辽东地区新太古代变质深成岩岩石化学特征及构造背景

赵丽君，吕晓瑜，王 岐

（辽宁省地质勘查院，辽宁大连116110）

辽东地区太古宙地质体发育，构成了华北陆块重要结晶基底.在1∶20万区调中，多作为地层，建立群、组级地层单位，如鞍本地区鞍山群，辽南地区城子坦组、董家沟组，部分称混合岩、花岗混合岩，如连山关混合花岗岩、城子坦混合花岗岩等.变质岩区1∶5万区域地质填图方法指南［1］问世，为太古宙研究提供了重要思路和工作方法，通过1∶5万、1∶25万区调，对太古宙进行了解体，划分了变质表壳岩及变质深成岩,建立了虎庄片麻岩、得胜片麻杂岩等一系列变质深成岩岩石单位.自鞍山地区3800 Ma年古老地质体发现［2］以来，太古宙地壳演化一直受到地质界关注.新太古代变质深成岩在地壳演化过程中，扮演重要角色.据此，本文通过新太古代地球化学特征研究，探讨新太古代构造背景及地壳演化.

1 岩石类型及特征

辽东地区太古宙变质深成岩以古元古代辽吉裂谷为界，分为南北两个微陆块,北部微陆块由新太古代付家堡子片麻杂岩（U-Pb法2730 Ma）❶丹东市、东港市1∶25万区调报告.2003.、虎庄片麻岩（U-Pb法 2524.85 Ma）❷大石桥市等5幅1∶5万区调报告.1996.、连山关花岗岩（U-Pb法2563 Ma）组成❶，南部微陆块由得胜片麻杂岩（U-Pb法2519 Ma）❸大营子等3幅1∶5万区调报告.1996.组成.经历过多期变质变形改造后，除连山关花岗岩尚保存变余花岗结构外，其余均已再造成片麻岩类，属变质深成岩.主要岩石类型及特征见表1.

2 岩石地球化学

2.1 岩石化学特征

岩石化学成分及含量列入表2.

北部微陆块付家堡子片麻岩以富钙、镁、铁，贫硅，高钾为特征，属钾玄岩系列（图1）.A/CNK值0.85，属偏铝质岩石.虎庄片麻岩具钠质钙碱系列特征.A/CNK值1.1，属过铝质岩石.连山关花岗岩与太古宙锡库尤瑟型花岗岩成分相近，仅钙偏低，属钾玄岩系列（图1）.A/CNK值1.07，为过铝质岩石.南部微陆块德胜片麻杂岩A/CNK值1.11，属过铝质岩石.高铝、镁特征显示与埃达克岩相近［3］（图 2）.

由图3-1-4反映出，北部微陆块新太古代变质深成岩的岩浆演化由钠质钙碱系列→钾质钙碱系列.南部微陆块新太古代变质深成岩具钠质演化趋势.

上述新太古代岩石化学成分的差异，反映新太古代变质深成岩源于不同陆块.

2.2 微量元素及稀土元素特征

各岩石类型微量元素、稀土元素含量及相关参数列入表3、4.

北部微陆块付家堡子片麻杂岩（Ar2Fgnc）以富Cr、Ba，高 Sr，贫 Ni为特点，Rb/Sr值 0.33，Nb/Ta 值 9.27，Zr/Hf值98.33，接近陆壳相应值（Rb/Sr 0.18，Nb/Ta 10，Zr/Hf 83.5）.孙氏图解（图 3）显示富集 Ta、Ba、Zr，亏损Nb、Sr、Ti特点.稀土参数及稀土配分曲线（图4）显示正铕异常轻稀土富集型，且轻稀土分镏较强，重稀土分镏较弱，呈平坦型曲线.

虎庄片麻岩微量元素相对高Sr,低 Rb，Rb/Sr、Nb/Ta、Zr/Hf参数值接近陆壳相应比值.孙氏图解（图3）显示富集 Ta、Zr，亏损 Sr、Nb、Ti的特点.稀土总量偏低，仅77.55×10-6，稀土参数及曲线（图4）显示轻稀土分镏程度较强，重稀土分馏较弱，属负铕异常轻稀土富集型.

连山关花岗岩微量元素具高Rb，低Sr，富Ba，贫Cr、Co、Ni特点.孙氏图解（图 3）显示富集 Rb、Ta、Zr，亏损Sr、Nb、Ba、Ti特点.稀土总量显著高于虎庄片麻岩，与付家堡子片麻岩相近，曲线特征与付家堡子片麻岩相似（图4），反映了二者具亲缘关系.稀土参数说明属负铕异常轻稀土富集型，亏损重稀土.

