吉林省闫家街—宋家街石英钠长斑岩岩石地球化学特征及其构造意义

曲洪晔，李 阳

吉林省地质调查院，吉林 长春 130061

0 引言

花岗岩是大陆地壳的基本组成部分，在大陆的形成与再循环中扮演着十分重要的角色，是壳－幔相互作用的直接物质表现，记录了岩浆演化过程中可能发生的深部事件[1，2]。本文对闫家街—宋家街石英钠长斑岩体进行了系统的调研和取样分析，以期为东北中生代“花岗岩海”的成因与构造演化提供新的证据。

1 地质背景及样品特征

闫家街—宋家街石英钠长斑岩体呈岩株产出，侵入白垩系下统安民组、侏罗系下—中统太阳岭组和石炭系上统磨盘山组中(图1)。

岩石风化面灰白色，新鲜面肉红色，斑状结构，基质微粒结构，块状构造。斑晶：由自形板条状钠（更）长石组成。粒度0.5～1.2 mm，污浊土化，含量5%。基质：由微粒结构，由半自形板状钠长石和它形粒状石英及片状黑云母组成组成，粒度0.1 ～0.15 mm。石英含量5%。钠长石含量85%。黑云母含量5%(图2)。

根据1∶5万区调报告（烧锅街幅），获得的K-Ar同位素年龄为134.3 Ma，野外地质调查查明其侵入到白垩系下统安民组、侏罗系下—中统太阳岭组和石炭系上统磨盘山组中，其形成时代应为早白垩世，为晚中生代岩浆活动的产物。

图1 闫家街—宋家街地区区域地质图Fig.1 Regional geologic map of the Yanjiajie-Songjiajie area

图2 早白垩世石英钠长斑岩Fig.2 Early Cretaceous quartz albitophyres

2 地球化学特征

2.1 主量元素

石英钠长斑岩的SiO2含量67.41%～70.82 %，Al2O313.22%～15.09 %，K2O2.72%～4.46 %，Na2O为3.9%～4.68 %，Na2O+K2O值为7.18%～8.80 %，Na2O/K2O比值0.88～1.64，TiO2为0.18%～0.57 %，MgO为0.14%～0.80 %，P2O5为0.03%～0.14 %。在TAS图解（图3a）中样品落入到花岗岩范围内，在硅钾图解（图3b）中落入高钾钙碱性系列系列范围内，在铝饱指数图解中（图4）落入过铝质区域。

2.2 痕量元素

稀土元素以相对富集轻稀土元素（LREEs）、亏损重稀土元素（HREEs），具有Eu的负异常为特征（图 3a）。∑ REE=(178.64～300.37)×10-6， LR/HR=6.44～8.31，LaN/YbN=5.03～10.92,轻稀土富集且轻重稀土分馏明显；δEu微弱负异常（δEu=0.40～0.68）。

原始地幔标准化微量元素蛛网图（图5）显示，微量元素配分型式呈右倾形，相对富集大离子亲石元素（LILEs，如Rb、K和Ba），亏损高场强元素（HFSEs，如 Nb、Ta、P 和 Ti）。

3 讨论

3.1 岩浆源区及成因

闫家街—宋家街石英钠长斑岩，岩石全碱含量较高（K2O+Na2O=7.18%～8.80%），岩石具有准铝质-弱过铝质，在花岗岩的成因类型判别图解中（图6），样品落入I型花岗岩区或落入I型向A型过渡区域。岩石上述特点显示工作区石英钠长斑岩具有类似于I型花岗岩的特点，同时岩石具有弱负铕异常—弱正铕异常以及亏损Nb、Ta、Ti、P等元素的岩石地球化学特征表明在其成岩过程中经历了不同程度的分离结晶作用（Nb、Ta、Ti 等元素的亏损可能与钛铁矿、金红石等富钛矿物的分离有关；而P元素的强烈则表明发生了磷灰石的分离结晶）。

图3 闫家街-宋家街石英钠长斑岩TAS（a）图解和和硅钾图解（b）Fig.3 TAS ( a ) and silicon and potassium diagram of quartz albitophyres in Yanjiajie-Songjiajie( b )

图4 闫家街-宋家街石英钠长斑岩铝饱指数图解Fig.4 diagram of aluminum saturation index of quartz albitophyres in Yanjiajie- Songjiajie

闫家街—宋家街石英钠长斑岩具有类似于I型花岗岩的特点，同时岩石具有弱负铕异常—弱正铕异常以及亏损Nb、Ta、Ti、P等元素的岩石地球化学特征表明在其成岩过程中经历了不同程度的分离结晶作用（Nb、Ta、Ti 等元素的亏损可能与钛铁矿、金红石等富钛矿物的分离有关；而P元素的强烈则表明发生了磷灰石的分离结晶）。岩体的稀土元素总量中等偏高，轻重稀土分馏较明显，明显富集 LREEs和 LILEs、亏损 HFSEs（Nb、Ta、P和Ti），这些地球化学特征显示出地壳物质的地球化学特征，表明本区早白垩世花岗岩岩浆最有可能来源于下地壳的部分熔融。

3.2 构造环境

闫家街—宋家街石英钠长斑岩的的微量元素特征显示，其稀土总量相对较高，轻重稀土比值相对较大，相对富集大离子亲石元素（LILEs，如Rb、Ba和K），亏损高场强元素（HFSEs，如Nb、Ta和Ti），球粒陨石标准化稀土元素配分曲线和原始地幔标准化微量元素蛛网曲线中，与活动大陆边缘火成岩一致，显示出活动大陆边缘火山岩的地球化学特征。同时在构造判别图解（图7）中样品全部落入火山弧花岗岩区域内，表明早白垩世花岗质岩浆活动发生在与俯冲有关的活动大陆边缘构造背景下。

4 结论

本文通过对闫家街—宋家街石英钠长斑岩的岩相学、主量、痕量元素研究，得出以下几点结论：

1）闫家街—宋家街石英钠长斑岩主要造岩矿物为钠长石和石英；富硅、钾、钠，高铝，低镁、磷；铝指数A/CNK为0.91～1.21，分异指数为82.02～91.94，属高分异型 I 型花岗岩。

（2）LR/HR=6.44～8.31，LaN/YbN=5.03～10.92，轻重稀土分馏较明显，具有微弱Eu的负异常(δEu=0.40～0.68)；与原始地幔相比，富集大离子亲石元素（LILEs，如Rb、Ba），亏损高场强元素（HFSEs，如Nb、Ta、P和Ti），显示火山弧岩浆岩特征；样品在花岗岩构造环境判别图解中均落入火山弧范围内。结合区域研究资料，表明其可能为一种活动大陆边缘弧环境[4,5]。

图5 闫家街-宋家街石英钠长斑岩标准化稀土及微量元素配分图Fig.5 normalized REE distribution map of chondrite in Yanjiajie- Songjiajie quartz albitophyres

图6 闫家街—宋家街石英钠长斑岩Ce、FeO/MgO、(Na2O+K2O)/CaO、Nb、Y、Zr-10000Ga/Al图解Fig.6 Schematic diagram of quartz albitophyres Ce, FeO / MgO ( Na2O + K2O ) / CaO, Nb, Y,Zr - 10000 Ga/Al in Yanjiajie- Songjiajie

图7 闫家街—宋家街石英钠长斑岩Rb-Y+Nb图解和Nb-Y图解Fig.7 Illustrations of quartz albitophyres Rb-Y+Nb and Nb-Y in Yanjiajie-Songjiajie

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