賈 偉， 王正其

(東華理工大學(xué) 放射性地質(zhì)與勘探技術(shù)國(guó)防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌 330013)

相山流紋英安巖和流紋英安斑巖地球化學(xué)特征及意義

賈 偉， 王正其

(東華理工大學(xué) 放射性地質(zhì)與勘探技術(shù)國(guó)防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌 330013)

關(guān)于相山火山盆地中打鼓頂組的流紋英安巖與流紋英安斑巖的成巖期次、成巖作用爭(zhēng)論已久，通過(guò)相山火山盆地流紋英安巖和流紋英安斑巖元素和同位素地球化學(xué)特征研究，為兩個(gè)巖石類(lèi)型成巖期次和成巖作用對(duì)比提供依據(jù)，以及更好的深入研究巖漿演化史。結(jié)果表明，流紋英安巖和流紋英安斑巖均為過(guò)鋁質(zhì)、堿性、鉀玄質(zhì)酸性火山巖系，具有富硅、高堿、富鈣、低鈦等特點(diǎn)；他們的微量元素與稀土元素地球化學(xué)特征也高度相似，均具有Sr，Ba，P，Ti的負(fù)異常和Rb，Th，K，Ce的正異常，稀土總含量較高，稀土元素配分曲線為右傾型，輕稀土富集，重稀土虧損，輕稀土分餾程度稍高于重稀土元素，具有明顯負(fù)Eu異常；Sr-Nd同位素組成相近，均具有相近的ISr值、相近的(143Nd/144Nd)i值、以及范圍相近的εNd值。地球化學(xué)特征顯示出二者在巖漿過(guò)程中均主要受到部分熔融作用的制約，其源巖均可能為成熟度較高的上地殼物質(zhì)。流紋英安巖和流紋英安斑巖具有相似的地球化學(xué)組成與特征、相似Sr-Nd同位素組成、高度相似的巖漿過(guò)程，表明相山火山盆地早白堊世流紋英安巖和流紋英安斑巖應(yīng)為同期同源產(chǎn)物，而并非來(lái)源于不同期次巖漿過(guò)程。

流紋英安巖；流紋英安斑巖；地球化學(xué)；相山

賈偉，王正其.2017. 相山流紋英安巖和流紋英安斑巖地球化學(xué)特征及意義 [J].東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，40(3)：213-224.

Jia Wei，Wang Zheng-qi.2017. Geochemical characteristics of rhyodacite and rhyodacitic porphyry in Xiangshan volcanic basin in the late jurassic and their significance[J].Journal of East China University of Technology (Natural Science), 40(3):213-224.

相山火山塌陷盆地是我國(guó)最大的火山巖型鈾礦田，盆地主要由打鼓頂組、鵝湖嶺組火山巖和流紋英安斑巖、花崗斑巖、斑狀花崗巖等巖石單元組成。關(guān)于構(gòu)成打鼓頂組主體的溢出相流紋英安巖與淺成-超淺成相流紋英安斑巖的成巖期次、成巖作用爭(zhēng)論已久。一種觀點(diǎn)是對(duì)相山鈾礦田的兩套流紋英安巖通過(guò)地質(zhì)產(chǎn)狀、巖石學(xué)等手段厘定為早期溢出相含赤鐵礦條帶流紋英安巖與晚期淺成侵入相不含赤鐵礦條帶的流紋英安斑巖，流紋英安斑巖的形成時(shí)代晚于不同期巖漿作用的產(chǎn)物——鵝湖嶺組碎斑熔巖，認(rèn)為是兩個(gè)巖漿作用階段的產(chǎn)物(吳仁貴等，1999、2003；范洪海，2001)。另一種觀點(diǎn)則主要從年代學(xué)角度入手，流紋英安巖和流紋英安斑巖的測(cè)年數(shù)據(jù)在允許誤差范圍內(nèi)是大致相同的，同時(shí)結(jié)合地質(zhì)特征，流紋英安斑巖呈侵入關(guān)系穿插于流紋英安巖中，或者直接覆蓋在早期形成的流紋英安巖上，并呈舌狀體穿插到碎斑熔巖之中，流紋英安巖應(yīng)該是形成于流紋英安斑巖之前，流紋英安斑巖應(yīng)代表同期次晚階段潛火山巖的侵入，認(rèn)為二者可能是同期巖漿活動(dòng)不同階段產(chǎn)物(楊水源等，2010；陳正樂(lè)等，2013；郭福生等，2015)。不難發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致上述爭(zhēng)議的原因是雖然相關(guān)學(xué)者對(duì)流紋英安巖和流紋英安斑巖均從年代學(xué)、野外地質(zhì)特征等角度進(jìn)行研究論證，但是對(duì)二者從地球化學(xué)組成角度進(jìn)行對(duì)比分析論證不足。因此該問(wèn)題的解決有益于正確建立相山地區(qū)巖漿作用演化史，并有助于深入探討巖漿作用與鈾成礦關(guān)系。理論而言，不同期次巖漿作用的產(chǎn)物，其地球化學(xué)組成會(huì)存在差異，而同期異相巖漿作用的產(chǎn)物則可能具有相似地球化學(xué)性質(zhì)與組成(楊學(xué)明等，2000)。本文旨在對(duì)二者巖石地球化學(xué)組成的異同性研究，以期有助于判別相山火山盆地流紋英安巖與流紋英安斑巖是不同期次巖漿作用的產(chǎn)物，或是同期巖漿作用異相結(jié)果。

