Rb, Sr的理论模式示于图6a, 40% 熔融之后所形成的深熔熔融体的成分范围,以Sr的变化较大(150-400ppm)和 Rb的变化较小(70-120ppm)为特征。这些熔融体之一的分馏结晶作用的途径用虚线予以说明。正如McCar thy和Robb 所指出,当碱性长石变为液相时,新组分的分馏趋势与以前组分的分馏趋势有不同的斜率,且有一个成分间断出现在固相 (S:--S' Y)的趋势中。如K-Na-Ca关系图(图5a)中所看到的。
图6b说明基尔梅斯山脉变质岩中测定的Rb, Sr浓度。同一图中的矩形表示图 6a模式中所用的母岩的推测成分范围。位于矩形内部约80%的样品,也位于图4a 和图5a的矩形中。根据图6a,可以预料部分熔融的固态残余物将从原岩成分点开始,在Sr与Rb之间表现出负相关的趋势。图6b中变质岩所描绘的趋势,尽管有些分散,但仍表明了负相关,虽然这种趋势的斜率稍大于图6a模式中的固态残余物的料率。
黄金麻花岗岩类岩体中的Rb. Sr平均值 (表1)正确地表现出相反的富集顺序: 最富Rb的的岩体(卡法埃特黄金麻花岗岩)是最贫Sr的,而最富Sr的岩休(托洛姆邦英云闪长岩)是最贫Rb的。图6C中卡法埃特黄金麻花岗岩和托洛姆邦英云闪长岩所表明的趋向与在以前讨论的模式中所预计的分馏结晶作用趋势相接近。卡法埃你黄金麻花岗岩明显表示出与富熔融物分异岩相似的趋向,在Rb, Sr均接近15Uppm处显一示出转折。托洛姆邦英云闪长岩明显显示出类似于富堆积分异岩的趋势,这些分异岩与那些沿共结面((S1-S2)分馏的相类似。“富熔融”分异岩和“w堆积”分异岩这个术语反映了所考虑的这些岩体都不代表固态的完全分离,而是具有可变比例堆积矿物的堆积间熔融体。
托洛姆邦英云闪长岩和卡法埃特花岗岩中的英云闪长岩相在较低的Rb成分范围以及不同的主要元素成分方面显示出相似的趋势(见图5 b)。·在这两种情况下,托洛姆邦英云闪长岩看来较接近于模式中代表纯堆积成分的线。这里着重强调,托洛姆邦英云闪长岩是由一系列小的同构造岩休组成。在野外常与高级变质岩有关。而卡法埃特黄金麻花岗岩中的英云闪长岩相是较大的晚构造岩休的一部分。这种构造差是证实了这样一个假说,即形成托洛姆邦英云闪长岩的岩石是变形期间接近其产出位置定位的深熔花岗闪长岩浆的早期宫堆积物分异岩。由于其堆积特征,它们出现在 Q-Ab-Or-A n-H 20体系中低温熔融体的外带(见图3)。另一方面,卡法埃特黄金麻花岗岩代表变质高峰期间积聚在大岩浆库的堆积间熔融体的分馏结晶作用,并在变形事件未期定位。这种在定位时间上和构造条件上的差异,不仅可导致堆积相的比例差异,而且也导致衍生该堆积相的花岗闪长岩浆的成分发生改变。图5a和图7a 说明在具较高部分熔融程度的深熔熔融体中,随K. Na,Rb相应的减少而Ca和Sr 浓度增加。因此,在分馏结晶作用条件下,从早期深熔熔融体中结晶的相的成分,将不同于从深熔程度不断增加所形成的熔融体中结晶的相的成分。
由库契埃科花岗闪长岩(最均一的岩体)所描绘的趋势类似于图6a模式中由深熔熔融所确定的那种趋势(B,-B29 C1-CZ等),因此也证实了这个岩体的结晶作用平衡模式。在黄金麻花岗岩套中结晶作用模式似平与定位期间的构造条件有明显的关系:同构造和晚构造的岩体显示出分馏结晶作用的证据,而侵入在较平静环境,较高层位的后构造岩体显示出平衡或准平衡结晶作用的证据。
