福建政和—建瓯地区增生杂岩中玻安岩的认识及其地质意义.pdf
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1、第2 期福建地质Geology of Fujian89福建政和一建瓯地区增生杂岩中玻安岩的认识及其地质意义黄昌旗1周小栋2聂童春2陈淑华王文君1赵举兴(1.福建省煤田地质局,福州,350 0 0 0;2.福建省地质调查研究院,福州,350 0 13;3.福建省煤田地质勘查院,福州,350 0 0 0)摘要要政和一建瓯地区增生杂岩中,部分变质岩的岩石地球化学具有高含量Si0,(50.5%57.31%)和Mg0(平均10.51%),低含量Ti0,(0.11%0.46%),Cr、Ni、V相容元素含量高(Cr平均8 6 8 10-、Ni平均38 8 10-、V平均18 2 10-),Ti/Zr比值较高
2、(2 8 12 4,平均7 4)等特征,其Mg平均大于0.6 5,REE总量低,HREE丰度低,Eu基本无异常(平均0.94)。这些特征与玻安岩基本一致,故原岩应为玻安岩或玻安岩系岩石,产于洋内弧或前弧环境,是洋壳初始俯冲削减作用的证据之一。关键词增生杂岩玻安岩削减俯冲地质意义政和一建瓯中图分类号:P588.1文献标识码:A文章编号:10 0 1-397 0(2 0 2 3)0 2-0 0 8 9-0 7Recognition and Geological Significance of Boninite in the Accretion ComplexZone in Zhenghe and
3、Jianou area,Fujian ProvinceHuang Changqil Zhou Xiaodong Nie Tongchuan Chen Shuhua Wang Wenjun Zhao Juxing(1.The Coalfield Geology Bureau of Fujian Province,Fuzhou,350000;2.Fujian Institute of GeologicalSurvey,Fuzhou,350013;3.Fujian Exploration Institute ofCoalfield Geology,Fuzhou,350000)Abstract In
4、the accretive complex in Zhenghe-Jianou area,the petrogeochemistry of somemetamorphic rocks is characterized by high content of Si02(50.5%57.31%)and Mg0(average10.51%),and low content of TiO2(0.11%0.46%),the high content of Cr,Ni and V compatible elements(Cr average 868x10,Ni average 388x10,V averag
5、e 18210),and the ratio of Ti/Zr(28 124,average74).The average Mg*is greater than 0.65,the total amount of REE is low,the abundance of HREE is low,and the Eu is basically no anomaly(average 0.94).These characteristics are basically consistent with thebolivians,and the protolite should be bolivians or
6、 bolivians series rocks,which are produced in the innerarc or front arc environment,and is one of the evidences of the initial subduction and reduction of the收稿日期:2 0 2 3-0 1-11作者简介:黄昌旗(196 9-),男,教授级高级工程师,主要从事区域地质调查、地质矿产调查等。90oceanic crust.Keywords accretion complex,boninite,subduction,geological si
7、gnificance,Zhenghe and Jianouarea以往众多专家学者研究曾认为分布于政和一建瓯一带福建“马面山(岩)群”中浅变质岩是“有序或局部无序地层”1-41,但实际工作过程中发现,许多地质现象难以合理解释。近年来随着国内造山带混杂岩的识别和洋陆转换理论的成熟,对“马面山(岩)群”有了新的认识。福建省地质调查研究院,聂童春、周小栋等 5-7 对该地区的调查研究梳理,确定其为一套洋陆转换过程中的增生杂岩,岩块和基质的岩性主要有角闪石岩、角闪辉石岩、变辉长岩、斜长角闪岩、斜长角闪片岩、阳起(钠长、绿帘、绿泥)片岩、斜长(钠长、钾长)变粒岩、二云(石英)片岩、大理岩、硅质岩及千枚岩
