苏鲁榴辉岩带的矿物地球化学研究及意义.pdf

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1、第45卷第1期2015年1月中国海洋大学学报PERl0DICALOF0CEANUNIVERsITY0FCHINA45(1)：063～070Jan．，2015苏鲁榴辉岩带的矿物地球化学研究及意义+李敏，韩宗珠+，秘丛永，张贺，李景瑞，崔竹沅(中国海洋大学海洋地球科学学院，山东青岛266100)摘要：石榴石和单斜辉石作为榴辉岩的主要造岩矿物，其微量元素地球化学特征对深入研究化学组成等方面有重要意义。苏鲁榴辉岩带中石榴石和单斜辉石中的主要微量元素与全岩呈很好的正相关关系。石榴石和单斜辉石的轻重稀土元素含量呈相互消长的互补关系。Ga、Cr、Zn主要赋存于石榴石和单斜辉石中，重稀土、Y、Co、Sc主要赋

2、存于石榴石中，V、Ni主要赋存于单斜辉石中，轻稀土和Sr在胶东榴辉岩中主要赋存于单斜辉石中，但在鲁南榴辉岩中可能赋存于磷灰石和绿帘石等矿物中。胶东榴辉岩为地幔成因，鲁南榴辉岩壳幔成因均有。苏鲁榴辉岩自西向东成岩温度逐渐升高，成岩压力增加。关键词：榴辉岩；地球化学；矿物化学中图法分类号：P585文献标志码：A文章编号：1672—5174(2015)01一063一08自含柯石英和金刚石的超高压变质岩在大别一苏鲁造山带被发现以来[1‘2]，对该变质带的地质学、岩石学、地球化学、矿物学及同位素年代学和地球物理学等方面开展了深入的研究，在超高压变质作用、成因及动力学演化机制等方面取得了丰富的成果[3‘1

3、0。。由于受分析手段的限制，以往对超高压变质岩只是进行宏观岩石学和全岩地球化学特征的研究，但其整体成分的平均效应掩盖了组成矿物中微量元素变化的细节[11

4、，近年来，随着测试技术的进步和地质研究程度的提高，越来越多的研究者注重组成高压变质岩矿物微量元素地球化学特征的研究Dzq8]。石榴石和单斜辉石作为榴辉岩的主要造岩矿物，其成分特征记录了岩石形成与演化的丰富信息，因此其成分特征对榴辉岩的成岩成矿具有重要的指示意义[19

5、。榴辉岩主要矿物微量元素地球化学特征的深入研究对认识深部岩石圈的岩石学结构、化学组成、壳幔交换作用等有重要意义[20

6、。本文在前人对苏鲁榴辉岩研究的基础上，对已采集的苏鲁榴辉岩样

7、品进行全岩化学、矿物化学分析，尤其是主要造岩矿物石榴石、单斜辉石的微量元素分析，系统的揭示了苏鲁榴辉岩主要超高压变质矿物(石榴石、单斜辉石)的主微量元素化学特征及其多样性，分析了全岩化学成分对单矿物元素分布和分配的影响。1区域地质背景苏鲁构造带(见图1)是大别造山带的东延部分，被郯庐断裂向北推移而出露到现在的位置。该变质带内荔鲁掏造带地匝略图渤01830km茎夕‘一*，朋A出露的主要岩石类型为榴辉岩、超镁铁质岩、片麻岩、面理化花岗岩(变质花岗岩、花岗质片麻岩)[21

8、，大部分是来自俯冲板片的大陆地壳。大量榴辉岩和超基性岩(约5％)呈大小不一的透镜状、团块状夹在大面积分布的围岩一变质表壳岩(约2

9、5％)和花岗质片麻岩(约70％)中[22

10、。苏鲁榴辉岩主要呈两种产状：(1)呈透镜状、条带状或肠状赋存于构造混杂岩系中，与围岩呈整*基金项目：国家自然科学基金项目(41376053)资助收稿日期：2013—09—05；修订日期：2014—08—29作者简介：李敏(1988一)，女，博士生，主要从事海洋地球化学与大陆边缘动力学研究。E-mail：liminjining@163．com÷*通讯作者：E-mail：hanzongzhu@OUC．edu．cn海辫中国海洋大学学报合接触关系；(2)呈透镜状或条带状赋存于石榴石橄榄岩中，与围岩呈突变接触关系[23

11、。韩宗珠[24]曾将苏鲁榴辉岩分为胶东、鲁

12、南和青岛3个区。胶东榴辉岩区是指文登、荣成及威海榴辉岩发育区，它包括文荣和威海2个榴辉岩集中分布区。该区位于胶东东部垛崮山一昆嵛山岩体以东地区，区内围岩为元古代片麻岩(多糜棱岩化)和少量变质地层(大理岩、石英岩等)及超基性岩(石榴橄榄岩、蛇纹岩)。区内榴辉岩出露数百个，荣成地区成北东展布，威海地区成近南北向展布。鲁南区榴辉岩多集中成群成带分布，构成青岛、诸城、莒南、东海(含临沭石门)5个榴辉岩集中分布区，围岩主要为元古界变质地层和花岗片麻岩，由于青岛榴辉岩较为特殊，故另作讨论。区内榴辉岩出露数千个，总体成NE和NNE向展布，仅临沭石门地区成北西向展布，主要分布于变质层状岩系和片麻岩中，少量分布

13、于超基性岩中。2样品和分析方法本文榴辉岩样品来自江苏东海至山东荣成苏鲁榴辉岩带，具体采样点如图1所示。将样品洗净烘干，选取新鲜部分粉碎至200目和60～100目左右，分别用于地球化学分析和单矿物颗粒的挑选。将粉碎至60～100目左右的样品颗粒冲洗烘干后过筛，随后在中国海洋大学海洋地球科学学院显微分析实验室利用体式镜挑选出纯净的绿辉石和石榴石，用玛瑙研钵研至200目左右进行地球化学分析。全岩主量元素