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膠東玲瓏花崗巖的地球化學(xué)、U-Pb年代學(xué)、Lu-Hf同位素及地質(zhì)意義

2013-08-01 10:51:40林博磊李碧樂
關(guān)鍵詞:鋯石巖漿同位素

林博磊,李碧樂

(吉林大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院,長春130061)

玲瓏花崗巖,早期因著名的玲瓏金礦產(chǎn)于其中(玲瓏金礦曾是中國最大的黃金產(chǎn)地),最近十幾年來因人們逐漸認(rèn)識到其大地構(gòu)造位置的重要性以及成巖構(gòu)造背景的持續(xù)爭論而極負(fù)盛名。由于玲瓏花崗巖體與玲瓏金礦密切的空間關(guān)系,早期的研究中,巖石學(xué)和巖相學(xué)方面比較深入,一批年齡數(shù)據(jù)也將成巖時代限定在窄的時限內(nèi)。目前爭論的焦點主要在成巖構(gòu)造背景方面,有3種截然不同的觀點[1-3]:①30多年來一直被提及的與太平洋板塊俯沖有關(guān);②近年來認(rèn)為的與大別-蘇魯超高壓變質(zhì)帶有關(guān);③板內(nèi)構(gòu)造機制。就該問題進行深入的探討對于揭示膠東乃至中國東部中生代構(gòu)造演化具有重要意義。

本文在詳細的野外地質(zhì)調(diào)研的基礎(chǔ)上,主要通過巖石地球化學(xué)以及鋯石U-Pb年代學(xué)、鋯石Hf同位素研究,重點討論了玲瓏花崗巖的成因、源區(qū)和成巖構(gòu)造背景,旨在深化膠東中生代巖漿演化和構(gòu)造背景方面的認(rèn)識,提升區(qū)域地質(zhì)研究程度。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

膠東半島位于太平洋構(gòu)造域與蘇魯超高壓變質(zhì)帶復(fù)合部位,郯廬斷裂帶以東,北臨渤海灣。根據(jù)巖石組合和構(gòu)造特征,膠東半島主要包括3部分:東部是蘇魯超高壓變質(zhì)帶,西部是早前寒武紀(jì)膠北片麻巖地塊,南部為早白堊世膠萊盆地。膠東地區(qū)發(fā)育一系列與郯廬斷裂帶方向一致的NNE向斷裂和大量近于同向展布的中生代花崗巖體。早前寒武紀(jì)基底分布區(qū),由太古宙TTG巖系、古元古代的荊山群和粉子山群[4,5]以及新元古代的蓬萊群[6]組成。

中生代侵入巖主要為燕山期玲瓏花崗巖和郭家?guī)X花崗巖。它們的圍巖為太古代TTG片麻巖和古元古代粉子山群變質(zhì)巖[3]。郭家?guī)X花崗巖主要分布在招掖地區(qū)北部,部分巖體侵入到玲瓏花崗巖中,以似斑狀結(jié)構(gòu)為特征,巖性有鉀長花崗巖和二長花崗巖[7,8]。

蘇魯造山帶西界為郯廬斷裂帶,南界沿著嘉山-響水?dāng)嗔褨|段及張八嶺一帶,向北與膠北地塊以五蓮—煙臺斷裂為界。出露的巖石以新元古代花崗質(zhì)片麻巖和中生代巖漿巖為主,其余為各種類型的榴輝巖、斜長角閃巖、超鎂鐵質(zhì)巖包體及一些規(guī)模相對較大的古-中元古代變沉積巖透鏡體[3](圖1)。

2 巖相學(xué)特征及樣品描述

玲瓏雜巖體分布以招遠市為中心,北至玲瓏礦田以北,南至平度市,呈NNE向展布,南北長約100km,東西寬約35km。按照巖相特征的差異,可分為片麻狀花崗巖和中粗粒花崗巖,前者與前寒武系變質(zhì)巖多呈漸變接觸關(guān)系,后者與前寒武系變質(zhì)巖則多呈突變接觸關(guān)系,巖體中亦常見前寒武系變質(zhì)巖殘塊或包體。

分析測試樣品均采自膠東玲瓏金礦區(qū)井下坑道內(nèi)(九曲金礦區(qū)和西山金礦區(qū))的玲瓏花崗巖體,樣品新鮮,巖石類型為中粗粒黑云母斜長花崗巖,巖石呈灰白色,中粗粒結(jié)構(gòu),蠕蟲結(jié)構(gòu)和條紋結(jié)構(gòu)亦常見,塊狀構(gòu)造和片麻狀構(gòu)造(圖2、圖3)。主要礦物特征方面,石英(面積分?jǐn)?shù)約為30%):主要呈中細粒他形粒狀結(jié)構(gòu),粒徑在0.05~0.4 mm,分布較為均一。長石為斜長石(40%~45%)、微斜長石和條紋長石(15%~20%)。通過斜長石最大消光角法測得(010)∧np’消光角在5°~10°之間,可判斷其牌號在10~15之間。斜長石多為更長石,中-粗粒半自形結(jié)構(gòu)。黑云母(5%~10%):細粒半自形,呈星散狀分布,多色性較為明顯。

