浙西北萧山—诸暨地区晚中生代侵入岩地球化学特征及构造意义

解怀生，张建芳，龚瑞君，许兴苗

（浙江省地质调查院，杭州 311203）

0 引言

浙江晚中生代火山－岩浆活动十分发育，以NE向江绍断裂带为界，浙东南沿海火山活动区广泛发育I－A型复合花岗岩，成岩时代主要集中于早白垩世［1－8］，具有多期次特征；浙西北晚中生代火山活动不如浙东南发育，侵入岩出露较少，前人对其研究较少。那么浙西北是否存在晚中生代I－A型复合花岗岩呢？

浙西北萧山—诸暨地区广泛发育晚中生代侵入岩，区内南东侧侵入岩锆石U－Pb年龄为150.1～147.2Ma［9］，为晚侏罗世末期；北西侧侵入岩根据侵入围岩建德群（134～115Ma）黄尖组火山岩锆石U－Pb年龄125～118Ma［10］，推断其侵入时代应为早白垩世末期。本文对萧山—诸暨地区晚中生代侵入岩成岩地质背景、岩石地球化学特征等进行研究，并探讨该地区成岩构造环境，对构建浙江乃至华南地区晚中生代构造演化模型具有一定意义。

1 区域地质概况

浙西北萧山—诸暨地区位于扬子板块与华夏板块的江绍结合带北东段（图1a），介于NE向球川—萧山断裂和江山—绍兴断裂之间，NW向孝丰—三门湾断裂从区内中部通过。区内地质构造演化经历了古陆弧碰撞拼贴造山阶段→板内俯冲造山阶段→活动大陆边缘块断造山阶段①。南东部诸暨地区中元古界至第四系发育较齐全；印支运动使区内古老地层发生了强烈的褶皱和断裂，区内NE向褶皱及断裂发育，NW向断裂形成较晚，穿插切割NE向断裂。北西部萧山地区以晚中生代火山喷发－侵入构造活动最为发育，出露地层以下白垩统建德群黄尖组火山碎屑岩为主，形成绍兴夏履桥—萧山浦阳火山构造洼地，区内NW向及NE向断裂构造发育，并发育一系列NE向串珠状排列的破火山口及火山通道（图1b）。

图1 萧山—诸暨地区地质构造及晚中生代侵入岩分布图Fig.1 Map showing distribution of geological structure and Late Mesozoic intrusive rocks in Xiaoshan－Zhuji region

2 侵入岩地质特征

晚侏罗世末侵入岩主要发育于南东部NE向江藻—桃源背斜核部及断裂带，侵入于南华系、震旦系及寒武系中，典型岩体及岩石类型主要为栅溪花岗（石英）闪长岩体、广山中粒及细粒花岗岩体；早白垩世末期侵入岩主要发育于破火山口或火山通道中，典型岩体及岩石类型主要为郭家山破火山口（辉石）闪长岩体、马家地破火山口细粒花岗岩及花岗斑岩、杜家东坞火山通道霏细（斑）岩和流纹（斑）岩。萧山—诸暨地区典型岩体岩石学特征见表1。

3 侵入岩地球化学特征

3.1 主量元素

晚中生代侵入岩主量、稀土、微量元素分析数据列于表2。根据野外地质特征及年代学研究表明，晚中生代两期侵入岩均为（辉石、花岗）闪长岩至花岗（斑）岩演化过程，在Hark图解（图2）中，SiO2与TiO2，MgO，Al2O3，CaO，FeO，P2O5，MnO 均呈反比关系，与K2O呈正比关系，表明两期侵入岩均经历了分离结晶演化作用。

表1 萧山—诸暨地区典型岩体岩石学特征Table 1 The petrological characteristics of typical intrusive bodies in Xiaoshan－Zhuji region

