TTG质花岗质岩石的类型与地球化学特征
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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、岩石类型概述
英云闪长岩、奥长花岗岩、花岗闪长岩为太古宙的主要花岗质岩石类型，成分上为钠质花岗岩类。这些岩石以往被当作地层对待，归入鞍山群地层柱中，自“七五”之后则将其从地层中剔除，这些岩石实为太古宙的花岗质深成侵入岩。
在夹皮沟花岗岩－绿岩地体内，上述3种岩石都有出露，现将岩石特征概述如下。
1.英云闪长岩
通常呈灰白色，有时呈暗灰色。主要矿物含量：斜长石（An=10～35）占40%～65%，石英20%～40%，钾长石0～15%，黑云母3%～15%（通常大于角闪石的含量，即0%～15%）。岩石构造为片麻状、条带状；常见中—中细粒花岗结构、花岗变晶结构和细粒交生体结构。岩石中交代现象一般较明显，遵循鲍文反应原理。在岩体中心部位原始岩浆结构、矿物晶出顺序明显，早期晶出矿物被晚期晶出矿物交代、熔蚀，如黑云母交代角闪石，石英交代钾长石，钾长石交代斜长石等等。角闪石常呈柱状、粒状，晶形定向分布，为钙质普通角闪石，常见黑云母化、绿泥石化，并分解产生榍石和磁铁矿。黑云母多呈它形晶，以聚集条带状集合体定向分布。斜长石以板状半自形晶为主，常见变生双晶和聚片双晶，偶见环带构造。石英常呈不等粒他形，粒状、豆夹状、条带状，波状消光普遍。钾长石主要为微斜长石，偶见显微条纹长石。多充填于早期晶出的矿物间隙中，少量为后期交代成因的钾长石，多为粗粒斑晶。
2.奥长花岗岩
一种特殊类型的花岗岩，在世界太古宙花岗岩地体中广泛分布，被认为是太古宙地质发展史中的一次极其重要的岩浆活动。颜色通常为灰白—黄白，片麻状构造。黑云母占0～10%，角闪石含量小于5%，加拿大地质工作者在野外以角闪石含量小于5%就定奥长花岗岩，以区别英云闪长岩和花岗闪长岩。斜长石牌号An等于2～25，定为钠奥长石，较英云闪长岩低。
3.花岗闪长岩
呈灰白—暗灰色，少数呈肉红色，片麻状－块状构造。中粗粒结构、似斑状结构、花岗变晶结构。斜长石为奥－中长石，An=20～40，含量25%～50%。微斜长石与微纹长石含量之差为10%～30%；角闪石含量一般大于英云闪长岩，为5～20%；石英则一般为20%～25%，低于奥长花岗岩，等于或低于英云闪长岩。总之，在矿物含量上，与英云闪长岩相比，花岗闪长岩的角闪石、微斜长石显著较高；特别应指出，花岗闪长岩在野外不易与英云闪长岩区别，二者的定名确需考虑多方面的因素，因为TTG岩系的定名不仅考虑了矿物的含量，也考虑了岩石的化学成分、稀土元素图谱及岩石成因信息。
二、夹皮沟地区TTG岩石的产出及分布特征
根据岩石之间的接触关系、岩石学特征、变质变形程度和同位素年龄资料，夹皮沟绿岩带中的花岗岩类可分为3大类：（1）英云闪长质－奥长花岗质－花岗闪长质片麻岩类；（2）小岩株或岩枝状花岗闪长岩和英云闪长岩类；（3）钾质花岗岩类（将在专门章节述之）。现对前二类岩石分布情况简述如下。
1.英云闪长质－奥长花岗质－花岗闪长质片麻岩类
此类岩石是花岗岩－绿岩带内花岗质岩石的主体，一般为同绿岩构造期产物，其岩体的边部由于后期活化重熔产生的岩石也会出现侵入绿岩系的接触特征。岩石类型主要有英云闪长岩、奥长花岗岩，且呈不规则条带状穿切或包裹绿岩。在夹皮沟本区、三道沟、菜
子、腰
子、高梨屯－四道沟及夹皮沟岭东一带广为出露。片麻理产状与区域片理一致，在岩体内包裹的大量绿岩残块大小不等，总的来看，愈接近接触带绿岩的残块愈大，数量愈多，而且残块中的片理产状与寄主岩花岗岩片麻理一致，说明花岗质杂岩与绿岩一同经历了变质－变形作用的改造，同时也表明花岗质岩石的侵入成因。
2.小岩株或岩枝状花岗闪长岩和英云闪长岩类
其岩体规模较小，一般为数十平方米，在平面上呈圆形或椭圆形和岩枝状；在夹皮沟地区出露很少，变形较弱。与围岩侵入关系清楚，由中心至岩体边缘，片麻理的发育由弱到强，绿岩包体多集中在岩体边部，在夹皮沟地区的四道沟村，前人所定的“三道沟组”分布区断续出现花岗岩类小岩株、岩枝。例如样品92J19为钾化粗粒片麻状花岗岩；样品J20为粗粒片麻状花岗闪长岩，其中暗色矿物定向排列，以角闪石为主；J21为花岗糜棱岩，细粒长英质条带包裹了粗粒花岗岩：J22为灰白色英云闪长质片麻岩，产出形态为一小岩株。该类岩石均遭受了后期韧性剪切带的改造和长英质热液的交代。
