0.72~0.92,平均為0.82。
圖2-4花崗岩w(K2O)-w(SiO2)圖解
1—加里東晚期花崗岩;2—華力西中期花崗岩;3—華力西晚期花崗岩;4—燕山期花崗岩
與華南花崗岩(徐克勤等,1989)相比,諾爾特地區加里東晚期花崗岩ANKC值大於同熔型花崗岩,w(Na)/w(K)比值小於同熔型花崗岩,與改造型花崗岩相似;華力西中期花崗岩ANKC值大於同熔型花崗岩,略大於改造型花崗岩,w(Na)/w(K)比值小於同熔型花崗岩,與改造型花崗岩相似;華力西晚期花崗岩與燕山期花崗岩的ANKC值均大於同熔型花崗岩,w(Na)/w(K)比值小於同熔型花崗岩,與改造型花崗岩相似。上述特徵表明,區內各期花崗岩均具有改造型花崗岩的特點,反映出其源岩可能以殼源物質為主。另外,區內各期花崗岩的岩石氧化率[w(Fe2O3)/w(FeO+Fe2O3)]偏低,與澳大利亞S型花崗岩相似。加里東晚期花崗岩的氧化率Ox范圍為0.27~0.37,平均值0.33;華力西中期花崗岩Ox值范圍為0.26~0.49,平均為0.36;華力西晚期花崗岩Ox值范圍為0.01~0.49,平均值0.36;燕山期花崗岩Ox值范圍為0.27~0.32,平均值為0.30。Ox值均為略小於同熔型花崗岩而與改造型花崗岩相似。
由岩石化學特徵可見,諾爾特地區從加里東晚期至燕山期花崗岩均有相似的岩石化學特徵,反映出具改造型花崗岩的特點(S型),但在某些方面也有傾向於同熔型花崗岩的特點(Ⅰ型),表現出過渡類型的特徵。反映在物質來源上,應以殼源物質為主,但是有幔源物質的參與,這和諾爾特地區花崗岩產出的構造背景是一致的。另一方面,岩石化學特徵的相似性,也反映了區內各期花崗岩源岩物質成分的相似性。
2.2.3稀土元素地球化學特徵
本區加里東晚期花崗岩稀土元素總量平均值為173.88×10-6,華力西中期花崗岩為245.42×10-6,華力西晚期花崗岩為136.05×10-6,燕山期花崗岩為213.09×10-6。w(LREE)/w(HREE)、δEu及(La/Yb)N的平均值在本區加里東晚期花崗岩分別為2.73、0.53及10.08;華力西中期花崗岩分別為3.52、0.47及12.33;華力西晚期花崗岩分別為10.66、0.63及10.04;燕山期花崗岩分別為5.51、0.46及18.71。
與世界平均花崗岩稀土元素及w(LREE)/w(HREE)比值(∑REE=290×10-6,包括Y,∑Ce/∑Y=3.5,Hasking等,1986;Herrmann,1970)相比較,區內各期花崗岩的∑REE值均偏低,加里東晚期花崗岩的w(LREE)/w(HREE)值偏低,而華力西中期、華力西晚期及燕山期花崗岩的w(LREE)/w(HREE)值則偏高,表明了加里東晚期花崗岩其物質來源可能相對較深。另據統計資料表明,δEu和(La/Yb)N對於花崗岩的成因有重要的鑒定意義,當δEu小於0.7,(La/Yb)N值一般大於5,為S型花崗岩,而Ⅰ型花崗岩則相反,特點是δEu值大而(La/Yb)N值小(Chappell和White,1974)。本區各期花崗岩均具有中等的負銪異常,且δEu值小於0.7,而(La/Yb)N值均大於5,因此,各期花崗岩均具有S型花崗岩的特點。
各期花崗岩稀土元素標准化曲線具有向右傾斜的輕稀土富集型特徵,輕稀土部分的斜率略大於重稀土部分(圖2-5)。其中加里東晚期花崗岩比華力西中、晚期及燕山期花崗岩的配分曲線平緩,表明加里東晚期花崗岩物質來源可能相對較深。另外,本區花崗岩具中等負銪異常且δEu值偏大,即近於0.50或略大於0.50,這也是改造型花崗岩的特點。
圖2-5諾爾特地區花崗岩REE配分模型
a—加里東晚期花崗岩;b—華力西中期花崗岩;c—華力西晚期花崗岩;d—燕山期花崗岩
在w(LREE)/w(HREE)-w(SiO2)及(La/Yb)N-w(SiO2)相關圖解中,加里東晚期、華力西中晚期及燕山期花崗岩樣點相關性均不明顯。如果在成岩過程中,結晶分異作用或同化混染作用起主要作用,則在上述相關圖解中應顯現出正相關性,即岩石輕、重稀土的分異隨著酸度的增加而強烈。而不相關甚至負相關,則有可能是由於地殼深部部分熔融作用造成的。
此外,在∑REE-SiO2及δEu-SiO2相關圖解中也有類似的情況,各期花崗岩樣點的相關性都是不明顯的。在∑REE-SiO2關系中,加里東晚期花崗岩略顯正相關,而在δEu-SiO2關系中,華力西期及燕山期花崗岩也略顯正相關。如果在岩漿演化過程中分離結晶起主要作用,早期結晶的礦物組合SiO2含量低、稀土含量高,隨著其結晶分異會導致∑REE和SiO2出現負相關,同時,分離過程中斜長石的晶出,也會導致δEu與SiO2的負相關變化規律。區內各期花崗岩的特點表明在其岩漿演化過程中,分離結晶作用是不明顯的。
在花崗岩稀土元素標准化曲線圖(圖2-5)中,各期花崗岩除了具有中等銪異常外,在華力西中期及華力西晚期花崗岩稀土元素配分曲線圖中,Ho及Tm元素處也有不同程度的異常。產生銪異常的原因,一方面是由於在成岩作用過程中發生了礦物的結晶分異所致,比如斜長石的結晶分異;另一方面則是由於繼承了源岩的性質所致。根據後文研究,區內各期花崗岩的成岩作用以部分熔融作用為主,分離結晶作用是不明顯的,因此,產生本區花崗岩中等銪異常的原因應該是花崗岩繼承了源岩的性質所致。而華力西期花崗岩不同程度的Ho及Tm異常,則可能是由於源區物質成分的差異所致。
在岩石稀土元素組成∑Ce/∑Y-∑Y/∑REE及Nd/Sm-Ce/Y關系(周作俠,1986)中,加里東晚期花崗岩投於殼源型背景、殼幔混源型背景及兩者的過渡區域,而華力西中期、華力西晚期及燕山期花崗岩則投於受幔混源型背景區域。可見,區內各期花崗岩都有不同程度的受幔源物質影響的特點。據周汝洪(1991)研究,新疆北部花崗岩幔源、殼幔混合源者稀土總量較低、(La/Yb)N值較低、標准化曲線較平緩、Eu虧損不顯著甚至是正異常;殼源者稀土總量較高、(La/Yb)N值較大、曲線較陡、Eu虧損較明顯。對比可見,本區各期花崗岩稀土總量偏低,(La/Yb)N值較大,標准化曲線較平緩,具中等Eu虧損,既具有殼源特點又具有殼幔混合源特點。
2.2.4微量元素地球化學特徵
諾爾特地區花崗岩微量元素含量如表2-6所示。加里東晚期花崗岩中Cu的富集系數(含量/維氏值)大於1,平均值2.0,Pb的富集系數也大於1,平均值為1.3,Zn的富集系數小於1;華力西中期花崗岩中Cu、Pb、Zu的富集系數均大於1;燕山期花崗岩中Cu、Zn的富集系數略小於1,Pb的富集系數為2.3。各期花崗岩中金含量均較低,塔斯比克都爾根岩體為0.175×10-6,闊科亞克達熱斯岩體為0.0165×10-6,阿提什岩體為0.0074×10-6。成礦元素含量的降低有可能與其由岩漿熔體向流體相中的轉化有關。
加里東晚期花崗岩中過渡元素Sc富集系數均大於1,范圍為1.3~5.3之間;華力西期花崗岩中Sc的富集系數也大於1,范圍為1.0~4.5;在燕山期花崗岩中富集系數近於1。加里東晚期花崗岩中,親石元素Sr的富集系數平均值為1.5,而Ba的富集系數范圍為0.1~0.8;華力西期花崗岩中Sr、Ba的富集系數均近似為1;燕山期花崗岩中Sr、Ba的富集系數均小於1,Sr為0.5,Ba為0.4。殼源型花崗岩Sr、Ba含量低,而幔源型或殼幔同熔型花崗岩的Sr、Ba含量高,區內各期花崗岩的Sr、Ba含量均較低,加里東晚期花崗岩平均為Sr443×10-6、Ba374×10-6,華力西期花崗岩平均為Sr307×10-6、Ba733×10-6,燕山期花崗岩平均為Sr163×10-6、Ba371×10-6,表明區內各期花崗岩物質來源有殼源的特徵。對高場強元素,加里東晚期花崗岩中Zr富集系數變化范圍為0.1~1.7,Y的富集系數則大於1;華力西期花崗岩中Zr、Y的富集系數均近於1;燕山期花崗岩中Zr、Y的富集系數均小於1。
本區各期花崗岩中均富含揮發組分(F、Cl、S、C等)(表2-6),岩石中F、Cl、S含量較高,反映岩漿結晶時富F、Cl、S等揮發組分,這對於促進成礦元素向流體中分配具有重要意義(Holland,1972;Urabe,1985,1989;周濤發等,1995)。另外,各期花崗岩中F/Cl值較高,加里東晚期花崗岩中F/Cl值為17,華力西期花崗岩中為6.9,燕山期花崗岩中范圍為7.2~17.8,較高的F/Cl值類似於華南陸殼改造型花崗岩。
『貳』 中國花崗岩類的化學成分和元素豐度
依據采自全國范圍內750個有代表性的大中型花崗岩類岩體的767件組合樣的實測分析數據為基礎,計算出全國范圍、不同構造單元、不同時代花崗岩類及不同岩石類型花崗岩的系列元素豐度值(史長義,2003;史長義等,2005a,2005b,2007)。
1)中國花崗岩類總體的近70種元素或成分的總平均值和元素豐度;
2)中國花崗岩與中國鹼長花崗岩、正長花崗岩、二長花崗岩、花崗閃長岩、石英二長岩、石英二長閃長岩等不同岩石類型花崗岩的近70種元素或成分的平均值和元素豐度;
3)中國太古宙、元古宙、早古生代、晚古生代、中生代、新生代花崗岩類及不同時代鹼長花崗岩、正長花崗岩、二長花崗岩的近70種元素或成分的平均值和元素豐度;
4)以任紀舜等(1999)的中國大地構造單元的劃分方案為基礎,結合本書所涉及花崗岩類樣品的分布,計算提出了天山-興安造山系、中朝准地台、昆侖-祁連-秦嶺造山系、滇藏造山系、揚子准地台、華南-右江造山帶、喜馬拉雅造山帶等中國7大構造單元花崗岩類及不同大地構造單元鹼長花崗岩、正長花崗岩、二長花崗岩的近70種元素或成分的平均值和元素豐度。
各種豐度值現列於表4-1至表4-9。
表4-1 中國花崗岩類及不同岩石類型花崗岩的元素豐度Table4-1 The total average chemical compositions and element abundances of China's granitoid and granitoid of different rock types
續表
續表
註:Nc—組合樣數;Ns—採集樣品數。單位:Au、Ag、Cd、Hg為ng/g;氧化物為%;其餘為μg/g。
Nc—number of analysed composite samples;Ns—number of collected samples.Content units:10-9for Au,Ag,Cd,Hg;10-2for major elements;10-6for others.
