Question

花岗质岩石的微量元素组成与特征

Answer 1

为了便于对比花岗岩类岩石随时间的演化，将早生代花岗岩（T_2-3—J_1-2）、晚中生代（J₃—K₁）花岗质岩石的稀土元素分别列出（表5-8，表5-9；图5-17，图5-18）。

表5-8 早中生代花岗岩和闪长岩的稀土元素峰值（w_B/10^-6）

注：Mn是孟恩的白云母花岗岩数据，Lh是莲花山数据，均引自盛继福等（1999）。多数数据由中国科学院广州地球化学研究所涂湘林采用ICP-MS测定，下表同。

表5-9 晚中生代花岗岩的稀土元素峰值（w_B/10^-6）

续表

图5-17 早中生代花岗岩的稀土配分模式

图5-18 晚中生代花岗岩的稀土配分模式

本区早、晚中生代花岗岩的稀土配分模式有明显区别（图5-17，图5-18）：①早中生代花岗岩LREE中等富集，ΣREE平均为130.5×10^-6；晚中生代花岗岩为弱富集型和平坦型，ΣREE平均为183.7×10^-6（不计巴尔哲含稀土矿的碱性花岗岩G24和ZK6）；②早中生代花岗岩δEu从弱负异常变化到无异常，甚至个别为弱正异常，而晚中生代花岗岩δEu除部分无异常或弱异常外，晚期的碱性花岗岩（G24、ZK6、B01、B06和J）具明显负δEu，呈现V形稀土模式；③早中生代花岗岩相对LREE的分馏程度比HREE略强，而晚中生代轻、重稀土的分馏程度不甚明显。综合上述3个特征可以认为，早中生代以地壳重熔型花岗岩为主，具有较弱的负Eu 异常，个别闪长岩和花岗闪长岩（B04，X01，J1D）由于存在较多的斜长石，出现正Eu异常，而晚中生代随着岩浆源区的加深，分离结晶加强，形成富含K、Na长石的酸性岩浆，由于斜长石的分离，导致明显负δEu，同时推测晚中生代由于较多的部分熔融的幔源物质参与，具有幔源花岗岩强烈负Eu异常的特征（李昌年，1992）。

随着产出的构造环境不同，花岗岩中的微量元素显示了不同的特征，将本区中生代花岗岩的微量元素丰度及蛛网图（表5-10，图5-19）与造山花岗岩（大陆弧花岗岩）和非造山花岗岩微量元素比值的蛛网图（图5-20，转引自李昌年，1992）比较，大兴安岭花岗岩具有非造山花岗岩强烈亏损Sr和Ba的特征，反映有分离结晶作用的存在，岩石只有在长期较稳定的非造山的构造环境下，才能较好地分离结晶。本区不同时期花岗岩微量元素丰度显示出比较一致的变化趋势（图5-19），而大陆弧的造山花岗岩微量元素丰度变化大，构成一分配曲线的包络区（图5-20）。但是大兴安岭花岗岩与大陆弧花岗岩一样，也显示Nb的负异常，Nb^*值（Nb^*=Nb_N/（K_N+La_N））小于1，不过大陆弧花岗岩Nb负异常与俯冲作用新增生的陆壳有关，而大兴安岭花岗岩Nb负异常与陆壳的混染作用有关。一般来说，混染作用可以使岩石中Sr、Ba的丰度升高，Nb的丰度降低。如何看待本区花岗岩Nb和Sr、Ba同时亏损的问题，这与元素本身的活动性有关，Sr、Ba为活动性强的低场强元素，更多地反映源区的特征，Nb为非活动性元素，对陆壳的混染更为敏感。因此从这一角度来看，大兴安岭花岗岩更接近非造山花岗岩。

表5-10 本区花岗岩微量元素的丰度（w_B/10^-6）

图5-19 大兴安岭中生代花岗岩的微量元素比值蛛网图

（原始地幔标准化的数值据Wood，1973）

5-20 造山和非造山花岗岩蛛网图

（转引自李昌年，1992）

1—非造山花岗岩；2—正常大陆弧花岗岩