海南中三叠世铝质A型花岗岩的地球化学特征及构造意义

高大飞

东华理工大学地球科学学院，江西抚州 344000

海南中三叠世铝质A型花岗岩的地球化学特征及构造意义

高大飞

东华理工大学地球科学学院，江西抚州 344000

海南三叠纪铝质A型花岗岩主要分布于陵水-龙滚断裂带两侧，由六连岭单元、兵工厂单元、石龟岭单元构成。测得六连岭单元六连岭岩体锆石SHRIMP法U-Pb年龄为239±3Ma，形成于中三叠世。该岩体属于该超单元属高钾钙碱性系列，稀土元素含量变化较大，配分曲线为平展的V字形曲线，轻重稀土分异不明显，δEu为0.11～0.02。在微量元素蛛网图上显示了极强的Ba、Sr-P、Eu-Ti负异常，该超单元比较特别的是没有Nb-Ta负异常，Nb/La值一般大于1，初始锶比值为0.65765～0.72652，εNd（t）值为－6.40～－8.76（平均为－7.36），T2DM值为1534～1725Ma。一系列典型的后造山岩浆组合和构造环境判别图解显示该岩套形成于后造山的构造环境。

中三叠世；铝质A型花岗岩；后造山

华南（含海南）三叠纪（印支期）的构造环境以及A型花岗岩的成因、岩浆演化和动力学机制一直存在很大争论（如郭福祥[1]，1998; 周新民[2]，2003; 陈斌，翟明国，田伟等[3]，2005; 谢才富等，2005[4]，2006[5，6]）。最近，我们在海南东部厘定了一条富碱侵入岩（含A型花岗岩）带。由于A型花岗岩具有较好的构造环境判别意义，因此，本文希望通过对海南中三叠世铝质A型花岗岩地质地球化学特征的研究，探讨其岩石成因及形成的构造环境。

1.地质特征、形成时代及岩石学特征

海南三叠纪铝质A型花岗岩称为六连岭超单元，分布于陵水-龙滚断裂带两侧，总面积约116km2。由六连岭单元、兵工厂单元、石龟岭单元构成。被该超单元侵入的最新地层为青天峡组（C1－2q），被侵入的最新岩体为布山村单元（锆石SHRIMP年龄239Ma）。测得六连岭单元六连岭岩体岩体（S001）锆石SHRIMP法U-Pb年龄为239±3Ma，形成于中三叠世。

六连岭单元（T2γl）：总面积约76km2，岩性为中粗粒（含斑）黑云母正长花岗岩。块状构造，主要为中粗粒不等粒花岗结构，粒径0.5mm～8mm，多为2mm～7mm。矿物组成：黑云母1%～4%；石英20%～29%；斜长石15%～25%；微斜条纹长石45%～58%，它形，条纹结构极发育；副矿物见较多萤石(有时达1%)，其次还有少量锆石、磁铁矿、钛铁矿、磷灰石、石榴石、电气石。

兵工厂单元（T2γbg）：总面积约24km2，岩性为细粒似斑状黑云母－二云母花岗岩。块状构造，细粒似斑状结构，斑晶含量10%～60%，d2～7mm×15mm，斑晶矿物种类多，由微斜条纹长石，石英，钠长石(更长石)及少量黑云母组成，斑晶自形程度差，多为他形。基质为细粒结构，一般<1mm，多数为0.1mm～0.4mm。该单元的黑云母2%～4%；白云母0%～2%；石英25%～37%；斜长石19%～35%；微斜条纹长石32%～50%。副矿物常见黄玉，局部达1%～2%，另有少量锆石、萤石、磷灰石、磁铁矿等，有时见石榴石。

石龟岭单元（T2γsg）：主要见石龟岭一个侵入体，面积约16km2。岩性为（中）细粒黑云母（二云母）花岗岩。块状构造，细粒花岗岩结构，d0.5mm～2mm，少数矿物d2mm～4mm。矿物组成：石英23%～34%；斜长石（An<28）22%～32%，半自形板柱状；微斜条纹长石32%～44%，半自形－它形板状；黑云母2%～3%；白云母少量。副矿物主要有萤石、石榴石（有时达1%）、磁铁矿、锆石、磷钇矿，偶见褐帘石。

