高分异花岗岩：矿物学、地球化学特征及其找矿意义探讨

发布时间：2020-04-03 00:15

【摘要】：花岗岩是大陆地壳的重要组成部分,长期以来都是地球科学研究的重点。其中,花岗岩的分类是一项重要课题。截止目前已提出20余种花岗岩分类方案,本文系统总结了常见的4种花岗岩分类:ISMA花岗岩分类;Barbarin花岗岩分类;磁铁矿、钛铁矿系列分类;Frost岩石化学分类,并对以上4种分类方案的优缺点做出简要评述。高分异花岗岩是一种特殊类型的花岗岩,为岩浆演化至晚期的产物,在部分岩体中难以确定其成因类型。另外,高分异花岗岩与钨锡矿有密切的成因联系。因此,厘定出高分异花岗岩的判别标志对花岗岩的分类和钨锡矿的勘察工作具有重要意义。本文收集了世界范围内约38个典型高分异花岗岩岩体的地球化学数据,根据其岩相学特征分为8类进行讨论:白岗岩、细晶岩、Li-F花岗岩、含电气石花岗岩、白云母花岗岩、二云母花岗岩、黑云母花岗岩、含碱性暗色矿物花岗岩,并对其矿物学和地球化学特征进行归纳总结。对于缺失矿物含量的岩体,本文用Modan软件模拟了这些岩体造岩矿物的含量。基于高分异花岗岩的主要造岩矿物和主量元素,本文提出了高分异花岗岩的判别标准:(1)造岩矿物方面,斜长石牌号15,暗色矿物含量8%;(2)主量元素方面,CaO含量小于1%,FeOt+MgO+TiO_2含量小于6%,SI(固结指数)6,DI(分异指数)88。华南地区是我国重要的钨锡矿产地,本文挑选了该地区13个典型的与高分异花岗岩有关的钨锡矿,并将其分为三类:与锡矿有关的高分异花岗岩、与钨锡矿有关的高分异花岗岩和与钨矿有关的高分异花岗岩。三类高分异花岗岩均富集Rb、Th、U、Ta,亏损Ba、Sr、Nb、Ti,表现出强烈的Eu负异常。另外,笔者对钨锡矿化的差异性进行了研究,认为岩浆演化程度不同是造成钨锡差异性矿化的因素之一。这种成矿差异性在三种不同类型花岗岩的微量元素特征上也有所体现:(1)相较于与钨锡矿有关的高分异花岗岩,与锡矿有关的高分异花岗岩有较高的La/Yb;(2)相较于与钨矿有关的高分异花岗岩,与锡矿有关的高分异花岗岩有较高的Zr/Hf、Nb/Ta以及较低的Y/Ho;(3)在上述三种花岗岩中,与钨矿有关的高分异花岗岩有更强烈的四分组效应。这些微量元素表现出来的差异可以作为区分三种类型花岗岩的依据。这种差异性对钨锡矿集区的进一步找矿工作具有重要意义。
【图文】：

分布图,核密度,分布图,镁铁矿物

在岩浆演化过程中，CaO,FeO,MgO 的含量趋于降低，并且斜长石是 CaO 的主要寄主矿物，CaO 含量的降低必然致使斜长石牌号的降低，黑云母与角闪石是花岗岩中主要的镁铁矿物，较低的镁铁含量则对应主要镁铁矿物含量的减少。另外，通过对我国南岭地区与钨矿成矿作用直接相关的花岗岩中的长石进行测试发现，其长石主要为碱性长石，斜长石牌号整体小于 5，在 QAP 图解中，与成矿有关的花岗岩定名应为碱长花岗岩(祝新友等,2012)。因此，本文以 CaO 含量和斜长石牌号作为主要参考依据，，选取最典型的高分异花岗岩数据来对高分异花岗岩的特征进行归纳总结。从CaO 含量为横坐标，An 值为纵坐标的核密度图中可以发现，约有 90%的数据集中分布于 CaO<1%，An<20 的范围内(图 3-1-a)。将该部分放大之后，数据集中分布于CaO<1%，An<15 的范围中(图 3-1-b)。所以，本文以 CaO<1%，An<15 为筛选标准，从已有数据集中筛选出更加典型的高分异花岗岩，对其镁铁矿物含量、主量及微量元素地球化学特征进行了归纳。

暗色矿物,斜长石

巴尔哲岩体暗色矿物含量 0.7~10%，斜长石为钠长石(Jahn 等,2001)。从图3-2 中可以看出，高分异花岗岩暗色矿物含量整体小于 8%，白岗岩和细晶岩有最低的暗色矿物含量，Li-F 花岗岩和黑云母花岗岩的暗色矿物含量相对最高。由于拟合结果存在误差，因此会出现白岗岩暗色矿物含量接近 2%这一情况。除细晶岩和黑云母花岗岩中部分斜长石牌号介于 10~15 中间外，其余 5 种花岗岩斜长石均为钠长石，含电气石花岗岩有最低的斜长石牌号(图 3-3)。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P588.121;P624

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