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user: 5. 讨论 5.1. 成岩时代 研究区域在构造上在近东西向萍乡–广丰深断裂和北东向赣东北深大断裂的交汇部位，燕山期发生 图5. 粗面英安岩稀土元素配分图和微量元素蛛网图 [ 43 ]。(a) 微量元素原始地幔蛛网图；(b) 稀土元素化配分图 图6. 粗面英安岩样品(DX079-Q1)和(DX085-Q4)的锆石点位图 了大规模的岩浆活动，燕山期岩浆活动为该区域成矿带来了大量的成矿物质，成矿作用与早白垩世岩浆活动密切相关。例如，天华山火山盆地火山–侵入岩密切相关的冷水坑超大型Ag-Pb-Zn矿床，其中三个侵入岩体(石英正长斑岩、碱长花岗斑岩、流纹斑岩)的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为(144 ± 1) Ma，(140 ± 1) Ma和(140 ± 1) Ma，均于早白垩世 [ 31 ] 成于132 Ma ± 0.4 Ma [ 44 ]。样品LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明，锆石年龄集中分布于130~180 Ma区间(见表2)，在协和图上，粗面英安岩样品DX079-Q1中，25颗锆石的Th/U比值为0.3~1.2，全部测点的 206 Pb/ 238 U下交点结晶年龄为135.5 ± 2.1 Ma (MSWD = 3.6)。粗面英安岩样品DX085-Q4中，28颗锆石的Th/U比值为0.24~1.3，全部测点的 206 Pb/ 238 U下交点结晶年龄为137.3 ± 2.3 Ma (MSWD = 7.8)。锆石的阴极发光图像显示(图4)，锆石无色透明，多呈短柱状，碎片状，大小差异较明显，长约30~150 um，宽约30~50 um不等，多数锆石具有较为清晰的韵律环带结构，具有典型的岩浆锆石的特征，且有可能被后期流体改造。结合测试点都分布在协和图上的特点，说明样品LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄代表了粗面英安岩的结晶年龄，证明了成岩时代与燕山期东乡火山盆的岩浆活动时间基本一致。另外，Hui-Min Su等 [ 45 ] 研究的江西梨子坑火山岩盆地辉长花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为129 ± 2 Ma (成岩年龄)和花岗斑岩形成于132 ± 1 Ma (成岩年龄)；Long Chen等 [ 46 ] 提出华南庐纵地区安山岩–玄武岩火山喷发在127 ± 2~137 ± 1 Ma间；江南东段九岭尖矿集区与莲花山矿田钨锡矿床成矿花岗岩与成矿年龄主要在146~136 Ma间 [ 47 ]。表明与华南地区早白垩世的火山活动相契合。 图7. 粗面英安岩DXO79-Q1和DXO85-Q4的锆石U-Pb年龄Tera-wasserburg谐和图 5.2. 岩石成因 东乡火山岩盆地粗面英安岩属于钾玄岩系列，相对富铁铝，贫镁钛，且有多条细石英脉，使得SiO 2 含量偏高。在镜下观察斑晶表面较脏，而且该地区风化蚀变作用较强烈，岩石主要发生了高岭土化和少量绢云母化(有铁质矿化)。粗面英安岩在化学成分上富碱(Na 2 O + K 2 O)含量9.26%~10.49%，富钾(Na 2 O/K 2 O)的含量为0.28%~0.44%，贫钛TiO 2 的含量0.25%~0.31%，铝含量高但变化范围大(w(Al 2 O 3 ) = 13.85%~15.58%)，w(Fe 2 O 3 /FeO)值高0.51%~0.55%，富轻稀土和大离子亲石元素(Rb、Ba、Th、Pb)，贫高场强元素(Nb、Sr)。