一种稀土参数图解新方法:以内蒙古拜仁达坝-维拉斯托闪长岩成因研究为例

赵保具，颜 开，肖荣阁

(1.中国地质大学(北京) 地球科学与资源学院，北京 100083；2.中国有色(沈阳)冶金机械有限公司，辽宁 沈阳 110027；3.中国建筑材料工业地质勘查中心，北京 100035)

0 引 言

稀土元素的分馏作用灵敏且指示功能强[1]，在地质学、地球化学研究中常作为示踪剂。通过观察、捕捉微量元素尤其稀土元素的地球化学作用的时空信息，可以很好地揭示岩石、矿物、矿床的成因，也可用来解释各种复杂地质作用的原因和条件，追踪地质作用的演化历史[2]。

稀土元素地球化学示踪方法主要有稀土元素球粒陨石标准化科里尔图解、表征稀土元素组成参数、异常指数、地球岩石的La/Yb-REE 图解和经验公式等。科里尔图解示踪方法借助稀土元素球粒陨石标准化配分模式图(右倾型、左倾型、平缓型) 的特点，结合稀土元素组成参数(REE、LREE 和HREE、La/Yb等)或者异常指数(δEu、δCe)[1, 3-4]，综合判别源岩、矿床成因[5]或岩石矿物成因、流体演化的物理化学条件[6]，反演这些物理化学参数和地质过程[1-2]。这种物源示踪方法具有多解性。例如，探讨岩浆源区时，稀土组成参数可同时显示陆壳、大陆边缘弧和岛弧特征。在示踪成矿流体物质来源时，轻稀土富集、右倾型曲线特征及高的负铕异常和铈异常特征可能有两种解释：成矿时期地球化学条件改变或者REE受到温度、pH、Eh条件和水岩反应的影响[6]。前人注意到石榴子石的稀土总量和Eu 异常与石榴子石的成分没有明显的关系[1]，但对稀土组成参数、异常指数与岩石成分(例如SiO2)的相关关系思考不多，很少关注稀土组成参数之间的相关关系、稀土组成参数与异常指数的相关关系以及挖掘这类相关性的地质意义。La/Yb-REE图解只是用以区分不同类型的玄武岩、花岗岩和碳酸盐岩[3]，不能够探讨中性岩浆岩形成的机理或成因。前人通过建立全球造山带海拔高度与岩浆岩Sr/Y和La/ Yb比值的相关方程，计算青藏高原白垩纪至今的古高度变化，并对计算结果进行图解验证[7]；本文借鉴并拓展了这种元素地球化学及物源示踪的研究思路。

在对内蒙古拜仁达坝-维拉斯托铅锌银多金属矿区从偏基性端元向偏酸性端元演化的闪长岩类野外岩相学观察和室内测试的基础上，发现其全岩REE与SiO2、REE与LREE/HREE、δEu与LREE/HREE比值之间具有强相关性，进而对其岩石地球化学数据、稀土参数图解新方法与微量元素聚类分析进行研究，以期判别其闪长岩的成因和岩浆源区，为稀土参数图解物源示踪方法提供新的科研手段。

1 区域地质背景及岩石学特征

研究区位于内蒙古赤峰地区克什克腾旗，大地构造位置位于二连—贺根山蛇绿岩带和二道井增生杂岩带之间，锡林浩特微陆块的东段。区内出露地层有古元古代宝音图群“锡林郭勒杂岩”(Pt1by)，石炭系本巴图组(C2b)，二叠系大石寨组(P1d)和林西组(P2l)，侏罗系万宝组(J2w)和满克头鄂博组(J3m)及第四系(Q)。“锡林郭勒杂岩”为一套变质地层，分布面积广泛，岩性主要为黑云斜长片麻岩，前人认为该地层最初为早华力西期岩浆作用产物，后期经历了沉积作用和变质作用的共同作用改造[8-10]。研究区范围内褶皱及断裂构造较为发育。米生庙复背斜贯穿整个区内，轴部地层为古元古代宝音图群“锡林郭勒杂岩”，两翼为石炭系和二叠系的碎屑岩组成。此外，区内广泛发育北东向断裂，为主要的控矿控岩构造；岩浆作用强烈，海西期岩浆活动形成的岩浆岩以拜仁达坝闪长岩为代表，岩石类型主要包括中粗粒辉石闪长岩、细粒石英闪长岩和花岗闪长岩等。此外，在维拉斯托铅锌矿西侧还形成了超大型伟晶岩型锂矿。拜仁达坝闪长岩形成年龄为300～326 Ma[8,11-13]；燕山期岩浆岩包括北大山花岗斑岩和磨盘山黑云母花岗岩，其形成年龄为139.3～140.0 Ma[14-15]。拜仁达坝矿区内脉岩发育，主要为辉绿岩脉、石英脉(图1)。拜仁达坝银铅锌多金属矿的赋矿岩石主要是闪长岩，前人对该类闪长岩年龄做了较多测试，分别有(310±2)～(319±3) Ma[8]、(321.2±6.7) Ma[11]、(326.5±1.6) Ma[12]和(298.0±2.5) Ma[13]。

