围场姜家店晚侏罗世碱长花岗岩特征及锆石U-Pb年龄

■邓绍颖 孙肖 吴洋 申晋青 杨宁

（河北省区域地质矿产调查研究所河北廊坊065000）

围场姜家店晚侏罗世碱长花岗岩特征及锆石U-Pb年龄

■邓绍颖 孙肖 吴洋 申晋青 杨宁

（河北省区域地质矿产调查研究所河北廊坊065000）

围场县姜家店乡位于太行山-大兴安岭构造岩浆岩带中段，笔者2012-2014年在围场县北部开展1∶5万三义号等四幅区调过程中，首次在姜家店乡半截沟南发现细粒碱长花岗岩体，填补了区内中深成侵入体的一项空白；通过同位素测年研究，获取了侵入体150.9±0.9Ma锆石U-Pb年龄，确认了侵入体晚侏罗世侵位的时限，并对细粒碱长花岗岩进行了岩石学、岩石化学、地球化学特征初步探讨。

太行山-大兴安岭构造岩浆岩带围场县晚侏罗世碱长花岗岩锆石U-Pb年龄

太行山—大兴安岭构造岩浆岩带呈北东向带状斜列于中国东部，纵贯华北、东北地区，是中国最为著名的中生代构造岩浆岩带，以大规模晚中生代中酸性火山岩、侵入岩发育为特征，前人对此开展过大量的研究工作（邵济安等，1998；林强等，1998,2003；蔡剑辉等，2004；陈斌等，2005；刘伟等，2007；杨奇荻等，2014），对岩浆岩的物质来源、构造背景、同位素年代学、地球化学特征等均进行了深入的探讨，积累了大量的资料，取得了丰硕的成果，但不同的研究者在研究方向、位置选择上各有不同，研究对象也各有侧重，由此造成太行山—大兴安岭构造岩浆岩带的研究程度并不均衡，位于太行山—大兴安岭中生代构造岩浆带中段的围场北部地区，晚侏罗世侵入岩的研究程度就相对较低，一直以来鲜有该区晚侏罗世侵入岩的信息见诸刊物。2012—2014年，笔者在围场北部开展1∶5万三义号等四幅区调过程中，在调查区内填绘出大量的晚侏罗世侵入岩①，岩石类型有辉石石英正长斑岩、石英正长斑岩、花岗斑岩、细粒碱长花岗岩，并对其进行了年代学、地球化学特征研究，获取了多组锆石U－Pb年龄数据，年龄值主要集中在150.9±0.9Ma-152.6±1.4Ma，极大的丰富了围场北部地区太行山—大兴安岭中生代构造岩浆带晚侏罗世侵入岩的内容，其中细粒碱长花岗岩（χργJ3）更是本次工作在区内首次发现的深成侵入岩，不仅填补了区内晚侏罗世深成侵入岩的一项空白，对太行山—大兴安岭中生代构造岩浆岩带的研究也具有一定的意义，现将其特征简述如下。

图1 半截沟一带地质简图1-晚侏罗世细粒碱长花岗岩；2-早白垩世石英二长斑岩；3-早白垩世花岗斑岩；4-义县组；5-汉诺坝组；6-马兰组；7-第四系风成砂；8-第四系冲洪积砂砾；9-同位素采样点及年龄值；10-产状；11-安山岩；12-橄榄玄武岩；13-气孔状玄武岩;14半截沟一带交通位置图

1 基本特征

调查区晚侏罗世细粒碱长花岗岩（χργJ3）仅发现1个侵入体，分布于围场县姜家店乡半截沟村南约1km，出露形态不规则，北西侧被早白垩世石英二长斑岩侵入，东、南、西三面则被义县组安山岩及中新世汉诺坝组橄榄玄武岩非整合覆盖（图1），出露面积约0.3km2。岩石呈浅粉红色，（中）细粒花岗结构，致密块状构造。岩石由钾长石、石英和少量黑云母假像组成。钾长石（73%）：部分为正条纹长石，少部分为歪长石，正条纹长石中条纹主呈补片状，歪长石可见极细密的格子状双晶，钾长石主呈半自形宽板状，少部分呈半自形板状，少量呈它形粒状，粒度一般为0.2～2mm的细粒，少量为2～4mm的中粒，杂乱状分布，局部粒内嵌布少量它形粒状石英，蚀变较均匀，具轻微高岭土化。石英（25%）：主呈它形粒状，粒度一般0.2～1.8mm的细粒，单晶或集合体填隙状分布于钾长石粒间，局部粒内具轻波状消光现象，石英无色，表面干净，正低突起，一级黄白干涉色，一轴晶正光性。黑云母假像（2%）主呈叶片状，少量呈鳞片状，片径一般0.1～0.6mm，部分细小堆状分布，少部分零散分布，被绢云母和少量褐铁矿交代呈黑云母假像，表面析出铁质，局部粒内嵌布少量它形粒状石英。岩内见少量不透明矿物，呈半自形-它形粒状，部分细小堆状分布，少部分零散分布，大小一般0.3～0.1mm，少量0.1～0.02mm。

