蘇魯超高壓變質(zhì)帶北緣古-新元古代淺變質(zhì)基性巖的構(gòu)造屬性及其意義*

宋明春 周建波 林少一 李杰 李世勇 宋英昕 王斌 劉鵬瑞

1. 山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第六地質(zhì)大隊(duì)，威海 2642092. 自然資源部金礦成礦過(guò)程與資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，濟(jì)南 2500133. 吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，長(zhǎng)春 1300614. 河北地質(zhì)大學(xué)資源學(xué)院，石家莊 0500315. 山東省物化探勘查院，濟(jì)南 2500136 山東省地質(zhì)科學(xué)研究院，濟(jì)南 250013

蘇魯超高壓變質(zhì)帶(造山帶)位于揚(yáng)子板塊和華北板塊之間，為秦嶺-大別造山帶的東延部分。該帶以發(fā)育高壓-超高壓變質(zhì)巖為特征，為研究大陸深俯沖作用與過(guò)程的經(jīng)典地區(qū)。前人在超高壓變質(zhì)巖的物質(zhì)組成、變質(zhì)作用與同位素地球化學(xué)等領(lǐng)域取得了豐富的研究成果(Faureetal., 2001; Liouetal., 2009; Liuetal., 2006, 2008a; Liu and Liou, 2011; Tangetal., 2006, 2007; Yang, 2004; Zhai, 2002; Zhangetal., 1995, 2002, 2009; Zhaoetal., 2006; Zhengetal., 2003, 2009; Zheng, 2009; 劉福來(lái)等, 2003; 宋明春等, 2007; 王來(lái)明等, 2005; 薛懷民等, 2006; 楊經(jīng)綏等, 2002; 張儒媛等, 1993)，研究表明揚(yáng)子板塊與華北板塊之間的俯沖與拼貼時(shí)代為三疊紀(jì)前后(Zhengetal., 2003, 2009; Zheng, 2009; Liouetal., 2009; Liuetal., 2006, 2008a; Liu and Liou, 2011)，揚(yáng)子板塊可以俯沖到200余千米或者更深的地幔深度(Yeetal., 2000)。需要指出的是，以往的研究多集中在蘇魯?shù)貐^(qū)的高壓-超高壓變質(zhì)巖系，而對(duì)淺變質(zhì)巖的關(guān)注較少。在蘇魯造山帶內(nèi)部及北緣零星分布有非超高壓變質(zhì)巖片，如造山帶內(nèi)部石橋一帶的淺變質(zhì)巖系(宋明春等, 2003; 周建波等, 2001b, 2013; Zhouetal., 2008a)和造山帶北緣五蓮一帶的淺變質(zhì)雜巖等(趙達(dá)等, 1995; Zhengetal., 2005; Zhouetal., 2008b)，對(duì)這些淺變質(zhì)巖的研究有利于揭示大陸板塊深俯沖過(guò)程中高壓-超高壓巖石形成與折返過(guò)程，并對(duì)板塊縫合線的位置具有重要的制約作用(Zhengetal., 2005; Zhouetal., 2008a, b)。本文在青島王臺(tái)地區(qū)1:5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查基礎(chǔ)上，在胡家-從家屯一帶識(shí)別出非超高壓變質(zhì)巖片，并對(duì)其中的淺變質(zhì)基性巖進(jìn)行了深入剖析，不僅有助于加深對(duì)該區(qū)非超高壓變質(zhì)巖系演化的深入理解，而且對(duì)揭示大陸深俯沖過(guò)程及板塊縫合帶位置具有重要的意義。

1 地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域地質(zhì)概況

位于魯東地區(qū)的蘇魯超高壓變質(zhì)帶由北段(威海地體)和南段(膠南地體)兩部分組成，二者之間被晚中生代膠萊盆地覆蓋(圖1a)，威海地體與隸屬于華北板塊的膠北地體之間被晚中生代花崗巖類和斷裂構(gòu)造分割。蘇魯超高壓變質(zhì)帶主要由新元古代變質(zhì)花崗巖類組成，少量新太古代-古元古代地層殘片，零星分布超高壓變質(zhì)的榴輝巖，有較多中生代花崗巖類侵入。膠北地體主要由新太古代TTG質(zhì)片麻巖和古元古代變質(zhì)地層組成，少量中-新太古代變質(zhì)地層殘片和新元古代變質(zhì)地層，亦有較多中生代花崗巖類侵入。膠萊盆地是白堊紀(jì)陸相火山-沉積盆地，主要由河湖相碎屑巖沉積和鈣堿性火山巖組成。

圖1 蘇魯超高壓變質(zhì)帶北緣區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Sketch map of northern margin of Sulu UHP metamorphic belt

在蘇魯超高壓變質(zhì)帶北緣與膠萊盆地的結(jié)合部位，斷續(xù)分布以五蓮雜巖為代表的未遭受超高壓變質(zhì)的地質(zhì)體殘片(巖片)(圖1b, Zhengetal., 2005; Zhouetal., 2008b)。五蓮雜巖主要由“五蓮群”變質(zhì)雜巖組成，為一套經(jīng)歷了綠片巖-角閃巖相變質(zhì)的陸緣碎屑巖、火山巖和淺海碳酸鹽巖沉積建造(Zhengetal., 2005; Zhouetal., 2008b)。傳統(tǒng)上五蓮群被劃分為下部的海眼口組和上部的坤山組(宋明春和王沛成, 2003)，海眼口組下部以斜長(zhǎng)角閃巖為主，上部則主要由云母變粒巖、片巖等組成；坤山組主要由大理巖，石英巖和云母片巖等組成(王世進(jìn)等, 2012)。五蓮群被前人劃為古元古代或中元古代地層(王世進(jìn)等, 2012)，也有人認(rèn)為五蓮群的形成時(shí)代相當(dāng)于三峽地區(qū)的震旦紀(jì)陡山陀組到燈影組(趙達(dá)等, 1995)。近期研究表明，五蓮雜巖為揚(yáng)子板塊北緣的新元古代巖石，是在揚(yáng)子板塊俯沖過(guò)程中被刮削下來(lái)構(gòu)造疊置于俯沖帶附近的增生雜巖(Zhengetal., 2005; Zhouetal., 2008b)。然而，傳統(tǒng)的五蓮群局限于五蓮城附近(圖1b)，相關(guān)淺變質(zhì)單元的延伸規(guī)模與展布范圍沒(méi)有得到深入研究，其構(gòu)造屬性及地質(zhì)意義也沒(méi)有引起足夠重視。

筆者等在1:5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)填圖基礎(chǔ)上結(jié)合專題研究，在青島西海岸新區(qū)識(shí)別出了胡家和從家屯兩處以斜長(zhǎng)角閃巖為標(biāo)志的非超高壓變質(zhì)巖片。其中，胡家?guī)r片位于蘇魯超高壓變質(zhì)帶北緣的中部，其北側(cè)以五蓮-青島斷裂與膠萊盆地白堊紀(jì)萊陽(yáng)群相接，其南側(cè)以石門-薛家莊韌性剪切帶與超高壓變質(zhì)帶毗鄰。該巖片主要由斜長(zhǎng)角閃巖和斜長(zhǎng)花崗巖組成，見(jiàn)有超鎂鐵質(zhì)巖(蛇紋巖)、閃長(zhǎng)巖和零星的變質(zhì)地層殘片(圖2; 宋明春和王來(lái)明, 2000)。前人曾報(bào)道了斜長(zhǎng)花崗巖的單顆粒鋯石Pb-Pb同位素年齡為1370.6±14.3Ma(宋明春等, 1998)。而從家屯巖片位于蘇魯超高壓變質(zhì)帶北緣的東段，其北側(cè)以五蓮-青島斷裂與膠萊盆地白堊紀(jì)萊陽(yáng)群相接，其南側(cè)與胡家?guī)r片毗鄰(圖2)。該巖片主要由斜長(zhǎng)角閃巖、古元古代變質(zhì)地層和新元古代片麻巖類組成，曾被前人劃歸為古元古代膠南群或荊山群(宋明春和王沛成, 2003)，而斜長(zhǎng)角閃巖曾被認(rèn)為是古-中元古代基性熔巖(倪志耀等, 2001)。

