新疆地区碱性花岗岩类主量元素、稀土、微量元素地球化学特征

吴军鹏 黄基汉

[摘要]通过对新疆拜城县波孜果尔碱性花岗岩类有用元素进行相关研究与分析。通过先进的仪器对波孜果尔碱性花岗岩类地球化学特征进行了分析，并对岩石成因与构造背景进行了讨论。结果表明：花岗岩类岩石的主量元素、稀土元素、微量元素特征为：三类岩石均表现出低钾过碱性的特点，为具中等 SiO2含量的花岗岩类。三类岩石为同源岩浆演化的产物，且可能是同一期次岩浆活动中形成的。推测岩浆分异演化顺序是石英二长闪长岩→石英二长岩→花岗闪长岩。稀土总量较高，以轻稀土较富集及重稀土亏损为特征。具有明显 Eu 异常的"V"型模式曲线。Eu负异常，微弱的 Ce 负异常。富含大离子亲石元素（LILE）Rb、Cs、Th、U，贫Sr、Ba，其 Rb/Sr、Rb/Ba 比值较高。Nb、Ta、Zr、Hf 等高场强元素含量较高。

[关键词]新疆 花岗岩类 元素 地球化学 岩石 研究

[中图分类号] P619.22+2 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-7-84-1

1引言

通过收集区域地质资料，野外样品采集，结合实验室优越的电子设备条件，在专家的指导下，选择新疆拜城县波孜果尔花岗岩类岩石地球化学作为研究对象。现有资料显示，地质工作者对拜城地区的区域地质普查工作在日益完善，但是由于种种原因的限制，拜城波孜果尔地区的地质工作还有待详尽。20 世纪80 年代以来，我国碱性岩的重要进展之一是认识到碱性岩与富碱岩类常常具有空间上紧密共生、形成时间相近、呈带状展布的特点，由此提出富碱岩带概念并开展了一系列研究工作。2009年5月开始开展的“新疆拜城县波孜果尔铌、钽矿地质详查”工作。对波孜果尔铌钽矿矿床地质、矿体地质、矿床开采技术条件、详查工作及质量评述进行了详细研究，而对新疆拜城县波孜果尔赋存铌、钽矿的碱性花岗岩类岩石地球化学特征研究较少。

2碱性花岗岩类主量元素地球化学特征

挑选出特征性岩石样品24个，包括石英二长闪长岩5个，花岗闪长岩3个，石英二长岩16个。粉碎至200目。主量元素是在本单位地质分析测试研究中心测试分析，全分析（12 项），仪器型号：飞利浦 PW2404X 射线荧光光谱仪。测试方法和依据：GB/T14506.28-93 硅酸盐岩石化学分析方法，X射线荧光光谱法测定主、次元素量。样品的主量元素化学全分析岩石化学成分富SiO2，含量60.33%～69.69%，平均为63.58%。Na2O+K2O 变化范围为9.35%～10.06%，平均9.35%。K2O含量为2.19%～5.06%，K2O/Na2O=0.29～0.76，表现出低钾的特征。CaO 含量为 0.33%～1.65%，MgO 含量为0.04%～0.16%。Al2O3含量为 11.36%～14.32%。根据化学成分，首先按照岩石的碱性程度划分出钙碱性、碱性系列和过碱性系列。组合指数（σ）：σ43=（Na2O+K2O）2/（SiO2-43）（wt%）。σ43<3.3，为钙碱性；3.3<σ43<9，为碱性；9<σ43，为过碱性。新疆花岗岩类岩石σ43 在3.3～6.1 之间，为碱性。根据公式碱度率 AR =[Al2O3+CaO+（Na2O+K2O）]/[Al2O3+CaO（-Na2O+K2O）]（wt%），计算出 AR新疆波孜果尔花岗岩类岩石 A R=4.63～7.34，赖特碱度率较高。碱性花岗岩类岩石类型：运用 CIPW 标准矿物计算软件计算出标准矿物的体积百分含量。将石英、钠长石和正长石之和换算成100，Q+A+P=100。根据国际地科联（IUGS）火成岩分类学分委会所推荐的定量矿物成分分类，即 Q-A-P 图进行投图。新疆波孜果尔过碱质碱性花岗岩类岩体的岩性主要为石英二长岩、石英二长闪长岩、花岗闪长岩。分异指数随着 SiO2的逐渐升高变化不大，在 88.52～95.2 之间。反映出岩浆分异程度较稳定，表明岩浆结晶演化过程稳定。随着岩浆的演化，从早期中性岩至晚期弱酸性岩的形成与 SiO2含量的增加，TiO2、FeOT、MgO、CaO、P2O5、K2O的含量不断减少，而 Na2O、Al2O3的变化程度相对不大。这说明研究区三类花岗岩具有同源性质，为同源岩浆演化的产物。由于这三类花岗岩具有较为相似的地球化学特点，这种岩性变化应属于渐变过渡，且两者形成时间应相距不久，可能是属于同一期次岩浆活动中形成的不同类型的花岗岩。从岩浆分异演化的一般规律分析，可推测是由石英二长闪长岩→石英二长岩→花岗闪长岩的演化顺序。

3碱性花岗岩类稀土、微量元素地球化学特征

稀土元素球粒陨石标准化配总体表现为具有明显 Eu 异常的“V”型模式曲线，这也是碱性花岗岩类的重要识别标志之一。微量元素地球化学特征，波孜果尔碱性花岗岩类的三种岩石（花岗闪长岩、石英二长闪长岩、石英二长岩）的主要的微量元素波孜果尔碱性花岗岩类的 Nb、Ta、Zr、Hf 等高场强元素的含量均较高，其中 Zr 含量高达 113～1246×10-6。Nb/Ta 比值较高，7.23～32.59。Zr/Hf 比值较高，16.69～58.04。元素 Zr+Nb+Ce+Y=（478～2203）×10-6，大于 A 型花岗岩下限值（350×10-6）。新疆波孜果尔碱性花岗岩类的稀土总量较高，以轻稀土较富集及重稀土亏损为特征。稀土元素球粒陨石标准化配分模式总体表现为具有明显 Eu 异常的“V”型模式曲线，这也是碱性花岗岩类的重要识别标志之一。Eu 负异常，表示在成岩过程存在斜长石的分离结晶作用。微弱的 Ce 的负异常，表明岩石没有受到低温蚀变作用的影响。波孜果尔碱性花岗岩类三类岩石均富含大离子亲石元素（LILE）Rb、Cs、Th、U，贫 Sr、Ba，其 Rb/Sr、Rb/Ba 比值较高。Nb、Ta、Zr、Hf 等高场强元素的含量均较高。

参考文献

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