所以，这完全符合Morrison [ 48 ] 对钾玄质火山岩的地球化学的总结特征：化学成分上富碱(w (Na 2 O + K 2 O) > 5%)、富钾(w(Na 2 O/K 2 O) < 0.6)、贫钛(w(Ti 2 O) < 1.3%)、铝含量高但变化范围大(w(Al 2 O 3 ) = 14%~19%)，w(Fe 2 O 3 )/FeO)值高(>0.5)，富轻稀土和大离子亲石元素(如Rb、Ba、Th、Pb等)，贫高场强元素(如Nb、Zr等)。大离子亲石元素优先进入粗面英安岩中，而不活泼的高场强元素被保留在残余固相中。粗面英安岩显示Ta、Nb和Ti具有“TNT”负异常，表明在岩浆分异过程中，继承了原始岩浆中微量元素的特征，并伴有铁钛氧化物的分离结晶作用 [ 49 ]。粗面英安岩中K和Pb具有正异常的特征，反映了钾族元素的富集且不随岩浆分异程度而变化；也存在相容元素十分贫化的现象，这一特点又反应了它可能较强烈的分离结晶参与的特点，因为纯粹的同化混染作用也不可能造成相容元素的强烈贫化 [ 50 ]。 从岩石地球化学特征可以看出：在K-Na-Ca图解(如图8(a))上可以看出，花岗样品的投点主要落在具有钙碱性趋势的岛弧岩石范围内，样品没有显示出与奥长花岗岩趋势和Adakite岩范围。表明该岩石在岛弧环境特征下的粗面英安岩。Taylor [ 51 ] 认为，地球演化过程中K和Rb不断向上迁移进入硅铝层，而上地幔越来越亏损K和Rb，Rb富集于成熟度高的地壳中，而Sr和Ca在成熟度低、演化不充分的地壳中富集，因此，Rb/Sr值能较好地记录源区物质的性质，可利用Rb/Sr和Rb/Ba的关系来确定源区成分。在Rb/Ba-Rb/Sr图解(如图8(b))中，岩体样品点基本全部分布在贫粘土源岩区的砂质岩区，表明其源区成分为砂质岩类，也就是说明源区岩石可能是以砂岩的部分熔融为主，也暗示岩浆的演化程度较高。另外，稀土元素球粒陨石标准化分布曲线分配模式呈右倾型，相对富集轻稀土元素(LREE)，相对较亏损重稀土元素(HREE)，轻稀土元素分馏较明显，重稀土元素分馏不明显。一般认为，岩浆的熔融程度越高，其熔浆中的稀土元素含量越低，轻重稀土分馏的程度也就越弱，岩浆中稀土元素的含量也就越高，轻重稀土的分馏就越强，La更容易进入液相中，导致La/Yb的比值就越大。因此，负Eu异常是因为地壳源区在部分熔融过程中，很有可能是斜长石难熔而呈残留固相造成的。 图8. (a) K-Na-Ca图解 [ 52 ]；(b) Rb/Ba-Rb/Sr图解 [ 53 ] 钾玄岩系列(组分)主要分布在岛弧和活动大陆边缘、远离俯冲带，它在造山带火山岩中具有重要地位，造山带火山岩的成分以TiO 2 含量低为基本特征 [ 50 ]。发育高钾钙碱性系列火成岩的造山带具正常→加厚的陆壳，而以钾玄系列为主的造山带一定具有山根 [ 54 ]。Müller and Groves [ 55 ] 将其形成的大陆动力学背景进行了归纳总结：大陆弧(Continental Arc)、碰撞后弧(Post-collisional Arc)、初始洋弧(Initial Oceanic Arc)、晚期洋弧(Late Oceanic Arc)和板内(Within-plate)五种环境。产出于弧构造背景下的钾质火成岩与俯冲板块析出流体交代地幔岩密切相关 [ 56 ]。富钾火山岩主要发育于岛弧环境，是形成时间较晚并远离海沟的岛弧火山岩系列之一，也见于活动大陆边缘和地缝合线两侧少数出现于裂谷带 [ 57 ] [ 58 ]。对富钾火山岩的成因认识最主要是与俯冲作用有关的构造背景，更大程度上还受到了俯冲陆壳及其析出流体的混染和交代作用 [ 59 ]。斐济Tavua钾玄质火山岩富Rb、Ba、K和Pb等元素的特征被认为是俯冲大洋岩石圈析出流体产生的源区富集事件所致 [ 60 ]。