高愛洋,時(shí) 毓
(桂林理工大學(xué),廣西 桂林 541000)
華南在中生代經(jīng)歷了印支運(yùn)動(dòng)和燕山運(yùn)動(dòng),這兩期構(gòu)造事件奠定了華南乃至中國(guó)東部大陸的主體構(gòu)造輪廓。因此,華南中生代燕山期的構(gòu)造演化問題,一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究和關(guān)注的焦點(diǎn)(舒良樹, 2012)。周新民(2003)提出華南在燕山早期為快速?gòu)埩褬?gòu)造背景下的板內(nèi)伸展造山。謝桂青(2003)提出華南地區(qū)在燕山早期和燕山晚期均發(fā)生了礦化帶伸展。廣西作為華南的重要組成部分,地處濱太平洋與特提斯兩大構(gòu)造域的復(fù)合部位,而大瑤山地處廣西中部,對(duì)大瑤山隆起研究可以更好為解決華南中生代構(gòu)造屬性問題提供依據(jù)。大瑤山隆起處,位于欽杭結(jié)合帶西南緣,為一條近EW向展布的多金屬成礦帶,成礦帶多伴隨花崗巖類侵入,因此對(duì)于大瑤山隆起處花崗巖的研究一直備受關(guān)注。該地區(qū)礦石按形成時(shí)代可分為加里東期-海西期-印支期-燕山早期和燕山晚期?;◢弾r作為地殼主要物質(zhì)組成之一,對(duì)花崗巖的研究可以反演其構(gòu)造屬性。本文選取大瑤山隆起礦體作為研究對(duì)象,進(jìn)地球化學(xué)及礦石的年代學(xué)研究,深入探討礦石成因、構(gòu)造背景,對(duì)大瑤山隆起燕山期礦體構(gòu)造屬性進(jìn)行制約。
大瑤山地區(qū)位于廣西壯族自治區(qū)中東部,西以金秀-貴港為界,東至連山-封開,北以蒙山-昭平-賀州為界,南至桂平-平南-滕縣-梧州,面積近1.8萬(wàn)Km2,地層以寒武系為主,震旦系次之。區(qū)內(nèi)構(gòu)造線廣泛發(fā)育,多為EW向,部分NE向。區(qū)內(nèi)活動(dòng)頻繁,主要分布于大瑤山隆起區(qū)內(nèi)部。
研究區(qū)位于大瑤山隆起中南部,大地構(gòu)造屬于欽杭結(jié)合帶西南緣的大瑤山隆起處。大佛頂?shù)V體出露面積較小,呈小規(guī)模株?duì)町a(chǎn)出,侵入寒武系小內(nèi)沖組、黃洞口組,且外接觸帶有角巖化帶。研究區(qū)可見地質(zhì)的礦物,采樣點(diǎn)(DFD17-22-01)為一2.5×2×1m的滾石,風(fēng)化面灰黑色,新鮮面灰白色,其中黃鐵礦呈浸染狀分布礦石特性主要以花崗閃長(zhǎng)巖為主。采樣點(diǎn)(DFD17-23-01)可見多塊花崗閃長(zhǎng)巖滾石,輕微風(fēng)化,風(fēng)化面灰綠色,新鮮面灰白色,含少量1mm~2mm的黃鐵礦,可見黑色輝長(zhǎng)質(zhì)包體,包體大小2cm~4cm,與礦石主體無漸變關(guān)系。
大佛頂?shù)慕^大部分礦石晶型完好,自形程度高,多呈長(zhǎng)柱狀,短柱狀次之,少量磨圓狀。此次選取兩組樣品進(jìn)行LA-ICPMS礦石U-Pb測(cè)年。
樣品DFD17-22-01花崗閃長(zhǎng)巖礦石形狀多為長(zhǎng)柱狀,可見明顯震蕩環(huán)帶。對(duì)樣品DFD17-22-01(花崗閃長(zhǎng)巖)選取22個(gè)礦石進(jìn)行U-Pb年齡分析,樣品顯示出諧和度較高,均大于90%,選取樣品點(diǎn)均落在諧和線及諧和線附近。樣品206Pb/238U年齡分布為200 Ma~150 Ma,樣品年齡跨度較大,部分礦石是早期捕獲,除去部分年齡后,其加權(quán)平均年齡顯示為158±1.8Ma(MSWD=5.3),可代表礦石真實(shí)形成年齡。
樣品DFD17-23-01花崗閃長(zhǎng)巖礦石形狀多為長(zhǎng)柱狀,可見明顯震蕩環(huán)帶。對(duì)樣品DFD17-23-01(花崗閃長(zhǎng)巖)選取19個(gè)礦石進(jìn)行U-Pb年齡分析,樣品顯示出諧和度較高,均大于90%,選取樣品點(diǎn)均落在諧和線及諧和線附近。樣品206Pb/238U年齡分布為170-156 Ma,其中一個(gè)礦石顯示170Ma,應(yīng)為早期捕獲鋯石,其余礦石年齡多集中于160Ma,扣除170Ma后,獲得其加權(quán)平均年齡為160±1.0Ma(MSWD=0.4),屬燕山早期。