1.2 巖相學(xué)特征

從家屯巖片的斜長(zhǎng)角閃巖巖石較堅(jiān)硬，巖層傾角變化較大，經(jīng)歷了強(qiáng)烈的褶皺變形。灰黑色，細(xì)粒粒狀柱狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造(圖3a)。巖石由角閃石45%、斜長(zhǎng)石45%、石英5%和少量綠泥石、綠簾石、磁鐵礦組成。礦物粒徑多在0.2～1.5mm，角閃石與斜長(zhǎng)石平衡共生(圖3b)。角閃石呈黃色-棕綠色，斜長(zhǎng)石多被絹云母、綠簾石交代。巖石的礦物組合及變質(zhì)礦物特征表明，其經(jīng)歷了高綠片巖相-低角閃巖相變質(zhì)作用。1:5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作中，采用斜長(zhǎng)石-角閃石溫壓計(jì)估算的溫壓條件為520℃和0.35GPa(山東省地質(zhì)調(diào)查研究院, 1996(1) 山東省地質(zhì)調(diào)查研究院. 1996. 中華人民共和國(guó)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告(1:50000膠南幅和王臺(tái)幅). 濟(jì)南: 山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局, 331-359)。野外發(fā)育明顯的層狀構(gòu)造并與變質(zhì)碎屑巖呈互層產(chǎn)出，指示其原巖可能為玄武質(zhì)巖類。

胡家?guī)r片的斜長(zhǎng)角閃巖在野外露頭中與斜長(zhǎng)花崗巖交互分布(圖3c)，巖石較松軟。暗灰綠色，變余半自形粒狀結(jié)構(gòu)、柱粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造。巖石主要由60%±的角閃石和30%±的斜長(zhǎng)石組成(圖3d)，少量黑云母(7%±)、輝石、磁鐵礦(2%±)和磷灰石(1%±)。角閃石有兩種類型，一種呈他形柱狀，具填隙狀特征，淺黃色-棕褐色多色性，柱長(zhǎng)一般0.2～0.5mm；另一種具強(qiáng)烈纖閃石化，呈纖柱狀集合體組成原礦物假象，有的分布于其它礦物邊緣或沿巖石中的裂隙分布。斜長(zhǎng)石為他形粒狀，粒度一般0.2～1mm，大部分顆粒已強(qiáng)烈絹云母化，個(gè)別顆?？梢?jiàn)雙晶。黑云母呈片狀及鱗片狀集合體，淺黃色-褐色多色性，有扭折彎曲現(xiàn)象。輝石局部可見(jiàn)，呈柱狀殘留體。巖石學(xué)特征顯示，胡家?guī)r片曾遭受了低角閃巖相變質(zhì)作用的改造。1:5萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作中，采用斜長(zhǎng)石-角閃石溫壓計(jì)估算的溫壓條件為510℃和0.7GPa(山東省地質(zhì)調(diào)查研究院, 1996)。野外特征顯示，胡家?guī)r片呈較大面積的巖株?duì)罘植?分布范圍>10km2)，且?guī)r石成分單一，推測(cè)其原巖可能為輝長(zhǎng)巖類。

圖2 胡家-從家屯地區(qū)地質(zhì)圖和采樣位置1-第四系；2-白堊系；3-白堊紀(jì)石英二長(zhǎng)巖；4-榴輝巖；5-新元古代花崗質(zhì)片麻巖；6-新元古代斑紋狀花崗巖類；7-新元古代片麻巖類；8-新元古代斜長(zhǎng)角閃巖；9-中元古代斜長(zhǎng)花崗巖；10-中元古代閃長(zhǎng)巖類；11-古元古代斜長(zhǎng)角閃巖；12-古元古代超鎂鐵質(zhì)巖；13-古元古代變質(zhì)地層；14-斷裂；15-韌性剪切帶；16-采樣位置. 注：7、8和部分13為從家屯巖片的組成部分；9-12和部分13為胡家?guī)r片的組成部分Fig.2 The geological map of the Hujia-Congjiatun area and sample locations

2 樣品采集和測(cè)試方法

2.1 采樣位置

樣品分別采自胡家?guī)r片和從家屯巖片的斜長(zhǎng)角閃巖，采樣位置詳見(jiàn)圖2。其中，胡家?guī)r片樣品采自青島西海岸新區(qū)崔家屯、胡家北和遲家，3個(gè)采樣點(diǎn)的編號(hào)及坐標(biāo)位置分別為，16SD46：E119°56′59″、N36°01′52″；18SD21-24：E119°52′49″、N36°01′11″；18SD30-34：E119°57′59″、N36°02′49″。從家屯巖片樣品采自青島西海岸新區(qū)從家屯附近，3個(gè)采樣點(diǎn)的編號(hào)及坐標(biāo)位置分別為，16SD44：E119°54′49″、N36°03′05″；16SD45：E119°54′48″、N36°03′04″；18SD15-20：E119°54′38″、N36°03′02″。

2.2 鋯石U-Pb測(cè)年方法

用于同位素測(cè)年的鋯石在河北廊坊市宏信地質(zhì)勘查技術(shù)服務(wù)有限公司利用單礦物常規(guī)分離技術(shù)完成分選，優(yōu)選無(wú)裂痕、環(huán)帶發(fā)育良好的鋯石進(jìn)行U-Pb同位素定年。測(cè)年工作在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過(guò)程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，等離子質(zhì)譜儀為Agilent 7500a，激光剝蝕系統(tǒng)為GeoLas2005，激光能量70mJ，頻譜8Hz，激光束斑直徑32μm。采用標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500作為外標(biāo)(Wiedenbecketal., 1995)計(jì)算鋯石年齡，采用美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)局研制的人工合成硅酸鹽玻璃NIST SRM610作為外標(biāo)(Pearceetal., 1997)計(jì)算元素含量，29Si作為內(nèi)標(biāo)元素進(jìn)行校正(Liuetal., 2008b)。

圖3 蘇魯超高壓變質(zhì)帶北緣斜長(zhǎng)角閃巖的野外和顯微照片(a)呈層狀產(chǎn)出的從家屯斜長(zhǎng)角閃巖野外露頭；(b)從家屯斜長(zhǎng)角閃巖顯微照片，正交偏光；(c)胡家斜長(zhǎng)角閃巖被斜長(zhǎng)花崗巖侵入；(d)胡家斜長(zhǎng)角閃巖顯微照片，正交偏光. am-斜長(zhǎng)角閃巖；pg-斜長(zhǎng)花崗巖；Hb-角閃石；Pl-斜長(zhǎng)石Fig.3 Field outcrop photos and thin section microphotographs of the amphibolites in northern margin of Sulu UHP metamorphic belt

2.3 全巖主、微量元素測(cè)試方法

樣品的主、微量元素分析在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測(cè)試研究中心完成，樣品分析包括前處理和上機(jī)測(cè)試。主量元素采用硅酸鹽巖石化學(xué)分析X射線熒光光譜法(XFR)測(cè)定，實(shí)驗(yàn)儀器為PW2404順序掃描型X射線熒光光譜儀，前處理包括溶樣和燒失量測(cè)試，溶樣包括稱量、燒熔、溶樣、定容等步驟；燒失量測(cè)量包括稱量、灼燒和再稱量等步驟，分析精度和準(zhǔn)確度優(yōu)于5%。微量和稀土元素采用ELEMENTI電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測(cè)定，當(dāng)元素含量大于10-6時(shí)，分析精度優(yōu)于5%，當(dāng)含量小于10-6時(shí)，分析精度優(yōu)于10%。

3 測(cè)試結(jié)果

3.1 鋯石U-Pb年代學(xué)

3.1.1 從家屯斜長(zhǎng)角閃巖(16SD44、16SD45)

16SD44樣品，鋯石晶體呈柱狀、粒狀，粒徑50～180μm，多在100μm±，長(zhǎng)短軸之比在1:1～3:1之間。鋯石邊緣比較圓滑，內(nèi)部結(jié)構(gòu)較均勻，少量鋯石的邊部顯示不甚清晰的震蕩環(huán)帶或扇形條帶，具有巖漿成因鋯石的主要特征(圖4a)。選取20顆鋯石進(jìn)行微區(qū)LA-ICP-MS U-Pb測(cè)年，結(jié)果顯示(表1)，鋯石的U含量在38.21×10-6～440.3×10-6之間，Th/U值為0.30～0.79。鋯石206Pb/238U年齡值范圍是726～840Ma，所有測(cè)點(diǎn)均位于諧和線上，大部分?jǐn)?shù)據(jù)集中分布在766～820Ma之間，所有數(shù)據(jù)的加權(quán)平均年齡為797±11Ma(MSWD=3.3；圖4b)。鋯石的同位素年齡值區(qū)間較集中，沒(méi)有測(cè)到受后期巖漿熱事件影響及早期殘留鋯石的年齡記錄。

