遼寧岫巖地區(qū)晚侏羅世侵入巖地質(zhì)特征及巖漿演化

王 烜,雷廣新,程培起,王海鵬

1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，北京100083;2.遼寧省地質(zhì)勘查院，遼寧 大連 116100

岫巖地區(qū)大地構(gòu)造位于華北板塊北緣，郯廬斷裂帶東側(cè)，營(yíng)口—寬甸臺(tái)拱之鳳城凸起上[1]。進(jìn)入燕山期，本區(qū)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，所形成的侵入巖屬新金—寬甸侵入巖帶[1]。

1 地質(zhì)特征

晚侏羅世侵入巖分布于區(qū)內(nèi)中部的塔嶺—傅家堡子一帶，出露面積約260 km2。侵入中元古界遼河群蓋縣巖組和早期巖體，被晚期巖體入侵（圖1）。

根據(jù)巖性和接觸關(guān)系，將晚侏羅世侵入巖劃分二期，代表巖體早期為紅石砬子巖體(ηγJ31)，晚為駱駝砬子巖體(ηγJ32)。

1.1 紅石砬子巖體

出露于中部的塔嶺—傅家堡子一帶，面積約200 km2。侵入中元古界遼河群蓋縣巖組及早期巖體（圖1）——早三疊世石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖(δηοT13，代表巖體稱小嶺底)（圖2）、晚三疊世似斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖(ηγT32，代表巖體稱興開(kāi)嶺)（圖3）及似斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖(ηγT33b，代表巖體稱三塊石)，并被晚侏羅世第二期形成的駱駝砬子巖體(ηγJ32)所侵（見(jiàn)圖4）。平面上呈近東西向不規(guī)則狀長(zhǎng)橢圓形。內(nèi)部早期巖石捕虜體和晚期各類脈巖發(fā)育，捕虜體多呈不規(guī)則狀，大小不等。脈巖走向多呈北東向，少數(shù)為北西向。根據(jù)同位素年齡(151.53±4.79)Ma(Rb-Sr)，將其時(shí)代定為晚侏羅世。

1.2 駱駝砬子巖體

分布于區(qū)內(nèi)中部的老平頂、駱駝砬子等地，出露面積約50 km2。侵入早期紅石砬子巖體（圖4）。同位素年齡為(147.95±6.8)Ma(Rb-Sr)，時(shí)代為晚侏羅世。

2 巖石學(xué)特征

紅石砬子巖體：巖石類型為中細(xì)粒(角閃石)黑云母二長(zhǎng)花崗巖，花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物成分主要有斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英、黑云母和少量角閃石（見(jiàn)表1）。

圖1 岫巖地區(qū)晚侏羅世侵入巖分布略圖Fig. 1 Distribution sketchmap of intrusive rocks of late Jurassic in the Xiuyan area

1.第四系;2.中元古界榆樹(shù)砬子巖組厚層石英巖,局部夾絹云千枚巖、板巖；3.蓋縣巖組湯家溝巖段二云片巖；4.高家峪巖組一巖段透閃巖、變粒巖;5.里爾峪巖組、淺粒巖、變粒巖、二長(zhǎng)片麻巖;6.新太古界大十間房片麻巖；7.變質(zhì)砂巖；8.早白堊世細(xì)粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖；9.晚侏羅世細(xì)粒角閃石黑云母二長(zhǎng)花崗巖；10.晚侏羅世中細(xì)粒（角閃石）黑云母二長(zhǎng)花崗巖；11.晚三疊世中細(xì)粒似斑狀(角閃石)黑云母二長(zhǎng)花崗巖；12.晚三疊世中細(xì)粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖；13.晚三疊世中細(xì)粒似斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖;14.晚三疊世中細(xì)粒黑云母花崗閃長(zhǎng)巖；15.早三疊世細(xì)粒黑云母角閃石石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖；16.古元古代細(xì)粒條痕狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖17.早白堊世花崗斑巖；18.花崗斑巖脈；19.閃長(zhǎng)玢巖脈；20.實(shí)測(cè)地質(zhì)界線；21.實(shí)測(cè)正斷層；22.實(shí)測(cè)逆斷層；23.實(shí)測(cè)平移逆斷層；24.實(shí)測(cè)性質(zhì)不明斷層；25.同位素地質(zhì)年齡數(shù)值(Ma)、同位素測(cè)定方法；26.縣級(jí)政府所在地；27.鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)政府所在地；28.自然村；29.山峰及名稱；30.河流

