遼寧東部地區中侏羅世黃柏峪巖體地球化學特征及其構造環境

朱國寶

(四川省地質礦產勘查開發局區域地質調查隊，四川 成都 610213)

研究區位于華北陸塊北緣東段，膠遼臺隆、太子河—渾江臺陷的遼陽—本溪凹陷。侵入巖位于鞍山—桓仁近東西向多旋回、多期次構造侵入巖帶。巖石類型復雜多樣，有基性巖類、中性巖類、酸性巖類，以中酸性巖類為主，約占侵入巖面積的99%以上，其他巖類出露面積較少，分布較局限。前人曾對研究區的中元古代廟嶺雜巖體進行了研究，但對于中侏羅世侵入巖并未有人研究。研究區中侏羅世侵入巖分為黃柏峪巖體、柳樹底下巖體、小甸子巖體、中粗粒花崗閃長巖、洪家車鋪巖體等四個單元。筆者在研究區通過近三年的調查，對其巖石學、地球化學特征進行了詳細的研究，并對其物質來源、成因、構造環境、就位機制等進行了探討。

1 巖石學特征

黃柏峪巖體巖石類型為中細粒二長閃長巖，有1個侵入體，分布于黃柏峪村一帶。平面上呈橢圓狀分布，侵入南華系康家組、寒武系堿廠組、饅頭組、張夏組，被早白堊世中粗粒堿長花崗巖侵入，巖體被北東向斷裂切割。

2 地球化學特征

2.1 主量元素

主量元素分析結果見表1。巖石化學成分具高Ti、Fe、K、Na、P，低Si、Ca的特點。A/NCK值在0.81～1.24之間，平均為1.01；δ值在4.00～4.57之間，平均值為4.23；K2O/Na2O值在0.70～0.97之間，平均為0.82；K2O+Na2O值在8.07～8.49之間，平均為8.33，巖石為相對富鈉過鋁的堿性系列巖石。DI值在62.68～70.93之間，平均為67.52，巖漿分異程度高。

表1 黃柏峪巖體主量元素含量(%)、微量和稀土元素含量(μg/g)

續表1

樣品號QP35S1QP35S1-1QP35S1-3樣品號QP35S1QP35S1-1QP35S1-3P2O50.340.310.36Zr/Hf29.1028.7029.30LOI0.251.612.93Nb/Ta6.548.470.07Cs1.741.551.70Ti/V57.2158.611.89Rb75.4034.9031.80U/Th0.250.330.61Sr665.40535.90439.60La41.7933.8825.07Ba859.80616.40676.40Ce80.8670.1853.51Ga21.9120.5920.95Pr9.528.376.55Nb18.3518.500.06Nd37.6934.0826.88Ta2.802.180.89Sm6.586.054.95Zr280.50311.80272.00Eu1.641.541.40Hf9.6310.859.30Gd6.295.765.17Th7.615.612.37Tb0.810.750.69V161.80154.90144.20Dy4.584.284.18 Cr59.0753.0467.02Ho0.790.74 0.73Co29.2427.3634.34Er2.372.212.11Ni57.1857.4877.28Tm0.280.260.26B31.7520.0911.86Yb2.001.881.86Li19.4819.0442.73Lu0.250.230.23Sc13.036.986.83Y22.3119.1117.20U1.911.871.45∑REE217.75189.32150.78Ti9256.009078.00273.00LREE/HREE10.259.577.78Cu42.1245.4247.32δEu0.770.790.84Zn108.20134.90163.10δCe0.940.980.98Ag0.360.370.33Sm/Nd0.170.180.18Au0.010.010.01(La/Yb)N14.1212.189.10Pb16.3521.3614.85(La/Sm)N4.003.523.19(Gd/Yb)N2.542.482.25

2.2 微量元素

微量元素分析結果見表1。巖石微量元素含量與黎彤陸殼豐度對比，Rb、Sr、Ba、Hf、V、Ga、Ta、Zr、Co、B、Li含量較高，其余微量元素含量接近黎彤陸殼豐度或較低，Rb/Sr、Sr/Ba、Zr/Hf、Nb/Ta、Ti/V值低，U/Th值高；與黎彤洋殼豐度對比，Hf、Th、B、Li、U、Rb、Sr、Ba、Ga、Ta、Zr含量高，其他微量元素含量接近黎彤洋殼豐度或較低，Sr/Ba、Zr/Hf、Nb/Ta、Ti/V值低，U/Th值高，Rb/Sr值相當；與黎彤上地幔豐度對比，Sr、Ba、Ga、Nb、Rb、Ta、Zr、V、B、Li、Hf、Th、U含量高，其余微量元素含量接近黎彤上地幔豐度或較低，Sr/Ba、Zr/Hf、Nb/Ta值低，Rb/Sr、Ti/V、U/Th值高。K※均值為3.07，Th※均值為0.58，屬釷虧損型，屬鉀富集型；Nb※均值為0.18，屬鈮虧損型；Sr※均值為0.76，屬鍶虧損型；P※均值為0.56，屬磷虧損型；Zr※均值為1.81，屬鋯富集型；Ti※均值為0.53，屬鈦虧損型；微量元素異常值RbN/YbN值為16.93，屬強不相容元富集型。巖石相對富集Ba、K、La、Zr，虧損Nb、Ce、Th、P。

