膠東艾山巖體二長(zhǎng)花崗巖地球化學(xué)、鋯石U-Pb年代學(xué)及Lu-Hf同位素特征研究

李秀章，王立功，李衣鑫，王英鵬，于曉衛(wèi)，張 文，郭瑞朋，劉漢棟

(1.山東省地質(zhì)調(diào)查院，山東 濟(jì)南 250013；2.桂林理工大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，廣西 桂林 541006)

0 引 言

膠東成礦區(qū)金礦十分發(fā)育，是我國(guó)最主要的金礦集中區(qū)[1-2]。膠東金礦形成于早白堊世晚期，精確定年顯示形成于125～110 Ma，具有西部老、東部年輕的變化趨勢(shì)[2-4]，與大規(guī)模中生代巖漿巖在時(shí)空上伴生[5-9]。膠東區(qū)內(nèi)中生代巖漿巖分布廣泛，主要由晚侏羅世玲瓏型花崗巖、早白堊世早期郭家?guī)X型花崗閃長(zhǎng)巖和早白堊世晚期偉德山型花崗巖組成[10-11]。這些巖漿起源與演化的過程對(duì)于正確認(rèn)識(shí)膠東地區(qū)深部結(jié)構(gòu)、巖石圈大規(guī)模減薄機(jī)制和區(qū)域巨型金礦成礦作用有重要的意義。前人對(duì)膠東地區(qū)金礦以及侏羅紀(jì)、早白堊世早期和早白堊世晚期3期重要花崗巖的時(shí)空分布和成因開展了大量研究，取得以下主要進(jìn)展:(1)精確定年顯示膠東金礦形成于 120～110 Ma，金礦形成受到巖石圈拆沉作用的控制[5-8]；(2)金成礦作用同時(shí)，早白堊世晚期巖石圈地幔拆沉引發(fā)的島弧和OIB屬性基性巖侵入[9-11]；(3)早白堊世晚期地殼劇烈減薄，地殼熔融形成具有非埃達(dá)克巖屬性的花崗巖[11-15]。由于膠東金礦成礦作用與120～110 Ma的高鉀鈣堿性花崗巖關(guān)系密切，該期花崗巖的巖石成因成為研究的熱點(diǎn)。

早白堊世晚期巖漿巖在膠東廣泛出露，前人對(duì)膠東西部的艾山巖體、南宿巖體、牙山巖體和膠東東部三佛山巖體、偉德山巖體等開展了一些研究工作[12-19]，研究表明其成巖時(shí)代為120～110 Ma，表現(xiàn)出明顯的稀土元素分餾、弱負(fù)銪異常和高Y 含量、低Sr/Y比值等特征。為了更深入地研究膠東早白堊世晚期的巖漿活動(dòng)，本文對(duì)膠東西部大范圍分布的艾山巖體及其中分布的大量暗色包體進(jìn)行了野外地質(zhì)調(diào)查，開展了詳細(xì)的巖相學(xué)、主量和微量元素地球化學(xué)、鋯石U-Pb 年代學(xué)及Lu-Hf 同位素研究，討論了巖體的地球化學(xué)類型、成因、巖漿源區(qū)，對(duì)進(jìn)一步認(rèn)識(shí)該期巖漿巖的巖石成因和區(qū)域金礦成礦構(gòu)造動(dòng)力學(xué)背景具有重要意義。

1 地質(zhì)背景與巖體特征

膠東地區(qū)大地構(gòu)造位置處于太平洋板塊的西緣和華北板塊的東緣，蘇魯超高壓變質(zhì)帶以北，經(jīng)歷了長(zhǎng)期、復(fù)雜的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)[20-21]。膠東地區(qū)巖漿侵入活動(dòng)劇烈而頻繁，形成時(shí)代自中太古代至中生代，以中生代燕山期侵入巖最發(fā)育。膠東地區(qū)偉德山期(110～120 Ma)侵入巖是燕山晚期最強(qiáng)烈?guī)r漿活動(dòng)的產(chǎn)物，集中分布于東部沿海中生代侵入巖帶及桃村斷裂、鳳儀店—上莊斷裂兩側(cè)，另外在秦姑庵—周官一線也有不同程度的出露(圖1)。該期侵入體大多成群出現(xiàn)構(gòu)成復(fù)式巖體，呈北東向、北東東向復(fù)式巖基、巖株?duì)顢嗬m(xù)分布，受斷裂構(gòu)造控制明顯，可詳細(xì)劃分為榮成偉德山巖體、文登澤頭巖體、海陽(yáng)巖體、棲霞牙山巖體、牟平院格莊巖體、棲霞艾山巖體、萊州南宿巖體、萊州周官巖體、平度北峰頂巖體、海陽(yáng)巖體等，出露總面積為1 582 km2。