8、、板岩等,其原岩恢复为超基性岩、玄武(安山)岩、中一酸性火山岩、碳酸盐岩和砂泥质类岩石等。笔者主要从岩石地球化学角度,对其中原岩岩石恢复为玄武岩的10 9 件样品进行了对比分析,其中有9件样品可能为玻安岩,是洋壳初始俯冲消减作用的证据之一。1玻安岩的地球化学特征玻安岩最早是日本学者kikuchi在小笠原群岛(Bo n i n)上发现的,其岩石化学成分与MORB(洋中脊玄武岩)和岛弧拉斑玄武岩不同8 ,Peterson将其命名为玻安岩(Boninite)。而后,在世界各地(巴布亚新几内亚、马里亚纳海沟、马里亚纳前弧等地)均有发现,且常与蛇绿岩共生-10 。岩石化学上,玻安岩是一种高镁低钛硅饱和的
9、火山岩,目前标准并不完全统一。国际地科联(IUGS)推荐的分类 1 定义为Si0,53%、M g 0 8%、T i0 2 0.6。而福建地质Geologyof Fujian张初期的产物。2石研究区玻安岩2.1样品特征及其原岩此次研究的9件样品,分别来自建瓯(城关)樟翠、镇前,顺昌黄源,政和马面山等地,岩性为斜长角闪岩、斜长角闪片岩、(绿帘)阳起片岩、变辉长岩、透辉石岩。根据野外调查发现的岩石露头,岩石均以岩块形式呈透镜状或团块状产出,出露规模大小不一,大者连片出露数百米,小者仅出露数十厘米至数米,与基质(变粒岩或片岩)呈韧脆性断层接触。岩石主要特征,斜长角闪岩的主要矿物为斜长石和角闪石,含量大
10、致相当(45%50%)。斜第42 卷Hickey等14 定义的玻安岩则较具体:Si0,含量为52%6 0%,M g 0 含量为9%2 5%,比安山岩Mg0平均含量4.36%高出较多,Ti0,平均含量为0.2%,单个样品 0.45%(洋岛玄武岩(-0 IB)平均为2.0%,洋脊玄武岩(-MORB)平均为1.5%,岛弧玄武岩(-IAB)平均为0.8%,安山岩平均大于0.7%15-16 1);Mg#为0.550.8 3,同时还具有Cr与Ni含量高(Cr含量10 0 10 450 10、Ni含量为30 0 10-6 90 0 10)、富含挥发分含量为(1.4%3%)、高场强元素(Zr、Y、H f)和重
11、稀土元素含量(HREE)丰度低等特点。玻安岩同所谓的“低Ti拉斑玄武岩”“过渡型玻安岩”或“与消减带有关的低Ti熔岩”有紧密共生和过渡的关系。由于斜方辉石的分馏结晶作用会造成玻安岩Mg0含量变化较大(4%2 5%),Meijer建议把组成类似于玻安岩的岩石总称为“玻安岩系岩石”17 。O根据张旗18 研究结果,则将玻安岩系岩石分成玻安岩和玻玄岩2 个亚类,认为二者存在地球化学特征差异,前者属前弧环境,后者是弧后盆地扩12福建省地质调查研究院,福建1:5万建瓯市、南雅、玉山、西溪幅区域地质调查报告,2 0 18。福建省地质调查研究院,福建省建瓯地区构造混杂岩专题研究报告,2 0 18。第2 期长
12、角闪片岩、角闪石含量一般较高(6 0%7 0%),石英和钛铁矿含量各占2%4%,副矿物主要有石、磷灰石、钛铁矿;绿帘阳起片岩,阳起石含量为7 0%90%,绿帘石为10%30%,更长石为6%8%,方解石和绿泥石含量各占2%3%,具少量石英和绿帘石(1%);变辉长岩的主要矿物组成与斜长角闪岩矿物组成相当,局部具绿泥石化、绿帘石化蚀变;透辉石岩主要矿物为透辉石,含量为50%90%,次要矿物见透闪石、磁铁矿、绿泥石等,副矿物见石。研究区中9 件样品在地球化学原岩恢复图解情况:尼格里四面体和周世泰的K-A图解中,9 件样品全部投入火成岩区;在西蒙南图解中,1,2,47 和9 号样品均投入火成岩中(4,5
13、,9 号样品处于火成岩与沉积岩边界处靠火成岩侧),3号样品投入厚层泥岩的延伸区中,8 号样品投入钙质岩与火成岩边界处靠钙质岩一侧;在巴拉绍夫等的ZREE-(L a/Y b)图解中(16 号样品),3号样品投入火成岩与沉积岩边界处靠碳酸盐岩一侧,其余均投入火成岩中。结合样品的野外地质特征和岩石矿物组合分析,3号样品(透辉石岩)野外露头上与变橄榄岩、变辉长岩(4号样品)组合产出,周边未见硅质岩和硅泥岩类岩块,显微镜下岩石透闪石化强烈,未见石英,火成岩的残余交织结构明显,均与副变质形成的透辉石岩明显不同。综合认为,9 个样品原岩均属于火成岩。2.2岩石地球化学特征2.2.1主量元素根据研究区玻安岩系
14、岩石地球化学分析结果(表1),可见Si02含量为50.5%57.31%,Mg0含量平均为10.51%,Ti02含量为0.11%0.46%,M g 平均含量为0.6 5(除2 号样品外,其余样品均大于0.6),可以看出这些样品具有高Si0z、M g 0,低Ti02含量的特征,符合玻安岩的主要特征。与一般安山岩相比,Na20+K,0平均含量为2.49%,明显低;A1203/Ti02比值平均为38.7,比一般高镁安山岩和MORB(10 2 0)高,其中1,5号样品A1203/Ti02比值大于50,是典型玻安岩具有的特征;除2 号样品Ca0/A120,比值为0.64外,其余均大于0.7 5,属高钙玻安
