淡色花岗岩的岩石地球化学特征及其成因

淡色花岗岩的岩石地球化学特征及其成因

王兴企

（河北地质大学，河北石家庄050031）

摘要：淡色花岗岩是一类高铝高硅碱的酸性侵入岩，主要地球化学特征是:SiO2含量，富Rh，亏损Th,Ba,Sr，稀土总量较一般花岗岩低，一般具有Eu负异常，同位素指示其岩桨明显的陆壳来源。淡色花岗岩主要发育于陆壳碰撞加厚带，由逆冲折返的俯冲板片变沉积岩部分经过脱水熔融产生。

关键词：淡色花岗岩；大陆碰撞;脱水熔融

淡色花岗岩在造山带演化、青藏高原深部地质作用和高原隆升过程的研究中至关重要，对回答碰撞造山过程与岩浆作用的关系，检验造山带花岗岩成因理论，探讨岩石圈深部动力学等具有重要意义，因此淡色花岗岩常被赋予特有的岩石大地构造学意义而备受关注。

1淡色花岗岩分布

目前研究最充分、分布最广泛的淡色花岗岩是高喜马拉雅淡色花岗岩。它呈不连续的带状沿高喜马拉雅带分布，该带由十数个形状各异体积不等的淡色花岗岩侵人体组成，研究较多的岩体包括:尼泊尔和中国西藏境内，中国定结和印度境内的,以及不丹境内的一些小岩体，此外低喜马拉雅困和北喜马拉雅也有淡色花岗岩出露。

2淡色花岗岩岩石地球化学特征

淡色花岗岩的典型矿物主要为石英、斜长石、钾长石、白云母等，常见副矿物包括磷灰石，错石，独居石等，暗色矿物很少见，故称为淡色花岗岩。淡色花岗岩的典型地球化学特征是:主量元素含量稳定;微量元素在不同岩体间有较大变化，;稀土总量较一般花岗岩低,LREE轻度至中度富集，一般具有Eu负异常，且淡色花岗岩源区具有鲜明的上陆壳特征，它的源岩可能是变沉积岩或古老的S型花岗岩。

3淡色花岗岩分类和不同类型间地化特征对比

3.1岩石学分类

依据矿物组合的不同，淡色花岗岩可划分为三种类型：二云母或黑云母型、电气石型和石榴子石型。

(1)二云母或黑云母型。其矿物组合是黑云母、白云母、电气石等。很多学者称之为黑云母型而不是二云母型。天然淡色花岗岩样品除电气石型外，多数含大致等量的黑云母和白云母，因此称为二云母型更为合适，真正缺乏白云母的黑云母型只是少数。

(2)电气石型。其矿物组合是电气石、白云母、黑云母等。尽管二云母型中也可含少量细粒电气石，但通常情况下，电气石型淡色花岗岩中却总是缺失黑云母，这可能是受矿物结晶环境中Ti和B相对含量控制。二云母型与电气石型淡色花岗岩经常相伴产出，前者形成大的岩体，后者则多以岩墙形式发育于二云母型外围或切割二云母型。二云母型与电气石型构成了淡色花岗岩的主体。

(3)石榴子石型。除大量报道的二云母型和电气石型淡色花岗岩外，还有一个特殊的淡色花岗岩类型一石榴子石型淡色花岗岩。虽然石榴子石也是喜马拉雅电气石型中常会出现的矿物，但与二云母型和电气石型淡色花岗岩表现出很大的不同，形成机制也有区别。

3.2不同淡色花岗岩类型间地球化学特征对比

3.2.1黑云母一二云母型与电气石型间的对比

不同地区和类型的淡色花岗岩不仅具有非常相似的矿物组合，几种主要矿物所占的比例也十分稳定，因而给出非常一致的主量元素组成。同一地区不同岩石类型的主要氧化物含量表现出有限的变化，一般来说，二云母型淡色花岗岩在组成上较电气石型淡色花岗岩更为基性。

淡色花岗岩微量元素含量的共同特征是在微量元素Ba、Sr、Ti的负异常和Pb的正异常，Nb则由于La的富集程度很低而不显示明显负异常。淡色花岗岩稀土总量较一般花岗岩低。

