圍場(chǎng)姜家店晚侏羅世堿長(zhǎng)花崗巖特征及鋯石U-Pb年齡

■鄧紹穎 孫肖 吳洋 申晉青 楊寧

（河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所河北廊坊065000）

圍場(chǎng)姜家店晚侏羅世堿長(zhǎng)花崗巖特征及鋯石U-Pb年齡

■鄧紹穎 孫肖 吳洋 申晉青 楊寧

（河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所河北廊坊065000）

圍場(chǎng)縣姜家店鄉(xiāng)位于太行山-大興安嶺構(gòu)造巖漿巖帶中段，筆者2012-2014年在圍場(chǎng)縣北部開(kāi)展1∶5萬(wàn)三義號(hào)等四幅區(qū)調(diào)過(guò)程中，首次在姜家店鄉(xiāng)半截溝南發(fā)現(xiàn)細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖體，填補(bǔ)了區(qū)內(nèi)中深成侵入體的一項(xiàng)空白；通過(guò)同位素測(cè)年研究，獲取了侵入體150.9±0.9Ma鋯石U-Pb年齡，確認(rèn)了侵入體晚侏羅世侵位的時(shí)限，并對(duì)細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖進(jìn)行了巖石學(xué)、巖石化學(xué)、地球化學(xué)特征初步探討。

太行山-大興安嶺構(gòu)造巖漿巖帶圍場(chǎng)縣晚侏羅世堿長(zhǎng)花崗巖鋯石U-Pb年齡

太行山—大興安嶺構(gòu)造巖漿巖帶呈北東向帶狀斜列于中國(guó)東部，縱貫華北、東北地區(qū)，是中國(guó)最為著名的中生代構(gòu)造巖漿巖帶，以大規(guī)模晚中生代中酸性火山巖、侵入巖發(fā)育為特征，前人對(duì)此開(kāi)展過(guò)大量的研究工作（邵濟(jì)安等，1998；林強(qiáng)等，1998,2003；蔡劍輝等，2004；陳斌等，2005；劉偉等，2007；楊奇荻等，2014），對(duì)巖漿巖的物質(zhì)來(lái)源、構(gòu)造背景、同位素年代學(xué)、地球化學(xué)特征等均進(jìn)行了深入的探討，積累了大量的資料，取得了豐碩的成果，但不同的研究者在研究方向、位置選擇上各有不同，研究對(duì)象也各有側(cè)重，由此造成太行山—大興安嶺構(gòu)造巖漿巖帶的研究程度并不均衡，位于太行山—大興安嶺中生代構(gòu)造巖漿帶中段的圍場(chǎng)北部地區(qū)，晚侏羅世侵入巖的研究程度就相對(duì)較低，一直以來(lái)鮮有該區(qū)晚侏羅世侵入巖的信息見(jiàn)諸刊物。2012—2014年，筆者在圍場(chǎng)北部開(kāi)展1∶5萬(wàn)三義號(hào)等四幅區(qū)調(diào)過(guò)程中，在調(diào)查區(qū)內(nèi)填繪出大量的晚侏羅世侵入巖①，巖石類型有輝石石英正長(zhǎng)斑巖、石英正長(zhǎng)斑巖、花崗斑巖、細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖，并對(duì)其進(jìn)行了年代學(xué)、地球化學(xué)特征研究，獲取了多組鋯石U－Pb年齡數(shù)據(jù)，年齡值主要集中在150.9±0.9Ma-152.6±1.4Ma，極大的豐富了圍場(chǎng)北部地區(qū)太行山—大興安嶺中生代構(gòu)造巖漿帶晚侏羅世侵入巖的內(nèi)容，其中細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖（χργJ3）更是本次工作在區(qū)內(nèi)首次發(fā)現(xiàn)的深成侵入巖，不僅填補(bǔ)了區(qū)內(nèi)晚侏羅世深成侵入巖的一項(xiàng)空白，對(duì)太行山—大興安嶺中生代構(gòu)造巖漿巖帶的研究也具有一定的意義，現(xiàn)將其特征簡(jiǎn)述如下。

圖1 半截溝一帶地質(zhì)簡(jiǎn)圖1-晚侏羅世細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖；2-早白堊世石英二長(zhǎng)斑巖；3-早白堊世花崗斑巖；4-義縣組；5-漢諾壩組；6-馬蘭組；7-第四系風(fēng)成砂；8-第四系沖洪積砂礫；9-同位素采樣點(diǎn)及年齡值；10-產(chǎn)狀；11-安山巖；12-橄欖玄武巖；13-氣孔狀玄武巖;14半截溝一帶交通位置圖

