藍(lán)恒春,婁 峰,于玉帥,周梅林,李 瑜,李 歡
(1.中國地質(zhì)調(diào)查局花崗巖成巖成礦地質(zhì)研究中心,湖北 武漢 430205;2.廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九二大隊(duì),廣東 河源 517001;3.中國地質(zhì)調(diào)查局武漢地質(zhì)調(diào)查中心,湖北 武漢 423205)
中國東南部廣泛分布中生代火山巖,形成時(shí)代從早侏羅世到晚白堊世,其中晚侏羅世—早白堊世火山作用最為強(qiáng)烈。區(qū)內(nèi)形成超大型鎢、錫、銅、金和鈾等多金屬礦集區(qū),長期以來是研究熱點(diǎn)[1-2]。巖漿巖以酸性巖(花崗巖、流紋巖)占絕對優(yōu)勢,約占95%;而安山巖、玄武巖很少,不足5%,被稱為“長英質(zhì)大火山巖省”[3-4]。在粵北—贛南的仁居、差干、尋烏和長塘等地區(qū),以晚白堊世流紋巖、碎斑熔巖和火山碎屑巖等為主要蓋層的火山盆地內(nèi),存在多期火山巖型鈾多金屬礦化[5-6]。加強(qiáng)長英質(zhì)火山-侵入巖地質(zhì)年代學(xué)、地球化學(xué)特征等基礎(chǔ)研究對深入研究火山巖型、花崗巖型礦床的成礦規(guī)律具有一定的實(shí)際意義。本文以仁居—差干地區(qū)火山巖為研究對象,通過LA-ICP-MS 鋯石U-Pb定年和全巖主微量元素地球化學(xué)特征分析,探討研究區(qū)火山巖的成因及特征,為深入了解該地區(qū)火山盆地的演化和找礦實(shí)踐提供基礎(chǔ)資料和地質(zhì)依據(jù)。
粵東北仁居—差干地區(qū)位于華夏地塊中永安—梅州晚古生代的坳陷帶,河源—邵武斷裂帶中部,處于EW向南嶺成礦帶東端與NE向武夷成礦帶南西端的交匯部位,是近幾十年來尋找鈾-多金屬礦產(chǎn)的重點(diǎn)地區(qū)之一。研究區(qū)是由一套流紋質(zhì)、凝灰?guī)r等酸性巖為主的雜巖建造組成的東西寬10~15 km,面積約200 km2的典型火山斷陷盆地(圖1)。盆地呈NNE走向,蓋層主要為中新生代陸相火山巖系(K2-E)。盆地基底由寒武系、泥盆系—石炭系淺變質(zhì)巖和燕山早期花崗巖組成,并主要分布在盆地邊緣及外側(cè)。盆地內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育,主要以NNE向?yàn)橹鳎螢镋W向和NWW向。盆內(nèi)所發(fā)育的幾組呈近等間距出現(xiàn)的NWW向構(gòu)造為中基性脈巖充填?;◢弾r則主要分布在盆地東西兩側(cè)及邊緣一帶,東側(cè)為燕山早期的大神壩巖體,西側(cè)為燕山早期的桂坑巖體,巖性均為中粗粒斑狀黑云母花崗巖。盆地西部還有呈巖株?duì)町a(chǎn)出的中細(xì)粒二云母花崗巖、細(xì)粒黑云母花崗巖,東北部地表有呈狹長帶狀產(chǎn)出的次流紋斑巖等[7-11]。
圖1 仁居—差干盆地地質(zhì)簡圖(a)與研究區(qū)大地構(gòu)造位置(b)(a、b據(jù)文獻(xiàn)[8]修改)
本次采集的樣品主要位于仁居—差干盆地的北部,分別為3112古火山口南部的流紋巖(編號No.2,坐標(biāo)位置E 112°58′09″,N 24°52′16″),差干的巖屑凝灰?guī)r(編號No.3,E 112°57′29″,N 24°52′28″)和潘屋的巖屑凝灰?guī)r(編號No.5,E 112°55′07″,N 24°50′43″)。