艾山巖體主要分布于艾山、村里集、雨山一線，屬于膠北地塊構(gòu)造巖漿巖帶，總體呈北北東向的帶狀展布，長(zhǎng)軸北北東向延伸70余km，最寬約20 km，出露面積170.7 km2。艾山巖體沿沂沭斷裂系(上莊斷裂、鳳儀店斷裂)侵入，切割基底變質(zhì)巖系及早期的玲瓏花崗巖、郭家?guī)X花崗巖，艾山巖體與圍巖接觸關(guān)系以侵入接觸與斷層接觸為主。艾山巖體呈帶狀展布，巖性分布具有分帶性特征：邢家斷裂以北為淺成相帶狀侵入體，中部為二長(zhǎng)斑巖，次之為花崗閃長(zhǎng)斑巖，邊部為石英閃長(zhǎng)玢巖，反映由中心到邊緣，巖漿由酸性到基性演化；斷裂以南主體以含斑中粗粒二長(zhǎng)花崗巖為主，在任家溝一帶呈環(huán)帶狀構(gòu)造，中心相為密斑狀中粗粒二長(zhǎng)花崗巖，次之為含斑中粗粒二長(zhǎng)花崗巖，邊緣為含巨斑斑狀中粗粒二長(zhǎng)花崗巖，巖體邊部常見暗色角閃閃長(zhǎng)巖包體及角閃石富集條帶；在西店村見北東向侵入的細(xì)粒石英閃長(zhǎng)巖。

2 樣品采集與分析方法

2.1 地質(zhì)背景與樣品

艾山巖體為似斑狀中粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖，樣品呈淺肉色，塊狀構(gòu)造，半自形-它形粒狀結(jié)構(gòu)(圖2a)。斑晶基質(zhì)比為1:6。斑晶礦物主要為鉀長(zhǎng)石，少量斜長(zhǎng)石，斑晶粒度一般為1～4 cm，呈方形、長(zhǎng)斑狀，長(zhǎng)寬比一般為1.5∶1。基質(zhì)礦物主要有斜長(zhǎng)石，含量40%～45%，呈半自形-自形板狀，粒徑為2～5 mm，聚片雙晶較發(fā)育，局部絹云母化；鉀長(zhǎng)石，含量20%～25%，粒徑2～5 mm，局部高嶺土化；石英，含量約25%，它形粒狀，粒徑2～5 mm；黑云母，含量5%～10%，半自形鱗片狀，粒徑1～4 mm，具綠泥石化；角閃石，含量約5%，半自形粒狀，粒徑0.5～1.5 mm，部分可見被黑云母交代。副礦物有鋯石、榍石、磷灰石及極少量不透明礦物。

暗色包體為細(xì)粒含斑黑云角閃石英二長(zhǎng)巖，主要寄存于艾山巖體中，形態(tài)多樣，多呈渾圓狀、橢球狀、拉長(zhǎng)的透鏡狀，直徑5～50 cm不等，呈灰色、灰白色，塊狀構(gòu)造，半自形-它形粒狀結(jié)構(gòu)(圖2b)。巖石中含少量斑晶，含量2%～5%，主要為石英、長(zhǎng)石?；|(zhì)中主要礦物為斜長(zhǎng)石，含量30%～35%，它形，粒徑為0.5～2 mm，聚片雙晶較發(fā)育，局部絹云母化；鉀長(zhǎng)石，含量30%～35%，局部高嶺土化；石英，含量5%～10%，它形粒狀，粒徑0.2～1.5 mm；角閃石，含量15%～20%，半自形粒狀，粒徑0.5～1 mm，部分可見被黑云母交代呈假象；黑云母，含量10%～15%，半自形片狀，粒徑一般為0.5～1.5 mm，具綠泥石化；榍石，含量約3%，自形板狀或菱形信封狀，粒徑0.3～1 mm，部分包裹在石英顆粒內(nèi)。此外，巖石中可見石英眼斑不平衡結(jié)構(gòu)，暗色礦物圍繞石英展布。副礦物有鋯石、磷灰石及極少量不透明礦物。