1 地質(zhì)背景

圖1 相山火山盆地地質(zhì)略圖(據(jù)王德滋和周新民，2000修改)Fig.1 Geological sketch map of Xiangshan volcanic basin1.上白堊統(tǒng)砂礫巖；2.上侏羅統(tǒng)鵝湖嶺組碎斑熔巖； 3.上侏羅統(tǒng)如意亭組(火山)碎屑巖、流紋英安巖； 4.上三疊統(tǒng)安源組砂(礫)巖；5.下石炭統(tǒng)黃龍組砂(礫)巖； 6.下元古界變質(zhì)巖；7.次花崗斑巖； 8.次斑狀花崗閃長(zhǎng)巖； 9.花崗巖；10.火山頸(推測(cè))；11.斷裂；12.采樣位置

相山火山盆地位于江西省內(nèi)部，欽杭結(jié)合帶南側(cè)，接近于揚(yáng)子板塊和華夏板塊的構(gòu)造縫合帶上(楊明桂等，1997)。該盆地平面上呈橢圓形，面積約為309 km2，是我國(guó)最大的火山塌陷式盆地。盆地主體為一套早白堊世的火山-侵入雜巖體，西北側(cè)覆有上白堊統(tǒng)的紫紅色碎屑巖系。相山火山活動(dòng)具有旋回性和多階段的特征，第一旋回呈裂隙式噴發(fā),形成中酸性流紋英安巖與流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r；第二旋回呈中心式噴發(fā),形成侵出-溢流相的酸性火山熔巖-碎斑熔巖(范洪海，2001)。晚階段二長(zhǎng)花崗斑巖、花崗斑巖等次火山巖漿沿盆地內(nèi)環(huán)狀斷裂上侵, 形成環(huán)狀次火山巖巖墻?？臻g上，流紋英安巖和流紋英安斑巖為相伴產(chǎn)出關(guān)系，地表出露以流紋英安巖為主，流紋英安斑巖也有部分出露于地表，但大多隱伏于地下且其空間展布受盆地中的流紋英安巖與鵝湖嶺組下部砂巖及熔結(jié)凝灰?guī)r之間的界面控制，同時(shí)還受控于西部的菱形構(gòu)造(吳仁貴等，2003)。

野外與顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，流紋英安巖顏色多為暗紫色、紫灰色，局部呈灰綠色，少斑狀結(jié)構(gòu)，發(fā)育赤鐵礦條帶和條紋狀或團(tuán)塊狀的漿屑；同流紋英安巖相比，流紋英安斑巖則不含赤鐵礦條帶，顏色呈淺灰色。而二者的礦物組成基本相似，斑晶成分主要為斜長(zhǎng)石、黑云母和少量石英。基質(zhì)為霏細(xì)結(jié)構(gòu)、顯微粒狀結(jié)構(gòu)或顯微嵌晶結(jié)構(gòu)，副礦物可見(jiàn)鋯石、磷灰石和磁鐵礦等(吳仁貴等，2003；楊慶坤等，2015)。

2 樣品采集與測(cè)試方法

為了盡可能的避免風(fēng)化和礦化蝕變作用對(duì)巖石樣品地球化學(xué)數(shù)據(jù)的影響，本文測(cè)試的樣品均為未遭受風(fēng)化和蝕變的新鮮的巖石，共3塊流紋英安巖樣品，取自如意亭剖面。

首先將樣品粉碎、研磨至200目，然后送往相關(guān)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試。其中，主量元素在核工業(yè)二九零研究所分析測(cè)試中心完成，測(cè)試方法和依據(jù)為GB /T14506．28-93 硅酸鹽巖石化學(xué)分析方法 X 射線熒光光譜法，分析精度優(yōu)于1%；微量元素、稀土元素和Sr-Nd同位素由核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測(cè)試中心完成，微量元素采用ICP-MS測(cè)試方法，儀器型號(hào)是德國(guó)Finnigan-MAT公司生產(chǎn)的HR-ICP-MS Element I型等離子體質(zhì)譜分析儀，分析精度優(yōu)于3%；Sr-Nd同位素采用ISOPROBE-T熱電離質(zhì)譜計(jì)測(cè)試方法，Sr同位素比值測(cè)定的內(nèi)校正因子采用86Sr/88Sr = 0.1194，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果 NBS987 為 0.710 250±7。Nd 同位素比值采用146Nd/144Nd = 0.721 9標(biāo)定，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果:SHINESTU 為 0.512 118±3。上述測(cè)試環(huán)境溫度為20 ℃，相對(duì)濕度控制在30%，Rb-Sr，Sm-Nd誤差均以2σ計(jì)。