(a)图：1.华北前寒武纪克拉通；2.华北早古生代大陆边缘；3.索伦缝合带晚古生代增生杂岩；4.内蒙古古生代增生杂岩；5.内蒙古古生代大陆边缘；6.蛇绿岩；(b)图：1.第四系；2.上侏罗统满克头鄂博组；3.中侏罗统万宝组；4.上二叠统林西组；5.下二叠统大石寨组；6.上石炭统阿木山组；7.上石炭统本巴图组；8.古元古代宝音图群；9.燕山期花岗岩；10.燕山期花岗斑岩；11.海西期闪长岩；12.断裂；13.复背斜；14.矿区范围。图1 研究区地质简图((a)据唐然坤等[18])和拜仁达坝-维拉斯托矿区地质图((b)据Xiao 等[19])Fig.1 Simplified geological map of the study area (a)[18] and geological map of the Bairendaba-Weilasituo Pb-Zn-Ag deposit(b) [19]

作者所在的科研项目组在2019年采集了辉石闪长岩进行锆石U-Pb测年，共测试22颗锆石，共50个测点[10]， 所测锆石全部选择岩浆成因锆石[16-17]，Th含量为34.4×10-6～741.4×10-6，U含量为330.7×10-6～1 219.9×10-6，Th/U比值为0.03～0.48。测年结果显示，岩浆锆石206Pb/238U年龄的变化范围为320～339 Ma，大部分在谐和图中集中分布，加权平均年龄为(325±2.5) Ma(MSWD=2.2，n=16)，认为该年龄可代表石英闪长岩的形成时间。继承锆石的核部207Pb/206Pb年龄范围为2 581～1 018 Ma，表明有古老地壳物质的参与。所有测年结果基本一致，可确定为晚古生代海西期岩浆活动产物。

2 样品采集与分析方法

2.1 样品采集与岩石化学测试方法

拜仁达坝闪长岩沿北东向断裂带状展布，呈岩基状产出，侵入于古元古界锡林郭勒杂岩内。岩石组合为中粗粒辉石闪长岩、细粒石英闪长岩和花岗闪长岩等(图1)，出露面积约40 km2。维拉斯托闪长岩岩石组合与拜仁达坝矿区的类似。

样品均采自西矿带拜仁达坝矿区、银都及维拉斯托矿床井下巷道及矿石堆矿体围岩，采样原则为选取远离矿体且未蚀变的辉石闪长岩、闪长岩、石英闪长岩(从偏基性端元向偏酸性端元过渡或演化分异的闪长岩类)，对所有采集样品进行岩石鉴定。全矿区筛选47件样品进行测试后，剔除铅锌银含量较高的矿石样品，选择拜仁达坝闪长岩类样品18件，维拉斯托闪长岩样品13件，进行全岩地球化学成分分析。

岩石主量、微量及稀土元素测试均由核工业北京地质研究院测试完成。主量元素测试采用X射线荧光光谱仪(Shimadzu WD-1800)进行分析，按要求制备定量样品，煅烧后加入Li2B4O7-LiBO2助熔物充分混合，放置在自动熔炼仪中，使之在1 000 ℃以上熔融; 熔融物倒出后形成扁平玻璃片，再用X荧光光谱分析。微量及稀土元素测试采用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)进行分析，精度优于5%。

2.2 稀土参数图解法

稀土元素分馏在自然界和实验室均普遍存在，自然界中稀土元素分馏对反演地质过程十分有利[20]。稀土元素在地球系统中并非独立存在，而是与各种地质过程相联系并参与各种地球化学作用，因此，稀土参数图解应考虑自然界中稀土元素分馏作用。电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)操作简单、不易污染样品，但分馏效应影响分析的结果[20]，所以稀土参数图解也应考虑实验过程中稀土元素分馏。