晚侏罗世末栅溪花岗（石英）闪长岩类w（SiO2）＝60.53%～67.55%；w（K2O＋Na2O）＝4.83%～7.3%，平均5.86%；w（CaO）＝2.12%～5.5%，平均4.03%；w（MgO）＝1.03% ～2.99%，平 均1.87%；A／NCK＝0.87～1.44，平均1.05，为准铝质；K2O／Na2O＝0.40～0.94，平均0.67；里特曼指数δ＝0.95～2.51，属钙碱性系列。广山中粒花岗岩类 w（SiO2）＝70.39% ～77.13%；w（K2O＋Na2O）＝6.88%～9.32%，平均8.27%；w（CaO）＝0.22%～2.42%，平均0.75%；w（MgO）＝0.06%～0.92%，平均0.36%。A／NCK＝0.95～1.51，平均1.04，为准铝质－过铝质；K2O／Na2O＝0.98～2.41，平均1.33；里特曼指数δ＝1.68～2.72，平均2.15，属高钾钙碱性系列。广山细粒花岗岩类w（SiO2）＝72.53%～77.15%；w（K2O＋Na2O）＝7.98%～8.74%，平均8.29%；w（CaO）＝0.48%～1.62%，平均0.89%；w（MgO）＝0.02% ～0.39%，平 均0.22%；铝饱和指数 A／NCK＝0.93～1.05，平均0.99，为准铝质；K2O／Na2O＝1.12～1.9，平均1.4；里特曼指数δ＝1.90～2.41，平均2.1，属高钾钙碱性系列。

表2 浙江萧山—诸暨地区晚中生代典型岩体元素组成及参数值Table 2 Composition and parameters for typical late Mesozoic intrusive bodies in Zhejiang Xiaoshan－Zhuji region

续表2

图2 萧山—诸暨地区晚中生代侵入岩Hark图解Fig.2 The Hark diagram for Late Mesozoic intrusive rocks in Xiaoshan－Zhuji region

图3 A／NK—A／NCK（a）和K2O—SiO2（b）判别图解Fig.3 Discrimination diagrams for A／NK－A／NCK（a）and K2O－SiO2（b）图例同图2

早白垩世末期郭家山（辉石）闪长岩类w（SiO2）＝48.89%～63.11%；w（K2O＋Na2O）＝2.59%～7.39%，平均5.73%；w（CaO）＝3.59%～14.28%，平 均 6.32%；w（MgO）＝1.16% ～9.11%，平均3.99%。A／NCK＝0.45～1.67，平均0.88，为准铝质；K2O／Na2O＝0.17～1.33，平均0.65；里特曼指数δ＝1.14～3.68，平均2.31，属钙碱性系列。马家地细粒花岗岩类w（SiO2）＝74.69%～75.73%；w（K2O＋Na2O）＝8.46%～9.24%，平均8.85%；w（CaO）＝0.21%～0.3%，平均0.26%；w （MgO）＝0.11% ～0.24%，平 均0.18%。铝饱和指数 A／NCK＝1.03～1.06，为准铝质－过铝质；K2O／Na2O＝8.46～8.24；里特曼指数δ＝2.19～2.69，属高钾钙碱性系列。马家地花岗斑岩类w（SiO2）＝71.55%～74.71%；w（K2O＋Na2O）＝7.44%～9.04%，平均8.2%；w（CaO）＝0.12%～0.37%，平均0.24%；w（MgO）＝0.14%～0.52%，平均0.38%。铝饱和指数 A／NCK＝1.04～1.33，平均1.21，为准铝质－过铝质；K2O／Na2O＝0.99～1.4，平均1.17；里特曼指数δ＝1.77～2.85，平均2.2，属高钾钙碱性系列。

3.2 稀土元素、微量元素

在稀土元素组成（表2，图4a）方面，晚侏罗世末栅溪闪长岩类 w（∑REE）＝155.32×10－6～156.70×10－6，轻重稀土分异较明显，LREE／HREE＝8.23～9.24，LaN／YbN＝9.26～11.61，δ（Eu）＝0.74～0.80，具弱负铕异常，球粒陨石标准化稀土配分曲线具有向右弱倾的特征；广山花岗岩类w（∑REE）＝120.71×10－6～290.34×10－6，轻重稀土分异不明显，LREE／HREE＝2.27～6.35，（La／Yb）N＝1.43～5.02，δ（Eu）＝0.04～0.26，具强负铕异常，球粒陨石标准化稀土配分曲线具有相似的“V”型特征。早白垩世末期郭家山闪长岩类w（∑REE）＝129.38×10－6～171.52×10－6，LREE／HREE＝9.4～14.97，（La／Yb）N＝11.94～21.28，轻重稀土分异较为明显，δ（Eu）＝0.83～0.85，具弱负铕异常，稀土配分曲线具右倾特征；马家地花岗岩－花岗斑岩w（∑REE）＝113.91×10－6～218.87×10－6，LREE／HREE＝16.81～18.69，（La／Yb）N＝26.8～30.1，轻重稀土分异较为明显，δ（Eu）＝0.47～0.61，具强负铕异常，稀土配分曲线具右倾特征。