流紋巖呈肉紅色或淺紫色,斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造(圖2a-1)。手標(biāo)本上多見鉀長石和石英斑晶。鏡下呈斑狀結(jié)構(gòu),可見流紋構(gòu)造(圖2a-2、2a-3),斑晶為石英、鉀長石、斜長石和少量黑云母組成。石英:他形—半自形粒狀,粒徑為0.2~1.2 mm,部分石英內(nèi)部有裂紋,少量邊緣有溶蝕呈港灣狀(圖2a-3、2a-4),含量約為25%;鉀長石:灰白色,半自形板狀,粒徑為0.2~1.5 mm,礦物表面渾濁,可見卡式雙晶(圖2a-4),輕微高嶺土化,含量為40%;微斜長石:無色,不規(guī)則粒狀變晶結(jié)構(gòu),粒徑為0.2~1.0 mm,發(fā)育格子雙晶(圖2a-6),部分礦物表面可見零星的絹云母,含量為30%;黑云母:褐綠色,多呈片狀,吸收性較強(qiáng),粒徑0.4~1.2 mm,部分礦物可見溶蝕,還可見少量綠泥石化,含量約為5%?;|(zhì)為隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu),由霏細(xì)長英質(zhì)及玻璃質(zhì)組成,霏細(xì)及玻晶交織結(jié)構(gòu)(圖2a-4、2a-5),基質(zhì)中見鉀長石和鈉長石微粒。副礦物主要為磷灰石、磁鐵礦和鈦鐵礦及少量螢石。
巖屑凝灰?guī)r呈淺灰或褐色(圖2b-1),凝灰結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。手標(biāo)本中可辨主要由巖屑、玻屑、少量晶屑和火山灰組成,巖屑種類多主要為石英、長石,長石中有微斜長石,酸性斜長石,其他有文象交生體、蠕英石等,還有一種半塑性狀的類似漿屑的物質(zhì)(圖2b-2),成雨滴狀橢圓形,條帶狀、破布狀,大小在0.1~1.0 mm之間,邊緣為顯微隱晶質(zhì),向內(nèi)變?yōu)轺[片狀水云母,在凝灰物質(zhì)中還新形成細(xì)小的黑云母片;玻屑形態(tài)難以分別,部分脫?;谡荤R下成弧面狀,屬半塑性玻屑;晶屑呈碎棱角狀玻屑肉眼可辨別者為弧面狀。鏡下可見,晶屑呈炸碎棱角狀(圖2b-3),部分尖角已圓化,大小在0.2~2.0 mm之間,成分主要為石英、長石和少量黑云母。火山灰呈塵點(diǎn)狀密集堆積成為充填物,含少量副礦物主要為磷灰石、磁鐵礦和鈦鐵礦。
圖2 火山巖顯微特征
每個(gè)年代學(xué)樣品采集1 kg以上,首先將樣品進(jìn)行破碎,過篩80~100目,然后淘洗巖石粉末,將得到的重砂進(jìn)行電磁分選,再將選得的無磁性部分進(jìn)行重液分離,取其中的重部分,最后手工挑選出鋯石晶體。將鋯石晶體制成環(huán)氧樹脂樣品靶并打磨拋光。鋯石透反射和陰極發(fā)光(CL)照相在中山大學(xué)地質(zhì)成礦與過程中心實(shí)驗(yàn)室完成。采用光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡陰極發(fā)光(CL)對鋯石樣品靶進(jìn)行觀察,選擇晶形較好、沒有裂紋、包裹體不發(fā)育的鋯石晶體進(jìn)行測定(圖3)。
圖3 仁居—差干地區(qū)流紋巖LA-ICP-MS 鋯石U-Pb 年齡諧和圖、CL圖像和加權(quán)平均年齡圖
LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年在中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,由ICP-MS和激光剝蝕系統(tǒng)聯(lián)機(jī)完成。ICP-MS為美國Agilent公司生產(chǎn)的Agilent 7500a,激光剝蝕系統(tǒng)為美國生產(chǎn)的GeoLasPro。樣品激光熔樣光斑大小選擇18 μm。數(shù)據(jù)處理采用ICPMSDataCal軟件[12-14]。U-Pb同位素定年采用標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500作外標(biāo)進(jìn)行同位素分餾和U含量校正。鋯石標(biāo)準(zhǔn)91500的U-Th-Pb同位素比值推薦值據(jù)Wiedenbeck,et al.[15]。采用標(biāo)準(zhǔn)鋯石Plesovice作為監(jiān)控樣,其206Pb/238U 年齡的TIMS測定值為(337.13±0.37)Ma (2σ)[16]。樣品U-Pb諧和圖繪制和加權(quán)平均計(jì)算均采用Isoplot/Ex_ver3完成[17]。使用ComPbCorr#3.18程序進(jìn)行普通Pb校正。本次所采集的3個(gè)樣品共測試了68粒鋯石。測定一組樣品時(shí)間為60 s,其中前20 s關(guān)閉激光,后40 s打開激光。由于磷灰石含有較多普通鉛,如果在分析點(diǎn)上La或P的含量較高,表明激光熔樣點(diǎn)含有磷灰石包裹體,這些分析數(shù)據(jù)點(diǎn)要被排除[18-19]。
