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桂岭岩体及其暗色微粒包体的岩石成因和地质意义

2022-05-02杨金豹冯佐海康志强白艳萍张成龙

高校地质学报 2022年2期
关键词:暗色黑云母微粒

杨金豹 ,冯佐海 ,康志强 ,白艳萍,吴 杰,张成龙,冯 梦

1. 有色金属矿产勘查与资源高效利用协同创新中心 桂林理工大学,桂林 541004;

2. 广西隐伏金属矿产勘查重点实验室,桂林理工大学 地球科学学院,桂林 541004

早古生代加里东运动是华南地质演化史上极为重要的构造运动,不仅形成了巨型的加里东褶皱带,还孕育了强烈的花岗质岩浆活动(杜远生和徐亚军,2012; 舒良树等, 2020)。在湘粤桂三省交界处的南岭西段桂东北地区与华南其他地区一样,花岗质岩浆活动在加里东期首次达到高潮,形成桂岭、猫儿山、越城岭、都庞岭、海洋山和大宁等多个花岗岩体(李文杰等, 2006; 程顺波等, 2013)。因此,开展南岭西段桂东北加里东期花岗岩类成因和构造背景的研究,对科学诠释华南岩石圈的形成与演化具有重要意义。

桂岭岩体呈SN向带状展布,夹持于燕山期姑婆山花岗岩体和加里东期大宁花岗岩体之间,与其西侧EW向展布的姑婆山花岗岩体和东侧NW向展布的大宁花岗岩体相比,规模较小,构造样式上存在明显差异。近年来在该岩体中陆续发现钼矿等内生金属矿床(李晓峰等, 2009),使得查明该岩体及与之相关的内生金属矿床时空及成因关系就显得尤为重要,但该岩体与区域上其他岩体相比,研究程度较低。本文在地质背景和岩石学研究的基础上,通过桂岭岩体及其暗色微粒包体地球化学特征研究,确定岩体的成岩时代、物质源区、岩浆演化,旨在进一步揭示南岭西段早古生代壳幔相互作用及其构造背景,为华南岩石圈的形成与演化提供重要科学依据。

1 地质背景和岩石学特征

1.1 地质背景

桂岭岩体位于桂东北贺州市桂岭镇西约2.5 km处,大地构造位置上,地处南岭花岗岩带西段,处于扬子与华夏地块结合带附近(图1a, b),地表南北长17 km、东西宽1~3 km,出露面积约34 km2,呈岩株产出(图1c)。岩体南部侵入南华系、震旦系和寒武系中(图2a),在围岩中产生宽100~300 m微弱角岩化带 (广西壮族自治区地质调查研究院,2005);岩体北部与泥盆系碎屑岩呈沉积接触,西部被姑婆山花岗岩体侵入,东部与大宁花岗岩体呈断层接触(钟自云和骆靖中, 1983; 李晓峰等,2009),断层之间为泥盆系碎屑岩,断裂带内发育压碎的花岗闪长岩(属大宁岩体)和构造片岩。在区域上,桂岭岩体主要受南北向构造改造,南北向脆韧性断裂发育,发育数条花岗质糜棱岩带;岩体节理主要以近南北向和近东西向两组最为发育。

图1 (a) 华南构造简图 (据王鹏鸣等, 2013);(b) 南岭西段地质简图 (据孙涛, 2006; 毛景文等, 2008; 朱金初等, 2008; Zhao and Guo, 2012绘制);(c) 研究区地质简图及采样点 (据贺州幅1: 25万地质图① 广西壮族自治区地质调查研究院. 2005. 1: 25万贺州幅区域地质报告[R]. 南宁:广西壮族自治区地质矿产勘查开发局.绘制; 白石顶钼矿床据李晓峰等, 2009, 北为白石顶矿段,南为园山顶矿段)Fig. 1 (a) Sketch tectonic map of South China; (b) Simplified geological map of Western Nanling Mountain; (c) Geological map of the study area and sampling sites