表4-2 中國不同構造單元花崗岩類的元素豐度Table4-2 The total average chemical compositions and element abundances of granitoid in seven geotectonic units of China
續表
續表
Nc—組合樣數;Ns—採集樣品數。單位:Au、Ag、Cd、Hg為ng/g;氧化物為%;其餘為μg/g。
單元:1—天山-興安造山系;2—中朝准地台;3—昆侖-祁連-秦嶺造山系;6—滇藏造山系;7—揚子准地台;8—華南-右江造山帶;9—喜馬拉雅造山帶
Nc—number of analysed composite samples;Ns—number of collected samples.Content units:10-9for Au,Ag,Cd,Hg;10-2for major elements;10-6for others.
Geotectonic units:1—Tianshan-Xing'an orogenic series;2—Sino-Korean metaplatform;3—Kunlun—Qilian-Qin-ling orogenic series;6—Yunnan-Tibet orogenic series;7—Yangtze metaplatform;8—South China-Youjiang orogenic zone;9—Himalayan orogenic zone.
表4-3 中國不同構造單元鹼長花崗岩的元素豐度Table4-3 The total average chemical compositions and element abundances of alkalifeldspar granite in 6 geotectonic units of China
續表
Nc—組合樣數;Ns—採集樣品數。單位:Au、Ag、Cd、Hg為ng/g;氧化物為%;其餘為μg/g。
單元:1—天山-興安造山系;2—中朝准地台;3—昆侖-祁連-秦嶺造山系;6—滇藏造山系;7—揚子准地台;8—華南-右江造山帶
表中「—」表示該統計單元該元素的分析數據太少,缺少統計學意義。
Nc—number of analysed composite samples;Ns—number of collected samples.Content units:10-9for Au,Ag,Cd,Hg;10-2for major elements;10-6for others.
Geotectonic units:1—Tianshan-Xing'an orogenic series;2—Sino-Korean metaplatform;3—Kunlun-Qilian-Qinling orogenic series;6—Yunnan-Tibet orogenic series;7—Yangtze metaplatform;8—South China-Youjiang orogenic zone.
「—」in the table represents no statistical significance e to insufficiency of number of analyzed data.
表4-4 中國不同構造單元正長花崗岩的元素豐度Table4-4 The total average chemical compositions and element abundances of syenogranite in 7 geotectonic units of China
續表
Nc—組合樣數;Ns—採集樣品數。單位:Au、Ag、Cd、Hg為ng/g;氧化物為%;其餘為μg/g。
單元:1—天山-興安造山系;2—中朝准地台;3—昆侖-祁連-秦嶺造山系;6—滇藏造山系;7—揚子准地台;8—華南-右江造山帶;9—喜馬拉雅造山帶。
表中「—」表示該統計單元該元素的分析數據太少,缺少統計學意義。
Nc—number of analysed composite samples;Ns—number of collected samples.Content units:10-9for Au,Ag,Cd,Hg;10-2for major elements;10-6for others.
Geotectonic units:1—Tianshan-Xing'an orogenic series;2—Sino-Korean metaplatform;3—Kunlun-Qilian-Qinling orogenic series;6—Yunnan-Tibet orogenic series;7—Yangtze metaplatform;8—South China-Youjiang orogenic zone;9—Himalayan orogenic zone.
「—」in the table represents no statistical significance e to insufficiency of number of analyzed data.
表4-5 中國不同構造單元二長花崗岩的元素豐度Table4-5 The total average chemical compositions and element abundances of adamellite in 7 geotectonic units of China
續表
Nc—組合樣數;Ns—採集樣品數。單位:Au、Ag、Cd、Hg為ng/g;氧化物為%;其餘為μg/g。
單元:1—天山-興安造山系;2—中朝准地台;3—昆侖-祁連-秦嶺造山系;6—滇藏造山系;7—揚子准地台;8—華南-右江造山帶;9—喜馬拉雅造山帶。
表中「—」表示該統計單元該元素的分析數據太少,缺少統計學意義。
Nc—number of analysed composite samples;Ns—number of collected samples.Content units:10-9for Au,Ag,Cd,Hg;10-2for major elements;10-6for others.
Geotectonic units:1—Tianshan-Xing'an orogenic series;2—Sino-Korean metaplatform;3—Kunlun-Qilian-Qinling orogenic series;6—Yunnan-Tibet orogenic series;7—Yangtze metaplatform;8—South China-Youjiang orogenic zone;9—Himalayan orogenic zone.
「—」in the table represents no statistical significance e to insufficiency of number of analyzed data.
表4-6 中國不同時代花崗岩類元素豐度值Table4-6 The total average chemical compositions and element abundances of China's granitoid of different geological ages
續表
Nc—組合樣數;Ns—採集樣品數。單位:Au、Ag、Cd、Hg為ng/g;氧化物為%;其餘為μg/g。
Cz—新生代;Mz—中生代;Pz2—晚古生代;Pz1—早古生代;Pt—元古宙;Ar—太古宙。
表中「—」表示該統計單元該元素的分析數據太少,缺少統計學意義。
Nc—number of analysed composite samples;Ns—number of collected samples.Content units:10-9for Au,Ag,Cd,Hg;10-2for major elements;10-6for others.
Cz—Cenozoic;Mz—Mesozoic;Pz2—Neopaleozoic;Pz1—Eopaleozoic;Pt—Proterozoic;Ar—Archaeozoic.
「—」in the table represents no statistical significance e to insufficiency of number of analyzed data.
表4-7 中國不同時代鹼長花崗岩元素豐度值Table4-7 The total average chemical compositions and element abundances of alkalifeldspar granite of different geological ages in China
續表
Nc—組合樣數;Ns—採集樣品數。單位:Au、Ag、Cd、Hg為ng/g;氧化物為%;其餘為μg/g。
Cz—新生代;Mz—中生代;Pz2—晚古生代;Pz1—早古生代;Pt—元古宙;Ar—太古宙。
表示「—」表示該統計單元該元素的分析數據太少,缺少統計學意義。
Nc—number of analysed composite samples;Ns—number of collected samples.Content units:10-9for Au,Ag,Cd,Hg;10-2for major elements;10-6for others.
Cz—Cenozoic;Mz—Mesozoic;Pz2—Neopaleozoic;Pz1—Eopaleozoic;Pt—Proterozoic;Ar—Archaeozoic.
「—」in the table represents no statistical significance e to insufficiency of number of analyzed data.
表4-8 中國不同時代正長花崗岩元素豐度值 Table4-8 The total average chemical compositions and element abundances of syenograniteof different geological ages in China
續表
Nc—組合樣數;Ns—採集樣品數。單位:Au、Ag、Cd、Hg為ng/g;氧化物為%;其餘為μg/g。
Cz—新生代;Mz—中生代;Pz2—晚古生代;Pz1—早古生代;Pt—元古宙;Ar—太古宙。
表中「—」表示該統計單元該元素的分析數據太少,缺少統計學意義。
Nc—number of analysed composite samples;Ns—number of collected samples.Content units:10-9for Au,Ag,Cd,Hg;10-2for major elements;10-6for others.
