遼寧岫巖地區晚侏羅世侵入巖地質特征及巖漿演化

王 烜,雷廣新,程培起,王海鵬

1.中國地質大學，北京100083;2.遼寧省地質勘查院，遼寧 大連 116100

岫巖地區大地構造位于華北板塊北緣，郯廬斷裂帶東側，營口—寬甸臺拱之鳳城凸起上[1]。進入燕山期，本區巖漿活動強烈，所形成的侵入巖屬新金—寬甸侵入巖帶[1]。

1 地質特征

晚侏羅世侵入巖分布于區內中部的塔嶺—傅家堡子一帶，出露面積約260 km2。侵入中元古界遼河群蓋縣巖組和早期巖體，被晚期巖體入侵（圖1）。

根據巖性和接觸關系，將晚侏羅世侵入巖劃分二期，代表巖體早期為紅石砬子巖體(ηγJ31)，晚為駱駝砬子巖體(ηγJ32)。

1.1 紅石砬子巖體

出露于中部的塔嶺—傅家堡子一帶，面積約200 km2。侵入中元古界遼河群蓋縣巖組及早期巖體（圖1）——早三疊世石英二長閃長巖(δηοT13，代表巖體稱小嶺底)（圖2）、晚三疊世似斑狀黑云母二長花崗巖(ηγT32，代表巖體稱興開嶺)（圖3）及似斑狀黑云母二長花崗巖(ηγT33b，代表巖體稱三塊石)，并被晚侏羅世第二期形成的駱駝砬子巖體(ηγJ32)所侵（見圖4）。平面上呈近東西向不規則狀長橢圓形。內部早期巖石捕虜體和晚期各類脈巖發育，捕虜體多呈不規則狀，大小不等。脈巖走向多呈北東向，少數為北西向。根據同位素年齡(151.53±4.79)Ma(Rb-Sr)，將其時代定為晚侏羅世。

1.2 駱駝砬子巖體

分布于區內中部的老平頂、駱駝砬子等地，出露面積約50 km2。侵入早期紅石砬子巖體（圖4）。同位素年齡為(147.95±6.8)Ma(Rb-Sr)，時代為晚侏羅世。

2 巖石學特征

紅石砬子巖體：巖石類型為中細粒(角閃石)黑云母二長花崗巖，花崗結構，塊狀構造。礦物成分主要有斜長石、鉀長石、石英、黑云母和少量角閃石（見表1）。

圖1 岫巖地區晚侏羅世侵入巖分布略圖Fig. 1 Distribution sketchmap of intrusive rocks of late Jurassic in the Xiuyan area

1.第四系;2.中元古界榆樹砬子巖組厚層石英巖,局部夾絹云千枚巖、板巖；3.蓋縣巖組湯家溝巖段二云片巖；4.高家峪巖組一巖段透閃巖、變粒巖;5.里爾峪巖組、淺粒巖、變粒巖、二長片麻巖;6.新太古界大十間房片麻巖；7.變質砂巖；8.早白堊世細粒黑云母二長花崗巖；9.晚侏羅世細粒角閃石黑云母二長花崗巖；10.晚侏羅世中細粒（角閃石）黑云母二長花崗巖；11.晚三疊世中細粒似斑狀(角閃石)黑云母二長花崗巖；12.晚三疊世中細粒黑云母二長花崗巖；13.晚三疊世中細粒似斑狀黑云母二長花崗巖;14.晚三疊世中細粒黑云母花崗閃長巖；15.早三疊世細粒黑云母角閃石石英二長閃長巖；16.古元古代細粒條痕狀黑云母二長花崗巖17.早白堊世花崗斑巖；18.花崗斑巖脈；19.閃長玢巖脈；20.實測地質界線；21.實測正斷層；22.實測逆斷層；23.實測平移逆斷層；24.實測性質不明斷層；25.同位素地質年齡數值(Ma)、同位素測定方法；26.縣級政府所在地；27.鄉鎮級政府所在地；28.自然村；29.山峰及名稱；30.河流

駱駝砬子巖體：巖石類型為細粒角閃石黑云母二長花崗巖，巖石呈灰白色，花崗結構，塊狀構造。礦物成分主要有斜長石、鉀長石、石英、黑云母和少量角閃石(見表1)。

3 副礦物特征

副礦物質量分數及組合：紅石砬子巖體副礦物種類較多，達十余種，主要有磁鐵礦、磷灰石、榍石、鋯石、方鉛礦等，其中以磁鐵礦、磷灰石、榍石、鋯石為主。駱駝砬子巖體副礦物主要有磁鐵礦、磷灰石、榍石、鋯石、鱗灰石。副礦物組合均為鋯石-鱗灰石型。

鋯石特征：晚侏羅世侵入巖鋯石多為淺黃色、淺黃褐色，個別為淺紫色或無色，金剛光澤，透明-半透明，具暗色礦物包體，表面粗糙，具裂紋或凹坑，個別具鐵染等。

圖2 紅石砬子巖體侵入小嶺底巖體接觸關系素描圖(頭道溝)Fig.2 Sketchmap of contact relation of Hongshilazi rockmass invade Xiaolingdi rockmass