樣品的主量元素和微量元素分析在河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室完成,共8個(gè)樣品。主量元素檢測儀器為AxiosmAX型X射線熒光光譜儀,燒失量、H2O等采用電子分析天平稱重,微量元素(包括稀土)采用X Serise2等離子體質(zhì)譜儀檢測。分析數(shù)據(jù)及相關(guān)參數(shù)列于表1。
表1 火山巖全巖主量、微量元素分析結(jié)果
續(xù)表1
仁居—差干盆地火山巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素測年參數(shù)結(jié)果分別見表2。經(jīng)光學(xué)顯微鏡觀測,樣品鋯石顆粒細(xì)小,除個(gè)別為渾圓狀外,多為自形或半自形長柱狀,晶形較好,呈淺黃、淺玫瑰色或無色,聚形由柱面(110)(100)與錐面(111)(131)組成,鋯石顆粒長軸方向大小為50.0~200.0 μm,長寬比為1∶1至3∶1。鋯石的Th/U比值在一定程度上能指示變質(zhì)或巖漿成因,變質(zhì)成因鋯石的Th/U比值通常小于0.1,巖漿鋯石的Th/U比值一般大于0.4[20]。本次測得所有點(diǎn)的Th/U比值較高(最低值為0.6,最高值1.7),平均值為1.27(No.2)、0.91(No.3)和0.98(No.5),具有明顯巖漿鋯石的特征。因此,本次測試所選鋯石具典型的巖漿鋯石特征,主群鋯石U-Pb年齡可以代表巖漿結(jié)晶的年齡。
表2 仁居—差干地區(qū)流紋巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡分析結(jié)果
續(xù)表2
樣品No.2共測得30個(gè)顆鋯石的30個(gè)數(shù)據(jù),剔除表面年齡諧和度均小于90%的10個(gè)數(shù)據(jù),剩余20個(gè)分析點(diǎn)的206Pb/238U表面年齡數(shù)據(jù)在87.0~90.9 Ma之間,20個(gè)測點(diǎn)年齡全部落在諧和曲線或者附近,具有較好的群落性,用Isoplot軟件求得20個(gè)分析點(diǎn)的加權(quán)平均年齡為(88.3±0.5)Ma (MSWD=0.69),該年齡代表了No.2流紋巖的結(jié)晶年齡(圖3a)。樣品No.3共測得30個(gè)顆鋯石的30個(gè)數(shù)據(jù),剔除表面年齡諧和度均小于90%的8個(gè)數(shù)據(jù),剩余22個(gè)分析點(diǎn)的206Pb/238U表面年齡數(shù)據(jù)在87.6~92.8 Ma之間,22個(gè)測點(diǎn)年齡全部落在諧和曲線或者附近,具有較好的群落性,用Isoplot軟件求得22個(gè)分析點(diǎn)的加權(quán)平均年齡為(89.1±0.5)Ma(MSWD=0.63),該年齡代表了No.3巖屑凝灰?guī)r的結(jié)晶年齡(圖3b)。樣品No.5共測得30個(gè)顆鋯石的30個(gè)數(shù)據(jù),剔除表面年齡諧和度均小于90%的3個(gè)數(shù)據(jù),剩余27個(gè)分析點(diǎn)的206Pb/238U表面年齡數(shù)據(jù)在92.0~95.7 Ma之間,27個(gè)測點(diǎn)年齡全部落在諧和曲線或者附近,具有較好的群落性,用Isoplot軟件求得27個(gè)分析點(diǎn)的加權(quán)平均年齡為(93.7±0.5)Ma (MSWD=0.73),該年齡代表了No.5巖屑凝灰?guī)r的結(jié)晶年齡(圖3c)。
