遼東榛子溝鉛鋅礦煌斑巖鋯石U-Pb年代學(xué)、地球化學(xué)特征及其地質(zhì)意義

張　朋，陳　冬，趙　巖，寇林林，楊宏智，王希今，沙德銘（.沈陽地質(zhì)礦產(chǎn)研究所 中國地質(zhì)調(diào)查局沈陽地質(zhì)調(diào)查中心，沈陽 004；2.吉林大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，長春 006；.江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，南京 2008）

遼東榛子溝鉛鋅礦煌斑巖鋯石U-Pb年代學(xué)、地球化學(xué)特征及其地質(zhì)意義

張朋1，2，陳冬3，趙巖1，寇林林1，楊宏智1，王希今1，沙德銘1
（1.沈陽地質(zhì)礦產(chǎn)研究所 中國地質(zhì)調(diào)查局沈陽地質(zhì)調(diào)查中心，沈陽 110034；2.吉林大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，長春 130061；3.江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，南京 210018）

闡述遼東榛子溝鉛鋅礦區(qū)煌斑巖巖相學(xué)、鋯石U-Pb年代學(xué)、元素地球化學(xué)及Sr-Nd同位素地球化學(xué)特征。鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年結(jié)果表明煌斑巖侵位時(shí)代為（227.7±1.3）Ma，屬于晚三疊世。巖石地球化學(xué)分析表明煌斑巖具有高鉀（K2O/Na2O為2.34～3.64）、富堿（K2O+Na2O為4.12～4.67），富集大離子親石元素（Rb、Ba）和輕稀土元素，虧損重稀土元素和高場強(qiáng)元素（Nb、Ta、Zr、Hf）特征。同位素顯示高（87Sr/86Sr）i（0.71224～0.71248）低εNd（t）（-1.53～-0.43）特點(diǎn)。巖石地球化學(xué)和同位素特征表明，煌斑巖可能為EMⅡ型富集地幔部分熔融的產(chǎn)物，推測源區(qū)可能與板塊俯沖帶組分脫水產(chǎn)生的富集LILE而虧損HFSE的流體交代富集地幔有關(guān)，巖漿上升過程中未發(fā)生明顯的地殼混染作用。結(jié)合區(qū)域構(gòu)造演化，認(rèn)為揚(yáng)子克拉通向華北克拉通深俯沖過程中板片斷離可能是該區(qū)煌斑巖形成的地球動(dòng)力學(xué)背景。

煌斑巖；年代學(xué)；地球化學(xué)；榛子溝鉛鋅礦

遼東青城子地區(qū)是我國北方重要的鉛、鋅礦化集中區(qū)。該區(qū)分布著榛子溝、甸南、喜鵲溝、本山和青城子等多所中、小型礦床（見圖1）［1］。榛子溝鉛鋅礦作為該地區(qū)典型礦床之一，備受國內(nèi)學(xué)者關(guān)注，在礦床地質(zhì)特征、成礦時(shí)代、元素地球化學(xué)特征、成礦流體性質(zhì)、成礦環(huán)境和礦床成因等方面取得了眾多認(rèn)識。主要有榛子溝鉛鋅礦產(chǎn)出類型為層狀-似層狀及脈狀鉛鋅礦、層狀-似層狀鉛鋅礦為古生代沉積成因，脈狀鉛鋅礦為后期熱液疊加成因［2］；榛子溝礦石鉛可能是北瓦溝-貓嶺與遼河群片巖和板巖鉛混合的結(jié)果［3］；榛子溝鉛鋅礦金屬礦物閃鋅礦Rb-Sr等時(shí)線年齡（221.00±12.00）Ma，榛子溝鉛鋅礦形成于晚三疊世［4］；礦床成礦流體為巖漿水和大氣降水的疊加熱液，層狀礦石為沉積形成，脈狀礦石為層狀礦石受后期疊加改造形成，層狀和脈狀鉛鋅礦成礦物質(zhì)均來自上升的深部熱流體與一定量的海水在淺部的混合熱液等［5-6］。盡管前人對榛子溝鉛鋅礦進(jìn)行深入研究，然而對礦區(qū)中廣泛分布與成礦密切的煌斑巖研究卻較為薄弱，對巖石學(xué)、元素地球化學(xué)、成巖時(shí)代及同位素地球化學(xué)等其它方面的研究還未曾開展過。