在微量元素组成（表2，图4b）方面，晚侏罗世末栅溪闪长岩类富集K，Rb，Ba等大离子亲石元素（LILE），弱亏损 Nb，Ta，富集 Th，U 等高场强元素（HFSE），Sr，Ti亏损不明显；广山花岗岩类强富集K，Rb等大离子亲石元素（LILE），相对富集Nb，Ta，Th，U 等高场强元素（HFSE），但强亏损 Ba，Sr，Ti等元素，相对亏损Cr，Co，Ni，V等元素，具有A型花岗岩特征。早白垩世末期郭家山闪长岩类富集K，Rb，Ba等大离子亲石元素，亏损Nb，Ta，富集Th，U等高场强元素，Sr，Ti亏损不明显；马家地花岗岩－花岗斑岩富集K，Rb等大离子亲石元素，亏损Nb，Ta，Ti，P等高场强元素；亏损Sr元素，但不亏损Ba元素。

4 侵入岩成因与构造背景

图4 稀土元素球粒陨石标准化配分型式（a）及微量元素原始地幔标准化蛛网图（b）Fig.4 Chondrite normalized REE patterns（a）and primitive mantle normalized trace element spidergram（b）

花岗岩根据其源岩性质通常被分为I型、S型和M型，A型花岗岩具有特殊的地球化学特征和构造背景。A型花岗岩与I型花岗岩相比，往往具有相对较高的 K2O，HFSE（Zr，Ce，Nb，Y）含量及FeO／MgO，104Ga／Al值等，有时A型花岗岩与高分异I型花岗岩也很难区分［13］。

如前所述，两期侵入岩地球化学特征，晚侏罗世末花岗（石英）闪长岩类TFeO／MgO值（2.23～3.94）与I型花岗岩平均值（2.27）［14］相近，104Ga／Al值为2.68～2.71，中粒及细粒花岗岩 TFeO／MgO值分别为1.86～33.30和3.1～44.70，平均分别为6.55和11.87，与 A型花岗岩平均值（13.4）［15］相近，104Ga／Al值为2.62～3.27。早白垩世末期侵入岩TFeO／MgO值为0.91～10.16，平均为3.10，与I型花岗岩平均值（2.27）相近，104Ga／Al值为2.3～2.73。在 K2O—Na2O 图解（图5a）中，两期闪长岩类均落入I型花岗岩区域，花岗（斑）岩类均落入A型花岗岩区域；晚侏罗世末期栅溪花岗（石英）闪长岩和早白垩世末期郭家山（辉石）闪长岩地球化学特征类似，均具有低硅，贫碱，富钙、镁和铁，Sr，Eu，Ti亏损均不明显，属于I型花岗岩类；而晚侏罗世末期广山花岗岩和早白垩世末期马家地花岗（斑）岩则具有高硅，富碱，贫钙、镁、铁的特征，经历了高程度的分异演化，但两者稀土、微量元素特征具有较明显的区别，与浙东南沿海地区晚中生代I－A型复合花岗岩地球化学特征相比，广山花岗岩具有A型花岗岩特征，而马家地花岗（斑）岩则可能属于高分异I型花岗岩。