2.2 分析方法

本文所用樣品采自艾山巖體中，共采集7件樣品，包括似斑狀中粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖4件、暗色微粒包體3件，分析項(xiàng)目為巖石主微量元素分析、LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年、鋯石Lu-Hf同位素測(cè)試。其中鋯石U-Pb定年及Lu-Hf同位素分析的花崗巖樣品1件，樣品編號(hào)WDS05/1B，采樣位置(北緯37°34′59.1″，東經(jīng)120°44′46.3″)見圖1。所有樣品均新鮮，手標(biāo)本及鏡下觀察顯示未蝕變(圖2)。

巖石主量和微量元素的測(cè)試分析在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心完成，主量元素采用X熒光光譜法(XRF)，分析儀器為 Panalytical Axios PW4400型X射線熒光光譜儀，分析精度優(yōu)于2%。微量元素分析過程中使用Teflon高壓溶樣罐酸溶方法，測(cè)試前加銦內(nèi)標(biāo)以便于監(jiān)控，使用PerkinElmer NexION 300D ICP-MS儀器進(jìn)行分析。對(duì)于含量<10×10-6的元素測(cè)試誤差小于10%，>10×10-6的元素測(cè)試誤差小于5%。各元素檢出限符合國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)/重復(fù)樣合格率均為100%。

鋯石挑選由河北省廊坊區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究所實(shí)驗(yàn)室利用標(biāo)準(zhǔn)重礦物分離技術(shù)分選完成。鋯石 LA-ICP-MS U-Pb測(cè)年在中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所成礦作用與資源評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室LA-Q-ICP-MS上分析完成。激光剝蝕系統(tǒng)為Newwave UP213，ICP-MS為Bruker M90。激光剝蝕過程中采用氦氣作載氣、氬氣為補(bǔ)償氣以調(diào)節(jié)靈敏度，二者在進(jìn)入ICP之前通過一個(gè)Y型接頭混合。每個(gè)數(shù)據(jù)分析時(shí)間包括15～20 s的空白信號(hào)和45 s的樣品信號(hào)。U-Pb 同位素定年中采用鋯石標(biāo)準(zhǔn)GJ-1 作外標(biāo)進(jìn)行同位素分餾校正，每分析5～10 個(gè)樣品點(diǎn)，分析2 次GJ-1。對(duì)分析數(shù)據(jù)的離線處理(包括對(duì)樣品和空白信號(hào)的選擇、儀器靈敏度漂移校正、元素含量及U-Th-Pb同位素比值和年齡計(jì)算)采用軟件ICPMS DataCal完成。詳細(xì)的儀器操作條件和數(shù)據(jù)處理方法見侯可軍等[22]。U-Th-Pb 同位素比值用標(biāo)準(zhǔn)鋯石Pleso-vice(337 Ma)校正獲得，U 含量采用標(biāo)準(zhǔn)鋯石 91500(81×10-6)校正獲得。

鋯石Lu-Hf同位素分析測(cè)試在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室利用激光剝蝕多接收等離子體質(zhì)譜儀(LA-MC-ICP-MS)完成。激光剝蝕系統(tǒng)為GeoLas 2005(Lambda Physik，德國(guó))，MC-ICP-MS為Neptune Plus(Thermo Fisher Scientific，德國(guó))。在LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年基礎(chǔ)上，參照鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像，選擇在原位年齡分析位置或其附近進(jìn)行，采用單點(diǎn)剝蝕模式，斑束固定為44 μm。εHf(t)計(jì)算采用的176Lu衰變常數(shù)為(1.867±10-11)a-1、球粒隕石現(xiàn)今的176Hf/177Hf=0.282 785和176Lu/177Hf=0.033 6。Hf虧損地幔模式年齡(TDM1)的計(jì)算采用現(xiàn)今的虧損地幔176Hf/177Hf=0.283 25和176Lu/177Hf=0.038 4[23]。二階段Hf模式年齡(TDM2(cc))計(jì)算采用大陸地殼平均的176Lu/177Hf=0.015[24]。