Cz—Cenozoic;Mz—Mesozoic;Pz2—Neopaleozoic;Pz1—Eopaleozoic;Pt—Proterozoic;Ar—Archaeozoic.
「—」in the table represents no statistical significance e to insufficiency of number of analyzed data.
表4-9 中國不同時代二長花崗岩元素豐度值Table4-9 The total average chemical compositions and element abundances of adamellite of different geological ages in China
續表
Nc—組合樣數;Ns—採集樣品數。單位:Au、Ag、Cd、Hg為ng/g;氧化物為%;其餘為μg/g。
Cz—新生代;Mz—中生代;Pz2—晚古生代;Pz1—早古生代;Pt—元古宙;Ar—太古宙。
表中「—」表示該統計單元該元素的分析數據太少,缺少統計學意義。
Nc—number of analysed composite samples;Ns—number of collected samples.Content units:10-9for Au,Ag,Cd,Hg;10-2for major elements;10-6for others.
Cz—Cenozoic;Mz—Mesozoic;Pz2—Neopaleozoic;Pz1—Eopaleozoic;Pt—Proterozoic;Ar—Archaeozoic.
「—」in the table represents no statistical significance e to insufficiency of number of analyzed data.
『叄』 花崗岩類的特徵和主要種類
w(SiO2)大於53%的火成岩包含著中性岩類[w(SiO2)=53%~66%]和酸性岩類[w(SiO2)>66%]。中性岩類鹼度變化較大,常根據組合指數(δ)的大小分為鈣鹼性岩類(δ<3.3,代表岩性為閃長岩)和鈣鹼性-鹼性岩類(δ為3.3~9,代表岩性為正長岩)。酸性岩類據鹼度可分為鈣鹼性系列(δ<3.3,代表岩性為狹義的花崗岩)和鹼性系列(δ為3.3~9;代表岩性為鹼性花崗岩)。
1.花崗岩
1)一般特徵
這里所指的是w(SiO2)>66%的酸性侵入岩,即狹義的花崗岩。
在化學成分上,SiO2含量高,同時富K2O+Na2O(質量分數平均為6%~8%),FeOT、MgO、CaO很低。鈣鹼性系列與鹼性系列相此,前者CaO略高,而Na2O、K2O較低。
在礦物成分上,淺色礦物含量一般在85%以上,主要由石英、鹼性長石和酸性斜長石組成。其中鹼性長石是指鉀長石和An牌號<5的鈉長石,鉀長石包括微斜長石、正長石、條紋長石。斜長石常為更長石或更—中長石,一般為An10~An35,An牌號較高者有時出現環帶結構,自形程度常較鉀長石和石英好。石英結晶最晚,呈不規則他形晶體充填在其他礦物粒間,體積分數在20%以上。暗色礦物體積分數一般<15%,以黑雲母為主,一般少見角閃石和輝石。角閃石在富斜長石的種類(如花崗閃長岩)中則普遍出現,在鈣鹼性系列的花崗岩中為普通角閃石,在鹼性系列花崗岩中為鹼性角閃石。輝石在鈣鹼性花崗岩中很少出現,通常為普通輝石、異剝石、透輝石。在鹼性花崗岩中,有後期結晶的霓輝石、霓石等鹼性輝石,常呈針狀晶體產出。
花崗岩的結構以花崗結構(亦稱半自形粒狀結構)最為普遍,其特徵是暗色礦物自形程度較好,長石次之,石英呈他形充填在不規則的空隙中(圖7-1a)。另外,條紋結構、文象結構和蠕蟲結構等在花崗岩中也廣泛發育(圖7-1)。
圖7-1 花崗岩類岩石
花崗岩以塊狀構造為主,在岩體的邊緣因受同化混染作用及岩漿侵位應力作用的影響,有時出現斑雜構造、條帶構造、似片麻狀構造等。
花崗岩是世界上分布最廣的一類侵入岩。在我國華南地區花崗岩約占據了全區面積的1/4,其中主要是鈣鹼性花崗岩,鹼性花崗岩極少。從地質構造位置上講,主要分布在活動帶及地台結晶基底上。花崗岩主要構成大型的岩基、岩株,也有小型的岩株、岩蓋、岩牆等。較大的岩體往往是不同期次,甚至不同時代侵入的復式岩體。
與花崗岩類有成因聯系的礦產有稀有和放射性元素、W、Sn、Mo、Cu、Fe、Pb、Zn、Au等,礦床種類之多,經濟價值之重要,是其他類型火成岩無法比擬的。花崗岩還是重要的常用建築材料。
2)常見種類
狹義的花崗岩在QAPF圖中投點位於Q=20%~60%的區域內,根據投點所在的位置可以確定其基本名稱,然後可以再根據岩石的礦物成分(暗色礦物或副礦物)、結構、構造及色率等進一步命名。例如,角閃石、黑雲母等鐵鎂礦物常參加花崗岩的補充命名,加在基本名稱之前。
花崗岩分兩個系列:含有斜長石和鹼性長石的稱鈣鹼性系列;主要含鹼性長石,並出現鹼性暗色礦物的稱鹼性系列。前者稱花崗岩;後者稱鹼性花崗岩。
花崗岩(granite):淺色,主要礦物成分是石英、鉀長石和酸性斜長石,含少量的黑雲母、角閃石,輝石少見,副礦物有磷灰石、鋯英石、榍石、磁鐵礦。鹼性長石占長石總量的2/3以上,石英含量多在30%左右,暗色礦物體積分數在5%上下,很少達10%。當鹼性長石體積分數占長石總量的90%以上(基本不出現斜長石),而岩石中又不含鹼性暗色礦物時,稱鹼長花崗岩。暗色礦物體積分數小於1%時,稱白崗岩。
鹼性花崗岩(alkali-granite):化學成分以富鈉為特點。主要礦物為石英、鹼性長石和鹼性暗色礦物。鹼性暗色礦物有鹼性角閃石(鈉閃石、鈉鐵閃石)、鹼性輝石(霓輝石、霓石)、含鈦黑雲母及鐵鋰雲母等。副礦物有磷灰石、鋯英石、星葉石等。鹼性暗色礦物一般比長石結晶稍晚或同時,因此常呈他形,包裹著淺色礦物或充填在淺色礦物的粒間。根據鹼性暗色礦物的不同,可命名為霓輝石花崗岩、霓石花崗岩、鈉閃花崗岩、鐵雲母花崗岩等。
二長花崗岩(monzonite granite):是斜長石與鉀長石含量近於相等的花崗岩。
花崗閃長岩(granodiorite):主要礦物成分是石英、斜長石、鉀長石,特點是斜長石(更-中長石)多於鉀長石,暗色礦物含量較高,以角閃石為主,常含黑雲母。
英雲閃長岩(tonalite):岩石中的斜長石(更-中長石)含量很高,鉀長石含量不足長石總量的1/10,暗色礦物體積分數可>15%,黑雲母往往多於角閃石,與石英閃長岩的區別是石英含量較高,與奧長花崗岩(trondhjemite)的區別是暗色礦物含量較高。
斜長花崗岩(plagioclase granite):是一類成分較特殊的花崗岩。岩石中基本不含鹼性長石,暗色礦物體積分數亦高,在10%~15%之間。岩石中的K2O質量分數極低,一般<1%。常以淺色岩脈產於蛇綠岩中。
更長環斑花崗岩(rapakivite):是花崗岩的結構構造變種。岩石具似斑狀結構,鉀長石大斑晶多呈眼球形、卵球形,外圍有更長石(或中長石)的環邊,形成更長環斑結構。基質主要由石英、鉀長石、黑雲母組成。多數更長環斑花崗岩侵位於元古宇,我國北京密雲、河北赤城、遼寧坦城、江西樂平、陝西商縣等地都有出露。
紫蘇花崗岩(charnockite):成分相當於花崗岩或英雲閃長岩,外貌與粗粒片麻岩相似。顏色較深,主要礦物成分為石英、鉀長石、酸性斜長石、紫蘇輝石和石榴子石。鉀長石一般為微斜長石,其特徵是條紋長石中的條紋成分不是鈉長石而是更長石甚至是中長石,有時還見到反條紋長石。我國內蒙古、河北遷安等地前寒武紀地層中有發育。
