家居的好材料花岗岩,究竟从何而来?是否是地质运动催生出来的?

文|芝士派讲解员编辑|芝士派讲解员华南区块(SCB)是新元古代东南部的国泰西亚区块,和西北的长江区块

文|芝士派讲解员

编辑|芝士派讲解员

华南区块(SCB)是新元古代东南部的国泰西亚区块,和西北的长江区块合并而成的,因为华南区块有大量的花岗岩所以,通常被认为是世界上最大的花岗岩地区之一。

这些花岗岩被认为响应了华南区块的喀里东、印度支系和燕山构造事件。

安化—罗城断裂带以东的喀里东陆续大型花岗岩侵入体露头为浴石和乳石,是华南东部区块显生代花岗岩的重要组成部分。

近年来,对华南区块的印度支系和燕山期花岗岩进行了大量研究,燕山花岗岩与大规模矿化密切相关。

然而加里东花岗岩的岩石成因和构造环境仍存在争议,对构造环境有不同的观点,如大陆边缘弧、大洋-大陆俯冲、大陆碰撞和大陆内造山运动。

地质变化对于花岗岩的形成有什么影响?花岗岩是否是地质运动催生出来的?

●○地质环境与岩石学○●

SCB由东南部的国泰西亚区块和西北部的长江区块组成,东北走向的江山-绍兴断裂是国泰峡区块与长江区块的分界线。

然而,由于年轻的构造结构强烈和暴露不足,西南延伸是不确定的。

国泰西亚基底被认为主要由中生代和古元古代的片麻岩、片岩、偏粒岩、角岩和火山碎屑岩组成。

前寒武纪国泰西亚区块基底,可分为西南的南岭-云开地层和东北的武夷山地层,在这个区块中最古老的基底岩是分布在武夷山地层的闪岩。

并且在南部的海南岛发现了少量的中生代花岗岩,最近在国泰区块中发现了一些新元古代镁铁质岩石。

长江区块基底主要由元古代岩石组成,有孔陵复合体等小型太古代岩石,可追溯到约3.2 Ga,此外长江区块周围还出现了新元古代火山岩。

深成岩区约25公里2;母岩为二叠系杨平组、乐平组石英砂岩和粉砂岩,以及石炭系白云岩和白云岩石灰岩。

我们的目的就是研究区内裸露的岩石单元还包括震旦系板岩、白云岩和石灰岩、寒武纪板岩和千叶岩、奥陶系千叶岩和石灰岩、泥盆纪石灰岩、白云石和泥岩、石炭纪砂岩和粉砂岩、白垩纪洞井组砂岩和砾岩、古近系东塘组砂岩和砂质泥岩、第四纪砂质粘土和砂质土。

吉龙街深层岩结构均匀,其主要矿物有:钾长石(35%~40%)、斜长石(25%~30%)、石英(20%~30%)、黑云母(6%~10%)和闪石(2%~4%)。

它们的辅助矿物包括钛矿、磁铁矿和锆石,斜长石主要以正面体板状晶体形式出现,有钠长石缠绕,K-长石和石英是无面体的。

●○锆石地质年代学○●

我们选取了吉龙醇鞘样品(JL-U)中,2个锆石颗粒进行LA-ICP-MS测年。

这些锆石颗粒是真面体、灰白色或无色的,晶体被细长,长度范围为280至2μm,长宽比为1:5至1:3。

在阴极发光中,锆石晶体显示出清晰而致密的环结构,表明岩浆起源,锆石微量元素数据显示Th/U值较高,这也表明岩浆结晶起源。

锆石痕量元素含量列于表中,球粒陨石归一化REE图如图67b所示。锆石晶体具有与典型岩浆锆石相似的特征,例如正Ce和负Eu异常,以及相对于LREE的HREE富集。

17种锆石颗粒一致或接近均匀206铅/238U年龄范围从417±3Ma到432±3Ma,加权平均年龄为426±3Ma。

吉龙街深成岩的平均年龄代表了岩浆岩的结晶年龄,表明它们沉积在古生代早期。

●○全岩地球化学○●

我们选取3个代表性样品进行全岩主元素和微量元素分析,它们的点火损失(L.O.I.)范围(83.3–04.100)表明,吉龙街深成岩受蚀变的影响不大。

因此我们将主要元素含量标准化为无挥发性,吉龙街深成岩有SiO2含量 64.27–66.34重量%, K2O含量为4.38–4.94wt.%,Na2O含量为2.50–2.93wt.%,铝2O3含量为12.95–14.31 wt.%,总碱(K2O + 钠2O)7.43–8.20的内容。

根据一名国外学者提出的火成岩总碱-二氧化硅(TAS),所有吉龙街钚都落入花岗岩区域。

在K2O − SiO2图中,所有样品都落入正宗石场,样品的答/CNK(铝2O3/(CaO + Na2O + K2O)) 范围为 0.80–1.04,其 A/NK (Al2O3/(Na2O + K2O))的范围为1.28-1.53。

因此在A/CNK − A/NK图中,吉龙街花岗岩属于元铝到弱过铝场,总之可以确定吉龙杰是肖肖尼特花岗岩。

吉龙街钚的地球化学特征。木水[45];大宁 [47];和万阳山[46]。

吉龙街花岗岩含有155.1–239.7ppm的稀土元素(∑REE),球粒陨石归一化稀土元素格局表明,吉龙街花岗岩相对于重稀土元素具有明显的轻稀土元素富集。

样本显示出微弱的负Eu异常,Eu/Eu*在0.68-0.78范围内,在原始地幔归一化痕量元素图中,样品清楚地显示了大型离子亲岩元素(如Sr,Rb和Ba)的富集和高场强元素(例如Nb,Ta和Ti)的消耗。