圖4 駱駝砬子巖體侵入紅石砬子巖體接觸關系素描圖(龜子溝)Fig.4 Sketchmap of contact relation of Luotuolazi rockmass invade Hongshilazi rockmass

圖3 紅石砬子巖體侵入興開嶺巖體接觸關系素描圖(柳樹溝處)Fig.3 Sketchmap of contact relation of Hongshilazi rockmass invade Xingkailing rockmass

4 巖石地球化學特征

4.1 巖石化學特征

晚侏羅世侵入巖巖石化學成分質量分數見表2，CIPW標準礦物成分及巖石化學參數見表3。

由表2、表3可知紅石砬子巖體巖石化學成分質量分數與遼寧二長花崗巖平均值[4]對比，具高鎂，低鋁、鈉的特點，δ值在1.66～2.56之間，平均為1.95，Al值在0.94～1.18之間，平均為1.05，K2O+Na2O值在6.77～8.72之間，平均為7.55，K2O/Na2O值在0.95～1.99之間，平均為1.24，巖石屬鈣堿性鉀質系列過鋁的巖石類型。DI值在72.83～96.06，平均為83.86，說明巖漿分異程度較高。

駱駝砬子巖體巖石化學成分質量分數與遼寧二長花崗巖平均值[4]對比，具高鎂，低鉀的特點，δ值在2.19～2.6之間，平均為2.36 ，Al值在1.02～1.16之間，平均為1.07，K2O+Na2O值在8.07～8.42之間，平均為8.27， K2O/Na2O值在1.18～1.2之間，平均為1.19，巖石屬鈣堿性鉀質系列過鋁的巖石類型。DI值在80.79～91.2之間，平均為86.58，巖漿分異程度較高。

表1 晚侏羅世侵入巖巖石礦物成分及質量分數Table 1 Mineral composition andmass fraction of late Jurassic intrusive rocks%

表2 晚侏羅世侵入巖化學成分質量分數Table 2 Chemical composition andmass fraction of late Jurassic intrusive rocks%

4.2 微量元素特征

巖石中主要微量元素質量分數見表4。

紅石砬子巖體微量元素質量分數與黎彤陸殼豐度[2]對比，Rb、Ga、Nb、Hf、Th、U、Ce、Zr、Pb質量分數高，其它微量元素質量分數低或與黎彤陸殼豐度接近；與黎彤洋殼豐度[2]對比，Rb、Ga、Ga、Nb、Ta、Hf、Th、Li、U、Ce、Zr、Pb質量分數高，其它微量元素質量分數低或與黎彤洋殼豐度接近；與黎彤上地幔豐度對比，多數微量元素質量分數高，只有Co、Ni、Cr等微量元素質量分數低，微量元素異常值RbN/YbN值在58.1～125.47之間，平均為87.37，屬強不相容元素富集型，Th※值在0.85～2.49之間，平均為1.86，屬富集型，K※值在1.33～5.15之間，平均為2.18，屬鉀富集型，Nd※值在0.1～0.42之間，平均為0.25，屬鈮虧損型，Sr※值在0.03～0.92之間，平均為0.14，屬鍶虧損型，P※值在0.07～0.50之間，平均為0.16，說明磷虧損，Zr※值在1.18～3.81之間,平均為1.68,說明巖石為鋯富集型,Ti※值在0.05～0.51之間,平均為0.14，為鈦虧損型。在湯氏圖解中(圖5)相對富集Th、K、La、Ce、Nd、Zr、Hf、Sm、Y，虧損Nb、Sr、Ba、P、Ti。

駱駝砬子巖體微量元素質量分數與黎彤陸殼豐度對比，Rb、Ba、Ga、Hf、Th、U、Ce、Zr、Pb質量分數高，其它微量元素質量分數低或與黎彤陸殼豐度接近；與黎彤洋殼豐度對比，Rb、Ba、Ga、Ta、Hf、Th、Li、U、Ce、Zr、Pb質量分數高，其它微量元素質量分數低或與黎彤洋殼豐度接近；與黎彤上地幔豐度對比，多數微量元素質量分數高，只有Co、Ni、Cr等微量元素質量分數低，微量元素異常值RbN/YbN值在56.74～103.73之間，平均為81.72，屬強不相容元素富集型，Th※值在0.53～1.52之間，平均為0.93，屬富集型，K※值在2.99～5.36之間，平均為4.09，屬鉀富集型，Nd※值在0.16～0.24之間，平均為0.21，屬鈮虧損型，Sr※值在0.21～1.32之間，平均為0.75，屬鍶虧損型，P※值在0.08～0.55之間，平均為0.27，說明磷虧損，Zr※值在1.38～3.17之間，平均為2.12，說明巖石為鋯富集型，Ti※值在0.07～0.50之間，平均為0.29，為鈦虧損型。在湯氏圖解中（圖5），相對富集Th、K、La、Ce、Nd、Zr、Hf、Sm、Y，虧損Nb、Sr、Ba、P、Ti，與計算的微量元素值相對應。