花崗斑岩(granite-porphyry):是花崗岩的淺成相岩石。具斑狀結構,斑晶主要為鉀長石與石英,有時有黑雲母、角閃石等。基質與斑晶具相同的成分,但一般為隱晶質-微晶結構。如果岩石為似斑狀結構(基質為細粒、中粒或粗粒),則稱為斑狀花崗岩,岩石具花斑結構,稱花斑岩(granophyre)。
石英斑岩(quartz-porphyry):具斑狀結構,斑晶主要為石英,有時還出現少量透長石,基質為隱晶質,為淺成相岩石。
2.閃長岩類
1)一般特徵
閃長岩類w(SiO2)介於53%~66%之間,δ<3.3,屬鈣鹼性系列,與基性岩類相比,SiO2、Al2O3、K2O、Na2O較高,而MgO、FeOT、CaO偏低。
在礦物成分中,淺色礦物以斜長石為主,主要為中長石或更長石,環帶結構發育。暗色礦物最常見的是角閃石,亦可含少量的黑雲母,在向輝長岩過渡的種類中可含較多的輝石。暗色礦物體積分數在15%~40%之間,通常為20%~35%。典型的閃長岩不含石英或石英體積分數<5%,向酸性岩過渡的種類,如石英閃長岩可含體積分數為5%~20%的石英。鉀長石含量少,向正長岩過渡的種類(二長岩)可達與斜長石相近的含量。常見的副礦物有磷灰石、榍石、磁鐵礦和鋯石等。
常見結構為半自形粒狀結構(圖7-1)。在偏基性的種類中,斜長石自形程度高,近似輝長輝綠結構。在偏酸性或向正長岩過渡的種類中,近似二長結構。淺成或超淺成相及呈岩脈產出的閃長岩中多為斑狀結構,斑晶由斜長石或角閃石等暗色礦物組成,稱為閃長玢岩。閃長岩常見塊狀構造、條帶構造,在同化混染作用發育的地區,也可見斑雜構造。
閃長岩分布較少,僅占火成岩總面積的2%。一部分閃長岩與花崗岩體或花崗閃長岩體共生,構成岩體的邊緣部分,互相過渡。這種邊緣相閃長岩往往與酸性岩漿同化混染鈣質圍岩有關。另一種情況是與輝長岩類有關,如濟南輝長岩體向南端逐漸過渡為閃長岩。有的岩體下部為輝長岩,上部為閃長岩,閃長岩構成向酸性岩轉變的過渡帶,這類岩石組合的成因一般被認為是玄武質岩漿結晶分異的結果。也有獨立產出的閃長岩體,如安第斯山的第三紀閃長岩體,我國魯西及太行山區有中生代閃長岩體發育,呈岩株產出。
閃長岩體與內生鐵、銅礦床關系密切,尤其是在與碳酸鹽岩的接觸帶上常形成重要的夕卡岩型鐵、銅礦床。河北邯鄲鐵礦、湖北大冶鐵礦、銅官山的銅礦等都是這樣的例子。
2)常見種類
閃長岩(diorite):石英體積分數<5%,暗色礦物體積分數20%~35%,長石類礦物主要為中性斜長石(中長石),常具環帶結構,不含或僅含少量鹼性長石;最常見的暗色礦物為角閃石,也有以黑雲母或輝石為主者,根據暗色礦物種類的不同,可進一步細分為黑雲母閃長岩、角閃石閃長岩和輝石閃長岩等。
石英閃長岩(quartz-diorite):石英體積分數為5%~20%,暗色礦物體積分數在15%左右,斜長石(中長石)佔一半以上,岩石具半自形粒狀結構。
微晶閃長岩(microdiorite)和閃長玢岩(diorite-porphyrite):是閃長岩類的淺成或超淺成岩。前者為細粒等粒結構;後者為斑狀結構,礦物成分與閃長岩相同。
3.正長岩類
1)一般特徵
本類岩石SiO2含量與閃長岩相當,但鹼含量較高,w(K2O+Na2O)一般為9%左右,δ在3.3~9之間,為介於鈣鹼性與過鹼性之間的岩石。
正長岩的淺色礦物主要為鹼性長石和斜長石,可含少量的石英或似長石。其中鹼性長石有正長石、微斜長石、條紋長石、歪長石和An牌號<5的鈉長石;斜長石為中—更長石,具環帶結構;石英與似長石(霞石、方鈉石等)不能共生,分別出現在鈣鹼性岩和鹼性岩中。
暗色礦物主要是角閃石、輝石和黑雲母,在鹼性種屬中出現鹼性角閃石或鹼性輝石,也可出現少量的橄欖石。
副礦物主要有磷灰石、磁鐵礦、榍石、鋯石等。在鹼性系列中種類較復雜些,有獨居石、褐簾石、燒綠石、鈮鉭鐵礦等。
岩石以半自形粒狀結構為主(圖7-1),也有似斑狀結構,在與閃長岩過渡的二長岩中,常見二長結構,即斜長石自形程度高,鉀長石呈他形分布於間隙中,或斜長石晶體嵌在大塊的鉀長石之中。岩石主要為塊狀構造,亦常見條帶狀構造。
正長岩類分布較少,常和花崗岩、閃長岩及鹼性岩體伴生,構成岩體的一部分;也可形成獨立的岩體,常以脈狀產出,侵位於岩漿活動晚期。
與正長岩的有關的礦床主要是夕卡岩型鐵礦,而與鹼性正長岩有關的是稀有和放射性元素礦床。
2)常見種類
正長岩(syenite):即鈣鹼性正長岩,位於QAPF圖的7區。斜長石一般為更-中長石,暗色礦物為普通角閃石或普通輝石或黑雲母。根據暗色礦物種類不同,進一步命名為角閃正長岩和輝石正長岩。
石英正長岩(quartz-syenite):石英體積分數為5%~20%,位於QAPF圖的7*區。根據暗色礦物也可分為黑雲石英正長岩、角閃石英正長岩(圖7-1)及輝石石英正長岩。若岩石中含鹼性暗色礦物(霓石、棕閃石),稱為英鹼正長岩(nordmarkite)。
鹼性正長岩:由鹼性長石和鹼性暗色礦物所組成,有時還有少量的似長石類(體積分數<5%)礦物,一般不含斜長石。常見種類有霓輝正長岩(aegirine-augite syenite)。山西臨縣的霓輝正長岩主要由環帶霓輝石(體積分數為23%)、正長石(體積分數為60%)、棕閃石(體積分數為10%)及少量方鈉石組成。岩石呈灰黑色,半自形粒狀結構。有的暗色礦物定向排列,顯示流線構造,共生的岩石為霞石正長岩。
二長岩(monzonite):是正長岩向閃長岩過渡或向輝長岩過渡的種類。斜長石和鉀長石含量接近相等,石英體積分數<5%,暗色礦物體積分數稍高,在30%左右,具典型二長結構。與正長岩相比,斜長石偏基性,多為中至拉長石。當石英體積分數在5%~20%之間時,稱石英二長岩(quartz-monzonite),是二長岩向花崗岩過渡的類型。
正長斑岩(syeniteporphyry):是常見的淺成岩,多呈岩牆產出。礦物成分與正長岩相似。岩石具斑狀結構,正長石為斑晶,也可出現透長石斑晶,基質為似粗面結構或交織結構。
鈉長斑岩(albitophyre):亦為淺成岩,具斑狀結構,斑晶為鈉長石或鈉更長石,基質為細粒-微粒鈉長石和少量石英。
4.細晶岩和偉晶岩
細晶岩(aplite)和偉晶岩(pegmatite)是火成岩中具特殊結構的侵入岩,多呈脈狀產出。雖然從化學成分到礦物成分上,細晶岩和偉晶岩都可有較大的變化范圍,但最常見的細晶岩和偉晶岩是花崗質的。因此,在有的文獻中有時將細晶岩和偉晶岩當作「花崗細晶岩」和「花崗偉晶岩」的同義語,但這是不嚴格的。
1)細晶岩
細晶岩是一種淺色的脈岩,主要組成礦物是石英和長石,基本上不含暗色礦物,偶爾出現微量的黑雲母、白雲母和角閃石。岩石以細晶結構為特徵,細晶結構是由細粒他形的長石和石英組成的細粒他形粒狀結構。在手標本上,斷口常呈細砂糖狀(圖7-1)。
細晶岩岩脈規模一般較小,大多與具成因聯系的侵入岩共生,產在相應的侵入岩中或其外圍,礦物成分與其相應侵入岩的淺色礦物組成相似。
對細晶岩的成因較統一的看法是,侵入體固結後的殘余岩漿沿岩體及附近圍岩中的裂隙充填而形成的。富水的殘余岩漿在貫入裂隙時,因壓力驟降,H2O會快速汽化逃逸,體系處於無水的固相線溫度之下,導致殘余熔體快速成核結晶,而形成細粒的他形結構。
