源区组成和壳-幔作用

发布网友 发布时间：2022-04-23 21:27

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热心网友 时间：2022-05-02 17:52

根据各构造-岩浆源区内岩石系列和岩石组合特征，应着重探讨以下岩浆岩区内几种岩类的源区组成、岩浆来源以及盖层同化混染所反映的壳-幔比例，即中下扬子区高钾富碱钙碱性闪长岩类和橄榄安粗岩系的粗安岩类，武夷区内的高钾钙碱性S型花岗岩类，浙闽粤滨海区和南扬子区内的英安岩类和辉长岩类，以及A型花岗岩类。

1.中下和南扬子区闪长岩类（A及B区）

通常认为与地幔橄榄岩呈平衡的岩浆，其M值[100×Mg/（Mg+Fe²⁺）]=65～75（Ringwood,1975;Irving,Green,1976）。该区最基性的辉石闪长岩的M=52.4～67.81，平均为56.9，不能代表地幔部分熔融而形成的原始岩浆。区域内闪长岩体中常发育有数量和规模不等的暗色微粒岩石包体，它们与寄主岩在稀土元素和微量元素方面相似，属于与闪长岩同源的微粒暗色包体（Dider,1987;Poli et al.,1991），它们的成分更接近原始岩浆成分。宁芜蒋庙、阳湖塘中最基性的辉长岩大致可代表极少分异的原始岩浆（M=67.8）。它们的岩石化学成分在硅-碱图解（Handman,1972）上为富碱玄武质成分。

该区闪长质岩类形成以结晶分异作用为主，岩浆作用过程中，强相容元素Ni发生亏损，而强不相容元素Nb轻微富集，这是闪长质岩浆分离结晶过程中与地壳岩石发生同化混染作用的结果（AFC），同样表明闪长质岩浆的演化是在开放的岩浆系统中进行的。既然结晶分异和同化混染的联合作用是闪长质岩浆形成与演化的主要机理，因此，无论是辉长岩还是暗色微粒包体均不能代表该区的原始岩浆成分。

近年来，关于开放体系中岩浆作用过程的研究取得了较大进展，Taylor（1980）,DePaolo（1981）等首先提出了岩浆演化过程中结晶分异与同化混染联合作用的化学成分及同位素演化模型（AFC模型）。在此基础上，Hagcn和Neuman（1990）等作了进一步补充，提出了“批式补充模型”和“连续式补充模型”，即RAFC模型。本文根据AFC模型对闪长岩类的原始岩浆成分加以模拟，其公式如下（D.J.DePaolo,1981）：

中国东部中、新生代火成岩及其深部过程

式中，C_m为岩浆中某元素含量，用闪长岩体平均化学成分代替；C_a为同化的围岩中某元素含量，用Taylor（1977）的上地壳成分代替；F为熔体质量，用岩体成岩物质的幔壳比值（0.7）代替；γ为围岩同化率与岩浆分离结晶速率之比，取0.3（Taylor,1980）。求原始岩浆成分

。常量氧化物是先计算出常量元素丰度，再变换为氧化物百分含量。元素的分配系数（Harrison,1978,1981）。模拟结果见表4-16，可见闪长岩类的原始岩浆为来源于上地幔石榴石二辉橄榄岩，富LREE、Sr的富碱玄武质岩浆。

表4-16　中、下扬子区闪长岩类原始岩浆成分模拟结果

①氧化物单位为质量分数（%），微量元素为10^-6；②碱性玄武岩据Chauvel和Bro-Ming Jahn（1983）。

源区岩石是经流体相交代作用的石榴子石二辉橄榄岩（次富集岩石圈上地幔），流体中“过剩”的REE及不相容元素沉淀于被交代的岩石中，交代后的上地幔便富集REE（尤其是LREE）和其他不相容元素，并存在一定量的钛角闪石和磷灰石，导致LREE和K、Ti、P的富集。以上地幔3种源岩类型为基础，分别命名为模式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，磷灰石含量分别为1%、0.5%、0.15%（表4-17），溶融程度随意定为1%、5%、10%、15%，分配系数选取与地幔岩-玄武岩有关的高压体系数据，最终计算出液相值并与原始岩浆的平均稀土元素丰度比较，由（图4-27）可见，当源岩中含磷灰石1%，部分熔融程度为5%～10%时，液相与该区闪长岩类原始岩浆吻合得最好。