16SD45樣品，鋯石顆粒多呈長(zhǎng)柱狀或柱狀，粒徑50～200μm，多在70μm±，長(zhǎng)短軸之比在1:1～3:1之間。鋯石邊緣比較圓滑，內(nèi)部多無(wú)環(huán)帶(圖4c)，少量鋯石的邊部有較窄的環(huán)帶，部分鋯石顯示核邊結(jié)構(gòu)。選取20顆鋯石進(jìn)行微區(qū)LA-ICP-MS U-Pb測(cè)年，結(jié)果顯示(表1)，鋯石的U含量變化較大，為25.98×10-6～2176×10-6，Th/U值除1個(gè)數(shù)據(jù)為1.25外，其他為0.03～0.23。鋯石206Pb/238U 年齡除1個(gè)數(shù)據(jù)異常外，范圍是503～875Ma。除去4個(gè)不諧和年齡數(shù)據(jù)，16個(gè)數(shù)據(jù)的加權(quán)平均年齡為782±16Ma(MSWD=7.3；圖4d)。

3.1.2 胡家斜長(zhǎng)角閃巖(16SD46、16SD30)

16SD46樣品，鋯石晶體呈圓粒狀、橢圓狀，粒徑50～200μm，多在70μm±，長(zhǎng)短軸之比在1:1～2.5:1之間。鋯石邊緣比較圓滑，多數(shù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)較均勻，部分具有模糊的震蕩環(huán)帶，指示了巖漿成因(圖5a)；部分鋯石具有弱的扇狀分帶或內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻，顯示變質(zhì)成因特點(diǎn)。選取20顆鋯石進(jìn)行微區(qū)LA-ICP-MS U-Pb 測(cè)年，結(jié)果顯示(表1)，鋯石的U含量在147.7×10-6～457.7×10-6之間，Th/U 比值在0.23～0.55。鋯石206Pb/238U(<1000Ma)或者207Pb/206Pb(>1000Ma)年齡范圍介于810～1889Ma之間，其中17顆鋯石的年齡值為1671～1889Ma，3顆鋯石的年齡值為810～884Ma。位于不一致曲線上部的14顆鋯石的207Pb/206Pb加權(quán)平均年齡為1790±27Ma(MSWD=1.6；圖5b)，為巖漿鋯石的形成年齡；3顆鋯石年齡略微偏離諧和線，可能為受變質(zhì)作用影響導(dǎo)致鉛丟失所致。

圖4 從家屯斜長(zhǎng)角閃巖鋯石CL圖和U-Pb年齡諧和圖鋯石CL圖中的紅色圈示分析點(diǎn)位置Fig.4 Representative cathodoluminescence images and LA-ICP-MS U-Pb concordia diagrams of zircons from the amphibolites in the Congjiatun area

表1從家屯和胡家斜長(zhǎng)角閃巖的鋯石LA-ICPMSU-Pb分析結(jié)果

Table 1 LA-ICPMS U-Pb data of zircon from the amphibolites in Congjiatun and Hujia

測(cè)點(diǎn)號(hào)含量(×10-6)PbUTh/U同位素比值年齡值(Ma)207Pb/206Pb1σ207Pb/235U1σ206Pb/238U1σ207Pb/206Pb1σ207Pb/235U1σ206Pb/238U1σ16SD44 從家屯斜長(zhǎng)角閃巖44.133.98216.60.350.06530.00281.17710.05060.13090.002278289790247931344.223.44150.50.390.06460.00211.16030.03720.13030.002076166782187891144.311.1771.730.340.06560.00401.25960.07530.13930.0029794123828348401644.417.46109.30.370.06480.00311.22800.05730.13750.002476696813268311444.532.21209.30.330.06340.00201.16730.03630.13350.002072364785178081144.621.18137.10.390.07010.00261.25960.04630.13040.002193074828217901244.714.7897.410.310.06360.00301.12980.05190.12890.002372895768257811344.85.8638.210.300.06610.00551.23770.09990.13570.0035811164818458202044.931.23207.20.300.06470.00201.14460.03610.12830.001976465775177781144.1076.42440.30.790.06620.00151.23270.02860.13510.001981146816138171144.1155.99350.40.550.06680.00171.19670.03110.12990.001883252799147871144.1219.57124.50.480.06300.00301.14050.05290.13130.002370797773257951344.1328.17135.30.430.06770.00311.25890.05700.13480.002486093827268151444.1421.33142.70.360.06660.00231.15780.03990.12620.002082470781197661144.156.0039.280.400.06690.00601.10090.09580.11930.0032836175754467261844.168.9958.100.330.06680.00441.21430.07800.13170.00288331318073679816

續(xù)表1

Continued Table 1

測(cè)點(diǎn)號(hào)含量(×10-6)PbUTh/U同位素比值年齡值(Ma)207Pb/206Pb1σ207Pb/235U1σ206Pb/238U1σ207Pb/206Pb1σ207Pb/235U1σ206Pb/238U1σ44.178.0352.110.370.06790.00371.19900.06400.12810.0025865109800307771444.1817.06113.70.360.07160.00451.32420.08070.13410.0028974122856358111644.1929.17188.40.420.06720.00241.20720.04290.13020.00208457280419.77891244.2033.51212.20.410.06650.00261.26880.04930.13840.002282279832228351316SD45 從家屯斜長(zhǎng)角閃巖45.167.71451.80.190.06250.00141.12810.02470.13120.00166904676712795945.27.8454.300.030.06360.00471.13740.08230.12980.0030729150771397871745.3283.320970.180.06530.00090.92250.01270.10250.0012785276647629745.4227.421760.230.06240.00090.69690.01030.08110.0009687305376503645.533.75246.30.030.06260.00171.05410.02820.12220.00166965673114743945.698.23691.50.080.06410.00111.23480.02200.13980.00177463681710844945.73.8625.980.190.06850.00511.18360.08580.12550.0029882147793407621745.8127.2909.60.100.06710.0010.93620.01490.10130.0012842326718622745.9241.517150.040.06510.00091.18620.01660.13230.0015778277948801945.1025.26179.20.030.06230.00221.08850.03710.12680.001868572748187701045.1188.62619.90.080.06450.00131.14610.02270.12890.00167594177511782945.1264.12462.30.090.06250.00161.07390.02790.12480.00166905574114758945.133.05121.31.250.04890.00540.11070.01200.01640.000414424210711105345.1490.58639.60.070.0620.00121.10240.02110.12900.00166754075510782945.1572.46515.50.060.0620.00141.08980.02550.12760.00166734974812774945.1666.75462.60.150.06410.00141.10520.02470.12510.00167464675612760945.174.1027.640.150.06130.00521.14060.09430.13500.0034650172773458171945.1825.65186.80.040.05930.00241.01970.04020.12490.001957785714207591145.1910.0767.700.200.06570.00431.27140.08040.14050.0030796130833368481745.203.8428.340.110.05040.01131.00920.22150.14540.00782124497091128754416SD46胡家斜長(zhǎng)角閃巖46.169.41178.10.300.10930.00204.79350.09090.31800.004117883317841617802046.273.74187.90.370.10970.00215.08030.10100.33590.004417953518331718672146.350.83251.70.400.11390.00193.36370.05680.21420.002718632914961312511446.453.70350.40.380.07650.00161.55020.03260.14700.0019110841951138841146.5113.9298.90.420.10560.00174.41370.07370.30310.003817252917151417071746.663.00162. 50.330.11280.00215.25830.10210.33810.004418453418621718772146.755.43147. 70.320.10630.00214.66330.09380.31830.004217363617611717822046.828.37184.60.230.06570.00231.21260.04200.13390.002079672806198101146.985.44225.30.330.11560.00305.37500.13900.33730.005018894618812218742446.10112.7295.20.350.11050.00314.29200.11910.28160.004218085016922316002146.1196.86316.00.420.10260.00223.35950.07120.23750.003116713814951713741646.1290.46342.30.240.10470.00213.37750.06850.23390.003117103614991613551646.1394.71255.60.430.11030.00284.19980.10780.27620.004018054616742115722046.1495.36250.80.410.1110.00235.08710.10600.33240.004518163718341818502246.15123.0308.20.550.1140.00275.45070.13090.34680.005018644218932119192446.16129.7358.20.400.10910.00184.45900.07810.29650.003817853017231516741946.1778.54215.70.310.10620.00274.53540.11640.30980.004517354617382117402246.18167.6457.70.410.10960.00184.63010.07950.30650.003917923017551417241946.1976.94214.90.340.10670.00284.48550.11630.30480.004417454717282117152246.2031.61194. 90.340.06880.00311.30860.05720.13790.002389389850258331318SD30胡家斜長(zhǎng)角閃巖30.130.16134.70.170.09320.00182.50830.05730.19530.003014913712741711501630.213.55125.30.610.06530.00200.77290.02620.08590.0016783685811553110

