广东河台金矿区印支期花岗岩与混合岩成因联系及大地构造意义

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华南陆块由扬子板块和华夏板块在新元古代拼合形成后,并至少先后经历了加里东期、印支期和燕山期三期构造-热事件,且在中生代发生剧烈的构造活动,引发了板块内部强烈的构造变形、区域性的变质作用及大规模的岩浆活动。受多期构造-热事件的影响,云开地区广泛分布有加里东期、印支期和燕山期花岗质侵入体,并且还发育大面积混合岩和多条韧性剪切带。国内外学者对于华南地区印支期花岗岩的成因长期存在争议,且都有不同的见解,而在成因岩石学中,研究花岗岩与混合岩之间的成因联系成为了前沿科学问题。广东省河台金矿区位于两广交界的云开地区,矿区内印支期花岗岩、混合岩和韧性剪切带并存,基于此,广东河台金矿区成为国内研究花岗岩与混合岩岩石成因关系的一个良好场所。本文对广东河台金矿区印支期云楼岗岩体与云开群混合岩进行系统的野外地质、岩相学、全岩地球化学和Sr-Nd同位素、黑云母化学成分分析以及LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学研究,重点讨论云楼岗岩体和云开群混合岩岩石成因、成岩物质来源、二者成因联系及大地构造意义,并在此基础上,综合前人最新研究成果,主要取得以下认识:(1)云楼岗岩体主要岩性为花岗闪长岩,成岩年龄为253±1.6 Ma,A/CNK为1.17~1.21>1.1,里特曼指数σ为1.30~1.64,平均1.47<3.3,初始比值(87Sr/86Sr)i为0.71394~0.71773,全岩地球化学特征显示具有S型花岗岩特征,属过铝质高K钙碱性系列S型花岗岩。SiO2含量较低(65.94~68.68 wt.%),低的Rb/Sr比值(1.41~1.80),Nb/Ta比值(4.30~12.60),εNd(T)<0,表明源岩来源于地壳。富集Rb、Th、U、La、K等大离子亲石元素,强烈亏损Ba、Nb、Sr、P和Ti等高场强元素,富集轻稀土元素LREE((La/Sm)N=3.68~4.01),亏损重稀土元素HREE((Ga/Yb)N=4.12~4.70)。全岩Nd亏损地幔模式年龄(TDM2)为1821~1692 Ma。岩体中黑云母为镁质重结晶黑云母,形成温度为589~679℃,平均651℃,压力为245~278 MPa,平均266 MPa,相当于9.27~10.51 km,平均10.08 km,总体具富硅、铝、铁、镁、钾,贫钠、锰,TiO2含量较低的特征。(2)云开群混合岩属全熔混合岩,混合岩化年龄为240.3±5.1 Ma,在分析误差范围内云楼岗花岗闪长岩形成时间比云开群混合岩早了约10 Ma。云开群混合岩、云楼岗花岗闪长岩与云开群变质沉积岩具有类似的地球化学特征,都是过铝质的,都有高的K2O含量、Fe2O3/Mg O比值、以及Rb、Pb、LREE和初始87Sr/86Sr(ISr)比值,εNd(T)都为负值,都具有低的10000Ga/Al值,都亏损Ba、Nb、Sr、P和Ti,SiO2与TiO2、Fe2O3T、CaO、Nb都具有负相关关系。云开群混合岩与云楼岗花岗闪长岩中的黑云母都是再平衡的原生黑云母,有近乎相同的温度、压力和深度,表明成岩后两种岩石在近乎相同的条件下遭受了改造。而三种岩石又有所差异,云开群混合岩的稀土配分曲线与云开群变质沉积岩稀土配分曲线形态特征总体类似,云楼岗岩体具有比云开群混合岩和变质沉积岩低的(87Sr/86Sr)i比值,高的εNd(t),云开群混合岩与云开群变质沉积岩Sr-Nd同位素特征类似。云开群混合岩与云开群变质沉积岩Nd模式年龄近乎一致,而云楼岗花岗岩体Nd模式年龄明显小于前两者。云楼岗岩体的Rb/Sr比值为1.4~1.6,明显低于混合岩的2.7~9.2。总体来看,云开群混合岩的地球化学特征与云开群变质沉积岩更加类似。因此,云开群混合岩可能是变质沉积岩的原地熔融产物。(3)云楼岗花岗闪长岩可能来自下地壳深熔作用,并混入有少量年轻地幔成分而形成的混合岩浆,而云开群混合岩是变质沉积岩的原地熔融产物。因此,云楼岗花岗闪长体与邻近云开群混合岩不是同源的,前者也不是后者的最终产物。云楼岗岩体和云开群混合岩的形成时间可能分别代表了华南板块和印支板块碰撞高峰期和终了期。
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