2.3 稀土元素特征

稀土元素分析結果見表1。巖石稀土元素總量為185.95×10-6，略高于黎彤陸殼豐度，遠高于黎彤洋殼及上地幔豐度，輕重稀土比值為9.20，δEu均值為0.8，銪具弱負異常，稀土類型為具銪弱負異常的輕稀土富集型。(La/Sm)N均值為3.57，(Gd/Yb)N均值為2.42，輕、重稀土均具有一定的分餾作用。(La/Yb)N均值為11.80，稀土曲線斜率較大。稀土配分曲線顯示，輕稀土部分向右下方陡傾，重稀土部分呈鋸齒狀向右下方緩傾，說明輕稀土分餾較強，重稀土分餾中等，這些均與稀土參數得出的結論相吻合。巖漿在成巖過程中經歷了分離結晶作用。

3 巖漿的物質來源、成因類型

3.1 物質來源

K2O/Na2O值在0.70～0.97之間，平均為0.82。以上的微量元素特征反映出巖石與地殼巖石或花崗質巖石有成因聯系。通過樣品投圖發現黃柏峪巖體投影點均落入殼幔混源區和殼幔源區，因此可以確定黃柏峪巖體物質是來源于有幔源物質混染的陸殼。

3.2 成因類型

CIPW標準礦物計算參數Al值在0.81～1.24之間，平均為1.01，小于1.1，C值在0～4.08之間，平均為1.50，K2O/Na2O值在0.70～0.97之間，平均為0.82，小于1。微量元素Rb/Sr值為0.08，小于0.4，物質來源具殼幔混源特征，可見其表現出明顯的“I”型花崗巖化學組成特征。通過樣品投圖發現樣品點均落在斜長石-透輝石-黑云母圍定的三角區域內。通過投圖分析發現黃柏峪巖體投影點大都落入I型花崗巖區，個別點投在界線附近。綜合分析其成因類型為I型花崗巖，并兼具一些S型花崗巖特征。

4 巖漿形成的構造環境和就位機制分析

4.1 構造環境分析

通過樣品投圖分析可知黃柏峪巖體樣品投影點多落在碰撞后抬升和造山晚期區域內和火山弧花崗巖區，因此中侏羅世侵入巖形成于造山晚期松弛階段的構造活動帶環境，且黃柏峪巖體屬于碰撞隆起的I型花崗巖。

4.2 巖漿就位機制探討

黃柏峪巖體巖性為二長閃長巖，出露于鐵山街幅西北與本溪市幅交界處，呈東西向橢圓形小巖株產出。侵入新元古界、古生界碎屑巖、碳酸鹽巖，侵入邊界規則圓滑，巖體邊部較內部粒度略細，具快速結晶特點。地表巖體夾持在北東向張性斷裂帶中，并被其切過。航磁ΔT原平面化及等值線圖顯示為正異常，并向北東移動，化極上延500～1 000 m異常仍很明顯，上延2 000～3 000 m異常范圍擴大并向北北東移動，上延4 000～5 000 m異常減弱并消失，據此可推測巖體向下有很大延深，產狀北東—北北東。黃柏峪巖體的侵位受區域北西向深斷裂和北東向斷裂雙重制約，主要受北東向深斷裂控制，巖漿在北東向斷裂束差異運動拉開的張裂隙或空腔內上侵，斷裂束之間是構造薄弱帶，巖漿在自北東向南西運移過呈中沿薄弱帶拓展空間并最終定位，后經中—淺剝蝕形成現今的巖株狀地表形態。

5 結論

(1)遼寧東部地區中侏羅世黃柏峪巖體巖石化學成分具高Ti、Fe、K、Na、P，低Si、Ca的特點，為相對富Na過Al的堿性系列巖石。巖石微量元素相對富集K、Ba、La、Zr，虧損Nb、Th、Ce、P。巖石稀土元素輕、重稀土均具有一定的分餾作用，銪具弱負異常，巖漿在成巖過程中經歷了分離結晶作用。

(2)黃柏峪巖體物質來源于陸殼，并有大量幔源物質混染。其成因類型為I型花崗巖，并兼具一些S型花崗巖特征，形成于碰撞后抬升和造山晚期。侵位受區域北西向深斷裂和北東向斷裂雙重制約。