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广州北部黄鹿嶂地区矿床地球化学特征及U-Pb年龄研究

2021-12-26叶升明

世界有色金属 2021年18期
关键词:火山岩锆石图解

叶升明,李 锐,何 翔

(广东省地质调查院,广东 广州 510080)

1 地质背景及岩石学特征

粤中黄鹿嶂地区位于广州市北部,为佛冈岩体南东缘一部分,区内主要岩浆侵入活动发生在燕山中期,始于晚侏罗世,至早白垩世岩浆活动逐渐结束,发育有大量侵入岩和火山岩。火山岩岩性有流纹质熔结凝灰岩、流纹质火山角砾凝灰岩等,以中酸性、酸性为主,主要分布于调查区南侧,呈面状分布。

图1 研究区示意图

2 地球化学特征

本次调查在黄鹿璋地区共采集样品1件,用于主微量、稀土元素分析,并对其进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,所有测试均在北京锆石领航科技有限公司完成。

主量元素特征:其结果显示,SiO2含量为72.374%,属酸性火山岩;K2O含量为5.05%,Na2O含量为3.72%,全碱(Na2O+K2O)含量为8.77%,Na2O/K2O值为0.74,里特曼指数为2.63,为高钾钙碱性系列岩石。在SiO2-K2O(Na2O+0.7K2O)分类图解中(图2)样品落在纳质;在火山岩主量元素分类判别图(图3)中,投影在流纹岩区范围内。

图2 火山岩SiO2-Nb/Y分类图解

图3 火山岩TAS判别图解

表1 岩石化学成分及CIPW标准矿物、特征参数表

微量元素特征:火山岩微量元素地球化学分析结果列于表2。由微量元素原始地幔标准化配分图(图4)可知:与维氏值(1962)相比较除Sc、Zn、Ga、Rb、Zr、Nb、Mo、Sb、Hf、W、Pb、Bi、Th、U及Sn等元素含量相对较高外,其余元素普遍较低;Rb/Sr值为3.09,远高于中国东部(0.31,高山等,1999)和全球(0.32,Taylor and McLennan,1985)上地壳的平均值;Rb/Nb值为4.54,低于中国东部(6.8),与全球(4.5)上地壳的平均值相持平;相对富集Rb、Th、La、Nd、Hf、Y元素,相对亏损Ba、Nb、Sr、P、Ti、Yb元素。

图4 微量元素原始地幔标准化蛛网图[4]和稀土元素球粒陨石标准化分布型式图[5]

表2 微量元素含量(单位 :10-6,Au、Hg:10-9,18O:10-3)及参数表

稀土元素地球化学特征:火山岩稀土元素含量如表3所列。稀土元素总量(ΣREE)为495.63×10-6,轻重稀土比值(ΣCe/ΣY)为11.32,LaN/YbN值为16.57,Eu亏损程度(δEu)为0.09,Ce亏损程度(δCe)为0.98。稀土元素球粒陨石标准化分布型式表现为向右倾斜的曲线,属于轻稀土富集型,重稀土元素部分倾斜较陡,轻稀土元素部分则较为平缓(图4)。在稀土元素球粒陨石标准化分布型式图上,铕亏损明显,且亏损程度较大,说明在初始岩浆上升过程中有发生斜长石的分离结晶作用且程度较高或源区有斜长石残留。

表3 火山岩稀土元素含量(单位:10-6)及参数表

3 火山岩形成构造背景分析

利用里特曼指数及戈蒂里指数作图(图5),可见样品投影于B区,表明测区火山岩形成于造山带及造山期后。再结合前人对于黄鹿嶂地区火山岩研究成果,判断该地区火山岩形成的区域构造环境经历了三个阶段,即由稳定→造山→造山后的拉张环境。

图5 火山岩Lgσ-lgτ图解

4 火山活动旋回与时代讨论

本次调查在黄鹿璋北侧采到新鲜的流纹质含火山角砾凝灰岩,进行锆石U-Pb(LA-ICP-MS法)年龄测定,锆石形态和激光打点位置如图6所示,根据谐和年龄(图6),表明其成岩年龄为136.76±0.99Ma,属于早白垩世。故将本区火山活动时代归为早白垩世时期。

图6 锆石形态及U-Pb同位素年龄谐和图

通过本次调查在结合前人研究的基础上,根据火山岩的岩性组合及其接触关系、岩石化学、岩石地球化学特征,调查区火山岩大致可划分为三个旋回:早期火山活动强度较小,为中性岩浆喷发,形成一套厚度薄、面积小的火山~沉积岩系,伴随有正常沉积岩夹层,火山岩单层厚几~十几米,总厚百余米;经过一段较长的宁静期后,先是间歇性的中酸性岩浆喷发,形成一套分布面积较广、厚度较大的火山~沉积岩系,火山岩夹层中火山碎屑粒度较粗,局部出现角砾集块岩,而后为较大规模的安山岩溢流。中期为大量和连续的酸性岩浆喷发,形成一套分布广、面积大的流纹质熔岩及其相应的火山碎屑岩,为该地区火山活动的最盛时期。晚期火山活动较为宁静,表现为碱性次火山岩的浅成侵位。

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