2.地球化学特征

六连岭超单元的SiO2含量高，为73.88%～77.78%，绝大多数>75.31%；岩石的Na2O+K2O含量较高，为8.08%～8.98%；但K2O含量为4.02%～5.54%，并不算太高，并且较特别的是从早期单元往晚期单元K2O含量总体上降低；σ值为1.99～2.61； A/CNK为0.93～1.08，从含铝指数看，六连岭单元绝大多数样属准铝质，而兵工厂和石龟岭单元属弱过铝质，但从矿物组成来看，该超单元普遍出现白云母、石榴石、电气石、黄玉等富铝矿物，应是强过铝的； FeO＊/MgO值普遍很大，绝大多数为28.2～284.8；DI值高，为90.2～96.4；NKA值也较大，为0.89～0.99，按赵子杰等（1989）的划分标准（以NKA值>0.90为界），绝大多数属于碱性系列花岗岩。

该超单元岩石稀土元素含量（10-6）为197.9～13.5，从早期往晚期单元，明显降低，晚期单元可具有很低的稀土含量，可能是遭受了流体交代的结果；该超单元还有一个特点是Sm/Nd高，为0.27～0.40；稀土配分配分曲线（图1）为平展的V字形曲线，轻重稀土分异不明显，L/H值为1.0～3.9，晚期单元重稀土往往反向分异，为向左倾的曲线，（Gd/Yb）n常小于1；δEu为0.11～0.02，具有很强烈的负铕异常。该超单元Rb、Ta、Nb、Ga含量较高，而Ba、Sr、P、Eu、Ti含量很低。Rb/Sr值大，主要为24.2～167.3；晚期单元的K/Rb值低，仅为78～95。在微量元素蛛网图上（图2）显示了极强的Ba、Sr-P、Eu-Ti负异常，该超单元比较特别的是没有Nb-Ta负异常，Nb/La值一般大于1。六连岭超单元初始锶比值为0.65765～0.72652，由于该超单元岩石的Sr含量太低，Rb/Sr值太高，所获初始锶比值误差太大，只有Sr含量略高，Rb/Sr值略低的S044样获得的初始锶比值0.71401可能接近实际值。该超单元εNd（t）值为－6.40～－8.76（平均为－7.36），T2DM值为1534～1725Ma（平均为1612Ma）。

3.成因及物质来源分析

本区A型花岗岩形成于印支期和晚燕山期，其中，六连岭超单元确定为铝质A型花岗岩，则是首次提出华南印支期的铝质A型花岗岩。这类花岗岩具有独特的地球化学性质，即富硅、碱，贫钙、镁，偏铝-弱过铝，弱亚碱质，富F、富HFSE，Ga/Al高、FeO*/MgO高、Rb/Sr高，岩石中包体及熔融残留晶不发育，在A型花岗岩与其他类型花岗岩的各种判别图解上绝大多数落入A型花岗岩区（图3）。

关于铝质A型花岗岩的成因已有多种模式。King等[7]（1997）认为铝质A型花岗岩起源于具正常水含量的长英质下地壳的部分熔融，其源区应是经过地幔流体交代而成为饱满型（fertile）源区，即富集碱质和HFSE，最理想的源区岩石应是饱满型长英质麻粒岩。邱检生等[8]（2000）认为福建沿海铝质A型花岗岩为幔壳物质混熔的产物，由于岩浆富F利于角闪石的分离结晶而使岩浆向过铝质方向演化。刘昌实等[9]（2003）认为南昆山铝质A型花岗岩的源区位于幔-壳边界相互作用带内，由饱满型长英质麻粒岩低度部分熔融作用所形成。

