張八嶺隆起中段池河地區(qū)瓦屋劉巖體地球化學特征與構造環(huán)境分析

錢輝，王翔，2，汪雅菲，鄧佳良

（1.安徽省地質調查院， 安徽合肥 230001； 2.中國地質大學(武漢)， 湖北武漢 430074）

0 引言

郯廬斷裂帶張八嶺隆起段地處皖中東部，位于大別-蘇魯造山帶之間，是華北板塊與揚子板塊之間的邊界斷裂，地學界對其深部結構研究較多[1～3]。本文對張八嶺隆起中段具有代表性的池河地區(qū)瓦屋劉巖體進行研究，通過巖體地球化學特征分析，討論其巖漿源區(qū)屬性特征，為探討該地區(qū)構造-巖漿作用演化提供重要的信息。

1 概況

張八嶺隆起中段池河地區(qū)，在池河斷裂和藕塘—古城斷裂之間分布一中酸性侵入巖帶。巖帶總體與郯廬斷裂帶平行，呈北北東向展布，長約35km左右。自北至南依次稱作管店巖體、瓦屋劉巖體、瓦屋薛巖體（圖1）。其中以瓦屋劉巖體規(guī)模最大，出露面積約37km2。分布在定遠縣池河鎮(zhèn)—瓦屋劉—藕塘鎮(zhèn)一線，往北東方向與明光市管店巖體相連，侵入圍巖為張八嶺巖群西冷巖組變質火山巖。侵入體呈巖株狀、巖瘤狀產出。瓦屋劉巖體巖性主要為花崗閃長巖與二長花崗巖構成，組成一個巖性變化較連續(xù)的巖石序列。

圖1 池河地區(qū)中酸性侵入體分布位置簡圖Figure 1.Distribution of intermediate and acid intrusions in the Chihe area

關于瓦屋劉巖體的形成時代，前人已做過較多研究，二長花崗巖年齡主要集中在120～126Ma[1，4]，花崗閃長巖年齡集中在128～131Ma[5]。此外，其巖體西側被晚白堊世砂巖不整合覆蓋。因此，瓦屋劉巖體應形成于早白堊世。

2 巖石學特征

巖體出露于定遠縣藕塘、瓦屋劉、池河一帶，呈北北東向展布，均呈巖株狀產出并與其北東管店巖體呈涌動侵入關系。巖體中見有大小不等的橢圓狀石英閃長巖捕虜體，大小在20～5cm間，并可見到花崗閃長巖捕虜體。此外，巖體中還見有大小不一的微粒包體。

二長花崗巖為灰紅—淺肉紅色，中粗粒結構，局部具似斑狀結構，塊狀構造。主要由斜長石25%～40%、鉀長石25%～40%、石英20%～30%、黑云母3%～5%、角閃石5%～10%等組成。副礦物有磁鐵礦、赤鐵礦、磷灰石、榍石、鋯石等。斜長石（An=25～30）主要為更長石，多呈自形-半自形板柱狀，鈉長石雙晶發(fā)育，粒徑2～10mm；鉀長石呈不規(guī)則板柱狀，粒徑3～6mm；石英呈他形粒狀，粒徑2～3mm；角閃石呈柱狀，粒徑2～2.5mm。

花崗閃長巖呈灰—淺灰色，中粒半自形結構，局部具似斑狀結構，塊狀構造。主要由斜長石45%～65%、鉀長石6%～20%、石英15%～25%、黑云母和角閃石5%～20%組成，粒徑2～5mm。斜長石（An=22～30）主要為更長石，呈半自形—他形；鉀長石多呈不規(guī)則板狀；石英呈他形粒狀；角閃石呈粒柱狀；黑云母呈長條形—他形。副礦物有磁鐵礦、赤褐鐵礦、褐簾石、綠簾石、鋯石、榍石、磷灰石等。此外，在巖體南東南側有少量鉀長花崗巖零星出露，面積較小，呈小巖株狀產出。

由于受后期構造影響，巖石碎裂現象較普遍。瓦屋劉巖體與管店巖體中礦物顆粒表現出從早到晚，巖石由細?！辛！写至＃ň植烤哂兴瓢郀睿┑目傮w結構變化特征。

3 巖石化學特征

3.1 主量元素特征

圖2 瓦屋劉巖體TAS分類圖Figure 2.TASclassification diagram of the Wawuliu rock mass

TAS圖解(圖2)顯示，瓦屋劉巖體巖性主要為花崗閃長巖及二長花崗巖，從花崗閃長巖→二長花崗巖(表1)，SiO2含量分別平均為64.72%→66.82%、K2O+Na2O為6.71%→7.98%、K2O為3.57%→4.38%、K2O/Na2O為1.14→1.24，逐漸遞增；FeO※為4.33%→3.19%、MgO為3.64%→2.21%、CaO為3.25%→2.67%、P2O5為0.27%→0.17%、TiO2為0.7%→0.47%，呈現逐漸減少的特征，屬正常演化序列，具有規(guī)律性成分演化特征。SiO2含量變化范圍小，全堿含量偏低，K2O含量較高，鉀鈉比多大于1，屬鉀質類型，高鉀鈣堿性巖系列(圖3)。鋁指數A/CNK多小于1，屬準鋁質鈣堿性巖(圖4)。固結指數SI從早到晚為20→15.47小于40，表明巖漿經過分異或同化混染而成。分異指數DI為76.01→79.07，表明巖漿分異演化不徹底。瓦屋劉巖體普遍含有微粒閃長質包體(MME)，副礦物含量普遍偏低，尤其是來源于幔源巖漿的磷灰石等含量明顯減少，表明可能來源于下地殼的深熔作用。