1.2 岩石特征

根据手标本和显微镜下观察的结果,桂岭岩体岩石类型主要为黑云母二长花岗岩(图2b)。呈灰白色—肉红色,块状构造,似斑状结构,基质以细粒为主,少量为中粒或中—细粒。斑晶含量5%~25%,以20%~25%居多,以正长石为主,少量为斜长石,粒径12~30 mm;基质由正长石(10%~20%),斜长石(20%~25%),石英(25%~35%),黑云母(5%~10%),普通角闪石(~ 5%)组成(图2c);副矿物有锆石、褐帘石、绿帘石、磷灰石、榍石等;其中,在矿区采集的微弱矿化黑云母二长花岗岩样品中,还有极少量磁铁矿和黄铁矿出现。

桂岭岩体中可见数量较多的暗色微粒包体,包体具有典型的火成岩斑状结构,斑晶矿物主要为正长石(5%;图2d,e),基质主要矿物为黑云母或角闪石(50%),斜长石(40%),石英(<5%)(图2f);副矿物为磁铁矿、磷灰石等。包体颜色呈深灰色至黑灰色,多呈椭圆状、纺锤状、云雾状和不规则撕裂状等,它们在寄主岩体内呈分散状随机分布,总体看岩体北部分布较为密集 ;包体大小悬殊,一般直径在3~80 cm,规模大者直径可达200~300 cm,其与寄主岩界线多呈溶蚀的港湾状,或截然清楚、或模糊渐变,在两者交代熔蚀处,正长石斑晶往往较发育,有的正长石斑晶横跨包体和寄主岩(图2d),并发育反向岩脉(图2e)。

图2 桂岭岩体黑云母二长花岗岩及其暗色微粒包体岩相学特征Fig. 2 Petrographic characteristics of the Guilling biotite monzogranite and its MMEs

2 测试方法

桂岭岩体黑云母二长花岗岩和暗色微粒包体样品均采自野外新鲜露头。岩石的主量元素和微量元素在中国地质科学院矿产资源研究所完成分析测试,主量元素分析采用X荧光光谱仪(3080E)。分析方法为:主量元素除Fe2+采用容量法、CO2采用非水滴定法、烧失量(LOI)和H2O采用高温加热-重量法外,其余氧化物均采用 X荧光光谱仪分析,各项元素分析精度优于5%;微量元素在等离子质谱仪(ICP-MS)上完成,样品处理采用酸溶法,各项元素分析精度优于5%。

Rb-Sr和Sm-Nd同位素测定在中国地质科学院矿产资源研究所同位素研究室完成。全岩Rb-Sr 同位素测定采用阳离子交换树脂分离、纯化Rb和Sr元素,用固体热电离质谱仪ISOPROBE-T测试Rb、Sr 同位素组成,用同位素稀释法计算测试样品的Rb、Sr 含量及Sr同位素比值,分析过程中,用国际标样NBS987监测热电离质谱仪的工作状态,用国际标样NBS607和国家标准物质GBW04411监探分析流程,全流程空白本底小于20 pg。全岩Sm-Nd 同位素分析采用HF+HClO4混合酸进行分解,用阳离子交换树脂进行Sm、Nd元素分离和纯化。Sm、Nd含量和 Nd 同位素比值测试利用固体热电离质谱仪ISOPROBE-T完成,Sm、Nd 含量采用同位素稀释法公式计算得到,用国家标准物质GBW04419 和实验室标准样对分析流程和仪器进行监控,全流程空白本底小于20 pg。

3 测试结果

3.1 主量元素

桂岭黑云母二长花岗岩和暗色微粒包体主量元素分析结果见表1。其中,黑云母二长花岗岩SiO2含量为70.24%~75.13%,变动范围较小, SiO2平均含量72.32%,全碱含量7.95%~8.44%。在侵入岩TAS图解上(图3a),样品均投在花岗岩区域;K2O含量4.50%~5.25%,为高钾钙碱性系列(图3b)。岩石铝饱和指数A/NCK介于0.95~1.01之间,平均值为1.00,铝碱比A/NK介于1.16~1.3之间,平均值为1.23。在A/NK-A/CNK 图解上(图3c),样品投在准铝质和过铝质界线附近,属于准铝质到弱过铝质岩石。

