江西北部五里街地区横山花岗...b年龄、地球化学及成因研究_余泉.pdf

第 卷 第 期 年 月东 华 理 工 大 学 学 报（自 然 科 学 版）（）.收稿日期：基金项目：中国地质调查局地质调查工作子项目“江西 万彭泽、郭家桥、太平关、五里街幅矿产地质调查”（）作者简介：余泉（），男，工程师，从事区域地质和矿产地质调查研究工作。：江西北部五里街地区横山花岗岩的 锆石 年龄、地球化学及成因研究余 泉，陈以良，陈振华，廖辉宝（江西省地质调查研究院，江西 南昌）摘 要：横山花岗岩岩体位于江西北部、幕阜山 五里街岩带东段，岩性主要为黑云母二长花岗岩、二云母二长花岗岩、白云母二长花岗岩、钾长花岗岩。对横山花岗岩中的黑云母二长花岗岩、二（白）云母二长花岗岩、钾长花岗岩进行了详细的锆石 年龄、岩相学、地球化学研究。研究表明，采用 锆石 定年，测得横山岩体中的中细粒黑云母二长花岗岩的年龄为（），细粒二云母二长花岗岩年龄为（），细中粒斑状白云母二长花岗岩年龄为（），细粒黑云母钾长花岗岩的年龄为（），均形成于燕山晚期早白垩世。横山花岗岩为高钾钙碱性强过铝质的 型花岗岩，具有高硅（含量 ）、富碱（）含量 ）、过铝质（含量 ）的特征及较高的分异指数，轻重稀土分馏明显，呈左高右低的深 形，表现为明显的亏损，表明岩浆是经历多阶段分离结晶、高度分异的结果。岩石成因与陆内俯冲造山过程中岩石圈增厚有关，形成于燕山期陆内活化造山 局部伸展的碰撞后拉张减压的构造环境，岩浆来源于地壳物质的部分熔融。关键词：横山花岗岩；锆石 年龄；地球化学；五里街地区；江西中图分类号：文献标志码：文章编号：（）余泉，陈以良，陈振华，等，江西北部五里街地区横山花岗岩的 锆石 年龄、地球化学及成因研究 东华理工大学学报（自然科学版），（）：，（），（）：江西北部的幕阜山 莲花山凸起与九江坳陷南部及其交接地带，发育一条近东西向的江南淡色花岗岩带（周贤旭等，），是由幕阜山、香炉山、太阳山、九宫山、沙店、彭山、星子（海会、玉京山）、横山、莲花山、段莘等一串花岗岩体组成的 型花岗岩带。除星子晋宁晚期观音桥花岗岩株、加里东期牛牯岭花岗岩株外，其他花岗岩时代均为早白垩世，以黑云母二长花岗岩、二（白）云母花岗岩为主。横山岩体地处幕阜山 五里街岩带东段，是燕山期多期次岩浆侵入活动的产物。区内燕山期花岗岩主要由黑云母花岗闪长岩、细粒 中细粒 中粒的黑云母二长花岗岩、细粒 中粒的二云母、白云母花岗岩以及黑云母钾长花岗岩、花岗斑岩等组成。江西省地质矿产局地质调查研究大队开展 万区调时测得横山岩体的中细粒斑状黑云母二长花岗岩的年龄为（法）及 （法），细粒 中细粒斑状二云母二长花岗岩的年龄为（法），中粗粒斑状黑云母二长花岗岩的年龄为 （法），暂将横山岩体时代定义为中晚侏罗世。但是区调报告中只给出 个同位素年龄，缺乏详细的分析测试过程。由于已有的测定结果存在争议，对该套燕山期杂岩体至今还未能建立起较为系统的构造岩浆年代学格架，关于区内燕山期岩浆活动开始的时间也存在争议。锆石因富含 和，低普通 以及非常高的矿物稳定性，使得锆石 定年成为同位素年代学研究中最常用和最有效的方法之一。笔者在前人研究的基础上，对横山岩体进行了野外地质调江西省地质矿产局地质调查研究大队，万五里街幅地质图说明书查，选取横山岩体中的中细粒黑云母二长花岗岩、细粒二云母二长花岗岩、细中粒斑状白云母二长花岗岩及细粒黑云母钾长花岗岩为载体，开展了基础地质、岩相学、岩石地球化学及详细的 锆石 法定年研究工作，探讨区内花岗岩的成岩年龄、岩石成因及构造背景。区域地质背景及矿产概况横山花岗岩岩体位于江西北部，湖口县、都昌县交界区域，幕阜山 五里街岩花岗岩带东段。大地构造位置上地处下扬子板块，横跨长江中下游坳陷带九江坳陷与江南隆起带九岭逆冲隆起。北西以郯庐断裂带为界，南以古板块缝合带为界与萍乡 德兴混杂叠覆带毗邻（图）。区域构造位于赣北东西向构造带的中舍（都昌）复向斜（基底）、北东东向九江坳陷南缘断裂带（江南断裂带（杨志坚，）中段）与北北东向走滑冲断 伸展构造（赣江断裂带）的复合部位。