據細晶岩中淺色礦物成分,結合相應的侵入岩,可把細晶岩分為輝長細晶岩、閃長細晶岩、花崗細晶岩、歪正細晶岩等。其中以花崗細晶岩最為常見,岩石由石英、鉀長石和酸性斜長石等組成,暗色礦物中有極少量的黑雲母,副礦物有磁鐵礦、褐簾石、磷灰石,有時也有綠柱石、黃玉、電氣石等。
2)偉晶岩
偉晶岩是粗粒至巨粒的各種類型的脈狀體及團塊狀體,常見的是花崗偉晶岩。我國新疆某花崗偉晶岩中的綠柱石重達50t左右。不同的偉晶岩有不同的礦物成分,它們與相應的深成岩體在時間、空間上有成因聯系。花崗偉晶岩的主要礦物組成簡單,有石英、鹼性長石和斜長石,與細晶岩不同的是通常含有各種次要礦物和副礦物,包括:①含水礦物;②含微量元素及稀有元素(Li、U、Be、La、Nb、Ta等)的礦物;③正常火成岩中不常見的富F、Cl、B、P的礦物,如白雲母、黑雲母、鋰雲母、黃玉、電氣石、綠柱石、褐簾石、鈮鉭鐵礦、螢石、鋰輝石等。上述一些元素一般不能被花崗岩類的造岩礦物容納,表明富水流體在偉晶岩的成因上具有重要的作用,這種富水的流體是岩漿活動晚期的殘留熔體。
偉晶岩結構的特徵是礦物顆粒粗大,具偉晶結構,但粒度分布不均勻,有些地方較細(變為細晶岩),局部又突然變粗。常見文象結構、晶洞、晶腺構造。花崗偉晶岩還常具有帶狀構造,即從岩脈的邊部到脈體中心,無論是礦物成分或結構構造都呈有規律的變化。
偉晶岩體規模變化很大,一般長數米至數十米,厚數厘米至數米,形狀有板狀、透鏡狀、串珠狀和不規則狀。與偉晶岩相關的礦產有稀有金屬、稀土元素及非金屬(白雲母、水晶、長石)等幾十種礦產。稀有元素的富集與偉晶岩體的規模有關,規模大者,富集程度高。
比較完整的花崗偉晶岩脈,可劃分出邊緣帶、外側帶、中間帶和內核。
邊緣帶:主要由細粒長石和石英組成,成分相當於細晶岩,稱為細晶岩帶。
外側帶:位於邊緣帶內側,礦物顆粒粗,主要由文象花崗岩和由斜長石、鉀微斜長石、石英、白雲母等礦物組成。
中間帶:礦物粒度更粗,主要由塊狀(粒徑大於10cm)微斜長石組成。
內核:位於岩脈中央,主要組成礦物是石英,又稱石英核,所伴隨的礦物相當復雜,核心還往往有晶洞。
關於花崗偉晶岩的成因目前有兩種較有代表性的觀點:
第一種被普遍接受的觀點是由Jahns和 Burnham(1969)提出的,將花崗偉晶岩的形成分為以下3個階段:①當岩漿侵位後,富水的硅酸鹽岩漿因冷卻開始結晶,侵位於中-淺成深度時,因圍岩較冷可形成細晶岩邊,侵位較深時,邊部形成具粗粒或偉晶結構的花崗岩或花崗偉晶岩。隨著結晶作用的進行,殘余岩漿中的流體(H2O)富集,直到H2O過飽和沸騰出溶,從殘余岩漿中分離出富水的低粘度流體。②因富水流體的分離,體系變為由晶體、熔體和流體3個相組成。在這種情況下結晶作用可在流體和熔體中同時進行。流體相中因為:液相線溫度低(過冷度小),成核密度小;○b 粘度小,組分遷移容易,所以結晶作用表現為組分圍繞少量的晶核快速生長,可在偉晶岩中形成很大的晶體。熔體則因「成分淬火(因組分過飽和而快速成核)」形成細晶岩。沿流體上升的方向,揮發分向上集中,在偉晶岩中形成不對稱的帶狀構造。當所有熔體固結後,體系就由流體和晶體兩相組成。③溫度進一步下降至425℃以下時,偉晶岩進入最後結晶階段,形成最晚結晶的礦物石英和鋰雲母。在淺成偉晶岩體內部,可形成一些相互隔離的、富含不常見離子的流體囊,並從中晶出電氣石、綠柱石等大晶體。流體囊中較高的流體壓力,可使囊體周期性地破裂,並沿裂隙充填細晶岩。
第二種成因模式是由London等(1987,1990)提出的,認為從花崗質岩漿房中分離出來的,頂部的富硅岩漿是偉晶岩的母岩漿。這種岩漿注入到圍岩中,在半封閉的條件下因結晶分異作用向富鹼方向演化。
『肆』 花崗岩的主要化學成分是什麼
花崗石主要成分是二氧化硅,其含量約為65%—85%。建築工地的石頭一般多是石灰岩,也有部分花崗岩。
花崗岩是一種深成酸性火成岩,俗稱花崗石。二氧化硅含量多在70%以上,顏色較淺,以灰白色、肉紅色者較常見。主要由石英、長石和少量黑雲母等暗色礦物組成。石英含量為20%~40%,鹼性長石多於斜長石,約占長石總量的2/3以上。鹼性長石為各種鉀長石和鈉長石,斜長石主要為鈉更長石或更長石,暗色礦物以黑雲母為主,含少量角閃石,具花崗結構或似斑狀結構。
(4)花崗岩哪些化學元素擴展閱讀
關於花崗岩的主要成分
花崗岩屬於酸性(SiO2>66%)岩漿岩中的侵入岩,這是此類中最常見的一種岩石,多為淺肉紅色、淺灰色、灰白色等。中粗粒、細粒結構,塊狀構造。也有一些為斑雜構造、球狀構造、似片麻狀構造等。主要礦物為石英、鉀長石和酸性斜長石,次要礦物則為黑雲母、角閃石,有時還有少量輝石。
『伍』 花崗岩里有什麼成分
花崗岩 一種深成酸性火成岩。俗稱花崗石。二氧化硅含量多在70%以上。顏色較淺,以灰白色、肉紅色者較常見。主要由石英、長石和少量黑雲母等暗色礦物組成。石英含量為20%~40%,鹼性長石多於斜長石,約占長石總量的2/3以上。鹼性長石為各種鉀長石和鈉長石,斜長石主要為鈉更長石或更長石。暗色礦物以黑雲母為主,含少量角閃石。具花崗結構或似斑狀結構。按所含礦物種類,可分為黑雲母花崗岩、白雲母花崗岩、角閃花崗岩、二雲母花崗岩等;按結構構造,可分為細粒花崗岩、中粒花崗岩、粗粒花崗岩、斑狀花崗岩、似斑狀花崗岩、晶洞花崗岩及片麻狀花崗岩等;按所含副礦物,可分為含錫石花崗岩、含鈮鐵礦花崗岩、含鈹花崗岩、鋰雲母花崗岩、電氣石花崗岩等。常見長石化、雲英岩化、電氣石化等自變質作用。花崗岩是一種分布廣泛的岩石,各個地質時代都有產出。形態多為岩基、岩株、岩鍾等。在成因方面,有人認為花崗岩是地殼深處的花崗岩漿經冷凝結晶或由玄武岩漿結晶分異而成,也有人認為是深度變質和交代作用所引起的花崗岩化作用的結果。許多有色金屬礦產如銅、鉛、鋅、鎢、錫、鉍、鉬等,貴金屬如金、銀等,稀有金屬如鈮、鉭、鈹等,放射性元素如鈾、釷等,都與花崗岩有關。花崗岩結構均勻,質地堅硬,顏色美觀,是優質建築石料。
花崗石是一種深成酸性火成岩。二氧化硅含量多在70%以上。顏色較淺,以灰白、肉紅色者常見。主要由石英、長石和少量黑雲母等暗色礦物組成。石英含量為20%-40%,鹼性長石約占長石總量的2/3以上。鹼性長石為各種鉀長石和鈉長石,斜長石主要為鈉更長石或更長石。暗色礦物以黑雲母為主,含少量角閃石。具典型的花崗結構或似斑狀結構。按所含礦物種類可分為黑雲母花崗岩、白雲母花崗岩、角閃花崗岩、二雲母花崗岩等;按結構構造可分為細粒花崗岩、中粒花崗岩、粗粒花崗岩、斑狀花崗岩、似斑狀花崗岩、晶洞花崗岩等;按所含副礦物可分為含錫石花崗岩、含鈮鐵花崗岩、含鈹花崗岩、鋰雲母花崗岩、電氣石花崗岩等。花崗岩是一種分布廣泛的岩石,各個地質時代都有產出。形態多為岩基、岩株、岩鍾等。在成因方面,有人認為花崗岩是地殼深處的花崗岩漿經冷凝結晶或由玄武岩漿結晶分異而成。也有人認為是區域變質和交代作用所引起的花崗岩化作用的結果。許多有色金屬礦產如銅、鉛、鋅、鎢、錫、鉍、鉬等,貴金屬如金、銀等,稀有金屬如鈮、鉭、鈹等,放射性元素如鈾、釷等都與花崗岩有關。 花崗岩結構均勻,質地堅硬。抗壓強度根據石材品種和產地不同而異,約為1000-3000公斤/厘米。花崗岩不易風化,顏色美觀,外觀色澤可保持百年以上,由於其硬度高、耐磨損,除了用作高級建築裝飾工程、大廳地面外,還是露天雕刻的首選之材。
資源狀況
花崗岩岩體在我國約占國土面積的9%,達80多萬平方公里,尤其是東南地區,大面積裸露各類花崗岩體,可見其儲量之大。據不完全統計,花崗岩石約有300多種。其中花色比較好的列舉如下:
