粤北花山岩体地球化学特征及成因研究

姚　巍，陈　珲，马明杰

（广东省地质局第三地质大队，广东 韶关 512028）

粤北花山岩体地球化学特征及成因研究

姚巍，陈珲，马明杰

（广东省地质局第三地质大队，广东 韶关 512028）

通过对花山岩体主量元素、微量元素和稀土元素等方面详细的综合研究、以及分析对比可知，岩体SiO2含量在69.9%～72.96%，属于酸性岩体，（中）高钾钙碱性系列岩石，具硅过饱和、过铝的特征。岩石属富轻稀土型花岗岩，Eu亏损不明显。花山岩体属I型花岗岩（同熔型），是活动大陆边缘-陆弧的产物。

花山岩体，地球化学，成因，粤北

花山岩体位于粤北东西向大东山—贵东岩浆岩带东段贵东复式岩体的南缘，河源市连平县花山村附近，呈小岩株状产出，面积约14.17km2。岩体遭遇混染岩化，变质、变形较为强烈，发育片理、片麻理。片麻理走向为315°。研究该岩体主量元素、微量元素和稀土元素的特征，查明其源区物质特征，成因机制及其形成的构造环境，对研究贵东岩体的形成与演化具有重要意义。

表1　花山花岗岩化学成分表

1 岩石学及矿物学特征及采样分析

图1　岩石系列SiO2-K2O图解

图2　花岗岩SiO2-AR(碱度率)图解

该岩体的主要岩性为中细粒片麻状黑云母花岗岩，其次为弱片麻状二长花岗岩。片麻状黑云母花岗岩具变余似斑状结构、变余中细粒花岗结构，片麻状构造、眼球状构造、条纹条带状构造。岩石由斜长石（40%～45%）、钾长石（25%～30%）、石英（±25%）、黑云母（5%～10%）组成。副矿物为磁铁矿、锆石、磷灰石、榍石、褐帘石，蚀变矿物为绢云母、方解石、绿帘石、黝帘石、高岭土、绿泥石。

在显微镜观察的基础上，尽可能选取蚀变作用最轻微的岩石样品作各项分析测试。主要元素，微量元素、硅酸盐分析、稀土元素分析由国土资源部长沙矿产资源监督检测中心（湖南省矿产测试利用研究所）完成。微量元素和稀土元素采用Z-2300，ICAP-6300原子吸收光度计ICP全谱仪等测定。

2 岩石化学与地球化学特征

2.1主量元素特征

岩石化学分析结果（表1）显示，该花岗岩3个样品的岩石化学成分一致性较高，其SiO2含量在69.9%～72.96%，均属于酸性岩体。对比华南花岗岩平均值，该岩体的FeO、CaO、TiO2含量较高，而SiO2、Fe2O3、Na2O、K2O、P2O5略低，显示高Ca而Fe，K、Na偏低的岩石化学属性。从图1、图2可以看出，该花岗岩属（中）高钾钙碱性系列岩石。标准矿物（表2）中出现石英（Q）和刚玉（C），铝质指数（A/CNK）平均为1.06＞1，反映岩石硅过饱和、过铝的特征；碱（度）指数（AKI）平均值0.60＜0.9，里特曼指数（σ）平均值1.36＜3.3，表明岩石属于钙（碱）性系列。

表2　花山岩体CIPW标准矿物及特征参数表

岩石基性度（G）7.53，高于华南花岗岩平均值；碱度率（AR）、全碱量（ALK）、钾钠比值（K/N）低于华南花岗岩平均值；铁镁比值（M/F）、钙质指数（C/A′CF）与华南花岗岩平均值接近。

氧化度（OX°）在0.06～0.17之间，平均为0.13，反映岩体在低氧化环境条件下形成。分异指数（DI）平均为77.42，固结指数（SI）平均为6.29，说明岩浆分离结晶作用不强，分异程度较高。

表3　花山岩体微量元素含量及特征比值表

2.2微量元素地球化学特征

与酸性岩维氏值相比（表3），该侵入体Bi含量高17倍，Hf含量高5倍，Sn含量高2.4倍；Sr含量低2.4倍，Nb含量低2.0倍，Ta含量低2.2倍；其余元素含量相对较接近，比值在1.5以内。

2.3稀土元素地球化学特征

表4显示，花山岩体的稀土元素总量（ΣREE）变化不大，介于171.51×10-6～242.82×10-6间，含量低于世界花岗岩平均值（291.17×10-6）；岩石属富轻稀土型花岗岩，轻、重稀土比值（ΣCe/ΣY）2.45～2.59，平均为2.52，LaN/YbN值3.83～5.32，平均为4.72；铕异常值（δEu）在0.56～0.72间，平均为0.66，略小于0.7，稀土元素球粒陨石标准化型式图显示为浅“V”型的不对称折线（图3），轻稀土折线向右倾斜，重稀土折线接近水平，Eu亏损不明显，属弱Eu负异常。