2 岩石地球化学特征

2.1 主量元素

细粒碱长花岗岩岩石化学全分析数据见表1、CIPW标准矿物特征及特征参数见表2。

表1 测区晚侏罗世侵入岩岩石化学分析结果

表2 测区晚侏罗世侵入岩CIPW标准矿物及主要参数

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%；全碱（Na2O+K2O）8.22%～8.64%，平均8.39%；Na2O/K2O=1.36～1.46，平均1.41%。

碱度率（A.R）在3.61～3.94之间变化，显示碱性岩系特征，在SiO2-A.R碱度率图解（图2）中，样品均落入碱性系列（A区）。在K2O-SiO2图解（图3）中，全部位于高钾岩区（HK）。从Al2O3、CaO、Na2O、K2O分子数相对值来看，A/CNK值界于0.94～1.02之间，平均0.98，铝饱和指数图解（图4）2件样品落入了准铝质区域，1件落入靠近准铝质区域的过铝质区域边缘。总体上，细粒碱长花岗岩显示高钾碱性岩系特点，属准铝质岩石，并具向弱过铝质过渡的趋势。

图2 晚侏罗世侵入岩的SiO2-A.R碱度率图解（据J B Wright,1969）CA-钙碱性系列；A-碱性系列；PA-过碱性系列

图3 侵入岩K2O—SiO2图解(Peccerillo和Taylor，1976)HK—高钾；CA—钙碱；LK—低钾

图4 晚侏罗世花岗岩的铝饱和指数图解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

细粒碱长花岗岩稀土元素含量及特征参数见表3、微量元素含量及特征参数见表4，稀土元素配分曲线图（图5），微量元素蜘蛛网图（图6）。

表3 测区晚侏罗世侵入岩稀土元素含量及特征参数表

图5 晚侏罗世晚期侵入体的稀土配分曲线（球粒陨石值据Taylor and McDonough.，1985）

图6 晚侏罗世晚期侵入体的微量元素蛛网图（原始地幔值据Sun and McDonough.，1989）

稀土总量∑REE（包括Y元素）界于417.37×10-6～469.07× 10-6，平均442.50×10-6。LREE/HREE值为2.87～9.31，δEu值变化于0.11～0.12，存在明显的负铕异常。（La/Yb）n值在2.1～9.35之间变化，平均5.15，轻稀土元素与重稀土元素分馏明显。稀土配分曲线（图5）为LREE富集的平缓右倾海鸥型。微量元素蜘蛛网图（图6）中，强不相容元素Rb、Th、K相对富集，亏损高场强元素Nb、P、Ti及低场强元素Sr、Ba。Rb/Sr比值变化为10.37～18.30，平均14.39，大于酸性岩石维氏丰度值（0.67），大于地壳Rb/Sr比值（0.24）。

表4 测区晚侏罗世侵入岩微量元素含量及特征参数表

3 锆石U-Pb年龄

细粒碱长花岗岩同位素测年样品1件（PM25TW1），取自于一陡崖处，基岩露头好，样品新鲜。锆石挑选由河北省区域地质矿产调查研究所实验室完成，采用常规粉碎淘洗后，经磁选和重液分离，然后在双目镜下人工挑选锆石。

锆石制靶和透射光、反射光、阴极发光照相在北京锆年领航科技有限公司完成。挑选干净和自形程度较高，包裹体、裂隙少的锆石颗粒制成环氧树脂样品靶，然后打磨、抛光。在测试前对锆石样品进行反射光、透射光显微照相，并用阴极发光扫描电镜进行图像分析，挑选具有明显韵律环带结构且无裂纹的岩浆锆石进行测试。

