华南早古生代花岗岩的地球化学、年代学及其成因研究—以赣中南为例
摘要
在大量野外地质调查和前人资料分析的基础上, 选择赣中南四个有代表性的早古生代花岗质岩进行了重点解剖, 内容包括岩相学特征、锆石U-Pb定年、原位Hf同位素成分测试、岩石地球化学特征等. 野外观察表明, 岩体和围岩成分呈渐变关系, 两者的片理产状基本一致, 岩体边缘可见不规则状砂质板岩残留体, 残留体中的片理产状也与岩体和围岩的相近, 具有原地花岗岩化的成因特征. 显微镜下观测显示, 岩体中石英含量高, 含有白云母、矽线石等富铝矿物, 应属S型花岗岩类; 长石和石英矿物被强烈压扁拉长, 呈线状定向排列, 反映岩体曾经受到过强烈的挤压剪切作用. 四个花岗岩体的主量元素成分显示, A/CNK值在1.03~1.37之间(13组平均值为1.16), 属于强过铝质花岗岩; 硅-碱图解表明, 它们都属于偏碱性花岗岩, 源岩主要由砂屑质岩石组成. 四个岩体均富集Rb, Th和U, 亏损Ba, Sr, Nb和Ti, 属于低Ba-Sr花岗岩范畴, 它们的微量元素蛛网曲线接近重合, 反映同源成因特征. 其稀土总量较高, 轻稀土富集, 铕负异常明显, 具有陆壳物质部分熔融的特征. 锆石U-Pb定年结果表明, 赣中南四个花岗岩体的结晶年龄基本一致: (436.1±5.7) Ma(贵溪塘湾, <italic>N</italic>=22), (440.6±4) Ma(宜黄界口, <italic>N</italic>=32), (435.9±6.2) Ma(黎川, <italic>N</italic>=21), (441.9±3.1) Ma(金溪, <italic>N</italic>=27), 相当于志留纪兰多维列世. 另有少量捕获锆石, 测年值700 Ma左右, 推测是其基底岩石记录到的华南古陆块裂解信息. 锆石Th/U比值大, 在0.52~1.54之间, 平均值为1.08, 具有岩浆结晶锆石的特征. 锆石原位Hf同位素成分数据表明, 赣中南志留纪花岗岩的<italic>ε</italic><sub>Hf</sub>(<italic>t</italic>)值呈现明显负值, 表明研究区花岗岩浆基本上来自地壳的部分熔融, 没有受到幔源岩浆成分的影响. 诸多证据表明, 赣中南在早古生代曾经发生过陆块聚合作用. 强烈的挤压使地壳缩短变厚, 因地温增高以及高产热元素在加厚带的浓聚, 遂使地壳逐渐软化并部分熔融, 形成铝过饱和花岗岩浆; 然后, 在后造山伸展-减压背景下上升侵位, 形成花岗岩体.