Question

　花岗岩建造系列的稀土元素地球化学特征

Answer 1

一、系列I和系列Ⅱ花岗岩的稀土元素元素地球化学特征

系列Ⅰ花岗岩21个稀土元素分析结果（表2-13）包括小坑、诸广山、贵东、佛岗、大王山、锡山、莘蓬、鹦鹉岭、小南山和圹口等10个岩体，系列Ⅱ花岗岩26个稀土元素分析结果（表2-14）包括小坑、上垄、扶溪、大宝山、佛岗、联合、四会、黄田、伍村、轮水、岗美、马山和石菉等13个岩体。重要的岩体均有稀土元素分析结果，可以代表整个吴川－四会断裂带中不同系列花岗岩的稀土元素特征。系列Ⅰ花岗岩稀土元素总量（∑REE；包括Y，下同）变化较大，从74.70×10－到658.50×10^-6，大多数分析结果大于200×10^-6，特别是小坑、佛岗和圹口三岩体总量更高，达253×10^-6～658.50×10^-6；第二个特点是δEu均为负异常，多数都小于0.3；第三个特点是w（LREE）/w（HREE）相对较低，多数小于7,（La/Yb）_n低，多数小于7，即稀土元素的分馏程度较差。系列Ⅱ花岗岩∑REE含量变化也比较大，从108.8×10^-6到390.1×10^-6，绝大部分小于200×10^-6；δEu较大，绝大部分大于0.5;w（LREE）/w（HREE）相对较高，绝大部分大于7,（La/Yb）_n也多数大于7，稀土元素的分馏程度比系列Ⅰ高。两个系列花岗岩稀土元素特征具有明显区别。

图2-12　系列I花岗岩微量元素构造环境判别图（二）

两个系列花岗岩的稀土元素配分模式对比，更显示其各具特点（图2-16、图2-17）。系列Ⅰ早期早阶段花岗岩的大王山、圹口、小坑（贵东）岩体与对应的系列Ⅱ花岗岩早期早阶段马山、石菉、轮水、岗美、诸广山（扶溪、上垄）、小坑岩体的稀土元素配分模式截然不同，系列I均具明显δEu负异常和LREE陡、HREE缓的曲线特征，LREE端点多数在纵坐标100以上，而系列Ⅱ多为不明显的δEu负异常，甚至为正异常，呈右倾平缓的曲线，LREE多数在纵坐标100以下，有时还可见Tb有不明显的正异常。两图上其余两个系列晚期晚阶段花岗岩稀土元素模式对比也显示出不同，系列Ⅰ的佛岗、诸广山、锡山、鹦鹉岭、苇蓬岩体比系列Ⅱ的大宝山、四会、黄田、伍村、佛岗（禾云）、联合岩体稀土元素配分模式区别更大，系列I的δEu负异常显著，多具对称的“V”字形曲线，系列Ⅱ则多数仍为右倾平缓的曲线，仅具弱的δEu负异常，个别样品H71（四会）、H72（联会）例外，负铕异常较大，可能与岩浆晚阶段的结晶分异强烈有关（王联魁等，1992）。

图2-13　系列Ⅱ花岗岩微量元素构造环境判别图（一）

图2-14　系列Ⅱ花岗岩微量元素构造环境判别图（二）

图2-15　深熔花岗岩（RZI）和混合岩（W6）建造微量元素构造环境判别图

系列Ⅰ与系列Ⅱ花岗岩具有不同稀土元素含量特征，在二维图解上（图2-18～图2-21）显示得更清楚。系列I花岗岩分布在高Yb、Y与高HREE区，系列Ⅱ在低值区内（图2-18、图2-19）。系列Ⅱ花岗岩在高δEu、LREE与低HREE区内，系列I则相反，在低δEu、IREE与高HREE区内（图2-20、图2-21）。

对大多数花岗岩来说，系列Ⅰ具有高的稀土元素含量、低的δEu和轻重稀土元素分馏相对较小的特点，系列Ⅱ花岗岩具有相反特征。表现在图解上（图2-18～图2-21），这些特征更是一目了然，这可能反映两个系列花岗岩物质来源的不同：系列Ⅰ花岗岩主要来源于再循环地壳物质，源区相对富集稀土元素，在部分熔融（重熔）中，源区残留矿物相对富斜长石，使花岗岩熔体具δEu负异常，残留矿物中没有或很少有石榴子石，导致花岗岩熔体相对富HREE，产生稀土元素分馏较差的效应；系列Ⅱ花岗岩主要来源于原生地壳物质或上地幔，源区与再循环地壳物质相比，一般情况下相对贫稀土元素，在部分熔融中，源区残留矿物可能主要是辉石、橄榄石（或石榴子石）、角闪石及少部分斜长石（或无），导致花岗岩熔体相对富LREE及没有或很少有δEu负异常。至于两个系列花岗岩稀土元素总含量摆动大小、曲线纵向形态变化大，特别是系列Ⅰ个别样品低至74.7×10^-6等，可能与晚阶段花岗岩结晶分异有关；有的重稀土元素偏高，呈“V”字形曲线，可能与岩浆液态分离的气液分馏作用有一定联系（王联魁等，2000）。