● 紅系列有:四川的四川紅、中國紅;廣西的岑溪紅;山西靈邱的貴妃紅、桔紅;山東的乳山紅、將軍紅等。
『陸』 花崗岩的組成元素是什麼
花崗岩 一種深成酸性火成岩。俗稱花崗石。二氧化硅含量多在70%以上。顏色較淺,以灰白色、肉紅色者較常見。主要由石英、長石和少量黑雲母等暗色礦物組成。石英含量為20%~40%,鹼性長石多於斜長石,約占長石總量的2/3以上。鹼性長石為各種鉀長石和鈉長石,斜長石主要為鈉更長石或更長石。暗色礦物以黑雲母為主,含少量角閃石。具花崗結構或似斑狀結構。按所含礦物種類,可分為黑雲母花崗岩、白雲母花崗岩、角閃花崗岩、二雲母花崗岩等;按結構構造,可分為細粒花崗岩、中粒花崗岩、粗粒花崗岩、斑狀花崗岩、似斑狀花崗岩、晶洞花崗岩及片麻狀花崗岩等;按所含副礦物,可分為含錫石花崗岩、含鈮鐵礦花崗岩、含鈹花崗岩、鋰雲母花崗岩、電氣石花崗岩等。常見長石化、雲英岩化、電氣石化等自變質作用。花崗岩是一種分布廣泛的岩石,各個地質時代都有產出。形態多為岩基、岩株、岩鍾等。在成因方面,有人認為花崗岩是地殼深處的花崗岩漿經冷凝結晶或由玄武岩漿結晶分異而成,也有人認為是深度變質和交代作用所引起的花崗岩化作用的結果。許多有色金屬礦產如銅、鉛、鋅、鎢、錫、鉍、鉬等,貴金屬如金、銀等,稀有金屬如鈮、鉭、鈹等,放射性元素如鈾、釷等,都與花崗岩有關。花崗岩結構均勻,質地堅硬,顏色美觀,是優質建築石料。 花崗石是一種深成酸性火成岩。二氧化硅含量多在70%以上。顏色較淺,以灰白、肉紅色者常見。主要由石英、長石和少量黑雲母等暗色礦物組成。石英含量為20%-40%,鹼性長石約占長石總量的2/3以上。鹼性長石為各種鉀長石和鈉長石,斜長石主要為鈉更長石或更長石。暗色礦物以黑雲母為主,含少量角閃石。具典型的花崗結構或似斑狀結構。按所含礦物種類可分為黑雲母花崗岩、白雲母花崗岩、角閃花崗岩、二雲母花崗岩等;按結構構造可分為細粒花崗岩、中粒花崗岩、粗粒花崗岩、斑狀花崗岩、似斑狀花崗岩、晶洞花崗岩等;按所含副礦物可分為含錫石花崗岩、含鈮鐵花崗岩、含鈹花崗岩、鋰雲母花崗岩、電氣石花崗岩等。花崗岩是一種分布廣泛的岩石,各個地質時代都有產出。形態多為岩基、岩株、岩鍾等。在成因方面,有人認為花崗岩是地殼深處的花崗岩漿經冷凝結晶或由玄武岩漿結晶分異而成。也有人認為是區域變質和交代作用所引起的花崗岩化作用的結果。許多有色金屬礦產如銅、鉛、鋅、鎢、錫、鉍、鉬等,貴金屬如金、銀等,稀有金屬如鈮、鉭、鈹等,放射性元素如鈾、釷等都與花崗岩有關。 花崗岩結構均勻,質地堅硬。抗壓強度根據石材品種和產地不同而異,約為1000-3000公斤/厘米。花崗岩不易風化,顏色美觀,外觀色澤可保持百年以上,由於其硬度高、耐磨損,除了用作高級建築裝飾工程、大廳地面外,還是露天雕刻的首選之材。 資源狀況花崗岩岩體在我國約占國土面積的9%,達80多萬平方公里,尤其是東南地區,大面積裸露各類花崗岩體,可見其儲量之大。據不完全統計,花崗岩石約有300多種。其中花色比較好的列舉如下: ● 紅系列有:四川的四川紅、中國紅;廣西的岑溪紅;山西靈邱的貴妃紅、桔紅;山東的乳山紅、將軍紅等。 ● 黑系列有:內蒙古的黑金剛、赤峰黑、魚鱗黑;山東的濟南青等。 ● 綠系列有:山東泰安綠;江西上高的豆綠、淺綠;安徽宿縣的青底綠花;河南的浙川綠等。 ● 花系列有:河南偃師的菊花青、雪花青、雲里梅;山東海陽的白底黑花等。 評價方法加工好的成品飾面石材,其質量好壞可以從以下四方面來鑒別: 一觀,即肉眼觀察石材的表面結構。一般說來均勻的細料結構的石材具有細膩的質感,為石材之佳品;粗粒及不等粒結構的石材其外觀效果較差,力學性能也不均勻,質量稍差。另外天然石材中由於地質作用的影響,常在其中產生一些細脈和微裂隙,石材最易沿這些部位發生破裂,應注意剔除。至於缺棱少角更是影響美觀,選擇時尤應注意。 二量,即量石材的尺寸規格。以免影響拼接或造成拼接後的圖案、花紋、線條變形,影響裝飾效果。 三聽,即聽石材的敲擊聲音。一般而言質量好的、內部緻密均勻且無顯微裂隙的石材,其敲擊聲清脆悅耳;相反若石材內部存在顯微裂隙或細脈,或因風化導致顆粒間接觸變松,則敲擊聲粗啞。 四試,即用簡單的試驗方法來檢驗石材質量好壞。通常在石材的背面滴上一小滴墨水,如墨水很快四處分散浸出,即表示石材內部顆粒較松或存在顯微裂隙,石材質量不好;反之則說明石材緻密,質地好。 在成品板材的挑選上,由於石材原料是天然的,不可能質地完全相同,在開采加工中工藝的水平也有差別。多數石材是有等級之分的。花崗岩石材沒有彩色條紋,多數只有彩色斑點,還有的是純色。其中礦物顆粒越細越好。
『柒』 花崗岩類
以格聶、茨林措-日擁等岩體為代表,岩石類型有鉀長花崗岩、二長花崗岩等。岩體侵入的圍岩均為上三疊統砂岩、板岩、火山岩等。侵入關系明顯,但其上限因無蓋層而難以判斷。前人為此採用同位素方法測定了一些岩體的年齡,其中巴塘哈格拉鉀長花崗岩的鋯石U-Pb年齡為54 Ma(呂伯西等,1993),對其中黑雲母測定的K-Ar年齡為39 Ma(呂伯西等,1993)格聶岩體的黑雲母K-Ar年齡最高57 Ma,最低7 Ma。格聶岩體的40Ar-39Ar年齡為15 Ma(呂伯西等,1993)。茨林措鉀長花崗岩的黑雲母K-Ar年齡為65 Ma(呂伯西等,1993)。日擁二長花崗岩體的黑雲母K-Ar年齡為60 Ma。雖然不同單位測定的數據有一定變化,但總體屬於喜馬拉雅期。現以岩體實例說明:
格聶岩體:岩體侵入圍岩為上三疊統砂板岩夾火山岩系,岩體具有一定的岩相分帶,主體為細—中粒鉀長花崗岩,局部具似斑狀結構,主要礦物成分中,鉀長石含量約為47.7%,斜長石(An=25~29)約15%,石英25%~30%,黑雲母5%~10%。
日擁-茨林措復式岩體:呈近南北向的不規則狀岩株侵入於上三疊統喇嘛埡組砂板岩地層中,岩體由兩次岩漿活動所形成,第一次形成茨林措岩體,日擁岩體呈岩牆狀插入茨林措岩體中。在日擁岩體中雲英岩化十分發育,部分地段形成錫礦化。
日擁-茨林措復式岩體岩石類型主要有似斑狀中—細粒二長花崗岩、似斑狀黑雲母二長花崗岩和似斑狀角閃黑雲母二長花崗岩。礦物成分中,鉀長石含量約為34%~48%,斜長石(An=28~38)25%~36%,石英20%~28%,黑雲母2%~10%,角閃石0~5%,副礦物有磷灰石、獨居石、鋯石、電氣石、褐簾石、磁鐵礦、鈦鐵礦等。日擁岩牆中黑雲母的M值為0.23,屬鐵質黑雲母。
花崗岩類岩石的化學成分如表2-1所示,SiO2含量為66.34%~73.69%,Na2O+K2O為7.31%~8.64%,Al2O3為13.68%~14.72%,里特曼指數σ=1.94~3.07,屬鈣鹼性系列。日擁-茨林措岩體的A/CNK=0.88~0.93,屬鋁正常系列。格聶岩體的A/CNK=1.06~1.76,為鋁過飽和系列。DI=76.13~89.76,表明具有高度分異演化的特點。
這類花崗岩的稀土元素成分特點如表2-1、圖3-19所示,w(∑REE)=285.77×10 -6 ~293.59×10 -6 ,w(LREE)/w(HREE)=1.69~5.59,δEu=0.11~0.35,δCe=0.44~0.96,w(La)/w(Yb)=4.2~36.74。上述數值表明,這類花崗岩是義敦島弧中輕重稀土比值最小的一類岩體,即在岩漿中重稀土元素有明顯的富集,但更具特色的是Eu在岩體形成過程有大量的流失,這和岩體中斜長石的數量普遍低於鉀長石是一致的。但從幾組數值變化較大表明,岩漿上升到定位的過程還是較復雜的,特別是w(La)/w(Yb)從4~37,可能反映了岩漿源岩以及岩漿上升過程中受圍岩影響程度均存較大差異。
