浙西北蕭山—諸暨地區(qū)晚中生代侵入巖地球化學特征及構造意義

解懷生，張建芳，龔瑞君，許興苗

（浙江省地質調查院，杭州 311203）

0 引言

浙江晚中生代火山－巖漿活動十分發(fā)育，以NE向江紹斷裂帶為界，浙東南沿?；鹕交顒訁^(qū)廣泛發(fā)育I－A型復合花崗巖，成巖時代主要集中于早白堊世［1－8］，具有多期次特征；浙西北晚中生代火山活動不如浙東南發(fā)育，侵入巖出露較少，前人對其研究較少。那么浙西北是否存在晚中生代I－A型復合花崗巖呢？

浙西北蕭山—諸暨地區(qū)廣泛發(fā)育晚中生代侵入巖，區(qū)內南東側侵入巖鋯石U－Pb年齡為150.1～147.2Ma［9］，為晚侏羅世末期；北西側侵入巖根據侵入圍巖建德群（134～115Ma）黃尖組火山巖鋯石U－Pb年齡125～118Ma［10］，推斷其侵入時代應為早白堊世末期。本文對蕭山—諸暨地區(qū)晚中生代侵入巖成巖地質背景、巖石地球化學特征等進行研究，并探討該地區(qū)成巖構造環(huán)境，對構建浙江乃至華南地區(qū)晚中生代構造演化模型具有一定意義。

1 區(qū)域地質概況

浙西北蕭山—諸暨地區(qū)位于揚子板塊與華夏板塊的江紹結合帶北東段（圖1a），介于NE向球川—蕭山斷裂和江山—紹興斷裂之間，NW向孝豐—三門灣斷裂從區(qū)內中部通過。區(qū)內地質構造演化經歷了古陸弧碰撞拼貼造山階段→板內俯沖造山階段→活動大陸邊緣塊斷造山階段①。南東部諸暨地區(qū)中元古界至第四系發(fā)育較齊全；印支運動使區(qū)內古老地層發(fā)生了強烈的褶皺和斷裂，區(qū)內NE向褶皺及斷裂發(fā)育，NW向斷裂形成較晚，穿插切割NE向斷裂。北西部蕭山地區(qū)以晚中生代火山噴發(fā)－侵入構造活動最為發(fā)育，出露地層以下白堊統(tǒng)建德群黃尖組火山碎屑巖為主，形成紹興夏履橋—蕭山浦陽火山構造洼地，區(qū)內NW向及NE向斷裂構造發(fā)育，并發(fā)育一系列NE向串珠狀排列的破火山口及火山通道（圖1b）。

圖1 蕭山—諸暨地區(qū)地質構造及晚中生代侵入巖分布圖Fig.1 Map showing distribution of geological structure and Late Mesozoic intrusive rocks in Xiaoshan－Zhuji region

2 侵入巖地質特征

晚侏羅世末侵入巖主要發(fā)育于南東部NE向江藻—桃源背斜核部及斷裂帶，侵入于南華系、震旦系及寒武系中，典型巖體及巖石類型主要為柵溪花崗（石英）閃長巖體、廣山中粒及細粒花崗巖體；早白堊世末期侵入巖主要發(fā)育于破火山口或火山通道中，典型巖體及巖石類型主要為郭家山破火山口（輝石）閃長巖體、馬家地破火山口細粒花崗巖及花崗斑巖、杜家東塢火山通道霏細（斑）巖和流紋（斑）巖。蕭山—諸暨地區(qū)典型巖體巖石學特征見表1。

3 侵入巖地球化學特征

3.1 主量元素

晚中生代侵入巖主量、稀土、微量元素分析數據列于表2。根據野外地質特征及年代學研究表明，晚中生代兩期侵入巖均為（輝石、花崗）閃長巖至花崗（斑）巖演化過程，在Hark圖解（圖2）中，SiO2與TiO2，MgO，Al2O3，CaO，FeO，P2O5，MnO 均呈反比關系，與K2O呈正比關系，表明兩期侵入巖均經歷了分離結晶演化作用。

表1 蕭山—諸暨地區(qū)典型巖體巖石學特征Table 1 The petrological characteristics of typical intrusive bodies in Xiaoshan－Zhuji region

