[IACF] 闽中地区马面山群东岩组变质岩形成的古构造环境研究.pdf

第12卷 第1期 2005年3月 地学前缘中国地质大学,北京;北京大学 Earth Science Frontiers China University of Geosciences ,Beijing; Peking University Vol. 12 No. 1 Mar. 2005 收稿日期20041021 ;修回日期20050222 基金项目国家自然科学基金项目40372050 ;地质大调查项目200310200064 作者简介张 达1967 , 男,博士,副教授,构造地质学专业,主要从事区域构造、 构造与成矿研究。E2mail zhda 263. net 闽中地区马面山群东岩组变质岩形成的 古构造环境研究 张 达1 ,2, 吴淦国1 ,2, 彭润民1, 吴建设3, 狄永军1, 张祥信1, 汪群峰1 11 中国地质大学 地质过程与矿产资源国家重点实验室,北京100083 21 中国地质大学 岩石圈构造、 深部过程及探测技术教育部重点实验室,北京100083 31 福建省地质调查研究院,福建 福州350003 ZHANG Da1 ,2, WU Gan2guo1 ,2, PENG Run2min1, WU Jian2she3, DI Yong2jun1, ZHANG Xiang2xin1, WANG Qun2feng1 11State Key L aboratory of Geological2Processes and Mineral Resources , China University of Geosciences , Beijing100083, China 21Key L aboratory of Lithospheric Tectonics and Lithoprobing Techology of Ministry ofEducation , China University of Geosciences , Beijing100083, China 31Institute of Geological Survey of Fujian Province , Fuzhou350003, China ZHANGDa , WU G an2guo, PENG Run2min, et al1Paleotectonic setting of the Dongyan ation of the Mamianshan G roup in Central Fujian Province,south2east China1Earth Science Frontiers,2005 ,121 3102320 Abstract The Dongyan ation of the Mesoproterozoic Mamianshan Group , Central Fujian Province , com2 prises mainly greenschist , marble , quartz schist and felsic rocks. Results of geochemical analyses , indicate that most of the metamorphosed rocks of the Dongyan ation are derived from mafic and felsic volcanic rocks and less commonly from sedimentary rocks. The greenschist rocks are typical of the middle and upper Dongyan ation , and include albite2actinolite schist and epidote2albite2actinolite2chlorite schist.These rocks show features suggesting that they are metamorphosed submarine basaltic lavas. Geochemical data sug2 gest that the protolith of