表4-17　所选择的3种源岩类型

综上所述，该区闪长岩类是由来源于上地幔石榴子石二辉橄榄岩的富碱玄武质岩浆与下地壳麻粒岩相物质（约占10%～30%）发生AFC过程形成的，而富碱的玄武质岩浆则是由经过交代作用的次富集型上地幔源区物质经5%～10%的部分熔融所形成的，根据辉石闪长岩中辉石结晶时温压条件计算，其生成压约为30×10⁸～36×10⁸Pa，相应于80～120km，温度为1108～1167°C。

图4-27　3种源岩类型液相的REE理论配分和原始岩浆配分

2.中下扬子区粗安岩类

在橄榄安粗岩系岩石中大量出现类似于深源超基性包体的铬透辉石集合斑晶或包体（邱家骧，1975），溧水云辉粗安岩的黑云母与幔源型基性—超基性岩相似的镁质黑云母（洪大卫，1982），宁芜某次火山岩中有形成于高压条件下的铬尖晶石（李文达等，1977），充分显示橄榄安粗岩系起源于上地幔。与该区高钾富碱钙碱性闪长岩类岩石相比，橄榄安粗岩系岩石具有富K、Nb、Th、LREE和大离子亲石元素的特点，铅同位素3组比值高（²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=17.95～18.61,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.45～15.72,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=38.10～39.04），较富放射性成因铅。若以双庙山和蝌蚪山富碱粗玄岩作为橄榄安粗岩系粗安岩类较少分异的原始岩浆，由Sr、Nd同位素特征表明这一推断是合理的。粗安岩是粗玄岩同源演化的产物，在ε_Nd（t）-（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i值图中它们都位于同一分布区内，并显示出与正常地幔派生的岩浆具有明显差异，其源区应是经过明显交代作用的富集型地幔。假定源区为正常的石榴子石二辉橄榄岩，按Ringwood（1969）推测的地幔中石榴子石二辉橄榄岩的矿物组成为：OI₅₇、Opx₁₇、Cpx₁₂、Gar₁₄。据Shaw（1970）导出的批式部分熔融方程为：

中国东部中、新生代火成岩及其深部过程

式中，C_L，C₀分别为熔体和源岩中某元素的丰度；D为总体分配系数；F为熔融百分比。

采用Harrison（1981）的分配系数，通过简单的部分熔融模拟计算，难以达到橄榄安粗岩系粗玄岩的稀土元素的平均丰度。由于地幔流体的交代作用，上地幔源区是富集稀土元素的（特别是LREE）富集型地幔，指示矿物富含挥发分的金云母是地幔交代作用的产物，在岩浆生成之前即已存在。假定源岩是含金云母石榴子石二辉橄榄岩，其组成假定为：Ol₆₀、Opx₂₀、Cpx₁₀、Ph₁₅、Gar₅，以赵海玲（1990）基于东南沿海新生代幔源包体所提出的富集型地幔稀土含量为C₀值，按前述的部分熔融方程模拟计算，当源区物质部分熔融程度为8%±时，即可产生该区橄榄安粗岩系粗玄岩类，大致相当于双庙山和蝌蚪山橄榄玄武岩类。地幔交代作用导致不相容元素和挥发分的富集，从而可降低熔融温度。根据二辉石温压计计算其成岩温度为920～1020℃，岩浆起源深度60～100km（毛建仁，1990）。根据邢凤鸣、徐祥（1995）用亏损地幔下地壳麻粒岩的混合线计算，橄榄安粗岩系粗安岩同化的围岩物质约占15%～20%。

