中国大陆科学钻探工程主孔0～2000米斜长片麻岩的地球化学性质及成因研究

摘要

在苏鲁-大别山造山带内,黑云斜长片麻岩习惯被称为副片麻岩,它也是中国大陆科学钻探工程主孔岩芯中一种重要岩石类型,不仅构成了孔深738～1113 m之间斜长片麻岩岩性段的主体,在其它岩性段也有少量以"夹层"的形式产出.其中除少数斜长片麻岩可能是由榴辉岩经斜长角闪岩退变而来或由含泥质的沉积岩变质而来外,绝大多数斜长片麻岩的地球化学特征与现残存的扬子地台北缘晚元古代双峰式火山岩的酸性端元非常相似,指示它们的原岩可能类似于这些酸性火山碎屑岩-凝灰岩.斜长片麻岩中不同元素之间的相关性差别很大,这主要与超高压变质及随后的退变质过程中元素间活性的差异有关.其中SiO2、TiO2、Al2O3、FeO*、CaO、Cr、Ni、V、Co、Fe、Mn、Cu、Zn、Sc等与MgO具明显相关性,它们与MgO一样属不活泼元素.重稀土元素及Y也属于不活泼元素.而K2O、Pb、Rb、Ba、U、Th等大离子亲石元素与MgO之间没有任何相关性,这些元素属活泼元素.Na2O、Sr、Nb、Ta、Zr、Hf等则介于两类之间,可视为准不活泼元素.LREE虽然有一定的活性,但即使是超高压变质作用,也没有从根本上改变稀土元素的分配模式,仍可有效地应用于对原岩性质的恢复.对比研究表明,斜长片麻岩与花岗片麻岩在地球化学性质上存在着明显的差异,其中前者的MgO、TiO2、CaO以及过渡元素的含量明显偏高,尤以低的K2O/Na2O和Rb/Sr比而明显不同于花岗片麻岩.此外,与花岗片麻岩强烈的负Eu异常(δEu=0.21～0.26)和Ba负异常不同,斜长片麻岩中Eu负异常的程度相对较弱(δEu大于0.5),且总体表现为Ba正异常.绝大多数"副片麻岩"和花岗片麻岩(＞90%)可以根据全岩的地球化学特征加以有效区分.