许多学者认为，华南中侏罗世从特提斯体制向太平洋体制进行转变［16－19］，约在（165±5）Ma进入太平洋构造域的活动大陆边缘挤压造山阶段［18－19］；早白垩世以后（（140±5）Ma）转换为后碰撞拉张环境，持续大规模岩石圈伸展减薄作用［17，20－22］，造成大规模火山喷发。毛建仁等［23］研究认为，晚中生代东南沿海经历了太平洋板块俯冲挤压（165～150 Ma）、左行走滑和板内环境（145～125Ma）、大陆岩石圈伸展减薄（115～85Ma）3个构造阶段。部分学者也认为赣杭构造带在晚中生代发生2个阶段拉张活动：第一阶段发生晚侏罗世—早白垩世的板内拉张作用；第二阶段发生早白垩世末期的区域伸展作用［24－27］。根据年代学数据特征，从浙西北至浙东南，晚中生代侵入岩年龄有逐渐变年轻的趋势，这可能也与华南构造背景演化具有一定关系。

在（Y＋Nb）—Rb图解（图5b）中，大部分样品落在后碰撞花岗岩区。在Yb＋Ta—Rb图解、Y—Nb图解、Rb／30—Hf—3Ta图解中，晚侏罗世末栅溪闪长岩类主要落在弧花岗岩区，广山花岗岩类主要落在板内花岗岩或后碰撞花岗岩区，显示成岩构造环境具有从俯冲挤压碰撞作用向后碰撞或后造山作用演化趋势，与华南地区当时构造环境转换时间吻合［11］；而早白垩世末期侵入岩多落在弧花岗岩区，与当时整个华南地区陆内造山、后碰撞或后造山伸展构造环境不吻合；吴福元等［28］和张旗等［29］曾强调花岗岩的地球化学特征主要取决于其源岩的性质、熔融时的物理化学条件和岩浆的演化作用，尤其与花岗岩形成压力密切相关，当压力较大时，岩石常显示明显HREE亏损和Nb，Ta负异常，可能与源区斜长石、石榴石、金红石残留有关，这与晚中生代侵入岩显示为部分熔融的特征一致，其主要为增厚下地壳部分熔融的产物，其中早白垩纪末期基－中性（辉石）闪长岩可能来源于经太平洋板片流体（或熔体）改造的岩石圈地幔部分熔融岩浆作用混合（图6）；邱检生等［1］也认为浙闽沿海I－A型复合花岗岩的岩浆源区相同，其形成是区域构造应力、断裂构造、幔源岩浆卷入和岩浆分异演化多种因素综合作用的结果。因此，浙西北萧山—诸暨地区晚侏罗世末期侵入岩成岩构造环境具有从俯冲挤压碰撞作用向后碰撞或后造山作用演化的特征，早白垩世末期侵入岩主要与火山－次火山喷发－侵入作用关系密切，成岩构造环境主要与区域伸展作用有关，表明江绍结合带晚中生代经历了多阶段的构造运动。

图5 K2O—Na2O（a）和（Y＋Nb）—Rb（b）判别图解Fig.5 Discrimination diagrams for K2O－Na2O（a）and（Y＋Nb）－Rb（b）

图6 La／Yb—La（a），Ni—Cr（b）和 MgO—SiO2（c）判别图解Fig.6 Discrimination diagrams for La／Yb－La（a），Ni－Cr（b）and MgO－SiO2（c）图例同图2

5 结论

（1）萧山—诸暨地区晚中生代发育两期侵入岩，早期岩性为花岗（石英）闪长岩－花岗岩组合，成岩时代为晚侏罗世末期；晚期岩性为（辉石）闪长岩－花岗岩－花岗斑岩－霏细岩（流纹岩）组合，成岩时代为早白垩世末期。

（2）岩石学、地球化学特征研究显示，晚侏罗世末期侵入岩具有I－A型花岗岩特征，成岩构造环境具有从俯冲挤压碰撞作用向后碰撞或后造山作用演化的特征；早白垩世末期侵入岩具有I型或高分异I型花岗岩特征，成岩主要与火山－次火山喷发－侵入作用关系密切，成岩构造环境主要与区域伸展作用有关。

注释：

① 南京地质矿产研究所.1∶25万嵊县幅区域地质调查报告.2004.

② 浙江省地质调查院.1∶25万杭州市幅区域地质调查报告.2004.

③ 浙江省区域地质调查大队.1∶5万绍兴夏履桥—萧山浦阳地区区域地质调查报告.1980.

④ 浙江省地质局浙江省地质职工大学.1∶5万漓渚幅区域地质调查报告.1981.

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