3 地球化學(xué)特征

3.1 主量元素

表1為相山火山盆地流紋英安巖和流紋英安斑巖主量元素分析結(jié)果。

根據(jù)表1可知，流紋英安巖的SiO2含量較高，介于67.05%～69.47%，平均為68.42%；富鋁 (Al2O3=14.04%～14.82%，平均為14.49%)、高鉀(K2O=4.58%～5.57%，平均為5.16%)、富鐵(TFe2O3=3.49%～4.66%，平均為3.94%)、低鈦(TiO2=0.39%～0.48%，平均為0.45%)、富鈣(CaO=1.05%～2.47%，平均為1.88%)；MgO含量介于0.49%～0.87%(平均為0.61%)，P2O5含量介于0.139%～0.27%(平均為0.17%)。流紋英安斑巖的SiO2含量介于66.9%～69.05%，平均為68.14%；富鋁(Al2O3=13.90%～15.96%，平均為14.68%)、高鉀(K2O=4.78%～5.53%，平均為5.03%)、富鐵(TFe2O3=3.33%～4.19%，平均為3.68%)、低鈦(TiO2=0.35%～0.44%，平均為0.40%)、富鈣(CaO=1.41%～1.96%，平均為1.69%)；MgO含量介于0.64%～0.93%(平均為0.81%)，P2O5含量介于0.15%～0.19%(平均為0.17%)。流紋英安巖和流紋英安斑巖的全堿含量均較高，分別為6.58%～9.02%(平均為8.02%)和7.97%～8.62%(平均為8.27%)；流紋英安巖和流紋英安斑巖的K2O含量均高于Na2O含量，K2O/Na2O比值分別為1.34～2.79(平均為1.87)和1.34～2.12(平均為1.59)。上述特征顯示，相山火山盆地流紋英安巖和流紋英安斑巖具有相似的主量元素組成，均表現(xiàn)出富硅、高堿、富鋁、高鉀、富鐵、富鈣、低鈦的特點(diǎn)。

表1 相山火山盆地流紋英安巖和流紋英安斑巖主量元素分析結(jié)果(ω(B)/%)

注：①數(shù)據(jù)引自陳雷等，2013；②數(shù)據(jù)引自Jiang等，2005；③數(shù)據(jù)引自周萬(wàn)蓬，2015；④數(shù)據(jù)引自楊慶坤，2015；⑤數(shù)據(jù)引自Jiang等，2015；⑥數(shù)據(jù)引自夏林圻等，1992。

圖2 相山火山盆地流紋英安巖和流紋英安斑巖SiO2-Na2O+K2O(a)、iO2-AR(b)、ANK-A/CNK(c)、SiO2-K2O(d)圖解Fig.2 SiO2- Na2O+K2O(a)and SiO2-AR(b)，ANK-A/CNK(c)and SiO2-K2O(d) diagrams of rhyodacite and rhyodacitic porphyry in Xiangshan Volcanic Basina.圖解，據(jù) Le Bas 等， 1986；b.圖解，據(jù)J.B.Wright，1969；c.圖解，據(jù)Maniar and Piccoli，1989；d.圖解，據(jù)Peccerillo and Taylor，1976；Pc.苦橄玄武巖；B.玄武巖；O1.玄武安山巖；O2.安山巖；O3.英安巖；R.流紋巖；S1.粗面玄武巖；S2.玄武質(zhì)粗面安山巖；S3.粗面安山巖；T.粗面巖、粗面英安巖；F.副長(zhǎng)石巖；U1.堿玄巖、碧玄巖；U2.響巖質(zhì)堿玄巖；U3.堿玄質(zhì)響巖；Ph.響巖；Ir.Irvine 分界線，上方為堿性，下方為亞堿性

在全堿-硅(TAS)圖(圖2a)上，流紋英安巖和流紋英安斑巖投影點(diǎn)均位于Ir線之下的亞堿性區(qū)域，巖石類(lèi)型屬于英安巖與粗面巖系列；在SiO2-AR圖(圖2b)上，除了一個(gè)流紋英安巖樣品落入鈣堿性系列區(qū)外，流紋英安斑巖和其余的流紋英安巖投影點(diǎn)均落于堿性巖系列區(qū)域；在A/CNK-A/NK圖(圖2c)上，流紋英安巖和流紋英安斑巖投影點(diǎn)均位于過(guò)鋁質(zhì)區(qū)域，A/CNK范圍分別為1.36～1.62和1.38～1.61；在SiO2-K2O圖(圖2d)上，流紋英安巖和流紋英安斑巖投影點(diǎn)均落于鉀玄巖系列區(qū)域。在上述投影圖中(圖2a-2d)，流紋英安巖和流紋英安斑巖的投影點(diǎn)出現(xiàn)重疊現(xiàn)象。以上特征表明，相山火山盆地流紋英安巖和流紋英安斑巖有相似的巖石類(lèi)型與性質(zhì)，均屬于過(guò)鋁質(zhì)、堿性、鉀玄質(zhì)酸性火山巖系。