鉴于此作出如下理论假定：(1)地质时间尺度下化学风化过程中总稀土元素的移动与重新分配情况，相对于母岩中元素浓度的变化忽略不计。(2)通过激光剥蚀诱导、剥蚀颗粒转移诱导和ICP 诱导消除仪器分析过程中稀土元素分馏，所得数据均用内标法校正。(3)稀土元素性质差异、轻重稀土元素水解能力不同，测试采用合适的实验参数，有效地减小稀土元素分馏对化学分析结果的干扰。(4) 本文测试的固体岩矿样品中总稀土元素不存在奇偶效应，并以球粒陨石的含量作为内标参照物消除15个稀土元素的奇偶效应。据此，得到本文岩矿稀土参数图解法的分析流程。

2.2.1 稀土元素数据的整理方法

(1)以稀土元素球粒陨石标准化曾田彰正-科里尔图解为稀土元素数据、参数、异常指数的基础。该图解是样品中每种稀土元素浓度除以球粒陨石中各稀土元素浓度，通过这种标样作为参照物并获得样品中每种稀土元素的标准化丰度。

(2)稀土总量、轻重稀土比值。稀土元素在自然界的分异参数以稀土总量(ΣREE)为代表；稀土元素在地壳中的分配参数包括轻重稀土比值(LREE/HREE) 以及Ce/Y、La/Yb和La/Lu等。

(3) 异常指数主要包括δEu和δCe值。其计算公式为：δEu=2(Eu)N/(Sm+Gd)N；δCe=2(Ce)N/(La+Pr)N。负铕指数(δEu)用来指示铕异常的大小，N代表球粒陨石标准化计算。

(4)岩石地球化学数据稀土端元分组方法。地质、地球化学图解研究中，基本方法是将投图数据分为2～3个数据端元并加以分析研究。根据岩浆岩分类标准，考虑到REE和SiO2含量在岩浆岩中按超基性→基性→中性→酸性→碱性顺序递增，做出所有测试样品岩石的REE-SiO2关系图，得到REE两个以上的数据端元，例如稀土高值端元与稀土低值端元。据此，将主量元素、稀土元素、微量元素测试数据分为稀土高值组、稀土低值组。划分两个数据端元时，如果REE-SiO2关系图中数据端元显著，则据实划分，如果部分数据重叠端元模糊，还要考虑其他因素，如稀土元素的地壳丰度(170×10-6)。所以，如果某类岩石的REE-SiO2关系图上，REE缺乏明显的两个数据端元，则不对测试数据进行端元划分。

2.2.2 LREE/HREE-REE图解

2.2.2.1 LREE/HREE与REE的相关性

本文只研究稀土元素配分曲线为右倾型的LREE/HREE与REE的相关性。在地壳中，ΣREE 在岩浆岩中按超基性→基性→中性→酸性→碱性顺序递增；从地幔到地壳，ΣREE 增加了20 多倍，LREE/HREE增加了3 倍多。HREE的水解能力与迁移能力强度均大于LREE，依岩浆分异演化顺序从早到晚递增。地幔、超基性岩、基性岩中HREE占有优势；随着分异，陆壳、酸性岩、碱性岩中LREE占优势[3]。稀土元素从La到Lu其不相容性逐渐减弱，这样熔融程度越高，熔浆中的ΣREE越低，轻重稀土分馏也越弱。岩浆演化程度越高，从基性→酸性演化过程中，岩浆中ΣREE越高，轻重稀土分馏越强，即La/Yb值越大。所以，基性→酸性演化过程中LREE/HREE与REE具强相关性，可用于探讨岩石的形成机理或成因类型。

2.2.2.2 LREE/HREE-REE的相关关系图

利用Excel绘制带趋势线的散点图。首先，得到LREE/HREE与REE之间的散点图，然后在“设置趋势线格式”面板，选择“显示公式”“显示R平方值”及LREE/HREE-REE的趋势线、回归方程、相关系数R2。

2.2.3δEu-LREE/HREE图解

2.2.3.1δEu与REE的相关性

δEu>1时为正异常，反之为负异常，δEu=1时为无异常。依据岩石Sm/Nd值可划分轻、重稀土富集类型，此值小，则为轻稀土富集型。 Sm/Nd 值在岩浆岩中从超基性→基性→中性→酸性→碱性依次渐减[3]，因此，在Eu不变时，δEu在岩浆岩中从超基性→基性→中性→酸性→碱性依次渐增。 LREE/HREE值的规律同Sm/Nd值。地幔岩浆分异的稀土元素特点是LREE/HREE与REE呈正比，LREE/HREE值越大则负铕异常越明显。如大洋玄武岩、基性-超基性岩浆岩显示上述稀土元素特点。可见，基性→酸性演化过程中δEu与LREE/HREE相关性可用于探讨岩石的形成机理或成因类型。