3 結(jié) 果

3.1 巖石地球化學(xué)

本文選擇了7個(gè)新鮮樣品進(jìn)行分析，其中似斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖樣品4個(gè)，暗色包體3個(gè)，分析數(shù)據(jù)結(jié)果見表1。在巖石分類TAS 圖解中，巖石樣品位于花崗巖區(qū)域，暗色包體位于二長(zhǎng)巖-石英二長(zhǎng)巖區(qū)域，與礦物組成分類相一致(圖3)。似斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖的地球化學(xué)特征具有相似性: SiO2含量變化范圍為69.28%～74.49%，平均值為71.93%，屬酸性巖范疇；Al2O3含量為13.55%～14.90%，平均為14.26%；巖石全堿(Na2O+K2O)含量介于7.32%～8.79%，平均為7.83%；Na2O/K2O比值為0.86～1.24，平均值為0.97；MgO含量為0.43%～1.45%；TFe2O3介于1.40%～2.95%；另外，P2O5和TiO2含量低，分別為0.08%～0.16%和0.20%～0.37%。在SiO2-K2O圖解中，樣品主要屬于高鉀鈣堿性系列(圖4a)；鋁飽和指數(shù)(A/CNK)為0.95～1.35，均值為1.07，在A/CNK-A/NK圖解(圖4b)中，樣品屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì)區(qū)域。巖石主元素氧化物(Al2O3、CaO、MgO、TiO2、P2O5)與SiO2含量呈負(fù)相關(guān)(圖4c、d)，表明隨著巖漿演化，有些礦物(如輝石、角閃石、磷灰石、鈦鐵礦等)發(fā)生了一定的分離結(jié)晶作用[22]。暗色微粒包體貧硅、鋁，富鎂、鐵，SiO2含量為56.82%～68.83%，Al2O3含量為15.12%～16.46%，F(xiàn)e2O3含量為2.66%～6.82%，TiO2含量為0.34%～0.90%，MgO含量為0.96%～3.43%。根據(jù)相關(guān)判別圖解其屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)、堿性系列二長(zhǎng)巖-石英二長(zhǎng)巖。

艾山巖體二長(zhǎng)花崗巖及暗色微粒包體在稀土元素蛛網(wǎng)上具有相似的稀土配分模式，呈輕稀土富集、重稀土虧損的右傾模式(圖5(a))，且稀土元素配分型式為輕稀土元素逐漸降低，重稀土元素則近于水平。二長(zhǎng)花崗巖稀土含量變化不大，變化于200×10-6～237×10-6(圖5(a))，巖石的輕、重稀土總量分別為194×10-6～228×10-6和5.60×10-6～8.05×10-6。LREE/HREE=28.43～34.72,(La/Yb)N=46.38～56.74，顯示輕、重稀土分餾明顯；δCe為1.05～1.38，顯示正鈰異常；δEu為0.75～0.83，具有負(fù)銪異常。表明巖體經(jīng)歷了一定的斜長(zhǎng)石分離結(jié)晶作用或源區(qū)有一定量的斜長(zhǎng)石殘留。暗色微粒包體的稀土總量高于寄主巖石，ΣREE=274.98×10-6～543.51×10-6，輕、重稀土分異程度略低于主巖，LREE/HREE=19.98～31.97，(La/Yb)N=23.34～68.01，呈負(fù)銪異常(δEu=0.67～0.89)。