1 基本特征

調(diào)查區(qū)晚侏羅世細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖（χργJ3）僅發(fā)現(xiàn)1個(gè)侵入體，分布于圍場(chǎng)縣姜家店鄉(xiāng)半截溝村南約1km，出露形態(tài)不規(guī)則，北西側(cè)被早白堊世石英二長(zhǎng)斑巖侵入，東、南、西三面則被義縣組安山巖及中新世漢諾壩組橄欖玄武巖非整合覆蓋（圖1），出露面積約0.3km2。巖石呈淺粉紅色，（中）細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，致密塊狀構(gòu)造。巖石由鉀長(zhǎng)石、石英和少量黑云母假像組成。鉀長(zhǎng)石（73%）：部分為正條紋長(zhǎng)石，少部分為歪長(zhǎng)石，正條紋長(zhǎng)石中條紋主呈補(bǔ)片狀，歪長(zhǎng)石可見(jiàn)極細(xì)密的格子狀雙晶，鉀長(zhǎng)石主呈半自形寬板狀，少部分呈半自形板狀，少量呈它形粒狀，粒度一般為0.2～2mm的細(xì)粒，少量為2～4mm的中粒，雜亂狀分布，局部粒內(nèi)嵌布少量它形粒狀石英，蝕變較均勻，具輕微高嶺土化。石英（25%）：主呈它形粒狀，粒度一般0.2～1.8mm的細(xì)粒，單晶或集合體填隙狀分布于鉀長(zhǎng)石粒間，局部粒內(nèi)具輕波狀消光現(xiàn)象，石英無(wú)色，表面干凈，正低突起，一級(jí)黃白干涉色，一軸晶正光性。黑云母假像（2%）主呈葉片狀，少量呈鱗片狀，片徑一般0.1～0.6mm，部分細(xì)小堆狀分布，少部分零散分布，被絹云母和少量褐鐵礦交代呈黑云母假像，表面析出鐵質(zhì)，局部粒內(nèi)嵌布少量它形粒狀石英。巖內(nèi)見(jiàn)少量不透明礦物，呈半自形-它形粒狀，部分細(xì)小堆狀分布，少部分零散分布，大小一般0.3～0.1mm，少量0.1～0.02mm。

2 巖石地球化學(xué)特征

2.1 主量元素

細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖巖石化學(xué)全分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表1、CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物特征及特征參數(shù)見(jiàn)表2。

表1 測(cè)區(qū)晚侏羅世侵入巖巖石化學(xué)分析結(jié)果

表2 測(cè)區(qū)晚侏羅世侵入巖CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物及主要參數(shù)

SiO2含量75.17%→76.68%，平均76.05%；TiO2含量0.17%～0.21%，平均0.18%；Al2O3含量11.23%～11.72%，平均11.44%；MgO含量0.07%～0.09%，平均0.08%；CaO含量0.11%～0.60%，平均0.38%；K2O含量4.78%～5.05%，平均4.91%；全堿（Na2O+K2O）8.22%～8.64%，平均8.39%；Na2O/K2O=1.36～1.46，平均1.41%。

堿度率（A.R）在3.61～3.94之間變化，顯示堿性巖系特征，在SiO2-A.R堿度率圖解（圖2）中，樣品均落入堿性系列（A區(qū)）。在K2O-SiO2圖解（圖3）中，全部位于高鉀巖區(qū)（HK）。從Al2O3、CaO、Na2O、K2O分子數(shù)相對(duì)值來(lái)看，A/CNK值界于0.94～1.02之間，平均0.98，鋁飽和指數(shù)圖解（圖4）2件樣品落入了準(zhǔn)鋁質(zhì)區(qū)域，1件落入靠近準(zhǔn)鋁質(zhì)區(qū)域的過(guò)鋁質(zhì)區(qū)域邊緣?？傮w上，細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖顯示高鉀堿性巖系特點(diǎn)，屬準(zhǔn)鋁質(zhì)巖石，并具向弱過(guò)鋁質(zhì)過(guò)渡的趨勢(shì)。