2.2.3.2δEu-LREE/HREE的相关关系图

利用Excel绘制带趋势线的散点图。首先，得到δEu与LREE/HREE之间的散点图，然后在“设置趋势线格式”面板， 选择“显示公式”“显示R平方值”及δEu-LREE/HREE的趋势线、回归方程、相关系数R2。

2.3 稀土微量元素R型聚类分析法

R型聚类(R type cluster)分析方法是常用的地质学分析方法。岩石学和矿床学研究中，当常量、微量元素变量较多且相关性较强时，使用R型聚类分析谱系把变量分为几个大类，找出典型性变量作为代表，最终减少变量个数并达到降维目的。

3 结 果

根据上述岩石地球化学数据稀土端元分组方法，将测试的主量、微量和稀土元素结果列于表1、表2和 表3。拜仁达坝闪长岩获得稀土总量高于100×10-6的稀土高值组和小于100×10-6的稀土低值组两个端元(图2(a))，稀土高值组SiO2平均组成为67.00%，稀土低值组SiO2平均组成为60.45%，并且稀土高值组K2O/Na2O与A/CNK指数明显大于稀土低值组。 维拉斯托闪长岩稀土岩石化学组成与拜仁达坝闪长岩稀土低值组类似(图2(b))，K2O/Na2O较大， A/CNK指数与拜仁达坝闪长岩稀土低值组类似。

图2 拜仁达坝闪长岩(a)和维拉斯托闪长岩(b)的REE-SiO2关系图Fig.2 REE-SiO2 diagram of Bairendaba (a)and Weilasituo(b) diorites

3.1 主量元素

拜仁达坝闪长岩SiO2、Al2O3、Na2O、K2O和CaO含量分别为48.92%～76.42%、12.33%～17.19%、0.06%～3.89%、0.66%～4.38%和0.39%～8.97%，K2O/Na2O比值为0.17～49.10， MgO含量为0.86%～9.60%(表1)。维拉斯托闪长岩SiO2和Al2O3含量分别为47.48%～62.74%和11.23%～16.34%，Na2O+K2O介于2.25%～8.51%。A/CNK值为0.51～1.68，MgO为1.33%～12.46%，FeO和CaO含量分别为0.24%～9.91%和1.72%～9.89%(表1)。

表1 拜仁达坝-维拉斯托矿区岩浆岩岩石化学成分(wB/%)

在拜仁达坝闪长岩TAS图解(图3)中多数投点落入花岗闪长岩及闪长岩区域，在CIPW标准矿物An-Ab-Or图解上(图略)，样品投点落在花岗闪长岩和英云闪长岩区域。在SiO2-K2O图解(图4(a))中投点落于钙碱性系列区域。样品的A/CNK值为0.69～2.75，在A/NK-A/CNK图解(图4(b))中，投点落入偏铝质-过铝质区域内。

图3 拜仁达坝岩体TAS图解(底图据Middlemost[21])Fig.3 TAS diagram of Bairendaba diorites(Base map after Middlemost[21])

图4 拜仁达坝岩体SiO2-K2O ((a), 底图据Rickwood[22])和A/NK-A/CNK((b), 底图据Maniar等[23])图解 Fig.4 SiO2-K2O((a), base map after Rickwood[22] ) and A/NK-A/CNK((b), base map after Maniar, et al.[23] ) diagrams ofBairendaba diorites

3.2 稀土元素

拜仁达坝闪长岩和维拉斯托闪长岩的稀土元素含量如表2所列。根据稀土总量，拜仁达坝闪长岩的稀土元素可分为高值组和低值组，其中，高值组ΣREE介于146.28×10-6～182.83×10-6，平均161.97×10-6；轻、重稀土元素分馏明显，LREE/HREE为5.16～17.87，平均8.70；δEu为0.43～1.29，平均0.62，多数样品显示出弱的负Eu异常到无Eu异常的过渡特征。低值组ΣREE介于46.40×10-6～73.13×10-6，平均61.66×10-6；轻、重稀土元素分馏，LREE/HREE为3.90～7.29，平均5.18，低于高值组；δEu为0.60～1.55，平均1.05，Eu 正负异常均存在，表明其源区来源复杂；无明显的Ce异常，δCe为0.84～0.96，平均为0.90。