表1 辽东地区新太古宙变质深成岩岩石及矿物特征Table 1 Features of the Neoarchean metamorphic plutonic rocks in Eastern Liaoning

表2 新太古代变质深成岩岩石化学成分及含量Table 2 Chemistry of the Neoarchean metamorphic plutonic rocks in Eastern Liaoning

南部微陆块得胜片麻杂岩微量元素及稀土特征与北部微陆块新太古代变质深成岩相比，具有显著不同.以高Sr，低Ba，富Ta、Nb区别于北部微陆块新太古代各岩石类型，并且 Cr、Co、Ni、V、Nb、Ta 高于北部微陆块新太古代各单位达5～10倍.Rb/Sr值0.12～0.52.（La/Yb）N-YbN和Sr/Y-Y图解也具埃达克岩特征（图2）.孙氏图解（图 3）具富集 Ta、Sr，亏损 Ba、Nb、Ti特征.稀土总量低，仅54.59×10-6，具明显的负铕异常.稀土参数及曲线（图4）显示轻稀土富集，重稀土亏损.

北部微陆块新太古代变质深成岩伴随岩浆由钠质向钾质演化过程中，稀土总量增加，分异程度加强.而南部微陆块演化不明显.南北微陆块太古宙地质体微量元素及稀土元素特征显著差异，反映了分属不同构造背景.

3 源区性质

微量元素有关参数（表5）及相关图解（图5、6）反映出，新太古代变质深成岩源区性质为地壳重熔.值得注意的是，南部微陆块得胜片麻杂岩具板片俯冲重熔特征（图7），源区性质相当于基性岩部分融熔（图8）；而北部微陆块变质深成岩具下地壳深熔特征，源区性质相当于变质泥岩、变质杂砂岩部分熔融（图9）.

4 构造背景

前述岩石化学、微量元素、稀土元素特征及相关图解，反映出北部微陆块太古宙变质深成岩均处于活动大陆边缘构造背景（图9）.Rb-（Yb+Y）图解（图10）中，付家堡子片麻杂岩投入板内花岗岩区，反映了该时深熔岩浆是处于造山后构造松驰拉张环境上侵就位；虎庄片麻岩、连山关花岗岩投入同碰撞花岗岩区，反映了该时深熔岩浆处于造山主期（虎庄片麻岩）和造山晚期（连山关花岗岩）挤压环境同构造上侵就位；南部微陆块得胜片麻杂岩具埃达克岩特征.一般认为，出现在环太平洋岛弧中的埃达克岩具有小于25 km的洋壳俯冲特征［4］.一些年龄较老的洋壳在初始俯冲、快速俯冲、斜向俯冲过程中也可形成埃达克岩（Dawes,199；Defant,1990,1993,1994；Drummond,1990）.据此认为，得胜片麻杂岩形成于岛弧环境（图9）.下板片俯冲构造背景（图7）.

表3 辽东地区新太古代变质深成岩微量元素含量Table 3 Microelements of the Neoarchean metamorphic plutonic rocks in Eastern Liaoning

表4 辽东地区新太古代变质深成岩稀土元素含量及参数Table 4 REE contents and parameters of the Neoarchean metamorphic plutonic rocks in Eastern Liaoning

表5 微量元素参数表Table 5 Parameters of the microelements

综上所述，新太古代末期，南北陆块曾有过拼接，其克埃达克岩即沿此拼接带分布；古元古代伊始，沿拼接带再次裂解，形成南北两个地体.

5 结论

辽东地区新太古代变质深成岩以辽吉裂谷为界，南部与北部变质深成岩地球化学特点显著不同，反映了南北两域分属不同微陆块.

南部微陆块埃达克岩的存在，反映了板片俯冲构造背景，暗示2500 Ma年前后，南部微陆块向北俯冲，形成新太古宙统一大陆.

地壳演化由造山早期拉张→主造山期挤压.

［1］房立民，等.变质岩区1∶5万区域地质填图方法指南［M］.武汉：中国地质大学出版社，1991.

［2］万渝生，等.鞍山风景区3.8-2.5 Ga古老岩带同位素地质年代学和地球化学［J］.地质学报，2001，75（3）:363—370.

［3］王焰，等.埃达克岩（adakite）的地球化学特征及构造意义［J］.地质科 学，2000，35:251—256.

［4］肖庆辉，等.花岗岩研究思维与方法［M］.北京：地质出版社，2002.