在Harker圖解(圖3(a)-(h))中，流紋英安巖和流紋英安斑巖的主量元素氧化物含量變化趨勢(shì)不盡相同。其中，二者Al2O3，P2O5，TFe2O3，TiO2，Na2O等氧化物變化趨勢(shì)(圖(a)，(e)，(f)，(g)，(h))基本相似，而CaO，MgO，K2O等氧化物變化趨勢(shì)(圖(b)，(c)，(d))則表現(xiàn)出差異性。上述特征表明流紋英安巖和流紋英安斑巖在巖漿活動(dòng)過(guò)程中，Ca、Mg、K等主量元素含量發(fā)生差異性變化。

3.2 微量元素

表2、表3為相山火山盆地流紋英安巖和流紋英安斑巖微量元素分析結(jié)果及其特征值計(jì)算結(jié)果。

根據(jù)表2、表3可知，流紋英安巖Rb/Sr值為0.98～2.34，平均為1.52；Nb/Ta值為8.39～10.19，平均為9.78；Zr/Hf值為30.07～38.43，平均為34.97；Ba/Rb值為1.58～2.42，平均為1.95； Th/Hf值為2.97～4.82，平均為3.88；Th/Ta值為8.65～11.66，平均為10.39；K/Rb值為142.20～191.64，平均為164.66； Ta/Hf值為0.29～0.44，平均為0.37；Zr/Nb值為8.02～12.03，平均為9.71； Th/Nb值為0.86～1.24，平均為1.07；Rb/Nb值為9.46～15.27，平均為12.69。

表2 相山火山盆地流紋英安巖和流紋英安斑巖微量元素分析結(jié)果

注：數(shù)據(jù)引用同表1

表3 相山火山盆地流紋英安巖和流紋英安斑巖微量元素特征值計(jì)算結(jié)果

注：據(jù)表2數(shù)據(jù)得出

圖3 相山火山盆地流紋英安巖和流紋英安斑巖Harker圖解((a)-(h))Fig.3 Harker diagram of rhyodacite and rhyodacitic porphyry in Xiangshan Volcanic Basin((a)-(h))

流紋英安斑巖Rb/Sr值為1.45～2.09，平均為1.69；Nb/Ta值為8.17～9.83，平均為9.06；Zr/Hf值為31.69～38.43，平均為35.05；Ba/Rb值為1.46～2.03，平均為1.71；Th/Hf值為3.43～4.10，平均為3.84； Th/Ta值為9.62～10.26，平均為9.88；K/Rb值為139.40～153.36，平均為144.38； Ta/Hf值為0.36～0.41，平均為0.39；Zr/Nb值為8.5～11.53，平均為10.11； Th/Nb值為1.04～1.23，平均為1.10；Rb/Nb值為9.46～15.27，平均為13.69。

通過(guò)對(duì)流紋英安巖和紋英安斑巖微量元素特征比值對(duì)比發(fā)現(xiàn)，二者具有相似的微量元素組成特征。其中Nb/Ta值(分別為8.39～10.19，平均為9.78和8.17～9.83，平均為9.06)均較高，接近全球大陸地殼平均值(11，Taylor等，1985)，但低于中國(guó)東部上地殼平均值16.2(高山等，1999)，表明二者可能是由于上地殼物質(zhì)部分熔融形成(Taylor等，1985)；Rb/Nb值(分別為9.46～15.27，平均為12.69和12.4～16.18，平均為13.69)和Rb/Sr值(分別為0.98～2.34，平均為1.52和1.45～2.21，平均為1.79)均較高，且高于中國(guó)東部平均值6.8，0.310(高山等，1999)和全球上地殼平均值4.48，0.320(Taylor等，1985)，也表明二者源巖可能均由上地殼物質(zhì)組成；流紋英安巖和流紋英安斑巖的Rb/Sr，Ba/Rb，Nb/Ta，K/Rb，Rb/Nb值相近，反映出二者具有相似的地球化學(xué)性質(zhì)與特征；另外，Zr/Hf、Zr/Nb、Ta/Hf、Th/Hf、Th/Ta、Th/Nb值也顯示較好的相似性，反映出二者相似的地球化學(xué)性質(zhì)與特征，可能具有相同的源區(qū)。

圖4 相山火山盆地流紋英安巖和流紋英安斑巖的微量元素蛛網(wǎng)圖(a)、稀土元素(b)配分模式圖 (球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值據(jù)Boynton，1984；原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值據(jù)McDonough和Sun，1992)Fig.4 The spider diagram of trace element and the REE distribution patterns for rhyodacite and rhyodacitic porphyry in Xiangshan Volcanic Basin