the greenschist rocks was probably of tholeiitic composition and that the felsic rocks were derived from dacite and rhyolite volcanic rocks.REE patterns and trace element data of the mafic metavolcanic rocks greenschist support the idea that they are continental tholeiites. In addition , the overall bimodal character tholeiite , calc2alkaline basalt , alkaline basalt , dacite and rhyolite of the metamorphic rocks of the Dongyan ation indicates that these volcanics were erupted in a continental rift setting. Key words Central Fujian Province; Mesoproterozoic; Dongyan ation; Mamianshan Group ;bimodal volcanics; rift setting 摘 要闽中地区马面山群东岩组地层主要为绿片岩为主的一套古火山沉积建造。其主要岩性类型包括各种 成分的绿片岩、 大理岩、 石英片岩及变粒岩类。绿片岩显示海底火山喷发特征,变粒岩原岩为中酸性岩类。东 岩组变质岩岩石化学研究表明,绿片岩的原岩应为玄武岩类。变粒岩类主要属于英安岩及流纹岩。这些特征 反映东岩组具双峰式火山岩特征,形成于大陆内部张性环境。绿片岩稀土元素特征也显示和大陆拉张环境中 的火山岩类稀土特征非常相似,属大陆拉斑玄武岩;微量元素分布显示出该组变质岩原岩类似于大洋岛和大 陆裂谷的板内碱性玄武岩。因此闽中地区中元古代可能处于板内古裂谷环境。 关键词闽中;中元古代;东岩组;马面山群;双峰式火山岩;裂谷背景 中图分类号P58813 ;P542 文献标识码A 文章编号10052321200501031011 张 达,吴淦国,彭润民,等/地学前缘Earth Science Frontiers2005 , 12 1 311 地球上几个重要克拉通如南美大陆、 澳大利亚 及中南部非洲古克拉通的增生演化史及增生模式的 研究成果表明古元古代是地壳增生的主要阶段[1]。 Travassos认为南美大陆存在多个具明显特征的前 寒武纪构造域,其中地壳的初始增生开始于中太古 代,古元古代是地壳的主要增生期,同时大陆地壳又 经历了再一次重组的过程[2]。Wingate认为,元古 宙澳大利亚克拉通的增生是通过古板块构造作用实 现的,其中包括大规模的水平运动及克拉通内裂谷 和垂直运动[3]。R1Caby认为,非洲大陆的中西部 元古宙古克拉通自20亿年来就被新元古代构造带 及缝合线所包容,说明该大陆在新元古代经历了较 为快速的增生过程[4 ,5]。Brian Windley认为,元古 宙大陆的增生是由于元古宙源于地幔的板块构造及 产生于地幔的热柱构造导致新生成分的加入而造成 的[6]。 华夏古陆变质基底地层主要由古元古代、 中元 古代及新元古代 早古生代3部分组成[7]。研究表 明华夏古陆主要以幕式增生的方式增长,其中元古 宙也是陆壳的主要增生期[8],并认为浙闽古元古代 118 Ga是主要增生阶段[9]。古元古代变质地层在 浙西南及闽北一带分别命名为八都群及麻源群,是 古元古代华夏古陆陆壳增生的记录。年代学研究表 明,古元古代陆壳增生事件可分为两个阶段210～ 212 Ga为古陆张裂、 幔源玄武岩质岩浆活动时期, 后期118～210 Ga为克拉通化花岗岩岩浆活动 期[10]。李献华根据华夏古陆晚古元古代斜长角闪 岩元素地球化学特征,认为古元古代变质火山岩形 成的构造环境可能类似于现代红海型的裂谷2初始 洋盆环境[8]。 华夏古陆古元古代及新元古代 早古生代地层 分布广泛,在闽北、 浙西、 赣南等地区广有出露,古陆 增生具有广泛的地层基础。