豫皖陆块中花岗质杂岩的时空分布和地球化学特征
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发布时间：2022-04-24 08:57
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时间：2022-06-18 06:46
一、时空分布
花岗质杂岩是豫皖陆块的重要组成；在太华-鲁山-霍丘变质地体出露广泛，约占整个出露面积的80%，而在登封-许昌变质地体中，约占岩石整个出露面积的70%。
花岗质杂岩大都以底辟方式侵入表壳岩和原先存在的长英质片麻岩中，少部分呈逆冲断层与围岩接触。杂岩体大都形成穹隆构造，但由于多期变形作用的改造，大多数底辟穹隆构造已残缺不全。在太华-鲁山-霍丘变质地体的鲁山斗沟-黄土坡一带，霍丘、颖上一带以及蚌埠东北一带，穹隆构造较比完整。在霍丘、颖上一带大致呈近南北（微偏北东）的卵形，而在蚌埠东北的则呈近东西向的卵形。在登封-许昌变质地体中的登封城西、君召甄窑、伊川三尖山-拉马店、箕山凤穴寺-瓦窑和夏店，穹形构造较完整，在平面上呈卵圆形，长轴近东西，在区域上呈东西向的串珠状分布（张国伟，1982），这些穹隆构造在太古末期曾受南北向挤压形成小型东西向紧闭褶皱，元古时期的构造变形，导致穹隆形成轴向近南北的宽缓褶皱以及片理带、面理和线状构造。在太华-鲁山-霍丘变质地体西段的太华鲁山一带的太古宙花岗质杂岩以TTG岩系为主，以往大都称为混合岩和混合花岗岩。东段的霍丘和蚌埠地区往往均称为混合岩和混合花岗岩。对东段研究的新资料很少。
在登封-许昌变质地体中所见的花岗质杂岩是多期侵入的复合岩体，它们包括了奥长花岗质片麻岩、英云闪长岩和“变闪长岩”，奥长花岗质片麻岩（黑云斜长片麻岩）形成最早；淡色钠质花岗片麻岩次之，它基本上沿穹隆或背斜部侵入奥长花岗质片麻岩和表壳岩中，露头形态为长轴状，轴向近东西，边部具有纵横交错的许多脉和岩枝，机械注入和切割围岩。“变质闪长岩”形成最晚，它分别侵入于登封岩群的下部地层和奥长花岗质片麻岩中，但末见直接接触，岩体边部具较弱的边缘混合岩化带。
上述花岗杂岩曾被2300～2350Ma的钾质花岗岩（原称花岗岩）和有关伟晶岩穿入。根据现有花岗杂岩的年龄资料（详见第五节）主要属新太古代。
二、地球化学特征
在太华-鲁山-霍丘变质地体中，目前只有鲁山地区有少量花岗质岩石地球化学资料，霍丘地区有两个岩石地球化学资料。在登封-许昌变质地体中，只在登封地区有较完整的数据，前人研究也较详细（张国伟、郭安林，1985；王泽九、沈其韩等，1987；郭安林、张国伟，19；游振东，1986）。
现将两个变质地体中花岗质杂岩的主要元素和微量元素等资料分别列于表7—6和表7—7。
根据Barker（1979）提出的典型英云闪长岩和奥长花岗岩的定义（CaO占1.5%～3.0%,Na2O占4.0%～5.5%,K2O＜2.5%和Na2O/K2O＞2）和O’connor（1965）的An—Ab—Or图解，太华-鲁山-霍丘变质地体，据郭安林研究（19），鲁山和霍丘新出露的花岗质岩石在An—Ab—Or上分别位于英云闪长岩和奥长花岗岩区，而以后者为主。据作者等收集到的少数资料在An—Ab—Or图上投点，均位于奥长花岗岩区（图7—17），登封-许昌变质地体中登封地区的原称黑云斜长片麻岩和钠质花岗质片麻岩主要属奥长花岗岩，“变质闪长岩主体属花岗岩（图7—19）”，郭安林（1988），郭安林、张国伟（19）统称之为TTG岩套或灰色片麻岩。
