圍場姜家店晚侏羅世堿長花崗巖特征及鋯石U-Pb年齡

■鄧紹穎 孫肖 吳洋 申晉青 楊寧

（河北省區域地質礦產調查研究所河北廊坊065000）

圍場姜家店晚侏羅世堿長花崗巖特征及鋯石U-Pb年齡

■鄧紹穎 孫肖 吳洋 申晉青 楊寧

（河北省區域地質礦產調查研究所河北廊坊065000）

圍場縣姜家店鄉位于太行山-大興安嶺構造巖漿巖帶中段，筆者2012-2014年在圍場縣北部開展1∶5萬三義號等四幅區調過程中，首次在姜家店鄉半截溝南發現細粒堿長花崗巖體，填補了區內中深成侵入體的一項空白；通過同位素測年研究，獲取了侵入體150.9±0.9Ma鋯石U-Pb年齡，確認了侵入體晚侏羅世侵位的時限，并對細粒堿長花崗巖進行了巖石學、巖石化學、地球化學特征初步探討。

太行山-大興安嶺構造巖漿巖帶圍場縣晚侏羅世堿長花崗巖鋯石U-Pb年齡

太行山—大興安嶺構造巖漿巖帶呈北東向帶狀斜列于中國東部，縱貫華北、東北地區，是中國最為著名的中生代構造巖漿巖帶，以大規模晚中生代中酸性火山巖、侵入巖發育為特征，前人對此開展過大量的研究工作（邵濟安等，1998；林強等，1998,2003；蔡劍輝等，2004；陳斌等，2005；劉偉等，2007；楊奇荻等，2014），對巖漿巖的物質來源、構造背景、同位素年代學、地球化學特征等均進行了深入的探討，積累了大量的資料，取得了豐碩的成果，但不同的研究者在研究方向、位置選擇上各有不同，研究對象也各有側重，由此造成太行山—大興安嶺構造巖漿巖帶的研究程度并不均衡，位于太行山—大興安嶺中生代構造巖漿帶中段的圍場北部地區，晚侏羅世侵入巖的研究程度就相對較低，一直以來鮮有該區晚侏羅世侵入巖的信息見諸刊物。2012—2014年，筆者在圍場北部開展1∶5萬三義號等四幅區調過程中，在調查區內填繪出大量的晚侏羅世侵入巖①，巖石類型有輝石石英正長斑巖、石英正長斑巖、花崗斑巖、細粒堿長花崗巖，并對其進行了年代學、地球化學特征研究，獲取了多組鋯石U－Pb年齡數據，年齡值主要集中在150.9±0.9Ma-152.6±1.4Ma，極大的豐富了圍場北部地區太行山—大興安嶺中生代構造巖漿帶晚侏羅世侵入巖的內容，其中細粒堿長花崗巖（χργJ3）更是本次工作在區內首次發現的深成侵入巖，不僅填補了區內晚侏羅世深成侵入巖的一項空白，對太行山—大興安嶺中生代構造巖漿巖帶的研究也具有一定的意義，現將其特征簡述如下。

圖1 半截溝一帶地質簡圖1-晚侏羅世細粒堿長花崗巖；2-早白堊世石英二長斑巖；3-早白堊世花崗斑巖；4-義縣組；5-漢諾壩組；6-馬蘭組；7-第四系風成砂；8-第四系沖洪積砂礫；9-同位素采樣點及年齡值；10-產狀；11-安山巖；12-橄欖玄武巖；13-氣孔狀玄武巖;14半截溝一帶交通位置圖

1 基本特征

調查區晚侏羅世細粒堿長花崗巖（χργJ3）僅發現1個侵入體，分布于圍場縣姜家店鄉半截溝村南約1km，出露形態不規則，北西側被早白堊世石英二長斑巖侵入，東、南、西三面則被義縣組安山巖及中新世漢諾壩組橄欖玄武巖非整合覆蓋（圖1），出露面積約0.3km2。巖石呈淺粉紅色，（中）細粒花崗結構，致密塊狀構造。巖石由鉀長石、石英和少量黑云母假像組成。鉀長石（73%）：部分為正條紋長石，少部分為歪長石，正條紋長石中條紋主呈補片狀，歪長石可見極細密的格子狀雙晶，鉀長石主呈半自形寬板狀，少部分呈半自形板狀，少量呈它形粒狀，粒度一般為0.2～2mm的細粒，少量為2～4mm的中粒，雜亂狀分布，局部粒內嵌布少量它形粒狀石英，蝕變較均勻，具輕微高嶺土化。石英（25%）：主呈它形粒狀，粒度一般0.2～1.8mm的細粒，單晶或集合體填隙狀分布于鉀長石粒間，局部粒內具輕波狀消光現象，石英無色，表面干凈，正低突起，一級黃白干涉色，一軸晶正光性。黑云母假像（2%）主呈葉片狀，少量呈鱗片狀，片徑一般0.1～0.6mm，部分細小堆狀分布，少部分零散分布，被絹云母和少量褐鐵礦交代呈黑云母假像，表面析出鐵質，局部粒內嵌布少量它形粒狀石英。巖內見少量不透明礦物，呈半自形-它形粒狀，部分細小堆狀分布，少部分零散分布，大小一般0.3～0.1mm，少量0.1～0.02mm。