表2-13　吴川－四会断裂带南岭系列（系列Ⅰ）花岗岩稀土元素组成（w_B/10^-6）

注：∑REE包括Y；①广东省地矿局705地质大队，211矿区地质特征及成矿规律，1986；②章邦桐（1992）；③广东省地矿局706地质大队，1∶5万石潭—沙河幅区调报告；④王鹤年等（1992）；⑤广东省地矿局区调大队，1∶5万潭水幅区调报告；⑥广东省地矿局704地质大队，1∶5万阳春幅区调报告；⑦马大铨等（1985）。

表2-14　吴川－四会断裂带长江系列（系列Ⅱ）花岗岩稀土元素组成（w_B/10^-6）

注：∑REE包括Y；①广东省地矿局705地质大队，211矿区地质特征及成矿规律，1986；②宜昌地质矿产研究所，粤北大宝山及其外围地区多金属成矿条件、构造控岩控矿规律及隐伏矿床预测，1989；③广东省地矿局706地质大队，1∶5万石潭—沙河幅区调报告；④广东省地矿局区调大队，1∶5万潭水幅区调报告；⑤广东省地矿局704地质大队，1∶5万阳春幅区调报告；⑥广东省地矿局（1988）。

图2-16　系列Ⅰ花岗岩的稀土元素配分模式

图2-17　系列Ⅱ花岗岩的稀土元素配分模式

图2-18　系列Ⅰ（Ⅰ）和系列Ⅱ（Ⅱ）花岗岩的w（Yb）—w（HREE）图

图2-19　系列Ⅰ（Ⅰ）和系列Ⅱ（Ⅱ）花岗岩的w（Y）—w（HREE）图

图2-20　系列Ⅰ（Ⅰ）和系列Ⅱ（Ⅱ）花岗岩的δEu—w（HREE）图

图2-21　系列Ⅰ（Ⅰ）和系列Ⅱ（Ⅱ）花岗岩的w（lREE）—w（HREE）图

两个系列花岗岩稀土元素的许多区别和二维图分区，还可作为判别两个系列花岗岩的稀土元素标志。

二、深熔花岗岩与混合岩建造的稀土元素特征（表2—15）

深熔花岗岩建造广宁、合水等岩体的3个稀土元素分析样品和混合岩建造石涧、铁硐等岩体的3个稀土元素分析样品，除变粒岩外，两个建造稀土元素许多参数差别不太明显，说明两种建造的物质来源有相似性，可能均为再循环地壳物质所形成的产物。但两者还存在差异，如一些参数：w（∑REE）、w（LREE）/w（HREE）、w（La）/w（Sm）、w（LREE）等，混合岩建造略高于深熔花岗岩建造。这些特征在图解（图2-22～图2-24）上反映得更清楚，两个建造分别投入不同区内，混合岩建造在高w（LREE）/w（HREE）、（La/Yb）_n、w（La）/w（Sm）区内，说明稀土元素分馏程度略高，而深熔程度较低；低深熔程度会导致岩石含有较多的残留体，残留矿物磷灰石、黑云母也多，由于这两种矿物富集稀土元素，特别是轻稀土元素，故混合岩建造具有稀土元素分馏程度高和稀土元素总量略高的特点。深熔花岗岩建造则落在低值区内，表明稀土元素分馏程度相对低和深熔程度相对高的特征，因此含残留体也较少。

表2-15　吴川－会断裂带深熔花岗岩、混合岩建造稀土元素组成（w_B/10^-6）

注：∑REE包括Y；①广东省地矿局719地质大队，区调内部资料，1989；②广东省地矿局704地质大队，1∶5万阳春幅区调报告。

图2-22　深熔花岗岩（○）和混合岩（●）建造的w（LREE）/w（HREE）—w（HREE）图

图2-23　深熔花岗岩（○）和混合岩（●）建造的（La/Yb）_n—w（HREE）图

图2-24　深熔花岗岩（○）和混合岩（●）建造的w（La）/w（Sm）—w（HREE）图

两种建造花岗岩稀土元素模式也很相似（图2-25、图2-26），均为向右倾斜的平缓曲线，与变质泥岩或变质杂砂岩曲线相似，也反映出可能为再循环地壳物质来源的特征。不过，有的曲线显示出δEu负异常，这可能与源区残留物中含有较多的斜长石有关。

两个建造的稀土元素地球化学特征表明，深熔花岗岩建造与混合岩建造物质的来源具有一致性，即可能均来源于再循环地壳物质；其差异性指示，相对富含LREE和高w（LREE）/w（HREE）、（La/Yb）_n、w（Sm）/w（Nd）的混合岩建造，深熔程度低；而相对贫LREE、低w（LREE）/w（HREE）、（La/Yb）_n、w（Sm）/w（Nd）的深熔花岗岩建造，深熔程度高，两者具有不同的深熔程度。换言之，两者具有不同深熔的温压条件，有可能前者（混合岩）比后者（深熔花岗岩）深熔温度要低些。

图2-25　深熔花岗岩建造的稀土元素模式

图2-26　混合岩建造的稀土元素模式

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