表4　花山岩体稀土元素含量及特征参数表

3 成因类型及岩浆源区

在K2O-Na2O成因类型图解上（图4），花山岩体二个样点落在I型花岗岩区，一个样点落在I型花岗岩与S型花岗岩分区线上；铝质指数A/CNK平均为1.06，小于1.1，按Chappell（1974）和White（1983）划分，属I型花岗岩。花山岩体岩石化学及地球化学特征与南岭地区I型花岗岩相似（据《南岭花岗岩地质及其成因和成矿作用》，1989）。微量元素K/Rb比值为188，Rb/Sr比值为0.7，按刘英俊（《花岗岩类区1∶5万区域地质填图方法指南》，1991）对不同成因类型花岗岩微量元素比值的研究，属同熔型花岗岩。综合以上分析，把花山岩体划归为I型花岗岩（同熔型）。

花山岩体属过铝质岩石类型，以钾质系列为主，表现出壳源重熔的特点。岩体内分布变质较强的辉绿岩、辉长岩等基性岩脉，花山岩体铁镁含量较高（基性度G为7.53），据此判断可能有深部幔源物质的参与；δEu值0.56～0.72，平均为0.66，略小于0.7，Eu亏损不明显；成因类型为I型花岗岩，岩石可能由不同来源的（壳幔）岩浆混熔形成。

图3　稀土元素标准化分布型式图

图4　花岗岩K2O-Na2O 成因类型图

图5　花岗岩R1-R2成因分类图解

图6　构造环境(Rb-Y+Nb)判别图

4 构造环境判别

花山岩体属I型花岗岩。在花岗岩R1-R2成因分类图解上（图5），花山岩体一个样品投点落在①地幔分异花岗岩区，二个样品投点落在①地幔分异花岗岩与②板块碰撞前花岗岩分区间，结合有关构造环境图解，花山岩体投点分别落在VAG火山弧花岗岩区（图6）、火山弧与碰撞后区间（图7），反映花山岩体是活动大陆边缘—陆弧的产物。

图7　构造环境Rb/30-Hf-3Ta判别图

5 结语

1）花山岩体的主要岩性为中细粒片麻状黑云母花岗岩，变余似斑状结构、变余中细粒花岗结构，片麻状构造、眼球状构造、条纹条带状构造。

2）岩体SiO2含量在69.9%～72.96%，均属于酸性岩体。属（中）高钾钙碱性系列岩石，岩石具硅过饱和、过铝的特征，属于钙（碱）性系列。

3）与酸性岩维氏值相比，该侵入体Bi含量高17倍，Hf含量高5倍，Sn含量高2.4倍；岩石属富轻稀土型花岗岩，轻、重稀土比值（ΣCe/ΣY）2.45～2.59，LaN/YbN值3.83～5.32，Eu亏损不明显。

4）花岗岩属I型花岗岩（同熔型），该岩体是活动大陆边缘-陆弧的产物。

[1] 陈珲、李峰、坚润堂等，云南澜沧老厂花岗斑岩锆石SHRIMP定年及其地质意义[J]，地质学报，2010.84（4）.

[2] 广东省地质矿产局，广东省区域地质志，地质出版社，1988.

[3] 李昌年，《火成岩微量元素岩石学》，中国地质大学出版社，1992.

[4] 凌洪飞, 等，粤北帽峰花岗岩体地球化学特征及成因研究，岩石学报2005.21（3）：677～687.

[5] 尹征平, 等，粤北九峰岩体的地球化学特征与成因研究，东华理工大学学报，2010.3:15～21.

[6] 李献华，广西北部新远古带花岗岩锆石U-Pb年代学及其构造意义[J]，地球化学，1999.1:1~9.

A Study of Geochemistry and Genesis of the Huanshan Rock Mass in North Guangdong

YAO Wei CHEN Hun MA Ming-jie

(Guangdong Bureau of Geology and Mineral Resources, Shaoguan, Guangdong 512028)

The Huashan granite in north Guangdong belongs to K-rich calc-alkaline series with SiO2of 69.9-72.96%, being silicon-aluminium supersaturated. The rock is I-type granite (syntectic type) with LREE enrichment and was emplaced in active continental margin setting.

syntectic type granite; geochemistry; genesis; Huanshan, north Guangdong

P595

A

1006-0995（2016）02-0217-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2016.02.009

2016-03-16

姚巍（1984-），男，硕士研究生，工程师，主要从事区域矿产地质调查及水工环地质工作