通过上述讨论，可将中下扬子区高钾富碱钙碱性系列闪长岩类与橄榄安粗岩类的形成过程大致归结如下（图4-28）。

1）中朝和扬子两板块碰撞拼贴后，以及大洋板块对欧亚板块的拉张走滑，此时的构造应力由挤压向扩张过渡，来自地幔深部的富含挥发分和不相容元素的流体沿地幔隆起带向上运移，对上地幔岩石进行广泛而强烈的交代，形成富集型地幔。

图4-28　中下扬子区中生代岩浆成因和演化示意图

2）137Ma左右，上地幔较深层位（约80～120km）的次富集型二辉橄榄岩地幔约5%～10%的部分熔融（熔融温度＞1108～1167℃），形成富碱玄武质岩浆，其成分大致相当于蒋庙、阳湖塘辉长岩，它们的ε_Nd（t）=+1.3～＋1.4,（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i=0.746～0.7053，与地壳岩石发生同化混染和分离结晶（即AFC）形成闪长质岩浆。闪长岩类以幔源为主（70%～90%），壳源混入量为10%～30%，闪长质岩浆在地壳岩浆房中的迅速对流循环而形成分带性岩浆房，母岩浆中K、Th、Nb含量中等。

3）区内郯庐断裂、长江深断裂以及其他基底断裂伸展活化，随着扩张进一步增强，地壳减薄，大致在126Ma，由于挥发分（尤其是水）和深断裂的减压作用，降低了上地幔的熔点，促使地幔较上层的富集型二辉橄榄岩在920～1020℃，相当60～100km深度，经约8%的部分熔融形成原始岩浆，其成分大致相当于双庙、蝌蚪山粗玄岩，它们的ε_Nd（t）=-6.0～-7.1,（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i=0.7057～0.7067，地壳岩石混染约15%～20%，而形成粗安岩类，母岩浆中K、Th、Nb含量高。

上述综合成因模式（图4-28）表明两岩系分别来自两种地幔源区，上升的挥发组分首先使较深层位的次富集型地幔部分熔融形成高钾富碱钙碱性岩系，随着挥发分含量增加，较上层的富集型地幔发生部分熔融形成橄榄安粗岩系。

3.武夷和赣南区的S型花岗岩类

该类岩石在化学性质上表现为富Al、K，很高的Rb含量（最高达880×10^-6）和相对低的Sr含量，w（Rb）/w（Sr）比值一般＞35（最高达104），轻、重稀土元素分馏程度较小，LREE/HREE主要介于2.25～5.64之间，负铕异常强烈，δEu＜0.3。在同位素方面，该类岩石表现为高的Sr初始值（介于0.7137～0.7281之间），而Nd同位素初始值很低，ε_Nd（t）一般介于-7.4～-12.0之间，在地球Sr同位素演化图（G.Faure,1986）上大多数投点落在地壳增长线上，反映了在S型花岗岩形成中明显有原先存在于硅铝质地壳中的物质卷入。如以会昌地区为例，尽管震旦—寒武纪变质砂岩、混合岩构成了该地区的基底，更老的地层在该地区并没有出露，高维敬等（1990）研究表明，会昌地区花岗岩岩浆形成过程中，震旦—寒武纪地层并没有大规模参与，不排除岩浆上侵定位时局部的物质同化混染。旱叫山岩体和岚山岩体锆石U-Pb年龄测定，分别获得上交点年龄为1460Ma,2937Ma和2202Ma,Nd同位素模式年龄也有2.2Ga和2.8Ga的数值出现，可以反映该区花岗岩源区物质是由中元古代—新太古代岩石导生的。浙西和武夷地区一些元古宙地层的Sr同位素分析结果见表4-18。武夷和赣南区的S型花岗岩岩浆物质的源区类似于闽西建瓯群和桂东板溪群，但是，不管哪一种源岩，它们的Sr初始值和w（Rb）/w（Sr）比值都比估计的花岗岩源区物质高，后者的两种数值分别为0.7146～0.7194和0.189～0.265，不可能为S型花岗岩提供全部的岩浆物质，而更可能需要少量低⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值和低w（Rb）/w（Sr）比值的物质参与，这些物质势必来自下地壳或上地幔。

