地球化学数据

海南省前寒武纪的研究现状海南岛地处欧亚板块、印度-澳大利亚板块和菲律宾板块的交汇部位，大地构造位置独特，据前人研究，海南岛出露有一套中元古代结晶基底岩石，对研究华夏一直华南地块在columbia大陆裂解以后和Rodinia聚合之前的演化具有重要意义。海南岛前寒武纪基底岩石仅在琼西戈枕断裂带上盘抱板-饶文-公爱一带及琼中上安地区零星出露。其中，琼西地区以一套具花岗-绿岩系建造特征的抱板杂岩为主。岩性主要发育有以斜长角闪片(麻)岩为主的变质岩，混合花岗质类岩石，中-基性火山岩；琼中地区发育有一套变质火山岩系，并有少量麻粒岩及紫苏花岗岩分别以透镜状和脉状分布其中。随着海南戈枕金矿的发现，大批学者对海南岛以抱板杂岩为代表的元古宙地层进行了较为详细的研究，目前所取得的较为统一的认识有：抱板群的形成、组成与演化；石碌群的地层出露以及琼中地区变质岩的主要组成、年代学特征等。据(候威等.1992，涂少雄.1993，梁新权.1995，马大栓等.1998)等抱板杂岩主要包括一套深变质岩、花岗质类岩石以及中-基性火山岩。谭忠福(1991)，候威等(1992)，涂少雄.(1993)梁新权(1995)马大栓等(1998)，许德如(2000)等对分别对分布在琼中乘坡农场、抱板、土外山、二甲矿区的抱板群变质岩进行研究，认为变质岩主要可以分为变质沉积岩和绿片岩，变质沉积岩主要由石英二云母片岩和白云母石英片岩，是组成抱板群的主要岩石类型，绿片岩主要由斜长角闪片(麻)岩组成，两者产状基本一致互层产出。梁新权(1998)，许德如(2001)，徐德明等(2008)对花岗质类岩石研究，认为其主要组成部分为花岗闪长岩和二长花岗岩，呈岩株或岩枝侵入于抱板群片岩或片麻岩中,与围岩呈侵入接触关系谭忠福等(1991)，涂少雄(1993)马大栓(1998)对二甲矿区，琼中乘坡农场万泉河边及东方县戈枕水库大坝处发育的斜长角闪(片)岩进行研究，认为斜长角闪岩呈脉状斜切围岩中，角闪岩见冷凝边，围岩见有明显的热接触蚀变现象，指示为后期岩脉。叶伯丹等(1990)研究认为抱板群的变质时期及条纹-眼球状混合岩形成时期应在1145±40Ma，进而推测其原岩时代应为中元古代或更早，候威(1992)对抱板群内的变火山岩、混合花岗(质)片麻岩及其中的暗色包体进行地质年龄分析，得到Sm-Nd等时线年龄为1699.64士3Ma、1379.54士25Ma及2885.07士23Ma.从而他认为抱板群中的斜长角闪片岩的原岩形成于前寒武纪古元古代长城纪时期,混合花岗(质)片麻岩形成时代是中元古蓟县纪时期并推测海南到存在有太古宙基底；谭忠福等(1991)对海南岛中部抱板群中的变火山岩进行Sm-Nd法测年，得年龄为975±8.6Ma,张业明等(1998)对海南岛西部的变基性火山岩进行研究，认为其形成于1165Ma士；涂少雄(1993)通过对抱板群内岩体进行同位素测定研究，认为抱板群形成于中元古代早期（1600～1700Ma），1400Ma士经历了一次角闪岩相变质作用混合演化和地壳重熔，并在1000Ma士发生基性岩浆侵入事件，对应于晋宁运动。梁新权(1995)研究了土外山除发育的变基性玄武岩并认为其主量元素特征与全球大陆拉斑玄武岩和大洋拉斑玄武岩化学成分的算术平均值相当接近,是一种过渡性拉斑武岩，稀土元素特征及大地构造背景分析图解均指示原岩倾向于岛弧拉斑玄武岩，Sr一Nd同位素分析结果,斜长角闪片岩的。eNd(T)为正值(eNd(T)=2.555),说明这套玄武岩浆来源于亏损地慢区，但eNd(T),又要比17亿年前全球地慢亏损平均值(eNd(T)=十6.26)要小些，猜测是受到了少量下地壳物质混染。形成的大地构造背景为岛弧环境，并位于大洋一侧。许德如(2000)，斜长角闪片麻岩呈绿色、墨绿色，片麻状构造，柱状、粒状变晶结构，主要变质矿物为绿色普通角闪石（75%～80%）、斜长石（15%～20%）、石英（0%～5%），ＳｉＯ２变化范围小(48.86%~52.38%)，平均为50.13%，TiO2平均为0.85%，基本上小于1.0%，P2O5基本小于0.1%，显示了岛弧火山岩特征，与许多元古代低钛拉斑玄武岩一致。