而中元古代地层则分布 受限,主要集中在浙西南 闽中一带。华夏地块中 元古代变质岩地层包括龙泉群和马面山群。马面山 群主要分布在闽中地区,从下到上划分为龙北溪组、 东岩组及大岭组。同位素年龄数据支持中元古代的 地层记录。变石英角斑岩的单颗粒锆石U2Pb年龄 为1 10019 Ma[7],角闪变粒岩角闪石的40Ar239Ar 的年龄为1 129169 Ma[7],尤溪梅仙龙北溪组变 质火山岩的Sm2Nd同位素年龄为1 429 169 Ma[11]。马面山岩群变晶糜棱岩的全岩40Ar/ 39Ar 同 位素年龄933 Ma确定了早期变质变形事件发生 在新元古代初,表明地层可能形成于中元古代[12]。 水涛认为华夏古陆存在双层结构的早中元古代基 底,其中上部基底亦即中元古代变质岩年龄区间应 是1 000～1 400 Ma ,中元古代是华夏古陆内陆伸展 盆地的主要发展阶段[13]。叶水泉1998提出,闽中 梅仙地区存在的块状硫化物矿床可能与原岩为拉斑 玄武岩的龙北溪组绿片岩建造有关[14]。周兵等 1999通过岩石化学和地球化学的研究表明,龙北 溪组变质岩具双峰式火山岩特征[15]。王鹤年认为 闽中地区龙北溪组绿片岩原岩为苦橄玄武岩和玄武 岩,为板内拉斑玄武岩,其形成的构造背景为大陆裂 谷[16]。周丽娅研究结果反映马面山群变质火山岩 应形成于裂谷 初始洋盆 板内俯冲的构造环 境[17]。马面山群东岩组作为闽中中元古代变质基 底的主要组成部分,和该区广泛分布的块状硫化物 矿床有直接关系[18 ,19]。东岩组变质岩形成过程对 于华夏古陆中元古代的增生及演化模式有重要意 义。 闽中地区地处武夷山隆起、 永梅晚古生代坳陷 与闽东火山断陷带的交接部位。其主体位于政和 大埔断裂带以西的前寒武纪变质基底出露区及以东 的火山基底隆起带内。近年来,该区经勘探发现了 较多的铅、 锌、 铜、 银、 金等矿床。地球化学异常浓集 区在整条带内分布多达20多处,并且这些高异常区 和包括东岩组在内的变质基底出露区及位于火山岩 区的变质基底 “天窗” 的分布高度吻合。 本文主要对马面山群东岩组地层层序、 变质岩 原岩组合、 岩石化学与地球化学特征进行初步研究, 在此基础上探讨中元古代闽中地区的古构造环境。 1 中、 新元古界东岩组地层层序 闽中地区出露的中元古代及古元古代中浅变质 岩系分别构成前寒武纪上、 下两个巨厚的火山2沉积 建造旋回。中元古代的马面山群从下到上划分为龙 北溪组、 东岩组及大岭组,其中东岩组绿片岩系构成 了中元古代地层记录的主体,和该区广泛分布的块 状硫化物矿床有直接关系。 1分布特征。东岩组主要出露于建瓯东岩、 尤 溪梅仙一带以北,组成东、 西两个北东向展布的、 由 绿片岩夹大理岩透镜体组成的变质岩条带图 1 。 出露厚度一般为300～400 m ,延伸均大于140 km。 研究区西部由于加里东期抬升而大面积露出地表, 312 张 达,吴淦国,彭润民,等/地学前缘Earth Science Frontiers2005 , 12 1 而东部由于晚期断陷作用而大面积隐伏于燕山期火 山岩之下,只在零星地区以基底 “天窗” 形式出露。 图1 闽中地区地质构造略图 Fig11 Geological and structural sketch map of Central Fujian Province 2岩性组合及空间变化。岩性组合东岩组变 质岩至少存在6个岩性段以及3个规模不等的基 性2酸性岩性旋回。其中第一、 三、 五绿片岩段为主 要含矿层位,主要为绿帘石岩、 绿帘透辉石岩、 阳起 片岩、 钠长阳起绿帘石岩、 大理岩夹钠长浅粒岩、 钠 斜长变粒岩,原岩主要为基性火山岩;第二、 四、 六 段变粒岩为无矿段,主要为钠长浅粒岩、 钠斜长变 粒岩,原岩主要为中酸性火山岩、 火山碎屑沉积岩、 正 常碎屑沉积岩。因此闽中地区东岩组总体以一套绿 片岩夹大理岩组合为主,区别于其他岩石地层单位, 岩石变质程度属低绿岩相 高绿片岩相。岩性组合 在区域上也存在一定变化,东带碳酸盐岩和基性火山 岩均比西带发育,而泥砂质细碎屑岩在西带大量增 加,碳酸盐岩则相对减少。