大佛頂?shù)V體SiO2含量為65.37 wt.%~65.60 wt.%,K2O含量為2.51 wt.%~2.71wt.%,結(jié)合SiO2-K2O圖解,研究區(qū)顯示為高鉀鈣堿性系列。全堿含量為7.20 wt.%~7.39 wt.%。Al2O3含量為17.75 wt.%~17.82 wt.%。鋁飽和指數(shù)A/CNK為0.97~0.99,樣品顯示I型花崗巖特征。大佛頂?shù)V體稀土元素特征顯示,樣品稀土總含量 ΣREE=88.62~121.62×10-6,LREE/HREE=10.54,Eu負(fù) 異 常(δEu=0.92~0.98)不明顯,輕重稀土分餾明顯,(La/Yb)N值為12.41~12.70,稀土分配樣品總體趨勢(shì)相一致,曲線相對(duì)平滑,礦體顯示出輕稀土元素相對(duì)富集、重稀土元素相對(duì)虧損。
通過地球化學(xué)分析,樣品顯示高硅,富堿特征,為準(zhǔn)鋁質(zhì)高鉀鈣堿性I型礦石。在殼幔分離及陸殼演化中Rb/Sr可敏銳的記錄源區(qū)的性質(zhì),以0.9為界限(>0.9為S型礦石,<0.9為I型礦石)。研究區(qū)樣品表現(xiàn)為高Sr低Rb特征。Rb/Sr比值介于0.06~0.07,結(jié)合A/CNK,研究區(qū)顯示為I型礦石。殼源型礦物與幔源型礦物可以通過δEu大致顯示(δEu=0.46殼源型,δEu=0.84幔源型),樣品δEu=0.92~0.98與幔源型相接近,并遠(yuǎn)高于殼源型礦物。Nb/Ta比值可以敏銳的記錄巖漿性質(zhì),在原始地幔中Nb/Ta比值穩(wěn)定為17.8,研究區(qū)樣品Nb/Ta為17.72~18.09,顯示主要為幔源型。大佛頂?shù)V體及大村、古龍、思泰礦物體圍巖多發(fā)生角巖化,說明礦體形成于溫度較高的條件下,暗示其物質(zhì)來源為地幔物質(zhì)的熔融。
圖1 (La/Yb)δEu圖解和Rb-(Y+Nb)圖解(據(jù)Pearce et al.,1984)
微量元素中樣品現(xiàn)出虧損Nb、Ta、Ti等高場(chǎng)強(qiáng)元素,富集Rb、Th、La、U、Ce等大離子親石元素的特征,高場(chǎng)強(qiáng)元素中Ti的虧損,暗示有著地殼物質(zhì)的參與(Ti不容易進(jìn)入熔體)結(jié)合(La/Yb)N-δEu圖1,樣品落入殼幔地質(zhì)礦物區(qū)域中,反應(yīng)樣品可能存在這殼?;旌?。
大瑤山處于揚(yáng)子板塊與華夏板塊拼合處(欽杭結(jié)合帶)西南處,自早古生代開始,經(jīng)歷了一系列構(gòu)造演化,大瑤山地區(qū)受加里東期造山運(yùn)動(dòng)影響尤為強(qiáng)烈,主要表現(xiàn)在褶皺構(gòu)造發(fā)育。印支期后進(jìn)入燕山期,關(guān)于華南中生代的構(gòu)造動(dòng)力學(xué)背景前人從20世紀(jì)90年代開始不斷深入研究,近年來已經(jīng)有資料證明,濱太平洋構(gòu)造域在華南中生代(180Ma~170Ma)已經(jīng)由印支期的特提斯構(gòu)造域發(fā)生轉(zhuǎn)換(毛景文等,2007),因此華南燕山期構(gòu)造背景可能同太平洋板塊俯沖擠壓碰撞有一定聯(lián)系。本文結(jié)合地球化學(xué)特征分析,該研究區(qū)礦體屬于與俯沖作用有關(guān)的高鉀鈣-堿性礦石。在(Y+Nb)-Rb圖1b中,研究區(qū)樣品均落在火山弧-后碰撞花崗巖區(qū)域內(nèi),同樣指示大佛頂巖體巖體形成的構(gòu)造環(huán)境可能與太平洋板塊俯沖擠壓碰撞作用有關(guān)。
廣西大瑤山礦體形成于160Ma±1Ma,屬早燕山期造山產(chǎn)物,物質(zhì)源區(qū)以幔源物質(zhì)為主,在巖漿上升期間伴隨部分殼源物質(zhì)的加入,其形成構(gòu)造背景為與太平洋板塊俯沖擠壓碰撞作用有關(guān)。