2 巖石地球化學特征

2.1 主量元素

細粒堿長花崗巖巖石化學全分析數據見表1、CIPW標準礦物特征及特征參數見表2。

表1 測區晚侏羅世侵入巖巖石化學分析結果

表2 測區晚侏羅世侵入巖CIPW標準礦物及主要參數

SiO2含量75.17%→76.68%，平均76.05%；TiO2含量0.17%～0.21%，平均0.18%；Al2O3含量11.23%～11.72%，平均11.44%；MgO含量0.07%～0.09%，平均0.08%；CaO含量0.11%～0.60%，平均0.38%；K2O含量4.78%～5.05%，平均4.91%；全堿（Na2O+K2O）8.22%～8.64%，平均8.39%；Na2O/K2O=1.36～1.46，平均1.41%。

堿度率（A.R）在3.61～3.94之間變化，顯示堿性巖系特征，在SiO2-A.R堿度率圖解（圖2）中，樣品均落入堿性系列（A區）。在K2O-SiO2圖解（圖3）中，全部位于高鉀巖區（HK）。從Al2O3、CaO、Na2O、K2O分子數相對值來看，A/CNK值界于0.94～1.02之間，平均0.98，鋁飽和指數圖解（圖4）2件樣品落入了準鋁質區域，1件落入靠近準鋁質區域的過鋁質區域邊緣。總體上，細粒堿長花崗巖顯示高鉀堿性巖系特點，屬準鋁質巖石，并具向弱過鋁質過渡的趨勢。

圖2 晚侏羅世侵入巖的SiO2-A.R堿度率圖解（據J B Wright,1969）CA-鈣堿性系列；A-堿性系列；PA-過堿性系列

圖3 侵入巖K2O—SiO2圖解(Peccerillo和Taylor，1976)HK—高鉀；CA—鈣堿；LK—低鉀

圖4 晚侏羅世花崗巖的鋁飽和指數圖解A/NK=(Al2O3)n/(Na2O+K2O)n;A/CNK=(Al2O3)n/(CaO+Na2O+K2O)n

2.2 稀土、微量元素特征

細粒堿長花崗巖稀土元素含量及特征參數見表3、微量元素含量及特征參數見表4，稀土元素配分曲線圖（圖5），微量元素蜘蛛網圖（圖6）。

表3 測區晚侏羅世侵入巖稀土元素含量及特征參數表

圖5 晚侏羅世晚期侵入體的稀土配分曲線（球粒隕石值據Taylor and McDonough.，1985）

圖6 晚侏羅世晚期侵入體的微量元素蛛網圖（原始地幔值據Sun and McDonough.，1989）

稀土總量∑REE（包括Y元素）界于417.37×10-6～469.07× 10-6，平均442.50×10-6。LREE/HREE值為2.87～9.31，δEu值變化于0.11～0.12，存在明顯的負銪異常。（La/Yb）n值在2.1～9.35之間變化，平均5.15，輕稀土元素與重稀土元素分餾明顯。稀土配分曲線（圖5）為LREE富集的平緩右傾海鷗型。微量元素蜘蛛網圖（圖6）中，強不相容元素Rb、Th、K相對富集，虧損高場強元素Nb、P、Ti及低場強元素Sr、Ba。Rb/Sr比值變化為10.37～18.30，平均14.39，大于酸性巖石維氏豐度值（0.67），大于地殼Rb/Sr比值（0.24）。

表4 測區晚侏羅世侵入巖微量元素含量及特征參數表

3 鋯石U-Pb年齡

細粒堿長花崗巖同位素測年樣品1件（PM25TW1），取自于一陡崖處，基巖露頭好，樣品新鮮。鋯石挑選由河北省區域地質礦產調查研究所實驗室完成，采用常規粉碎淘洗后，經磁選和重液分離，然后在雙目鏡下人工挑選鋯石。

鋯石制靶和透射光、反射光、陰極發光照相在北京鋯年領航科技有限公司完成。挑選干凈和自形程度較高，包裹體、裂隙少的鋯石顆粒制成環氧樹脂樣品靶，然后打磨、拋光。在測試前對鋯石樣品進行反射光、透射光顯微照相，并用陰極發光掃描電鏡進行圖像分析，挑選具有明顯韻律環帶結構且無裂紋的巖漿鋯石進行測試。

