山東省泗水縣后等齊地區(qū)中粗粒變角閃輝長巖包體地球化學特征及其地質意義

張 龍

（山東省第四地質礦產勘查院，山東 濰坊 261021）

新太古代中晚期，由于新地幔柱的強烈活動，造成2650Ma左右的地幔巖漿侵入，在魯西構造巖漿區(qū)形成了一系列的基性—超基性巖石，同時由于地幔能量的加入引發(fā)原始地殼和綠巖帶下部發(fā)生強烈的角閃巖相—高角閃巖相變質，巖石發(fā)生了變質深熔作用，形成了變角閃輝長巖等一系列巖石。由于新地幔柱的強烈活動，地幔能量的加入引發(fā)原始地殼下部和綠巖帶下部發(fā)生強烈的重熔作用，形成新的殼幔混合巖漿，即類TTG巖漿，由于混合程度不同，發(fā)生大面積的侵位，形成TTG花崗巖。

1 區(qū)域地質概況

泗水縣南部在地理位置上屬于山東省魯西南地區(qū)，大地構造單元屬于華北板塊（Ⅰ）東南緣，魯西隆起區(qū)（Ⅱ）、魯中隆起（Ⅲ）（據山東省大地構造單元劃分表）。構造主要以脆性斷裂為主，主要有北西向、北東向、近東西向及近南北向，該四組斷裂構成了基本構造格架。泗水縣南部大部分地區(qū)，被寒武紀—奧陶紀碎屑巖—碳酸鹽巖沉積，至泗張鎮(zhèn)—后等齊一帶，出露前寒武紀結晶基底，在基底中可見大量的北東向展布的中粗粒變角閃輝長巖包體。

2 地質及巖石學特征

2.1 地質特征

泗水縣后等齊一帶中粗粒變角閃輝長巖廣泛分布，但是單個侵入體規(guī)模較小，呈包體產出。包體沿北西方向呈橢圓狀、不規(guī)則狀，最長可達2km，寬0.1km～0.5km不等，產出于后期巖漿巖中，具有成群成帶分布的特點。在包體的內部及邊部，經常見后期二長花崗巖及角閃閃長巖呈細脈狀侵入其中，基體和脈體的界線較為清晰。

2.2 巖石學特征

該地區(qū)包體中的巖性較為單一，主要為中粗粒變角閃輝長巖，后期變質作用明顯，主要巖石學特征如下：

巖石新鮮面為墨綠色，呈自形—半自形粒狀結構，塊狀構造。主要礦物成分為斜長石（55%～65%）、角閃石（30%～40%）、石英（1%～2%）及少量黑云母，另外還有少量黃鐵礦、磁鐵礦、赤褐鐵礦、磷灰石等副礦物。角閃石呈淡綠色，呈半自形—它形柱狀，部分角閃石由輝石退變質而成，保留輝石假象，粒徑2mm～4mm，部分0.5mm～2mm，少量0.2mm～0.5mm，填隙狀分布，局部被綠簾石交代，具棕色和淺棕黃色多色性，Ng，=棕色，Np，=淺棕黃色。An=30，屬于中性斜長石；黑云母呈片狀，片直徑一般1mm～2mm，部分0.5mm～1mm，少0.2mm～0.5mm，星散狀分布，具顯著的多色性，發(fā)育極完全解理，被綠泥石及綠簾石交代。部分為假象；石英呈它形粒狀，大小一般為0.5mm～1mm，部分為0.2mm～0.5mm，少量為1mm～2mm。星散狀、填隙狀分布。

3 巖石地球化學特征

3.1 主量元素

巖石化學成分及特征參數見表1，由表可知，巖石中SiO2含量39.93%～47.23%，屬SiO2低度不飽和的超基性－基性巖。里特曼指數為-2.07～5.58，變化范圍較大。鎂鐵比值M/F為0.70～0.92。固結指數（SI）為21.33～37.26，分異指數（DI）為12.53～53.59，堿度指數A·R為1.23～1.78，氧化度Ox為0.47～0.61，說明巖體分異程度增高。但仍屬于中等偏低的分異，這與基性程度較高的巖體特征相吻合。

表1 巖石化學成分及巖石化學參數一覽表

3.2 微量元素特征

研究發(fā)現親鐵元素P含量變化范圍較大，總體含量偏高，Ni含量變化不大；高場強元素中，Zr、Ta、Nb元素含量略低；低場強元素中，含量基本略高于平均值。三件樣品均落入火山弧花崗巖中。巖漿形成于火山弧花崗巖。

3.3 稀土元素特征

稀土元素含量及參數見表2，稀土∑REE=199.96×10-6～299.95×10-6，LREE=184.06×10-6～275.58×10-6，∑HREE=15.19×10-6～24.38×10-6，δEu為0.71～0.90，基本無銪異常，僅一個樣品具負銪異常，標明巖石中基本沒有斜長石堆積作用。稀土配分曲線（圖1），向右緩傾斜，輕稀土部分稍陡，重稀土部分基本呈平緩狀，具大陸輝長巖特點，表明為具負銪異常輕稀土富集型，稀土分餾程度相對較低。

表2 巖石微量元素含量及有關參數一覽表

表3 百草房單元稀土元素含量及有關參數一覽表

圖1 稀土元素球粒隕石標準化分布模式圖

4 地質意義

該期巖體在形成之后，被后期巖漿侵入破壞，導致其呈零星分布、多獨立產出。巖石普遍經受了變質作用、巖漿同化混染作用，被后期巖體侵入。

在阜平構造熱事件后，魯西地區(qū)形成了比較穩(wěn)固的結晶基底，五臺運動初期硅鋁質薄殼破解，形成北西向構造薄弱帶，同時韌性變形等動力機制造成上地幔物質的部分熔融，巖漿在構造應力和密度差驅使下沿斷裂帶或構造薄弱帶上侵，并發(fā)生側向擴張和向上擠壓，巖漿發(fā)生結晶分離作用，形成了具有同源性的侵入巖。

5 結論

（1）泗水縣南部后等齊一帶的中粗粒變角閃輝長巖包體的鋯石U-Pb定年結果為2558±17Ma，表明該巖體形成于新太古代晚期，形成時代與區(qū)域上的嶧山序列形成時代一致，劃歸為百草房單元。

（2）巖石的地球化學分析結果顯示巖漿起源于地幔源區(qū)，屬幔源分異型侵入巖類，巖漿形成與火山弧花崗巖環(huán)境。