欽杭成礦帶西段羅容雜巖體巖石學、地球化學及年代學

黃炳誠，許 華，潘藝文，黃 英，倪戰旭，鐘輝運

（廣西區域地質調查研究院，廣西 桂林 541003）

羅容雜巖體位于廣西桂平蒙圩鎮，廣西區域地質志將其和馬山雜巖體一起劃歸為燕山早期第三次侵入形成的同熔型雜巖體[1]。李獻華等（1999）則將其與馬山雜巖體、西山巖體及平樂牛廟、同安巖體等，一并歸為“桂東南鉀玄質侵入巖帶”，認為它們產出于板內環境，很可能是中生代華南軟流圈地幔上涌和巖石圈伸展背景下形成的[2]。郭新生等（2001）對羅容雜巖體和馬山雜巖體Nd同位素進行了研究，發現羅容雜巖體各種巖石的εNd（T）值均較高，認為它們是近年來發現的華南低Nd模式年齡花崗巖中模式年齡最低（幔源物質貢獻最大）的類型，記錄了中生代時華南的地幔物質上涌和形成新生地殼的事件[3]。但關于羅容雜巖體的形成時代，一直缺少可靠的同位素測年資料。在欽杭成礦帶地質礦產調查1∶25萬貴縣幅（F49C 001002）區調修測工作中，筆者對羅容雜巖體進行了野外調查，并從巖石學、巖石地球化學、同位素年代學等方面進行了較詳細的研究，對其成因和形成構造環境進行了探討。

1 區域地質背景

羅容雜巖體構造位置位于欽杭成礦帶西段大瑤山隆起南側社步中新生代盆地的西緣，靈山－藤縣斷裂西側，呈巖株狀侵入上泥盆統融縣組（D3r）灰巖中（圖1），并被下白堊統新隆組（K1x）紫紅色礫巖、砂巖、粉砂巖沉積覆蓋。出露面積約2.5 km2，外接觸帶具大理巖化和矽卡巖化。

巖體由多次侵入的基性和中性巖組成，巖性主要為二長閃長巖、二長巖（二長斑巖）、二長正長巖和正長巖（圖2）。早期以粗－中粒（少量中－細粒）二長巖為主，局部過渡為二長閃長巖和二長正長巖，三者為相變過渡關系，它們構成羅容雜巖體的主體，出露于羅容大嶺一帶，呈不規整的環帶狀分布。巖體北側外圍新村、莫南一帶，尚發育有小規模的中細粒二長斑巖巖株。晚期為中細粒正長巖，主要有大嶺頂和新村兩個侵入體，出露面積約0.1～0.5 km2，侵入于二長巖、二長正長巖中，兩者為突變侵入接觸關系。

2 巖石學特征

圖1 羅容雜巖體地質簡圖Fig.1 Simplified geological map in the studyarea

圖2 羅容巖體地質剖面Fig.2 Cross section of Luorong granites

二長閃長巖:呈灰黑色，粗－中粒不等粒二長結構，塊狀構造。主要由斜長石（37%～42%）、鉀長石（15%～20%）、普通輝石（27%）、普通角閃石（13%）等礦物組成。斜長石（An=28）呈半自形板狀，晶體大小不一，多在0.5～2 mm間，少數達2～4 mm，鉀長石也多在0.5～2 mm間。暗色礦物大小多為0.2～1 mm，少數可達2 mm，自形的普通輝石邊部常有普通角閃石的反應邊。副礦物有磁鐵礦、鋯石、磷灰石、榍石等。

二長巖:呈淺灰白色，不等粒二長結構，塊狀構造。主要由斜長石（An=10）（37%）、微斜微紋長石（55%）、普通輝石（3%）、普通角閃石（2%）等礦物組成。長石呈半自形長板狀，長者達6～20 mm，呈似斑晶產出，一般在1～5 mm至0.5～1 mm。巖石結構有由不等粒向斑狀過渡的特征，但總體仍以不等粒結構為主，只有在細小長石聚集在粗大長石間的部分才顯示斑狀特征。斜長石大晶體邊部多被鉀長石包圍、交代，細小晶粒則被鉀長石包嵌。暗色礦物多聚集分布，其中普通輝石自形-半自形柱狀，柱體長多在0.3～1 mm間。普通角閃石大小與輝石相近，但自形度差。副礦物有磁鐵礦、榍石、鋯石、磷灰石等。

