中国东部粗面岩的研究进展

2016-12-01夏应冰

绿色科技 2016年12期

关键词：成因

夏应冰

(东华理工大学地球科学学院，江西南昌 330013)

中国东部粗面岩的研究进展

夏应冰

(东华理工大学地球科学学院，江西南昌 330013)

摘要：指出了中国东部广泛发育了中生代火山岩以及热液型铀矿，早白垩世早期粗面岩是热液型铀矿的主要围岩，尤其在大兴安岭、冀北-辽西、武夷火山岩带。粗面岩物质来源比较复杂，可大致分为岩浆直接起源于地幔；岩浆是幔源岩浆结晶分异的产物；岩浆是由幔源玄武质岩浆和壳源的花岗质岩浆混合产生；岩浆由基性下地壳部分熔融产生；岩浆由加厚的新生下地壳部分熔融产生。

关键词：粗面岩；成因；热液型铀矿

1粗面岩成因研究

刘洪等(2002)通过对长江中下游地区粗面玄武岩-玄武粗安岩-安粗岩-粗面岩为主体的偏碱质中基性岩石组合的研究，根据粗面岩具有富碱、富钾、富轻稀土及大离子亲石元素(如Rb、Th、Pb)和贫高场强元素(Nb、Ti)、较高的ISr值及偏低的εNd值及同位素联合示踪研究，认为长江中下游地区粗面岩起源于富集型地幔的部分熔融；李晓勇等(2004)通过对北京东岭台组粗面岩的研究，根据粗面岩表现出富集LREE和HREE平坦的稀土配分型式，以及富集LILE、亏损Nb-Ta、Th-U和Ti、Sr-Nd同位素组成富集、Nb/Ta分馏明显、高的Zr/Sm比值，认为该区粗面岩来源于下地壳含石榴子石的角闪岩部分熔融作用形成；祝禧艳等(2007)、张敏等(2009)通过对江西三百山盆地和石溪盆地粗面岩的研究指出，粗面岩均具有高钾、高碱、高K2O、Na2O、高铝、低铁、低钛，富集高场强元素和大离子亲石元素，认为粗面岩都属橄榄玄粗岩系火山岩，其物质来源于地壳物质且后期有地幔物质的加入，形成于挤压至拉张过渡的构造环境；文霞和马昌前(2013)通过对燕山造山带后石湖山张家口组粗面岩-流纹岩组合中粗面岩进行研究，富碱、富钾，稀土元素含量高，呈轻稀土元素相对富集的右倾型，弱的Eu异常，富集某些LILES (如:Rb、Ba和K)、LREE和Pb，亏损P和HFSES (Nb和Ta)，Ti弱亏损，Th、U相对亏损。ISr值和εNd (t)值均变化较小，有较大的二阶段Nd模式年龄(TDM2)等特点，认为张家口组粗面岩是来源于下地壳部分熔融产生的熔体与Ⅰ型富集地幔(EMⅠ)混合形成的。

项媛馨和巫建华(2011)对粤北大长沙盆地武夷群粗面岩的研究，粗面岩具有高Na2O、Al2O3、SiO2、K2O；低TiO2、FeOT；稀土元素较高，轻稀土元素富集，铕表现为不明显的负异常到明显的正异常；微量元素表现为富集大离子亲石元素和亏损高场强元素，具有高Sr-Ba的特征；较高的(87Sr/86Sr)i，中等的εNd(t)和高的(206Pb/204Pb)i、(207Pb/204Pb)i、(208Pb/204Pb)i，以及较低的tDM2的Sr-Nd-Pb同位素特征。认为起源于加厚背景下年轻下地壳的部分熔融；钟志菲和巫建华(2015)对于江西会昌盆地罗塘群粗面岩的研究，发现该粗面岩具有高Na2O、Al2O3、SiO2和低MgO，以及高Sr，低Yb和Y，具有高Sr-Ba的特征，较低(87Sr/86Sr)i，高εNd(t) 和较小TDM2的特征，认为是来源于加厚下地壳的底部部分熔融形成具有埃达克质岩石特征的粗面岩；低压型粗面岩是由玄武质岩浆结晶分离出斜长石后形成的派生岩浆产物，其稀土元素配分曲线有明显负铕异常，邓晋福等(2011)对庐纵盆地中基性岩钾玄岩-安粗岩-粗面岩组合和安粗岩-粗面岩组合的研究,粗面岩具有Rb、Th、K、La、Ce、Pb、Nd 等大离子亲石元素富集，Nb、P、Ti、Y 等高场强元素亏损；大离子亲石元素 Ba、Sr 亏损，高场强元素 Hf、Zr 富集；具有右倾的轻稀土富集特征，具有一定程度的负 Eu 异常等特征，认为粗面岩来源于碱性玄武岩岩浆经过结晶分异，形成于与洋俯冲有关的活动大陆边缘火山弧的内带；李伍平和李献华(2004)对燕山造山带(冀北下板城)中晚侏罗世髫髻山组(一套中基性-中性火山熔岩)进行研究，粗面岩具有高(SiO2、Al2O3、Na2O、K2O、CaO),低MgO,稀土元素含量较高，轻稀土富集重稀土亏损，铕负异常，高场强元素(如Nb、Ta、P和Ti)出现了明显的负异常，大离子亲石元素(如Rb、Th、U)为负异常，Ba、K为正异常等特征，认为粗面岩是来源于粗安质岩浆结晶分异。因此，粗面岩被分为高压型粗面岩和低压型粗面岩两种类型。高压性粗面岩的熔融残余矿物中无斜长石，相当于榴辉岩矿物组合，稀土元素分布样式无负铕异常，具有高Sr-Ba的特征；低压型粗面岩的形成都是以玄武岩-安山岩-粗面岩的组合形式出现，是玄武质岩浆结晶分离出斜长石后形成的富碱、硅、铝而贫钙、镁、铁的长英质岩浆，稀土元素分布样式具有明显的负铕异常。

