Question

岩石成因与岩浆源区

Answer 1

1.晚泥盆世花岗岩

晚泥盆世岩花岗岩具有高含量的K₂ O（4.03%～4.56%）、较低的Mg^＃（33.02%～41.56%）、高的铝饱和指数和低含量的Ni（1.81×10 ^-6 ～2.65×10 ^-6 ），Cr（1.37×10 ^-6 ～3.72×10 ^-6 ），表明岩体为陆壳重熔的产物，未遭受幔源物质影响。由图3-44 可以看出，晚泥盆世花岗岩落入变质泥岩和变质杂砂岩部分熔融区，说明其形成没有幔源物质的参与，可能为下冲板块的部分熔融产物。

图3-42 A型花岗岩亚类判别图

图3-43 埃达克岩判别图

图3-44 晚泥盆世花岗岩岩浆源区判别图

2.晚石炭世—早二叠世A型花岗岩

晚石炭世—早二叠世二长花岗岩（304.2±1.8 Ma～300.3±1.5 Ma）和正长花岗岩（300.0±2.0 Ma～296.6±1.9 Ma）在主元素、微量元素协变图解上，SiO₂与MgO，FeOT，CaO和Al₂O₃均呈现明显的负相关（图3-45），即随着SiO₂含量的增高，MgO，FeO_T，CaO和Al₂O₃含量均降低。在Al₂O₃-CaO协变图解（图3-45）上，两者呈正相关，即从较早期的二长花岗岩到正长花岗岩随着Al₂O₃含量的降低，CaO含量亦降低，暗示了富钙铝矿物的分离结晶。在La-La/Ce图解（图3-45）上，投点水平分布，表明发生了分离结晶作用。在δEu-La图解（图3-45）上，强不相容元素La随着δEu的降低而增高，δEu-Sr，Al₂O₃图解（图3-45）上，Al₂O₃，Sr和δEu呈正相关，暗示斜长石的分离结晶。上述变化特征表明，晚石炭世—早二叠世花岗岩演化过程中，分离结晶作用可能起着主导作用，暗示了两者为同源岩浆演化而来。

图3-45 晚石炭世—早白垩世花岗岩主元素、微量元素协变图解

据贺根山及相邻区域已有的资料（Hsu et al.，1991；Wang et al.，1991）显示，沿索伦山-贺根山-嫩江-黑河缝合带的南北缘均发育亲岛弧属性的火山岩，并且整个缝合带均发育晚古生代的陆源沉积物，可能意味着A型花岗岩的形成与西伯利亚板块和兴安地块的洋壳俯冲、碰撞同时代，这在花岗岩的构造环境判别图上也给予了支持（图3-37，图3-38）。即A型花岗岩可能形成于由于洋壳板片断离造成热的软流圈地幔上涌，在上覆下地壳造成局部熔融形成A型花岗质岩浆（Wu et al.，2002）。

3.晚石炭世辉长岩

Mg^＃值常可以作为岩浆结晶分异的粗略指标，如果以60～71作为未分异的初始岩浆Mg^＃（Langmuir et al.，1977），辉长岩Mg^＃较高，为73.22～76.78，比较接近于原始岩浆，即反映原始岩浆具有幔源原生玄武岩浆的特征。在Ce-Yb图解（图略，引自贺振宇等，2007）中，所有样品均投影在高Ce/Yb和低Ce/Yb界线附近，反映辉长岩的地幔源区石榴子石含量更少，岩浆起源深度可能稍浅。此外，辉长岩具有低的K₂O含量（0.07%～1.40%），说明其地幔源区不存在富钾交代矿物相。

4.早白垩世花岗岩

熔融实验表明，大陆地壳部分熔融的残余组分和熔体组分随深度的不同而差异显著。长英质和镁铁质组分在＜10 kbar的压力条件下部分熔融的残余组分均富含富钙斜长石而缺乏石榴子石，平衡的花岗质熔体显示出平坦的HREE模式，较显著的Eu负异常和低的Sr/Y和（La/Yb）_N值（Rapp et al.，1991；Springer et al.，1997）。相反，在＞15 kbar的压力条件下，残余组分富石榴子石，缺斜长石或者为富钠斜长石端元，与之平衡的花岗质熔体强烈亏损HREE，没有明显的负Eu异常，高的Sr/Y和（La/Yb）_N值（Rapp et al.，1991；Sen et al.，1994；Springer et al.，1997；Litvinovsky et al.，2000）。

早白垩世花岗岩高Al₂O₃，高Sr，高Sr/Y值，具无或弱Eu异常，表明源区无（富钙）斜长石残留；轻重稀土分馏显著，重稀土亏损（低于10倍的球粒陨石丰度），表明石榴子石在源区为残留矿物相。岩体具高含量K₂O（3.46%～3.66%）及很低的Mg^＃（44.27～46.34），同时还有显著的Nb，Ta，P负异常，指示它们是由陆壳源派生出来的（Rudnick et al.，1995；Gao et al.，1998）。因此早白垩世花岗岩形成于加厚大陆下地壳的部分熔融，表明在130 Ma之前宜里地区存在加厚的下地壳。并且低的Mg^＃和低含量的Ni（2.33～2.71 ppm），Cr（2.42～3.09 ppm）暗示了岩浆在上升过程中没有发生地幔橄榄岩的混染。因为拆沉而进入地幔的下地壳经过部分融熔所产生的岩浆，与随后上升的地幔物质反应（Gao et al.，2004），会导致岩浆具有较高含量的MgO，TFeO，CaO，Na₂O，Ni，Cr和Sr及相对较低含量的SiO₂和K₂O（Gao et al.，2004；Xu et al.，2002；Wang et al.，2006）。相比之下，早白垩世花岗岩具有低含量的MgO，TFeO，CaO，Ni，Cr，Sr和相对较高的SiO₂，Na₂O和K₂O，与西藏过厚下地壳部分熔融产生的高钾埃达克岩相似（Chung et al.，2003；Hou et al.，2004）。早白垩世花岗岩地球化学特点与地壳岩石部分熔融实验产生的硅质岩浆一致（Beard et al.，1991；Sen et al.，1994；Rapp et al.，1995；Springer et al.，1997；Litvinovsky et al.，2000；Patiño Douce，2005），说明是由过厚的下部陆壳部分熔融产生的，而不是进入地幔中的拆沉下地壳的部分熔融产生的。