●○遗传类型和岩浆来源○●

花岗岩的成因和地球动力学机制与岩石类型密切相关,一些学者提出,A,I,S和M型花岗岩可以根据岩石的地球化学特征来区分,例如FeO*/MgO和Y与10,000×Ga/Al判别图。

在判别图中,所有样品都落入I,S和M区域,表明它们不是A型花岗岩。

I型花岗岩一般富钙贫铝,钠含量高2O/K2O比率,并且大多是偏铝(A / CNK<1.1),I型花岗岩的深色矿物大多含有斜辉石或闪石。

S型花岗岩富含铝但钙含量低,钠含量低2O/K2O 比率,它们是过铝的(A/CNK > 1.1),并含有变质矿物,如硅线石、堇青石、石榴石和红柱石。

吉龙街深成岩为亚铝至弱过铝(A / CNK = 0.80–1.04),并含有闪石,与I型花岗岩相似。

此外吉龙街在Rb/Zr与SiO中属于I型花岗岩区域2图,以及P2O5与碳化硅2图,因此其岩石学和石化特征表明,吉龙街花岗岩是一种I型花岗岩。

I型、S型、M型和A型花岗岩的化学鉴别图

●○岩浆源○●

一般来说,以下模型可以解释I型花岗岩的生成:

(1)变质中镁铁质火山岩的部分熔融。

(2)地幔衍生的镁铁质岩浆分馏。

(3)软流圈下镀诱导幼年结壳部分融化。

(4)地幔衍生的镁铁质岩浆和地壳衍生的长英质岩浆之间的混合。

地幔衍生的镁铁质岩浆分馏结晶产生的I型花岗岩通常具有以下特征:

(1)研究区周围暴露的块状超基性熔岩和镁铁质熔岩。

(2)具有明显负Eu和Sr异常的样品,表明岩浆的形成是超基性熔体和镁铁质熔体斜长石部分结晶的结果。

(3)发生黑云铁质飞地。

(4)富集锶-钕-铅同位素特征。

吉龙街的地质和地球化学特征排除了地幔衍生的镁铁质岩浆的分属结晶。

吉龙街花岗岩样品中的锆石颗粒呈阴性ε高频(t)值范围从−9.9到-0.7,这排除了变质中基性火山岩的部分熔化和地幔衍生的镁铁质岩浆的分馏。

基于这些负面ε高频(t)值和模型年龄为1.04-1.46Ga,最直接的解释是它们起源于古代地壳物质的再熔融或重熔。

然而,锆石Hf同位素数据显示出明显的不均匀性,这需要一个开放的系统来引起显著的变化176高频/177熔体中的Hf比。

由于锆石Hf同位素比率几乎不会随着部分熔化或部分结晶而变化,因此锆石Hf同位素的异质性可能表明地幔和地壳衍生的岩浆相互作用。

因此与在世界其他地区观察到的锆石Hf同位素的异质性类似,具有相似特征的事件也被解释为地幔和地壳衍生岩浆混合的结果。

之前的研究表明,具有高过渡金属含量的火成岩通常被解释为地幔橄榄岩直接熔化或地壳和地幔材料的混合熔融。

吉龙街花岗岩中过渡金属含量高,很可能来源于地壳和地幔物质的混合熔融,此外,在(La/Yb)N图中,吉龙街普鲁顿属于地幔和地壳混合区域。

然而仅凭地幔和地壳衍生物质的混合,很难解释吉龙街普鲁顿的全岩主要和微量地球化学特征。

Ba、Nb、Ta、Sr和Ti的消耗表明其母岩浆经历了显著的分馏结晶。

例如Nb、Ta和Ti的消耗表明富钛矿物相(如钛铁矿和/或金红石)和Ca闪石的分数结晶,Sr和Ba的强烈消耗表明斜长石和钾长石的分数结晶。

此外,Rb与锰和Ba与锩图也表明斜长石和钾长石的分数结晶,锆石和钾长石的分数结晶也显示在Zr与SiO中2和巴与二氧化硅2分别是图表。

地幔物质可能在SCB的三叠纪岩浆作用中发挥了重要作用,包括尚木水、大宁和万阳山钚,吉龙街花岗岩的地球化学特征与上述钚相似。

因此基于地质、主元素和微量元素地球化学以及Hf同位素资料,提出吉龙街花岗岩母岩浆起源于混合地壳衍生的长英质岩浆和地幔衍生的镁铁质岩浆,然后在其上升过程中或安置水平处分馏结晶。

我们认为,在SCB中古生代早期(460-400 Ma)的构造-岩浆演化模型可以概括为:

(1)在共碰撞期(460-435Ma),地壳明显缩短和增厚,造成高温地壳并生成花岗岩,并伴有岩石圈根部增厚。

(2)在435-400 Ma之间,由于岩石圈的密度大于下层软流圈,分层导致部分岩石圈根部被移除。

随后的软流圈上升流为融化岩石圈地幔提供了热量,枯竭岩石圈的部分融化产生了镁铁质岩浆,侵入中上地壳,形成了一个巨大的岩浆室。

侵入性镁铁质岩浆促进了大量的地壳融化并产生了花岗岩融化,随后枯竭的地幔衍生物质与花岗岩母岩浆混合,生成中间花岗岩,包括吉龙杰普鲁顿。

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END

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作者: 头条共创

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