表4-18　武夷及其邻区基底地层的Rb-Sr同位素特征

既然赣南区花岗岩不是单一下伏于该区的基底老地层熔融而形成的，就有可能部分岩浆来自深部。可以利用二元混合模型来源探讨花岗岩源区的物质组成。选择Faure（1986）提出的亏损地幔作为端员以及板溪群和建瓯群作为上地壳端员，计算结果表明（表4-19），晚侏罗世花岗岩的源区上地壳组分占73.6%～89.6%，平均为80.4%，白垩纪花岗岩的源区上地壳组分占74.3%～80.9%，平均为77.3%，表明有成熟度低的下地壳麻粒岩卷入熔融事件或者可能有源自地幔的少量流体或岩浆加入。为了比较，计算了该地区三叠纪花岗岩（如大富足和珠兰埠岩体，表4-19）的源区物质组成，这些岩石中上地壳组分约为81.1%～86.3%，平均为83.8%，二叠纪含红柱石二长花岗岩源区物质中，上地壳组分约占89.2%～100%，平均为94.6%。在ε_Nd（t）-T图（图4-29）示出在该区的花岗岩中，随岩体年龄变新，源区物质中亏损地幔的比例增加。

图4-29　武夷区内花岗岩的ε_Nd（t）-T图解

1—二叠纪花岗岩；2—三叠纪花岗岩；3—侏罗—白垩纪花岗岩

赣南区如大容山堇青石花岗岩（t=264Ma），具高的Sr初始值0.7283以及低的ε_Nd（t）值（-12.1），其源区几乎全为板溪群的沉积岩，几乎没有地幔组分加入。银岩花岗岩（t=92.2Ma）Sr初始值为0.7153（陈惜华，1986），花岗岩源区中的上地壳组分约占79.2%，同样亦可表现出随时代更新，源区物质中亏损地幔的比例增加。

4.浙闽粤滨海区玄武岩和辉长岩类

该类岩石构成了该区中生代晚期双峰式岩石组合的基性端员，大致可以分成两种类型，一类是低Sr初始值的辉长岩类，主要分布在闽东和下扬子地区，这些地区大部分辉长岩的w（SiO₂）=48.4%～52.4%,w（Cr）=100.3×10^-6,w（Ni）=40.67×10^-6,w（Co）=26.29×10^-6,w（Sc）=22.71×10^-6,M值为47.2～58.4,（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i=0.7046～0.7059,ε_Nd（t）=+1.3～-3.2；另一类是高Sr初始值的玄武质岩浆，主要分布在浙东、闽东地区，该地区的大部分玄武岩的w（SiO₂）=46.64%～48.50%,w（Cr）=243.5×10^-6,w（Ni）=53×10^-6,w（Co）=33×10^-6,（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i=0.7057～0.70806，ε_Nd（t）=-3.2～-9.75,M值为44.7～57.9，按玄武质原始岩浆标准，w（Cr）=380×10^-6,w（Ni）=290×10^-6,w（Co）=27×10^-6～80×10^-6（Kuno,1957;Frey,1978;Green,1971）。M值为68～75（Ringwood,1975;Irving,Green,1976），显然，两类玄武岩和辉长岩都不是地幔直接部分熔融的原始岩浆，而是演化的分异岩浆。按上地幔源区标准，（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i=0.7034～0.7060，ε_Nd（t）=7.06～-3.24（Faure,1986;Taylor,1978），研究区辉长岩的源区岩石大致接近上地幔，而玄武岩的同位素物质与上地幔源区相差甚远，但其化学成分特征与辉长岩类岩石大致相似，某些相容元素还略偏高，显然是一种与地壳组分发生同位素交换后的玄武质岩浆。用简单模拟所得成分作为原始岩浆，假定源区为二辉橄榄岩，其矿物组成是Ol₅₇、Opx₁₇、Cpx₁₂、Gar₁₄，所确定的部分熔融程度为10%～20%，利用Harrison（1981）的分配系数，可推算出源区一些微量元素的丰度。玄武岩的w（La）/w（Yb）值比较球粒陨石（w（La）/w（Yb）=1.48）高出3倍，而辉长岩类源区这一比值相对较低（2.1），表明玄武岩的源区具LREE富集的特点，辉长岩类源区的这种交代富集作用程度较弱。东南沿海地区下地壳存在数公里厚的高速致密物质，v_P偏大6.94～7.00km/s，而相应的上地幔顶部出现对应的低速带，v_P偏小为7.50km/s（熊绍柏，1993），说明确实存在上地幔物质上涌，迁移到下地壳，并与下地壳物质相互作用产生“壳幔转换带”，这种伴有基性岩浆产生的壳幔之间相互作用被称为“底侵垫托作用”（underplating）（Griffin et al.,1987;Furlong et al.,1986）。在中生代玄武岩中从未找到过地幔橄榄岩包体，说明玄武岩浆的爆发能力弱。在地壳下部滞留的时间长，有较多的机会与地壳岩石发生同位素交换。用岩石化学成分计算的CIPW标准矿物换算后的Ne′-OL′-Q′投影所得到压力范围可代表玄武岩浆可能的聚集带的条件，平均压力大约为700～800MPa，相当于23.1～26.4km（杨祝良，1993）。该深度的上限即相当英安流纹质岩浆的发生带，表明下地壳部分熔融的流纹质岩浆与幔源玄武岩浆在该聚集带中有共存的历史，在两种岩浆界面会出现某些界面效应，当基性岩浆和酸性岩浆在达到同位素平衡之后尚未发生充分的化学混合之前就喷出地表，那么火山作用产物就为同位素组成相近似的玄武岩、流纹岩双峰式组合（王德滋等，1994）。如果用估算的原始岩浆成分投影于Ne′-OL′-Q′图解中，原始岩浆形成于约2400MPa压力，深度相当于79.2km的尖晶石-石榴子石二辉橄榄岩过渡区。至于低Sr初始值辉长岩可能应有另一种成因模式，待后叙述。