15、岩 19。黄昌旗等:福建政和一建瓯地区增生杂岩中玻安岩的认识及其地质意义91张旗据岩石中微量元素比值,将玻安岩系岩石划分出玻安岩与玻玄岩,认为玻安岩Ca0/A1203比值一般低于0.6 5,可能源于Ca0更加亏损的源岩;但笔者研究分析认为,对于中深变质岩,造成的Ca0/Al20:比值变化可能还有更复杂的原因。2.2.2微量元素根据微量元素分析结果可以看出,Cr、Ni、V等相容元素含量高(Cr平均为8 6 8 10、Ni平均为38 8 10、V平均为18 2 10-),Cr、Ni 与Mg具相关性,大离子亲石元素(LILE)Sr、K、Rb、Ba、T h 等相对富集,高场强元素(HFSE)Zr、H
16、f、T i等强烈亏损,符合玻安岩的主要特征;在研究区的玻安岩微量元素标准化蛛网图上(图1-a),元素配分模式与Leybourne等【2 0 的玻安岩系火山岩特征基本一致。元素Ti/Zr比值是识别玻安岩系岩石的重要参考,据Beccaluva等 2 1-2】所列出的世界上具代表性的低Ti熔岩的化学组成,典型的玻安岩通常具有低的Ti/Zr比值(7 0)。张旗根据Ti/Zr比值高低把玻安岩系岩石分成玻安岩和玻玄岩2 个亚类。据Ti/Zr比值分析结果来划分,2 件样品属玻安岩,3件样品属玻玄岩,1件样品介于玻安岩与玻玄岩之间;但若按V/Zr比值(10 为玻玄岩)来划分,则除2 号样品为玻安岩外,其余均为
17、玻玄岩;若按Zr/Y比值 3为界划分,则全部属于玻安岩。这种据某些微量元素划分玻安岩与玻玄岩的方法在研究区域内可用性不明显。笔者认为,可能是变质玻安岩系岩石经历了较为复杂的地质过程的原因,对于变质程度较深的岩石,不宜简单地依据微量元素比值进行玻安岩和玻玄岩划分,其划分依据需再研究。2.2.3稀土元素样品稀土元素分析结果显示,表现为稀土元素总量(ZREE)低,重稀土元素(HREE)含量低,具玻安岩系岩石的基本特征,8 Eu(平均0.9 4)基本无异常,也是玻安岩系岩石的特点之一。玻安岩系岩石有3种稀土配分模式:轻稀土元素(LREE)富集模式、轻稀土元素(LREE)亏损模式、中稀土亏损的“U形”模
18、式。其中“U形”模式是典型的玻92Table 1 Petrogeochemical analysis value and characteristics of boninite series rocks in the study area序号采样地样品号岩石名称斜长角闪1D2052-1建瓯(城关)樟翠2PM307-223D504-1顺昌黄源4D509-1PM202-2-5建瓯镇前6D3267-1绿帘阳起片岩57.31765政和马面866山9序号样品号Ca0/A120g1D2052-12PM307-223D504-14D509-15PM202-2-16D3267-1765866967序号样品号T
19、i/ZrZr/Y V/ZrLaCePrNdSmEuGdTbDyHoErTmYbLuZREE/HREE1D2052-12PM307-223D504-14D509-15PM202-2-16D3267-1注:样品原始数据据参考文献【7 ,样品7.8.9微量和稀土元素未分析。福建地质GeologyofFujian表1研究区玻安岩系岩石地球化学分析值及特征主量元素(10)Si02Ti02A1203TFe20:Fe203FeoMnoMgOCaoNa20K.0P.0s烧失量总量TFeoMg51.460.2512.9(片)岩斜长角闪(片)岩透辉石岩变辉长岩阳起片岩1斜长角闪岩斜长角闪岩67斜长角闪岩A120/
20、Ti02Na20+K,00.851.600.6437.852.7139.820.830.180.9952.451.4916.350.8336.290.7738.890.8644.61741.47.79.029.161.927.591.450.461.760.292.050.471.490.241.74 0.261240.920.13.626.540.873.591.010.421.580.332.630.662.18 0.382.860.4627.131.450.91281.82.322.219.17.0325.945.261.193.280.573.030.561.540.221.460.2
21、291.587.4210.924.23 0.82812.56.76.1410.51.636.631.680.521.870.342.190.461.360.21.380.2435.113.37 3.19463.06.33.266.750.873.520.860.291.050.171.140.230.720.10.810.1119.883.592.89921.55.72.223.520.763.701.110.411.160.332.870.61.910.292.330.3221.531.190.68第42 卷9.90.29.4710.342.371.020.031.6652.820.3412
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