(续)表1 拜仁达坝-维拉斯托矿区岩浆岩岩石化学成分(wB/%)

表2 拜仁达坝-维拉斯托矿区岩浆岩稀土元素含量(wB/10-6)

维拉斯托闪长岩的ΣREE为40.59×10-6～145.29×10-6，平均75.83×10-6；轻、重稀土元素分馏，LREE/HREE为3.19～7.46，平均5.14，低于拜仁达坝闪长岩稀土低值组；Eu 正异常较弱，δEu为0.55～1.22，平均0.94，表明其源区较复杂。

3.3 微量元素

拜仁达坝闪长岩和维拉斯托闪长岩的微量元素含量如表3所列。拜仁达坝闪长岩稀土高值组的微量元素Rb、Ba、Th、Nb含量变化幅度不大，平均值分别为161.25×10-6、 397.19×10-6、15.83×10-6和11.84×10-6；Sr含量变化幅度大，为13×10-6～186×10-6，平均90.84×10-6。拜仁达坝闪长岩稀土低值组的微量元素Rb含量变化幅度大，为26×10-6～261×10-6，平均105.72×10-6；Sr含量变化幅度大，为33×10-6～277×10-6，平均186.16×10-6。Ba、Th、Nb含量变化幅度不大，平均值分别为354.98×10-6、3.69×10-6、7.87×10-6。

(续)表2 拜仁达坝-维拉斯托矿区岩浆岩稀土元素含量(wB/10-6)

表3 拜仁达坝-维拉斯托矿区岩浆岩微量元素成分 (wB/10-6)

(续)表3 拜仁达坝-维拉斯托矿区岩浆岩微量元素成分 (wB/10-6)

(续)表3 拜仁达坝-维拉斯托矿区岩浆岩微量元素成分(wB/10-6)

维拉斯托闪长岩的微量元素Rb含量变化幅度大，为93×10-6～1 679×10-6，平均506.65×10-6；Sr含量变化幅度大，为56×10-6～363×10-6，平均181.65×10-6。Ba、Th、Nb含量变化幅度不大，平均值分别为517.35×10-6、3.69×10-6和7.33×10-6。

总体看，维拉斯托闪长岩与拜仁达坝闪长岩稀土低值组的微量元素特征类似，稀土高值组富集Nb、Ba、Sr等高场强元素，相对亏损Rb、Th、U等大离子亲石元素，而低值组反之。

依据表1—表3，得到曾田彰正-科里尔图解、LREE/HREE-REE图解和δEu-LREE/HREE图解的稀土参数和稀土微量元素R型聚类分析数据。碱金属、碱土金属、放射性元素、铁族元素及计算得出的元素特征值，分别显示壳源元素和幔源元素特征(表3)。

4 讨 论

4.1 岩石成因与岩浆来源

拜仁达坝闪长岩形成年龄为(325±2.5) Ma和(326±4.1) Ma[10]，是一套以钙碱性的活动大陆边缘幔源为主、壳幔混合成因的岩浆岩系列。在Harker图解(图5)上，样品的TiO2、Al2O3、CaO、TFe2O3、MgO和P2O5等含量随着SiO2含量的增加，表现出明显降低的演化趋势，表明同源岩浆分异演化的特性，也说明在岩浆演化过程中发生了结晶分异作用。拜仁达坝闪长岩显示高硅 (SiO2含量为61.34%～67.03%)，富钠(Na2O/K2O平均值1.79)，MgO和Al2O3含量较高(分别为1.76%～3.22%和14.46%～16.31%)，样品属于钙碱性，与下地壳脱水熔融形成的熔体具有相似的主量元素特征[24]；Sr含量相对较低，为13.0×10-6～277.0×10-6；Y和Yb含量相对较高，分别为6.53×10-6～33.59×10-6和0.86×10-6～4.15×10-6。

图5 拜仁达坝岩体 Harker图解Fig.5 Harker diagram of the Bairendaba dioritoids

拜仁达坝闪长岩两个稀土岩组的稀土配分曲线具有明显差异。高值组轻、重稀土比值平均为8.72，δEu值均小于1，平均0.62，配分曲线具向右倾斜、斜率较大、有较大的负铕异常、重稀土段明显撒开的特征(图6)；LREE/HREE-REE略呈负相关关系(图7(a))，δEu-LREE/HREE呈正相关关系(图7(b))，这种稀土特征值的相关性与我国南岭壳源重熔花岗岩的稀土特征一致[14-15]，均具明显的重稀土富集和显著的负铕异常。

