关于鲁西龙宝山杂岩体序列归属问题的建议

安茂国，支成龙，尚振，张莹莹，韩宗瑞，姜腾飞，李鹏飞

(山东省鲁南地质工程勘察院(山东省地质矿产勘查开发局第二地质大队)，山东 济宁 272100)

0 引言

近四十年来，我国华北克拉通以其独特的演化历史一直受到国内外地学界的广泛关注，其东部自古生代尤其是中、新生代以来经历了强烈的构造运动、岩浆活动及大规模的金属成矿作用，同时伴随华北克拉通东部岩石圈大规模的伸展—破坏—减薄[1-7]。上述背景下，鲁西地区中生代岩浆活动强烈，本文所涉及的铜石杂岩体、龙宝山杂岩体、郗山-薛城岩体均为鲁西地区中生代岩体(图1)。依据前人研究方案[8]，鲁西地区燕山早期侵入岩发育1个序列——铜石序列；燕山晚期侵入岩发育济南、沂南、兰陵、雪野、沙沟及卧福山6个序列；中生代铜石杂岩体及龙宝山杂岩体相关岩性归属于燕山早期铜石序列，郗山-薛城岩体相关岩性归属于燕山晚期沙沟序列。根据已有研究表明，铜石杂岩体侵位年龄在175.7～189.8Ma之间[9-13]，为燕山早期；龙宝山杂岩体与郗山-薛城岩体形成时代相近，为燕山晚期，侵位年龄在125.0～131.7Ma之间[9,14-21]，且两者在岩石地球化学、Sr-Nd同位素及成矿特征高度相似，均为鲁西地区富集岩石圈地幔部分熔融上侵混染少量地壳物质形成。本文结合前人的研究成果，阐述龙宝山杂岩体相关岩性与郗山-薛城岩体相关岩性在大地构造背景、岩浆源区、形成年龄、岩石地球化学及成矿特征方面具有高度相似特征，而与铜石杂岩体相关岩性差别较大，通过对比分析，表明将龙宝山杂岩体划归铜石序列具有较大缺陷，建议将龙宝山杂岩体划归沙沟序列。

1—燕山晚期辉长岩；2—燕山晚期辉石闪长岩；3—燕山晚期闪长岩；4—燕山晚期闪长玢岩；5—燕山晚期闪长斑岩；6—燕山晚期二长斑岩；7—燕山晚期正长斑岩；8—燕山晚期正长岩；9—燕山早期二长斑岩；10—断裂；11—韧性剪切带；12—金矿床；13—稀土矿床图1 鲁西地区中生代侵入岩分布图

1 概述

鲁西地区中生代大量的岩浆活动伴随着较大规模的金属成矿。中生代岩浆岩是鲁西地区金、铁、稀土等金属矿产的主要控矿侵入岩，其中铜石杂岩体相关岩浆活动伴生了著名的归来庄、卓家庄等隐爆角砾岩型金矿床，郗山岩体伴生了我国第三大轻稀土原生矿床——郗山大型稀土矿床，薛城地区中生代岩体发现了小型的稀土矿床。近期，龙宝山稀土矿勘查工作取得突破，在龙宝山杂岩体发现中型稀土矿床，表明该区具有很大的稀土矿成矿潜力，有望成为山东省第二个大型稀土矿床产地。随着龙宝山地区勘查及研究的深入，龙宝山杂岩体相关岩性形成年龄及序列划分问题也随之浮现。

以铜石杂岩体为主的铜石序列为一套中酸性岩石组合，分布于山东省平邑、蒙阴、费县、兰陵等地，形成时代为燕山早期(约170～189Ma)，该序列共包括西封山、阴阳寨、榆林、南坦、麻窝、李家寨、十字庄、吴家沟、东马山和崔家沟10个单元[8]。沙沟序列形成时代为燕山晚期，主要分布于枣庄关帝庙及沙沟、微山郗山及附近等地，该序列包括郗山、沙沟、关帝庙3个单元[8]，岩性主要为含霓石石英正长岩、含黑云母辉石正长岩、含磷灰石黑云母透辉岩等中生代岩浆岩。龙宝山杂岩体相关中生代岩浆岩目前划归于铜石序列[11]，形成时代为燕山晚期[9,14-16]，分布于临沂市兰陵县龙宝山地区，岩性主要包括崔家沟单元霓辉二长斑岩、东马山单元石英正长斑岩、榆林单元角闪二长闪长玢岩及西封山单元斑状角闪闪长岩及少量脉岩。

2 形成时代

铜石、郗山及龙宝山岩体作为鲁西地区3个中生代岩体，众多地质工作者先后进行了较多的测年工作(表1)，各种测试方法表明：铜石中生代杂岩体侵位年龄大体在175.7～189.8Ma之间[9-13]，龙宝山中生代杂岩体侵位年龄大体在125.0～131.7Ma之间[9,14-16]，郗山-薛城中生代岩体侵位年龄大体在122.4～131.1Ma之间[17-21]。在龙宝山杂岩体K-Ar测年结果中，田京祥等[18]及1∶20万枣庄幅、临沂幅区调工作测得龙宝山杂岩体相关岩性年龄数据为133～171.1Ma，由于对古老岩体进行K-Ar同位素测年时，易受后期地质热事件改造，导致K-Ar测年数据与锆石U-Pb测年数据具有较大差异[22]。

