申姗姗+高原+王月平

[摘 要]多年来，对于黑龙江绥阳镇岩体的岩性特征有着比较系统的认识，然而，对于年代学的工作研究比较薄弱，亟待深入的研究突破。本文通过岩相学、锆石U-Pb年代学、主量元素、微量元素和Sr-Nd同位素等综合研究，对黑龙江绥阳镇早侏罗世花岗闪长岩的年代学和地球化学及其岩石成因进行了深入剖析。从而揭示研究区花岗岩成因类型和构造环境。通过对锆石U-Pb同位素定年，岩体的岩浆结晶年龄为190±3Ma（MSWD=1.75）。结合岩体地球化学总体特征分析，确定了绥阳岩体与为I型花岗岩。并进一步确定了岩浆主要来自于地壳物质的部分熔融，部分熔融作用可能起因于基性岩浆的底侵作用。通过对闪长质包体元素分布模式分析，确定其岩相为花岗闪长岩，结合前人的研究成果及绥阳岩体花岗闪长岩的地球化学特征，认为其形成与古太平洋板块俯冲作用存在密切联系。

[关键词]花岗闪长岩及包体；锆石U-Pb定年；地球化学；岩石成岩；绥阳岩体

中图分类号：TU45 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）15-0240-04

一、地质背景

1.1 区域构造

研究区位于兴蒙造山带兴凯湖地块的太平岭隆起带[1]（图1.1），兴凯湖地块北侧和西南侧分别与佳木斯地块和华北地块相邻。地质演化历史漫长，地质构造复杂、矿产资源丰富。

1.2 区域地层及岩浆岩

自晚古生代一直持续到新生代火山活动强烈，区内岩浆岩广泛分布。其中侵入岩以中深成花岗岩类为主，岩石类型以花岗闪长岩、二长花岗岩、白云母二长花岗岩、正长花岗岩为主，呈岩基状产出，其次有少量闪长岩、蛇纹岩，主要呈岩株状产出。地层区划早三叠世之前隶属兴凯地层大区，延边地层区，东宁—汪清地区地层分区，鸡东和老黑山地层小区。中新生代为滨太平洋地层区，鸡西—延吉地层分区，鹤岗—东宁地层小区。

1.构造单元线；2.上元古界构造层；3.印支期构造层；4.燕山构造层；5.花岗岩类；6.年代学采样点

二、岩体及岩相学特征

2.1 岩体地质特征

研究区内侵入岩是太平岭花岗岩带的东延部分（图2.1），出露面积665 km2，主要见于绥阳镇、八里坪、二道岗一带，多呈岩基状产出，也有呈岩株状产出，岩体的分布方向以北东向为主。岩石类型相对简单，主要有花岗闪长岩、二长花岗岩、石英闪长岩等。

赵春荆等[2]认为太平岭花岗岩的主体形成于晚海西期（γ43），而印支期（γ51）和燕山早期（γ52）则发育较少；孙德有等[3]获得的太平岭花岗岩为中生代花岗岩（锆石U-Pb年龄介于193 Ma～216Ma）；吕长禄等[4]获得这些花岗岩的SHRIMP 锆石 U- Pb 年龄介于179～204 Ma 之间；门兰静[5]等获得金厂地区花岗斑岩的锆石年龄为 203.0±3.6 Ma；韩世炯[6]获得高丽沟地区石英闪长岩岩浆结晶年龄为191.4±6.7Ma；赵玉锁等[7]认为在该区域存在两期岩浆活动，分别为印支晚期到燕山早期岩浆活动（190-210Ma）、燕山晚期岩浆活动（110-125Ma）。

2.2 岩相学特征

细粒闪长质包体在花岗闪长岩中十分发育，由北（绥阳岩体）到南（太平川森调队检查站岩体）均有出露。闪长质包体的颜色比寄主岩的颜色深，为深浅不一的灰黑色、灰色。组成包体的矿物粒径绝大多数小于1 mm，甚至小于0.5mm，为微粒—微细粒结构，说明形成闪长质包体的岩浆比寄主岩岩浆冷却时间更短，更快，而只有少部分的（石英）闪长质包体结构较粗，粒度接近寄主岩石的矿物粒径。

花岗闪长岩中分布的包体大小不一，绝大多数集中在几厘米到二十几厘米之间。闪长质包体与寄主花岗岩的接触面大都呈弯曲状，接触界限清晰可见，也有见过渡关系，也有见呈雾迷状，部分还可见冷凝边，个别包体具条带状，长宽之比可达3：1，部分包体具定向排列，有的包体周围具有长英质晕圈。

三、岩体的年代学和地球化学分析方法

将研究范围内获取的未经腐蚀风化的绥阳镇的岩体全新样品进行分析，通过锆石测年法、全岩地球化学以及同位素法进行了分析。

3.1 锆石测年分析

锆石是一种较为多见的副矿物，其分选、稳定性能好、熔点高，另外U和Th的含量较高，Pb的含量较低，在U-Pb定年方法中第一考虑会采用锆石。本次研究利用LA-ICP-MS法对锆石进行U-Pb测年工作。进行透射光、反射光显微照相，观察其抛光面有无裂隙及包裹体等，然后再进行阴极发光照相，以进一步反映锆石的内部结构特征。