图6 稀土高值组稀土配分曲线(球粒陨石标准数值据Belousova等[16])Fig.6 Distribution curves of REEs in high value group(chondrite-normalized value after Belousova et al. [16])

图7 稀土高值组LREE/HREE-REE(a)和δEu-LREE/HREE(b)的相关关系图Fig.7 LREE/HREE-REE (a) and δEu-LREE/HREE (b) in high value group

稀土低值组轻、重稀土比值平均5.18，δEu值在1上下，最大值1.55，最小值0.82，平均1.05，配分曲线向右倾斜，斜率较小，有较小的正铕异常和负铕异常(图8)。与稀土高值组相反，低值组LREE/HREE-REE略呈正相关关系(图9(a))，δEu-LREE/HREE呈负相关关系(图9(b))，这种稀土特征值的相关性与幔源分异岩浆的稀土特征一样[25-26]，没有明显的轻、重稀土分异，但是轻稀土分异富集时具有负铕异常。

图8 稀土低值组稀土配分曲线(球粒陨石标准数值据Belousova等 [16])Fig.8 Distribution curves of REEs in low value group(chondrite-normalized value after Belousova et al. [16])

图9 稀土低值组LREE/HREE-REE的正相关关系图(a)和δEu-LREE/HREE负相关关系图(b)Fig.9 LREE/HREE-REE (a) and δEu-LREE/HREE (b) curves in low value group

拜仁达坝闪长岩的两组稀土地球化学特征差异反映出岩石经历了两种不同的地质演化过程，稀土低值组闪长岩以幔源岩浆分异成因为主，接近地幔岩稀土配分特征；稀土高值组具有壳源重熔物质混入的特征，是壳幔混合作用形成的。

维拉斯托闪长岩与拜仁达坝闪长岩稀土低值组的稀土特征类似，轻、重稀土比值平均5.14，δEu值在1上下，最大值1.22，最小值0.55，平均0.94，配分曲线向右倾斜，斜率较小，有较小的正铕异常和负铕异常(图10)。轻、重稀土比值与稀土总量(LREE/HREE-REE)略呈正相关关系(图11(a))，δEu-LREE/HREE呈负相关关系(图11(b))，这种稀土特征值的相关性与幔源分异岩浆稀土特征一样，没有明显的轻、重稀土分异，但是轻稀土分异富集时具有负铕异常。维拉斯托闪长岩与拜仁达坝闪长岩稀土低值组一样，是以幔源岩浆分异成因为主，具接近地幔岩的稀土配分特征。

图10 维拉斯托闪长岩稀土配分曲线(球粒陨石标准数值据Belousova等 [16])Fig.10 Distribution curves of REEs in Weilasituo dioritoid rocks(chondrite-normalized value after Belousova et al. [16])

图11 维拉斯托闪长岩LREE/HREE-REE相关关系(a)和δEu-LREE/HREE相关关系(b)Fig.11 LREE/HREE-REE (a) and δEu-LREE/HREE(b)curves of Weilasituo dioritoids

拜仁达坝两类闪长岩的微量元素特征也具有较大差异，稀土高值组的微量元素Rb/Sr、Th/U值明显高于稀土低值组，表现碱金属显著高于碱土金属，显示了壳源重熔来源的特征，高于全球上地壳Rb/Sr平均值(0.32)[27]，稀土高值组Zr/Hf值高于低值组，也显著高于大陆地壳的平均值(36.7)[28]，而其他特征元素比值没有显著差异。

图12 稀土微量元素R型聚类分析谱系图Fig.12 R-type cluster analysis spectrum of REEs

维拉斯托闪长岩的碱金属元素显著高于碱土金属元素，个别样品Rb/Sr比值大于20，Nb/Ta值显著高于原始地幔平均值(17.5)[27]，这是显著的热液改造特征，维拉斯托闪长岩边部锂云母伟晶岩侵入体形成了特大型锂云母型锂矿，伟晶岩岩浆热液对维拉斯托闪长岩具有改造作用，富碱金属热液渗透增加了闪长岩的碱金属含量。