Al2O3平均为14.06%，MgO平均为7.75%，CaO8.9%～13.85%，K2O和Na2O平均值分别为0.78%和1.67%且K2ONa2O，显示出大洋拉斑玄武岩特征,ＳｉＯ２－（Ｋ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ）图解上属亚碱性（图２ａ），在Ａ－Ｆ－Ｍ图解上主要落在拉斑玄武岩系列区（图２ｂ），在ＴｉＯ２－Ｐ２Ｏ５－Ｋ２Ｏ图解上主要投在非大洋玄武岩区，少数落在大洋玄武岩区（图３ａ），在ＦｅＯ*/ＭｇＯ－ＴｉＯ２图上则主要落在岛弧拉玄武岩区，少部分落在洋中脊拉斑玄武岩区（图３ｂ）。与Ｎ型洋中脊玄武岩相比，抱板群变质基性火山岩中Ｓｒ、Ｃｅ、Ｓｃ元素含量变化不大，在微量元素比值蛛网图解（图４ａ）上，不相容元素（Ｋ，Ｒｂ，Ｂａ，Ｔａ）较富集、变化平坦并均有弱的亏损，Ｎｂ元素变化范围较大，表现出不同程度的亏损和富集。这种分配特征，既表现出拉斑玄武质岛弧火山岩的地球化学型式，同时也与洋中脊火山岩元素分配型式相似，因而是一种过渡类型的玄武岩地球化学特征。抱板群变质基性火山岩稀土元素含量低，变化范围小无异常或弱正异常，呈平坦型（Ｎ型）稀土配分模式。变基性火山岩，（La/Lu）N值均为1.97，均一化程度高，具有同一岩浆来源，与产于岛弧或弧后盆地拉斑玄武岩稀土元素特征基本一致，并类似于现代洋中脊或不成熟的岛弧拉斑玄武岩。Sm/Nd比值为0.24～0.37，介于玄武岩区范围内，表明变基性火山岩原岩来源于地幔。(La/Yb)N在（Ｌａ/Ｙｂ）Ｎ—（Ｙｂ）Ｎ图解上分布点介于上地幔和大陆地壳分布域内（图略），说明其原始岩浆为两者部分熔融产物在构造环境判别图解上，抱板群变质基性火山岩主要投入洋底玄武岩和岛弧拉斑玄武岩区，说明抱板群变质基性火山岩属于岛弧拉斑玄武岩和洋底玄武岩的过渡类型，形成于扩张弧后（或弧间）盆地环境抱板群变质基性火山岩原岩由亏损的楔形地幔、俯冲洋壳携带的陆源沉积物及俯冲洋壳析出的流体三端元组成，从而与它产于扩张的弧后（或弧间）盆地环境相对应。许德如(2002)对与抱板群变质基性岩互层产出的变沉积岩进行分析，其主要组成为白云母石英片岩组和石英二云母片岩，在进行原岩恢复时，大多样品数据点落入泥质、砂质岩范围内，少数落入斜长角闪岩范围内，因此，他认为变沉积岩原岩由砂质、泥质沉积物夹火山物质组成。白云母石英片岩原岩以砂岩质沉积物为主，石英二云母片岩原岩以泥质沉积物为主。两者稀土分布模式基本相似，重稀土亏损、轻稀土明显富集，只是白云母石英片岩组分布曲线呈较为平坦的V型，石英二云母片岩组呈轻稀土富集的左高右低型，群石英二云母片岩Sr/Ba比值为0.07,白云母石英片岩Sr/Ba比值为0.14~0.20。说明抱板群沉积变质岩原岩应形成于从陆相向海相过渡的环境，与经εCe/εY-Eu/εREE图解投影所得出的石英二云母片岩落在大陆型沉积壳层附近、白云母石英片岩落在大洋型沉积壳层附近的结论一致。白云母石英片岩组和石英二云母片岩组主微量元素分析结果表现出两者原岩成分上的差异。白云母石英片岩组稀土组成具有大洋岛弧沉积物特点，石英二云母片岩组稀土组成具有大陆岛弧和安第斯型陆缘沉积物特点，石英二云母片岩组富铝（Al2O3）（平均为16.14%）、富稀土元素、富亲硫元素和亲铁元素，特别是Cr元素含量明显高于白云母石英片岩组，与Al、Cr的含量由砂岩向泥岩逐步富集相吻合，也与石英二云母片岩组原岩以泥质沉积物为主、白云母石英片岩组原岩以砂岩质沉积物为主的结论一致。