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华南加里东期花岗岩成因一直是研究的热点,桂岭二长花岗岩的成因长期存在争议。本文在野外调研的基础上,运用岩石学、元素地球化学、同位素地球化学等方法,对桂岭二长花岗岩形成时代、物质来源、构造环境以及成因机制进行了研究,在厘清桂岭二长花岗岩的地球化学特征和成因关系上具有一定意义。取得主要成果如下:
桂岭地区花岗岩主要为黑云母二长花岗岩,属于亚碱性系列,高钾钙碱性花岗岩类,是准铝质-铝质A型花岗岩。而岩体中的闪长质包体,属于中钾钙碱性花岗岩岩类,是准铝质I型花岗岩。桂岭二长花岗岩主岩的主量元素Si0?含量变化平均为72.63%,含量较高,Fe、Mg, Ca、Ti等氧化物含量较低;包体的Si02含量较低,为48.38%和51.95%,Fe、Mg、Ca、Ti等氧化物含量较高。
桂岭二长花岗岩主岩稀土元素总量∑REE在85.44×10-6~161.56×10-6之间,平均为126.68×10-6,轻、重稀土分馏不明显,LREE/HREE的值为6.312~9.112之间,为轻度分异,平均δEu=0.47<1,存在负铕异常;包体稀土元素总量∑REE分别为173.67×10-6和200.41×10-6,轻、重稀土(LREE/HREE)比值为8.627和8.719,分馏不明显,包体8Eu值为0.94和0.92,为弱负铕异常。微量元素特征显示,主岩具有Sr、Nb、Sm、Y、Yb等明显亏损,Sr负异常特征。包体的Rb、Ba等大离子半径亲石元素和Th、Ta、Ce、Hf等高场强元素富集程度不如主岩强烈。
Pb同位素表明,桂岭二长花岗岩主岩及包体的源岩物质具有一定的同源性特征。主岩的源岩物质来源于上地壳,且与幔源岛弧有关,包体的源岩物质具有幔源岛弧物质特征,说明包体的岛弧幔源物质在岩浆上升过程中,与上地壳岩浆发生过混合作用。
桂岭二长花岗岩体形成于晚志留纪的挤压一伸展的大地构造环境,是加里东构造运动晚期华夏板块与扬子板块碰撞的产物。