續(xù)表1

Continued Table 1

測(cè)點(diǎn)號(hào)含量(×10-6)PbUTh/U同位素比值年齡值(Ma)207Pb/206Pb1σ207Pb/235U1σ206Pb/238U1σ207Pb/206Pb1σ207Pb/235U1σ206Pb/238U1σ30.334.75220.40.700.06540.00141.11630.02570.12420.002078746761127551130.422.98102.20.260.09250.00192.46780.05940.19310.002914774012631711381530.564.81178.70.220.11060.00174.79300.09260.31460.005218092817841617632530.632.13105.00.240.10630.00193.80850.07780.26020.004217373215951714912130.740.29107.20.250.11480.00175.04560.10000.31810.005018772818271717812430.829.19110.30.270.09960.00183.07910.06470.22430.003216173414281613051730.918.4895.150.260.08630.00251.93580.05060.16440.00291346621094189811630.1042.89112.10.280.11260.00185.00000.10000.32170.005018433018191717982430.1122.6690.930.250.10020.00242.95740.08160.21460.004316284413972112532330.1253.71158.40.160.11060.00174.50470.08540.29520.004418092817321616682230.1324.4382.760.220.10580.00203.72160.08670.25480.004317283515761914632230.1427.11173.50.800.06780.00171.10810.02880.11860.001786353757147231030.15174.1325.20.420.15490.00268.84650.34880.40330.012424023023223621845730.1630.7899.500.150.10610.00253.96830.09550.27180.005317334416282015502730.1778.66220.70.210.10820.00154.50530.07640.30160.004417692617321416992230.18118.9337.60.120.10970.00174.56530.08480.30050.004317952717431616942130.1923.1787.450.200.09920.00213.15070.07870.23020.004116093914451913362230.2028.6998.770.200.10430.00263.56970.09070.24800.004517024715432014282330.2127.8078.880.220.11100.00204.58360.09750.29940.004718173217461816882530.2219.74100.90.200.08540.00182.03710.05180.17200.002813244011281710231630.2343.62146.00.210.10280.00183.59180.07370.25270.003616763215481614531930.2416.34106.50.210.08600.00221.59360.04400.13490.0024133949968178161430.2537.72104.80.240.11070.00194.65730.11770.30360.006218133117602117093130.2632.3793.040.240.11130.00204.55170.10100.29650.005218213317411916742630.2726.7189.850.190.10840.00213.87860.08590.25940.004317733416091814872230.2813.6678.320.180.08010.00201.72780.05190.15620.00291199511019199361630.2944.32119.20.230.11440.00185.03730.10080.31940.005418702818261717872630.3024.8692.810.230.10120.00263.27590.08640.23480.004616474814752113602430.3153.28155.00.250.10830.00174.32190.07860.28940.004217702816981516392130.3229.09134.30.250.09230.00242.29790.05660.18050.002914744412121710701630.3333.7891.890.220.11270.00194.90530.10170.31460.005018433018031817632430.3429.0480.560.200.11200.00244.72130.10680.30700.005618323817711917262830.35134.3481.00.490.10310.00163.75570.16220.25760.009716812815833514785030.3633.70117.70.180.10310.00183.51760.06680.24720.003716813215311514242030.3721.5862.980.180.10790.00244.33560.10440.29050.004717654117002016442430.38113.8282.30.380.11130.00155.09460.08960.33000.005118212918351518382530.3920.9985.100.230.09580.00212.77850.06420.21010.003115434113501712291630.4025.4095.040.250.10040.00213.16440.06740.22910.003716323914491713302030.4121.2894.730.250.09010.00192.46370.07420.19580.004014294112612211532230.4217.2594.880.250.08220.00201.78890.04600.15750.00261251161041179431430.4331.89101.40.240.10820.00194.03570.08510.26880.004317693816411715352230.4441.37113.00.250.10730.00184.61340.08090.31130.004817543017521517472430.4531.5290.670.250.10800.00194.39420.08150.29480.00501766117111516662530.4638.97163.20.190.09690.00192.73480.05870.20360.0032156523613381611951730.4735.75100.90.260.10850.00194.51820.08990.30050.004517763217341716942330.4823.6878.740.220.10390.00203.73610.07780.26030.003916943515791714912030.4940.30107.90.260.10910.00184.79680.08840.31710.004317853017841617762130.5028.64190.00.510.06250.00141.08530.02710.12530.0019700497461376111

圖5 胡家斜長(zhǎng)角閃巖鋯石CL圖像和U-Pb年齡諧和圖鋯石CL圖中的紅色圈示分析點(diǎn)位置Fig.5 Representative cathodoluminescence images and LA-ICP-MS U-Pb concordia diagrams of zircons from the amphibolites in the Hujia area

18SD30樣品，鋯石與16SD46相似，晶體呈粒狀、短柱狀，粒徑50～300μm，多在100～150μm±，長(zhǎng)短軸之比在1:1～3:1之間。鋯石邊緣比較圓滑，多數(shù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)較均勻，部分具有震蕩環(huán)帶，指示了巖漿成因(圖5c)；部分鋯石具有弱的扇狀分帶或內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻，顯示變質(zhì)成因特點(diǎn)；個(gè)別鋯石保留較清晰的核，為早期地質(zhì)體的殘余鋯石。選取50顆鋯石進(jìn)行微區(qū)LA-ICP-MS U-Pb測(cè)年，結(jié)果顯示(表1)，鋯石的U含量在62.98×10-6～481.0×10-6之間，Th/U 比值在0.15～0.80。鋯石206Pb/238U(<1000Ma)或者207Pb/206Pb(>1000Ma)年齡范圍介于531～2402Ma之間，除30.2和30.24兩個(gè)不諧和測(cè)點(diǎn)外，其余48顆鋯石構(gòu)成了較好的一致曲線，其與不一致曲線下交點(diǎn)年齡為732±31Ma，上交點(diǎn)為1853±15Ma(MSWD=1.4；圖5d)。

3.2 巖石地球化學(xué)

3.2.1 主量元素

圖6 從家屯和胡家斜長(zhǎng)角閃巖硅堿關(guān)系(a,據(jù)Le Bas et al., 1986)和FAM圖解(b,據(jù)Irvine and Barager, 1971)Fig.6 TAS diagram (a, after Le Bas et al., 1986) and FAM diagram (b, after Irvine and Barager, 1971) of the amphibolites in Congjiatun and Hujia

圖7 從家屯和胡家斜長(zhǎng)角閃巖球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分曲線圖(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Boynton, 1984)洋島玄武巖(OIB)、E型洋中脊玄武巖(E-MORB)和N型洋中脊玄武巖(N-MORB)據(jù)Sun and McDonough, 1989; Stern, 2002Fig.7 Chondrite-normalized REE patterns of the of the amphibolites in Congjiatun and Hujia (normalization values after Boynton, 1984)

兩類斜長(zhǎng)角閃巖樣品的SiO2含量大部分位于基性巖范疇。TiO2含量中等，均高于島弧拉斑玄武巖(TiO2=0.80%, Wilson, 1989)，多數(shù)樣品TiO2含量低于洋島拉斑玄武巖(TiO2=2.63%, Wilson, 1989)，胡家?guī)r片有5件樣品的TiO2值高于洋島拉斑玄武巖。巖石富鈉貧鉀，相比而言，胡家?guī)r片樣品的K2O含量較高，Na2O/K2O值(1.48～4.76)較低。巖石的全鐵和鋁含量較高，磷含量低。Mg#含量介于0.39～0.49，低于原生巖漿(Mg=0.68～0.75)，表明巖漿演化過(guò)程中經(jīng)歷了一定程度的結(jié)晶分異。σ為1.33～4.22，主要為鈣堿性系列。總體看，研究區(qū)基性巖顯示低Mg、P、K，高Si、Al、Na、Fe的特征。

在硅堿關(guān)系圖中，巖石化學(xué)成分大部分投點(diǎn)于玄武巖區(qū)(圖6a)，少量投點(diǎn)于粗面玄武巖區(qū)。在FAM圖解上，大多數(shù)樣品均落入拉斑玄武巖系列區(qū)內(nèi)(圖6b)。因此，研究區(qū)的斜長(zhǎng)角閃巖類原巖屬于拉斑玄武巖質(zhì)巖石。