在微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖上，流紋英安巖和流紋英安斑巖有著相似的微量元素變化特征，配分曲線幾乎重疊。兩者均顯示出Sr，Ba，P，Ti等元素負(fù)異常，Nb，Ta弱虧損，富集Rb，Th，Ce，Zr，Hf，Sm，Y，Yb等元素；其中的Sr，Ba，Ti等元素的負(fù)異常反映出流紋英安巖和流紋英安斑巖的成巖過(guò)程存在著斜長(zhǎng)石、磷灰石和鈦鐵礦等的分離結(jié)晶。

在Rb/Sr-Sr圖解中，流紋英安巖和流紋英安斑巖投影點(diǎn)表現(xiàn)出相互包含的分布范圍，暗示著二者具有相似的地球化學(xué)特征，另外二者數(shù)據(jù)投影點(diǎn)的分布趨勢(shì)均呈現(xiàn)出一條典型的雙曲線特征，反映出二者在成巖過(guò)程中均存在著部分熔融作用。

3.3 稀土元素

相山火山盆地流紋英安巖和流紋英安斑巖稀土元素分析結(jié)果見(jiàn)表2。

根據(jù)表2可知，流紋英安巖的ΣREE (220.72～332.27 μg/g，平均為253.08 μg/g)和流紋英安斑巖的ΣREE(204.61～273.25 μg/g，平均為250.55 μg/g)均較高且變化范圍相近；兩者的ΣLREE范圍較為一致，分別為198.11～298.35 μg/g(平均為227.56 μg/g)和183.02～247.7 μg/g(平均為225.94 μg/g)； ΣHREE分別為22.23～33.92 μg/g(平均為25.53 μg/g)和21.59～25.98 μg/g(平均為24.61 μg/g)，變化范圍也較為一致；(La/Yb)N分別為8.59～13.85(平均為10.06)和9.61～10.3(平均為9.89)，δEu分別為0.41～0.55(平均為0.45)和0.34～0.49(平均為0.44), ΣLREE/ΣHREE分別為8.22～10.36(平均為8.93)和8.48～9.69(平均為9.16)，同樣表現(xiàn)出高度的相似性。

在稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖上，相流紋英安巖和流紋英安斑巖有著相似的稀土元素變化特征，配分曲線幾乎重疊。稀土配分曲線右傾，兩者均表現(xiàn)出富集輕稀土元素，虧損重稀土元素，且存在負(fù)Eu異常的特征。

以上研究發(fā)現(xiàn)，相山火山盆地流紋英安巖和流紋英安斑巖稀土元素變化特征十分相似，均顯示出較高的稀土總含量、富集輕稀土元素、虧損重稀土元素、輕稀土元素分餾程度高于重稀土的分餾程度、負(fù)Eu異常等。其中，輕稀土元素分餾程度高于重稀土元素的分餾程度((La/Sm)N分別為3.56～4.59，平均為3.90、3.34～4.09，平均為3.78；(Gd/Yb)N分別為1.32～2.12，平均為1.63、1.85～2.02，平均為1.93)，可能是由于橄欖石、斜方輝石和單斜輝石的存在引起；負(fù)Eu異常的存在可能是在部分熔融的過(guò)程中，殘余相中殘留大量斜長(zhǎng)石，使得熔體中產(chǎn)生負(fù)Eu異常，也可能是在分離結(jié)晶作用過(guò)程中，斜長(zhǎng)石的大量晶出導(dǎo)致殘余熔體中形成負(fù)Eu異常。

在La/Sm-La圖解中，流紋英安巖和流紋英安斑巖投影點(diǎn)分布范圍呈現(xiàn)相互包含關(guān)系，且二者數(shù)據(jù)投影點(diǎn)的分布趨勢(shì)均大致呈傾斜線性特征，反應(yīng)出二者具有相似的地球化學(xué)特征且成巖過(guò)程中存在部分熔融作用。

3.4 Sr-Nd同位素

表4為相山火山盆地流紋英安巖和流紋英安斑巖Sr-Nd同位素分析結(jié)果，采用計(jì)算的年齡值為搜集到的流紋英安巖及流紋英安斑巖平均年齡值約136 Ma。

根據(jù)分析結(jié)果可知，流紋英安巖和流紋英安斑巖的87Rb/86Sr比值較高，分別為3.432～7.500(平均為5.394)和3.004～6.392(平均為4.652)且變化范圍較為接近；87Sr/86Sr比值相近，分別為0.717 911～0.724 519(平均為0.720 829)和0.717 991～0.721 085(平均為0.720 013)；147Sm/144Nd比值分別變化于0.113 3～0.137 6(平均0.119 2)和0.1137～0.129 9(平均為0.122 7)，變化范圍相當(dāng)；二者均具有高的ISr，分別為0.707 82～0.714 03(平均為0.710 40)和0.708 82～0.715 20(平均為0.711 09)，范圍比較接近，表明二者的源巖物質(zhì)來(lái)自于地殼；(143Nd/144Nd)i范圍相近，分別為0.511 968～0.512 088(平均為0.512 036)和0.512 046～0.512 083(平均為0.512 068)；具有負(fù)的εNd值，且分布范圍較為接近，分別為-7.3～-9.7(平均為-8.3)和-7.4～-8.2(平均為-7.7)。

