吉林蛟河縣養(yǎng)魚村閃長巖地球化學(xué)特征

高 健，黎應(yīng)書

(昆明理工大學(xué) 國土資源與工程學(xué)院，云南 昆明 650091)

吉林蛟河縣養(yǎng)魚村閃長巖地球化學(xué)特征

高 健，黎應(yīng)書

(昆明理工大學(xué) 國土資源與工程學(xué)院，云南 昆明 650091)

位于興蒙造山帶張廣才嶺塊體的養(yǎng)魚村閃長巖，主微量元素研究表明，閃長巖SiO2含量為61.89%～69.6%，富K2O(3.96%～5.18%)，A/CNK介于1.9～2.16之間，里特曼指數(shù)σ介于1.06～2.25之間，屬于高鉀過鋁質(zhì)鈣堿性系列；稀土分布模式屬于輕稀土富集的右傾型，并且顯示Eu明顯的負(fù)異常，微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化圖解中大離子親石元素較為富集，虧損高場強(qiáng)元素，表明分異程度較高，具有殼源巖漿的典型特征；分析結(jié)果顯示，養(yǎng)魚村閃長巖形成于島弧—活動陸源造山帶的構(gòu)造環(huán)境中。

興蒙造山帶；閃長巖；地球化學(xué)特征

吉林松嫩—張廣才嶺地塊位于興蒙造山帶中部，屬于中亞造山帶的東段。興蒙造山帶是一個在古生代由多個塊體拼合而形成的構(gòu)造堆疊區(qū)，其演化在古生代主要受古亞洲洋構(gòu)造域的控制，而中—新生代又疊加了環(huán)太平洋構(gòu)造域的影響[1]。由于其特殊的大地構(gòu)造位置及復(fù)雜的地質(zhì)演化歷史，該區(qū)一直是國內(nèi)外地質(zhì)學(xué)家研究的熱點。因此本文選擇位于興蒙造山帶內(nèi)的松嫩—張廣才嶺構(gòu)造區(qū)的北部蛟河縣養(yǎng)魚村閃長巖為研究對象，從地球化學(xué)特征研究入手，為該區(qū)復(fù)雜的構(gòu)造環(huán)境提供進(jìn)一步依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

興安—蒙古造山帶作為中亞造山帶的一部分，位于北部的西伯利亞地臺和南部的華北地塊之間，由多個地塊拼合而成。該區(qū)在空間上由北向南可以劃分為北部的額爾古納地塊、興安板塊、中部的松遼盆地、張廣才嶺構(gòu)造區(qū)和東南方向的佳木斯地塊。同時，自北向南發(fā)育六條縫合線和斷裂，分別為喜桂圖—塔源、賀根山—黑河、索倫—西拉木倫—長春、嘉蔭—牡丹江、伊通—依蘭和敦化—密山。東北地區(qū)主要塊體分布見圖1[2]。

松遼盆地大多被晚中生代至新生代松遼盆地的年輕沉積物所掩蓋，基底主要由變質(zhì)程度較低的古生代地層、花崗巖和片麻巖組成，晚古生代和晚中生代形成的花崗巖基本不含古老鋯石殘留，表明松遼盆地不具備大規(guī)模前寒武紀(jì)結(jié)晶基底[3]。

圖1 東北地區(qū)主要塊體分布

張廣才嶺地塊出露的地層及巖石類型主要為泥盆—志留系呼蘭群中—淺變質(zhì)巖(云母片巖類、片麻巖類、角閃巖和大理巖類)，原巖主要為泥質(zhì)沉積巖、凝灰?guī)r、堿性玄武巖和灰?guī)r，變質(zhì)巖周圍被大量的顯生宙花崗巖分割和包圍。綜合前人研究的資料，興蒙—吉黑地區(qū)的諸多陸塊在晚二疊世前合成一體，隨后作為一個統(tǒng)一的古陸塊，先后于晚二疊世和早中侏羅世，完成了華北陸塊和西伯利亞板塊的拼貼碰撞過程[4]。

2 樣品及分析方法

由于研究區(qū)被大量林場覆蓋，本人在野外實際工作中并未發(fā)現(xiàn)保存完整的巖石露頭。采集較為新鮮的閃長巖樣品8件(樣品編號YYC-1～8)。采樣點位置如圖1所示，坐標(biāo)43(°)59(′)34.22(″)，127(°)21(′)28.89(″)。巖石樣品主量元素、微量元素及稀土元素地球化學(xué)測試于中國地質(zhì)科學(xué)院國家地質(zhì)實驗測試中心完成。主量元素用X熒光光譜方法測定,儀器型號：PE300D，誤差小于0.5%。微量元素和稀土元素用ICP-MS測定，儀器型號：PW4400，同時分析2個國家標(biāo)樣(GSR3和GSR5)和3個平行樣，從而確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。