Allcl等 [ 61 ] 对土耳其西南部Goilcuk地区钾质火山岩和Chung等 [ 62 ] 对台湾新生代的高钾质火山岩的研究表明，钾质火山岩具特殊地球化学特征的主要原因是俯冲沉积物和俯冲板块析出流体在地幔源区的混染与交代作用。Massonne [ 63 ] 通过K 2 O-MgO-Al 2 O 3 -SiO 2 -H 2 O(KMASH)体系的实验研究表明作为俯冲洋壳中少量的富钾变沉积物在t = 300℃~600℃，P = 15~30 kbar的条件下能产生超钾质流体。因此，高钾钙碱性岩浆单独通过地壳深熔作用形成的可能性不大，如果没有地幔物质的参与也难以为下地壳深熔作用产生高钾钙碱性岩浆提供足够的热能 [ 64 ] [ 65 ]。 5.3. 构造环境 燕山期中国东部地区大地构造总体上分为两种认识：① 与太平洋俯冲有关 [ 66 ] - [ 71 ]；② 与太平洋俯冲无关的陆内造山与伸展裂谷 [ 72 ] [ 73 ] [ 74 ] [ 75 ]。华南地区Pt 1 以来，发生过两次重要的洋陆分布格局的重组，三叠纪之前为沟–弧–盆发育的构造模式，侏罗纪–白垩纪是东部大陆边缘弧与西部陆内俯冲的洋陆会聚发育的构造模式，新生代则是西太平洋沟–弧–盆发育的构造模式 [ 76 ]。华南中生代挤压向拉张构造转换的重要时间是150~140 Ma；燕山晚期(140~120 Ma)岩浆大爆发是华南地区最重要的构造热事件，也是伸展构造活动的重要标志 [ 13 ]。燕山晚期，华南地区构造背景逐渐由挤压转换为伸展，大量的软流圈物质上涌，板片脱水所引起地幔楔熔融形成底侵的玄武质岩浆，激发地壳大规模重熔 [ 77 ] [ 78 ]。狄永军等 [ 79 ] 提出中国东南部地区火成岩在燕山期受Izanagi板块向欧亚板块之下俯冲，导致地壳缩短加厚，发生拆沉作用，岩石圈减薄，玄武岩岩浆底侵，直接加热中下地壳，使之部分熔融形成酸性岩浆。在logτ-logσ图解显示(如图9(a))，该组数据落入造山带(岛弧及大陆边缘区)火山岩附近，表明粗面英安岩主要形成造山带环境。在Hf-Rb/30-Ta × 3图解显示(如图9(b))，该组数据全部弧系统构造环境范围内，表明粗面英安岩形成于火山弧构造环境中。在(Ta + Yb)-Rb、Yb-Ta构造环境判图解中图解更明确显示(如图9(c)、图9(d))，大部分数据主要落在火山弧环境和同碰撞的界限附近。显示粗面英安岩形成于弧系统的同碰撞大地构造环境，其可能形成于板块碰撞结合带环境的陆内造山阶段，与古太平洋板块向欧亚板块大陆俯冲作用有关。 在燕山期俯冲大洋板片发生了裂解、拆沉，软流圈强烈上涌，导致了大规模的板内岩浆活动。岩浆由地幔上升，地壳大量混染受热部分熔融 [ 80 ]。晚燕山时期发生强烈的板片俯冲，随着俯冲角度的加大或板片后撤 [ 81 ]，白垩纪时期扬子板块向华北板块的俯冲作用产生的富集地幔部分熔融与玄武质熔体发生混染作用 [ 82 ]。因此，地球化学特征显示该区花岗斑岩形成于弧系统的同碰撞大地构造环境，是可信的。这也符合Xiao等 [ 83 ] 提出的在燕山期(175~140 Ma)时，太平洋板块的俯冲成为主导构造体系，古太平洋板块的低角度俯冲促进了俯冲洋壳和地幔基底的部分熔化；随着俯冲板块倾角的增大，大陆弧构造背景转变为弧后延伸，导致下地壳的强烈部分熔化。在大地构造位置上，东乡火山盆地受赣东北深断裂带和广丰–萍乡深断裂控制，而这两条断裂带切入到下地壳，因此东乡岩体的形成过程中可能存在地壳物质的参与。综上所述，笔者认为燕山晚期东乡火山盆地为俯冲造山环境，古太平洋板块向欧亚板块俯冲作用，导致地壳加厚，地幔岩浆上升，下地壳受热而引起部分熔融，下部产生的玄武岩系列岩浆经同化混染作用形成英安岩系列的岩浆。 图9. 粗面英安岩构造判别图解 [ 84 ] [ 85 ] [ 86 ]。(a) logτ-logσ图解；(b) Hf-Rb/30-Ta×3图解；(c) Ta-Yb图解；(d) Ta + Yb-Rb图解