北部建瓯及政和以角闪片 岩类为主,夹大理岩透镜体,厚度大于54216 m;建瓯 东岩以绿帘、 阳起片岩为主,夹绿帘透辉片岩、 黑云石 英钠长片岩及绿帘石化大理岩,厚度37310～76410 m;南部南平以阳起片岩为主,夹阳起绿帘片岩、 大理 岩及石英黑云钠长片岩,厚度大于34911 m;南平徐 岭一带以阳起石片岩和角闪片岩类为主,绿帘片岩次 之并夹变粒岩,厚度为59217～81716 m。 2 东岩组变质岩岩石学特征 东岩组地层在闽中地区主要为绿片岩为主的一 套古火山沉积建造。其主要岩性类型包括各种成分 的绿片岩、 大理岩、 石英岩及变粒岩类。 1绿片岩类绿片岩类是东岩组中上部的典型 岩类,包括钠长阳起片岩和绿帘泥钠长阳起片岩。 主要分布在东岩组第一、 三、 五段,属主要含矿围岩。 具有明显的变余斑状结构,斑晶主要为板状钠长石, 呈门字形图 2a 、 交叉或雁行斜列状排列。基质矿 物组成与斑晶的矿物成分相似。岩石存在变余杏仁 状构造图2b ,板状钠长石斑晶中有变余中空骸晶 结构显示海底喷发快速冷凝成岩特征。 2变粒岩类变粒岩主要为黑云斜长变粒岩和 钠长变粒岩,均呈夹层产于绿片岩类之中。 黑云斜长变粒岩主要由长石和石英两者含量 大于90 及少量黑云母、 绿泥帘石、 白云母、 阳 起石等组成,具细纹状构造,暗色矿物多者具微片 纹理构造,偶见斜钾长石残余晶屑或斑晶,尖棱 角状的晶屑有弯曲或熔蚀现象。钠长变粒岩主要矿 物包括钠长石和石英,含量占70 ～90 。钠长石 为变余斑状结构或变余晶屑。其他矿物包括纤柱状 阳起石和柱粒状绿帘石,含量10 ～30 ,其集合 体呈条带状顺片理分布。 3石英片岩主要分布于东岩组上部,与大理 岩、 白云质大理岩及绿片岩共生。石英片岩中石英 含量大于90 。 其中一类石英片岩常含白云母和黑 云母及少量长石,偶见蓝晶石、 石榴子石,粒径1～ 115 mm ,呈平衡镶嵌或碟状犬牙镶嵌变晶结构,原 岩相当于石英砂岩。另一类石英片岩具霏细或显微 粒状 显微花岗变晶结构,这类石英片岩可能由硅质 岩变质而成,硅质来源一般认为与海底火山喷发密 切相关。 4大理岩类主要有大理岩、 石英大理岩等,呈 薄层状、 透镜状,浅灰 灰白色,局部为浅肉红色,细 中粒变晶结构,条带状构造。方解石呈镶嵌状,石 英呈他形粒状分散分布于方解石间隙,暗色矿物主 张 达,吴淦国,彭润民,等/地学前缘Earth Science Frontiers2005 , 12 1 313 图2 东岩组变质岩变余结构及构造 Fig12 Blasto texture and structure of metamorphic rock of Dongyan ation a 细碧岩的变余斑状结构具有变余中空骸晶结构的板状钠长石Ab呈门字形排列正交 ;b 细碧岩的变余杏仁构造杏仁内 充填有方解石和绿泥石单偏 要有阳起石、 绿帘石、 绿泥石、 黑云母等,呈条带状分 布,含量10 ～30 。具硅化,石英集合体呈透镜 状、 条带状分布。 3 东岩组变质岩岩石化学特征 绿片岩是闽中地区中新元古界普遍存在的一种 岩石类型,不同成分的绿片岩类具有不同的地质背 景,导致对绿片岩的时代、 成因和形成构造环境的不 同认识。如加里东期浙闽碰撞造山带[20]、 克拉通内 裂陷槽[21]、 夭折裂谷[16]、 晋宁期裂解拉伸[22]。兹拟 在变质岩岩相学、 变质作用特征分析的基础上,研究 东岩组变质岩的岩石化学与地球化学特征,为进一 步分析原岩建造及构造沉积环境提供依据。 311 东岩组变质岩尼格里值判别原岩 东岩组不同岩类的DF值大部分都大于0 ,特别 是绿片岩类及变粒岩类DF值都属于正变质岩的范 畴表 1 。DF值属负值的变质岩可能为灰岩及石 英砂岩。根据岩石化学分析结果计算的尼格里值, 将其投影到西蒙南判别图上图3 ,发现东岩组变 质岩类大多数都位于火成岩区。以上两个判别图显 示出东岩组变质岩系的原岩确实主要是火成岩,其 夹层可能有部分为沉积岩,沉积岩岩性除钙质灰岩 外,还可能有部分属于砂岩等岩性。尼格里判别图 中东岩组变质岩大部分落入火成岩区图略 , 只有 少量落入正常沉积岩区,更进一步证明了东岩组变 质岩系火成岩原岩的主导地位,但也有零星沉积岩 分布。 312 岩石化学特征 东岩组变质岩由绿片岩、 变粒岩、 大理岩及石 英岩组成。