3.2 全岩地球化学分析

对主、微量元素、稀土元素的分析测定。主要实验步骤为：首先熔化样品，制成玻璃饼，然后测定主元素（应用X射线荧光光谱仪，型号为XRF-1500），分析精确度要达到并强于1%。称取样品40毫克，将其放置在Teflon中，加入溶解液HNO3与HF，然后用HNO3（l%）稀释溶液，测定微量以及稀土元素的设备为双聚焦电感耦合等离子质谱仪，型号为（ICP-MS）ELEMENT，采购自FinniganMAT公司，分析精确度要达到并强于5%。

3.3 同位素（Sm-Nd、Rb-Sr）分析

在中国科学院地质与地球物理研究所同位素超净室完成了Sr、Nd 同位素的测定工作。Sr同位素质量分馏用86Sr/88Sr = 0.1194开展校正，Rb-Sr分析全过程空白本底大概是（ 2.5）×10- 10克，Nd同位素质量分馏以146Nd/144Nd= 0.7219开展校正，Sm-Nd全过程空白本底大概是5×10-12克。

四、分析结果

4.1 锆石分析结果

对样品进行了13颗锆石U-Pb同位素测试，锆石Th/U值介于0.38～1.0之间，与岩浆成因锆石的典型Th/U值0.1～1.0相一致。206Pb/238U年龄为（176±6）～（197±10）Ma，在U-Pb谐和图上（图4.1），均位于谐和线上及其附近，显示了出一致的谐和年龄，其206Pb/238U加权平均年龄为190±3Ma，代表了绥阳镇岩体的岩浆结晶年龄。

4.2 岩石地球化学特征

在侵入岩的QAP图解上（图4.2），绥阳岩体岩石成分点均落入花岗闪长岩范围内；岩石固结指数（SI）为5.69～19.3，分异指数（DI）为61.8～78.38，里特曼指数（δ）为0.59～1.79。A/CNK值主要介于0.92～1.07，（除样品GS7199为1.40）平均值为0.99（<1.1），在A/CNK-A/NK图解中（图4.3），绥阳岩体花岗闪长岩成分点大都落于准铝质-过铝质过渡区间内，在w（SiO2）- w（K2O）图解中（图4.4），岩石样品点多投入钙碱性系列区域。

该岩体的镁值Mg#即100 w （Mg）/ w （Mg+Fe2+）为15.55～45.78，平均值为28.99，远低于原生岩浆镁值的范围（68～75），说明了该套岩石经历了一定程度的分异演化。随着w（SiO2）的增加，w（Al2O3）、w（TiO2）、w（MgO）w（CaO）、w（P2O5）和w（TFeO）降低，而w（MnO）和w（alk）则呈现增加的趋势，说明岩浆经历了一定程度的分离结晶作用。在w（Na2O）- w（K2O）成因类型判别图解中（图4.5），所有样品均落入I型花岗岩区；在ACF图解中（图4.6），花岗闪长岩样品均落入I型花岗岩范围内。

花岗闪长岩稀土元素总量（ΣREE）为（73.89～140.45）×10-6，平均值为114.77×10-6，低于陆壳平均值154.7×10-6（表4.2），稀土元素球粒陨石标准化配分模式曲线图显示出（图4.7），整体上右倾的趋势，轻稀土略富集，轻、重稀土比值（LREE/HREE）为4.51～8.10，平均值为5.79，LaN/YbN值为4.25～6.42，平均值为5.76，δEu介于0.51～0.83之间，平均值为0.67，具有明显的负Eu异常，表明了岩浆演化过程中发生了斜长石的分离结晶作用或源区发生了斜长石的堆晶作用。

原始地幔标准化“蛛网图”（图4.8）（花岗闪长岩样品中部分Th含量极低标准化中用1.00代替，包体U含量极低用0.1代替），整体呈现出右倾趋势，Th、U、Nb、Ta、Ti和P出现明显的亏损谷， Sr也出现一定程度的亏损，而K、La则较富集。

阴影部分为兴蒙造山带东段低锶花岗岩样品

4.3包体岩石全岩地球化学特征

最近十多年来对包体的研究大多是基于地球化学角度，即根据包体的岩石化学、同位素、稀土元素组成等推断包体的物质来源[15-22]。在侵入岩的QAP图解（图4.2）中，闪长质包体岩石成分点均落入石英二长闪长岩/辉长岩范围内；岩石固结指数（SI）的平均值为20.1，分异指数（DI）平均值为48.28，里特曼指数（δ）平均值为1.9。A/CNK平均值为0.89（<1.1），在A/CNK-A/NK图解中（图4.3），闪长质包体成分点落于过铝质间内，在w（SiO2）- w（K2O）图解中（图4.4），岩石样品点投入钙碱性系列区域。闪长质包体的镁值Mg#的平均值为35.66，比花岗闪长岩高。在w（Na2O）- w（K2O）成因类型判别图解中（图4.6），闪长质包体岩石样品均落入I型花岗岩区。