在原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(圖5(b))上，整體曲線形態(tài)表現(xiàn)為右傾的特征，表明隨著元素不相容性的增加，巖石的富集度逐漸降低。二長(zhǎng)花崗巖的微量元素顯示富集K、Rb、Sr、Th等大離子親石元素(LILE)，弱的Ba 負(fù)異常，虧損Ta、Nb、P、Ti等高場(chǎng)強(qiáng)元素(HFSE)的特征。與寄主巖石相比，暗色包體的Ba、P含量較高，Sr含量較低。

3.2 鋯石定年

艾山巖體的似斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖樣品(WDS-05/1B)中挑出的鋯石呈長(zhǎng)柱狀，粒徑100～200 μm，長(zhǎng)寬比2:1～3:1，自形，具有清晰的巖漿振蕩環(huán)帶(圖6)。鋯石U含量為267×10-6～1 054×10-6，Th含量為178×10-6～13 397×10-6，Th/U比值為0.58～27.32。以上特征表明這些鋯石均為巖漿鋯石。對(duì)該似斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖樣品的鋯石進(jìn)行了25個(gè)點(diǎn)次的分析，其中23顆鋯石的207Pb/235U和206Pb/238U在諧和線上及其附近(表2，圖7)，其206Pb/238U加權(quán)平均年齡為(115±1)Ma，可以代表艾山巖體似斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖的形成年齡。

表2 膠東地區(qū)艾山二長(zhǎng)花崗巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡分析結(jié)果

3.3 鋯石Lu-Hf同位素組成

鋯石所有測(cè)試點(diǎn)的176Lu/177Hf比值基本介于0.000 682～0.001 837，小于0.002，表明鋯石在巖體形成以后漫長(zhǎng)的演化歷程中具有較低的放射成因Hf積累，因而可以用鋯石的176Lu/177Hf比值探索巖體形成時(shí)的成因信息[31]。另外，所有測(cè)試點(diǎn)的fLu/Hf值為-0.98～-0.94，明顯小于鐵鎂質(zhì)地殼的fLu/Hf值-0.34[32]和硅鋁質(zhì)地殼的fLu/Hf值-0.72[33]，故二階段模式年齡更能反映其源區(qū)物質(zhì)從虧損地幔被抽取的時(shí)間或其源區(qū)物質(zhì)在地殼的平均存留年齡。

艾山二長(zhǎng)花崗巖樣品鋯石的176Hf/177Hf比值變化于0.282 144～0.282 251(表3)，平均值為0.282 189；εHf(t)值為-16.0～-19.7，平均值為-18.16；虧損地幔二階段模式年齡TDM2為2.18～2.42 Ga，平均值為2.32 Ga。

4 討 論

4.1 艾山巖體的形成時(shí)代

本文選取艾山巖體的似斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖進(jìn)行鋯石定年，獲得LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為(115±1)Ma，具有較好的諧和性，代表艾山巖體的侵位時(shí)間為115 Ma。近年來(lái)許多學(xué)者對(duì)中酸性巖漿巖與暗色微粒包體中鋯石U-Pb 年代學(xué)開展了大量研究[34-35]，發(fā)現(xiàn)包體與其寄主巖石年齡在誤差范圍內(nèi)一致，二者應(yīng)為同時(shí)期的產(chǎn)物，準(zhǔn)同時(shí)形成或包體形成略早，包體與巖體的稀土元素配分很相似，指示二者可能經(jīng)過了一定程度的巖漿混合作用。

膠東地區(qū)發(fā)育大量120～110 Ma 的偉德山期花崗巖侵入體，為一套中性-酸性侵入巖類的巖石組合，巖性為閃長(zhǎng)巖-石英二長(zhǎng)巖-花崗閃長(zhǎng)巖-二長(zhǎng)花崗巖系列侵入巖，出露巖體如南宿巖體、艾山巖體(117 Ma)、牙山巖體(117 Ma)、偉德山巖體(113 Ma)、院格莊巖體(113 Ma)、澤頭巖體(115 Ma)等[36-39]。膠東地區(qū)廣泛出露各類脈巖，發(fā)育大量的鎂鐵質(zhì)煌斑巖類、輝綠巖、輝長(zhǎng)巖等暗色脈巖，同時(shí)產(chǎn)出閃長(zhǎng)質(zhì)和二長(zhǎng)質(zhì)巖脈等，前人對(duì)于這套煌斑巖和輝綠巖開展過大量的年代學(xué)和同位素地球化學(xué)研究工作，認(rèn)為其起源于123～121 Ma 時(shí)期的巖石圈部分熔融[40-42]。上述信息說(shuō)明在早白堊世晚期膠東地區(qū)曾發(fā)生過一次廣泛且強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)，此時(shí)期形成的花崗巖類侵入體與中基性暗色脈巖應(yīng)為相同構(gòu)造背景下的產(chǎn)物。