煌斑巖是成分和成因復(fù)雜的一組中至暗色的斑狀脈巖，通常以巖脈、巖墻的形式分布不同時(shí)期不同類型的大地構(gòu)造環(huán)境中。目前，人們對煌斑巖的成因認(rèn)識主要有3種，即交代富集地幔的部分熔融；基性巖漿陸殼混溶；幔源鉀鎂煌斑巖熔體與殼源深部結(jié)晶分異［7-8］。因此，對煌斑巖進(jìn)行研究，具有探討地幔富集、同化混染和巖漿混合巖石學(xué)意義。此外，在一些大型、超大型鉛鋅金銀礦集區(qū)中，煌斑巖還呈現(xiàn)與其密切的時(shí)空關(guān)系［9-10］。同樣對煌斑巖的研究還顯示巨大的礦床學(xué)研究價(jià)值。毫無疑義，煌斑巖成為能夠反映深部構(gòu)造-巖漿作用和源區(qū)地球化學(xué)性質(zhì)及成礦作用的一種研究介質(zhì)。本文作者擬對遼東榛子溝鉛鋅礦中與成礦密切的煌斑巖開展系統(tǒng)的巖石地球化學(xué)、鋯石U-Pb年代學(xué)和Sr-Nd同位素研究，對該區(qū)煌斑巖的起源，源區(qū)性質(zhì)及其所蘊(yùn)含的巖石成因意義進(jìn)行探討，為該區(qū)進(jìn)一步礦產(chǎn)勘查及成巖成礦理論研究提供基礎(chǔ)地質(zhì)資料及信息。

圖1　青城子礦集區(qū)地質(zhì)簡圖［1］：1—遼河群蓋縣組片巖；2—遼河群大石橋組大理巖；3—遼河群浪子山組火山碎屑巖；4—遼河群于家堡子組火山碎屑巖；5—元古代花崗巖；6—三疊紀(jì)花崗巖；7—巖墻；8—斷層；9—金礦床；10—鉬礦床；11—鉛鋅礦床；12—銀礦床Fig.1　Sketch geological map of Qingchengzi orefield［1］：1—Gaixian Formation；2—Dashiqiao Formation；3—Langzishan Formation；4—Yujiapuzi Formation；5—Paleoproterozoic granite；6—Triassic granite；7—Dike；8—Fault；9—Gold deposit；10—molybdenum deposit；11—Lead and zinc deposit；12—Silver deposit

1　地質(zhì)背景

青城子礦集區(qū)位于遼東古元古裂谷帶軸部的一個(gè)斷陷盆地，遼東裂谷區(qū)是在太古代克拉通基底上形成的，經(jīng)歷了地殼的拉張裂陷-快速沉降-慢速沉降-回返擠壓-收縮上隆5個(gè)主要演化階段，裂谷演化早期沉積了巨厚的遼河群，遼河群下部為于家堡子組和浪子山組火山巖-碎屑巖建造，中部為大石橋組碳酸鹽建造，上部為蓋縣組碎屑巖-火山碎屑巖建造。遼河群在距今18億年經(jīng)歷了區(qū)域熱動(dòng)力變質(zhì)作用發(fā)生角閃巖相-綠片巖相的變質(zhì)，形成斜長角閃巖、變粒巖、片巖和大理巖等。

裂谷區(qū)橫向上劃分為北緣斜坡、軸部凹陷和南緣淺臺3個(gè)構(gòu)造巖相帶。軸部凹陷帶的南北兩側(cè)分別以蓋縣-岫巖-永甸深斷裂帶、大石橋-隆昌-草河口-桓仁深斷裂帶與南緣淺臺、北緣斜坡相連。裂谷在經(jīng)歷了擠壓碰撞造山和后造山作用后，形成了塑流變形-塑形變形-塑-脆變形產(chǎn)生的變形構(gòu)造帶和由塑性變形-塑-脆性變形-脆性變形產(chǎn)生的線性構(gòu)造帶。

區(qū)內(nèi)侵入巖分布較為廣泛（見圖1），主要分布有古元古代和中生代侵入巖，其中古元古代侵入巖以大頂子巖體為代表，主要巖性為鈉質(zhì)黑云母斜長花崗巖，侵入時(shí)代為1869 Ma（鋯石SHRIMP U-Pb法，楊鳳超待發(fā)表）。