二長正長巖:呈淺肉紅色，粗－中粒結構，局部二長結構，塊狀構造。主要由微斜微紋長石（67%）、斜長石（25%）、普通輝石及其假晶（2%）、普通角閃石（2%）、黑云母（1%）等礦物組成。鉀長石大小不等（8～20 mm），有的呈粗大的半自形板狀晶體，呈似斑晶產出。多數斜長石和鉀長石呈長板狀，長多為2～8 mm，前者自形程度較好，后者常在前者周圍分布，具二長結構特征。有的鉀長石呈扇形集合體，充填于其他礦物間。被包嵌于鉀長石中的粗大的斜長石為更－中長石（An=30），而聚集在粗大長石間的不規則細小斜長石為更長石（An=11）。暗色礦物粒度多在0.2～1 mm間，其中輝石幾乎全被角閃石或次生礦物交代，呈假晶出現，普通角閃石外形不規則。副礦物有磁鐵礦、榍石、褐簾石、磷灰石等。榍石為自形粒狀，大者可達0.5～1.2 mm。

正長巖:呈紅棕色，強烈風化～半風化，中細粒半自形結構，塊狀構造，主要由正長石（75%）、白云母（24%）等礦物組成；正長石半自形板狀，大小多在2～5 mm間，雜亂分布，其間隙處往往充填著白云母鱗片集合體，白云母片大小多在1 mm以下；副礦物有金紅石、鋯石、褐鐵礦等。

3 巖石地球化學特征

筆者選取羅容雜巖體代表性巖石類型進行了巖石地球化學測試。主、微量元素及稀土元素分析均由武漢綜合巖礦測試中心完成，文中圖件采用GeoKit軟件[4]制作。

3.1 主量元素特征

巖石主量元素含量及相關特征參數列于表1。SiO2含量51.07%～66.23%，表現為從基性到中性，向富硅方向演化。巖石富堿，全堿（Na2O+K2O）為6.41%～14.14%。分異指數（DI）46.66～93.89，以中等分異程度為主，晚期正長巖為強分異。里特曼指數（σ）為4.06～12.11，為里特曼堿性系列。鋁飽和指數（A/CNK）介于 0.61～1.39，多為準鋁質，僅個別由于強分異為過鋁質。在SiO2－（Na2O+K2O）（TAS）圖解（圖3）中，全部樣品均屬堿性巖系列，分別落于二長閃長巖、二長巖、副長石二長正長巖、副長石正長巖和正長巖區，表現為由早期基性的二長閃長巖→二長巖→副長石二長正長巖→副長石正長巖向晚期中性的正長巖演化的特征，與前文礦物和結構定名基本一致。在SiO2－K2O圖解（圖4）中，樣品多落于鉀玄巖系列范圍內，僅個別樣品落于高鉀鈣堿性系列區。

3.2 稀土元素特征

圖3 羅容巖體TAS圖解[5]Fig.3 TASdiagram for the Luorong granites

圖4 羅容巖體Si02-K2O圖解[6-7]Fig.4 SiO2vs.K2Odiagram for the Luorong granites

表1羅容巖體主量元素（w t%）分析結果表Table 1 Majorelement com p osition s of the Lu oron g gran ites*注:分異指數(D I):C IP W標準礦物Q+Or+A b+Ne+L c+Kp之和；鋁飽和度(A/K NC):Al2O3/(K2O+N a2 O+C aO)分子數比值；里特曼指數σ=(K2O+N a2 O)2/(SiO2-43)

表2羅容巖體稀土元素（×10-6）分析結果表Table 2 Rare earth elemen tcomp osition s of the Lu oron g g ran ites

巖石稀土元素含量列于表2。稀土總量（∑REE）為 268.94×10-6～ 506.61×10-6，輕重稀土比值(LREE/HREE)為10.87～24.16，巖石輕重稀土分餾明顯。δEu值0.41～0.90，以弱負Eu異常為主，其稀土配分曲線為輕稀土富集型（圖5），各類巖石稀土配分曲線基本協調，模式相似。其中，樣品2084-3、2380-1和2383-1表現為顯著虧損中稀土或較強的負Eu異常，但輕稀土La、Ce及重稀土Yb、Lu與其它樣品相差不大，與巖漿經歷了角閃石和單斜輝石的分離結晶作用有關。