4.2 巖石地球化學(xué)類型

艾山巖體樣品中含有原生角閃石，并且榍石、磁鐵礦、鈦鐵礦等副礦物普遍出現(xiàn)，巖體Al2O3、P2O5含量隨SiO2含量增加而減少(圖4c、d)。實(shí)驗(yàn)表明在準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì)巖漿中，磷灰石溶解度通常較低，巖漿分異過程中隨SiO2含量的增加而降低，這種不同于S 型花崗巖的特征，已被成功地用于判別I型花崗巖[43]。艾山巖體由深成相的石英閃長(zhǎng)巖-斑狀二長(zhǎng)花崗巖類及淺成相的閃長(zhǎng)玢巖、花崗斑巖等組成，為一套準(zhǔn)鋁質(zhì)-弱過鋁質(zhì)的高鉀鈣堿性巖系，巖石中普遍含有角閃石等礦物，Na2O>3.47，A/CNK<1.35，顯示I 型花崗巖的特征(圖4a、b)。巖體出現(xiàn)高Y 含量(8.2×10-6～210.5×10-6)，低Sr/Y比值(19.5～67.3，圖8)，具有明顯的稀土元素分餾特征(LREE/HREE=28.43～34.72,(La/Yb)N=46.38～56.74)，負(fù)銪異常。

膠東地區(qū)晚侏羅世和早白堊世早期的花崗質(zhì)侵入體表現(xiàn)出高Sr/Y比值、微弱負(fù)銪異常到弱的正銪異常的特征[17]，具有明顯的埃達(dá)克質(zhì)巖石的特征，地球化學(xué)特征結(jié)合巖相學(xué)研究表明郭家?guī)X花崗閃長(zhǎng)巖和玲瓏花崗巖的巖漿源區(qū)的石榴子石和角閃石往往以殘留相的形式存在，并且在這些殘留相中基本不含斜長(zhǎng)石[44]。而早白堊世晚期艾山花崗巖與之明顯不同，它具有顯著的負(fù)銪異常和低Sr/Y比值，很可能是在其巖漿源區(qū)斜長(zhǎng)石作為一種主要的殘留相存在，同時(shí)殘留相中也應(yīng)有石榴子石和角閃石。

4.3 巖漿源區(qū)及巖石成因

鋯石作為探討地殼演化及示蹤巖石源區(qū)的重要工具，具有良好的穩(wěn)定性，并且通常可以準(zhǔn)確獲得鋯石形成時(shí)的鉿同位素組成[17]。

艾山二長(zhǎng)花崗巖鋯石的εHf(t)值為-19.7～-16.0，均為負(fù)值，在T-εHf(t)圖解中均落入球粒隕石Hf同位素演化線以下，位于1.9 Ga和2.5 Ga的地殼演化線之內(nèi)(圖9)。εHf(t)和εHf(0)均為負(fù)值，表明艾山巖體主要來(lái)自老地殼的熔融[17,24]。艾山巖體對(duì)應(yīng)的Hf二階段模式年齡TDM2為2.18～2.42 Ga(均值為2.33 Ga)，指示其巖漿源區(qū)主要是古元古代陸殼物質(zhì)，可能有部分新太古代陸殼物質(zhì)。這與偉德山期三佛山花崗巖樣品全巖Nd二階段模式年齡tDM2為2 447～2 143 Ma[18]、鋯石Hf二階段模式年齡2 385～2 096 Ma[46]接近，指示偉德山期花崗巖的放射成因同位素具有一致性。