駱駝砬子巖體：巖石類型為細(xì)粒角閃石黑云母二長(zhǎng)花崗巖，巖石呈灰白色，花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物成分主要有斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英、黑云母和少量角閃石(見(jiàn)表1)。

3 副礦物特征

副礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)及組合：紅石砬子巖體副礦物種類較多，達(dá)十余種，主要有磁鐵礦、磷灰石、榍石、鋯石、方鉛礦等，其中以磁鐵礦、磷灰石、榍石、鋯石為主。駱駝砬子巖體副礦物主要有磁鐵礦、磷灰石、榍石、鋯石、鱗灰石。副礦物組合均為鋯石-鱗灰石型。

鋯石特征：晚侏羅世侵入巖鋯石多為淺黃色、淺黃褐色，個(gè)別為淺紫色或無(wú)色，金剛光澤，透明-半透明，具暗色礦物包體，表面粗糙，具裂紋或凹坑，個(gè)別具鐵染等。

圖2 紅石砬子巖體侵入小嶺底巖體接觸關(guān)系素描圖(頭道溝)Fig.2 Sketchmap of contact relation of Hongshilazi rockmass invade Xiaolingdi rockmass

圖4 駱駝砬子巖體侵入紅石砬子巖體接觸關(guān)系素描圖(龜子溝)Fig.4 Sketchmap of contact relation of Luotuolazi rockmass invade Hongshilazi rockmass

圖3 紅石砬子巖體侵入興開(kāi)嶺巖體接觸關(guān)系素描圖(柳樹(shù)溝處)Fig.3 Sketchmap of contact relation of Hongshilazi rockmass invade Xingkailing rockmass

4 巖石地球化學(xué)特征

4.1 巖石化學(xué)特征

晚侏羅世侵入巖巖石化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)見(jiàn)表2，CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物成分及巖石化學(xué)參數(shù)見(jiàn)表3。

由表2、表3可知紅石砬子巖體巖石化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)與遼寧二長(zhǎng)花崗巖平均值[4]對(duì)比，具高鎂，低鋁、鈉的特點(diǎn)，δ值在1.66～2.56之間，平均為1.95，Al值在0.94～1.18之間，平均為1.05，K2O+Na2O值在6.77～8.72之間，平均為7.55，K2O/Na2O值在0.95～1.99之間，平均為1.24，巖石屬鈣堿性鉀質(zhì)系列過(guò)鋁的巖石類型。DI值在72.83～96.06，平均為83.86，說(shuō)明巖漿分異程度較高。

駱駝砬子巖體巖石化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)與遼寧二長(zhǎng)花崗巖平均值[4]對(duì)比，具高鎂，低鉀的特點(diǎn)，δ值在2.19～2.6之間，平均為2.36 ，Al值在1.02～1.16之間，平均為1.07，K2O+Na2O值在8.07～8.42之間，平均為8.27， K2O/Na2O值在1.18～1.2之間，平均為1.19，巖石屬鈣堿性鉀質(zhì)系列過(guò)鋁的巖石類型。DI值在80.79～91.2之間，平均為86.58，巖漿分異程度較高。

表1 晚侏羅世侵入巖巖石礦物成分及質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 1 Mineral composition andmass fraction of late Jurassic intrusive rocks%

表2 晚侏羅世侵入巖化學(xué)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 2 Chemical composition andmass fraction of late Jurassic intrusive rocks%