中生代區(qū)域構(gòu)造-巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，區(qū)內(nèi)北側(cè)有新嶺巖體和姚家溝巖體產(chǎn)出，巖性分別為黑云母花崗巖和花崗斑巖，新嶺巖體侵入時(shí)代為224.2 Ma，姚家溝斑狀花崗巖鋯石SHRIMP U-Pb年齡為（183.5±1.6）Ma［4］，南側(cè)有雙頂溝巖體，主要巖性為黑云母二長花崗巖，鋯石 LA-ICPMS U-Pb年齡為（224.2±1.2）Ma［11］。同時(shí)區(qū)內(nèi)分布大量的閃長玢巖、煌斑巖、石英斑巖等脈巖。

2　礦區(qū)地質(zhì)特征

青城子礦區(qū)出露的地層有鞍山群及遼河群浪子山組、大石橋組和蓋縣組。遼河群為一套陸間裂谷沉積建造，總體走向近東西，呈整合接觸，浪子山組形成于裂谷初始擴(kuò)張期，是青城子層狀、似層狀及透鏡狀鉛鋅礦體的主要賦礦層位，大石橋組形成于裂谷擴(kuò)張的海進(jìn)沉積環(huán)境，是榛子溝鉛鋅礦層狀礦體的賦礦層位。蓋縣組形成于裂谷收縮階段，是礦集區(qū)金銀的主要賦礦層位。

青城子主體構(gòu)造格局為中深層次的片麻巖穹窿或變質(zhì)核雜巖。褶皺構(gòu)造構(gòu)成了青城子礦集區(qū)的主要構(gòu)造格架，褶皺構(gòu)造以榛子溝傾沒背斜為主，軸向290°左右，軸長3 km，傾伏角25°。榛子溝鉛鋅礦體分布在該背斜北翼。整個(gè)礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，以脆性斷裂構(gòu)造為主，對該區(qū)鉛鋅成礦起著重要的作用，它們即構(gòu)成了火成巖脈的侵位構(gòu)造薄弱帶，又構(gòu)成了含礦熱液運(yùn)移的通道。

圖2　青城子榛子溝鉛鋅礦剖面圖［5］：1—蓋縣組云母片巖；2—大石橋組大理巖；3—浪子山組斜長角閃巖；4—釣魚臺組石英巖；5—元古代花崗質(zhì)侵入雜巖；6—煌斑巖；7—鉛鋅礦體；8—斷層Fig.2　Geological section through Zhenzigou ore body in Qingchengzi［5］：1—Mica schist of Gaixian formation；2—Marble of Dashiqiao formation；3—Amphibolite of Langzishan formation；4—Quartzite of Diaoyutai；5—Proterozoic granitic intrusive complex；6—Lamprophyre；7—Lead and zinc deposit bodies；8—Fault

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)及其強(qiáng)烈，多期多位的侵入巖體構(gòu)成了巖漿巖田，裂谷擴(kuò)張初期，發(fā)生了大規(guī)模幔源巖漿侵位，之后多次發(fā)生基性-酸性海底火山噴發(fā)和熱泉噴流。巖漿在構(gòu)造薄弱帶侵位冷凝構(gòu)成了煌斑巖脈、閃長巖脈及偉晶巖脈等，煌斑巖與脈狀鉛鋅礦體平行展布，偶見煌斑巖脈穿插脈狀鉛鋅礦體，二者呈不整合侵入圍巖遼河群大石橋組透閃石大理巖，如榛子溝鉛鋅礦2號脈、289號礦脈（見圖2）［5］。

3　巖石特征

煌斑巖呈脈狀分布在榛子溝鉛鋅礦區(qū)，呈NNE向分布，侵入蓋縣組云母片巖和大石橋大理巖中，煌斑巖為灰至深灰色，煌斑結(jié)構(gòu)，致密塊狀構(gòu)造。巖石主要礦物為斜長石（50%±）、黑云母（25%±）、透輝石（20%±），其次有少量的石英（5%±），其中以石英和斜長石構(gòu)成斑晶，副礦物主要有磷灰石、磁鐵礦、鋯石等（見圖3）。斜長石呈板狀、長板狀晶形，最大粒徑為1.25 mm，多數(shù)為0.70～1.00 mm；黑云母均為自形程度相對較的片狀晶形，為自形至半自形晶，最大長徑為0.50 mm，多數(shù)為0.35 mm；透輝石多呈自形柱狀、短柱狀晶形分布于基質(zhì)中，只有極少顆粒分布于斑晶中，基質(zhì)中的透輝石柱體長徑最大為0.30 mm，橫切面直徑為0.15 mm，多數(shù)為柱長為0.05 mm；石英主要呈他形較大顆粒分布于巖石斑晶中，少量分布于其質(zhì)中，最大粒徑為3.25 mm，樣品新鮮，沒有明顯礦化蝕變現(xiàn)象。