样品测年工作在天津地质矿产研究所完成，采用LA－ICP－MS进行锆石U－Pb同位素定年测试，ICP－MS为Agilent 7500a，分析中采用的激光束斑直径为35μm，以氦气作为剥蚀物质的载气，分析流程参考 Yuan H L等的文献 （Yuan H L et al.，2004，2007）。测试数据的计算处理采用ISO－PLOT3. 0程序（Ludwing，2001；2003）。

CL图像上大多数锆石为自形-半自形双锥柱状及短柱状、少数双锥状，环带发育（表5、图7）。21个测点的U-Pb年龄值，除去少部分偏差较大的年龄值（测点2-4、11-13、15、16），大多数较为集中，谐和度较高，应属同期岩浆事件的产物，加权平均年龄150.9±0.9Ma，可代表细粒碱长花岗岩的形成年龄；少部分偏大的年龄值与锆石测点距核部较近，可能为核慢混合年龄，应部分显示了源岩的信息。

图7 P25TW1样品的锆石Cl图像、采集点及年龄

4 成因类型分析

OGT-代表未分异的I、S和M型花岗岩；FG-代表高分异的I型花岗岩；A代表A型花岗岩（据Whalen 1987）

细粒碱长花岗岩碱度率（A.R）平均3.80，为碱性岩石，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%，与Eby（1990）指出的A型花岗岩特点一致。在侵入岩的Zr+Nb+Ce+Y图解中（图8），所有侵入岩样品均投入A型花岗岩区域；所有样品的P2O5＜0.03%，具A型花岗岩的演化特征。

5 构造环境及就位机制探讨

将细粒碱长花岗岩微量元素数据投在Peare的一组微量元素构造环境判别图解中（图3-9、图3-10、图3-11），样品投在板内花岗岩区。在Batchelor R2－R1花岗岩成因分类图解（图3-11）中，样品投入非造山区域。

表5 P25TW1样品LA－ICP－MS锆石U－Pb测年分析结果

图8 晚侏罗世侵入岩的Zr+Nb+Ce+Y图解

6 结束语

图9 区内花岗岩Rb-（Yb+Ta）判别图解（据Pearce，1984）VAG-火山弧花岗岩；syn-COLG-同碰撞花岗岩；WPG-板内花岗岩；ORG-洋中脊花岗岩

图10 区内花岗岩Yb-Ta判别图解（据Pearce，1984，图例同3-12）VAG-火山弧花岗岩；syn-COLG-同碰撞花岗岩；WPG-板内花岗岩；ORG-洋中脊花岗岩

图11 区内花岗岩Nb-Y判别图（据Pearce，1984，图例同3-12）VAG-火山弧花岗岩；syn-COLG-同碰撞花岗岩；WPG-板内花岗岩；ORG-洋中脊花岗岩

晚侏罗世本区处于滨太平洋构造域控制，总体处于伸展裂解构造环境，区内中-酸火山岩浆沿北东—北北东向断裂上涌，形成区内满克头鄂博组大规模的流纹岩、流纹质熔结凝灰岩等酸性火山岩喷发（流纹岩锆石U-Pb年龄①154.7±0.6Ma、154.59±0.6Ma）；在火山活动的同时或稍后，部分岩浆沿断裂上升在地壳浅处定位（岩体的长轴方向亦呈北东向），形成石英正长斑岩（锆石U-Pb年龄①152.6±1.4Ma）、花岗斑岩（锆石U-Pb年龄①152.3±0.5Ma、151.1± 0.9Ma）浅成斑岩体；随着岩浆上升动能的减弱，晚期岩浆在较深处定位，形成全晶质等粒结构的中深成侵入岩，围场北部半截沟细粒碱长花岗岩正是此阶段岩浆活动的产物，属高钾碱性岩系，形成于板内非造山环境。

地调项目：中国地质调查局晋冀成矿带地质矿产调查（编号1212011220488）成果之一

①北京勘察技术工程有限公司、河北区域地质矿产调查研究所，2015，河北1∶5万三义号(K50E009015)、大杖房（K50E009016）竹笠沟（K50E010015）、山湾子区（K50E010016）幅区域地质矿产调查报告

［1］邵济安，张吕桥，牟保垒.大兴安岭中南段中生代的构造热演化.中国科学，1998.28（3）：193-200.

［2］林强，葛文春等.中国东北地区中生代火山岩的大地构造意义.地质科学，1998.33（2）：129-139.

P5[文献码]B

1000-405X（2016）-6-150-3

邓绍颖（），高级工程师，研究方向为区域地质矿产调查。