表3 晚侏羅世侵入巖CIPW標準礦物成分及巖石化學參數Table 3 Mineral composition and rock chemistry parameters of CIPW standard of late Jurassic intrusive rocks

4.3 稀土元素特征

晚侏羅世侵入巖稀土元素質量分數及參數見表5。

紅石砬子巖體中稀土元素總量在（125.72～476.33）×10-6，平均為303.4，輕重稀土比值在15.49～43.08，平均為22.5，δEu在0.03～0.99之間，平均為0.23，銪負異常明顯。（La/Sm）N在4.03～8.07之間，平均為6.32，（Gd/Yb）N在1.14～3.64之間，平均為1.96，（La/Yb）N在14.19～75.49之間，平均為27.09。輕、重稀土分餾程度相對較高，稀土元素配分模式曲線（圖6）表明銪負異常明顯，并具明顯兩段式特征，輕稀土斜率大向右陡傾，分異明顯，重稀土部分斜率小向右緩傾分異程度弱，曲線具明顯的“海歐”模式，表明巖漿分異程度較高，與稀土參數得出的結論相吻合。La-La/Sm（圖7）圖解，反映出巖漿在成巖過程中，經歷了分離結晶作用。

駱駝砬子巖體中稀土元素總量在（99.311～

199.82）×10-6之間，平均為144，輕重稀土比值在8.9～28.26，平均為14.92，δEu在0.36～1.37之間，平均為0.81，銪具弱負異常。（La/Sm）N在4.34～7.82之間，平均為6.09，（Gd/Yb）N在1.1～2.79之間，平均為1.47，（La/Yb）N在8.12～45.91之間，平均為16.6，輕、重稀土分餾程度相對較高，稀土元素配分模式曲線為向右緩傾的較平滑的曲線（圖6）。La-La/Sm(圖7）圖解，反映出巖漿在成巖過程中，經歷了部分熔融作用。

圖5 晚侏羅世侵入巖微量元素湯氏圖解Fig.5 Towne diagram of trace elements of late Jurassic intrusive rocks

圖6 晚侏羅世侵入巖稀土元素配分曲線(after Coryell,1963)Fig.6 The REE distribution curve of late Jurassic intrusive rocks

圖7 晚侏羅世侵入巖La/Sm-La圖解Fig.7 La/Sm-La diagram of late Jurassic intrusive rocks

表5 晚侏羅世侵入巖稀土元素質量分數Table 5 REEmass fraction of late Jurassic intrusive rocks×10-6

5 晚侏羅世侵入巖巖漿演化

5.1 巖石學演化

晚侏羅世侵入巖巖石類型為：中細粒（角閃石）黑云母二長花崗巖→細粒角閃石黑云母二長花崗巖，均為酸性巖。副礦物組合類型均為鋯石－磷灰石型。由早期巖體至晚期巖體黑云母成分由鐵葉黑云母向鐵質黑云母演化。斜長石排號逐漸減小。

5.2 巖石化學成分演化

在哈克型巖石化學成分變異圖解（圖8）中，晚侏羅世侵入巖各巖體隨巖漿演化SiO2增加，FeO+Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、Na2O遞減，K2O遞增。 Na-K-Ca圖解（圖9）中，由早期巖體至晚期巖體由鈣質向鉀質演化。計算的巖石化學參數DI值、δ值、Al值、K2O+Na2O由早期至晚期逐漸增大，K2O/Na2O值減小。

5.3 微量元素演化

晚侏羅世侵入巖由早期巖體至晚期巖體微量元素Rb、Sr、Ba、V、Cr、Co、Ni、B、Ti、Cu、Zn質量分數增高，Ga、Nb、Ta、Hf、Th、Zr、Pb質量分數降低，Ba/Sr、Zr/Hf比值增大；Rb/Sr、Th/U、Nb/Ta、（Rb）N/(Yb)N值減小。

圖8 晚侏羅世侵入巖哈克圖解Fig.8 Harker diagram of late Jurassic intrusive rocks

圖9 晚侏羅世侵入巖Na-K-Ca圖解(據高秉璋,1991)Fig.9 Na-K-Ca diagram of late Jurassic intrusive rocks

5.4 稀土元素演化

晚侏羅世侵入巖由早期至晚期巖體稀土總量、LRRE/HREE比值、（La/Yb）N比值降低，δEu值增高，Sm/Nb比值變化不大。

致謝：此文是在2012年參加“岫巖等四幅1∶5萬區域地質調查”實習工作中撰寫的。資源來源于“岫巖等四幅1∶5萬區域地質調查聯測報告”。在成文過程中得到陳永清博士生導師、張國仁教授級高級工程師、雷廣新高級工程師的指導，在此深表謝意！

[1] 遼寧省地質礦產局.遼寧省區域地質志[M].北京,地質出版社,1989：494、704.

[2] 黎 彤.大洋地殼與大陸地殼豐度[J].大地構造與成礦學,1984.

[3] 李昌年.火成巖微量元素巖石學[M].北京：中國地質大學出版社,1992.

[4] 遼寧地質礦產局.巖石分類命名與鑒定[Z].1984: 31