表1 铜石、龙宝山、郗山杂岩体测年数据表

3 地球化学特征

铜石、郗山及龙宝山岩体的岩石主量元素显示(图2)[9,11-12，16，20-21]，3处岩体相关岩性SiO2含量为55%～75%，属于中酸性岩类；富Al(Al2O3含量为12.1%～20.3%)；Na2O+K2O含量为7.8%～16.0%，与SiO2含量变化关系不大；TFe2O3含量为0.83%～7.84%，MgO含量为0.05%～4.73%，Mg、Fe含量随SiO2含量增高而降低；里特曼指数为1.85～13.02，平均5.54，属于碱性岩序列。

图2 主量元素地球化学特征图

在Sr、Nd同位素特征上(图3)[9.11,14,17]，龙宝山与郗山岩体特征相似，(86Sr/87Sr)i比值为0.707529～0.709422，εNd(t)值为-10.0～-14.65；铜石Sr、Nd同位素特征与龙宝山、郗山岩体差别较大，且变化范围较大，(86Sr/87Sr)i比值为0.702365～0.708028，εNd(t)值为-12.8～6.3，显示了铜石岩体源区较为复杂的特征。

图3 Sr-Nd同位素特征图

4 讨论

20世纪80年代末期，在铜石地区发现大型隐爆角砾岩型金矿后，有望在鲁西地区实现一系列的同类型金矿找矿突破，由于龙宝山地区相似的地质特征及岩性，且龙宝山地区正长斑岩K-Ar同位素测年年龄为174Ma，因此，在龙宝山地区开展了较多的金矿勘查找矿工作，并将龙宝山杂岩体相关中生代岩浆岩划归于铜石序列。随着研究的深入，特别是锆石U-Pb测年数据表明，铜石杂岩体形成时代为燕山早期中侏罗世(175～189Ma)，而龙宝山杂岩体形成时代为燕山晚期早白垩世(125～132Ma)；两个岩体形成时代具有较大差距，从形成时代角度考虑将2个杂岩体划归同一序列是不妥当的。

从形成背景角度分析，铜石杂岩体与龙宝山杂岩体、郗山岩体形成源区也有所差异。Sr、Nd同位素数据表明，铜石杂岩体(εNd(t)=-12.8～6.3)形成源区较为复杂，显示出从软流圈上涌至岩石圈地幔的部分熔融及壳幔相互作用的特征[9,11]，而龙宝山杂岩体与郗山岩体(εNd(t)=-10.0～-14.65)均形成于华北克拉通富集岩石圈地幔(EMⅡ)的部分熔融[9,14]。由现有资料分析，铜石杂岩体是鲁西地区对华北克拉通东部破坏减薄的最早岩浆活动响应，可看作鲁西地区岩石圈破坏减薄的前奏，随后鲁西地区岩浆活动趋于平静，直到早白垩世(100～135Ma)，进入华北克拉通破坏减薄高峰期，岩石圈地幔大规模部分熔融，形成了大量的青山群火山活动及包括龙宝山杂岩体、郗山-薛城岩体在内的浅成侵入岩体，同时伴随着稀土、铁、铜等多金属成矿作用。

由形成时代、源区及成矿特征角度分析，龙宝山杂岩体及郗山-薛城岩体具有高度相似性，仅是在后期岩浆结晶分异及侵位深度方面稍有区别；东马山单元正长斑岩在薛城东托地区侵入到寒武纪地层中，与龙宝山地区东马山单元一致。两者都由华北克拉通边缘部位富集岩石圈地幔部分熔融形成，且富集岩石圈地幔源区具有一定程度的富稀土及碳酸盐化，稀土矿体走向均以NW、NWW为主。两者相似的稀土成矿特征及大地构造背景，将吸引地质工作者越来越细致的对比研究，且鲁西地区其他相似岩体也具备较好的稀土成矿潜力。为更好地研究鲁西地区中生代岩体及稀土矿成矿机理，建议将龙宝山杂岩体相关岩性并入沙沟序列。

5 结论

(1)总结前人测年数据，铜石杂岩体形成时限为175.7～189.8Ma，龙宝山杂岩体形成时限为125.0～131.7Ma，两者差距较大，Sr、Nd同位素特征也表明铜石杂岩体与龙宝山杂岩体中生代岩浆岩源区具有一定区别。

(2)龙宝山中生代杂岩体与郗山-薛城中生代岩体具有相近形成年龄、地球化学特征、Sr及Nd同位素特征、稀土成矿特征，因此建议将龙宝山杂岩体相关岩性单元划归于沙沟序列。