圖2 晚侏羅世侵入巖的SiO2-A.R堿度率圖解（據(jù)J B Wright,1969）CA-鈣堿性系列；A-堿性系列；PA-過(guò)堿性系列

圖3 侵入巖K2O—SiO2圖解(Peccerillo和Taylor，1976)HK—高鉀；CA—鈣堿；LK—低鉀

圖4 晚侏羅世花崗巖的鋁飽和指數(shù)圖解A/NK=(Al2O3)n/(Na2O+K2O)n;A/CNK=(Al2O3)n/(CaO+Na2O+K2O)n

2.2 稀土、微量元素特征

細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖稀土元素含量及特征參數(shù)見(jiàn)表3、微量元素含量及特征參數(shù)見(jiàn)表4，稀土元素配分曲線圖（圖5），微量元素蜘蛛網(wǎng)圖（圖6）。

表3 測(cè)區(qū)晚侏羅世侵入巖稀土元素含量及特征參數(shù)表

圖5 晚侏羅世晚期侵入體的稀土配分曲線（球粒隕石值據(jù)Taylor and McDonough.，1985）

圖6 晚侏羅世晚期侵入體的微量元素蛛網(wǎng)圖（原始地幔值據(jù)Sun and McDonough.，1989）

稀土總量∑REE（包括Y元素）界于417.37×10-6～469.07× 10-6，平均442.50×10-6。LREE/HREE值為2.87～9.31，δEu值變化于0.11～0.12，存在明顯的負(fù)銪異常。（La/Yb）n值在2.1～9.35之間變化，平均5.15，輕稀土元素與重稀土元素分餾明顯。稀土配分曲線（圖5）為L(zhǎng)REE富集的平緩右傾海鷗型。微量元素蜘蛛網(wǎng)圖（圖6）中，強(qiáng)不相容元素Rb、Th、K相對(duì)富集，虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素Nb、P、Ti及低場(chǎng)強(qiáng)元素Sr、Ba。Rb/Sr比值變化為10.37～18.30，平均14.39，大于酸性巖石維氏豐度值（0.67），大于地殼Rb/Sr比值（0.24）。

表4 測(cè)區(qū)晚侏羅世侵入巖微量元素含量及特征參數(shù)表

3 鋯石U-Pb年齡

細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖同位素測(cè)年樣品1件（PM25TW1），取自于一陡崖處，基巖露頭好，樣品新鮮。鋯石挑選由河北省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室完成，采用常規(guī)粉碎淘洗后，經(jīng)磁選和重液分離，然后在雙目鏡下人工挑選鋯石。

鋯石制靶和透射光、反射光、陰極發(fā)光照相在北京鋯年領(lǐng)航科技有限公司完成。挑選干凈和自形程度較高，包裹體、裂隙少的鋯石顆粒制成環(huán)氧樹(shù)脂樣品靶，然后打磨、拋光。在測(cè)試前對(duì)鋯石樣品進(jìn)行反射光、透射光顯微照相，并用陰極發(fā)光掃描電鏡進(jìn)行圖像分析，挑選具有明顯韻律環(huán)帶結(jié)構(gòu)且無(wú)裂紋的巖漿鋯石進(jìn)行測(cè)試。

樣品測(cè)年工作在天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所完成，采用LA－ICP－MS進(jìn)行鋯石U－Pb同位素定年測(cè)試，ICP－MS為Agilent 7500a，分析中采用的激光束斑直徑為35μm，以氦氣作為剝蝕物質(zhì)的載氣，分析流程參考 Yuan H L等的文獻(xiàn) （Yuan H L et al.，2004，2007）。測(cè)試數(shù)據(jù)的計(jì)算處理采用ISO－PLOT3. 0程序（Ludwing，2001；2003）。

CL圖像上大多數(shù)鋯石為自形-半自形雙錐柱狀及短柱狀、少數(shù)雙錐狀，環(huán)帶發(fā)育（表5、圖7）。21個(gè)測(cè)點(diǎn)的U-Pb年齡值，除去少部分偏差較大的年齡值（測(cè)點(diǎn)2-4、11-13、15、16），大多數(shù)較為集中，諧和度較高，應(yīng)屬同期巖漿事件的產(chǎn)物，加權(quán)平均年齡150.9±0.9Ma，可代表細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖的形成年齡；少部分偏大的年齡值與鋯石測(cè)點(diǎn)距核部較近，可能為核慢混合年齡，應(yīng)部分顯示了源巖的信息。