3.2.2 稀土元素

巖石的稀土總量介于45.8×10-6～289.0×10-6之間(表2)。其中，從家屯巖片樣品的稀土總量較低(45.8×10-6～94.5×10-6)，其LREE/HREE為1.29～2.42，(La/Yb)N為0.45～1.66，巖石的稀土配分曲線較平坦(圖7a)，無(wú)銪異常(δEu=0.99～1.37)，指示斜長(zhǎng)石沒(méi)有發(fā)生分異，其稀土配分型式相似于洋中脊玄武巖(MORB)。胡家?guī)r片樣品的稀土總量相對(duì)較高(123.4×10-6～289.0×10-6)，其LREE/HREE為3.49～11.6，(La/Yb)N為2.33～17.3，巖石的稀土配分曲線略右傾(圖7b)，無(wú)銪異常(δEu=0.75～1.10)，同樣指示斜長(zhǎng)石沒(méi)有發(fā)生分異，其稀土配分型式相似于洋島玄武巖(OIB)。

3.2.3 微量元素

巖石微量元素含量見(jiàn)表2。微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化圖解顯示(圖8)，各類樣品具有相似的微量元素配分模式，曲線略右傾，相對(duì)富集Ba、Rb和Sr，虧損Zr、Hf、Th和Nb。胡家斜長(zhǎng)角閃巖以略富集La和Hf，Sr異常不明顯而區(qū)別于從家屯斜長(zhǎng)角閃巖。與原始玄武巖(Ni>200×10-6, Cr>400×10-6; Tatsumi and Eggins, 1995)相比，樣品的Cr和Ni含量明顯偏低。與洋中脊型和洋島型玄武巖相比，從家屯斜長(zhǎng)角閃巖除Rb、Ba含量偏高、Hf含量偏低外，相似于E型洋中脊玄武巖(圖8a)；胡家斜長(zhǎng)角閃巖除Th、Nb、Ta和Hf含量明顯偏低外，相似于洋島型玄武巖(圖8b)。

4 討論

4.1 蘇魯超高壓變質(zhì)帶北緣多期次基性巖漿活動(dòng)

4.1.1 新元古代巖漿活動(dòng)

從家屯巖片斜長(zhǎng)角閃巖樣品的同位素年齡為797±11Ma和782±16Ma，表明其形成于新元古代。這一時(shí)代的基性巖漿事件在蘇魯超高壓變質(zhì)帶及鄰近的膠東地塊和魯西地塊較少發(fā)現(xiàn)。在同屬于中央造山帶的大別造山帶北淮陽(yáng)帶西段存在760～720Ma的變玄武巖(劉貽燦等, 2013)。蘇魯超高壓變質(zhì)帶最主要的地質(zhì)組成是花崗質(zhì)片麻巖，其同位素年齡集中于800～650Ma，如威海、文登、榮成、五蓮、東海等地的花崗質(zhì)片麻巖中巖漿鋯石核部的U-Pb同位素年齡分別為772±14Ma、752±9Ma～758±5Ma、738±17Ma、714±14Ma等(李向輝等, 2007; 唐俊等, 2004; Wuetal., 2004; 劉福來(lái)等, 2003)。新元古代同位素年齡及相應(yīng)地質(zhì)體的廣泛出現(xiàn)，指示蘇魯?shù)貐^(qū)曾廣泛發(fā)育與Rodinia超大陸聚合相關(guān)的巖漿事件(Acharyya, 2000)。

表2從家屯和胡家斜長(zhǎng)角閃巖的全巖主量(wt%)和微量(×10-6)元素含量

Table 2 Whole-rock major elements (wt%) and trace elements (×10-6) composition of the amphibolites from Congjiatun and Hujia

樣品號(hào)16SD4416SD44-116SD44-216SD4516SD45-116SD45-216SD45-316SD45-418SD1618SD1718SD18巖性從家屯斜長(zhǎng)角閃巖SiO250.14 50.13 50.29 50.19 49.99 50.22 49.80 50.00 51.78 51.99 51.30 Al2O313.15 13.2813.13 14.79 15.07 13.51 15.19 13.38 13.94 12.81 14.24 Fe2OT315.16 14.82 14.77 13.58 13.77 14.65 13.59 14.95 13.77 14.90 14.21 Fe2O33.36 3.82 3.50 2.94 2.96 2.94 2.72 2.97 3.02 3.92 2.98 FeO10.62 9.90 10.14 9.58 9.73 10.54 9.78 10.78 9.68 9.88 10.11 P2O50.11 0.10 0.11 0.14 0.14 0.11 0.13 0.11 0.11 0.15 0.09 K2O0.48 0.76 0.81 1.03 1.02 0.44 1.14 0.42 0.72 0.60 0.63 Na2O2.60 2.55 2.46 4.48 4.35 3.85 4.08 3.78 3.51 3.74 3.91 MgO6.78 6.55 6.34 4.95 4.98 6.98 4.85 7.13 5.57 4.71 5.00 CaO8.85 8.51 8.77 7.36 7.75 7.54 8.10 7.67 7.90 7.66 7.32 TiO21.26 1.26 1.24 1.68 1.63 1.27 1.47 1.30 1.41 1.80 1.45 MnO0.21 0.21 0.21 0.20 0.21 0.22 0.20 0.22 0.20 0.19 0.17 LOI1.20 1.78 1.81 1.54 1.03 1.18 1.38 1.00 1.09 1.41 1.65 Total99.94 99.96 99.93 99.95 99.93 99.97 99.93 99.96 99.99 99.96 99.98 Mg#0.47 0.47 0.46 0.42 0.42 0.49 0.41 0.49 0.45 0.39 0.41 Na2O/K2O5.37 3.36 3.03 4.35 4.26 8.77 3.58 8.98 4.90 6.19 6.17 σ1.33 1.54 1.47 4.22 4.13 2.55 4.01 2.52 2.04 2.10 2.49 Rb1826353736124111231919Ba106217210176164107162102224131133Th0.330.310.450.280.170.250.180.260.350.50.37U0.110.090.160.290.130.090.140.080.090.230.13Nb6.384.994.793.382.624.933.044.814.716.45.33Ta0.534 0.394 0.4 0.317 0.23 0.404 0.285 0.387 0.298 0.421 0.331 Sr171191219445395190439153338324373Hf1.92 1.5 1.53 2.282.17 1.96 1.96 1.88 1.6 2.112.26 Y29.728.53148.847.529.744.8030.129.344.2831.41Zr48.834.935.459.351.946.446.846.737.751.957.5Cr74.484.287.736.83992.450.394.715.17.9114.1Ni61.660.363.725.227.365.828.167.350.250.452La4.57 4.51 5.12 3.96 3.63 3.94 3.334.00 5.00 13.617.05Ce10.810.411.310.610.39.619.729.7810.625.5813.45Pr1.83 1.80 1.89 2.07 2.02 1.71 1.841.74 1.88 4.62.67Nd9.69 9.50 9.99 12.20 12.00 9.27 10.289.24 9.53 20.5712.52Sm3.02 2.88 3.11 4.50 4.38 3.08 3.852.97 2.95 5.573.66Eu1.16 1.15 1.28 1.58 1.63 1.13 1.871.12 1.16 2.261.25Gd2.89 2.92 3.08 4.38 4.45 2.98 4.082.93 3.22 5.223.54Tb0.72 0.70 0.74 1.15 1.12 0.74 1.050.74 0.73 1.240.84Dy4.64 4.51 4.64 7.40 7.36 4.65 6.94.66 4.65 7.845.45Ho1.10 1.10 1.14 1.81 1.77 1.10 1.641.11 1.20 1.741.21Er2.87 2.79 2.93 4.62 4.50 2.86 4.422.95 2.96 4.533.27Tm0.57 0.56 0.60 0.91 0.88 0.57 0.840.58 0.57 0.890.65Yb3.48 3.47 3.58 5.64 5.47 3.61 5.083.65 3.51 5.624.04Lu0.50 0.49 0.51 0.79 0.77 0.51 0.750.50 0.55 0.760.57∑REE47.8 46.8 49.9 61.6 60.3 45.8 53.3 46.0 48.5 94.5 57.5 LREE/HREE1.85 1.83 1.90 1.31 1.29 1.69 1.29 1.69 1.79 2.42 2.04 δEu1.18 1.20 1.25 1.08 1.12 1.13 1.37 1.15 1.15 1.19 0.99 (La/Yb)N0.89 0.88 0.96 0.47 0.45 0.74 0.46 0.74 0.96 1.66 1.28