由上可见，绝大多数研究者认为铝质A型花岗岩来源于下地壳的部分熔融，争论的焦点在于源岩是熔融残余源岩还是经历过幔源流体交代富集的源岩。华南不同时代不同地区的铝质A型花岗岩从未见到具有亲缘演化关系的其他侵入岩与其直接共生，所以它们不是其他岩浆分异演化的产物。这些岩体岩性均一、地球化学特点非常相似，其εNd（t）值高于、Isr值低于同区变沉积岩源的花岗岩，因此认为其源岩可能不是变沉积岩。它们最可能是由变火成岩（长英质麻粒岩）低度部分熔融作用所形成，在此过程中可能有地幔富卤素流体的作用。

4.构造环境

六连岭超单元的铝质A型花岗岩形成于后造山阶段，主要有以下几方面的原因：

（1）后造山阶段常常是在变形停止之后马上出现，碱性岩和A型花岗岩的形成与出现标志着整个造山期的结束，板内期的来临（肖庆辉等[10], 2002），是后造山阶段的特征产物。

（2）在构造环境判别图解上，海南三叠纪的花岗岩类与先前晚石炭世-二叠纪的侵入岩不同，确实大部分落入板内区（WPG）或靠近板内区。

（3）华南在三叠纪时存在一条富碱侵入岩（A型花岗岩）带，它们与本区三叠纪一般不具变形构造的壳源、壳幔混合源弱过铝-准铝质高钾钙碱性花岗岩或强过铝花岗岩（流纹岩）以及少量的拉斑玄武岩系列镁铁质-超镁铁质侵入岩（火山岩）等一起构成典型的后造山岩浆岩组合。

5.结论

（1）海南中三叠世铝质A型花岗岩分布于陵水-龙滚断裂带两侧, 测得六连岭单元六连岭岩体岩体（S001）锆石SHRIMP法U-Pb年龄为239±3Ma，形成于中三叠世。

（2）这些铝质A型花岗岩绝大多数属于高钾钙碱性系列，稀土配分曲线为平展的V字形曲线。在微量元素蛛网图上（图2）显示了极强的Ba、Sr-P、Eu-Ti负异常，该超单元比较特别的是没有Nb-Ta负异常。

（3）富碱侵入岩（A型花岗岩）带与弱过铝-准铝质高钾钙碱性花岗岩或强过铝花岗岩（流纹岩）以及少量拉斑质镁铁侵入岩等一起构成典型的后造山岩浆岩组合，其构造环境为后造山环境。

[1]郭福祥.中国南方中新生代大地构造属性和南华造山带褶皱过程. 地质学报.1998.，72(1): 22-33

[2]周新民. 对华南花岗岩研究的若干思考. 高校地质学报. 2003, 9(4): 556-565

[3]陈斌，翟明国，田伟，等.2005.太行山南段中生代杂岩体的岩石成因：元素和Nd-Sr-Pb同位素地球化学证据.矿物岩石地球化学通报.21（2）：93-102

[4]谢才富，朱金初，赵子杰，等. 三亚石榴霓辉石正长岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄：对海南岛海西-印支期构造演化的制约. 高校地质学报.2005，11（1）：37-47

[5]谢才富，朱金初，丁式江，等. 琼中海西期钾玄质侵入岩的厘定及其构造意义. 科学通报.2006a，51（16）：1944-1954

[6]谢才富，朱金初，丁式江，等. 海南尖峰岭花岗岩体的形成时代、成因及其与抱伦金矿的关系. 岩石学报. 2006b，22(10): 2493-2508

[7]King P L, White A J R, Chappell B W.Characterization and origin of aluminous A-type granites from the Lachlan Fold Belt,Southeastern Australia [J]. J Petrol, 1997,38(3):371～391

[8]邱检生，王德滋，蟹泽聪，等.2000.福建沿海铝质A型花岗岩的地球化学及岩石成因.科学出版社.29（4）：313～321

[9]刘昌实，陈小明，王汝成，等.2003.广东龙口南昆山铝质A型花岗岩的成因.岩石矿物学杂志.22（1）：1～10

[10]肖庆辉，邓晋福，马大铨，等.2002.花岗岩研究思维与方法.北京:地质出版社.294

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.07.008

高大飞（1985-），男，硕士研究生，矿产普查与勘探专业。