與艾山巖體相比，新城金礦床內(nèi)郭家?guī)X型花崗巖(εHf(t)值為-24.7～-18.1[47])和區(qū)域內(nèi)玲瓏型花崗巖(εHf(t)值為-28.7～-17.6[29]、εHf(t)值為-23.85～-18.06[48])的εHf(t)范圍更大，部分重疊。這種現(xiàn)象可能是由于部分熔融的層位由下逐漸向上，年齡由老逐漸變年輕，或有更多的幔源物質(zhì)加入，從而導(dǎo)致巖石的Sr-Nd-Hf 同位素出現(xiàn)上述差異[46,49]。結(jié)合玲瓏期花崗巖體是加厚的下地殼部分熔融的產(chǎn)物[46]，郭家?guī)X期巖體巖漿源區(qū)可能主要為前寒武紀(jì)變質(zhì)基底巖石(以新太古代—古元古代巖石為主)[47,50]，以及Hf二階段模式年齡TDM2為2.18～2.42 Ga，本次研究認(rèn)為艾山巖體的巖漿源區(qū)為前寒武紀(jì)變質(zhì)基底巖石，可能主要為古元古代、新太古代陸殼物質(zhì)。

艾山二長(zhǎng)花崗巖的A/CNK主要為0.95～1.35，均值為1.07，Sr/Y比值為11～79，具有負(fù)銪異常，弱正鈰異常，相對(duì)虧損Ta、Nb、P、Ti等高場(chǎng)強(qiáng)元素，表現(xiàn)出殼源的特征。早白堊世晚期艾山花崗巖具有負(fù)銪異常和低Sr/Y比值，很可能是在其巖漿源區(qū)斜長(zhǎng)石作為一種主要的殘留相存在，同時(shí)殘留相中也應(yīng)有石榴子石和角閃石?；◢弾rTh/U比值為4.76～8.21，平均值6.99，高于大陸地殼平均值(4)；La/Nb比值為3.44～6.10，平均值4.95，高于大陸地殼平均值(2.2)；Th/Nb比值為1.90～2.20，平均值2.04，高于大陸地殼平均值(0.44)；Th/La比值為0.35～0.59，平均值0.43，高于大陸地殼平均值(0.204)。以上地球化學(xué)特征表明可能有地幔物質(zhì)混入。

顯微鏡下觀察艾山巖體暗色包體具有典型的巖漿巖礦物組合和結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征，未見石榴子石、紅柱石、堇青石等富鋁礦物及變晶、片理和片麻理等變質(zhì)巖的組構(gòu)，二者沒有存在冷凝邊、淬火邊等，說(shuō)明不是圍巖的捕虜體或地殼深熔作用的殘留體。暗色包體與寄主巖石在SiO2組分(56.82%～68.83%)上存在明顯區(qū)別，與分離結(jié)晶作用的連續(xù)曲線分布明顯不同[52]。暗色包體礦物的粒度明顯小于其寄主巖，并且與寄主巖相比，包體具有更高的稀土元素總量，表明它不是寄主巖漿早期的堆晶體或析離體。因?yàn)镽EE為強(qiáng)不相容元素，倘若包體是花崗質(zhì)巖漿早期結(jié)晶分異產(chǎn)物的堆積體，則其REE含量應(yīng)比寄主巖低，故又可以排除包體的析離體成因。綜上，暗色微粒包體與寄主巖石是由不同性質(zhì)的母巖漿演化而成。

艾山巖體中暗色包體數(shù)量不等、大小不一，這可能是巖漿不均一混熔的結(jié)果，大量針狀磷灰石的出現(xiàn)是巖漿快速冷凝淬火的主要礦物學(xué)標(biāo)志[53]。暗色包體與寄主花崗巖的形成年齡基本一致，表明在局部地區(qū)可能存在巖漿混合作用。艾山巖體巖石化學(xué)組成顯示其為高鉀鈣堿性巖系巖石，巖石中出現(xiàn)晶體較大的鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石斑晶，發(fā)育的針狀磷灰石顯示了巖漿的快速冷卻，表明巖漿具混合作用的特點(diǎn)[36]。這與前人對(duì)偉德山期花崗巖及暗色閃長(zhǎng)質(zhì)微粒包體的研究結(jié)論一致[18,36,54]。包體富TFe2O3、MgO，V 含量(36×10-6～103×10-6)高于上地殼，包體的流體包裹體研究表明其內(nèi)含有堿性閃石包裹體[36]，說(shuō)明其來(lái)源深度較大，暗示包體具有幔源原始巖漿的性質(zhì)，可能為巖石圈地幔部分熔融的產(chǎn)物，并且上侵過程中有殼源長(zhǎng)英質(zhì)巖漿混合加入。