續(xù)表2

Continued Table 2

樣品號(hào)18SD1918SD2018SD2118SD2218SD2318SD2418SD3018SD3118SD3218SD3318SD34巖性從家屯斜長(zhǎng)角閃巖胡家斜長(zhǎng)角閃巖SiO251.75 50.93 47.20 47.20 50.38 48.95 49.53 52.18 51.19 52.60 48.77 Al2O313.61 13.37 16.85 13.80 16.02 13.82 13.06 13.42 13.20 13.36 13.84 Fe2OT314.62 15.81 10.01 11.59 9.31 11.62 16.78 15.31 16.58 15.72 13.99 Fe2O32.41 7.43 4.37 4.24 4.34 4.20 5.76 6.52 5.99 6.40 6.82 FeO10.99 7.54 5.08 6.62 4.47 6.68 9.92 7.91 9.53 8.39 6.45 P2O50.11 0.12 0.27 0.55 0.29 0.56 0.37 0.34 0.31 0.33 0.35 K2O0.41 0.45 1.12 1.47 1.27 1.41 1.79 2.18 1.66 1.94 2.37 Na2O3.44 2.96 4.83 2.17 3.86 2.12 1.45 1.28 1.60 1.33 2.11 MgO5.71 5.39 4.32 5.71 3.76 5.67 5.48 5.64 5.64 5.67 4.89 CaO7.99 8.18 5.66 7.45 5.66 7.48 7.76 8.07 8.09 8.38 5.59 TiO21.37 1.71 0.98 1.26 1.08 1.26 3.30 3.02 2.93 2.98 3.00 MnO0.21 0.24 0.10 0.10 0.09 0.11 0.30 0.29 0.29 0.29 0.28 LOI0.76 0.84 3.32 3.66 3.63 3.66 2.90 2.92 2.50 2.75 3.19 Total99.99 100.00 99.99 99.94 99.98 99.92 99.98 99.82 100.00 99.95 99.98 Mg#0.44 0.40 0.46 0.49 0.44 0.49 0.39 0.42 0.40 0.42 0.41 Na2O/K2O8.33 6.56 4.37 4.07 4.76 4.19 3.71 4.31 1.48 3.04 1.50 σ1.70 1.47 2.95 2.94 2.43 2.53 2.84 3.72 1.44 2.19 1.35 Rb911293835364561385467Ba125187692907874799441488446471597Th0.340.330.661.560.551.180.620.760.540.870.79U0.110.140.540.270.140.260.20.230.160.280.27Nb4.815.068.5411.49.6311.816.112.614.712.415.6Ta0.2950.2950.382 0.514 0.449 0.482 0.911 0.559 0.82 0.573 0.796 Sr210231737631800644348415334432339Hf1.88 1.911.34 1.02 0.996 1.01 1.77 1.94 1.882.232.07Y29.833.219.727.620.726.837.838.84139.428.1Zr45.742.940.820.52622.444.44744.654.159.9Cr9.688.001022691152671199213395.993.2Ni42.636.832.177.433.37478.153.67858.853La4.84 4.92 33.70 58.50 38.30 54.90 18.40 20.50 16.70 20.00 21.30 Ce10.411.865.611670.511240.543.737.741.442Pr1.91 2.07 9.11 15.70 9.57 14.60 5.89 6.94 5.72 6.64 5.95 Nd9.88 10.60 37.00 63.20 40.20 59.10 28.10 32.40 26.70 30.70 26.20 Sm3.01 3.39 6.67 10.30 7.37 10.10 6.66 7.99 6.98 7.76 6.00 Eu1.08 1.32 2.13 2.39 2.34 2.43 2.33 2.49 2.22 2.31 1.95 Gd3.11 3.59 5.40 8.66 5.83 8.47 6.11 7.16 6.47 6.82 5.58 Tb0.75 0.89 0.85 1.31 0.96 1.31 1.21 1.49 1.35 1.44 1.08 Dy4.86 5.36 3.93 5.92 4.26 5.96 6.82 7.50 7.36 7.74 5.43 Ho1.15 1.33 0.76 1.07 0.85 1.06 1.51 1.64 1.62 1.63 1.18 Er3.19 3.54 1.94 2.81 2.14 2.73 3.81 3.89 4.44 4.05 3.00 Tm0.64 0.66 0.31 0.39 0.30 0.39 0.71 0.62 0.79 0.70 0.51 Yb3.64 4.14 1.71 2.38 1.82 2.14 3.94 3.77 4.83 3.85 2.79 Lu0.54 0.60 0.21 0.32 0.25 0.29 0.60 0.49 0.66 0.55 0.41 ∑REE49.0 54.2 169.3 289.0 184.7 275.5126.6 140. 6123.5 135.6 123.4 LREE/HREE1.74 1.70 10.2 11.610.3 11.34.12 4.29 3.49 4.06 5.17 δEu1.07 1.15 1.05 0.75 1.06 0.78 1.10 0.99 0.99 0.95 1.01 (La/Yb)N0.90 0.80 13.3 16.6 14.2 17.3 3.15 3.67 2.33 3.50 5.15

圖8 從家屯和胡家斜長(zhǎng)角閃巖原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(標(biāo)準(zhǔn)化值據(jù)Sun and McDonough, 1989)洋島玄武巖(OIB)、E型洋中脊玄武巖(E-MORB)和N型洋中脊玄武巖(N-MORB)據(jù)Sun and McDonough, 1989；Stern, 2002Fig.8 Primitive mantle-normalized spider diagram of trace elements of the of the amphibolites in Congjiatun and Hujia (normalization values after Sun and McDonough, 1989)

4.1.2 古元古代巖漿活動(dòng)

胡家?guī)r片兩件斜長(zhǎng)角閃巖樣品的加權(quán)平均及一致線上交點(diǎn)同位素年齡分別為1853±15Ma和1790±27Ma，其中樣品18SD30下交點(diǎn)年齡為 732±31Ma。指示其原巖形成于古元古代末，在新元古代遭受了變質(zhì)作用改造。在蘇魯超高壓變質(zhì)帶的莒南-日照一帶及乳山-威海一帶的花崗質(zhì)片麻巖中零星分布一些變質(zhì)超基性-基性巖、變質(zhì)表殼巖殘片和榴輝巖包體?；詭r主要為斜長(zhǎng)角閃巖，其原巖為輝長(zhǎng)巖。徐揚(yáng)等(2017)測(cè)得威海市郊變輝長(zhǎng)巖巖漿鋯石LA-ICP-MS207Pb/206Pb加權(quán)平均年齡為1870±34Ma，乳山海陽(yáng)所變輝長(zhǎng)巖207Pb/206Pb加權(quán)平均年齡為1839±37Ma；李曙光等(1994)測(cè)得海陽(yáng)所斜長(zhǎng)角閃巖巖漿結(jié)晶鋯石年齡數(shù)據(jù)的不一致線上交點(diǎn)年齡為1784±37Ma，并認(rèn)為這一年齡指示了一次玄武質(zhì)火山巖事件。楊經(jīng)綏等(2002)對(duì)威海大屯榴輝巖中含柯石英鋯石的SHRIMP U-Pb定年結(jié)果表明，一致線上交點(diǎn)年齡為1821±19Ma，下交點(diǎn)為228±29Ma，認(rèn)為下交點(diǎn)代表超高壓變質(zhì)時(shí)代，上交點(diǎn)代表原巖年齡。上述研究結(jié)果表明，蘇魯超高壓變質(zhì)帶廣泛發(fā)育時(shí)代為～1800Ma的古元古代末基性巖漿事件。這些基性巖漿巖多數(shù)遭受了大陸深俯沖的改造并發(fā)生了超高壓變質(zhì)作用，少量巖片(如胡家?guī)r片)沒(méi)有俯沖下去，以綠片巖相-角閃巖相變質(zhì)的斜長(zhǎng)角閃巖形式殘留在超高壓帶北緣，這些淺變質(zhì)巖片的存在為深入探討大陸深俯沖與差異折返的動(dòng)力學(xué)過(guò)程提供了重要的制約。

4.2 巖漿活動(dòng)的大地構(gòu)造背景分析

4.2.1 新元古代巖漿活動(dòng)