拜仁达坝闪长岩稀土高值组具有明显的负Eu异常，LREE/HREE比值与REE呈负相关，δEu值与LREE/HREE呈正相关，相对富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta、Sr、P、Ti等高场强元素，具有陆壳重熔岩浆的特征，与岛弧岩浆岩的特征[25-26]一致。稀土低值组闪长岩与维拉斯托闪长岩则明显不同，负Eu异常不明显，LREE/HREE与REE呈正相关关系，δEu值与LREE/HREE呈负相关，相对亏损Rb、Th、U、K等大离子亲石元素，富集Nb、Ta、Sr、P、Ti等高场强元素，具有幔源岩浆分异的特征，与大洋玄武岩及幔源岩浆岩的特征[25-26]类似。

综上, 拜仁达坝-维拉斯托闪长岩为一套活动大陆边缘幔源为主、壳幔混合成因的钙碱性岩浆岩系列。

4.2 稀土参数图解法的有效性分析

4.2.1 参数敏感性分析

拜仁达坝闪长岩稀土高值组和低值组ΣREE数据端元区间为140×10-6～180×10-6与40×10-6～80×10-6，对应基性→酸性岩浆演化的SiO2含量变化趋势，符合测试样品辉石闪长岩、闪长岩、石英闪长岩从偏基性端元向偏酸性端元过渡的实际，参数敏感性好(图2(a))。维拉斯托闪长岩ΣREE数据端元区间为40×10-6～100×10-6，集中对应中性岩浆SiO2含量的特点，参数敏感性好(图2(b))。

拜仁达坝闪长岩2个样品远离趋势线，稀土高值组LREE/HREE-REE相关性不明显，略呈负相关关系，参数敏感性不理想(图7(a))。除了个别样品外，多数样品沿着趋势线分布，拜仁达坝闪长岩稀土低值组LREE/HREE-REE相关性不明显，略呈正相关关系，参数有敏感性(图9(a))。维拉斯托闪长岩LREE/HREE-REE相关性不明显，除了1个样品远离趋势线，略呈正相关关系，参数敏感性不理想(图11(a))。

拜仁达坝闪长岩所有样品指向趋势线，稀土高值组δEu-LREE/HREE相关性很好，呈正相关性，参数敏感性良好(图7(b))。拜仁达坝闪长岩稀土低值组δEu-LREE/HREE相关性不明显，呈负相关关系，参数敏感性不理想(图9(b))。维拉斯托闪长岩δEu-LREE/HREE呈负相关关系，参数有敏感性(图11(b))。

为此，要加强农村基础设施建设，通过多种渠道改善交通运输状况，为农村经济发展提供畅通条件。支持重点农产品批发市场建设和升级改造，落实农产品批发市场用地等扶持政策。支持大型涉农企业投资建设大型优质农产品物流配送中心，加大力度建设大宗农产品仓储设施，完善鲜活农产品冷链物流体系。

拜仁达坝闪长岩稀土高值组辉石闪长岩中斜长石含量小于40%，Eu的异常与斜长石等矿物的存在有关，代表了早期基性岩浆向中性岩浆演化的趋势，所以稀土高值组的Eu异常与岩浆源区有明显的关系。稀土低值组闪长岩类岩性主要为辉石闪长岩、闪长岩、石英闪长岩，斜长石含量依次递减，代表了偏基性岩浆向偏酸性岩浆分异演化的趋势，稀土低值组的Eu异常与岩浆源区也有关系。维拉斯托闪长岩类以闪长岩为主，辉石闪长岩、石英闪长岩次之，与稀土低值组闪长岩类情况类似。ΣREE 在岩浆岩中按超基性→基性→中性→酸性→碱性顺序递增，LREE/HREE比值大小依岩浆分异演化顺序从早到晚递增。由此可见，参数敏感性在强与弱之间，所有参数是可用的。