不同岩类SiO2含量差别较大,从6136 到99128 都有分布,反映东岩组变质岩原岩岩性 图3 闽中东岩组变质岩al fm - c alk2si分布图解 据Simonen ,1953 Fig13 al fm - c alk2si diagram of metamorphic rock of Dongyan ation in Central Fujian Province al 100 x Al 2O3 / ∑; c 100 xCaO/∑;∑x Al 2O3 2x Fe 2O3 x FeO x MgO x MnO x CaO x K 2O x Na 2O ;fm 100[ 2x Fe 2O3 x FeO xMgO xMnO ]/∑;alk 100[x K 2O x Na 2O ]/∑; si 100 x SiO 2 / ∑ 差别较大,既有岩浆性质的岩石,也有正常沉积性质 的岩石。表1所示39个样品SiO2质量分数的平均 值为55185 ,说明岩浆类岩石所占比例较大,大部 分样品SiO2质量分数集中在40 ～60 之间。碱 性组 分 变 化 较大, Na2O质 量分 数 为0102 ～ 5151 ,平均2125 。但Na2O质量分数总体上位于 011 ～4 ; K2O质量分数为0103 ～7156 ,平 均为2173 ,但K2O质量分数总体上位于011 ～ 314 张 达,吴淦国,彭润民,等/地学前缘Earth Science Frontiers2005 , 12 1 表1 闽中东岩组变质岩岩石化学分析数据 Table 1 Petrochemical analysis of metamorphic rock of Dongyan group in the Central Fujian Province 序号样品编号 wB/ DF SiO2TiO2Al2O3Fe2O3FeOMnOMgOCaONa2OK2OP2O5H2O烧失量总计 1FY167. 740. 148. 940. 761. 490. 120. 177. 243. 492. 090. 017. 1599. 34 2FY262. 530. 3517. 030. 542. 170. 141. 111. 834. 945. 970. 033. 3399. 97 3FY352. 191. 4517. 401. 514. 360. 255. 504. 134. 804. 770. 623. 58100. 56 4FY 452. 421. 8114. 834. 215. 590. 185. 645. 995. 151. 010. 252. 4199. 49 5DJS168. 110. 3712. 340. 562. 600. 141. 252. 042. 634. 430. 074. 7699. 30 6DJS267. 980. 3612. 330. 472. 600. 141. 342. 392. 534. 220. 075. 57100. 00 7DJS353. 131. 3814. 172. 185. 910. 284. 904. 743. 472. 630. 317. 13100. 23 8DJS447. 861. 6514. 032. 359. 480. 297. 906. 303. 121. 730. 274. 4399. 41- 9B155. 941. 1917. 314. 474. 560. 872. 355. 680. 554. 000. 780. 242. 12100. 06 10B252. 152. 0315. 854. 559. 860. 243. 824. 281. 623. 050. 960. 151. 2299. 78 11B377. 420. 1010. 320. 381. 180. 040. 121. 031. 926. 580. 190. 100. 63100. 01 12B546. 922. 2316. 954. 18. 730. 276. 399. 043. 000. 710. 640. 140. 8399. 95 13B662. 50. 7117. 41. 352. 300. 111. 132. 592. 087. 560. 420. 151. 6699. 96 14B864. 610. 7313. 533. 815. 660. 171. 431. 684. 641. 710. 330. 171. 4899. 