圖3　榛子溝煌斑巖手標(biāo)本和鏡下顯微照片F(xiàn)ig.3　Hand　specimen　and　microscope　image　of lamprophyresfrom　ZhenzigouPb-Zndeposit：（a）Hand specimen photograph of lamprophyre；（b）Microscopic photos of lamprophyre

4　分析方法

本研究的樣品采用常規(guī)方法進(jìn)行粉碎，經(jīng)過淘洗、磁選和重液分離，分析方法見參考文獻(xiàn)［12］在雙目鏡下選出晶型和透明度好的單顆粒鋯石，進(jìn)行鋯石制靶和陰極發(fā)光圖像分析，在天津地質(zhì)礦產(chǎn)研究所進(jìn)行鋯石LA-MC-ICP-MS定年，詳細(xì)實(shí)驗(yàn)流程見參考文獻(xiàn)［13］。

巖石主、微量元素、Sr-Nd同位素測試均在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試中心完成，主量元素測試儀器為飛利浦PW2404X射線熒光光譜儀，分析精度優(yōu)于5%。微量元素利用HR-ICPMS（ElementⅠ）電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測試，分析精度：元素含量＞10×10-6。精度優(yōu)于5%，元素含量＜10×10-6時(shí)，精度優(yōu)于10%。Sr-Nd同位素測試用Trition熱電離同位素質(zhì)譜儀（TIMS）進(jìn)行測試，測量精度以2σ計(jì)。

5　測試結(jié)果

5.1鋯石U-Pb年齡

青城子礦化集中區(qū)榛子溝鉛鋅礦煌斑巖的鋯石U-Pb年代學(xué)數(shù)據(jù)見表1，陰極發(fā)光Cl圖像顯示（見圖4），鋯石晶型較好，主要呈長柱狀，長寬比值較大，長軸長介于90～120 μm，短軸寬50～80 μm，大部分具有典型的環(huán)帶結(jié)構(gòu)，為典型的巖漿鋯石［14-15］。少數(shù)具有明顯的核幔結(jié)構(gòu)。本次選擇20顆環(huán)帶清楚的代表性鋯石用于U-Pb年齡測試，20個(gè)分析點(diǎn)均位于U-Pb協(xié)和在線或附近，206Pb/238U加權(quán)平均年齡為（227.7±1.3）Ma（2δ，MSWD=0.56）（見圖5），代表巖漿結(jié)晶年齡。

5.2主量元素

榛子溝鉛鋅礦煌斑巖代表性樣品的主量元素、微量元素和稀土元素含量分析結(jié)果見表2。

圖4　榛子溝煌斑巖巖部分典型鋯石的Cl圖像Fig.4　Part of representative Cl images of zircon of lamprophyres from Zhenzigou Pb-Zn deposit

圖5　青城子礦集區(qū)榛子溝煌斑巖鋯石U-Pb協(xié)和圖及和加權(quán)平均值Fig.5　Zircon U-Pb concorde（a）and weighted mean ages（b）of lamprophyres from Zhenzigou Pb-Zn deposit

表1　榛子溝鉛鋅礦煌斑巖鋯石LA-MC-ICP-MS U-Pb年齡分析結(jié)果Table 1　LA-MC-ICP-MS Zircon U-Pb date for lamprophyres from Zhenzigou Pb-Zn deposit