表4-19　武夷区和赣南区不同时代花岗岩源区物质组成计算结果

注：

；若无

的结果，则

;f_DM＝（1-f_uc）。资料来源：陈繁荣等，1990；黄萱等，1986；高维敬，1990；梅勇文，1989；以及本文。

5.研究区的英安岩-流纹岩类

英安岩-流纹岩类是本研究区分布最广、规模和体积最大的岩类，其相应的岩石为英安岩-英安流纹岩-流纹岩及其花岗闪长岩-二长花岗岩-花岗岩。不同岩浆岩区由于源岩建造不同，同位素特征有差异，火成岩中同位素时空变化的规律性在很大程度上是基底岩石同位素性质的再现。如南扬子区江南古陆基底为双溪坞群原生地壳的绿岩带建造，其部分熔融形成的火成岩的（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i=0.7043～0.7076，ε_Sr（t）=24.2～45.0,ε_Sr（t）=0.512229～0.512589，ε_Sr（t）=-0.70～-5.8，δ¹⁸O=7.97‰～8.55‰（如德兴铜厂、富家坞、银山等火山-侵入杂岩）。浙闽地区主要为陈蔡群混合建造，其中幔源物质明显低于双溪坞群，由其部分熔融形成的晚侏罗世火成岩（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i=0.7127～0.7144，ε_Sr（t）=-6.14～-10.74，δ¹⁸O=6.92‰～8.58‰，若取幔源火山岩（双溪坞高钾玄武质安山岩平均值）的（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i=0.7030,Nd（I）=0.51295，δ¹⁸O=6.2‰，地壳沉积物的（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i=0.730,Nd（I）=0.511847，δ¹⁸O=+16‰，利用ε_Sr（t）-ε_Sr（t）和δ¹⁸O-（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）；二元混合方程和图解（图4-24），可得知南扬子区江南古陆地区的英安质火山岩中幔源组分约占70%～80%，而浙闽粤滨海区和武夷区的晚侏罗世火山岩中幔源组分仅占40%～50%。由图4-24和4-30闽粤滨海区和武夷区的晚侏罗世火山岩的Sr、Nd同位素特征基本相似，岩石投影点位于同一区间，显示这些岩石具有大致相似的源岩和相似的成岩方式。南扬子区皖南大部分高钾钙碱性I型侵入岩的（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i=0.7081～0.7104，ε_Sr（t）=-5.1～-6.8，其形成时代与上述地区火山岩大致相似，Sr、Nd同位素特征略有差异，但总体特征相似，推断其源岩亦为元古宙角闪岩相变质基底。