圖7 P25TW1樣品的鋯石Cl圖像、采集點(diǎn)及年齡

4 成因類型分析

OGT-代表未分異的I、S和M型花崗巖；FG-代表高分異的I型花崗巖；A代表A型花崗巖（據(jù)Whalen 1987）

細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖堿度率（A.R）平均3.80，為堿性巖石，SiO2平均含量71.21%，Na2O+K2O平均含量9.42%，CaO平均含量0.6%，F(xiàn)eO/MgO平均含量20.28%，與Eby（1990）指出的A型花崗巖特點(diǎn)一致。在侵入巖的Zr+Nb+Ce+Y圖解中（圖8），所有侵入巖樣品均投入A型花崗巖區(qū)域；所有樣品的P2O5＜0.03%，具A型花崗巖的演化特征。

5 構(gòu)造環(huán)境及就位機(jī)制探討

將細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖微量元素?cái)?shù)據(jù)投在Peare的一組微量元素構(gòu)造環(huán)境判別圖解中（圖3-9、圖3-10、圖3-11），樣品投在板內(nèi)花崗巖區(qū)。在Batchelor R2－R1花崗巖成因分類圖解（圖3-11）中，樣品投入非造山區(qū)域。

表5 P25TW1樣品LA－ICP－MS鋯石U－Pb測(cè)年分析結(jié)果

圖8 晚侏羅世侵入巖的Zr+Nb+Ce+Y圖解

6 結(jié)束語(yǔ)

圖9 區(qū)內(nèi)花崗巖Rb-（Yb+Ta）判別圖解（據(jù)Pearce，1984）VAG-火山弧花崗巖；syn-COLG-同碰撞花崗巖；WPG-板內(nèi)花崗巖；ORG-洋中脊花崗巖

圖10 區(qū)內(nèi)花崗巖Yb-Ta判別圖解（據(jù)Pearce，1984，圖例同3-12）VAG-火山弧花崗巖；syn-COLG-同碰撞花崗巖；WPG-板內(nèi)花崗巖；ORG-洋中脊花崗巖

圖11 區(qū)內(nèi)花崗巖Nb-Y判別圖（據(jù)Pearce，1984，圖例同3-12）VAG-火山弧花崗巖；syn-COLG-同碰撞花崗巖；WPG-板內(nèi)花崗巖；ORG-洋中脊花崗巖

晚侏羅世本區(qū)處于濱太平洋構(gòu)造域控制，總體處于伸展裂解構(gòu)造環(huán)境，區(qū)內(nèi)中-酸火山巖漿沿北東—北北東向斷裂上涌，形成區(qū)內(nèi)滿克頭鄂博組大規(guī)模的流紋巖、流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r等酸性火山巖噴發(fā)（流紋巖鋯石U-Pb年齡①154.7±0.6Ma、154.59±0.6Ma）；在火山活動(dòng)的同時(shí)或稍后，部分巖漿沿?cái)嗔焉仙诘貧\處定位（巖體的長(zhǎng)軸方向亦呈北東向），形成石英正長(zhǎng)斑巖（鋯石U-Pb年齡①152.6±1.4Ma）、花崗斑巖（鋯石U-Pb年齡①152.3±0.5Ma、151.1± 0.9Ma）淺成斑巖體；隨著巖漿上升動(dòng)能的減弱，晚期巖漿在較深處定位，形成全晶質(zhì)等粒結(jié)構(gòu)的中深成侵入巖，圍場(chǎng)北部半截溝細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖正是此階段巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物，屬高鉀堿性巖系，形成于板內(nèi)非造山環(huán)境。

地調(diào)項(xiàng)目：中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局晉冀成礦帶地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查（編號(hào)1212011220488）成果之一

①北京勘察技術(shù)工程有限公司、河北區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查研究所，2015，河北1∶5萬(wàn)三義號(hào)(K50E009015)、大杖房（K50E009016）竹笠溝（K50E010015）、山灣子區(qū)（K50E010016）幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查報(bào)告

［1］邵濟(jì)安，張呂橋，牟保壘.大興安嶺中南段中生代的構(gòu)造熱演化.中國(guó)科學(xué)，1998.28（3）：193-200.

［2］林強(qiáng)，葛文春等.中國(guó)東北地區(qū)中生代火山巖的大地構(gòu)造意義.地質(zhì)科學(xué)，1998.33（2）：129-139.

P5[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-6-150-3

鄧紹穎（），高級(jí)工程師，研究方向?yàn)閰^(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查。