格聶與日擁-茨林措岩體的差異不僅表現在稀土元素的成分上,在其他微量元素組成上也明顯不同。格聶岩體中Sn、Cu、Nb、Ta、B、F、Cl、Sr、Ba相對較低,日擁-茨林措岩體的Sn、W含量較高,但揮發組分B、F、Cl含量也不太高,不利於成礦。
日擁-茨林措岩體的w(Rb)/w(Sr)(0.79)、w(K)/w(Rb)(169)、w(Rb)/w(Ba)(0.33)、w(Mg)/w(Li)(110)等比值與華南同熔型花崗岩相似,日擁岩體的w(Rb)/w(Sr)(6.64)、w(Rb)/w(Ba)(1.12)偏高,但兩者w(F)/w(Cl)比值均小於10。日擁-格聶岩體w(Rb)/w(Sr)、w(Rb)/w(Ba)比值較高,w(F)/w(Cl)大於10,顯示殼源花崗岩特徵。上述微量元素的差異也十分類同於稀土元素。
『捌』 花崗岩的化學成分有什麼
花崗石主要成分是二氧化硅,其含量約為65%—85%。花崗石的化學性質呈弱酸性。通常情況下,花崗岩略帶白色或灰色,由於混有深色的水晶,外觀帶有斑點,鉀長石的加入使得其呈紅色或肉色。
花崗岩由岩漿慢慢冷卻結晶形成,深埋於地表以下,當冷卻速度異常緩慢時,它就形成一種紋理非常粗糙的花崗岩,人們稱之為結晶花崗岩。花崗岩以及其它的結晶岩構成了大陸板塊的基礎,它也是暴露在地球表面最為常見的侵入岩。
花崗岩是應用歷史最久、用途最廣、用得最多的岩石。花崗岩主要是由石英、長石、輝石、角閃石等礦物組成的
『玖』 花崗岩建造系列的微量元素地球化學特徵
一、系列Ⅱ與系列I花崗岩微量元素特徵
1.岩石的微量元素特徵
系列H花崗岩的樣品取自小坑、扶溪、大寶山、佛崗、聯合、四會、黃田、伍村、輪水、崗美、屋背嶺和石菉等岩體,有22個岩石樣品基本上覆蓋了所有系列Ⅱ花崗岩,代表性比較強;系列I花崗岩的樣品取自小坑、諸廣山、大東山、貴東、佛崗、莘蓬、大王山、錫山、鸚鵡嶺、小南山、新興和壙口等岩體,28個岩石包括了幾乎所有系列I花崗岩,代表性也比較強(表2-10)。岩石分析了29個元素,雖然每個樣品微量元素分析並不全,但從隨機得出的平均值看,兩個系列花崗岩的微量元素特徵具有明顯區別。
(1)過渡元素(Cr、Ni、Co、V、Mn),系列Ⅱ花崗岩的多數元素的平均值高於系列I花崗岩,高達1至數倍;有色金屬成礦元素組(Mo、Cu、Pb、Zn),除Pb外,系列Ⅱ花崗岩平均值也明顯高於系列Ⅰ;貴金屬成礦元素組(As、Bi、Au、Ag),系列Ⅱ花崗岩的Au、Ag平均值高於系列Ⅰ,As、Bi相反,系列Ⅱ低於系列Ⅰ。從這三組微量元素平均值對比中可大體看出,系列Ⅱ花崗岩特徵的微量元素為過渡元素組、有色金屬成礦元素組以及貴金屬組的Au、Ag等,反映出系列Ⅱ花崗岩來源較深的某些特徵,並與系列Ⅱ的成礦系列Fe→Cu(Au)→Mo(W)→Zn、Pb→Pb(Ag)(王聯魁等,1982)的元素地球化學特徵基本一致,從而可以說明,花崗岩成岩系列與成礦系列間具有某種密切成因聯系。
(2)稀有元素成礦組(Nb、Ta、Be、Sn、W)、揮發分元素組(B、F、Cl)和放射性元素組(Th、U),除個別元素外,系列I花崗岩明顯高於系列Ⅱ花崗岩,從而可以看出,對系列I花崗岩特徵的微量元素是稀有元素組Nb、Ta、Be、Sn、W,揮發分元素組B、F、和放射性元素組Th、U,也反映了系列Ⅰ花崗岩應是淺源再循環地殼物源的特點,同時,這些元素也與系列I花崗岩的成礦系列REE→Nb、Ta(Li、Rb、Cs)→Be、Sn、W、Mo、Bi→As、Cu、Zn、Pb→Sb、Hg、U(王聯魁等,1982)的成礦元素地球化學特徵相似,也暗示花崗岩系列I與成礦系列間有密切聯系。
(3)親石元素組(Rb、Sr、K、Ba、Zr、Hf)中,系列I花崗岩的特徵元素Rb、K、Hf平均值高於系列Ⅱ,而系列Ⅱ的特徵元素Sr、Ba高於系列Ⅰ,這在不同程度上反映出花崗岩物質來源的某些信息,系列Ⅰ的特徵元素可能與淺源再循環地殼物質地球化學富K、Rb有關,而系列Ⅱ花崗岩的特徵元素可能與富Ca、Mg的原生地殼物質或上地幔有關。
表2-10吳川-四會斷裂帶花崗岩微量元素含量(wB/10-6)
吳川-四會斷裂帶銅金礦控礦條件和成礦預測
續表
吳川-四會斷裂帶銅金礦控礦條件和成礦預測
續表
吳川-四會斷裂帶銅金礦控礦條件和成礦預測
註:①廣東省地礦局705地質大隊,211礦區地質特徵及成礦規律,1986;②宜昌地質礦產研究所,粵北大寶山及其外圍地區多金屬成礦條件、構造控岩控礦規律及隱伏礦床預測,1989;③廣東省地礦局706地質大隊,1:5萬石潭沙河幅區調報告;④廣東省地質礦產局,1988;⑤廣東省地礦局區調大隊,1:5萬潭水幅區調報告;⑥廣東省地礦局704地質大隊,1:5萬陽春幅區調報告;⑦廣東省地礦局區調大隊,廣東省岩漿岩,1977;⑧廣東省地礦局719地質大隊,區調資料,1989。
(4)系列Ⅱ與系列Ⅰ花崗岩某些元素對的比值區別更明顯。系列I花崗岩的w(Rb)/w(Sr)、w(F)/w(Cl)高於系列Ⅱ數倍至數十倍,w(Ba)/w(Sr)也是系列I高於系列Ⅱ。系列I花崗岩的w(K)/w(Rb)則低於系列II花崗岩。在圖2-7、圖2-8上,也清楚地看出,系列Ⅰ與系列Ⅱ花崗岩分別投於不同區域內,系列I花崗岩投入高w(F)/w(Cl)、w(Rb)/w(Sr)比值區內,系列Ⅱ花崗岩在低比值區內(圖2-7);同時,系列Ⅱ花崗岩投入高w(K)/w(Rb)比值區,系列Ⅰ花崗岩在低比值區(圖2-8),因此,兩個系列花崗岩微量元素比值可作為區分或判別兩個系列花崗岩的標志。
圖2-7系列Ⅰ(Ⅰ)和系列Ⅱ(Ⅱ)花崗岩w(Rb)/w(Sr)—w(F)/w(CL)圖
圖2-8系列Ⅰ(Ⅰ)和系列Ⅱ(Ⅱ)花崗岩w(Rb)—w(K)/w(Rb)圖
2.黑雲母的常量元素和微量元素
黑雲母微量元素比兩個系列花崗岩的岩石微量元素區別更明顯,系列Ⅰ花崗岩黑雲母TiO2含量低,為1.75%(平均值,下同),Li2O含量高,為1.15%;系列Ⅱ則相反,TiO2高、Li2O低,分別為4.09%和0.05%,兩個系列黑雲母TiO2、Li2O平均含量相差數倍至數十倍,表現在w(TiO2)/w(Li2O)上更明顯,系列I平均僅為2.82,系列Ⅱ平均達96(表2-11)。系列Ⅰ黑雲母的w(F)/w(Cl)高,達30.23(平均,下同),系列Ⅱ低,僅為2.82。以上表明,兩個系列花崗岩的黑雲母微量元素特徵與岩石微量元素一致,均說明系列Ⅰ花崗岩具有相對富Li、F,貧Ti、Cl的地球化學特徵;系列Ⅱ則相反,只是系列Ⅰ與系列Ⅱ黑雲母比岩石反映出的地球化學特徵更明顯。
黑雲母的Mg、Fe和fo2特徵,於兩個系列花崗岩中區別也很明顯(圖2-9、圖2-10),系列Ⅰ與系列Ⅱ花崗岩黑雲母分別投入不同區內,系列I多數落在鐵質黑雲母區(楊文金等,1988)和低fo2區,fo2平均為0.18(表2-12),系列Ⅱ多數投入Mg-質黑雲母區和高fo2區,fo2平均達0.23。這表明黑雲母元素地球化學特徵類似於岩石,都可以反映出系列I花崗岩相對貧Mg和形成於相對還原環境。而系列Ⅱ花崗岩是相對富Mg和相對氧化環境產物。
表2-11吳川-四會斷裂帶兩個系列花崗岩黑雲母w(TiO2)/w(Li2O)與w(F)/w(Cl)對比
註:①廣東省地礦局區調大隊,廣東省岩漿岩,1977;②龔溫書等(1989);③廣東省地質礦產局(1988)。