图4-30表明了基底源岩物质K₂O含量对其部分熔融所形成熔体的影响。由图可见，当源岩为拉斑玄武质、钙碱性和碱性玄武岩以及英安岩所形成的熔体，由于K₂O含量太低，熔体无法分异进入高钾区。由斜长花岗质片麻岩或杂砂岩部分熔融所形成的熔体成分也不能进入高钾区。最合适的源区物质是含水0.7%～1.6%的钙碱性和高钾钙碱性安山岩、玄武安山岩。由这些安山质岩石部分熔融的英安质熔体可直接落在高钾区。这就说明高钾钙碱性I型花岗岩类成因可能与本研究区双溪坞群和陈蔡群基底岩石存在大量变质基性火山岩有关。各岩浆区火成岩同位素特征的差异与基底变质基性岩源区的部分熔融程度以及原始的英安质熔体与上地壳沉积物的同化混染程度有关（即AFC过程），前面的壳-幔比例计算可大致半定量地确定这些效应，仍具有一定的参考意义。

图4-30　由各种常见的源区岩石经实验部分熔融衍生熔体的K₂O-SiO₂投影图（引自M.P.Roberts,1993）

Huppert和Sparks（1988）模拟了镁铁质岩浆底侵垫托作用的温度范围可达900～950℃，这一温度已大大高于简单地壳增厚所能达到的温度，变质基性火山岩（原岩为钙碱性和高钾钙碱性玄武安山岩、安山岩），在T=900～950℃，p=500～1000MPa条件下约30%～60%的部分熔融即可形成晚侏罗世高钾钙碱性Ⅰ型酸性岩类，原始岩浆成分类似于高钾钙碱性英安质岩浆。

将该区部分晚侏罗世火成岩（标准矿物Ab+Or+Q＞80%）的化学成分投影到Ab-Or-Q-H₂O四元相系图中，大部分投点位于p_H2O为300～500MPa的同结线附近，由于花岗岩和英安流纹岩、流纹岩不能代表原始岩浆，而真正的岩浆起源时的压力应大于500MPa，即形成深度应＞16.5km的角闪岩相中下地壳。酸性岩浆起源的这个深度对于浙东地区的第四地壳结构层（16.35～23.34km），是一个高密度的异常层（计算密度为2.87g/cm³），反映的可能是熔出岩浆之后的残余组分层或为基性岩浆的储集层，其上的第三地壳结构层（13.59～16.35km）为一低速低密度层（计算密度为2.6g/cm³），可能代表了酸性岩浆储集层。

早白垩世火山-侵入杂岩具双峰式特征，是扩张作用进一步增强的产物。该时期酸性岩的（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i=0.7045～0.7087，ε_Nd（t）=-4.25～-5.61，浙东地区岩石比闽东地区有较高的Sr初始值和较低的ε_Nd（t）值，因而在图4-24和4-32中它们的投影点分别位于两个区间，但有一个共同点：这些酸性火山岩Sr、Nd同位素特征与其共生的基性火山岩基本接近。因而有理由推断来自上地幔的玄武岩浆上涌至下地壳，下地壳部分熔融形成的流纹质岩浆与玄武质岩浆曾发生了同位素交换（王德滋等，1994），并形成双峰式火山岩。如果以闽东地区的漳州和福州复式岩体为例，从辉长岩到闪长岩→石英闪长岩→花岗闪长岩→二长花岗岩→黑云母花岗岩是一种连续演化系列，据此可以提出花岗岩类的AFC成因模式。即上地幔约20%±部分熔融的辉长质岩浆[（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i=0.7056±，ε_Nd（t）=-1.67～-3.2，∑REE=20.70×10^-6～114.86×10^-6]，其同化了约25%的陆壳物质形成闪长质岩浆（Sr初始值为0.7060，ε_Nd（t）=-4.6，∑REE=353.79×10^-6），随后大约是70%～80%的角闪石，斜长石的分离结晶可形成二长花岗岩（Sr初始值为0.7066～0.7075，ε_Nd（t）=-5.85～-6.45，∑REE=203.35×10^-6），此时如果发生斜长石、黑云母、钾长石和磷灰石的进一步分离结晶，则形成了黑云母花岗岩（Sr初始值为0.7072～0.7074,ε_Nd（t）=-5.5～-3.5，∑REE=159.9×10^-6），与此同时，岩石中壳源组分增加。总之，早白垩世火山-侵入岩的地球化学特征表明，其源岩不完全是元古宙角闪岩相变质高钾安山岩和玄武安山岩的部分熔融，根据火山岩或侵入岩的不同地质特征可能会有多种成因模式。随时间更新，酸性火成岩中幔源组分增加，其同化的物质主要是华夏陆块的上陆壳组分，Sr、Nd同位素特征已充分证实了这一点。

