测定、花岗岩类岩石中长石成分的分析方法

2016-04-14四川省冶金地质勘查局六零四大队四川广元628017

地球 2016年10期

（四川省冶金地质勘查局六零四大队四川广元628017）

本文主要简单介绍了花岗岩类的成分分析。

花岗岩成分分析

1 分析方法

实验条件为：15 KV加速电压，电子束直径小于5 μm，为避免蒸发，先分析K和Na。数据采用一系列自然样品及标准氧化物作为标准样品，使用基于ZAF的程序进行校正。主量元素分析精度优于2%。分析以NIST610作为外部标样，采用电子探针A1203数据作为内标。激光束斑大小一般为60 μm。剥蚀位置尽量与电子探针分析位置一致，为避免能量过高导致探针片被击穿或击飞，部分样品点采用了44或32 gym。对NIST612的10次重复测定给出的Sr含量平均值为79.2 ppm，RSD为1.8%。本文样品的Sr含量均大于200 ppm，故推测Sr分析精确度优于2%。

2 分析结果

低镁埃达克质岩与普通花岗岩类中的斜长石形成了2个不同的成分区。在给定的Ca0含量，低镁埃达克质岩中的斜长石相对普通花岗岩类中斜长石具有更高的Sr含量。两类样品中的斜长石形成独立的Sr-Ca0相关趋势。Sr/Ca0可反映斜长石中Sr的相对富集程度，低镁埃达克质岩中斜长石Sr/C a0的变化范围为429.3960.9，平均值为695.5士311.0(2SD,n=45)；而普通花岗岩类中斜长石的Sr/Ca0的变化范围为81.5354.0，平均值为 206.7士 131.3(2SD, n=34)。此外，样品07FJ-2,06ZY-4和07ZB-6中斜长石的成分呈现出较大的变化范围.部分斜长石中发育明显的成分环带，绝大部分为核部的Sr和Ca0含量较边部高的正环带。这反映斜长石成分在结晶过程中逐渐变化。

3 讨论

3.1 两类花岗岩类中斜长石Sr/Ca0差异的原因

斜长石和熔体间Sr分配系数主要受钙长石组分、结晶时的温度、压力和熔体水含量影响，但受钙长石组分影响最为显著。.本文中低镁埃达克质岩与普通花岗岩的斜长石牌号并无系统差别，SX分配系数应接近，斜长石DSR/Ca接近1，最大的变化范围为0.5-1.5，即相差3倍。.然而，低镁埃达克质岩与普通花岗岩中斜长石的Sr/C a0平均值相差约3.5倍，在给定的Ca0含量，Sr含量表现出巨大差异。这说明分配系数差异本身并非导致两类花岗岩中斜长石Sr/Ca0差异的主要原因。本文两类样品的全岩成分十分接近，观察到的矿物组合及矿物比例也比较接近。因此，其他矿物相共结晶也无法解释两类花岗岩斜长石Sr/Ca0的系统差别。

综上所述，低镁埃达克质岩与普通花岗岩斜长石Sr/Ca0的显著差异不是斜长石/熔体间的分配系数控制或与斜长石共结晶的矿物相组合不同的结果，两类花岗岩斜长石Sr/Ca0的系统差别最可能是继承自岩浆成分。

3.2 斜长石分离结晶对自身及熔体Sr/Ca0的影响

样品07FJ-2,06ZY-4和07ZB-6中斜长石的Sr,Ca0含量表现出极大的变化。部分样品中斜长石发育明显的正成分环带。这些连续的成分变化应反映的是斜长石分离结晶的结果。值得注意的是，在斜长石成分发生如此大的变化的情况下，同一样品中斜长石Sr/Ca0的变化十分有限。虽然07ZB-1和07ZB-6中斜长石的Sr/Ca0变化较为明显，但其Ca0变化范围很小，所以它们的Sr/Ca0变化可能与分离结晶过程无关。因此，分离结晶过程中斜长石的Sr/Ca0未发生显著改变。

斜长石/熔体间的Sr,Ca交换分配系数DSR/Ca计算自实验岩石学方法及斑晶基质法数据,总在1附近，斜长石应记录了与之平衡熔体的Sr/Ca0。从而斜长石分离结晶对熔体的Sr/C a0改变也应十分有限.其本质是斜长石结晶时，Sr和Ca总是以和熔体中相近的比例进入斜长石。斜长石分离结晶对熔体的Sr-Ca0关系不会产生显著影响也得到全岩数据观察的支持。北大别地区混合岩中斜长石堆晶成因淡色体具有与低镁埃达克质岩类似的高Sr/Y,La/Yb特征，但在Sr-Ca0图解上，整体落在大别普通花岗岩类的范围之内，Sr/Ca0并无显著改变。这些观察进一步支持了本文的结论，即斜长石分离结晶不会显著改变熔体的Sr/Ca0。

3.3 高Sr/Ca0成因及对低镁埃达克质岩判别的意义

由于实验岩石学文献中没有系统报道熔体和残留相矿物比例，本文利用前人基于Melts模拟计算的结果，以无水基性地壳部分熔融为例，定性给出熔体S:和Ca0,Sr/Ca0随熔融比例和压力的变化关系，可以看出低比例熔融熔体的Sr含量随压力上升明显升高。这是因为，Sr在残留固相/熔体间的分配系数Dsr因压力增大，残留相中斜长石的比例明显减少而减小。相同熔融程度时，不同压力下熔体的Ca0含量基本一致。当压力>1.6GPa时，小比例部分熔融熔体的Ca0含量较低压熔体显著降低，这可能由高压下残留相中高Ca0含量辉石比例增高导致。综合结果是熔融压力升高时，熔体会具有更高的Sr/Ca0。其根本原因是压力增大，导致残留相中斜长石向石榴石转变时，熔体中Ca为主要元素，受饱和度控制，受到的影响较小，而Sr由分配系数控制，更易于分配进入熔体.大别低镁埃达克质岩Sr/C a0的均值为450，最高值可达1119，支持其来自基性地壳高压下低比例部分熔融，残留相中贫斜长石的推测。