圖2-9系列Ⅰ(Ⅰ)和系列Ⅱ(Ⅱ)花崗岩黑雲母成分圖
圖2-10系列Ⅰ(Ⅰ)和系列Ⅱ(Ⅱ)花崗岩黑雲母fo2-N(Mg2+)圖
表2-12吳川-四會斷裂帶兩個系列花崗岩黑雲母氧化系數(fo2)對比
註:黑雲母的氧化系數fo2=Fe3+/(Fe3++Fe2+);部分資料來源於廣東省地礦局區調大隊和705、706地質大隊等。
花崗岩微量元素組平均值、元素的比值和黑雲母元素地球化學以及圖解等,均說明系列Ⅱ花崗岩富集過渡元素組、有色金屬元素成礦組、貴金屬組微量元素和高w(K)/w(Rb)、w(TiO2)/w(Li2O)、fo2與低w(F)/w(Cl)以及含Mg質黑雲母等,反映了來源上以深源原生地殼物質為主或上地幔為主的某些特點;系列Ⅰ花崗岩富集稀有元素成礦元素組、揮發分元素組(特別是B、F)和放射性元素組微量元素,具高的w(Rb)/w(Sr)、w(F)/w(Cl)、w(Ba)/w(Sr)和低的w(TiO2)/w(Li2O)、fo2,以及高w(F)/w(Cl)和含Fe質黑雲母等,指示花崗岩來源以淺源再循環地殼物質為主的一些地球化學特徵;它們還可能反映出系列Ⅱ花崗岩形成於相對溫度高和氧化的環境,而系列I花崗岩形成於相對溫度低和相對還原環境等。
二、兩個系列花崗岩構造環境的微量元素判別
根據Pearce(1984)微量元素環境判別模式,本區花崗岩大多屬板內或碰撞後構造環境花崗岩。
圖2-11、圖2-12中,莘蓬、小南山、鸚鵡嶺、錫山和大王山等岩體系列I花崗岩的微量元素模式曲線,共同特徵是:K、Rb、Th、Ta、Nb較洋中脊花崗岩富集,Rb-Ba-Th峰谷明顯,從Hf至Yb接近正常洋中脊花崗岩值看,這種曲線類型或被劃入板內花崗岩類型。本區的特點是系列Ⅰ花崗岩Ba異常低,甚至低於洋中脊花崗岩,這可能與後期交代作用或區域地球化學背景特徵有關。
圖2-13、圖2-14中,輪水、崗美、伍村、黃田和聯合等岩體的系列Ⅱ花崗岩曲線特徵是,K、Rb、Ba、Th比洋中脊花崗岩富集,而Zr、Sm、Y、Yb相對虧損,特別是Y、Yb的虧損與火山弧型花崗岩模式曲線相似,從明顯高的Rb正異常、Ba與相鄰元素呈負異常看,又與碰撞後構造的花崗岩相似。不過其中聯合(H73-1)和四會(H71)岩體從Ce至Yb接近正常和K、Rb、Th、Ta、Nb高正異常看,可與板內花崗岩對比。因此,以上曲線指示本區系列Ⅱ花崗岩類似於火山弧花崗岩或接近碰撞後花崗岩,亦或板內花崗岩類型,結合其他特點看,系列Ⅱ花崗岩應屬碰撞後花崗岩或板內(衰減大陸岩石圈)花崗岩類型。
三、深熔花崗岩和混合岩建造微量元素對比(表2-10)
這兩個建造的微量元素分析數據較少,深熔花崗岩建造僅有廣寧、合水岩體的3個樣品,混合岩建造也只有石澗、鐵硐等岩體的6個樣品。兩建造的微量元素含量平均值總體上都比較接近,但又有一定差異性。混合岩建造比深熔花崗岩建造的過渡元素組、有色金屬成礦元素組、貴金屬元素組和放射性元素略高,而稀有元素組和揮發分組則略低;在親石元素組中,混合岩的Sr與Zr相對略高,而深熔花崗岩的K、Rb、Ba相對略高。這種差異也可能反映兩種建造深熔程度不同,深熔花崗岩的深熔程度相對較高,因此相對富集K、Rb、Ba和稀有、揮發分元素組,而混合岩深熔程度相對低,殘留一定源岩固體殘留體,導致相對升高過渡元素組和有色金屬成礦元素組微量元素。
兩種建造的微量元素含量相近,在元素的比值w(Rb)/w(Sr)、w(K)/w(Rb)、w(Th)/w(U)上,兩者幾乎相等,同樣,在洋中脊花崗岩標准化曲線(圖2-15)上,兩者形態完全一致,幾乎重合,說明深熔花崗岩建造、混合岩建造在物質來源上的相似性,兩種建造均為以淺源再循環地殼物質為主所形成的岩石(系列Ⅰ),按系列劃分,深熔花崗岩應歸入喜馬拉雅系列(系列Ⅰ),混合岩應屬雲開系列(系列Ⅰ)(王聯魁等,1989)。
圖2-11系列Ⅰ花崗岩微量元素構造環境判別圖(一)
應當指出,圖2-15的兩種建造洋中脊花崗岩標准化曲線特徵,均類似於碰撞型或火山弧型花崗岩;從Rb的富集和Ba的相對虧損看,更接近碰撞型花崗岩。
『拾』 花崗質岩石的微量元素組成與特徵
為了便於對比花崗岩類岩石隨時間的演化,將早生代花崗岩(T2-3—J1-2)、晚中生代(J3—K1)花崗質岩石的稀土元素分別列出(表5-8,表5-9;圖5-17,圖5-18)。
表5-8 早中生代花崗岩和閃長岩的稀土元素峰值(wB/10-6)
註:Mn是孟恩的白雲母花崗岩數據,Lh是蓮花山數據,均引自盛繼福等(1999)。多數數據由中國科學院廣州地球化學研究所塗湘林採用ICP-MS測定,下表同。
表5-9 晚中生代花崗岩的稀土元素峰值(wB/10-6)
續表
圖5-17 早中生代花崗岩的稀土配分模式
圖5-18 晚中生代花崗岩的稀土配分模式
本區早、晚中生代花崗岩的稀土配分模式有明顯區別(圖5-17,圖5-18):①早中生代花崗岩LREE中等富集,ΣREE平均為130.5×10-6;晚中生代花崗岩為弱富集型和平坦型,ΣREE平均為183.7×10-6(不計巴爾哲含稀土礦的鹼性花崗岩G24和ZK6);②早中生代花崗岩δEu從弱負異常變化到無異常,甚至個別為弱正異常,而晚中生代花崗岩δEu除部分無異常或弱異常外,晚期的鹼性花崗岩(G24、ZK6、B01、B06和J)具明顯負δEu,呈現V形稀土模式;③早中生代花崗岩相對LREE的分餾程度比HREE略強,而晚中生代輕、重稀土的分餾程度不甚明顯。綜合上述3個特徵可以認為,早中生代以地殼重熔型花崗岩為主,具有較弱的負Eu 異常,個別閃長岩和花崗閃長岩(B04,X01,J1D)由於存在較多的斜長石,出現正Eu異常,而晚中生代隨著岩漿源區的加深,分離結晶加強,形成富含K、Na長石的酸性岩漿,由於斜長石的分離,導致明顯負δEu,同時推測晚中生代由於較多的部分熔融的幔源物質參與,具有幔源花崗岩強烈負Eu異常的特徵(李昌年,1992)。
隨著產出的構造環境不同,花崗岩中的微量元素顯示了不同的特徵,將本區中生代花崗岩的微量元素豐度及蛛網圖(表5-10,圖5-19)與造山花崗岩(大陸弧花崗岩)和非造山花崗岩微量元素比值的蛛網圖(圖5-20,轉引自李昌年,1992)比較,大興安嶺花崗岩具有非造山花崗岩強烈虧損Sr和Ba的特徵,反映有分離結晶作用的存在,岩石只有在長期較穩定的非造山的構造環境下,才能較好地分離結晶。本區不同時期花崗岩微量元素豐度顯示出比較一致的變化趨勢(圖5-19),而大陸弧的造山花崗岩微量元素豐度變化大,構成一分配曲線的包絡區(圖5-20)。但是大興安嶺花崗岩與大陸弧花崗岩一樣,也顯示Nb的負異常,Nb*值(Nb*=NbN/(KN+LaN))小於1,不過大陸弧花崗岩Nb負異常與俯沖作用新增生的陸殼有關,而大興安嶺花崗岩Nb負異常與陸殼的混染作用有關。一般來說,混染作用可以使岩石中Sr、Ba的豐度升高,Nb的豐度降低。如何看待本區花崗岩Nb和Sr、Ba同時虧損的問題,這與元素本身的活動性有關,Sr、Ba為活動性強的低場強元素,更多地反映源區的特徵,Nb為非活動性元素,對陸殼的混染更為敏感。因此從這一角度來看,大興安嶺花崗岩更接近非造山花崗岩。
表5-10 本區花崗岩微量元素的豐度(wB/10-6)
圖5-19 大興安嶺中生代花崗岩的微量元素比值蛛網圖
(原始地幔標准化的數值據Wood,1973)
5-20 造山和非造山花崗岩蛛網圖
(轉引自李昌年,1992)
1—非造山花崗岩;2—正常大陸弧花崗岩