6.A型花岗岩类

研究区存在两种类型的A型花岗岩类，一类是前已讨论的中下扬子区橄榄安粗岩系石英正长岩类，空间上与粗安岩、粗面岩等伴生，晚期亦有碱长花岗岩，岩石Sr初始值为0.7060～0.7078，ε_Nd（t）=-6.65～-2.5，在图4-22中其投影点大致位于宁芜和庐枞火山盆地火山岩投影区，显示两者具同源特征。A型正长岩-石英正长岩-碱长花岗岩是富集型上地幔约8%的部分熔融，与约15%的下陆壳组分混染形成的原始粗安质岩浆。是经两步分离结晶形成的（毛建仁等，1990），第一步是粗安质岩浆→正长岩浆，是引张条件下深部岩浆房内橄榄石＋单斜辉石＋斜长石＋磁铁矿的较强分离结晶；第二步由正长岩→碱长花岗岩，主要是角闪石浅部分离结晶的结果（图4-31），不同岩石类型中矿物学研究和Sr、Nd同位素特征支持这一结论。这种A型花岗岩的源区为交代富集型地幔，岩石形成于*裂谷环境。

图4-31　橄榄安粗岩系A型正长岩-碱长花岗岩的形成过程

1—粗安岩；2—正长岩和石英正长岩；3—碱长（性）花岗岩；4—基性岩脉

另一类位于浙闽粤滨海区，呈北东向展布的碱长（性）花岗岩带，其（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i=0.7065～0.7069（黄萱等，1986;Martin,1994），ε_Nd（t）=-2.31～-2.94（Martin,1994），源岩中幔源物质占85%±，陆壳沉积组分约为15%。以福州复式岩体中魁岐和笔架山碱性花岗岩为例，岩体中有大量基性岩墙群，岩墙中还含有少量包体，包体主要由褐色角闪石和少量辉石堆积晶组成，角闪石堆积晶主要为钛角闪石和绿钠闪石，这两种角闪石在魁岐和笔架山两岩体中并不多见，意味着角闪石的分离作用在深部岩浆房中进行。少量的铝辉石堆积晶中主要含硬玉和契尔马克分子，这种辉石在碱性玄武岩浆中为典型的早期结晶相矿物，这些证据可表明在壳-幔混合带附近在深部岩浆房中已进行了高压分离结晶。岩石成因模拟计算结果表明，上地幔约10%～15%的部分熔融形成中基性岩浆，其中沉积组分混染比例约15%，开始是角闪石、斜长石和钛铁矿的高压分离，随后是约70%的碱性长石分离结晶，其中包括了钠质斜长石和富集稀土元素的副矿物使残余液相中富碱，贫Al₂O₃、CaO、Ba、Sr、Eu，稀土元素丰度降低。现将福州复式岩体钙碱性二长花岗岩-花岗岩和碱性花岗岩的特征总结于表4-20，它们分别起源于不同的地幔源区。

表4-20　福州复式岩体中二长花岗岩类与碱性花岗岩特征对比