大兴安岭兴滨地区晚侏罗世中粒碱长花岗岩（J3χγ）特征

大兴安岭兴滨地区晚侏罗世中粒碱长花岗岩（ J3χγ）特征

付闯

辽宁省有色地质一〇五队有限责任公司 辽宁省 葫芦岛市 125000

摘要: 调查区地处西伯利亚板块和华北陆块区之间的兴蒙造山带内，是古亚洲构造域和环太平洋构造域的叠加部位。中生代前属于西伯利亚板块（Ⅳ）、额尔古纳造山系（Ⅳ1）、牙克石－根河造山带（Ⅳ₁²）；中生代位于大兴安岭叠加造山系－裂谷系（Ⅰ）、大兴安岭叠加岩浆弧（Ⅱ）、大兴安岭岩浆岩带（Ⅲ），区内地质构造复杂。

关键词： 岩石化学；稀土元素；微量元素；构造环境

1 地质特征

研究区内该岩石单元出露于工作区南部库西与库中地区，呈岩株状产出，侵入满克头鄂博组地层，被后期碱长花岗斑岩（J₃χγπ）侵入。

2 岩石学特征

碱长花岗岩：岩石呈肉红色，具半自形-它形粒状结构，文象结构，块状构造；矿物成分主要为碱性长石、石英和斜长石，暗色矿物为黑云母。碱性长石65%，呈他形板状，具条纹结构和卡式双晶，碱性长石与石英交生形成显微文象结构，粒径1.5-4mm。斜长石5%，呈柱状，聚片双晶发育，粒径1-2mm。石英25%，呈它形粒状分布于长石粒间。黑云母3%，褐色，片状，一组解理发育，片径0.3-0.5mm。金属矿物呈它形粒状，星散分布。

3 岩石化学特征

该区化学成分及部分参数，与中国主要岩浆岩类的平均化学成分（据黎彤、饶纪龙，1962）相比，K₂O+Na₂O含量偏高，MgO、CaO偏低，其余成分相当。SiO₂含量平均为71.04～72.68%，σ值为2.66～3.05，属钙碱性岩，A/CNK值为0.96-1.01，A/NK为1.02-1.08，固结指数SI为1.85～3.94，分异指数DI为90.54～93.35。在SiO₂（%）－Na₂O+K₂O（%）图解（图1）上样品点落入（S区）亚碱性岩区，在SiO₂（%）－K₂O（%）图解（图2）上，样品投入高钾钙碱性区域，属高钾钙碱性岩石。

图1 硅碱图 图2 硅钾图

注：A为碱性 S为亚碱性；□J₃ξγ △J₃χγ(J₃χγπ)

4 微量元素地球化学特征

4.1 稀土元素地球化学特征

稀土元素丰度及参数统计发现，ΣREE变化为100.26×10^-6～188.53×10^-6，LREE为91.48×10^-6～171.34×10^-6，LREE/HREE为7.6～10.41，δEu为0.29～0.47，为Eu负异常的轻稀土富集型，在稀土元素球粒陨石标准化模式曲线图上（图3），表现为左高右低向右倾斜Eu处“V”字型特征略明显。

4.2 微量元素地球化学特征

微量元素丰度及比通过值统计可知，与维氏值（1962）相比，Rb、Nb、Th、U、Ti等元素含量与花岗岩微量元素平均含量相当；Rb/Sr比值为2.45～3.26，K/Rb比值为0.95～1.1，在原始地幔标准元素的蛛网图上（图4）表现为K、Sr 、P、Ti相对亏损。

图3 晚侏罗世中粒碱长花岗岩稀土元素 图4 晚侏罗世中粒碱长花岗岩微量元

配分曲线图（碱长花岗斑岩） 素蛛网图（碱长花岗斑岩）

注：△/○ J₃χγ(J₃χγπ)

5 岩石成因构造环境分析

（1）岩石化学特征显示在花岗岩成因类型Na₂O-K₂O图解中样品落入为 A型花岗岩区。

（2）结合硅酸盐、稀土及稀土元素特征，显示岩浆来源于地幔玄武质岩浆上升过程中同熔了地壳物质经进一步分异而成，为造山晚期—非造山环境体制下，以伸展机制为主的岩浆侵位结果。

（3）在R₁-R₂多阳离子判断图解中，样品点落于火山弧花岗岩区（VAG）与板内型花岗岩（WPG）过渡区域。

（4）在Rb-Y+Nb判断图解中（图5），岩石样品点落入⑤区界线附近。显示为非造山区花岗岩。

综上认为，岩浆来源于地壳部分熔融，形成于活动大陆边缘造山晚期—非造山期，表明岩浆活动主要与张性构造环境有关。

6 时代依据

该期侵入岩1：25万报告中测得U-Pb年龄值为146.9±1.1Ma。本次工作测得中粒碱长花岗岩(J₃χγ)的U-Pb年龄值为139±1.2Ma，该单元侵入到晚侏罗统满克头组，说明其晚于该期火山岩，考虑U-Pb法中次生锆石干扰，使测年样品年代偏新，最终将其时代置于晚侏罗世。

7 岩浆结晶的PT条件及侵位机制探讨

（1）在Q-Ab-Or等温等压力线图（图6）上，中粒碱长花岗岩样品点压力几乎全部在3×10⁸Pa以上，投点趋势线与最低点连线交于1.0×10⁸Pa，反映了地壳上部岩浆房深度约在3.3km左右，岩浆当时温度在650—750℃。之后岩浆房的岩浆进一步沿北东向有利断裂构造先后上侵到不同深度（经不同结晶过程）最终定位结晶。

从上述侵位情况上推测侵入深度应在3.3—0.5km之内，反映侵入体现今状态属于中浅剥蚀，深度应在2km左右。

图5 Rb-Y+Nb判断图 图6 Ab-Or-Q-H₂O相图

①地幔分离；②板块碰撞前；③板块碰撞后的抬升 注：○J₃ξγ △J₃χγ(π)

④造山晚期的；⑤非造山区；⑥同碰撞期的；⑦造山期后

注：○J₃ξγ △J₃χγ(π)

参考文献

[1] 杨森南、杨巍然 ， 中国区域大地构造学，1985年，地质出版社

[2] 邓晋福等，火山岩构造组合与壳—幔成矿系统，地学前缘，中国地质大学，北京

[3] 赵国龙等，大兴安岭中南部中生代火山岩，1989年， 北京科学技术出版社

[4] 彭汝明、王元龙、黄智龙主编，地质地球化学研究，贵州科技出版社，1996

[5] 邱家骧主编，岩浆岩岩石学，地质出版社，1985

[6] 赵伦山,张本仁编著，地球化学，地质出版社，1991