晚侏羅世末柵溪花崗（石英）閃長巖類w（SiO2）＝60.53%～67.55%；w（K2O＋Na2O）＝4.83%～7.3%，平均5.86%；w（CaO）＝2.12%～5.5%，平均4.03%；w（MgO）＝1.03% ～2.99%，平 均1.87%；A／NCK＝0.87～1.44，平均1.05，為準鋁質；K2O／Na2O＝0.40～0.94，平均0.67；里特曼指數δ＝0.95～2.51，屬鈣堿性系列。廣山中?；◢弾r類 w（SiO2）＝70.39% ～77.13%；w（K2O＋Na2O）＝6.88%～9.32%，平均8.27%；w（CaO）＝0.22%～2.42%，平均0.75%；w（MgO）＝0.06%～0.92%，平均0.36%。A／NCK＝0.95～1.51，平均1.04，為準鋁質－過鋁質；K2O／Na2O＝0.98～2.41，平均1.33；里特曼指數δ＝1.68～2.72，平均2.15，屬高鉀鈣堿性系列。廣山細?；◢弾r類w（SiO2）＝72.53%～77.15%；w（K2O＋Na2O）＝7.98%～8.74%，平均8.29%；w（CaO）＝0.48%～1.62%，平均0.89%；w（MgO）＝0.02% ～0.39%，平 均0.22%；鋁飽和指數 A／NCK＝0.93～1.05，平均0.99，為準鋁質；K2O／Na2O＝1.12～1.9，平均1.4；里特曼指數δ＝1.90～2.41，平均2.1，屬高鉀鈣堿性系列。

表2 浙江蕭山—諸暨地區(qū)晚中生代典型巖體元素組成及參數值Table 2 Composition and parameters for typical late Mesozoic intrusive bodies in Zhejiang Xiaoshan－Zhuji region

續(xù)表2

圖2 蕭山—諸暨地區(qū)晚中生代侵入巖Hark圖解Fig.2 The Hark diagram for Late Mesozoic intrusive rocks in Xiaoshan－Zhuji region

圖3 A／NK—A／NCK（a）和K2O—SiO2（b）判別圖解Fig.3 Discrimination diagrams for A／NK－A／NCK（a）and K2O－SiO2（b）圖例同圖2

早白堊世末期郭家山（輝石）閃長巖類w（SiO2）＝48.89%～63.11%；w（K2O＋Na2O）＝2.59%～7.39%，平均5.73%；w（CaO）＝3.59%～14.28%，平 均 6.32%；w（MgO）＝1.16% ～9.11%，平均3.99%。A／NCK＝0.45～1.67，平均0.88，為準鋁質；K2O／Na2O＝0.17～1.33，平均0.65；里特曼指數δ＝1.14～3.68，平均2.31，屬鈣堿性系列。馬家地細?；◢弾r類w（SiO2）＝74.69%～75.73%；w（K2O＋Na2O）＝8.46%～9.24%，平均8.85%；w（CaO）＝0.21%～0.3%，平均0.26%；w （MgO）＝0.11% ～0.24%，平 均0.18%。鋁飽和指數 A／NCK＝1.03～1.06，為準鋁質－過鋁質；K2O／Na2O＝8.46～8.24；里特曼指數δ＝2.19～2.69，屬高鉀鈣堿性系列。馬家地花崗斑巖類w（SiO2）＝71.55%～74.71%；w（K2O＋Na2O）＝7.44%～9.04%，平均8.2%；w（CaO）＝0.12%～0.37%，平均0.24%；w（MgO）＝0.14%～0.52%，平均0.38%。鋁飽和指數 A／NCK＝1.04～1.33，平均1.21，為準鋁質－過鋁質；K2O／Na2O＝0.99～1.4，平均1.17；里特曼指數δ＝1.77～2.85，平均2.2，屬高鉀鈣堿性系列。

3.2 稀土元素、微量元素

在稀土元素組成（表2，圖4a）方面，晚侏羅世末柵溪閃長巖類 w（∑REE）＝155.32×10－6～156.70×10－6，輕重稀土分異較明顯，LREE／HREE＝8.23～9.24，LaN／YbN＝9.26～11.61，δ（Eu）＝0.74～0.80，具弱負銪異常，球粒隕石標準化稀土配分曲線具有向右弱傾的特征；廣山花崗巖類w（∑REE）＝120.71×10－6～290.34×10－6，輕重稀土分異不明顯，LREE／HREE＝2.27～6.35，（La／Yb）N＝1.43～5.02，δ（Eu）＝0.04～0.26，具強負銪異常，球粒隕石標準化稀土配分曲線具有相似的“V”型特征。早白堊世末期郭家山閃長巖類w（∑REE）＝129.38×10－6～171.52×10－6，LREE／HREE＝9.4～14.97，（La／Yb）N＝11.94～21.28，輕重稀土分異較為明顯，δ（Eu）＝0.83～0.85，具弱負銪異常，稀土配分曲線具右傾特征；馬家地花崗巖－花崗斑巖w（∑REE）＝113.91×10－6～218.87×10－6，LREE／HREE＝16.81～18.69，（La／Yb）N＝26.8～30.1，輕重稀土分異較為明顯，δ（Eu）＝0.47～0.61，具強負銪異常，稀土配分曲線具右傾特征。