4.2 微量元素特征

巖石中主要微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)見(jiàn)表4。

紅石砬子巖體微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)與黎彤陸殼豐度[2]對(duì)比，Rb、Ga、Nb、Hf、Th、U、Ce、Zr、Pb質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，其它微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)低或與黎彤陸殼豐度接近；與黎彤洋殼豐度[2]對(duì)比，Rb、Ga、Ga、Nb、Ta、Hf、Th、Li、U、Ce、Zr、Pb質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，其它微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)低或與黎彤洋殼豐度接近；與黎彤上地幔豐度對(duì)比，多數(shù)微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，只有Co、Ni、Cr等微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)低，微量元素異常值RbN/YbN值在58.1～125.47之間，平均為87.37，屬?gòu)?qiáng)不相容元素富集型，Th※值在0.85～2.49之間，平均為1.86，屬富集型，K※值在1.33～5.15之間，平均為2.18，屬鉀富集型，Nd※值在0.1～0.42之間，平均為0.25，屬鈮虧損型，Sr※值在0.03～0.92之間，平均為0.14，屬鍶虧損型，P※值在0.07～0.50之間，平均為0.16，說(shuō)明磷虧損，Zr※值在1.18～3.81之間,平均為1.68,說(shuō)明巖石為鋯富集型,Ti※值在0.05～0.51之間,平均為0.14，為鈦虧損型。在湯氏圖解中(圖5)相對(duì)富集Th、K、La、Ce、Nd、Zr、Hf、Sm、Y，虧損Nb、Sr、Ba、P、Ti。

駱駝砬子巖體微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)與黎彤陸殼豐度對(duì)比，Rb、Ba、Ga、Hf、Th、U、Ce、Zr、Pb質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，其它微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)低或與黎彤陸殼豐度接近；與黎彤洋殼豐度對(duì)比，Rb、Ba、Ga、Ta、Hf、Th、Li、U、Ce、Zr、Pb質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，其它微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)低或與黎彤洋殼豐度接近；與黎彤上地幔豐度對(duì)比，多數(shù)微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，只有Co、Ni、Cr等微量元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)低，微量元素異常值RbN/YbN值在56.74～103.73之間，平均為81.72，屬?gòu)?qiáng)不相容元素富集型，Th※值在0.53～1.52之間，平均為0.93，屬富集型，K※值在2.99～5.36之間，平均為4.09，屬鉀富集型，Nd※值在0.16～0.24之間，平均為0.21，屬鈮虧損型，Sr※值在0.21～1.32之間，平均為0.75，屬鍶虧損型，P※值在0.08～0.55之間，平均為0.27，說(shuō)明磷虧損，Zr※值在1.38～3.17之間，平均為2.12，說(shuō)明巖石為鋯富集型，Ti※值在0.07～0.50之間，平均為0.29，為鈦虧損型。在湯氏圖解中（圖5），相對(duì)富集Th、K、La、Ce、Nd、Zr、Hf、Sm、Y，虧損Nb、Sr、Ba、P、Ti，與計(jì)算的微量元素值相對(duì)應(yīng)。

表3 晚侏羅世侵入巖CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物成分及巖石化學(xué)參數(shù)Table 3 Mineral composition and rock chemistry parameters of CIPW standard of late Jurassic intrusive rocks

4.3 稀土元素特征

晚侏羅世侵入巖稀土元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)及參數(shù)見(jiàn)表5。

紅石砬子巖體中稀土元素總量在（125.72～476.33）×10-6，平均為303.4，輕重稀土比值在15.49～43.08，平均為22.5，δEu在0.03～0.99之間，平均為0.23，銪負(fù)異常明顯。（La/Sm）N在4.03～8.07之間，平均為6.32，（Gd/Yb）N在1.14～3.64之間，平均為1.96，（La/Yb）N在14.19～75.49之間，平均為27.09。輕、重稀土分餾程度相對(duì)較高，稀土元素配分模式曲線（圖6）表明銪負(fù)異常明顯，并具明顯兩段式特征，輕稀土斜率大向右陡傾，分異明顯，重稀土部分斜率小向右緩傾分異程度弱，曲線具明顯的“海歐”模式，表明巖漿分異程度較高，與稀土參數(shù)得出的結(jié)論相吻合。La-La/Sm（圖7）圖解，反映出巖漿在成巖過(guò)程中，經(jīng)歷了分離結(jié)晶作用。