樣品測年工作在天津地質礦產研究所完成，采用LA－ICP－MS進行鋯石U－Pb同位素定年測試，ICP－MS為Agilent 7500a，分析中采用的激光束斑直徑為35μm，以氦氣作為剝蝕物質的載氣，分析流程參考 Yuan H L等的文獻 （Yuan H L et al.，2004，2007）。測試數據的計算處理采用ISO－PLOT3. 0程序（Ludwing，2001；2003）。

CL圖像上大多數鋯石為自形-半自形雙錐柱狀及短柱狀、少數雙錐狀，環帶發育（表5、圖7）。21個測點的U-Pb年齡值，除去少部分偏差較大的年齡值（測點2-4、11-13、15、16），大多數較為集中，諧和度較高，應屬同期巖漿事件的產物，加權平均年齡150.9±0.9Ma，可代表細粒堿長花崗巖的形成年齡；少部分偏大的年齡值與鋯石測點距核部較近，可能為核慢混合年齡，應部分顯示了源巖的信息。

圖7 P25TW1樣品的鋯石Cl圖像、采集點及年齡

4 成因類型分析

OGT-代表未分異的I、S和M型花崗巖；FG-代表高分異的I型花崗巖；A代表A型花崗巖（據Whalen 1987）

細粒堿長花崗巖堿度率（A.R）平均3.80，為堿性巖石，SiO2平均含量71.21%，Na2O+K2O平均含量9.42%，CaO平均含量0.6%，FeO/MgO平均含量20.28%，與Eby（1990）指出的A型花崗巖特點一致。在侵入巖的Zr+Nb+Ce+Y圖解中（圖8），所有侵入巖樣品均投入A型花崗巖區域；所有樣品的P2O5＜0.03%，具A型花崗巖的演化特征。

5 構造環境及就位機制探討

將細粒堿長花崗巖微量元素數據投在Peare的一組微量元素構造環境判別圖解中（圖3-9、圖3-10、圖3-11），樣品投在板內花崗巖區。在Batchelor R2－R1花崗巖成因分類圖解（圖3-11）中，樣品投入非造山區域。

表5 P25TW1樣品LA－ICP－MS鋯石U－Pb測年分析結果

圖8 晚侏羅世侵入巖的Zr+Nb+Ce+Y圖解

6 結束語

圖9 區內花崗巖Rb-（Yb+Ta）判別圖解（據Pearce，1984）VAG-火山弧花崗巖；syn-COLG-同碰撞花崗巖；WPG-板內花崗巖；ORG-洋中脊花崗巖

圖10 區內花崗巖Yb-Ta判別圖解（據Pearce，1984，圖例同3-12）VAG-火山弧花崗巖；syn-COLG-同碰撞花崗巖；WPG-板內花崗巖；ORG-洋中脊花崗巖

圖11 區內花崗巖Nb-Y判別圖（據Pearce，1984，圖例同3-12）VAG-火山弧花崗巖；syn-COLG-同碰撞花崗巖；WPG-板內花崗巖；ORG-洋中脊花崗巖

晚侏羅世本區處于濱太平洋構造域控制，總體處于伸展裂解構造環境，區內中-酸火山巖漿沿北東—北北東向斷裂上涌，形成區內滿克頭鄂博組大規模的流紋巖、流紋質熔結凝灰巖等酸性火山巖噴發（流紋巖鋯石U-Pb年齡①154.7±0.6Ma、154.59±0.6Ma）；在火山活動的同時或稍后，部分巖漿沿斷裂上升在地殼淺處定位（巖體的長軸方向亦呈北東向），形成石英正長斑巖（鋯石U-Pb年齡①152.6±1.4Ma）、花崗斑巖（鋯石U-Pb年齡①152.3±0.5Ma、151.1± 0.9Ma）淺成斑巖體；隨著巖漿上升動能的減弱，晚期巖漿在較深處定位，形成全晶質等粒結構的中深成侵入巖，圍場北部半截溝細粒堿長花崗巖正是此階段巖漿活動的產物，屬高鉀堿性巖系，形成于板內非造山環境。

地調項目：中國地質調查局晉冀成礦帶地質礦產調查（編號1212011220488）成果之一

①北京勘察技術工程有限公司、河北區域地質礦產調查研究所，2015，河北1∶5萬三義號(K50E009015)、大杖房（K50E009016）竹笠溝（K50E010015）、山灣子區（K50E010016）幅區域地質礦產調查報告

［1］邵濟安，張呂橋，牟保壘.大興安嶺中南段中生代的構造熱演化.中國科學，1998.28（3）：193-200.

［2］林強，葛文春等.中國東北地區中生代火山巖的大地構造意義.地質科學，1998.33（2）：129-139.

P5[文獻碼]B

1000-405X（2016）-6-150-3

鄧紹穎（），高級工程師，研究方向為區域地質礦產調查。