三、TTG岩石的岩石学和地球化学
1.英云闪长质－奥长花岗质片麻岩
一般呈灰白色，具明显的片麻状或条带状构造，中细—中粗粒花岗变晶结构。奥长花岗岩一般分布在岩体的内部，而英云闪长岩多出露于岩体的边部。岩石主要矿物成分为斜长石（40%～55%）、微斜长石（0～40%）、石英（12%～35%）、黑云母（3%～15%）和角闪石（0～15%），副矿物主要有磁铁矿、榍石、磷灰石，偶见褐帘石和锆石。外貌上，奥长花岗岩呈灰白色，暗色矿物含量小于10%，一般在5%左右，主要为黑云母；英云闪长岩呈灰白—灰绿色，暗色矿物含量较多，一般在10%～15%，个别可达20%以上，除黑云母外，还常含有角闪石。
表3-1分别列出了英云闪长质及奥长花岗质片麻岩的常量、微量和稀土元素的平均含量。由表3-1可以看出，常量元素变化范围：SiO2.28%～71.05%,Al2O315.02%～15.67%,MgO0.9%～2.09%,CaO1.3%～4.01%,Na2O3.91%～6.03%,K2O1.11%～2.94%,K2O/Na2O值为0.28～0.68，与康迪（1981）划分的太古宙高铝型片麻岩成分较接近，只是个别地区其K2O含量稍高一些；在O'Connor（1965）的Ab-An-Or分类图上（图3-1c），均落入英云闪长岩－奥长花岗岩区。同样在K-Na-Ca图解上，亦显示奥长花岗岩系的变异趋势图（图3-1a）。
表3-1 夹皮沟地区花岗岩－绿岩区内花岗质岩石化学成分含量表（wB/%）
续表
注：采样位置：1～3为夹皮沟英云闪长岩，4～6为夹皮沟奥长花岗岩，7为夹皮沟“哑铃状”岩体中的奥长花岗岩体（外观肉红色），8～11为“哑铃状”钾质花岗岩，11为6个样品平均值。
资料来源：样品号B字头的为天津地矿所分析；I字头的为胡安国资料；S字头的样品据戴薪义、毕守业资料。
表3-2 夹皮沟花岗岩－绿岩区花岗质岩石稀土元素含量（wB/10-6）及参数
采样位置同表3-1。
稀土元素分布（图3-1b）呈较陡倾斜型，LREE富集，HREE亏损，铕呈弱负异常至正异常，Eu/Eu*为0.90～2.41，类似于国外太古宙高铝英云闪长岩－奥长花岗岩（Condie,1981）。
微量元素含量以富Sr、Ba、Zr，贫Rb、Cr、Ni、Co为特征，总体上与高铝型片麻岩接近（图3-1d）。
2.小岩株或岩枝状花岗闪长岩、英云闪长岩
一般呈灰—灰白色，片麻状构造仅见于岩体边部，岩体内部一般为片麻理很弱的块状构造，具典型的花岗结构或变余花岗结构，主要矿物成分为斜长石（An=20～37）50%～60%，微斜长石0～10%，石英20%～35%，黑云母3%～15%，角闪石微量，副矿物主要有磷灰石、榍石、磁铁矿、褐帘石和少量锆石。
图3-1
a一花岗岩的CaO一Na20一K2O图(K.C．Condie，1981)T一英云闪长岩一奥长花岗岩趋势，Ca一钙碱性趋势；1一英云闪长岩一奥长花岗岩；2一花岗闪长岩；3一钾质花岗岩
b一花岗岩类岩石REE球粒陨石标准化图
l、3一夹皮沟英云闪长一奥长花岗岩类岩石；2一国外太古宙高铝型片麻岩；4一国外太古宙高铝型底辟岩石c一An一Ab一Or C．I．P．W标准矿物（wB/%）图
Ⅰ一英云闪长岩，Ⅱ一花岗闪长岩，Ⅲ一石英二长岩，Ⅳ一奥长花岗岩．Ⅴ一花岗岩；1一片麻状TTG质花岗岩类；2一小型岩株、岩枝；3一钾质花岗岩
d一花岗岩类岩石的Rb一Ba一Sr图解(K.C．Condie，1981)
1一英云闪长岩一奥长花岗岩；2一钾质花岗岩；3一花岗闪长岩；4一黄泥岭岩体（为了对比）
常量元素含量与路易斯湖深成太古宙花岗闪长岩成分相近，但仍显示了奥长花岗岩系的变异趋势。在An-Ab-Or分类图上，多数落入花岗闪长岩区，少部分落入英云闪长岩区（图3-1c）。
表3-3 夹皮沟花岗岩—绿岩区花岗岩类微量元素含量（wB/10-6）
采样位置同表3-1。
稀土元素分布均显示出类似于高铝型底辟英云闪长岩－奥长花岗岩系，且为略向右倾斜曲线，弱负铕异常至弱正异常。
微量元素与国外相应岩类相比，Sr、Ba、Zr接近，Rb稍低，Cr稍高。
据上述岩石学、地球化学特征，现归纳成TTG岩系特征表，以利野外和室内工作中参考（表3-4）。
表3-4 TTG岩系特征