表1 桂岭岩体黑云母二长花岗岩和暗色微粒包体主量元素(wt%)和微量元素(×10-6)测试数据Table 1 Major (wt %) and trace (×10-6) elements data of the biotite monzogranite and MMEs in Guiling pluton

暗色微粒包体SiO2含量为48.38%~51.95%,MgO和Fe2O3含量均明显高于其寄主岩黑云母二长花岗岩,显示包体比寄主岩更偏基性,Mg#值为59~67;岩石全碱含量为3.81%~5.05%。在侵入岩TAS图解上(图3a),投在辉长岩和辉长闪长岩区域。K2O含量为1.44%~1.50%,岩石为中钾钙碱性系列(图3b)。包体铝饱和指数A/NCK介于0.62~0.68之间,平均值为0.65。铝碱指数A/NK介于1.97~2.40之间,平均值为2.19。在A/NK-A/CNK图解上(图3c),样品投在准铝质区域,显示其为准铝质岩石。

图3 桂岭岩体黑云母二长花岗岩和暗色微粒包体主量元素图解Fig. 3 Major elemental classification diagrams of Guiling biotite monzogranite and MMEs

3.2 微量元素

桂岭黑云母二长花岗岩和暗色微粒包体微量元素分析结果见表1。桂岭黑云母二长花岗岩稀土元素总量ΣREE = 85×10-6~162×10-6,平均值127×10-6;LREE/HREE=6.31~9.03,平均值7.96;(La/Yb)N值为5.0~8.4,轻重稀土分异明显,轻稀土富集,重稀土亏损,稀土配分曲线均右倾(图4a);(La/Sm)N值为4.16~5.23,平均值4.73;(Gd/Yb)N值为 0.84~1.26,平均值1.05;在轻稀土区间,斜率较陡,在重稀土区间,斜率较缓,显示轻稀土内部具有明显的分馏作用,而重稀土分馏不明显;δEu值为0.37~0.58,为中度负Eu异常且异常明显。

暗色微粒包体稀土元素总量ΣREE=174×10-6~200×10-6,平均值为187×10-6;LREE/HREE 值为8.63~8.72;(La/Yb)N值为11.74~12.12,轻重稀土分异明显,轻稀土富集,重稀土亏损,稀土配分曲线也均右倾(图4a);(La/Sm)N值为3.41~3.52,(Gd/Yb)N值为 2.51~2.66,轻稀土和重稀土的分馏程度差别不大;δEu值为0.92~0.94,负Eu异常不明显。

在微量元素原始地幔标准化蛛网图上(图4b),桂岭黑云母二长花岗岩Rb、K、Pb等大离子亲石元素明显富集,Ba、Sr明显亏损,高场强元素Th、U、Ta、Zr、Hf等富集, Nb、P、Ti等明显亏损。而暗色微粒包体富集和亏损的特征没有其寄主岩黑云母二长花岗岩明显,其中大离子亲石元素Rb相对富集, Ba 相对亏损,高场强元素Ta、Hf等相对富集, Nb、Zr等相对亏损,Ti亏损明显,亏损程度远小于寄主岩。

图4 桂岭岩体黑云母二长花岗岩和暗色微粒包体稀土元素球粒陨石标准化 (a) 和微量元素原始地幔标准化 (b) 配分图解(标准化数据引自Sun and McDonough, 1989)Fig. 4 Chondrite-normalised REE (a) and primitive mantle-normalised trace element (b) patterns of the biotite monzogranite and MMEs in Guiling pluton (Normalised data cited from Sun and McDonough, 1989)

3.3 Sr-Nd同位素

桂岭黑云母二长花岗岩和暗色微粒包体Sr-Nd同位素分析结果见表2和图5。其中,桂岭黑云 母 二 长 花 岗 岩εNd(t)=-13.6~-5.0,TDM2=1.6~2.3 Ga;(87Sr/86Sr)i=0.70483~0.72063。暗 色 微 粒 包 体的εNd(t)=3.4~3.6,TDM2=0.88~0.89 Ga;(87Sr/86Sr)i=0.70589~0.70848。