95 15D1241. 540. 7124. 273. 038. 720. 154. 521. 221. 826. 951. 040. 255. 5099. 72 16D1465. 790. 5517. 20. 793. 740. 11. 031. 125. 512. 910. 240. 150. 8599. 98 17D2247. 470. 9418. 214. 086. 600. 276. 189. 302. 031. 830. 560. 162. 3399. 96 18D3071. 070. 3315. 381. 021. 300. 050. 730. 220. 336. 790. 090. 162. 3999. 86 19D3155. 520. 7819. 090. 607. 560. 283. 771. 320. 654. 410. 500. 185. 1599. 81 20D3450. 180. 9218. 301. 9510. 230. 275. 005. 743. 820. 900. 330. 191. 9499. 77 21D3662. 070. 7816. 550. 385. 130. 072. 782. 593. 053. 480. 570. 092. 3999. 93 22D5050. 150. 8216. 132. 439. 280. 187. 108. 523. 130. 260. 860. 080. 9099. 84 23D5566. 840. 2614. 641. 722. 530. 281. 461. 120. 865. 750. 230. 124. 0599. 86 24D6047. 961. 5116. 213. 128. 290. 198. 087. 942. 621. 300. 590. 091. 9199. 81 25D6248. 920. 090. 802. 1513. 4112. 941. 6118.620. 140. 520. 260. 200. 1899. 84 26D7047. 780. 093. 693. 438. 706. 201. 4522.860. 341. 780. 320. 122. 9899. 74 27D8758. 860. 7719. 521. 273. 680. 303. 000. 803. 465. 680. 560. 191. 8999. 98 28MX1247. 172. 113. 146. 84. 380. 993. 4118.370. 320. 730. 31100. 16 29MX1354. 021. 4813. 65. 354. 880. 165. 299. 494. 60. 190. 2499. 88 30MX1454. 091. 3813. 365. 634. 320. 175. 557. 474. 390. 930. 2499. 32 31MX1546. 361. 3813. 945. 674. 040. 847. 6515.710. 471. 460. 26100. 23- 32MX1643. 221. 1612. 666. 852. 952. 006. 1618.160. 130. 200. 2799. 79- 33MX1767. 990. 4014. 043. 941. 840. 112. 141. 930. 255. 490. 1699. 59 34MX1899. 2800. 1900. 560. 020. 060. 050. 070. 130. 06100. 05- 35MX196. 3600. 030. 210. 040. 140. 4652.020. 020. 030. 02100. 57 36MX2045. 151. 8912. 593. 428. 650. 2611. 359. 322. 180. 530. 5699. 40- 37MX2143. 192. 1610. 836. 684. 463. 273. 4822.030. 330. 230. 5097. 22 38MX2278. 000. 239. 631. 241. 060. 250. 382. 682. 992. 010. 0498. 51 39MX2347. 730. 108. 694. 537. 