在微量元素組成（表2，圖4b）方面，晚侏羅世末柵溪閃長巖類富集K，Rb，Ba等大離子親石元素（LILE），弱虧損 Nb，Ta，富集 Th，U 等高場強元素（HFSE），Sr，Ti虧損不明顯；廣山花崗巖類強富集K，Rb等大離子親石元素（LILE），相對富集Nb，Ta，Th，U 等高場強元素（HFSE），但強虧損 Ba，Sr，Ti等元素，相對虧損Cr，Co，Ni，V等元素，具有A型花崗巖特征。早白堊世末期郭家山閃長巖類富集K，Rb，Ba等大離子親石元素，虧損Nb，Ta，富集Th，U等高場強元素，Sr，Ti虧損不明顯；馬家地花崗巖－花崗斑巖富集K，Rb等大離子親石元素，虧損Nb，Ta，Ti，P等高場強元素；虧損Sr元素，但不虧損Ba元素。

4 侵入巖成因與構造背景

圖4 稀土元素球粒隕石標準化配分型式（a）及微量元素原始地幔標準化蛛網圖（b）Fig.4 Chondrite normalized REE patterns（a）and primitive mantle normalized trace element spidergram（b）

花崗巖根據其源巖性質通常被分為I型、S型和M型，A型花崗巖具有特殊的地球化學特征和構造背景。A型花崗巖與I型花崗巖相比，往往具有相對較高的 K2O，HFSE（Zr，Ce，Nb，Y）含量及FeO／MgO，104Ga／Al值等，有時A型花崗巖與高分異I型花崗巖也很難區(qū)分［13］。

如前所述，兩期侵入巖地球化學特征，晚侏羅世末花崗（石英）閃長巖類TFeO／MgO值（2.23～3.94）與I型花崗巖平均值（2.27）［14］相近，104Ga／Al值為2.68～2.71，中粒及細?；◢弾r TFeO／MgO值分別為1.86～33.30和3.1～44.70，平均分別為6.55和11.87，與 A型花崗巖平均值（13.4）［15］相近，104Ga／Al值為2.62～3.27。早白堊世末期侵入巖TFeO／MgO值為0.91～10.16，平均為3.10，與I型花崗巖平均值（2.27）相近，104Ga／Al值為2.3～2.73。在 K2O—Na2O 圖解（圖5a）中，兩期閃長巖類均落入I型花崗巖區(qū)域，花崗（斑）巖類均落入A型花崗巖區(qū)域；晚侏羅世末期柵溪花崗（石英）閃長巖和早白堊世末期郭家山（輝石）閃長巖地球化學特征類似，均具有低硅，貧堿，富鈣、鎂和鐵，Sr，Eu，Ti虧損均不明顯，屬于I型花崗巖類；而晚侏羅世末期廣山花崗巖和早白堊世末期馬家地花崗（斑）巖則具有高硅，富堿，貧鈣、鎂、鐵的特征，經歷了高程度的分異演化，但兩者稀土、微量元素特征具有較明顯的區(qū)別，與浙東南沿海地區(qū)晚中生代I－A型復合花崗巖地球化學特征相比，廣山花崗巖具有A型花崗巖特征，而馬家地花崗（斑）巖則可能屬于高分異I型花崗巖。

許多學者認為，華南中侏羅世從特提斯體制向太平洋體制進行轉變［16－19］，約在（165±5）Ma進入太平洋構造域的活動大陸邊緣擠壓造山階段［18－19］；早白堊世以后（（140±5）Ma）轉換為后碰撞拉張環(huán)境，持續(xù)大規(guī)模巖石圈伸展減薄作用［17，20－22］，造成大規(guī)?；鹕絿姲l(fā)。毛建仁等［23］研究認為，晚中生代東南沿海經歷了太平洋板塊俯沖擠壓（165～150 Ma）、左行走滑和板內環(huán)境（145～125Ma）、大陸巖石圈伸展減?。?15～85Ma）3個構造階段。部分學者也認為贛杭構造帶在晚中生代發(fā)生2個階段拉張活動：第一階段發(fā)生晚侏羅世—早白堊世的板內拉張作用；第二階段發(fā)生早白堊世末期的區(qū)域伸展作用［24－27］。根據年代學數據特征，從浙西北至浙東南，晚中生代侵入巖年齡有逐漸變年輕的趨勢，這可能也與華南構造背景演化具有一定關系。