表2 桂岭岩体黑云母二长花岗岩和暗色微粒包体Sr-Nd同位素测试数据Table 2 Sr-Nd isotopic data of the biotite monzogranite and MMEs in Guiling pluton

图5 桂岭岩体黑云母二长花岗岩和暗色微粒包体Sr-Nd同位素组成(片麻状花岗岩引自Wang et al., 2011)Fig. 5 Sr-Nd isotopic compositions diagram of the granite monzogranite and MMEs in Guiling pluton (Gneissic granite data cited from Wang et al., 2011)

4 讨论

4.1 桂岭岩体形成时代

桂岭岩体形成时代长期存在争议。广西壮族自治区地质局(1965)①广西壮族自治区地质局. 1965. 贺县幅1: 20万区域地质调查报告[R]. 南宁: 广西壮族自治区地质局.、钟自云和骆靖中(1983)及广西壮族自治区地质调查研究院(2005)将桂岭岩体作为大宁花岗岩体的一部分归为加里东期花岗岩体;湖南省地质局(1975)②湖南地质局. 1975. 江永幅1: 20 万区域地质调查报告[R]. 长沙: 湖南省地质局.、冯佐海等(2002)则依据岩浆演化视其为燕山期花岗岩体;朱金初等(2006)利用LA-ICP-MS法测得该岩体锆石U-Pb年龄为368±8 Ma,该样品在岩体北缘采集;李晓峰等(2009)利用高精度SHRIMP 锆石 U-Pb同位素定年方法,分别对岩体南缘的桂岭岩体黑云母二长花岗岩和暗色微粒包体进行了年龄测试工作,测得黑云母二长花岗岩年龄为424.4±5.6 Ma,暗色微粒包体年龄为428±4 Ma,同时还对产于岩体南缘白石顶石英—辉钼矿脉中的辉钼矿进行了Re-Os定年,获得424.6±5.7 Ma的辉钼矿成矿年龄,认为三者同属志留纪罗德洛世至文洛克世构造—岩浆活动的产物。从朱金初等(2006)对采于桂岭岩体北缘二长花岗岩样品的锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果看,其14个206Pb/238U年龄数据很离散、不集中,从210~381 Ma均有出现,其加权平均值似乎没有意义。另外,从区域岩浆作用看,在桂东北地区除此之外还尚未见有海西期岩浆活动报道,故此年龄存疑。鉴于李晓峰等(2009)获得的桂岭岩体内黑云母二长花岗岩、暗色微粒包体和辉钼矿基本一致的、系统的同位素年龄数据,结合桂岭岩体侵位于南华系(图2a)并与下泥盆统碎屑岩呈沉积接触关系(钟自云和骆靖中, 1983; 广西壮族自治区地质调查研究院, 2005)的地质事实。本文认为,桂岭岩体黑云母二长花岗岩和暗色微粒包体均形成于加里东晚期,锆石SHRIMP U-Pb年龄的一致性间接否定了暗色微粒包体是深部岩石熔融残留体和浅部围岩捕虏体的可能性,并为二者不同物源的岩浆混合成因提供了关键性证据。

4.2 桂岭岩体源区特征和岩石成因

Chappell和White(1974)提出了I型和S型花岗岩的概念,认为I型花岗岩的源区为火成岩,而S型花岗岩的源区为沉积岩。桂岭岩体黑云母二长花岗岩K2O含量为4.50%~5.25%,A/CNK值小于1.1,属于高钾钙碱性系列准铝到弱过铝岩石(图3b, c)。此外,黑云母二长花岗岩具有低的FeO*/MgO值(图6a),且在ACF图解上落在S型花岗岩区域(图6b)。

图6 桂岭岩体黑云母二长花岗岩岩石类型判别图解Fig. 6 Classification diagrams of the Guiling biotite monzogranite