圖5 相山火山盆地流紋英安巖和流紋英安斑巖Rb/Sr-Sr圖解Fig.5 Rb/Sr-Sr diagram of rhyodacite and rhyodacitic porphyry in Xiangshan Volcanic Basin

圖6 相山火山盆地流紋英安巖和流紋英安斑巖La/Sm-La圖解Fig.6 La/Sm-La diagram of rhyodacite and rhyodacitic porphyry in Xiangshan Volcanic Basin

樣品號(hào)及性質(zhì)Rb(?10-6)Sr(?10-6)87Rb/86Sr87Sr/86SrIsrεSrSm(?10-6)Nd(?10-6)147Sm/144Nd143Nd/144Nd(143Nd/144Nd)iεNdX9-182631814．09800．7181830．7102684．18．3237．90．13760．5121960．512074-7．6JX10-72471375．22150．7179110．7078249．47．5838．60．11870．5121750．512069-7．7JX10-302311953．43170．7206680．71403137．67．6340．70．11330．5121890．512088-7．3JX10-312401624．29060．7179820．7096975．98．1439．80．12360．5122010．512091-7．3ZK26-101-12431286．66290．7240890．7112197．59．6751．50．11490．5120700．511968-9．7ZK26-101-22671144．54000．7187890．7100180．57．9442．00．11440．5121330．512031-8．4ZK26-101-32471217．50100．7244870．7099980．28．3843．70．11610．5120930．511990-9．2ZK26-101-92641507．40630．7245190．7102083．28．1943．20．11490．5120810．511979-9．5XS-30-31721613．00400．7209640．71520154．27．0335．50．12450．5121930．512083-7．4X9-202561136．39200．7210850．7088263．67．86380．12990．5121610．512046-8．2X9-273001854．56100．7179910．7092469．58．0644．50．11370．5121750．512075-7．6

注：XS-30-3數(shù)據(jù)引自陳雷等，2013；ZK26-101-3數(shù)據(jù)引自楊慶坤，2015；(X9-18～ZK26-101-9流紋英安巖；XS-30-3～X9-27流紋英安斑巖)

由上知，相山火山盆地流紋英安巖和流紋英安斑巖Sr-Nd同位素特征具有高度的相似性，反映出二者具有相似的地球化學(xué)組成及性質(zhì)，存在相似的巖漿過(guò)程。

圖7 相山火山盆地流紋英安巖和流紋英安斑巖εNd(t)-(87Sr/86Sr)i圖解Fig.7 εNd (t)-(87Sr/86Sr)i diagram of rhyodacite and rhyodacitic porphyry in Xiangshan Volcanic Basin (相山火山侵入雜巖范圍據(jù)范洪海等，2001)

在εNd(t)-(87Sr/86Sr)i圖解中，流紋英安巖和流紋英安斑巖投影點(diǎn)均位于相山火山侵入雜巖分布范圍內(nèi)，同時(shí)也表明二者源巖起源于地殼物質(zhì)。

4 討論

前人對(duì)于流紋英安巖與流紋英安斑巖分別開(kāi)展過(guò)年代學(xué)研究工作，在流紋英安巖年齡數(shù)據(jù)方面，方錫珩等(1982)利用Rb-Sr全巖等時(shí)線法測(cè)得流紋英安巖年齡為130±9 Ma；余達(dá)淦等(2001)在如意亭剖面利用單顆粒鋯石U-Pb法與全巖的Rb-Sr等時(shí)線法測(cè)得流紋英安巖年齡158.1±0.2 Ma、169.29±22.59 Ma；張萬(wàn)良等(2007)在城上-如意亭剖面北西段利用單顆粒鋯石U-Pb法測(cè)得流紋英安巖年齡為129.54±7.93 Ma等；楊水源等(2010、2013)利用LA-ICP-MS法在居隆庵測(cè)得流紋英安巖年齡為135.1±1.7 Ma，在如意亭利用LA-ICP-MS法測(cè)得流紋英安巖年齡為136.4±1.5 Ma、136.8±2.5 Ma；周萬(wàn)蓬等(2015)利用SHRIMP法在如意亭測(cè)得流紋英安巖年齡為136.6±2.7 Ma；郭福生等(2015)利用SIMS法在牛頭山測(cè)得流紋英安巖年齡為135.0±1.8 Ma；陳正樂(lè)等(2013)利用SHRIMP法測(cè)得書(shū)堂鉆孔中流紋英安巖的年齡為141.6±1.7 Ma。在流紋英安斑巖年齡數(shù)據(jù)方面，余達(dá)淦等(2001)在如意亭剖面利用單顆粒鋯石U-Pb法與全巖的Rb-Sr等時(shí)線法測(cè)得流紋英安斑巖年齡為125.2±8.5 Ma、134.3±3.9 Ma；楊水源等(2013)利用LA-ICP-MS法對(duì)采自如意亭剖面的流紋英安斑巖定年結(jié)果是135.0±2.0 Ma，對(duì)采自居隆庵礦床的流紋英安斑巖定年結(jié)果是134.8±1.1 Ma；范洪海(2001)利用單顆粒鋯石U-Pb法測(cè)得流紋英安斑巖年齡為136.0±2.6 Ma；何觀生等(2009)利用SHRIMP法對(duì)采自居隆庵礦床的流紋英安斑巖定年結(jié)果是136.6±2.7 Ma；陳正樂(lè)等(2013)利用SHRIMP法對(duì)采自如意亭剖面的流紋英安斑巖定年結(jié)果是137.4±1.7 Ma。