根据AFM和K2O—Na2O—CaO图解，这些花岗质岩石均可归属奥长花岗岩系列。两个变质地体中的大部分花岗质片麻岩样品的Al2O3含量均大于或接近于15%，再根据Al2O3—Yb图解，相当于高铝型。据AFM图解（据郭安林等，19），这些高铝型TTG岩套的投点密集区与西格棱兰阿米索克片麻岩的基本一致。登封-许昌变质地体中登封地区的TTG与太华-鲁山-霍丘变质地体中的同类岩石相比较，既有许多相似性也有一些重要的差别。
在相似性方面，主元素含量十分相近，FeO+MgO,N2O/K2O比值稍高，Ba高，Sr低，Cr、Ni、Co含量十分一致，在稀土地球化学配分方面，均为轻稀土元素富集，重稀土元素亏损，铕为正异常，呈向右倾斜较大的曲线（图7—18，图7—20）。
差别方面主要是，登封地区的奥长花岗质—英云闪质片麻岩的REE总丰度，LREE、HREE和（Ce/Yb）N含量均低于太华地区。相对球粒陨石而言，太华变质地体中鲁山的奥长花岗质-英云闪长质片麻岩的分异较强，其轻重稀土的分镏程度也较大，上述差别可能显示两地岩系具有不同的源岩成分、岩浆形成深度和分异程度。
“变质闪长岩”仅见于登封地区，按岩相划分相当于石英二长岩、花岗闪长岩和闪长岩（王泽九，沈其韩，1987）而以花岗闪长岩为主，但在An—Ab—Or上（图7—19）均位于花岗岩区，其FeO+MgO＞7%,CaO为4.7%,K2O为4.15%，含量均较高，Na2O/K2O比值稍低（1.14），微量元素Sr、Ba、Cr、Ni、Co等含量均高，稀土总量较大（378.43×10-6～498.6×10-6），Eu/Eu*0.77～0.88，主要的岩类稀土配分为轻稀土富集，重稀土亏损，呈一向右陡倾的曲线，不同的岩类，曲线十分一致，表明是岩相不同的同一岩类。但在登封地区（表7—7之2）和霍丘地区（表7—6之3）的奥长花岗片麻岩的稀土配分曲线与前述很不相同，前者Eu异常明显，重稀土更加亏损，而后者正Eu异常更为明显，可能代表另一种岩类（图7—18,7—20）。
关于奥长花岗质-英云闪长质片麻岩成因，郭安林等（19）已作过详细研究，认为登封灰色片麻岩（TTG）是由石英榴辉岩的10%～35%部分熔融形成，而石英榴辉岩系登封火山沉积岩系（绿岩）中（斜长角闪岩、拉斑玄武岩）的转变产物。同时推断太华地区的同类岩石可能由富REE的母岩部分熔融而成。
表7—6 太华-鲁山-霍丘变质地体中鲁山和霍丘地区花岗岩石化学成分（%）和微量元素分析
表7—7 登封-许昌变质地体中登封地区奥长花岗质岩石和“变闪长岩”的岩石化学成分（%）和微量元素数据
注：1～6，14据郭安林、张国伟（19），7～10据游振东（1986）；11～13据王泽九、沈其韩等（1987）。
作者等同意郭安林等（19）的意见：TTG岩系的形成与演化是本区新太古代陆壳增生-分异过程中的重要岩浆事件，对中朝古陆南缘新太古代的最终克拉通化起到重要作用。
图7—17 鲁山、霍丘地区花岗质岩石的An—Ab—Or图
图7—18 鲁山、霍丘地区花岗质岩石的稀土配分曲线（详见表7—6数据）
图7—19 登封地区花岗质岩石的An—Ab—Or图解
图7—20 登封地区花岗质岩石的稀土配分曲线（数据见表7—7）