粗面岩的起源可大致归结为五类：① 岩浆直接起源于地幔(刘洪等，2002)；② 岩浆是幔源岩浆结晶分异的产物(李伍平等，2001；吴昌志等，2004；冯光英等，2011；邓晋福等，2011；李可等，2012)；③ 岩浆是由幔源玄武质岩浆和壳源的花岗质岩浆混合产生(文霞和马昌前，2013;杨水源等，2015)；④ 岩浆由基性下地壳部分熔融产生 (李伍平等，2000；李晓勇等，2004)；⑤ 岩浆由加厚的新生下地壳部分熔融产生(孙德有等，2011；项媛馨和巫建华，2011；钟志菲和巫建华，2015)。

2早白垩世早期粗面岩与铀矿的空间关系

在中国东部早白垩世早期碱性粗面岩不仅是构成了火山岩带的主体，也是与火山岩有关的热液型铀矿的主要围岩，特别是大兴安岭、冀北-辽西、武夷火山岩带的粗面岩是已探明的绝大多数与火山岩有关的热液型铀矿的赋矿围岩(巫建华等，2014)。如赣杭铀成矿带发现的3个铀矿田和多个铀矿床都赋存在早白垩世早期武夷群粗面岩中；沽源-红山子铀成矿带张麻井大型铀钼矿床和大官厂小型铀钼矿床赋存在早白垩世早期张家口组粗面岩中；满洲里-额尔古纳和伊春铀成矿远景带参照的境外铀矿田也赋存在类似于大兴安岭早白垩世早期兴安群的粗面岩中。

3结语

巫建华等(2014)认为早白垩世早期粗面岩不仅与热液型铀矿存在空间上的关系，而且可能存在成因上的联系。因此对于赋矿早白垩世早期粗面岩的地球化学特征以及成因的研究至关重要，这种赋铀矿粗面岩成因是否有专属性，以及是否存在一个特定的构造背景下，粗面岩与热液型铀矿之间到底有怎样的成因关系，这些问题都有待研究。

参考文献：

[1]刘洪,邱检生,罗清华,等. 安徽庐枞中生代富钾火山岩成因的地球化学制约[J]. 地球化学,2002(2):129～140.

[2]李晓勇,郭锋,范蔚茗, 等.北京西山东岭台组粗面质火山岩地球化学:下地壳熔融成因[J]. 大地构造与成矿学, 2004(2):155～164.

[3]祝禧艳,巫建华. 赣南晚侏罗世橄榄玄粗岩系列的发现[J]. 东华理工学院学报,2007(2):125～131.

[4]张敏,巫建华,祝禧艳. 石溪盆地和三百山盆地粗面岩地球化学特征及其地质意义[J]. 东华理工大学学报:自然科学版,2009(32):52～60.

[5]文霞,马昌前燕山造山带后石湖山碱性环状杂岩体的成因及其构造意义[D].武汉：中国地质大学,2013.

[6]项媛馨,巫建华. 广东北部早白垩世粗面岩的成因:Sr-Nd-Pb同位素制约[J]. 高校地质学报,2011(17):436～446.

[7]钟志菲,巫建华. 江西会昌盆地埃达克质粗面岩年代学、地球化学与成因研究[J]. 东华理工大学学报:自然科学版,2015(38):167～175.

[8]邓晋福,刘翠,冯艳芳等,安徽省庐枞与滁州盆地火山岩岩石学特征与Fe-Cu成矿的关系[J]. 地质学报,2011(6):626～635.

[9]李伍平,李献华. 燕山造山带中段中晚侏罗世中酸性火山岩的成因及其意义[J]. 岩石学报,2004(3):501～510.

[10]李伍平,路凤香,李献华. 北京西山晚侏罗世粗安岩的成因及其地质意义[J]. 岩石矿物学杂志,2001(1):247～254.

[11]吴昌志,顾连兴,任作伟等,辽河盆地沙三期火山-侵入岩地球化学与岩石成因[J]. 岩石学报,2004(3):545～556.