從表2中可以看出，6件新鮮的煌斑巖樣品中SiO2含量變化范圍為45.55%～46.82%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），平均值為46.08%，屬于基性巖類范疇；TiO2含量較低，介于1.46%～1.99%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），K2O介于2.94%～3.27%，平均3.07%，Na2O含量為1.17%～1.40%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），平均1.23%，K2O/Na2O介于2.34～2.64，MgO值介于7.48%～8.47%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），Mg值為59.50～60.10，表明煌斑巖巖漿可能來源于地幔［16］。在全堿-SiO2（TAS）圖解上（見圖6（a）），煌斑巖的投影點(diǎn)均落入玄武巖范疇，鑒于煌斑巖易蝕變，在蝕變過程中K、Na等堿性金屬元素較活撥，用TAS圖解容易產(chǎn)生偏差，所以本次選擇不易受蝕變影響的不活波元素（Ti、Zr、Y、Nb）進(jìn)一步判別煌斑巖的巖石類型，在Zr/TiO2）-Nb/Y判別圖中（見圖6（b）），除一個(gè)樣品落入粗安巖中，其余5件樣品均落入堿性玄武巖范圍，與TAS判別圖基本一致。

5.3稀土元素和微量元素

榛子溝鉛鋅礦區(qū)煌斑巖稀土元素總量介于108.91×10-6～119.08×10-6，平均為 114.23×10-6， LREE含量介于92.75×10-6～101.60×10-6，平均值為97.45×10-6，HREE含量介于 16.16×10-6～17.48× 10-6，平均為 16.78×10-6，輕重稀土分異明顯，LREE/HREE比值介于5.71～5.94，在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線中（見圖7（a）），所有樣品均表現(xiàn)為LREE強(qiáng)烈富集、HREE稀土虧損右傾特點(diǎn)。在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖中（見圖7（b）），所有樣品都表現(xiàn)出大離子親石元素（LILE）（Ba、K）和LREE富集，表現(xiàn)出明顯的峰，高場強(qiáng)元素（HFSE）Nb、P、Ti虧損，表現(xiàn)出明顯的谷。

5.4Sr-Nd同位素組成

榛子溝煌斑巖樣品Sr-Nd同位素分析見表3。從表3中可以看出，煌斑巖的87Rb/86Sr為0.0776～0.08186，87Sr/86Sr值為0.712503～0.712746，高于原始地?，F(xiàn)代值（0.7045，據(jù)文獻(xiàn)［20］），147Sm/144Nd為0.1304～0.1356，143Nd/144Nd為0.512461～0.512525，低于原始地?，F(xiàn)代值（0.512638據(jù)文獻(xiàn)［21］），樣品具有高Sr低Nd的特點(diǎn)。根據(jù)本次所測得的煌斑巖鋯石U-Pb加權(quán)平均年齡t=227 Ma，計(jì)算煌斑巖的（87Sr/86Sr）i介于0.71224～0.71248之間，εNd（t）=-1.53～-0.43，Nd二階段模式年齡（TDM2）為1.04～1.13 Ga，平均值為1.07 Ga。在87Sr/86Sr～εNd（t）圖中（見圖8），樣品點(diǎn)均落入EMⅡ附近，暗示榛子溝煌斑巖可能與交代富集的地幔成因有關(guān)。

表2　榛子溝鉛鋅礦煌斑巖主量元素、微量元素和稀土元素分析結(jié)果表Table 2　Chemical compositions of major element，trace elements and REE elements of lamprophyres from Zhenzigou Pb-Zn deposit

圖6　榛子溝鉛鋅礦煌斑巖的巖石分類圖解［17-18］Fig.6　Classification of lamprophyres from Zhenzigou Pb-Zn deposit：（a）Na2O+K2O-SiO2［17］；（b）Zr/TiO2-Nb/Y［18］

圖7　榛子溝鉛鋅礦煌斑巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化REE模式圖和原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖［19］Fig.7　Chondrite-normalized REE distribution patterns（a）and primitive mantel normalized spidiagrams（b）of lamprophyres from Zhenzigou Pb-Zn deposit［19］

表3　榛子溝煌斑巖的Sr-Nd同位素分析結(jié)果表Table 3　Sr-Nd isotopic date of lamprophyres from Zhenzigou Pb-Zn deposit

6　分析與討論

6.1成巖年代學(xué)

有關(guān)遼東地區(qū)煌斑巖的成巖年齡前人做過大量研究，劉國平等［23］獲得桃園-小佟家堡子地區(qū)煌斑巖黑云母K-Ar年齡（84～100）Ma；劉國平等［24］測得小佟家堡子3件煌斑巖K-Ar年齡為（130～211）Ma；姜耀輝等［25］獲得遼東半島煌斑巖的成巖年齡為（155±4）Ma。因此，前人資料顯示，該地區(qū)煌斑巖侵位時(shí)代為中生代。

