關于魯西龍寶山雜巖體序列歸屬問題的建議

安茂國，支成龍，尚振，張瑩瑩，韓宗瑞，姜騰飛，李鵬飛

(山東省魯南地質工程勘察院(山東省地質礦產勘查開發局第二地質大隊)，山東 濟寧 272100)

0 引言

近四十年來，我國華北克拉通以其獨特的演化歷史一直受到國內外地學界的廣泛關注，其東部自古生代尤其是中、新生代以來經歷了強烈的構造運動、巖漿活動及大規模的金屬成礦作用，同時伴隨華北克拉通東部巖石圈大規模的伸展—破壞—減薄[1-7]。上述背景下，魯西地區中生代巖漿活動強烈，本文所涉及的銅石雜巖體、龍寶山雜巖體、郗山-薛城巖體均為魯西地區中生代巖體(圖1)。依據前人研究方案[8]，魯西地區燕山早期侵入巖發育1個序列——銅石序列；燕山晚期侵入巖發育濟南、沂南、蘭陵、雪野、沙溝及臥福山6個序列；中生代銅石雜巖體及龍寶山雜巖體相關巖性歸屬于燕山早期銅石序列，郗山-薛城巖體相關巖性歸屬于燕山晚期沙溝序列。根據已有研究表明，銅石雜巖體侵位年齡在175.7～189.8Ma之間[9-13]，為燕山早期；龍寶山雜巖體與郗山-薛城巖體形成時代相近，為燕山晚期，侵位年齡在125.0～131.7Ma之間[9,14-21]，且兩者在巖石地球化學、Sr-Nd同位素及成礦特征高度相似，均為魯西地區富集巖石圈地幔部分熔融上侵混染少量地殼物質形成。本文結合前人的研究成果，闡述龍寶山雜巖體相關巖性與郗山-薛城巖體相關巖性在大地構造背景、巖漿源區、形成年齡、巖石地球化學及成礦特征方面具有高度相似特征，而與銅石雜巖體相關巖性差別較大，通過對比分析，表明將龍寶山雜巖體劃歸銅石序列具有較大缺陷，建議將龍寶山雜巖體劃歸沙溝序列。

1—燕山晚期輝長巖；2—燕山晚期輝石閃長巖；3—燕山晚期閃長巖；4—燕山晚期閃長玢巖；5—燕山晚期閃長斑巖；6—燕山晚期二長斑巖；7—燕山晚期正長斑巖；8—燕山晚期正長巖；9—燕山早期二長斑巖；10—斷裂；11—韌性剪切帶；12—金礦床；13—稀土礦床圖1 魯西地區中生代侵入巖分布圖

1 概述

魯西地區中生代大量的巖漿活動伴隨著較大規模的金屬成礦。中生代巖漿巖是魯西地區金、鐵、稀土等金屬礦產的主要控礦侵入巖，其中銅石雜巖體相關巖漿活動伴生了著名的歸來莊、卓家莊等隱爆角礫巖型金礦床，郗山巖體伴生了我國第三大輕稀土原生礦床——郗山大型稀土礦床，薛城地區中生代巖體發現了小型的稀土礦床。近期，龍寶山稀土礦勘查工作取得突破，在龍寶山雜巖體發現中型稀土礦床，表明該區具有很大的稀土礦成礦潛力，有望成為山東省第二個大型稀土礦床產地。隨著龍寶山地區勘查及研究的深入，龍寶山雜巖體相關巖性形成年齡及序列劃分問題也隨之浮現。

以銅石雜巖體為主的銅石序列為一套中酸性巖石組合，分布于山東省平邑、蒙陰、費縣、蘭陵等地，形成時代為燕山早期(約170～189Ma)，該序列共包括西封山、陰陽寨、榆林、南坦、麻窩、李家寨、十字莊、吳家溝、東馬山和崔家溝10個單元[8]。沙溝序列形成時代為燕山晚期，主要分布于棗莊關帝廟及沙溝、微山郗山及附近等地，該序列包括郗山、沙溝、關帝廟3個單元[8]，巖性主要為含霓石石英正長巖、含黑云母輝石正長巖、含磷灰石黑云母透輝巖等中生代巖漿巖。龍寶山雜巖體相關中生代巖漿巖目前劃歸于銅石序列[11]，形成時代為燕山晚期[9,14-16]，分布于臨沂市蘭陵縣龍寶山地區，巖性主要包括崔家溝單元霓輝二長斑巖、東馬山單元石英正長斑巖、榆林單元角閃二長閃長玢巖及西封山單元斑狀角閃閃長巖及少量脈巖。

2 形成時代

銅石、郗山及龍寶山巖體作為魯西地區3個中生代巖體，眾多地質工作者先后進行了較多的測年工作(表1)，各種測試方法表明：銅石中生代雜巖體侵位年齡大體在175.7～189.8Ma之間[9-13]，龍寶山中生代雜巖體侵位年齡大體在125.0～131.7Ma之間[9,14-16]，郗山-薛城中生代巖體侵位年齡大體在122.4～131.1Ma之間[17-21]。在龍寶山雜巖體K-Ar測年結果中，田京祥等[18]及1∶20萬棗莊幅、臨沂幅區調工作測得龍寶山雜巖體相關巖性年齡數據為133～171.1Ma，由于對古老巖體進行K-Ar同位素測年時，易受后期地質熱事件改造，導致K-Ar測年數據與鋯石U-Pb測年數據具有較大差異[22]。