3.2 稀土元素和微量元素特征

瓦屋劉巖體從花崗閃長巖到二長花崗巖，稀土總量遞減(表2)，同時La→Lu各元素濃度均有所減小；Y含量遞減，在稀土元素配分模式中顯示出右傾趨勢(圖5a)，可能反映了源巖物質為深源組分(上地?；蛳碌貧?；δEu為0.656～0.953，δCe在0.80～0.93間，表明巖漿演化過程中斜長石和鉀長石結晶分離不明顯；LREE/HREE為14.93～16.69，表明輕重稀土分離，屬輕稀土富集型；(La/Yb)N變化于19.03～22.52間，顯示部分熔融過程中硅堿質組分明顯富集的特征。

圖3 SiO2-K2O圖解Figure 3.SiO2-K2O diagram

圖4 A/CNK-A/NK圖解Figure 4.A/CNK-A/NK Diagram

表1 瓦屋劉巖體巖石化學成分（%）Table 1.Petrochemical composition of the Wawuliu rock mass（10-2）

表2 瓦屋劉巖體稀土元素含量（10-6）Table 2.REE content of the Wawuliu rock mass（10-6）

表3 瓦屋劉巖體微量元素含量（10-6）Table 3.Trace element content of the Wawuliu rock mass(10-6)

圖5 瓦屋劉巖體稀土元素模式圖（a）和微量元素蛛網圖（b）Figure 5.REE pattern(a)and trace element spider chart(b)of the Wawuliu rock mass

瓦屋劉巖體微量元素含量見表3。從花崗閃長巖到二長花崗巖，K/Rb、K/Ti、Ba/Sr值依次遞增，可能與巖漿后期鉀質交代有關。鉀質交代作用可對巖石酸性淋濾，使Sr含量明顯的降低，致使上述比值逐漸增大。Rb/Sr比值遞增、Th/U比值降低顯示分離結晶作用特征，而Nb/Ta、Zr/Hf比值總體增大趨勢，則又顯示巖漿的部分熔融作用特征。

瓦屋劉巖體的大離子親石元素總體具有低Rb高Sr、Ba特征（圖5b），Rb/Sr一般偏低，K/Rb偏高，這一特點與高鉀巖系十分相似，但Sr含量變化較大，且與K呈明顯的負相關關系。（Rb/Yb）N明顯偏高，一般在30以上，屬強不相容元素富集型。巖體高K低Rb以及巖漿期后強烈的鉀質交代作用等特征表明，源于下地殼的巖漿熔體中可能有一定數量來源于交代地幔源的流體參與。高場強元素Ta、Nb、P、Zr、Ti等均有一定程度的虧損，親鐵過渡族元素Cr、Ni、Co、Y、Ti、Fe、Mn等普遍偏高，在巖石化學上反映的鎂鐵組分基本平衡，因此巖漿分異過程中基本上不存在以鎂鐵質礦物為主的分離結晶作用，一定程度上反映了部分熔融程度較高或深源物質特征，巖漿源區(qū)可能與鎂鐵質含量較高的結晶基底有關。

4 巖漿源區(qū)與構造環(huán)境分析

瓦屋劉巖體的固結指數SI值27.97小于40，表明巖漿經過分異或同化混染而成，高場強元素虧損、親鐵過渡族元素富集等為巖體是深熔作用產物提供了佐證。低Rb，高K、Ba，Sr與K的含量呈負相關性等表明，源于下地殼的巖漿熔體可能有一定數量來源于交代地幔源的熱液流體參與。

童勁松等[6]對瓦屋劉、管店巖體Sr-Nd同位素進行了研究，巖體的ISr為0.7061～0.7068，屬CM型花崗巖源區(qū)，εSr為21.6～35.4，與同熔型花崗巖(εSr=3～41，平均為28)相當；εNd(t)為-15.5～-18.2，表明殼源巖漿在演化過程中發(fā)生過相當明顯的幔源物質的混染。管店巖體石英閃長巖的207Pb/204Pb為15.292，小于15.600[7]，亦顯示出殼?；煸葱吞卣?。

瓦屋劉巖體具有類似于埃達克巖的地球化學特征，如較高的Al2O3含量（＞13.5%），高Sr（＞400×10-6），低Y（＜18.00×10-6）和Yb（＜1.9×10-6），富集LREE而虧損HREE，Eu異常不明顯等。在(La/Yb)N-(Yb)N圖解(圖6)中，投影點基本落在埃達克巖區(qū)，顯示巖漿形成于擠壓背景下加厚地殼的底部，這與前人研究結論基本一致。

圖6 瓦屋劉巖體(La/Yb)N-(Yb)N圖解Figure 6.(La/Yb)N-(Yb)N diagram of the Wawuliu rock

5 結論

張八嶺隆起中段的瓦屋劉巖體花崗閃長巖和二長花崗巖屬高鉀鈣堿性巖系列，形成于早白堊世。稀土元素和微量元素特征研究顯示巖漿源于下地殼結晶基底的深熔作用，并受到源自交代地幔的熱液流體參與。巖體具有埃達克質巖石的地球化學特征，是增厚地殼底部部分熔融作用的產物，代表了擠壓的區(qū)域構造環(huán)境。