4.2.2 稀土参数图解法对比检验

拜仁达坝矿床海西期石英闪长岩中黄铁矿单矿物的δ34S 值为-0.99‰～0.36‰，为幔源硫来源[29]。拜仁达坝矿床硫化物的δ34S值为-4.0‰～+1.6‰，维拉斯托矿床硫化物的δ34S值为-0.8‰～+2.0‰，推测硫为地幔来源[30]。拜仁达坝和维拉斯托矿石中的铅均为混合铅，铅同位素组成也显示铅来源以地幔为主，并受到了地壳的同化混染[29]。作者所在的项目组根据Sr-Nd 同位素数据及捕获锆石核部的年龄，推测维拉斯托矿床海西期石英闪长岩和辉长岩主要来自下地壳火成岩的部分熔融, 并有一部分古老地壳物质的参与，其构造环境可能为活动大陆边缘[10]。常勇和赖勇[11]认为在成矿作用之前区内可能存在与深源有关的辉绿岩的侵入结晶作用，表明存在深部地壳或上地幔的玄武质岩浆侵位，形成辉长岩、深源玄武质岩浆向地壳浅部侵入结晶形成辉绿岩。王祥东等[31]根据流体包裹体、氢氧同位素研究，得出成矿早期成矿流体偏酸性，表明区内经历了深源岩浆热液向成矿流体、地壳浅部大气降水演化、偏中性岩浆向偏酸性岩浆分异的作用过程。由此，同样证实拜仁达坝-维拉斯托闪长岩具有以幔源为主的壳幔混合成因的特征。

拜仁达坝闪长岩稀土高值组具有壳源重熔物质混入的成因特征，如果对比检验，需要指出La/Y-REE图解、La/Lu-REE图解等。就目前见诸的文献，尚未发现有专题示踪中性岩浆来源的同类稀土参数图解，这为本文稀土参数图解法对比检验带来了困难。然而，这种稀土参数图解法可以不配套测试同位素年龄，不仅节约了科研成本，而且根据岩石地球化学测试数据也能解决同类科研问题。相对于地质科研中海量的同位素地球化学数据导致的高昂科研成本，该图解法更加简单、快速、经济、高效，具有较强的普适性，并且也能完成示踪物质来源与岩浆源区的同类科研任务。因此，推荐这种稀土参数图解法及其科研思维在常规的地质科研中完善和推广。

4.3 稀土参数图解法的局限性与不确定性

(1) 岩石矿物中稀土元素分馏是客观存在的，球粒陨石作为参照物不能完全消除稀土元素的奇偶效应。地质变迁中，化学风化剖面中岩石的REE 会移动和重新分配，所有元素在某种程度上都是可溶的，所以一些元素的不迁移行为的基本假设无效[20]。

(2) 理论假定没有充分考虑化学分析和仪器分析过程中稀土元素的分馏研究。化学分析产生的REE 分馏、pH、反应时间、反应物等实验条件，检验成岩过程的平衡分馏，岩浆结晶过程中微量、稀土元素行为及瑞利分馏，ICP-MS产生的分馏、内标法校正实验结果等都影响研究的严谨性。

(3)REE-SiO2的关系图是稀土数据端元划分的主要理论依据，但是，一般情况下，稀土元素不能代替Si的晶格，两者之间的关系并不十分密切。

(4)多次分馏、广泛交代作用、多阶段分离结晶是Eu严重亏损的主要原因。REE受岩浆熔融作用影响较大，破坏其整体组成的稳定性。陆壳、酸性岩、中性岩、基性岩、地幔的氧化还原条件不同，Eu3+在还原条件下容易被还原为 Eu2+而出现分异。稀土元素的碳酸盐、硫酸盐、氟化物的络合物易溶于水而进行迁移，HREE 形成络合物的能力及迁移能力均大于LREE。Eu的异常与斜长石等矿物的存在是否有关，与岩浆源区的关系需要进一步研究。

本文提出的稀土参数图解法用于基性→酸性岩浆分异演化源区的示踪。

5 结 论

(1)拜仁达坝赋矿的闪长岩具有高硅、富钠及较高MgO和Al2O3含量的特征，属钙碱性系列，显示地幔岩浆分异与下地壳熔融岩浆混合特点；拜仁达坝-维拉斯托闪长岩LREE/HREE-REE和δEu-LREE/HREE图解指示，稀土高值组端元分别呈负相关和正相关，负Eu异常明显，而稀土低值组端元分别呈正相关和负相关，负Eu异常不明显。稀土高值组相对富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta、Sr、P、Ti等高场强元素，而稀土低值组端元反之。

(2)拜仁达坝-维拉斯托闪长岩为一套以活动大陆边缘幔源为主、壳幔混合成因的钙碱性岩浆岩系列。

(3)本文提出的稀土参数图解新方法是有效的，适合在常规的地质科研中完善与推广，具有较强的普适性，可用于基性→酸性岩浆演化源区的示踪。

致谢：感谢匿名审稿人对论文提出宝贵的修改意见和建议；论文的野外和室内研究工作得到辽宁化工研究院刘敬党教授、张艳飞博士的支持；论文的资料收集和写作得到刘剑博士、赵青博士的指导和帮助；在此一并致谢。