图 江西北部五里街地区地质简图 第四系 新近系 古近系 上白垩统；侏罗系 上三叠统 中泥盆统 上二叠统；志留系 震旦系 南华系；青白口系马涧桥组 青白口系双桥山群；早白垩世流纹质爆发火山角砾岩；早白垩世花岗斑岩；早白垩世黑云母钾长花岗岩；早白垩世白云母花岗岩；早白垩世二云母花岗岩；早白垩世黑云母花岗岩；早白垩世花岗闪长岩；早白垩流纹岩 流纹质熔结凝灰岩（鹅湖岭组）；热接触变质带；一般地质界线 实测断层；推覆断层；滑覆断层；古火山口；同位素年龄采样点、测定方法及年龄值；灰山韧脆性断裂；石山 太平关右行走滑断裂；大港左行平移断裂；横山 兆吉口大断裂（九江坳陷南缘断裂带）；七房陈 岛山断裂带。东 华 理 工 大 学 学 报（自 然 科 学 版）年 区域地层出露新元古界及南华系 二叠系。新元古界双桥山群（安乐林组、修水组）组成本区的褶皱基底，为一套浅变质的泥砂质类复理石建造，主要岩性为千枚岩、板岩及砂岩，偶夹变质火山岩；南华系 中三叠系的陆缘 陆表海环境下沉积的碎屑岩和碳酸盐岩构成盖层。岩浆岩主要有晚侏罗世的 型浅成中酸性侵入岩（脉）及早白垩世的 型花岗岩（株），其中 型花岗岩主要有彭山、海会、横山等早白垩世花岗岩，为幕阜山 黄山花岗岩带的组成部分。火山岩不发育，新元古代火山岩有以夹层形式赋存于新元古界安乐林组、修水组中的变细碧岩、变角斑岩，早白垩世火山岩主要有火把山群鹅湖岭组中的流纹质熔结凝灰岩、斑状钠长流纹岩及石山流纹质爆发火山角砾岩。断裂构造发育，主要有北东东向横山 兆吉口断裂带（九江坳陷南缘断裂带）、七房陈 岛山断裂带及北北东向灰山韧脆性断裂、石山 太平关右行走滑断裂、大港左行平移逆断层，不同程度地控制了区内岩浆作用。区内内生矿产主要有中、低温热液充填交代型铅、锌、金矿点及高温热液石英脉型钨、钼、铋等矿点，其中横山花岗岩为高温热液石英脉型钨、钼、铋矿的成矿母岩。地质及岩石特征 岩体地质特征横山岩体分布面积 ，因第四系掩盖，基岩出露面积仅。岩体受近东西向断裂（江南断裂）及北东向、北西向断裂控制，呈宽带状北北东向展布，其平面形态呈椭圆形，岩基状产出。该复式岩体侵入于新元古界至寒武系中，与围岩呈枝杈或锯齿状侵入接触。接触面产状一般向外倾斜，倾角 。围岩蚀变较强，接触变质岩宽 ，岩体边部偶见围岩捕虏体。岩体剥蚀较深，顶部尚残留有似伟晶岩壳和寒武系荷塘组。岩性主要为细粒黑云母二长花岗岩中细粒黑云母二长花岗岩中粗粒黑云母二长花岗岩细粒二云母二长花岗岩细中粒二云母二长花岗岩细粒黑云母钾长花岗岩花岗斑岩。大致可分为四期：主体期主要为浅灰 灰白色黑云母花岗岩，分布于复式岩体大部，具细粒、中细粒、中粗粒结构，以中细粒似斑状结构的黑云母二长花岗岩为主，呈岩株或岩滴状产出；补充期为一套灰白色二云母花岗岩白云母花岗岩组合，主要分布于复式岩体中心部位的横山一带，以岩滴状产出；黑云母钾长花岗岩为晚期的补充性岩浆结晶产物，呈岩滴或岩脉状产出，钾长花岗岩主要分布于岩体东部的程山一带及岩体内部；浅成的花岗斑岩为最后一期的斑岩脉，沿横山东西向深断裂侵入。复式岩体内部各期次侵入体常伴生在一起，呈刺穿式同心环状，为隐蔽式活动型或脉动型侵入接触。岩体内部较发育岩脉，主要有花岗岩脉、伟晶岩脉等。侵入体边部岩石具云英岩化、钠长石化、白云母化。岩石特征主体期黑云母花岗岩为似斑状结构，块状构造。斑晶为钾长石、斜长石、石英，含量为 。岩石矿物成分有钾长石、斜长石、石英、黑云母等，偶见白云母。次生矿物为绿泥石、绢云母等。钾长石呈板状，具卡氏双晶，交代条纹；斜长石早期呈板状，聚片双晶，（斜长石及牌号），交代钾长石。副矿物主要有钛铁矿、石榴石、锆石、毒砂、黄玉、磷灰石等。从早到晚，似斑状花岗结构呈“细粒中细粒中粗粒”变化，斑晶含量递增；矿物成分中钾长石、石英递增，斜长石、黑云母趋减，向偏酸性方向演化。补充期白云母花岗岩为似斑状结构，块状构造。斑晶为钾长石，含量 。岩石矿物成分有钾长石、斜长石、石英、黑云母、白云母。