艾山巖體的地球化學(xué)特征，如高M(jìn)g#、高K2O、同位素組成及所含暗色包體的巖石學(xué)、地球化學(xué)以及副礦物組合表明幔源物質(zhì)參與成巖作用。從上述特征來(lái)看，艾山花崗巖是陸殼酸性巖漿與幔源中基性巖漿混合而成，巖漿源區(qū)主要來(lái)自古老地殼物質(zhì)的部分熔融，主要為古元古代和新太古代陸殼物質(zhì)。

4.4 構(gòu)造動(dòng)力學(xué)背景

在中生代燕山期華北東部經(jīng)歷了強(qiáng)烈的巖石圈減薄事件[4,55]，越來(lái)越多的學(xué)者認(rèn)為華北克拉通大規(guī)模巖石圈減薄或破壞發(fā)生于白堊紀(jì)，太平洋板塊的俯沖、回撤被認(rèn)為是巖石圈減薄的主要驅(qū)動(dòng)力[56]。早白堊世最為強(qiáng)烈的巖漿活動(dòng)、成礦作用及凹陷盆地等的大量產(chǎn)生和形成是該地質(zhì)事件的強(qiáng)烈響應(yīng)[31]。在Nb-Y圖解(圖10a)中，巖石樣品落在火山弧花崗巖和同碰撞花崗巖區(qū)域內(nèi)；在(Y+Nb)-Rb圖解(圖10b)中，巖石樣品落在火山弧花崗巖區(qū)域內(nèi)，指示早白堊世晚期艾山花崗巖體與古太平洋板塊向歐亞板塊俯沖密切相關(guān)。

艾山巖體正是這一構(gòu)造背景下形成的，為巖石圈減薄和陸內(nèi)伸展背景下的產(chǎn)物。隨著構(gòu)造環(huán)境由擠壓構(gòu)造體制轉(zhuǎn)為伸展構(gòu)造體制[57]，太平洋板塊回撤，導(dǎo)致華北克拉通破壞、軟流圈上涌，巖漿底侵進(jìn)一步促使巖石圈消減[58]。經(jīng)過不斷的殼幔相互作用，幔源基性巖漿侵位進(jìn)而引發(fā)地殼熔融，形成了高鉀鈣堿性的艾山巖體等早白堊世晚期花崗巖。

5 結(jié) 論

(1)艾山巖體由深成相的石英閃長(zhǎng)巖-斑狀二長(zhǎng)花崗巖類及淺成相的閃長(zhǎng)玢巖、花崗斑巖等組成，為一套準(zhǔn)鋁質(zhì)—弱過鋁質(zhì)、高鉀鈣堿性的I 型花崗巖，其中發(fā)育的暗色微粒包體為準(zhǔn)鋁質(zhì)、堿性系列的二長(zhǎng)巖-石英二長(zhǎng)巖，巖石學(xué)和地球化學(xué)特征等表明巖體存在巖漿混合作用。

(2)艾山巖體年齡為(115±1)Ma，為膠東中生代早白堊世晚期巖漿巖，為巖石圈減薄和陸內(nèi)伸展背景下的產(chǎn)物。

(3)艾山似斑狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖的巖漿鋯石εHf(t)值為-19.7～-16.0，對(duì)應(yīng)的Hf二階段模式年齡TDM2為2.18～2.42 Ga(均值為2.33 Ga)，表明艾山巖體主要來(lái)自古老地殼物質(zhì)的部分熔融。艾山二長(zhǎng)花崗巖為殼源酸性巖漿與幔源中基性巖漿混合而成，殼源巖漿源區(qū)主要為古元古代和新太古代陸殼物質(zhì)。