圖8　煌斑巖的Sr-Nd同位素圖解［22］Fig.8　Sr-Nd isotope diagram of lamprophyre［22］

本研究中獲得了榛子溝煌斑巖高精度鋯石U-Pb諧和年齡（227.7±1.3）Ma，明顯不同前人的測試結(jié)果，眾所周知，煌斑巖中原生巖漿鋯石含量有限，所以有關(guān)測得的鋯石是否為捕獲鋯石還是真實(shí)反應(yīng)煌斑巖的成巖年齡還待于進(jìn)一步探討。研究區(qū)圍巖成巖時(shí)代為（2.0～2.2）Ga，本次測試尚未獲得該階段年齡，榛子溝礦區(qū)西南側(cè)的雙頂溝巖體成巖時(shí)代與本次測得煌斑巖相同［11］，但鋯石大小、內(nèi)部構(gòu)造和鋯石微量元素等方面兩者均存在不同［1］，因此，本研究中獲得的鋯石年齡非捕獲鋯石年齡?；桶邘r鋯石Cl圖像顯示鋯石具有典型的巖漿震蕩環(huán)帶，為典型的巖漿鋯石，代表巖漿結(jié)晶年齡，盡管以前研究者對研究區(qū)內(nèi)煌斑巖進(jìn)行K-Ar定年，但考慮到K-Ar法易于受到后期熱事件影響，造成Ar的丟失，從而使K-Ar表面年齡跨度過大［26］；具有一定的局限性，因此，本研究采用高精度鋯石LA-MC-ICP-MS U-Pb獲得的（227.7±1.3）Ma年齡能夠更精確反應(yīng)榛子溝煌斑巖的成巖時(shí)代。

6.2源區(qū)性質(zhì)

煌斑巖起源于富集的大陸巖石圈地幔的部分熔融已經(jīng)被大量研究證實(shí)，它不僅反映大陸巖石圈地幔的成分特征，而且是研究地幔富集事件的探針。通常認(rèn)為起源于地幔的原始巖漿具有很高的MgO（Mg＞0.7）和相容元素（w（Cr）=300×10-6～900×10-6；w（V）= 132×10-6～187×10-6）含量。從表2中可以看出，榛子溝煌斑巖具有很高的MgO（w（Mg）=59.5～60.1）和相容元素（w（Cr）=330×10-6～363×10-6；w（V）=156×10-6～218×10-6），具有典型的幔源特點(diǎn)。同時(shí)榛子溝煌斑巖具有高鉀（K2O/Na2O=2.34～3.64）、富堿（K2O+Na2O= 4.12～4.67），富集大離子親石元素（Rb、Ba）和輕稀土元素、虧損重稀土元素和高場強(qiáng)元素（Nb、Ta、Zr、Hf）、高（87Sr/86Sr）i低εNd（t）的特點(diǎn)。前人研究表明鎂鐵質(zhì)巖石的這些特點(diǎn)與俯沖作用改造的富集巖石圈地幔有關(guān)，或者與巖漿上侵過程中地殼混染有關(guān)［27-28］。

Nb和Ta以及Zr和Hf具有相似的地球化學(xué)性質(zhì)，很難受到分離結(jié)晶和部分熔融等巖漿過程改變，因此可以反映源區(qū)性質(zhì)。研究區(qū)煌斑巖Nb/Ta=16.34～17.29，與原始地幔相接近（17.5±2.0），Zr/Hf=42.37～50.69，高于原始地幔值（36.27），同時(shí)遠(yuǎn)高于大陸地殼值（11），這表明榛子溝煌斑巖受到大比例地殼混染的可能性極?。?9］。若大量的地殼物質(zhì)在巖漿上升過程中發(fā)生混染作用，需要大約30%左右的中-下地殼物質(zhì)參與［30］，這必然會(huì)導(dǎo)致主量元素組成發(fā)生極大變化，這與本次研究的煌斑巖樣品情況不符。從微量元素蛛網(wǎng)圖（見圖4（b））可以看出，巖石中Nb負(fù)異常不明顯，且煌斑巖的Nb/La比值隨SiO2含量變化很小，同樣說明巖漿在上升過程中地殼混染的可能性不大。綜上研究認(rèn)為在巖漿上升過程中可能未發(fā)生明顯的地殼混染作用。