樣品全巖地球化學(xué)分析結(jié)果及相關(guān)參數(shù)見表1,分析結(jié)果誤差小于±1%,滿足精度。5個(gè)流紋巖樣品燒失量平均2.02,3個(gè)凝灰?guī)r樣品燒失量平均為0.64,顯示流紋巖可能遭了輕微的蝕變。中酸性火山巖的堿性和非堿性類型的判別主要取決于Nb/Y值,而較少受到SiO2含量變化的影響[21]。因此在本文的分析中,微量元素盡可能采用相對非活動的高場強(qiáng)元素及其比值來進(jìn)行地球化學(xué)約束。
在TAS(圖4a)和SiO2- Nb/Y(圖4b)圖解中,8個(gè)樣品投影點(diǎn)均落在亞堿性流紋巖區(qū)域中(圖4a),與野外的觀察基本一致。5個(gè)流紋巖樣品的w(SiO2)為72.51%~75.94%,平均74.73%,w(K2O)為4.90%~6.02%,w(Na2O)為2.17%~3.07%,w(K2O+Na2O)為7.72%~8.27%,w(Al2O3)為10.99%~12.13%,w(CaO)為0.4%~2.78%,w(MgO)為0.19%~0.52%,w(FeOT)為0.86%~1.36%;3個(gè)巖屑凝灰?guī)r樣品w(SiO2)為76.12%~76.92%,平均76.51%,w(K2O)為4.96~6.60%,w(Na2O)為2.44%~3.09%,w(K2O+Na2O)為7.95%~9.04%,w(Al2O3)為11.22%~12.58%,w(CaO)為0.16~1.41%,w(MgO)為0.12~0.18%,w(FeOT)為0.73%~0.93%,所有樣品都具有明顯的高硅、富堿和貧鈣鎂的特征,而且?guī)r屑凝灰?guī)r比流紋巖更具上述的特點(diǎn)。
圖4 火成巖TAS(a)和SiO2 - Nb/Y(b)圖解
火山巖QAP三角圖(圖5a)中5個(gè)流紋巖樣和3個(gè)巖屑凝灰?guī)r樣品均投入堿長流紋巖區(qū)域,與TAS圖解基本一致?;鸪蓭rFAM圖解(圖5b)8個(gè)樣品投影點(diǎn)均顯示火成巖為鈣堿性巖石系列(CA)。樣品鋁過飽和指數(shù)A/CNK為1.06~1.36,在鋁飽和圖解(圖5c)中落入過鋁質(zhì)范圍。在SiO2- K2O圖解(圖5d)中火成巖樣品投入到鉀玄巖與高鉀鈣堿性系列的沿長線區(qū)域。因此,該套火成巖應(yīng)屬于鉀玄巖與高鉀鈣堿性過鋁質(zhì)巖漿巖。
圖5 火成巖分類圖解
球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化蜘蛛網(wǎng)圖(圖6a)上顯示,樣品整體富集大離子親石元素K、Rb、Th,高場強(qiáng)元素Zr、Ce和Hf,虧損Sr、Ba、P和Ti,弱虧損Nb-Ta。其中強(qiáng)不相容元素Rb強(qiáng)烈富集,由于Rb元素在結(jié)晶過程中極易進(jìn)入到云母類礦物和K元素形成類質(zhì)同象,在地殼巖石中富集巖石Rb強(qiáng)烈富集暗示巖漿可能來源于地殼物質(zhì)。P、Ti的虧損表明,磷灰石和鈦鐵礦在源區(qū)可能存在寄主礦物的殘留或已發(fā)生明顯的分離結(jié)晶[29]。8個(gè)樣品的稀土元素表現(xiàn)出輕稀土元素(LREE)略向右傾斜,重稀土元素(HREE)較平緩,輕稀土元素分餾程度高于重稀土元素(圖6b),稀土配分曲線總體呈右傾“海鷗型”。樣品中流紋巖稀土總量(平均ΣREE =268.00)明顯大于巖屑凝灰?guī)r稀土總量(平均ΣREE = 203.30),所有樣品輕重稀土分餾不明顯 [(La/Yb)N=6.53~8.22],強(qiáng)烈的負(fù)銪異常(δEu=0.12~0.20),通過鏡下觀察流紋巖中的斜長含量較少,因此其負(fù)銪異常可能反映了形成巖石的源區(qū)有斜長石殘留,指示流紋巖可能來自于地殼物質(zhì)部分熔融程度較低形成的殼源巖漿系列[26-28]。從微量和稀土元素對比還可以看出,巖屑凝灰?guī)r相比流紋巖δEu虧損更加明顯,兩組樣品在巖漿演化過程中分別在兩個(gè)不同的范圍區(qū)間變化(圖6c、6d、6e),在La/Yb - La圖解中(圖6f)顯示,流紋巖隨著巖漿中輕稀土La元素逐漸增高,演化程度也隨之增高,與部分熔融曲線一致,說明其成分的變化可能主要與部分熔融程度不同有關(guān),而巖屑凝灰?guī)r隨著巖漿中輕稀土La元素逐漸增高,巖漿系統(tǒng)基本達(dá)到了平衡,與分離結(jié)晶演化趨勢一致,說明其成分的變化可能主要與分離結(jié)晶有關(guān)。暗示兩組樣品可能在巖漿起源和巖漿演化上有所不同。