鉴别S型花岗岩的重要矿物学标志是堇青石,而不是白云母和石榴子石(Miller, 1985)。虽然早期研究提出了含铝指数(A/CNK值)1.1可作为I型和S型花岗岩的划分依据,但其仅适用于未经过强烈分异的花岗岩,判别高分异的花岗岩会失效(吴福元等, 2007)。因此,不能简单地用含铝指数和标准矿物计算出现刚玉作为判断S型花岗岩的主要依据,应结合元素和同位素的地球化学特征进行综合判断(Chappell and White, 1992)。

王德滋等(1993)指出,元素Rb和K有比较相似的地球化学行为,随着壳幔的分离和陆壳的不断演化,Rb不断富集于成熟度高的地壳中;元素Sr 和Ca也有着较为相似的地球化学行为,它们往往在演化不充分、成熟度低的地壳中富集。因此,Rb/Sr值可以灵敏的记录源区物质的性质,当Rb/Sr>0.9 时,为 S 型花岗岩,且ΣREE>200;当Rb/Sr < 0.9 时,为 I 型花岗岩。桂岭岩体黑云母二长花岗岩Rb/Sr=2.4~8.4,表明其源区主要为演化充分的成熟陆壳。此外,黑云母二长花岗岩具有明显的Eu、Ba、Sr、P、Ti负异常(图4),且ΣREE<200,表明其为典型的高分异花岗岩(Wu et al., 2003),这与较大的Rb/Sr值显示的演化成熟陆壳(S型花岗岩)并不矛盾。同时,黑云母二长花岗岩的(87Sr/86Sr)i值主要分布在0.705~0.720之间(表2),且原岩主要为变质杂砂岩(图7)。因此,桂岭黑云母二长花岗岩的岩相学和地球化学特征表明其为高分异的S型花岗岩。

桂岭黑云母二长花岗岩Sr-Nd同位素分析结果显示其具有(87Sr/86Sr)i值变化范围较大(0.704943~0.719996)(图5),其中样品650-2和样品648具有相对较高的Rb/Sr值(7.8~8.4)和相对较低的(87Sr/86Sr)i值(0.705~0.706) (表1和表2),这主要由岩石源区和岩浆形成过程中发生强烈的分异使得Rb元素高度富集所致(Jung et al., 2000);其他花岗岩样品较高的(87Sr/86Sr)i值和较低的εNd(t)值(图5)表明其为成熟的地壳源区物质部分熔融形成。全岩A/MF-C/MF图解显示黑云母二长花岗岩为变质杂砂岩部分熔融的产物(图7)。结合样品TDM

图7 桂岭岩体黑云母二长花岗岩和暗色微粒包体的A/MF-C/MF图解(Altherr et al., 2000)Fig. 7 A/MF-C/MF diagram (Altherr et al., 2000) of the biotite monzogranite and MMEs of Guiling pluton

2为1.6~2.3 Ga(表2)和区域上分布的中、新元古代变质地体来看,桂岭黑云母二长花岗岩为中元古代中、下地壳变质杂砂岩重熔形成。

4.3 暗色微粒包体的源区特征和岩石成因

野外地质特征显示,桂岭黑云母二长花岗岩内发育大量暗色微粒包体且二者接触边界清晰,包体中发育有寄主岩黑云母二长花岗岩的正长石斑晶,部分正长石斑晶有溶蚀现象(图2d),黑云母二长花岗岩岩浆呈弯曲的细脉状灌入暗色微粒包体中形成反向脉(图2e),暗示黑云母二长花岗岩与暗色微粒包体近于同时或略晚于暗色微粒包体形成。这表明组成暗色微粒包体的基性浆和黑云母二长花岗岩浆在侵位过程中并没有完全固结,二者清晰的接触边界表明化学成份上无明显的混合,大量出现的暗色微粒包体说明基性岩浆与其寄主黑云母二长花岗岩的准固态岩浆仅仅发生了强烈的机械混合(Pitcher, 1997)和不同程度的化学混合(康磊等,2009; 杨金豹等, 2013; 雷传扬等, 2019)。