3 主量元素和微量、稀土元素特征

吉林蛟河養(yǎng)魚村閃長巖的SiO2含量介于(61.89%～69.6%)，Na2O+K2O全堿含量介于(5.19%～6.69%)，Na2O/K2O比值介于(0.2～0.34)，并且K2O的含量遠(yuǎn)小于Na2O的含量，顯示出高鉀低鈉的特點。Al2O3含量介于(15.44%～18.89%)，MgO含量介于(1.1%～1.3%)，具有高Al低Mg的特點。TiO2和P2O5的含量較低，分別介于0.54%～0.75%和0.06%～0.1%之間。A/CNK介于1.9～2.16之間，屬于過鋁質(zhì)巖石。里特曼指數(shù)σ介于1.06～2.25之間，屬于鈣堿性。在SiO2-K2O圖解中(見圖2)，該閃長巖落入高鉀鈣堿性系列和過渡型的鉀玄巖系列，表明養(yǎng)魚村閃長巖可能是與活動大陸邊緣造山帶有關(guān)的富鉀系列巖石。

圖2 養(yǎng)魚村閃長巖主量元素判別

吉林蛟河養(yǎng)魚村閃長巖稀土總量ΣREE較高介于(153.70～205.76)×10-6之間，平均188.56×10-6；LREE/HREE比值介于6.98～8.48之間，平均7.53；(La/Yb)n介于6.78～8.14之間，平均7.40。顯示存在稀土元素分餾的特征。在稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化圖解中(見圖3)，稀土分布模式為輕稀土相對富集的右傾模式，輕稀土元素配分曲線較陡，而重稀土元素配分曲線較為平緩，表明相對于重稀土元素，輕稀土元素分異程度更為強(qiáng)烈。另外，δEu介于0.41～0.64之間，顯示出強(qiáng)烈負(fù)異常，可能是在巖漿分離結(jié)晶過程中，有斜長石結(jié)晶析出，或者部分熔融作用中斜長石殘留在源區(qū)。δCe介于0.97～1.05之間，沒有明顯異常。

圖3 養(yǎng)魚村閃長巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分

4 討 論

從巖石的化學(xué)成分上可以看出養(yǎng)魚村閃長巖為鈣堿性巖石。在微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖(見圖4)上，微量元素顯示大離子親石元素Rb、Th、K明顯富集，其中元素Rb強(qiáng)烈富集，表明巖漿在成巖過程中可能受到了地殼物質(zhì)的混染或后期流體改造。高場強(qiáng)元素Nb、P、Ti明顯虧損。樣品中Ba/Nb介于54.12～68.12之間，變化較大，但是Ba/Rb介于4.43～4.90之間，相對穩(wěn)定，表明巖石樣品受到后期蝕變作用較弱。微量元素Rb/Sr介于1.2～2.27之間，相對高于地殼Rb/Sr的平均值0.35，但遠(yuǎn)高于上地幔Rb/Sr的平均值0.034，顯示出殼源的特點。在巖漿分離結(jié)晶作用的過程中Sr趨向于早期鈣質(zhì)斜長石中富集，而Rb則富集于巖漿殘留液相中，最終進(jìn)入富鉀礦物。在分異作用的早期，Rb/Sr比值平均值略小于0.5，在逐漸結(jié)晶的過程中，殘余巖漿的Rb/Sr比值隨分異程度的增大而增加，養(yǎng)魚村Rb/Sr比值均大于1，進(jìn)一步說明養(yǎng)魚村閃長巖分異程度較高，非幔源巖漿巖。

圖4 原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)

一般選用元素Rb、Y和Nb作為區(qū)分大洋脊花崗巖(ORG)、板內(nèi)花崗巖(WPG)、島弧花崗巖(VAG)和通碰撞花崗巖(Syn-COLG)等大多數(shù)類型最為有效的依據(jù)，在Rb-Y+Nb圖解(見圖5)中，巖石樣品均落入島弧花崗巖區(qū)域內(nèi)，說明養(yǎng)魚村閃長巖可能形成于島弧—活動陸源造山帶的環(huán)境中。在logτ-logσ圖解(見圖6)中，巖石數(shù)據(jù)均落入B區(qū)，進(jìn)一步驗證養(yǎng)魚村閃長巖形成于閉合邊緣的島弧—活動陸源造山帶環(huán)境。在Rb-Hf-Ta(圖7)圖解中，巖石樣品均落在弧系統(tǒng)區(qū)，進(jìn)一步驗證閃長巖發(fā)生在島弧—活動陸源造山帶的構(gòu)造環(huán)境[5-6]。