3.3 微量元素特征

巖石微量元素含量列于表3。從表中數據可以看出，大離子親石元素（LILE）Ba、Rb、Sr、Ga和高場強元素（HFSE）Nb 、Ta、、Zr、Hf、Th、U等含量均較高，具A型花崗巖的微量元素特征。在微量元素原始地幔標準化蛛網圖（圖6）中，多表現為富集大離子親石元素（LIL）Rb、Ba、Th、U、K 和弱的 P、Ti虧損，高場強元素Nb、Ta虧損不明顯。其微量元素分布形式與板內玄武巖相似。其中，偏中性的二長正長巖（2084-3）和晚期細粒正長巖（2380-2）表現出較顯著的 Ba、Sr、P、Ti虧損，與單斜輝石、鈦鐵礦、磷灰石等進一步分離結晶有關。

4 年代學

4.1 樣品采集和測試方法

在羅容雜巖體中，選取代表性巖石進行鋯石分選和年齡測試。樣品（LR-1）采自羅容大嶺的新鮮基巖，巖性為不等粒角閃輝石二長巖。鋯石樣品用常規的重選和磁選，將其從全巖中分離，最后在雙目鏡下挑純。

樣品制靶和鋯石陰極發光、背散射照像在中國地質科學院礦產資源研究所電子探針實驗室完成。研究了鋯石顆粒的顯微結構，確定待測鋯石部位。

LA-MC-ICP-MS鋯石U-Pb定年測試在中國地質科學院礦產資源研究所MC-ICP-MS實驗室完成，測試儀器為Finnigan Neptune型MC-ICP-MS及與之配套的Newwave U-Pb213激光剝蝕系統。鋯石測定點的Pb同位素比值、U-Pb表面年齡等數據處理采用ICPMSDatacal 6.4程序計算，鋯石年齡諧和圖用Isoplot 3.0程序獲得，儀器工作條件、分析精度和分析方法見文獻[9-11]。

表3 羅容巖體微量元素（×10-6）分析結果表Table 3 Trace element composition of the Luorong granites

圖5 羅容巖體球粒隕石標準化稀土元素配分圖[8]Fig.5 Chondrite-normalized REE distribution patterns for the Luorong granites

4.2 測試結果

樣品中鋯石多呈淺褐色或淺玫瑰色，大部分呈碎屑狀，晶形不完整，粒徑150～450 μm，部分有黑色包裹體。由于在碎樣粒徑通過0.27 mm時大多粗大的鋯石顆粒已破碎，造成分析樣品中的鋯石晶體不完整，但其自形的柱狀晶體仍清晰可辯。在陰極發光圖像（圖7）中，因鋯石U、Th等放射性元素含量普遍較高，圖像呈暗灰色，但大部分顆粒振蕩生長環帶結構尚清晰，屬于巖漿結晶鋯石。

圖6 羅容巖體原始地幔標準化微量元素蛛網圖[8]Fig.6 PM-normalized trace element spidergrams for the Luorong granites

圖7 羅容巖體鋯石Cl圖像、測試點位及年齡Fig.7 Cathodoluminescene images,analytical spots and ages of zircons from Luorong granites

測試時避開包裹體，選擇環帶結構較清晰的20個代表性鋯石顆粒進行U-Pb年齡測定，各測點的測試結果列于表4。根據測試結果，大致可將鋯石顆粒分為3類:第一類Pb含量為(41.1～754.5)×10-6，U 含量為 (1780.1～7336.2)×10-6，Th 含量為(386.2～30289.6) ×10-6，Th/U 比 值 為 0.12 ～7.52，206Pb/238U年齡 163.2～163.8 Ma；第二類 Pb 含量為(1415.9～3125.9)×10-6，異常性偏高，206Pb/238U 年齡181.2～310.7 Ma；第三類 U含量為(7575.6～8142.6)×10-6，異常性偏高，206Pb/238U 年齡102.2～120.8 Ma。從鋯石的形態和同位素組成來看，第二、三類鋯石由于受溶蝕或后期熱流疊加，鋯石原有形態已不同程度遭到破壞，其U-Th-Pb同位素體系受到破壞，導致206Pb/238U年齡的偏高或偏低；而第一類雖然受到了后期熱液流體疊加，但是鋯石韻律環帶明顯，鋯石顆粒還保持原有的封閉體系，其鋯石年齡基本可以代表巖漿的結晶年齡。