表1 銅石、龍寶山、郗山雜巖體測年數據表

3 地球化學特征

銅石、郗山及龍寶山巖體的巖石主量元素顯示(圖2)[9,11-12，16，20-21]，3處巖體相關巖性SiO2含量為55%～75%，屬于中酸性巖類；富Al(Al2O3含量為12.1%～20.3%)；Na2O+K2O含量為7.8%～16.0%，與SiO2含量變化關系不大；TFe2O3含量為0.83%～7.84%，MgO含量為0.05%～4.73%，Mg、Fe含量隨SiO2含量增高而降低；里特曼指數為1.85～13.02，平均5.54，屬于堿性巖序列。

圖2 主量元素地球化學特征圖

在Sr、Nd同位素特征上(圖3)[9.11,14,17]，龍寶山與郗山巖體特征相似，(86Sr/87Sr)i比值為0.707529～0.709422，εNd(t)值為-10.0～-14.65；銅石Sr、Nd同位素特征與龍寶山、郗山巖體差別較大，且變化范圍較大，(86Sr/87Sr)i比值為0.702365～0.708028，εNd(t)值為-12.8～6.3，顯示了銅石巖體源區較為復雜的特征。

圖3 Sr-Nd同位素特征圖

4 討論

20世紀80年代末期，在銅石地區發現大型隱爆角礫巖型金礦后，有望在魯西地區實現一系列的同類型金礦找礦突破，由于龍寶山地區相似的地質特征及巖性，且龍寶山地區正長斑巖K-Ar同位素測年年齡為174Ma，因此，在龍寶山地區開展了較多的金礦勘查找礦工作，并將龍寶山雜巖體相關中生代巖漿巖劃歸于銅石序列。隨著研究的深入，特別是鋯石U-Pb測年數據表明，銅石雜巖體形成時代為燕山早期中侏羅世(175～189Ma)，而龍寶山雜巖體形成時代為燕山晚期早白堊世(125～132Ma)；兩個巖體形成時代具有較大差距，從形成時代角度考慮將2個雜巖體劃歸同一序列是不妥當的。

從形成背景角度分析，銅石雜巖體與龍寶山雜巖體、郗山巖體形成源區也有所差異。Sr、Nd同位素數據表明，銅石雜巖體(εNd(t)=-12.8～6.3)形成源區較為復雜，顯示出從軟流圈上涌至巖石圈地幔的部分熔融及殼幔相互作用的特征[9,11]，而龍寶山雜巖體與郗山巖體(εNd(t)=-10.0～-14.65)均形成于華北克拉通富集巖石圈地幔(EMⅡ)的部分熔融[9,14]。由現有資料分析，銅石雜巖體是魯西地區對華北克拉通東部破壞減薄的最早巖漿活動響應，可看作魯西地區巖石圈破壞減薄的前奏，隨后魯西地區巖漿活動趨于平靜，直到早白堊世(100～135Ma)，進入華北克拉通破壞減薄高峰期，巖石圈地幔大規模部分熔融，形成了大量的青山群火山活動及包括龍寶山雜巖體、郗山-薛城巖體在內的淺成侵入巖體，同時伴隨著稀土、鐵、銅等多金屬成礦作用。

由形成時代、源區及成礦特征角度分析，龍寶山雜巖體及郗山-薛城巖體具有高度相似性，僅是在后期巖漿結晶分異及侵位深度方面稍有區別；東馬山單元正長斑巖在薛城東托地區侵入到寒武紀地層中，與龍寶山地區東馬山單元一致。兩者都由華北克拉通邊緣部位富集巖石圈地幔部分熔融形成，且富集巖石圈地幔源區具有一定程度的富稀土及碳酸鹽化，稀土礦體走向均以NW、NWW為主。兩者相似的稀土成礦特征及大地構造背景，將吸引地質工作者越來越細致的對比研究，且魯西地區其他相似巖體也具備較好的稀土成礦潛力。為更好地研究魯西地區中生代巖體及稀土礦成礦機理，建議將龍寶山雜巖體相關巖性并入沙溝序列。

5 結論

(1)總結前人測年數據，銅石雜巖體形成時限為175.7～189.8Ma，龍寶山雜巖體形成時限為125.0～131.7Ma，兩者差距較大，Sr、Nd同位素特征也表明銅石雜巖體與龍寶山雜巖體中生代巖漿巖源區具有一定區別。

(2)龍寶山中生代雜巖體與郗山-薛城中生代巖體具有相近形成年齡、地球化學特征、Sr及Nd同位素特征、稀土成礦特征，因此建議將龍寶山雜巖體相關巖性單元劃歸于沙溝序列。