從收集的前人所測(cè)流紋英安巖與流紋英安斑巖年齡數(shù)據(jù)來(lái)看，方錫珩等(1982)和余達(dá)淦等(2001)所測(cè)得年齡數(shù)據(jù)與其他學(xué)者相差甚遠(yuǎn)，可能是由于定年方法或限于當(dāng)時(shí)的測(cè)試條件導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果的可靠程度偏低，或定年結(jié)果與地質(zhì)事實(shí)差異較大不能代表巖漿的結(jié)晶年齡(張萬(wàn)良等，2007；楊水源等，2010)。

流紋英安巖的年齡數(shù)據(jù)范圍主要集中在135～136 Ma之間，陳正樂(lè)等(2013)所測(cè)得的年齡稍微偏大；流紋英安斑巖年齡數(shù)據(jù)范圍主要集中在137～134 Ma之間，二者的年齡在允許誤差范圍內(nèi)是一致的，代表著二者可能是同一期火山作用的產(chǎn)物。在關(guān)于流紋英安巖與流紋英安斑巖的判別上，吳仁貴等人(2003)對(duì)相山鈾礦田的如意亭剖面和田堆上剖面兩套英安巖進(jìn)行厘定，認(rèn)為流紋英安巖為含赤鐵礦條帶早期溢出相巖石，流紋英安斑巖則為不含赤鐵礦條帶淺成侵入相巖石，二者為不同時(shí)期的產(chǎn)物。在空間關(guān)系上，流紋英安斑巖形成晚于碎斑熔巖，依據(jù)是在鄒家山礦床中見(jiàn)流紋英安斑巖呈侵入關(guān)系穿插于碎斑熔巖中；張萬(wàn)良等(2007)利用單顆粒鋯石U-Pb法在城上-如意亭剖面北西段測(cè)得流紋英安巖的年齡為129.54±7.93 Ma，小于多數(shù)學(xué)者所測(cè)的年齡，也小于前人對(duì)碎斑熔巖所測(cè)的年齡，該學(xué)者因此認(rèn)為流紋英安巖屬于火山期后淺成-超淺成侵入的流紋英安斑巖。對(duì)于以上認(rèn)識(shí)，有學(xué)者認(rèn)為流紋英安斑巖的侵入作用應(yīng)該早于碎斑熔巖，與流紋英安巖近同時(shí)或者稍晚形成(陳正樂(lè)等，2013；郭福生等，2015)，另外通過(guò)勘探剖面判別出來(lái)的接觸關(guān)系具有多解性，侵入證據(jù)不是很確切(郭福生等，2015)。另外，流紋英安斑巖呈侵入關(guān)系穿插于流紋英安巖中，或者直接超覆在早期的流紋英安巖之上(陳貴華等，1999；吳仁貴，1999、2003)，因此推斷流紋英安巖是形成于流紋英安斑巖之前，流紋英安斑巖屬于同一期次巖漿活動(dòng)稍晚侵入的火山巖，二者可能為同期次巖漿活動(dòng)不同階段的產(chǎn)物(楊水源等，2010；郭福生等，2015)。

相山火山盆地流紋英安巖和流紋英安斑巖主量元素?cái)?shù)據(jù)顯示，二者均表現(xiàn)出富硅、高堿、富鋁、富鈣、高鉀、富鐵、低鈦的特征，巖石系列均為過(guò)鋁質(zhì)、堿性、鉀玄質(zhì)巖石；在Harker圖中二者的氧化物分布范圍略有不同，反映出二者在巖漿活動(dòng)中存在著主量元素差異性變化。

在微量元素方面，流紋英安巖和流紋英安巖具有相似的微量元素組成特征：二者配分曲線特征基本一致且相互重疊，均表現(xiàn)出Rb，Th，K，Ce等元素正異常， Sr，Ba，P，Ti等元素負(fù)異常，Nb，Ta弱虧損；流紋英安巖和流紋英安斑巖在成巖過(guò)程中存在著斜長(zhǎng)石、磷灰石和鈦鐵礦等的分離結(jié)晶，Nb/Ta，Rb/Nb，Rb/Sr值的特征均反映出二者源巖可能均由上地殼物質(zhì)組成，而其余微量元素特征比值則可能反映出二者具有相同的源區(qū)。