稀土元素总量(ΣREE)数据显示,暗色微粒包体的ΣREE值(174~200)大于其寄主岩石黑云母二长花岗岩的ΣREE值(85~162;表1),表明其不可能是黑云母二长花岗岩岩浆早期分离结晶产物的集合体,这是因为REE属于强不相容元素,若暗色微粒包体是黑云母二长花岗岩母岩浆早期结晶分异出来的产物,其ΣREE值应低于寄主黑云母二长花岗岩。因此,暗色微粒胞体不是寄主黑云母二长花岗岩岩浆分离结晶作用的产物。稀土元素球粒陨石标准化图解显示,暗色微粒包体无明显的Eu负异常;在微量元素原始地幔标准化图解上,暗色微粒包体Ba、Sr、P、Ti负异常同样不如其寄主岩黑云母二长花岗岩明显(图4),说明其未经历过高分异演化过程;暗色微粒包体Th、U相对富集,但富集程度远低于黑云母二长花岗岩,表明其与黑云母二长花岗岩并不同源。同时,暗色微粒包体的Sr、Nd同位素组成显示其靠近亏损地幔端员(图5),全岩A/MF-C/MF图解显示为变质玄武岩(玄武质下地壳)部分熔融形成(图7),表明其来自岩石圈地幔物质组分,在成岩演化过程中受到了低程度的地壳物质混染;且暗色微粒包体和黑云母二长花岗岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄近于一致(李晓峰等, 2009)。因此,暗色微粒包体为先前底侵至下地壳底部的幔源玄武质岩石经高度部分熔融形成的基性岩浆上升侵位,侵位过程中导致黑云母二长花岗岩的源区岩石发生部分熔融,并有少量黑云母二长花岗岩岩浆与之发生低程度化学混合形成。

由于形成暗色微粒包体的基性岩浆体积较小,在侵入到温度相对较低、粘度较大的准固态黑云母二长花岗岩岩浆中会发生快速冷却,形成了结晶程度较差的暗色微粒包体;同时,二者的化学成分并未发生明显的混合(Pitcher, 1997; Nédélec and Bouchez, 2015)。因此,暗色微粒包体显示了略低于亏损地幔的εNd(t)值(图5)。

4.4 构造背景

前人将华南大陆的岩石圈演化归纳为四个阶段。新元古代早期(1.0~0.9 Ga),古华南洋板块朝扬子板块的东南缘俯冲,形成江南活动大陆边缘;大约从0.87 Ga开始,扬子与华夏两大块体发生直接碰撞,形成了挤压褶皱、逆冲推覆构造、韧性剪切等一些列变形变质作用,导致地壳逐渐增厚;在0.85~0.80 Ga期间,随着变形变质作用的持续作用,地温持续增加和放射性热能的持续累积,使得增厚陆壳底部发生部分熔融,形成过铝质花岗岩类;此后,受全球罗迪尼亚(Rodinia)超大陆裂解事件的影响,由华夏和扬子板块拼合形成的华南联合大陆发生裂解,来自于岩石圈地幔的基性岩浆,形成了基性岩墙、岩脉和基性下地壳,发育在裂谷盆地、上部地壳和下地壳中;大约从0.70 Ga开始,华南大陆转为陆内尺度的挤压或伸展,形成了持续稳定的华南板块构造环境,出现了长达500 Ma的板内沉积与板内构造环境(舒良树等, 2008; 舒良树, 2012; 张国伟等, 2013; Guo et al., 1989; Wang and Mo, 1995; Li et al., 2012; Wang et al., 2017; Xia et al., 2018)。

大量研究结果表明,花岗岩更容易在升温减压的环境下形成。华南东部花岗质岩浆主要起源于伸展背景下中、下地壳的部分熔融作用,尤其是与岩石圈伸展和源于岩石圈地幔的玄武质岩浆底侵作用有关的俯冲带背景下发育的花岗岩(邱检生等,2012; Zhou and Li, 2000; Zhou et al., 2006; Wang and Mo, 1995; Wang and Shu, 2012; Chen et al., 2014; Li et al., 2014)。桂岭岩体黑云母二长花岗岩全岩微量元素构造环境判别图解显示,岩石形成于后碰撞—碰撞后的大地构造背景(图8a),总体是在碰撞的大地构造背景下(图8b)。这就意味着桂岭岩体黑云母二长花岗岩及其暗色微粒包体在陆内强烈挤压之后应力释放、压力降低的后碰撞松弛阶段的构造环境下形成。