新元古代的從家屯斜長(zhǎng)角閃巖野外宏觀上具有清晰的層狀構(gòu)造(圖3a)，局部見(jiàn)有變余杏仁構(gòu)造(山東省地質(zhì)調(diào)查研究院, 1996)，微觀上礦物粒度較均勻(圖3b)，巖石化學(xué)成分在相關(guān)地球化學(xué)圖解上投點(diǎn)于火成巖區(qū)(山東省地質(zhì)調(diào)查研究院, 1996)，這些特征指示其原巖為玄武巖類或玄武質(zhì)火山巖(倪志耀等, 2001)，巖石形成后被區(qū)域變質(zhì)作用改造為斜長(zhǎng)角閃巖。

變質(zhì)作用常影響巖石中元素含量的變化，尤其是主量元素在變質(zhì)過(guò)程中活動(dòng)性強(qiáng)，不適宜用于判斷原巖的構(gòu)造環(huán)境。但有些受變質(zhì)作用影響小的不活動(dòng)元素，可用于判斷巖石形成的構(gòu)造環(huán)境，常用的不活動(dòng)元素如：Ti、Zr、Y、Cr、Hf、Nb、Ta、Th等。本文主要根據(jù)不活動(dòng)元素分析研究區(qū)巖石形成的大地構(gòu)造環(huán)境。從家屯斜長(zhǎng)角閃巖樣品具有高場(chǎng)強(qiáng)元素(Nb、Ta、Zr、Hf)和稀土總量較低的特點(diǎn)，與洋中脊玄武巖相比，巖石的Rb、Ba等大離子親石元素適度富集，大于洋中脊玄武巖的值(Rb=1.33×10-6～7.52×10-6；Ba=13.63×10-6～86.69×10-6)，還略富集Tb(洋中脊為0.56×10-6)，虧損Zr、Hf(洋中脊分別為90×10-6和2.87×10-6)，Ta含量接近(洋中脊為0.47×10-6)。與洋島玄武巖相比，虧損Zr、Nb、Ta(洋島分別為200×10-6、40×10-6、270×10-6)，其他元素含量均接近。大陸裂谷玄武巖一般Ta相對(duì)于Hf富集，以Th為代表的大離子親石元素含量較高；研究區(qū)斜長(zhǎng)角閃巖的Ta相對(duì)于Hf明顯虧損，Ta/Hf和Th/Hf比值一般小于1，明顯低于裂谷，不應(yīng)屬于大陸裂谷產(chǎn)物。島弧拉斑玄武巖的不相容元素Ba、La、U、Th、Zr、Ta是球粒隕石的10～30倍，而鈣堿性巖套(玄武巖)則是球粒隕石的30～100倍(Ringwood, 1974)；研究區(qū)斜長(zhǎng)角閃巖雖然U、Th、Zr、Ta值(表2)相似于島弧拉斑玄武巖，但Ba、La值偏高。

圖9 La/Nb-La和Nb/Th-Nb圖解(a,據(jù)Meschede, 1986；b,據(jù)Pearce and Cann, 1973)IAT-島弧拉斑玄武巖；MORB-洋中脊玄武巖；OIB-洋島拉斑玄武巖Fig.9 Diagrams of La/Nb vs. La and Nb/Th vs. Nb (a, after Meschede, 1986; b, after Pearce and Cann, 1973)

圖10 大地構(gòu)造環(huán)境判別圖解(a,據(jù)Pearce and Cann, 1973; b,據(jù)Wood, 1980)BON-玻質(zhì)古銅安山巖；CAB-鈣堿質(zhì)玄武巖；IAT-島弧拉斑玄武巖；MORB-洋中脊玄武巖；OIB-洋島拉斑玄武巖Fig.10 Geochemical discrimination diagrams for Geotectonic setting (a, after Pearce and Cann, 1973; b, after Wood, 1980)

在La/Nb-La和Nb/Th-Nb圖解中(圖9a, b)，樣品主要投點(diǎn)于洋中脊玄武巖區(qū)。在Hf/3-Th-Ta和Hf/3-Th-Nb/16圖解中(圖10a, b)，樣品的投點(diǎn)位置在E型洋脊玄武巖區(qū)附近。

根據(jù)上述微量元素特征，結(jié)合稀土元素和微量元素模式綜合分析認(rèn)為，從家屯斜長(zhǎng)角閃巖具有E-MORB的典型特征。新元古代斜長(zhǎng)角閃巖在蘇魯造山帶中少量發(fā)育(Zhouetal., 2008b)，在大別北淮陽(yáng)帶西段原“定遠(yuǎn)組”奧陶紀(jì)變質(zhì)火山巖中發(fā)現(xiàn)有720～760Ma侵位的變質(zhì)花崗巖和變玄武巖，被認(rèn)為是三疊紀(jì)揚(yáng)子陸塊深俯沖初始階段陸殼表層被拆離折返的巖片(劉貽燦等, 2013)。大別造山帶北部盧鎮(zhèn)關(guān)雜巖斜長(zhǎng)角閃巖的U-Pb鋯石同位素年齡為725Ma左右，指示盧鎮(zhèn)關(guān)雜巖是揚(yáng)子板塊北緣俯沖基底的一部分(Zhengetal., 2005; Jiangetal., 2005; 周建波等, 2001a)。前人研究指出，晉寧期構(gòu)造-巖漿事件的存在與否是鑒別中朝與揚(yáng)子板塊的重要標(biāo)志(萬(wàn)天豐, 2001)。從家屯斜長(zhǎng)角閃巖與大別造山帶中的這些基性巖相似，應(yīng)當(dāng)是來(lái)自揚(yáng)子板塊北緣的產(chǎn)物。

4.2.2 古元古代巖漿活動(dòng)

古元古代的胡家斜長(zhǎng)角閃巖野外宏觀上呈塊狀構(gòu)造，沒(méi)有成層性(圖3c)；微觀上巖石結(jié)構(gòu)不均勻，顯示變余半自形粒狀結(jié)構(gòu)(圖3d)；巖石化學(xué)成分在相關(guān)地球化學(xué)圖解上投點(diǎn)于火成巖區(qū)(山東省地質(zhì)調(diào)查研究院, 1996)。這些特征指示其原巖為輝長(zhǎng)巖類。

胡家斜長(zhǎng)角閃巖與從家屯斜長(zhǎng)角閃巖同樣顯示高場(chǎng)強(qiáng)元素(Nb、Ta、Zr、Hf)和稀土總量較低的特點(diǎn)。與洋中脊玄武巖相比，樣品的Rb、Ba等大離子親石元素適度富集，Zr、Hf虧損。與洋島玄武巖相比，虧損Zr、Nb、Ta、Th、Hf(洋島玄武巖Th、Hf值分別為4×10-6、7.8×10-6)，其他元素含量均接近。與島弧拉斑玄武巖相比，U、Th、Zr、Ta含量(表2)相似，但Ba、La值偏高。與大陸裂谷玄武巖相比，Ta、Hf、Th特征差異明顯，不是大陸裂谷產(chǎn)物。

在La/Nb-La圖解中(圖9a)，樣品投點(diǎn)于接近洋島拉斑玄武巖的島弧拉斑玄武巖區(qū)；在Nb/Th-Nb圖解中(圖9b)，投點(diǎn)于洋島拉斑玄武巖區(qū)。在Hf/3-Th-Ta和Hf/3-Th-Nb/16圖解中(圖10a, b)，樣品的投點(diǎn)位置在洋島拉斑玄武巖區(qū)附近。

地球化學(xué)特征綜合反映，胡家斜長(zhǎng)角閃巖多表現(xiàn)為洋島拉斑玄武巖的特征，不同于從家屯斜長(zhǎng)角閃巖的大地構(gòu)造環(huán)境。在蘇魯超高壓變質(zhì)帶中分布有較多鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)變質(zhì)巖片，如乳山海陽(yáng)所、榮成大疃、青島仰口、日照梭羅樹、莒南洙邊和東海芝麻坊等地，許多人認(rèn)為梭羅樹超鎂鐵質(zhì)巖為巖石圈地幔殘片，有人認(rèn)為海陽(yáng)所和仰口的鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖屬蛇綠巖殘片(李曙光等, 1992; 王仁民等, 1995)。許多鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)變質(zhì)巖片中伴生有榴輝巖，被認(rèn)為經(jīng)歷了超高壓變質(zhì)作用。已經(jīng)測(cè)試的鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖同位素年齡是1784～1663Ma(宋明春和王沛成, 2003; 李曙光等, 1994)。鑒于胡家?guī)r片斜長(zhǎng)角閃巖的同位素年齡與蘇魯超高壓變質(zhì)帶中的鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖的形成時(shí)代一致，而且其巖性組合相似，因此本文認(rèn)為這些鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖原始為一條規(guī)模較大的巖漿巖帶。前人研究表明，揚(yáng)子板塊缺乏古元古代的地質(zhì)事件記錄，華北板塊在1.8～1.7Ga經(jīng)歷了一次伸展事件(邵濟(jì)安等, 2002)，膠北荊山群和粉子山群的變質(zhì)年齡為1.8～1.7Ga(Lietal., 2012)?？梢?jiàn)，胡家斜長(zhǎng)角閃巖的同位素年齡與華北板塊古元古代末的地質(zhì)構(gòu)造事件時(shí)代吻合，應(yīng)當(dāng)是來(lái)自于華北板塊北緣的產(chǎn)物。在板塊俯沖過(guò)程中，蘇魯造山帶中的大部分鎂鐵質(zhì)-超鎂鐵質(zhì)巖(如胡家林超鎂鐵質(zhì)巖)經(jīng)歷深俯沖發(fā)生了超高壓變質(zhì)作用(謝志鵬等, 2018)，而胡家?guī)r片是沒(méi)有俯沖下去的低級(jí)變質(zhì)巖殘片。在之后的超高壓巖石折返過(guò)程中超高壓變質(zhì)巖與非超高壓變質(zhì)巖聚合在一起。