基尔梅斯山脉黄金麻花岗岩和变质岩中K和Rb的分布以及K,Rb元素的演化模式示于图70 该模式是假定原生变质岩中含2 %K, 110ppmRb的初始浓度来推算的。符号同前述讨论的模式。
图7C表明,所有的黄金麻花岗岩类岩石直到近3.8%K和150ppmPb以前都表现为简单而明显的正相关。图7a模式予示着与此相似的趋势。因为在这种特殊情况下,固、液态有沿石英—斜长石(加上黑云母和白云母)共结面(Si-Szs LI-Ls)分馏的趋势,以及深熔熔融体的趋势(Lo-L1)都几乎在同一演化线上。图7C中英云闪长岩的趋势仍出现在图7a (SI---S,)模式中代表早期堆积分异岩的成份范围内。
根据图7a模式,可以预言当钾长石变为液相时,在液态(Lz-L户趋势内有一个不十分明显的转拆,而在固态(Sz-S主)内有一个大的成份间断。分异作用晚期,K/Rb比值急剧下降。图7C中卡法埃特黄金麻花岗岩中的花岗质岩石在Rb为19Oppm处,表现出一个不明显的转折趋势,虽然有两个样品大大偏离了这个趋向。 在图7b的变质岩中所看到的变化范围大于图7a式中(曲线I--R)所预示的固态残余物的范围。变质岩的趋势与分馏熔融体中所见相同,因此,至少这种较大变化的部分可能属于高级变质岩中熔融体的分馏作用。在图6中由模式所表现的变质岩趋势与固态残余物趋势之间,其料率差异也可以令人满意地用下述假定来解释,即在变质作用高峰期间,在高级变质岩中曾发生过某些分馏流体的混染作用。
根据基尔梅斯黄金麻花岗岩和变质岩的化学成分特征与所提出的Ca-Na, Ca-Na-K, Rb -S r和Rb-K理论模式的对比,推断出了本区黄金麻花岗岩类的成因,是通过部分熔融的变硬砂岩深熔平衡而形成。此结论与岩石学和野外观察结果一致,表明在奥陶纪的不同层位,在变质作用高峰与
黄金麻花岗岩类定位之间的地质年龄密勿相关。由于逐渐熔融,在由高级变质岩所代表的残余物中,黑云母趋向于富集而料长石趋向于减少。这两种矿物对控制残余物的总成分是十分重要的。表明当熔融程度增加时,·K, Mg, F。和Rb趋于增加,Na, Ca, Sr趋于减少。
黄金麻花岗岩序列中主要元素和微量元素的趋势表明,在花岗闪长岩的深熔岩浆中曾发生过结晶作用的混合模式。因此,同沟造和晚构造岩体(托洛姆邦英云闪长岩和卡法埃特黄金麻花岗岩) 表现出具堆积和堆积间关系的分馏结晶作用的明显证据,而后构造岩体、(库契埃科花岗闪长岩)主要为平衡结晶作用。这表明在同构造和晚构造岩体定位时应力状态是控制其结晶作用方式的重要因素。当熔融体LO.生分;伽寸,斜长石、石英(加上黑云母,白云母)形成了早期英云闪长台.准积沐。当液相中钾民石出现以劝其分溜作用趋势表现为K, Rb显著增加, Ca, Sr减小,而Na几乎不变。结Q作用末期阶段,当钾长石结11作用开始vi后,Ca, Sr 继续减少而Na/K比徽(以及·Rb)增加,形成真正的花岗质流体。 由主要元素模式推导出的结论与由微量元素推断的结论相同。事实表明,前者至少象后者一样有用,假定固相和液相之间的分布为己知,则在黄金麻花岗岩类和变质岩的变化图解中,生要元素模式提供了所观察到的趋势的合理解释。