乌尔旗汉地区晚石炭世花岗岩岩石化学及地球化学特征分析

（正业勘测设计集团有限公司，黑龙江 哈尔滨 150000）

乌尔旗汉地区晚石炭世花岗岩岩石化学及地球化学特征分析

张伟东

（正业勘测设计集团有限公司，黑龙江 哈尔滨 150000）

本文对乌尔旗汉地区晚石炭世花岗岩类进行了详细的岩石化学及地球化学（即硅酸盐、稀土特征）研究，晚石炭世花岗岩锆石结晶年龄为318±12Ma，本期花岗岩属高钾、钙碱性、低铝质岩系的“S”型花岗岩；其配分形式与正常弧花岗岩相似，反映该时代花岗岩具大陆壳特征，其岩浆主要源于地壳。

硅酸盐；稀土；微量元素；“S”型；乌尔旗汉

乌尔旗汉地区侵入岩较为发育，区按其形成时代分别为晚泥盆世﹑晚石炭世﹑晚侏罗世以及早白垩世；晚石炭世侵入岩最为发育，是测区内侵入岩的主体，面积约为1045km2，晚石炭世侵入岩形成与晚古生代造山过程相伴，主要出露于大桥龙山﹑伯勒图经营所和玻力金岗河一带，呈复式深成岩体状产出。

经过一年时间的样品采集和调查分析，本区内晚石炭世侵入岩按岩性主要分为：中细粒花岗闪长岩（C2γδ）﹑正长花岗岩（C2ξγ）和中粒黑云母二长花岗岩（C2ηγ），现将本区内侵入岩的岩石化学和地球化学特征分析如下：

1 中细粒花岗闪长岩（C2γδ）

（1）岩石化学特征

SiO2含量73.32%-73.81%，Al2O3含量13.24%-13.53%，K2O含量0.74%-1.36%，Na2O含量5.37%-5.80%，在花岗岩碱性判别图中（图1）样品投点落入钙性系列区，说明本期岩石属钙性系列；在Al2O3-SiO2图中（图2）投点落入低铝质系列区，说明本期侵入岩为低铝质岩系。

CIPW标准矿物多出现刚玉（C），在其标准矿物QAP图解中，投影点落入花岗闪长岩区（图3），与岩石定名相符。

里特曼指数σ＝1.21-1.69＜1.8，显示以钙性岩石为主，固结指数（SI）为5.31-9.67，明显高于区内其它所有类型岩石，反映岩浆固结（硬化）程度较高﹑岩浆固结（硬化）也较快﹑也说明岩浆结晶分异程度较低；分异指数（DI）在87.53-90.84，属偏高，反映岩浆分异程度很高；A/CNK＝1.73-1.99，大于1.1，应属S型花岗岩，见ACF图解（图4）。

图1 花岗岩碱性程度判别图解

图2 Al2O3-SiO2图解

图3 深成岩Q-A-P图解（据Maitre 1989）

（2）岩石地球化学特征

①稀土化学特征

稀土总量Σ139.4-164.3×10-6，（La/ Yb）N＝7.62-10.13，δEu＝0.65-0.78，（La/Sm）N＝4.50-4.66，轻稀土有明显分馏，（Gd/Yb）N＝1.15-1.42，重稀土分馏较弱；配分曲线呈不对称右倾的“V”字形，轻稀土部分斜率较大，重稀土相对舒缓波状；Eu中等亏损（δEu=0.65-0.78）。

②微量元素特征

在原始地幔标准化的不相容元素“蛛网图”中，总体上具有高度富集大离子亲石元素Rb﹑Ba﹑Ce，略富集高场强元素Sm﹑Yo﹑Th﹑Ta负异常与Nb﹑Ce正异常的特征，高场强元素（HFSE）相对于大离子亲石元素（LILE）略亏损，反映了活动大陆边缘的特征。

2 中﹑细粒正长花岗岩（C2ξγ）

（1）岩石化学特征

SiO2含量72.93-74.03%，Al2O3含量12.86%-13.21%，K2O含量4.42%-4.57%，Na2O含 量3.80%-3.84%；Al2O3-SiO2图中（图2）落入低铝质系列区。

在其标准矿物QAP图解中，投影点落入钾长花岗岩区（图3），与岩石定名相符。

图4 S、I型花岗岩分类判别图解

里特曼指数1.8＜σ＝2.18-2.36＜3.3，显示以钙碱性岩石为主，固结指数（SI）为4.02-5.63，明显低于区内其它所有类型岩石，反映岩浆固结（硬化）程度较低﹑岩浆固结（硬化）也较慢，也说明岩浆结晶分异程度较高；分异指数（DI）在90.27-91.39，大于90，属偏高，反映岩浆分异程度偏高；分异时间较短，岩石出现斑状结构，A/CNK＝1.46-1.47，大于1.1，反映铝含量较高，应属S型花岗岩，见ACF图解（图4）。

（2）岩石地球化学特征

①稀土元素特征

稀土总量144.0-149.6×10-6，（La/ Yb）N＝14.79-14.80，δEu＝0.73-0.79，（La/Sm）N＝5.04-5.18，轻稀土有明显分馏，（Gd/Yb）N＝1.90-1.92，重稀土分馏较弱，配分曲线呈不对称右倾的“V”字形，轻稀土部分斜率较大，重稀土相对舒缓波状；Eu中等亏损（δEu=0.73-0.79），Eu负异常说明源区残留相存在较多斜长石。

②微量元素特征

本组合岩石微量元素特征基本相似。在原始地幔标准化配分曲线图中，高度富集大离子亲石元素（LILE）Rb﹑Ba﹑ Th；高场强元素（HFSE）相对于大离子亲石元素（LILE）亏损。

3 中细粒二长花岗岩（C2ηγ）

（1）岩石化学特征

SiO2含量62.69%，Al2O3含量15.83%，K2O含量2.43%，Na2O含量4.60%，为准铝质的钙碱性岩石。在花岗岩碱性程度判别图解中（图1）落入钙性系列区；Al2O3-SiO2图中（图2）落入低铝质系列区，说明该期侵入岩属钙性﹑低铝质岩系。

CIPW标准矿物多出现刚玉（C）分子，在其标准矿物QAP图解中，投影点落于二长花岗岩区（图3），与岩石学定名基本吻合。

里特曼指数（σ）1.8＜σ＝2.51＜3.3，属钙碱性岩系列；固结指数（SI）为17.0，高于区内其它类型岩石，反映岩浆固结（硬化）程度较高﹑岩浆固结（硬化）也较快，也说明岩浆结晶分异程度较低；分异指数（DI）为71.71，属分异指数偏低，反映岩浆分异程度偏低，时间较短。A/CNK值为2.02，大于1.1，反映铝含量偏高，在ACF图解中样品落入S区，说明该岩体应属S型花岗岩，见ACF图解（图4）。

（2）岩石地球化学特征

①稀土元素特征

稀土总量192.0×10-6，（La/Yb）N＝9.05，（La/Sm）N＝3.56，轻稀土有明显分馏，（Gd/Yb）N＝1.59，重稀土分馏较弱，稀土配分曲线略右倾呈“V”字型；Eu以中等亏损为主，为明显的负异常（δEu＝0.77）。

②微量元素特征

本组合岩石微量元素特征基本相似。在原始地幔标准化配分曲线图中，高度富集大离子亲石元素（LILE）Rb﹑Th；高场强元素（HFSE）相对于大离子亲石元素（LILE）亏损，它们可能是源区存在斜长石而缺乏石榴石和角闪石的标志。

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