抱板群变质沉积岩模式年龄为1971~3145Ma,主要集中在1971~2355Ma之间,平均为2067Ma，由Sm-Nd同位素测试结果也可推测变沉积岩的物源不唯一，一方面来源于成熟度较低的古元古代或更古老的陆壳物质（其中一个样品!DM达3145Ma），另一方面很可能与研究区大规模造山运动、构造-岩浆活动所伴生的地幔物质加入而造成钕同位素比值的增加和!DM年龄的降低有关白云母石英片岩组原岩主要为砂岩质沉积物夹火山物质，具有高Si、Na，低AI、Fe、REE，偏低的Ni、Co、V、Cu、Cr、Zn，偏高的亲石元素Sr、Ba和高场强元素Zr、Sc、Nb；石英二云母片岩组原岩主要为泥质沉积物夹火山物质，具有低Si、Na，高AI、Fe以及偏高的亲硫元素、亲铁元素和REE。抱板群变质沉积岩具有的1971~2337Ma的钕模式年龄及与中元古代全球岩石特别是与扬子古陆南缘和赣东北元古宙沉积岩相似的正!Nd(!)和!DM值，表明海南岛确实存在古元古代或更早的古老基底。梁新权(1995)曾对抱板群斜长角闪片麻岩（原岩为基性火山岩）全岩进行了Sm-Nd同位素测定，获得(1700±120)Ma的等时线年龄；马大铨等(1997)对抱板群地层的研究也表明其形成时代为长城纪早期（1600~1800Ma），可以认为抱板群形成于早中元古代。丁式江(1995)对发育于昌江县的叉河地区至东方县的二甲地区的花岗岩体进行分析，认为其成分主要可分为花岗闪长岩和二长花岗岩，叉河农场十九队之北,向西经老马沟至红泉农场十八队一带,呈东西向带状分布,面积约20kmZ,其北侧为二长花岗岩,西侧为显生宙花岗岩(大田岩体),向东和向南为长城纪戈枕村组的混合岩化斜长片麻岩,呈渐变过渡关系。岩石为浅灰色,中细粒花岗变晶结构,片麻状构造,矿物组成为斜长石45%一55%,钾长石10%~20%,石英25%一35%,黑云母5%~15%,角闪石0一10%，岩体中有包体不均匀分布；二长花岗岩广泛出露,大多侵入峨文岭组并紧邻一戈枕断裂呈北东向带状分布,部分已糜棱岩化,常变为长英质糜棱岩和眼球状糜棱岩;另有部分侵入戈忱村组和花岗闪长岩单元此类古老花岗岩岩性变化大,结构上有细粒和细粒似斑状两种,成分上以二长花岗岩为主,也有少数钾长花岗岩及局部的花岗闪长岩。主要矿物为钙质奥长石25%一50%,石英25%一35%，钾长石(微斜长石)30%~55%,黑云母2%一5%。岩体中包体发育且变形强烈。戈枕侵入体具较高的Dl、ANKC1,贫Na富K,REE总量变化大,Eu亏损明显等的特点与重熔再生型花岗岩相吻合。在R1-R2判别图解中花岗质类岩体显示出具有同碰撞花岗岩性质。李正祥等(2008)对海南岛的中元古代花岗质类岩石进行分析，采集样品：(04HN04)抱板群中的变火山岩，(00SC70)石碌群中的火山岩，00SC69石灰顶组的硅质岩97HN93,04HN03,97HN34–97HN39，抱板杂岩，地化研究；主量元素含量变化较大，(SiO2=59.6–74.9%).随SiO2含量升高，Al2O3,TiO2,Fe2O3T,MgO,CaO,P2O5，Zr含量降低,K2O含量升高，Na2O基本不变，岩体A/CNK指数,0.92-1.26，显示出准铝质-过铝质过渡的特征，高铁低镁，显示拉斑玄武岩的特征，样品普遍具有轻稀土富集的特征，样品从长英质-中性岩，Eu从显著异常到中等负异常，eNd(T)值除一个样品97HN93eNd(T)=-3.8以外，其他样品值较为集中0~-1.8，变火山岩的等时线年龄为1.34±0.10Ga，花岗质类岩石1433±6Ma，年龄相近，综合年代学特征和同位素特征，抱板群没花岗质类岩石和变火山岩具有同源的性质，且原岩指示为常见的非造山环境下的古元古代的变质火山岩。谭忠福等(1991)，候威等(1992)，涂少雄（1993）对海南岛抱板群进行了同位素分析，定出有900-1000Ma的变基性火山岩。张业明(1998)对发育在海南岛西部的变基性岩进行了较为详细的岩石学、地球化学的研究，认为其属于超美铁质-镁铁质岩石系列，主要组成为细粒斜长石阳起石片岩、细粒二长石阳起石片岩、绿泥石阳起石片岩、细粒阳起石岩和阳起石化科马提岩，前四种受强变形控制，科马提岩存在于弱变形域内。在(Fe+Ti)-Al-Mg判别图解中，超美铁质-镁铁质变质火山岩主要为科马提岩类，仅部分为拉斑玄武