4.3 蘇魯超高壓變質(zhì)帶北部邊界位置

本文報(bào)道的兩處非超高壓變質(zhì)巖片中的斜長(zhǎng)角閃巖，其礦物組合主要是普通角閃石+斜長(zhǎng)石，角閃石呈藍(lán)綠色，斜長(zhǎng)石為更長(zhǎng)石，胡家?guī)r片斜長(zhǎng)角閃巖中的角閃石發(fā)生強(qiáng)烈纖閃石化，斜長(zhǎng)石發(fā)生強(qiáng)烈絹云母化。巖相學(xué)特征及前人的溫壓條件計(jì)算表明，這些斜長(zhǎng)角閃巖經(jīng)歷了高綠片巖相-低角閃巖相變質(zhì)，與經(jīng)歷超高壓變質(zhì)的榴輝巖的礦物組合和溫壓條件完全不同。胡家?guī)r片中有較多斜長(zhǎng)花崗巖，從家屯巖片曾被劃為古元古代地層，二者中均未發(fā)現(xiàn)高壓-超高壓變質(zhì)巖石。這說(shuō)明，本文研究的變質(zhì)巖片沒(méi)有經(jīng)歷超高壓變質(zhì)作用。

由于蘇魯超高壓變質(zhì)帶北緣被脆性斷裂疊加及被白堊紀(jì)膠萊盆地覆蓋，關(guān)于其北邊界的位置尚未達(dá)成共識(shí)(Tangetal., 2006, 2007; Zhouetal., 2008b; Faureetal., 2001; Zhai, 2002)。許多研究者認(rèn)為，位于蘇魯?shù)貐^(qū)變質(zhì)基底與其北側(cè)的中生代膠萊盆地之間的五蓮-青島斷裂或五蓮-榮成斷裂是超高壓變質(zhì)帶的北邊界(曹國(guó)權(quán)等, 1990)；也有研究者提出，蘇魯超高壓變質(zhì)帶的北界被膠萊盆地覆蓋，位于膠萊盆地中的百尺河斷裂附近(Zhouetal., 2008b)。本文非超高壓變質(zhì)巖片的發(fā)現(xiàn)指示，原始位置分別處于揚(yáng)子板塊北緣(從家屯巖片)和華北板塊南緣(胡家?guī)r片)的不同大地構(gòu)造位置和性質(zhì)的前寒武紀(jì)基性巖，在三疊紀(jì)板塊俯沖、碰撞過(guò)程中被刮削疊置于板塊縫合線附近，構(gòu)成了大陸板塊俯沖的加積雜巖。這說(shuō)明，超高壓變質(zhì)帶的邊界應(yīng)當(dāng)位于非超高壓變質(zhì)巖片與超高壓變質(zhì)巖之間。

在蘇魯超高壓變質(zhì)帶北緣有一條韌性剪切帶，被稱為石門-薛家莊韌性剪切帶。剪切帶全長(zhǎng)約60km，寬度0.5～3.5km，總體走向60°，傾向北西，統(tǒng)計(jì)的拉伸線理主極密為284°∠48°，顯示了左行正滑運(yùn)動(dòng)特征(宋明春和馬文斌, 1997)。帶內(nèi)構(gòu)造巖主要為花崗質(zhì)變余糜棱巖、糜棱巖和超糜棱巖，少量基性巖質(zhì)構(gòu)造片巖。剪切帶的北側(cè)被五蓮-青島斷裂切割，并與其近平行展布。剪切帶的南側(cè)與蘇魯超高壓變質(zhì)帶的花崗質(zhì)片麻巖呈漸變過(guò)渡關(guān)系，在剪切帶南側(cè)的糜棱巖中包有透鏡狀強(qiáng)烈退變質(zhì)的榴輝巖，形成時(shí)代為三疊紀(jì)前后。我們?cè)鴮?duì)韌性剪切帶之南構(gòu)造片巖中的白云母進(jìn)行Ar-Ar測(cè)定，得到的39Ar/40Ar坪年齡為158.94±2.5Ma和153.18±1.87Ma(宋明春和呂發(fā)堂, 1997)，指示該剪切帶具有多期活動(dòng)特征。綜上所述，我們認(rèn)為石門-薛家莊韌性剪切帶為發(fā)育在超高壓變質(zhì)巖與淺變質(zhì)雜巖帶之間的重要邊界，其構(gòu)造意義應(yīng)與大別造山帶北淮陽(yáng)構(gòu)造帶南側(cè)的曉天-磨子潭斷裂相當(dāng)(周建波等, 2001a, b; Zhengetal., 2005)。因此，分布在超高壓變質(zhì)帶與五蓮淺變質(zhì)雜巖帶之間的石門-薛家莊韌性剪切帶具有重要的板塊縫合線意義，而不是傳統(tǒng)認(rèn)為的五蓮-榮成脆性斷裂。

5 結(jié)論

(1)蘇魯超高壓變質(zhì)帶北緣從家屯-胡家地區(qū)發(fā)育高綠片巖相-低角閃巖相斜長(zhǎng)角閃巖類，形成以淺變質(zhì)基性巖為標(biāo)志的非超高壓變質(zhì)巖片，其與超高壓變質(zhì)巖系以石門-薛家莊韌性剪切帶為界，并與五蓮雜巖帶斷續(xù)相連，構(gòu)成了蘇魯造山帶北緣非超高壓變質(zhì)雜巖帶。

(2)LA-ICPMS鋯石U-Pb測(cè)試結(jié)果顯示，胡家斜長(zhǎng)角閃巖形成時(shí)代為古元古代末1790±27Ma和1853±15Ma，與蘇魯造山帶中榴輝巖和超鎂鐵質(zhì)巖的原巖年齡一致；而從家屯斜長(zhǎng)角閃巖時(shí)代為797±11Ma和782±16Ma，與蘇魯造山帶廣泛發(fā)育的花崗質(zhì)片麻巖年齡一致。

(3)從家屯-胡家地區(qū)發(fā)育的斜長(zhǎng)角閃巖均具拉斑玄武巖地球化學(xué)特征。其中，從家屯巖斜長(zhǎng)角閃巖原巖為玄武巖類或玄武質(zhì)火山巖類，具有E-MORB地球化學(xué)特征；而胡家斜長(zhǎng)角閃巖原巖為輝長(zhǎng)巖類，具有OIB地球化學(xué)特征。

(4)從家屯和胡家淺變質(zhì)基性巖分別與揚(yáng)子板塊及華北板塊具有構(gòu)造親緣性，它們應(yīng)為三疊紀(jì)揚(yáng)子板塊向華北板塊俯沖過(guò)程中被刮削并疊置于板塊俯沖帶附近的加積雜巖。據(jù)此推測(cè)，非高壓變質(zhì)巖片與超高壓變質(zhì)巖系之間的石門-薛家莊韌性剪切帶具有重要的板塊縫合線意義，而不是傳統(tǒng)認(rèn)為的五蓮-榮成斷裂。

致謝本文引用了膠南地區(qū)1:50000區(qū)域地質(zhì)調(diào)查的部分成果。參加項(xiàng)目的研究人員還有張京信、房德慶、李遠(yuǎn)友、劉瑞國(guó)、宋家軍等；并承蒙二位匿名審稿專家提出了寶貴的修改意見(jiàn)；在此一并衷心感謝！