圖6 火成巖微量元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化蜘蛛網(wǎng)圖(a);稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖(b)(標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)據(jù)文獻(xiàn)[30]);Ba - (La/Yb)N圖解(c); Th - (La/Yb)N圖解(d); Bb-La圖解(e); La/Yb - La圖解(f)
A型花崗巖被最早定義為堿性、貧水和非造山,它一般是堿過飽和而鋁不飽和。隨著地質(zhì)學(xué)界多年來的深入研究,表明A型花崗巖不僅包括堿性巖類,還擴(kuò)大到鈣堿性、弱堿-準(zhǔn)鋁、弱過鋁乃至強(qiáng)過鋁質(zhì)巖石[31-33]。一些火山巖也顯示出A型花崗巖的特征,它們一般被認(rèn)為是A型花崗巖噴出相產(chǎn)物[34]。從地球化學(xué)特征來看,仁居—差干地區(qū)火山巖具有類似A型花崗巖的一些特征:①高硅富堿,貧鎂和二氧化鈦;②富集大離子親石元素(K、Rb、Th)和高場強(qiáng)元素(Zr、Ce和Hf),虧損Sr、Ba、P和Ti,弱虧損Nb-Ta;③富Ga,10000Ga/Al 值變化于2.13~3.60之間。在Whalen[35]A型花崗巖成因類型的一系列判別圖(圖7)中5個(gè)流紋巖樣品均投入到A型范圍內(nèi),3個(gè)凝灰?guī)r樣品的Zr和FeOT/MgO對10000Ga/Al的圖解中,未落入A型區(qū)域,其原因可能是地殼混染或蝕變作用造成的[36]。據(jù)前人研究,高硅的鋁質(zhì)A型花崗巖與高分異的S型或I型具有相似的特征[37]。仁居—差干地區(qū)火山巖樣品具有極低的P2O5(0.01%~0.02%,平均0.11%)和較高的Na2O(2.17%~3.09%),并且樣品Ti、P的含量都較低,這與富鋁的S型花崗巖有顯著的差異[36]。另外,樣品的Ga/Al和(Na2O+K2O)/CaO(2.90~56.50)的高比值,也不同于高分異的I型花崗巖。因此,仁居—差干地區(qū)火山巖其巖石類型不同于I或S型花崗巖,而是鋁質(zhì)A型火山巖。
圖7 火山巖流紋巖巖石成因類型(A型、I型、S型)判別圖
目前對A型巖漿巖的成因主要有三種認(rèn)識:①形成于地幔玄武質(zhì)巖漿高度結(jié)晶分異[39-40];②殼內(nèi)中基性巖或變質(zhì)巖部分熔融[35,37,41-43];③形成于殼幔物質(zhì)混合[44-46]。首先本地區(qū)沒有發(fā)現(xiàn)安山巖的存在,排除其由地幔玄武巖漿高度結(jié)晶分異的可能。而且,幔源熔體Mg#值較高,普遍大于0.40;基性的下地殼在任何程度下熔融所產(chǎn)生的熔體的Mg#均低于0.40[47]。仁居—差干地區(qū)火山巖樣品的Mg#介于0.20~0.35之間;樣品具有強(qiáng)烈的負(fù)銪異常(δEu=0.12~0.16),Rb/Sr=4.51~30.97,Nb/Ta=11.50~14.16,Ti/Y=0.002~0.003,均在殼源范圍內(nèi)[48]。勞玉軍等[5]對鄰區(qū)長塘盆地晚白堊世堿性流紋巖的Sr-Nd-Pb-Hf-O及鋯石Hf同位素研究認(rèn)為,長塘盆地流紋巖是下地殼部分熔融的產(chǎn)物。而本區(qū)的火山巖中流紋巖也可得出是地殼部分熔融的產(chǎn)物的結(jié)論,并且很可能是殼內(nèi)中基性巖或變質(zhì)巖部分熔融的產(chǎn)物。