在（Y＋Nb）—Rb圖解（圖5b）中，大部分樣品落在后碰撞花崗巖區(qū)。在Yb＋Ta—Rb圖解、Y—Nb圖解、Rb／30—Hf—3Ta圖解中，晚侏羅世末柵溪閃長巖類主要落在弧花崗巖區(qū)，廣山花崗巖類主要落在板內花崗巖或后碰撞花崗巖區(qū)，顯示成巖構造環(huán)境具有從俯沖擠壓碰撞作用向后碰撞或后造山作用演化趨勢，與華南地區(qū)當時構造環(huán)境轉換時間吻合［11］；而早白堊世末期侵入巖多落在弧花崗巖區(qū)，與當時整個華南地區(qū)陸內造山、后碰撞或后造山伸展構造環(huán)境不吻合；吳福元等［28］和張旗等［29］曾強調花崗巖的地球化學特征主要取決于其源巖的性質、熔融時的物理化學條件和巖漿的演化作用，尤其與花崗巖形成壓力密切相關，當壓力較大時，巖石常顯示明顯HREE虧損和Nb，Ta負異常，可能與源區(qū)斜長石、石榴石、金紅石殘留有關，這與晚中生代侵入巖顯示為部分熔融的特征一致，其主要為增厚下地殼部分熔融的產物，其中早白堊紀末期基－中性（輝石）閃長巖可能來源于經太平洋板片流體（或熔體）改造的巖石圈地幔部分熔融巖漿作用混合（圖6）；邱檢生等［1］也認為浙閩沿海I－A型復合花崗巖的巖漿源區(qū)相同，其形成是區(qū)域構造應力、斷裂構造、幔源巖漿卷入和巖漿分異演化多種因素綜合作用的結果。因此，浙西北蕭山—諸暨地區(qū)晚侏羅世末期侵入巖成巖構造環(huán)境具有從俯沖擠壓碰撞作用向后碰撞或后造山作用演化的特征，早白堊世末期侵入巖主要與火山－次火山噴發(fā)－侵入作用關系密切，成巖構造環(huán)境主要與區(qū)域伸展作用有關，表明江紹結合帶晚中生代經歷了多階段的構造運動。

圖5 K2O—Na2O（a）和（Y＋Nb）—Rb（b）判別圖解Fig.5 Discrimination diagrams for K2O－Na2O（a）and（Y＋Nb）－Rb（b）

圖6 La／Yb—La（a），Ni—Cr（b）和 MgO—SiO2（c）判別圖解Fig.6 Discrimination diagrams for La／Yb－La（a），Ni－Cr（b）and MgO－SiO2（c）圖例同圖2

5 結論

（1）蕭山—諸暨地區(qū)晚中生代發(fā)育兩期侵入巖，早期巖性為花崗（石英）閃長巖－花崗巖組合，成巖時代為晚侏羅世末期；晚期巖性為（輝石）閃長巖－花崗巖－花崗斑巖－霏細巖（流紋巖）組合，成巖時代為早白堊世末期。

（2）巖石學、地球化學特征研究顯示，晚侏羅世末期侵入巖具有I－A型花崗巖特征，成巖構造環(huán)境具有從俯沖擠壓碰撞作用向后碰撞或后造山作用演化的特征；早白堊世末期侵入巖具有I型或高分異I型花崗巖特征，成巖主要與火山－次火山噴發(fā)－侵入作用關系密切，成巖構造環(huán)境主要與區(qū)域伸展作用有關。

注釋：

① 南京地質礦產研究所.1∶25萬嵊縣幅區(qū)域地質調查報告.2004.

② 浙江省地質調查院.1∶25萬杭州市幅區(qū)域地質調查報告.2004.

③ 浙江省區(qū)域地質調查大隊.1∶5萬紹興夏履橋—蕭山浦陽地區(qū)區(qū)域地質調查報告.1980.

④ 浙江省地質局浙江省地質職工大學.1∶5萬漓渚幅區(qū)域地質調查報告.1981.

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