666. 281. 8719.260. 121. 620. 00797. 93- 注序号1～4 ,23～26的样品取自峰岩矿区,5～8及27取自丁家山,9～14取自钻孔ZK4701 ,15取自八外洋,16取自南山一带,22取自王 地后,18～20取自水吉,21夏山,22马面山;序号28～39取自梅仙。样品1～8由国家地质测试中心测试,9～27由中国科学院贵阳地球化 学研究所测试,28～39引自文献[11]。 张 达,吴淦国,彭润民,等/地学前缘Earth Science Frontiers2005 , 12 1 315 5 。将分析结果投影到国际地科联火成岩分类学 分委会1989年推荐的 Na 2O K2 O 2SiO2图解中 图4 闽中地区东岩组不同类型变质岩 类SiO22 Na 2O K2 O 图解 据Le Maitre等, 1989 Fig14 The chemical classification and nomenclature of volcanic rocks using the total alkalis versus silica TAS diagram 1 副长石岩;2 响岩;3 碱玄岩橄榄石标准分子 10 ;4 响岩质碱玄岩;5 碱玄质 响岩;6 粗面玄武岩;7 玄武质粗面安山岩;8 粗面安山岩; 9 粗面岩石英标准分子 20 ;10 苦橄玄武岩;11 玄武岩;12 玄武质安山岩; 13 安山岩;14 英安岩;15 流纹岩 图4 ,可以看出大部分绿片岩样品落入玄武岩 区、 苦橄玄武岩和粗面玄武岩区,因此绿片岩的原岩 应为玄武岩类。变粒岩类样品主要分布于英安岩及 流纹岩区,正常安山岩区只有2个样品出现,且靠近 玄武质岩区。本文所得到的分析结果与区域上针对 绿片岩、 变粒岩等进行的岩石化学分析结果 29 个 样品 [12 ,15～17 ,22]对比研究表明 ,区域上绿片岩及变 粒岩特征和本文所得的基本一致,大部分属于岩浆 岩类,各类氧化物含量的平均值相差不大,说明东岩 组变质岩原岩应该属于玄武岩且分布比较稳定。 皮尔斯判别函数图显示大部分样品分布在板内 玄武岩、 橄榄粗玄岩区,少数位于钙碱性玄武岩及岛 弧拉斑玄武岩区。反映东岩组主要形成于大陆内部 张性环境。东岩组样品大多位于拉斑玄武岩区及周 围,证实绿片岩原岩具有显著张性环境火山建造特 征图 5 。 多种图解综合判别分析表明,闽中东岩组和成 矿关系密切的绿片岩原岩应该属于大陆拉张环境下 形成的拉斑玄武岩系列。 313 双峰式火山岩特征 双峰式火山岩中镁铁质火山岩一般为拉斑、 钙 碱性和碱性玄武岩类,以钙碱性玄武岩类为主。但 与含矿有关的双峰式火山岩组合中,都有钙碱性玄 武岩或岛弧拉斑玄武岩产出,应是具有陆壳和岛弧 环境的产物[23]。东岩组变质岩SiO2质量分数主要 图5 东岩组变质岩TiO22FeOt/ MgO a和FeOt2FeOt/ MgOb图解 Fig15 The TiO22FeOt/ MgO aand FeOt2FeOt/ MgOb diagrams of Dongyan ation metamorphic rock 集中在42 ～54 及62 ～78 ,其中主要集中在 基性岩及酸性岩区,中性岩类较为缺少,具双峰式火 山岩特征。 东岩组变质岩投影中绝大部分都是拉斑玄武岩 类,另有一部分投到英安岩和流纹岩区,少数投到粗 面岩或粗面英安岩区,构成长英质火山岩,成为双峰 式火山岩的另一主要特征。长英质火山岩类是块状 硫化物矿的直接含矿岩石[23]。东岩组变粒岩原岩 相当于中酸性角斑质2石英角斑质火山岩类以及流 纹岩等中酸性岩类。 4 东岩组变质岩地球化学特征 411 稀土元素地球化学 稀土元素作为一组性质相似的相对稳定元素, 在成岩成矿研究中具有特别重要的指示意义,一般 用来研究火成岩、 变质岩和沉积岩岩石成因和演化 316 张 达,吴淦国,彭润民,等/地学前缘Earth Science Frontiers2005 , 12 1 过程。东岩组变质岩为一套典型的绿片岩组合,有 绿片岩阳起片岩、 透闪片岩、 绿泥片岩、 石英片岩、 云母片岩、 大理岩及少量变粒岩。所取稀土分析样 主要为绿片岩。绿片岩的稀土总量变化较大表 1 ,从8410910 - 6到 47411610 - 6 ,主要是东岩组 绿片岩。 