矿物成分对东秦岭灰池子复式岩体与花岗伟晶岩成因联系的约束

灰池子复式岩体是东秦岭构造带中规模最大的I型花岗岩,围绕该岩体发育大量赋存稀有金属和铀矿化的花岗伟晶岩脉,二者具有密切的时空联系。然而,灰池子岩体岩浆演化过程尚不清楚,与花岗伟晶岩的成因联系也还存在争论。本研究对灰池子岩体和其东南方向出露的黑云母正长花岗岩中黑云母和长石进行了原位成分分析,结合全岩成分讨论了岩体岩浆演化过程及其与花岗伟晶岩之间的关系。灰池子岩体黑云母二长花岗岩、黑云母花岗闪长岩和英云闪长岩形成压力相似且黑云母离子替代方式相同,说明它们具有演化关系,但氧逸度和SiO_(2)含量依次升高,温度及FeO^(T)和MgO含量依次降低,因此黑云母二长花岗岩演化程度最低。此外,从英云闪长岩到黑云母花岗闪长岩中黑云母与碱性长石Rb、Cs含量逐渐升高而Ba含量逐渐降低,说明后者分异程度高于前者。灰池子岩体为低-中分异花岗岩,稀有金属含量较低且在岩浆演化过程中变化不大,可能不具备成为东秦岭稀有金属矿化伟晶岩母岩的条件。另一方面,黑云母正长花岗岩中黑云母离子替代方式不同于灰池子岩体,其形成温度和压力高于灰池子岩体但SiO_(2)含量低于灰池子岩体,说明二者不存在演化关系。赋存铀矿化的黑云母花岗伟晶岩与黑云母正长花岗岩黑云母离子替代方式相同,而且黑云母花岗伟晶岩具有较高氧逸度和较低形成温度,可能是黑云母正长花岗岩分异晚期的产物。

东秦岭构造带古生代花岗岩与赋矿花岗伟晶岩的成因联系

东秦岭构造带发育大量古生代花岗岩和赋存稀有金属以及铀矿床(化)的花岗伟晶岩,但二者的成因联系尚不清楚。因此,文章统计了花岗岩和花岗伟晶岩的年龄,并对比了二者全岩和矿物的元素和同位素组成,以此探讨二者之间的成因联系。年龄统计结果表明花岗岩形成于3期岩浆活动:第一期(490~500 Ma)形成了区域上最大的漂池S型花岗岩体;第二期(435~460 Ma)峰期约为450 Ma,形成了东秦岭广泛发育的二长花岗岩,为区域上最大的灰池子I型花岗岩体的主体岩性;第三期(约420 Ma)形成了分布范围和规模均较小的正长花岗岩。赋存稀有金属矿床(化)的花岗伟晶岩形成时代为380~440 Ma,而赋存铀矿床(化)的黑云母花岗伟晶岩形成时代约为420 Ma,与第三期正长花岗岩的形成时代相同。稀有金属矿化伟晶岩与漂池岩体的锆石Lu-Hf同位素组成相似,说明二者均为秦岭群部分熔融的产物,但并不存在演化关系。另一方面,相似的全岩Sr-Nd和锆石Lu-Hf同位素组成表明正长花岗岩与黑云母花岗伟晶岩具有相同的源区,而且二者具有相似的全岩微量元素组成和黑云母离子替代方式,暗示它们存在演化关系。正长花岗岩母岩浆的温度比黑云母花岗伟晶岩母岩浆高100℃,而且从正长花岗岩到黑云母花岗伟晶岩锆石中U含量升高而Ti和重稀土元素(HREE)含量降低,说明黑云母花岗伟晶岩是同时期正长花岗岩分异晚期的产物。