曹華文等［31］研究表明，煌斑巖不相容元素特有的Ta-Nb-Ti虧損模式是俯沖環(huán)境的判別標(biāo)志，本區(qū)煌斑巖呈現(xiàn)“TNT”負(fù)異常模式，樣品具有較高的Zr/Hf比值（42.37～50.69），通常認(rèn)為造成這一現(xiàn)象的原因是同小體積的碳酸鹽流體交代富集過程有關(guān)［32］。在εNd（t）-（87Sr/86Sr）i圖解上（見圖8），3件樣品均落在EMⅡ右上方，與EMⅡ型富集地幔特征較為接近，結(jié)合前人研究［33］，本區(qū)煌斑巖的源區(qū)可能與板塊俯沖帶組分物質(zhì)脫水產(chǎn)生的富集LILE而虧損HFSE的流體，俯沖流體交代富集巖石圈地幔有關(guān)。

6.3地質(zhì)意義

研究區(qū)位于華北克拉通北緣東段，這一地區(qū)的成巖、成礦及構(gòu)造演化可能受到中亞造山域、蘇魯大別造山帶和濱太平洋構(gòu)造域的影響。同位素及元素地球化學(xué)研究表明，榛子溝煌斑巖為晚三疊世富集的巖石圈地幔部分熔融的產(chǎn)物，通常認(rèn)為鎂鐵質(zhì)巖漿起源于后碰撞伸展的構(gòu)造背景。前人研究表明：濱太平洋俯沖時(shí)間為早-中侏羅世［34］，就晚三疊世而言并未對研究區(qū)構(gòu)成影響；蘇魯大別超高壓變質(zhì)帶形成于（238～218）Ma，同煌斑巖的成巖時(shí)代相近；古亞洲洋閉合及碰撞發(fā)生在晚二疊世—早三疊世，并且東部碰撞時(shí)間晚于西部碰撞［35］，研究區(qū)在晚三疊世可能受中亞造山域后碰撞伸展階段的影響。綜上所述，研究區(qū)可能受到中亞造山域與蘇魯大別造山帶后碰撞伸展巖漿活動(dòng)的影響。

晚石炭世-早二疊世，古亞洲洋板塊向南俯沖于華北板塊之下，華北克拉通之下的巖石圈地幔為富集狀態(tài)，晚二疊-早三疊世，古亞洲洋板塊發(fā)生后碰撞事件［36］，巖石圈發(fā)生變形，軟流圈上涌，至晚三疊世，巖石圈地幔由富集狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樘潛p狀態(tài)，段曉俠等［11］對該地區(qū)同時(shí)代雙頂溝黑云二長花崗巖進(jìn)行研究，認(rèn)為其為同碰撞花崗巖。本區(qū)煌斑巖地球化學(xué)特征顯示其主要來源于富集的巖石圈地幔而軟流圈物質(zhì)并未參與其成巖。這些特征均與該時(shí)期中亞造山帶處于后碰撞伸展及大量軟流圈地幔演化的特征不相符。因此，中亞造山域可能并未對本區(qū)晚三疊世巖漿活動(dòng)造成影響。

華北克拉通東部自膠東-遼東-吉南分布一條北東東向展布的晚三疊世巖漿巖帶，該帶向北延伸直至朝鮮半島，巖性主要為堿性侵入巖和鎂鐵質(zhì)巖石，如尖山子正長巖、中-基性巖墻、賽馬-柏林川霞石正長巖等。晚三疊世堿性巖石與本研究中的煌斑巖具有相似的地球化學(xué)特征，同樣被認(rèn)為是來源富集巖石圈地幔，并有揚(yáng)子克拉通殼源物質(zhì)的加入［37］，蘇魯大別造山帶同該巖漿帶平行分布，表明該巖漿帶與揚(yáng)子-華北俯沖相關(guān)。同時(shí)在遼東晚三疊世中發(fā)現(xiàn)新元古代的鋪獲鋯石［38］，新元古代巖漿事件在華北克拉通很少見，但在揚(yáng)子克拉通巖漿活動(dòng)事件卻常見，因此認(rèn)為晚三疊世該地區(qū)巖漿源區(qū)存在揚(yáng)子克拉通基底物質(zhì)。通過上述分析，榛子溝煌斑巖的形成于揚(yáng)子克拉通向華北克拉通深俯沖的構(gòu)造背景。巖漿形成機(jī)制有兩種解釋，即加厚的的巖石圈拆沉和俯沖的板片斷離。前人對該地區(qū)雙頂溝巖體年代學(xué)和元素地球化學(xué)的研究排除巖石圈拆沉成因機(jī)制［11］。因此，板片斷離可能為榛子溝煌斑巖形成的主要機(jī)制。