鋁質(zhì)A型花崗巖通常被認(rèn)為是產(chǎn)出于裂谷或穩(wěn)定大陸塊體內(nèi)的非造山環(huán)境[35]。Eby[49]進(jìn)一步將A型花崗巖分為A1和A2型,并認(rèn)為A1型是地幔來源,且侵位于大陸裂谷或板內(nèi)的構(gòu)造環(huán)境;A2型來源于大陸地殼或板內(nèi)下地殼。仁居—差干地區(qū)火山巖中5個(gè)流紋巖樣品在 Nb-Y-Ce 和 Rb/Nb - Y/Nb 判別圖解中均落入A2區(qū)(圖8),3個(gè)凝灰?guī)r樣品未投入A2區(qū),說明仁居—差干地區(qū)晚白堊世流紋巖屬于殼源的A2型火山巖,雖然巖屑凝灰?guī)r的地球化學(xué)特征與A型火山巖有較為相似,但是與流紋巖還存在明顯的差異。在火山巖(K2O+Na2O) - δEu圖解(圖9c)中,流紋巖和巖屑凝灰?guī)r樣品均投入地殼來源,說明兩組巖石可能處于同一構(gòu)造環(huán)境,但是經(jīng)歷了不同的演化階段。
圖8 火山巖構(gòu)造環(huán)境判別圖解(據(jù)文獻(xiàn)[49,61])
目前的研究表明,華南燕山構(gòu)造具有“拉張-擠壓”交互進(jìn)行的多階段多旋回的特征[5,50-54]。主要表現(xiàn)為早侏羅世—中侏羅世早期的拉張(雙峰式火山巖組合的火山巖系)[55];中侏羅世晚期—晚侏羅世的強(qiáng)烈擠壓(華南整體隆升、地層缺失和中侏羅世羅坳組的褶皺變形)[56];早白堊世早期的拉張(高鉀鈣堿性流紋巖-堿性粗面巖”組合的火山巖系);早白堊世中期的擠壓(華南整體隆升、地層缺失和早白堊世早期火山巖系褶皺變形)[50];早白堊世晚期的拉張(贛南粵北地區(qū)的褐紅色礫巖、砂巖、粉砂巖為主夾玄武巖、粗面巖和橄欖玄粗巖的火山-沉積巖系)[57-58]。晚白堊世早期,受古太平洋板塊的高角度俯沖,東亞陸緣進(jìn)一步的伸展減薄[51,53],形成了華南內(nèi)陸的一系列近NE向的火山-沉積斷陷盆地。仁居—差干地區(qū)火山巖在非活動性元素Rb -(Nb+Yb)(圖9a)和Ta-Yb(圖9b)圖解上,落入板內(nèi)火山巖區(qū),指示該地區(qū)火山巖是板內(nèi)拉張環(huán)境背景下巖漿活動產(chǎn)物。依據(jù)張旗等[59]對花崗巖的分類標(biāo)準(zhǔn)(圖9d),本文樣品類似于南嶺型花崗巖(相當(dāng)于A型花崗巖),表明仁居—差干地區(qū)在晚白堊世早期處于地殼拉張減薄階段,這也與該地區(qū)已識別的輝綠巖形成年齡(96.2 Ma)是一致的[6]。
圖9 火山巖微量元素構(gòu)造判別圖解
1)LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素年齡顯示,仁居—差干地區(qū)流紋巖結(jié)晶年齡為(88.3±0.5)Ma,巖屑凝灰?guī)r結(jié)晶年齡分別為(89.1±0.5)Ma和(93.7±0.5)Ma,表明該地區(qū)火山巖形成時(shí)代為晚白堊世早期,并且本文(88.3±0.5)Ma是目前華南報(bào)道的燕山構(gòu)造階段最年輕的流紋巖年齡。
2)仁居—差干地區(qū)火山巖具有高硅高堿、貧鎂和二氧化鈦、富集大離子親石元素(K、Rb、Th)和高場強(qiáng)元素(Nb、Ta、Zr Ce和Hf)、虧損Sr、Ba、P、Ti和弱虧損Nb-Ta以及富Ga、具有明顯的A型鋁質(zhì)火山巖的特征,流紋巖屬A2型流紋巖。
3)仁居—差干地區(qū)在晚白堊早期處于板內(nèi)伸展環(huán)境。在燕山期“拉張-擠壓”交互進(jìn)行的多階段多旋回的構(gòu)造背景下,晚白堊世早期陸殼進(jìn)一步拉張,殼內(nèi)中基性巖或變質(zhì)巖部分熔融形成A型巖漿,在上升過程中經(jīng)歷了結(jié)晶分異演化后噴出地表形成仁居—差干地區(qū)的A型火山巖組合。