駱駝砬子巖體中稀土元素總量在（99.311～

199.82）×10-6之間，平均為144，輕重稀土比值在8.9～28.26，平均為14.92，δEu在0.36～1.37之間，平均為0.81，銪具弱負(fù)異常。（La/Sm）N在4.34～7.82之間，平均為6.09，（Gd/Yb）N在1.1～2.79之間，平均為1.47，（La/Yb）N在8.12～45.91之間，平均為16.6，輕、重稀土分餾程度相對(duì)較高，稀土元素配分模式曲線為向右緩傾的較平滑的曲線（圖6）。La-La/Sm(圖7）圖解，反映出巖漿在成巖過(guò)程中，經(jīng)歷了部分熔融作用。

圖5 晚侏羅世侵入巖微量元素湯氏圖解Fig.5 Towne diagram of trace elements of late Jurassic intrusive rocks

圖6 晚侏羅世侵入巖稀土元素配分曲線(after Coryell,1963)Fig.6 The REE distribution curve of late Jurassic intrusive rocks

圖7 晚侏羅世侵入巖La/Sm-La圖解Fig.7 La/Sm-La diagram of late Jurassic intrusive rocks

表5 晚侏羅世侵入巖稀土元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 5 REEmass fraction of late Jurassic intrusive rocks×10-6

5 晚侏羅世侵入巖巖漿演化

5.1 巖石學(xué)演化

晚侏羅世侵入巖巖石類型為：中細(xì)粒（角閃石）黑云母二長(zhǎng)花崗巖→細(xì)粒角閃石黑云母二長(zhǎng)花崗巖，均為酸性巖。副礦物組合類型均為鋯石－磷灰石型。由早期巖體至晚期巖體黑云母成分由鐵葉黑云母向鐵質(zhì)黑云母演化。斜長(zhǎng)石排號(hào)逐漸減小。

5.2 巖石化學(xué)成分演化

在哈克型巖石化學(xué)成分變異圖解（圖8）中，晚侏羅世侵入巖各巖體隨巖漿演化SiO2增加，F(xiàn)eO+Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、Na2O遞減，K2O遞增。 Na-K-Ca圖解（圖9）中，由早期巖體至晚期巖體由鈣質(zhì)向鉀質(zhì)演化。計(jì)算的巖石化學(xué)參數(shù)DI值、δ值、Al值、K2O+Na2O由早期至晚期逐漸增大，K2O/Na2O值減小。

5.3 微量元素演化

晚侏羅世侵入巖由早期巖體至晚期巖體微量元素Rb、Sr、Ba、V、Cr、Co、Ni、B、Ti、Cu、Zn質(zhì)量分?jǐn)?shù)增高，Ga、Nb、Ta、Hf、Th、Zr、Pb質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低，Ba/Sr、Zr/Hf比值增大；Rb/Sr、Th/U、Nb/Ta、（Rb）N/(Yb)N值減小。

圖8 晚侏羅世侵入巖哈克圖解Fig.8 Harker diagram of late Jurassic intrusive rocks

圖9 晚侏羅世侵入巖Na-K-Ca圖解(據(jù)高秉璋,1991)Fig.9 Na-K-Ca diagram of late Jurassic intrusive rocks

5.4 稀土元素演化

晚侏羅世侵入巖由早期至晚期巖體稀土總量、LRRE/HREE比值、（La/Yb）N比值降低，δEu值增高，Sm/Nb比值變化不大。

致謝：此文是在2012年參加“岫巖等四幅1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查”實(shí)習(xí)工作中撰寫的。資源來(lái)源于“岫巖等四幅1∶5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查聯(lián)測(cè)報(bào)告”。在成文過(guò)程中得到陳永清博士生導(dǎo)師、張國(guó)仁教授級(jí)高級(jí)工程師、雷廣新高級(jí)工程師的指導(dǎo)，在此深表謝意！

[1] 遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)局.遼寧省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京,地質(zhì)出版社,1989：494、704.

[2] 黎 彤.大洋地殼與大陸地殼豐度[J].大地構(gòu)造與成礦學(xué),1984.

[3] 李昌年.火成巖微量元素巖石學(xué)[M].北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社,1992.

[4] 遼寧地質(zhì)礦產(chǎn)局.巖石分類命名與鑒定[Z].1984: 31