3.2.2石榴子石型淡色花岗岩地球化学特征

石榴子石型与二云母型的主要地球化学差异表现明显高和较低的轻重稀土分异。虽然石榴子石型也具有与高喜马拉雅淡色花岗岩相似的较低。本文解释为独居石的分离结晶产物，认为石榴子石型淡色花岗岩的低REE丰度和低分异特征很可能是下地壳高级变质岩中独居石或褐帘石等富LREE矿物对REE分配控制的结果，这类矿物在部分熔融过程中作为残留相存在必然引起岩石LREE亏损，从而降低REE丰度和轻重稀土分异。

3.2.3淡色体与淡色花岗岩的地球化学差异

石榴子石淡色体和电气石淡色体，矿物及主量元素组成分别与石榴子石型和电气石型淡色花岗岩相似，Sr-O同位素也在多数淡色花岗岩范围内，但淡色体的K₂O远大于Na₂O,，微量元素上更与石榴子石型和电气石型显示出差别。因而具有比石榴子石型低的多的Rb/Sr,Rb/Ba和非常高的Sr/Y，解释为源区有石榴子石+角闪石士斜长石做残留相。虽然也是LREE富集型，却无Eu异常或仅有弱的负异常。

4淡色花岗岩成因

4.1淡色花岗岩地球化学特征的成因

4.1.1高Rb/Sr，Rb/Ba和低Sr含量

淡色花岗岩普遍具有高Rb/Sr，这不仅取决于高Rb含量，更依赖于强烈的Sr亏损。研究表明，在有自由流体参与的地壳深熔过程中，白云母、斜长石、石英反应产生的熔体Rb/Sr仅>1.5,电气石型所具有的高Rb/Sr应该产生于缺乏流体的白云母脱水熔融叫，这种熔融使得熔体较其变泥质岩源岩富Rb，亏损Ba,Sr。

4.1.2Sr,Eu负异常

Sr,Eu在钾长石中的分配系数与斜长石相似，均远远高于其他矿物。熔融实验证明，变泥质岩发生白云母脱水熔融，因此，淡色花岗岩源区残留相中有钾长石是产生Sr,Eu负异常的一个原因。也有观点认为无需钾长石分离结晶或做残留相，独居石和磷灰石分解进人熔体就可形成淡色花岗岩Eu的负异常，这也可能是某些具较高P2O5含量的电气石型样品Eu负异常的部分原因。此外，本文认为淡色花岗岩的Sr含量低可能与源岩为变泥质岩有关，由于风化一沉积分异，Sr,Ca大部分都进人碳酸盐岩，导致泥质沉积岩Sr,Ca含量低。

4.1.3Th和REE亏损

质量平衡计算表明高喜马拉雅淡色花岗岩的REE含量不可能由缺乏REE的源岩反应矿物得来，而必须是来自富REE副矿物的分解。长英质岩石中，独居石、褐帘石是Th和LREE的主要赋存矿物。

4.1.4TiO₂和B

变泥质岩中白云母和电气石是主要的含B矿物，黑云母则是主要的含Ti矿物。电气石型相对其他类型的淡色花岗岩高B低TiO2，表明源岩部分熔融时发生分解的是白云母;二云母型的形成则有黑云母的参加。

4.2淡色花岗岩的形成机制

全球已发现的淡色花岗岩中最为著名的是集中分布在喜马拉雅带的淡色花岗岩，地质和地球化学证据表明，淡色花岗岩是大陆晚碰撞阶段，俯冲陆壳内逆冲构造带局部高温/低压变质条件下陆壳部分熔融的产物。

5淡色花岗岩研究展望

以往对淡色花岗岩的详细工作主要局限在高喜马拉雅带等少数几个地区，因此在此基础上总结出的几种岩石类型虽然有一定代表性，但未必涵盖了自然界产出的所有淡色花岗岩。因此，本文研究的花岗岩很可能代表了一类可指示陆壳深俯冲的特殊的淡色花岗岩新类型，它对认识华北和华南大陆板块的碰撞，及陆壳俯冲过程有重要意义。

参考文献

[1]张宏飞，HarrisN,ParrishR,等.北喜马拉雅淡色花岗岩地球化学区域对比、岩石成因及其构造意义[J]习.地球科学一中国地质大学学报，2005,30(3):275-288.