圖8 羅容巖體鋯石U-Pb年齡和諧圖Fig.8 Zircon U-Pb concordia diagram of the Luorong granites

在一致曲線圖（圖8）中，采用最諧和的10個數據點獲得206Pb/238U年齡加權平均年齡為（163.40±0.40）Ma（MSWD=0.120，置信度為 95%），代表了角閃輝石二長巖的結晶年齡或成巖年齡。

5 討論

5.1 巖石成因及其構造背景

李獻華等（1999）根據產生于島弧和板內環境的鉀玄質巖石的微量元素特征指出桂東南鉀玄質侵入巖富集大離子親石元素（LIL）和輕稀土元素（LREE），無 Nb、Ta負異常，是典型的板內鉀玄巖[2]。羅容雜巖體巖石地球化學特征與上述鉀玄質巖石非常一致，表明有相似的成因。

Loiselle等（1979）最早提出的A型花崗巖指的是具有“堿性”、相對“貧水”和產于“非造山”環境的特征[12]。Eby等（1992）把A型花崗巖劃分為A1亞型和A2亞型花崗巖，并認為A1亞型形成于板內裂谷、地幔柱或熱點環境，以地幔物質來源為主，可有部分地殼物質混染；A2亞型花崗巖形成于后碰撞或后造山環境，以地殼來源為主，亦可以有部分地幔物質來源[13]。在Eby等（1992）提出用以劃分A1亞型和A2亞型花崗巖的Nb-Y-3Ga判別圖和Yb/Ta-Y/Nb判別圖解上，樣品均落于A1型花崗巖區（圖9）。在Pearce等（1984）花崗巖構造環境判別圖解中，微量元素Y-Nb判別圖和（Y+Nb）-Rb判別圖樣品均落于板內花崗巖區[14]（圖10）。以上判別圖解投點表明，羅容雜巖體屬于A1亞型花崗巖，形成于板內裂谷環境，以地幔物質來源為主。

對羅容雜巖體的巖石組合、主量元素、稀土元素和微量元素的特征分析表明，該巖體為A1亞型花崗巖，屬于典型的板內鉀玄巖，形成于板內拉張構造背景，巖漿物質來源主要為經過交代和富集的具OIB型微量元素特征的巖石圈地幔和下地殼[15]。

5.2 巖體形成時代

羅容雜巖體侵入上泥盆統融縣組（D3r）灰巖中，其后被下白堊統新隆組（K1x）沉積覆蓋，巖體形成時代應介于晚泥盆世到早白堊世之間，但一直缺少可靠的同位素測年資料。

本次工作首次對羅容雜巖體進行了高精度的LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年，獲得角閃輝石二長巖的鋯石 U-Pb年齡為（163.40±0.40）Ma，代表雜巖體主體的侵入時代，屬中侏羅世（燕山期早期）。這一測年數據與馬山雜巖體石英正長巖155 Ma（黑云母K-Ar法）[16]；桂平西山巖體二長花崗巖169～170 Ma（黑云母K-Ar法）[17]；平樂牛廟巖體輝石閃長巖（163±4）Ma、同安巖體石英二長巖（160±4）Ma（鋯石SHRIMPU-Pb法）[18]等的測年數據基本吻合。

這一系列測年數據表明中晚侏羅世是華南地區發生強烈巖漿活動的主要時段，在后造山階段大陸地殼拉張減薄的構造環境下，軟流圈地幔沿超殼深斷裂上涌或底侵形成一系列富堿的花崗巖體。

6 結論

（1）羅容雜巖體的主體形成于中侏羅世（163 Ma）。

圖9 羅容雜巖體各類巖石的Nb-Y-3Ga圖和Y/Nb-Yb/Ta圖[13]Fig.9 Nb-Y-3Ga and Y/Nb-Yb/Ta plots for rock samples from the Luorong granites

圖10 羅容雜巖體Rb-(Yb+Ta)和Nb-Y圖解[14]Fig.10 Nb-Y-3Ga and Y/Nb-Yb/Ta plots for rock samples from the Luorong granites

（2）羅容雜巖體屬于A1亞型花崗巖，形成于燕山期早期華南后造山階段大陸地殼拉張減薄的構造環境。

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