此外，稀土元素組成特征也十分相似：稀土元素配分曲線幾乎一致且相互重疊，均表現(xiàn)為右傾型，輕稀土元素富集，重稀土元素虧損，顯示出兩者具有相似的巖漿作用過(guò)程；二者的ΣREE，ΣLREE，ΣHREE，(La/Yb)N，δEu，ΣLREE/ΣHREE均表現(xiàn)出相似的含量變化范圍，明顯的負(fù)Eu異常表明著斜長(zhǎng)石的分離結(jié)晶；在La/Sm-La和Rb/Sr-Sr圖上，流紋英安巖和流紋英安斑巖投影點(diǎn)分布范圍呈相互包含關(guān)系，均反映出以部分熔融作用為主導(dǎo)的相似巖漿過(guò)程。

在Sr-Nd同位素特征方面，流紋英安巖和流紋英安巖的ISr和εNd值均具有相近的變化范圍， 而(143Nd/144Nd)i變化范圍也呈現(xiàn)出高度的相近性，表明二者Sr-Nd同位素的演化特征具有相似性。結(jié)合楊水源等(2010)對(duì)流紋英安巖和流紋英安斑巖鋯石的Hf同位素研究發(fā)現(xiàn)，二者εHf(t)變化范圍較小且相近(分別為-5.7～-8.7、-6.9～-10.1)，反映出二者具有相似的巖漿過(guò)程。

5 結(jié)論

通過(guò)本次對(duì)相山火山盆地流紋英安巖和流紋英安斑巖的地球化學(xué)特征對(duì)比研究，得出以下結(jié)論：

相山火山盆地流紋英安巖和流紋英安斑巖的主、微、稀土元素特征表明，二者屬于過(guò)鋁質(zhì)、堿性、鉀玄質(zhì)系列巖石，均具有富硅、高堿、富鈣等特點(diǎn)，具有相似的微量元素和稀土元素地球化學(xué)組成與特征，均顯示出稀土總量較高、Eu負(fù)異常、富集Rb，Th，K，Ce等元素與輕稀土元素、虧損Sr，Ba，P，Ti等元素與重稀土元素；Sr-Nd同位素組成與特點(diǎn)相近，均具相似的ISr值，εNd(t)值 、(143Nd/144Nd)i值。相山火山盆地流紋英安巖和流紋英安斑巖地球化學(xué)特征顯示，二者具有高度相似的巖漿過(guò)程，巖漿作用均主要受到部分熔融作用的制約，且源巖可能均為上地殼物質(zhì)，有著相似的源區(qū)。研究認(rèn)為，相山火山盆地流紋英安巖和流紋英安斑巖具有相似的元素與同位素地球化學(xué)組成和特征，二者應(yīng)屬于同期次巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。

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GeochemicalCharacteristicsofRhyodaciteandRhyodaciticPorphyryinXiangshanVolcanicBasinintheLateJurassicandTheirSignificance

JIA Wei， WANG Zheng-qi

(Key Laboratory of Nuclear Resources and Environment Ministry of Education,East China University of Technology，Nanchang，JX 330013, China)

The diagenesis and its stage of rhyodacite and rhyodacitic porphyry in Xiangshan volcanic basin Da gu ding group has long been debated. The purpose of the paper is to provide evidence for diagenesis of the rhyodacite and rhyodacitic porphyry two types of rock，also provide a better study of the history of magma evolution，based on systematical studying on the geochemical characteristics of elements and isotopes about rhyodacite and rhyodacitic porphyry in Xiangshan volcanic basin by comparing its similarities and differences. The studies show that rhyodacite and rhyodacitic porphyry belong to peraluminous，alkalinous，shoshonitic and acidic volcanic rock series，with high content of SiO2and CaO、high alkali、poor in titanium；Their rare earth and trace elements geochemical characteristics are highly identical，showing relative negative Sr，Ba，P，Ti elements anomalies，positive Rb，Th，K，Ce elements anomalies，high total REE，and the distribution pattern of REE shows right-inclining type，enrichment of LREE，depleted HREE，fractionation degree of LREE slightly higher than that of HREE，with significant negative europium anomalies；Rhyodacite and rhyodacitic porphyry have similar Sr-Nd isotopic composition，similar ISr content and (143Nd/144Nd)i value and similar εNd content. The geochemical characteristics indicate that rhyodacite and rhyodacitic porphyry are mainly restricted by partial melting during the process of magmatic processes，and derived from the continental upper crust material with high maturity probably. The study believe that rhyodacite and rhyodacitic porphyry have similar geochemical compositions and characteristics，similar Sr-Nd isotopic composition，also have highly similar magmatic processes，therefore rhyodacite and rhyodacitic porphyry in Xiangshan volcanic basin should be the production of the same period and source rather than the different stages of magmatism

rhyodacite; rhyodacitic porphyry; geochemistry; Xiangshan

T591

A

1674-3504(2017)03-0213-12

2016-12-31

國(guó)家自然科學(xué)基金(41040019)

賈 偉(1992—)，男，碩士研究生，專(zhuān)業(yè)方向：礦產(chǎn)普查與勘探，E-mail：dhlgjw@163.com

10.3969/j.issn.1674-3504.2017.03.002