7　結(jié)論

1）鋯石U-Pb年齡顯示榛子溝煌斑巖形成于（227.70±1.30）Ma，屬于早中生代巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物。

2）榛 子 溝煌 斑巖 具有 高鉀 （K2O/Na2O= 2.34～3.64）、富堿（K2O+Na2O=4.12～4.67），富集大離子親石元素（Rb、Ba）和輕稀土元素、虧損重稀土元素和高場強(qiáng)元素（Nb、Ta、Zr、Hf）、高（87Sr/86Sr）低εNd（t）的特點(diǎn)，表明煌斑巖可能為EMⅡ部分熔融的產(chǎn)物，煌斑巖的源區(qū)可能為與板塊俯沖帶組分脫水產(chǎn)生的富集LILE而虧損HFSE的流體，俯沖流體交代富集地幔有關(guān)，巖漿上升過程中可能未發(fā)生明顯的地殼混染作用。

3）結(jié)合煌斑巖的地球化學(xué)特和構(gòu)造背景，認(rèn)為榛子溝煌斑巖是揚(yáng)子克拉通向華北克拉通深俯沖過程的板片斷離的產(chǎn)物。

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(編輯李艷紅)

Zircon U-Pb geochronology,geochemical characteristics and its geological significance of lamprophyres in Zhenzigou Pb-Zn deposit,Liaodong

ZHANG Peng1，2，CHEN Dong3，ZHAO Yan1，KOU Lin-lin1，YANG Hong-zhi1，WANG Xi-jin1，SHADe-ming1
（1.China Geological Survey，Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources，Shenyang 110034，china；2.College of Earth Sciences，Jilin University，Changchun 130061，China；3.Geological Survey of Jiangsu Province，Nanjing 210018，China）

The petrographical，zircon U-Pb dating，geochemical and Sr-Nd isotopic characteristic of lamprophyres in Zhenzigou Pb-Zn deposit，Qingchengzi，Liaodong peninsula.Zircon LA-ICP-MS U-Pb dating yields an age of （227.70±1.30）Ma，the lamprophyres are the product of late Indosinian magmatism in North China Craton（NCC）. Geochemically，the lamprophyres have high values of potassium（K2O/Na2O are 2.34～3.64），alkaline（K2O+Na2O are 4.12～4.67）and are enriched in large ion lithophile elements（Rb，Ba）and LREEs and depleted in the high field strength elements（Nb，Ta，Zr，Hf）and HREEs.The isotopic of lamprophyres are characterized by high （87Sr/86Sr）I（0.71224～0.71248），low εNd（t）（-1.53～-0.43）.Based on the geochemistry and isotope，the lamprophyres were derived from EMⅡwhich are metasomatized by the enriched in large ion lithophile elements while depleted in the high field strength elements fluid from the dehydration of the subducted plate，which was not obvious undergo contamination of crust in the process of magma rising.Combined with regional tectonic evolution，the lamprophyre is originated from slab break-off during the process of Yangtze Craton and North China Craton continental deep subduction.

lamprophyres；geochronology；geochemical；Zhenzigou Pb-Zn deposit

Project（41502093）supported by the National Natural Science Foundation of China；Project （20131101803）supported by Industry Funds in the Public Interest Program，Ministry of Natural Resources，China；Project（12120113058700）supported by the Special Mineral Surveying Program，China

date:2015-03-10；Accepted date:2015-08-30

ZHANG Peng；Tel：+86-13674187996；E-mail：syzhangpengcgs@163.com

P581.1

A

1004-0609（2016）-03-0636-12

國家自然科學(xué)基金青年基金資助項(xiàng)目（41502093）；國土資源部公益性行業(yè)基金資助項(xiàng)目（201311018-03）；中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查評價(jià)專項(xiàng)（12120113058700）

2015-03-10；

2015-08-30

張朋，工程師，博士研究生；電話：13674187996；E-mail：syzhangpengcgs@163.com