图8 桂岭岩体黑云母二长花岗岩形成构造环境判别图解(Harris et al., 1986)Fig. 8 Tectonic setting discrimination diagrams (Harris et al., 1986) of the biotite monzogranite of Guiling pluton

早古生代的加里东构造运动在华南表现为多幕式的地壳运动(吴浩若, 2003; 杜远生和徐亚军, 2012)。其中,在广西就相继表现为郁南运动、北流运动(莫柱孙等, 1980)和广西运动(Ting,1929);而形成于424.4±5.6 Ma桂岭岩体应主要形成于广西运动。依据桂岭岩体黑云母二长花岗岩的Nd二阶段模式年龄(TDM2=1.6~2.3 Ga)和暗色微粒包体Nd二阶段模式年龄(TDM2=0.88~0.89 Ga)。而超大陆大规模裂解引发的华南新元古代花岗岩浆—基性岩浆活动有两期,一期为~0.83 Ga,另一期为0.76~0.75 Ga(郑永飞等, 2005),这两期岩浆活动的时间都晚于本文暗色微粒包体源区的形成时间,暗色微粒包体源区并非形成于超大陆裂解事件。结合其他地质证据,本文认为暗色微粒包体的源区正是在0.88 Ga左右扬子板块与华夏板块即将发生碰撞的阶段底侵到下地壳中的岩石圈地幔组分,这些幔源组分在早古生代加里东运动晚期(广西运动)陆内强烈挤压之后应力释放和压力降低的后碰撞背景下高度熔融,所形成的基性岩浆在侵位过程中加热下地壳,使得中元古代变质杂砂岩发生部分熔融形成花岗岩浆,基性岩浆同时或稍后注入到酸性岩浆房,两者在侵位过程中发生强烈的机械混合和低程度的化学混合作用形成暗色微粒包体。

综上所述,桂岭岩体的黑云母二长花岗岩、暗色微粒包体和发育在岩体南缘的白石顶钼矿床均为加里东期构造—岩浆活动的产物,它们形成于早古生代加里东运动晚期(广西运动)陆内强烈挤压之后应力释放和压力降低的后碰撞背景下,这种背景有利于深部岩浆作用发生和含矿热液的形成。因此,区域上除了燕山期花岗岩有关的找矿工作外,针对加里东期花岗岩的找矿工作不容忽视。深入研究加里东期花岗岩岩浆作用—成矿事件对于认识华南早古生代构造演化具有重要意义。

5 结论

(1)桂岭岩体由黑云母二长花岗岩组成,属准铝—弱过铝质高钾钙碱性系列,岩石地球化学元素特征、Rb/Sr值和Sr-Nd同位素显示其为高分异S型花岗岩,为中元古代中、下地壳变质杂砂岩发生重熔作用的产物,形成于后碰撞松弛阶段大地构造背景。

(2)扬子和华夏板块在新元古代碰撞导致幔源岩浆底侵到下地壳底部,在早古生代广西运动期间,该新生的幔源地壳物质高度熔融,所形成的基性岩浆侵位上升并引发其上的中、下地壳中元古代变质杂砂岩发生部分熔融,形成花岗质岩浆,后者上侵定位形成桂岭岩体。进一步表明,桂岭岩体所在的南岭西段具有二阶段壳幔相互作用成岩特征。(3)桂岭岩体中的暗色微粒包体为先存于下地壳底部的岩石圈地幔组分高度熔融形成的基性岩浆在侵位过程中与组成桂岭岩体的花岗质岩浆组分发生强烈机械混合和低程度化学混合作用形成。这些幔源组分曾在新元古代构造—岩浆事件中底侵到下地壳底部,其与全球罗迪尼亚(Rodinia)超大陆聚合事件有关。

致谢:感谢孔华教授和任云生教授对本文提出的建设性修改意见。

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