闪长质包体的稀土元素总量（ΣREE）平均值为101.08×10-6，低于陆壳平均值154.7×10-6，稀土元素球粒陨石标准化配分模式曲线图显示出（图4.7），整体上右倾的趋势，轻稀土略富集，轻、重稀土比值（LREE/HREE）平均值为4.77，LaN/YbN平均值为4.33，δEu平均值为0.94，具有弱的负异常。

原始地幔标准化“蛛网图”（图4.8），整体呈现出右倾趋势，与花岗闪长岩的曲线形式相似。

4.4 同位素结果

绥阳岩体花岗闪长岩Sr、Nd同位素（根据侵入岩Sm-Nd同位素特征表和侵入岩Rb-Sr同位素特征表）87Sr/86Sr=0.706274～0.714468，Sr初始比值（ISr）为0.704893～0.70609。147Sm/144Nd值为0.1266～0.2151、143Nd/144Nd值为0.512635～0.512722、Nd初始比值为0.512792～0.512987。εNd（t）值变化于-5.12～-8.92之间，表明岩浆源区主要来自于地壳物质。

五、岩石成因及构造意义

5.1岩石时代确定

通过野外绥阳岩体的产状以及之前测得锆石U-Pb年龄为190±3Ma，确定岩体的结晶形成时代为早侏罗世。

5.2岩石成因探究

研究区内早期花岗岩普遍含有角闪石和黑云母，副矿物种类较多，主要由锆石、榍石、磷灰石、磁铁矿等；岩体中普遍发育有丰富的细粒闪长质包体，而且形成了一些几十厘米级的包体群，在这些侵入的花岗岩类边缘附近捕虏体和长英质包体是较普遍的；样品的Al2O3/（CaO+Na2O+K2O）（分子比）介于0.87-0.914之间，主要为偏铝质花岗岩类，少量为弱过铝质花岗岩类；以上均说明岩石组合具I型花岗岩的特征。

在兴蒙造山带东端，发育大量早侏罗世的花岗岩，它们与研究区的绥阳岩体属同一岩浆—构造活动的产物。这些花岗岩大都以富硅、碱和铝，贫镁、铁和钙，以及富集大离子亲石元素和亏损高场强元素等为特点，暗示了兴蒙造山带东端的大量花岗质岩其浆源区应为下部陆壳[8]，与此同时，许多学者还通过Hf同位素等有力证据，证实了该区域上的花岗岩的岩浆源区应主要为下地壳新增生陆壳物质[9-10]。

综上所述，研究区绥阳岩体为低Sr的I型花岗岩，岩浆物质主要来自于地壳当中的基性岩浆的部分熔融。

5.3、构造环境及其意义

中生代以来，东北地区经历了极其复杂的构造演化过程。主要表现在其经历了古亚洲洋构造域滨太平洋构造域的演化与转换。研究区绥阳岩体花岗闪长岩岩石化学SiO2、钙碱指数、山德指数、Na2O/CaO、Na2O/K2O、 MgO/TFeO、MgO/MnO、Al2O3/Na2O+K2O等特征与Maniar对花岗岩构造环境的研究对比发现，具有大陆碰撞花岗岩（CCG）与大陆弧花岗岩（CAG）的特点。

在Rb-（Yb+Nb）判别图（图5.10）上投点多位于火山弧花岗岩+同碰撞花岗岩区，说明为造山期的深熔产物为主。判别图Nb-Y（图5.10）中岩石投点位于火山弧花岗岩区，个别落入同碰撞花岗岩区。在花岗岩的R1-R2多阳离子图解（图5.11）中，花岗闪长岩、闪长质包体多落入板块碰撞前的，可能暗示了闪长质岩浆形成于造山前期的基性岩浆的底侵作用，也说明了包体成因为岩浆混合成因的特征。

研究表明，在兴蒙造山带东端，小兴安岭地区分布着早侏罗世（182～186Ma）的基性侵入岩，显示为一种伸展的构造环境；从岩石的矿物组成和化学成分资料来看，花岗闪长岩的特征，暗示了当时存在与古太平岩板块俯冲的板块体制。因此，绥阳岩体花岗闪长岩形成与古太平洋板块俯冲产生的挤压构造环境有关。

六、结论与认识

本文在对绥阳岩体花岗闪长岩及其闪长质包体进行了详尽的野外调查的基础上，进一步开展了SHRIMP锆石U-Pb定年、地球化学和Sr-Nd同位素地球化学等综合研究，主要取得以下认识：

1、绥阳岩体花岗闪长岩形成于190±3Ma，形成时代为早侏罗世。

2、绥阳岩体花岗闪长岩与世界代表花岗闪长岩化学成分相似，属I型花岗岩类。

3、岩浆主要来自于地壳物质的部分熔融，部分熔融作用可能起因于基性岩浆的底侵作用。

4、绥阳岩体花岗闪长岩形成与古太平洋板块俯冲产生的挤压构造环境有关。

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