钾长石呈半自形 他形呈板状，具卡氏双晶，见钠质交代；斜长石呈板状，聚片双晶，（斜长石及牌号），偶见被石英交代呈残晶。副矿物主要有钛铁矿、石榴石、锆石、黄铁矿、锡石、铌钽铁矿、毒砂等。从早到晚，花岗结构呈“细粒中细粒（中粒）”变化，斑晶含量增加；矿物成分中黑云母递减，白云母趋增加。细粒黑云母钾长花岗岩为灰白色，细粒花岗结构，粒径 。主要矿物组成为石英（）、钾长石（）、斜 长 石（）、黑云母（）及少量白云母。花岗斑岩为灰白色，斑状结构，基质微晶结构，块状构造。主要矿物组成为斑晶（），包括斜长石（）、钾长石（）、石英（）；基质（），第 期余泉等：江西北部五里街地区横山花岗岩的 锆石 年龄、地球化学及成因研究包括长石（），石英（），白云母（）。斑晶熔蚀现象明显，长轴主要为 。石英具明显的熔蚀港湾，晶面亮净，轻微波状消光；斜长石具卡式双晶和双晶纹细密的聚片双晶，程度不一的绢 白云母化，部分晶体晶面浑浊状；钾长石具卡式和格子双晶，不规则的点滴状和细脉状条纹构造发育。基质主要包括长石、石英、白云母和副矿物金属矿物等，粒径主要为 。石英为晶面亮净的他形粒状，长石略显粒径细小板状，白云母为细小的微鳞片状。横山花岗岩中普遍含有白云母。据岩矿鉴定分析结果统计，白云母含量为 ，主要为交代长石及黑云母而成，属次生交代蚀变白云母，原生的较少。样品采集与测试方法 样品采集及岩相学特征同位素测年样品采自横山复式岩体中部的横山 园密庙一带较新鲜弱风化的中细粒黑云母二长花岗岩、细粒二云母二长花岗岩、蚀变斑状细中粒白云母二长花岗岩及岩体东部程山一带的细粒黑云母钾长花岗岩（、），并同时采集了岩矿薄片、硅酸岩、定量光谱及稀土分析样品（图）。样品。岩性为中细粒黑云母二长花岗岩，浅灰 灰白色，岩石具花岗结构，以中细粒为主，个别粒径 ，局部可见二长结构，块状构造。岩石矿物成分有斜长石（）、钾长石（）、石英（）、黑云母（）。钾长石，他形粒状，条纹双晶、格子双晶清晰，为条纹长石和微斜长石，粒径 ，部分条纹长石中镶嵌分布斜长石，构成二长结构。斜长石，较自形板状，主要为中更长石，中长石环带发育，粒径 。石英，他形粒状，表面裂纹发育，波状消光发育，粒径 。黑云母，叶片状，片径 。样品。岩性为细粒二云母二长花岗岩，灰白色，岩石具细粒花岗结构，粒径 。岩石矿物成分有斜长石（）、石英（）、钾长石（）、黑云母（）、白云母（）。斜长石，半自形 自形粒状，具聚片双晶、卡纳联晶，为酸性更长石，见绢云母化，粒径 。钾长石他形粒状，为条纹长石，粒径 ，弱绢云母化，内部包裹细粒石英。石英，近浑圆粒状 近等轴粒状，边部可见基质嵌入，粒径 。黑云母，叶片状，部分已经蚀变为白云母，片径 。白云母，叶片状，片径 ，交代黑云母及长石。样品。岩性为蚀变斑状细中粒白云母二长花岗岩，岩石新鲜面呈浅肉红色，似斑状结构，基质细中粒花岗结构，块状构造。斑晶主要为钾长石（），基质主要为有石英（）、钾长石（）、斜长石（）、白云母（），金属矿物及副矿物（）。单一的斑晶钾长石含量高，近板柱状，长轴为 ，晶体边缘常和基质矿物穿插生长，同时包裹细粒的斜长石和白云母，具卡式和格子双晶，点滴状和细脉状条纹构造发育。基质钾长石和斜长石为他形粒状 自形宽板状，其中斜长石主要为自形宽板状，粒径 ，钾长石的光性和蚀变特征同斑晶钾长石。斜长石具卡式双晶和双晶纹细密的聚片双晶，轻微绢 白云母化。石英为不规则他形粒状，粒径 ，包裹白云母、磷灰石和锆石等，消光不均匀，偶见脆性裂纹。白云母的长轴为 ，有的晶体受力明显弯曲。样品。岩性为细粒黑云母钾长花岗岩，灰白色，岩石呈细粒半自形粒状花岗结构。岩石矿物成分有钾长石（）、斜长石（）、石英（）、黑 云 母（）、白 云 母 少 量（）、不透明矿物（约）。钾长石，半自形他形板粒状，粒径多为 ，表面轻微混浊，发育条纹双晶、格子双晶，少量卡式双晶，微斜长石为主。斜长石，半自形板柱状，粒径 ，发育细密平直的聚片双晶，多为钠长石 更长石。石英，他形不规则粒状，充填于其他矿物空隙中，粒