LREE/ HREE值为2124～8147 ,平均为513 , 表明LREE富集程度较高,La/ Yb值为3～6014 , Eu/ Sm值为011～0135 ,属轻稀土富集型。 δEu值 图6 闽中东岩组绿片岩稀土配分模式图 Fig16 Rare earth element abundances normalized to chondritic meteorite values against atomic number for greenschist of Dongyan ation 在011～0138之间变化,铕具有较大的异常。其稀 土分布型式表现为较强的右倾斜,表明东岩组绿片 岩为正变质岩,和大陆拉张的环境下的火山岩类稀 土特征非常相似。另一部分样品具有拉斑玄武岩和 偏碱性的玄武岩的稀土元素地球化学特征,轻重稀 土均有增加,轻重稀土分异显著,但轻稀土部分增加 更快,因而斜率更大。图6为稀土元素的配分模式 图,对比研究表明,绿片岩稀土配分模式总体非常相 似,具有张性条件下玄武岩的特征。利用轻重稀土 的比值,可以区分大陆拉斑玄武岩与大洋拉斑玄武 岩、 过渡型玄武岩及大陆碱性橄榄玄武岩[17],即 LREE/ HREE值 115～315 为大陆拉斑玄武岩; 315～4为 “过渡型” 玄武岩; 4～8为大陆碱性橄榄玄武岩。根据这种划分标 准,东岩组变质岩的LERR/ HREE值多在115～4之 间变化,轻重稀土分异显著,应属大陆拉斑玄武岩。 412 微量元素地球化学 通过分析东岩组绿片岩岩石学、 岩石化学、 稀土 元素特征,基本确定东岩组绿片岩原岩是火山沉积 旋回的产物,属于大陆拉斑玄武岩。通过构造环境 的初步判别,认为大陆拉斑玄武岩与陆内板内裂 谷火山岩非常相似,具强烈的双峰式火山岩特征。 玄武岩形成的构造环境主要有3种即洋中脊 玄武岩MORB、 火山弧玄武岩VAB或岛弧玄武 岩和板内玄武岩WPB。板内玄武岩出现于板 块内部,喷发产物有拉斑玄武岩和碱性玄武岩或 二者的过渡类型。通过对区域绿片岩微量元素数 据的进一步处理,得出闽中地区区域东岩组绿片 岩微量元素洋中脊玄武岩MORB归一化微量元 图7 闽中地区东岩组绿片岩微量元素标准化蛛网图 Fig17 Spider diagram of trace element concentrations normal2 ized to the composition of average MORB for greenschist of Dongyan ation in Central Fujian Province 素分布图图 7 。曲线表现出所有的元素都基本 相对于MORB均有不同程度的富集。曲线左部都 呈现出小的 “隆起”,中间元素Nb、Ta略有亏损, 尾部Ti、Y略低,显示出该组变质岩原岩具有大陆 裂谷拉斑玄武岩的特征,没有受到明显的地壳物 质混染,类似于大洋岛和大陆裂谷的板内碱性玄 武岩。 5 古构造环境分析及成矿背景 1古构造环境根据岩石学、 岩石化学及地球 化学分析结果,认为东岩组变质岩是以绿片岩变 粒岩大理岩为主的一套古火山沉积建造,构成华 夏古陆东部中新元古代火山2沉积旋回。绿片岩的 大部分样品都分布于板内拉斑玄武岩区,对应于大 陆内部张性环境。东岩组变质岩具双峰式火山岩特 征。稀土元素及微量元素地球化学分析也揭示出东 岩组变质岩原岩具有大陆裂谷拉斑玄武岩特征。 张 达,吴淦国,彭润民,等/地学前缘Earth Science Frontiers2005 , 12 1 317 表2 闽中地区东岩组变质岩稀土元素分析数据表 Table 2 Data of REE of Dongyan group in the Central Fujian Province 样品 编号 wB/ 10- 6w∑REE / 10- 6 w LREE / 10- 6 wHREE / 10- 6 wLREE /wHREE δEu 值 LaCePrNdSmEuGdTbDyHoErTmYbLu FY153.78 117.60 12.2051.659.902. 0911.281.5910.281.744.940. 634.800.75283.23247.2236.016.870.20 FY294.18 204.10 20.118