圖5 養(yǎng)魚村閃長巖Rb-Y+Nb圖解

5 結(jié) 論

1) 吉林蛟河養(yǎng)魚村閃長巖表現(xiàn)出富鉀低鈉的特點，A/CNK介于1.9～2.16之間，里特曼指數(shù)σ介于1.06～2.25之間，屬于過鋁質(zhì)富鉀鈣堿性系列巖漿巖。

圖6 養(yǎng)魚村閃長巖logτ-logσ

圖7 養(yǎng)魚村閃長巖Rb-Hf-Ta

2) 吉林蛟河養(yǎng)魚村閃長巖具有大離子親石元素(LILE)富集、高場強(qiáng)元素(HSFE)虧損的特點，稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分模式圖表現(xiàn)為輕稀土元素(LREE)富集、重稀土元素(HREE)虧損的右傾型特征，并呈現(xiàn)明顯的 Eu 負(fù)異常，分異程度較高，該區(qū)閃長巖體具有殼源巖漿的典型特征。

3) 吉林蛟河養(yǎng)魚村閃長巖形成于島弧—活動陸源造山帶的構(gòu)造環(huán)境。

[1] 周琴, 吳福元, 儲著銀, 等. 吉林蛟河地幔橄欖巖捕虜體的Sr-Nd-Hf-Os同位素特征與巖石圈地幔時代[J]. 巖石學(xué)報, 2007, 23(6): 1269-1280.

[2] 馮光英, 劉燊, 楊經(jīng)綏, 等. 吉林省松嫩—張廣才嶺地塊榆木川輝綠玢巖年代學(xué)及其地質(zhì)意義[J]. 礦物巖石地球化學(xué)通報, 2016, 35(5): 1014-1021.

[3] 張興洲, 楊寶俊, 吳福元, 等. 中國興蒙—吉黑地區(qū)巖石圈結(jié)構(gòu)基本特征[J]. 中國地質(zhì)，2006, 33(4)：816-823.

[4] 馮光英, 劉燊, 鐘宏, 等. 吉林晚古生代榆木川基性巖的地球化學(xué)特征及其巖石成因[J]. 地球化學(xué), 2010, 39(5): 427-438.

[5] 鄧晉福，肖慶輝，蘇尚國, 等. 火成巖組合與構(gòu)造環(huán)境[J]. 高校地質(zhì)學(xué)報，2007, 13(3)：392-402.

[6] 鄧晉福，劉翠，馮艷芳，等. 關(guān)于火成巖常用圖解的正確使用[J]. 地質(zhì)論評，2015, 61(4)：717-732.

Diorites Geochemical Characteristics of Yangyu Village in Jiaohe County of Jilin

GAO Jian, LI Yingshu

(CollegeofLandResourcesandEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming,Yunnan650091,China)

It is found that Yangyucun diorites crop out in southern part of Songnen-Zhangguangcai block of Xingmeng orogenic belt. The major and trace elements studies show that SiO2of these diorites is varying from 61.89% to 69.6% with A/CNK from 1.9 to 2.16 and Rittman index from 1.06 to 2.25. These rocks also have relatively high K2O(3.96% to 5.18%). These data will indicate that these rocks belong to high-K and peraluminous calc-alkaline series. Their REE model is characterized by enrichment in light REE with negative Eu anomaly. Primitive mantle-normalized trace elements indicate that these rocks have relatively high LILE with loss of HFSE which demonstrates a higher degree of differentiation and typical characteristics of crustal source of this magma. All of the data show that Yangyu village diorites will be formed in island arc-active terrigenous orogenic belt environment.

Xingmeng orogenic belt; Diorite; Geochemical characteristics

2017-02-29

高健(1990-)，男，吉林洮南人，在讀碩士研究生，研究方向：巖石學(xué)，手機(jī)：15311883211；通訊作者：黎應(yīng)書(1966-)，男，貴州遵義人，教授，研究方向：礦產(chǎn)經(jīng)濟(jì)和構(gòu)造地質(zhì)學(xué)，E-mail:76348644@qq.com.

P618.13

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.02.016