桂东北大宁花岗质侵入岩与镁铁质包体年代学、岩石学、地球化学及成因

【摘要】大宁岩体是南岭加里东期花岗岩的典型代表。前人对该岩体开展了岩石学、矿物学、地球化学及成矿作用等方面研究工作,但对岩体本身及镁铁质微粒包体的形成时代、岩石成因、构造背景等方面的认识仍存在争议,这在一定程度上制约了南岭中段加里东期花岗岩的成因研究及其构造背景的探讨。本论文以岩体地质调查为基础,综合利用岩石学、主微量元素地球化学、年代学及Sr-Nd-Hf同位素示综等方法,在查明大宁岩体花岗质主岩和镁铁质微粒包体成岩年龄的基础上,探讨它们的岩石成因、岩浆演化,并与邻区同期花岗岩对比,对南岭中段加里东期的大地构造背景进行初步探讨。大宁岩体主要由花岗闪长岩组成,其次为二长花岗岩和石英闪长岩,其中花岗闪长岩与二长花岗岩为过渡接触关系,与石英闪长岩为截然接触关系。三者的矿物组合相似,以石英、钾长石、斜长石、黑云母和角闪石为主,差别仅在于各主要矿物的相对含量。利用LA-ICP-MS锆石U-Pb法,获得大宁花岗闪长岩和镁铁质微粒包体成岩年龄为～440Ma,属早志留世。花岗闪长岩SiO2含量不高(63.82～70.94wt.%),富含基性组分(Feot为3.30～5.99wt.%,MgO为1.05～3.22wt.%),A/NCK(0.93～1.46)和n(K2O)/n(Na2O)(0.52～1.26)变化范围大,属高钾钙碱性花岗岩。在原始地幔标准化的微量元素蛛网上,花岗闪长岩相对富集Rb、高场强元素(HFSE)Th、U、Ta、Zr、Hf和轻稀土元素(LREE)La、Ce、Sm等,相对亏损Nb、Sr、P和Ti等元素,(?)Rb/Sr、Nb/Ta、Sm/Nb比值分别为0.52～1.99、7.12～10.09、0.16～0.21。花岗闪长岩呈轻稀土元素富集型,显示δEu(0.49～0.74)轻度亏损,表明岩浆演化程度不高,结晶分异不明显。花岗闪长岩(87Sr/86Sr)i值为0.7139～0.7169,εNd(t)值为-9.09～-7.86,相应的TDM为1.62～2.09Ga,εHf(t)值为-4.5～-2.5,相应的TDM为1.16～1.24Ga,显示岩浆混合成因,以古老的壳源物质为主,有一定量的新生玄武质岩浆加入。同期的二长花岗岩主微量及Sr同位素与花岗闪长岩相似,可能为同源岩浆演化的产物。后期的钾长花岗岩脉酸性程度较高,基性组分含量低,为过铝质花岗岩,与花岗闪长岩具有相似的Sr-Nd同位素组成,暗示大宁～420Ma与440Ma的两次岩浆事件具有相同或相似的源区组成。大宁岩体中分布较多的镁铁质微粒包体,包体岩性为闪长质,矿物粒度较寄主岩石细,发育针状磷灰石,具典型的火成岩结构。包体形态以椭球状为主,与寄主岩石呈截然或过渡接触关系。某些区域见包体长轴走向方向与寄主岩石中长石斑晶定向方向—的现象。镁铁质微粒包体较寄主岩石偏基性,低硅(SiO2为51.89～64.83wt.%)、基组分高(FeOt为4.46～7.16wt.%,MgO为2.12～4.43wt.%),为准铝质A/NCK(0.78～0.92),较寄主岩石偏碱性,属钾玄岩系列。镁铁质微粒包体与花岗闪长岩具有相似的稀土和微量元素配分模式,轻稀土元素富集型,富集HFSE和LREE,δEu(0.2～0.0.59)轻度亏损。包体的Rb/Sr(1.12～1.73)和Sm/Nb比值(0.18～0.21)与花岗闪长岩一致,Nb/Ta(9.83～10.04)高于花岗闪长岩,表明两者的源区有所差异。包体εNd(t)值为-6.39,相应的TDM为1.46Ga,εHf(t)值(-7.7～4.1)略微低于花岗闪长岩,相应的TDM(1.23～1.26Ga)与花岗闪长岩相似,表明镁铁质微粒包体是岩浆混合产物,基性端元来源于富集地幔的部分熔融形成的新生玄武质岩浆,酸性端元与寄主岩石一致。此外,大宁花岗闪长岩中部和边部镁铁质微粒包体的分维数分别是1.293和0.991,表明岩浆混合不均一,混合的场所主要处于花岗闪长岩的中部,混合程度较弱,处于层流与紊流状态。桂东北加里东期桂岭、大蛹顶、永和、太保等岩体与大宁岩体的岩石矿物组合、镁铁质微粒包体及地球化学性质相近,暗示桂东北加里东期花岗岩类可能均为高钾钙碱性I型花岗岩。结合大宁同期煌斑岩和广东高Mg玄武岩的出露,暗示其形成于后碰撞向伸展转换的过渡构造环境。
【作者】王玲；
【导师】牛志军；王晓地；
【作者基本信息】中国地质科学院，矿物学、岩石学、矿床学，2014，硕士
【关键词】镁铁质微粒包体；岩浆混合；Ⅰ型花岗岩；加里东期；大宁岩体；

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