3 測試方法

3.1 巖石地球化學(xué)測試

圖1 膠東地區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.1 Geological map of the Jiaodong area(據(jù)參考文獻[9])

圖2 玲瓏花崗巖的蠕蟲結(jié)構(gòu)和條紋結(jié)構(gòu)Fig.2 Microphotographs of the myrmekitic structure and fringe structure of the Linglong granite(正交偏光)

圖3 玲瓏花崗巖石英和斜長石的變形和定向分布Fig.3 Microphotographs of the deformation structure and the directional structure of the Linglong granite(正交偏光)

樣品的主元素與痕量元素分別在吉林大學(xué)測試實驗中心(樣品號:JQ-30、XS-27、DKT-12、JQ-33、LLXS-B1、LLXS-B3、LLXS-B4)和核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試研究中心測定(表1中的另外4個樣品)。吉林大學(xué)測試實驗中心對主元素測定采用X射線熒光光譜法(XRF),測試儀器為美國安捷倫科技有限公司Agilent 7500A型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)。對國際標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì) BHVO-2、BCR-2和國家標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)GBW07103、GBW07104的分析結(jié)果表明,痕量元素和稀土元素的分析精度為:元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)>10×10-6的誤差<5%,<10×10-6的誤差<10%。核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試中心對主元素的測定是采用硅酸鹽巖石化學(xué)分析方法X射線熒光光譜法(XRF),實驗儀器為荷蘭FHLISP公司的PW2404順序掃描型X射線熒光光譜儀;微量和稀土元素測定是采用德國Finnigan-MAT公司生產(chǎn)的ELEMENTⅠ電感耦合等離子體質(zhì)譜儀,精度優(yōu)于5%。

3.2 鋯石LA-ICP-MS年代學(xué)

鋯石挑選由河北省廊坊區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究所實驗室利用標(biāo)準(zhǔn)重礦物分離技術(shù)分選完成。經(jīng)過雙目鏡下仔細挑選,將不同特征的鋯石粘在雙面膠上,并用無色透明的環(huán)氧樹脂固定;待其固化之后,將表面拋光至鋯石中心。在測試前,通過反射光和CL圖像仔細研究鋯石的晶體形態(tài)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征,以選擇最佳測試點。鋯石制靶、反射光、陰極發(fā)光以及鋯石U-Pb年齡測定和痕量元素分析均在西北大學(xué)大陸動力學(xué)國家重點實驗室進行。本次測試采用的激光剝蝕束斑直徑為32 μm,激光剝蝕樣品的深度為20~40μm;實驗中采用He作為剝蝕物質(zhì)的載氣。鋯石年齡采用國際標(biāo)準(zhǔn)鋯石91500作為外標(biāo),元素含量采用NIST SRM610作為外標(biāo),29Si作為內(nèi)標(biāo)元素(鋯石中SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32.8%[10]),分析方法見文獻[11];普通鉛校正采用Anderson推薦的方法[12];樣品的同位素比值及元素含量計算采用ICP-MS-DATECAL程序[13,14],年齡計算及諧和圖的繪制采用Isoplot程序[15]。

3.3 鋯石Lu-Hf同位素測試

鋯石Lu-Hf同位素測定在西北大學(xué)大陸動力學(xué)國家重點實驗室的LA-MC-ICP-MS儀器上完成,所用儀器為Nu Plasma,分析方法的詳細流程參見文獻[16-18],176Lu的衰變常數(shù)采用1.867×10-11a-1[19],εHf(t)的計算利用 Blichert-Toft and Albarède[20]推 薦 的 球 粒 隕 石。w (176Hf)/w(177Hf)比值(0.282 772)及w(176Lu)/w(177Hf)比值(0.0332)、Hf模式年齡計算用的是當(dāng)前虧損地幔的w(176Hf)/w(177Hf)比值(0.283 25)[21]和w(176Lu)/w(177Hf)比值(0.015)[22]。

4 測試結(jié)果

4.1 地球化學(xué)特征

4.1.1 主元素

玲瓏花崗巖主元素中,SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為68.12%~75.4%(表1),平均值為72.13%。在硅-堿圖解(圖4)上,數(shù)據(jù)點全部落入亞堿性系列巖石區(qū)域。在(Na2O+K2O)-MgO-TFeO 圖解(圖5)中,數(shù)據(jù)點均落入鈣堿性系列巖石區(qū)域。K2O+Na2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.42%~10.1%,平均值為8.96%,wK2O/wNa2O=0.75~1.30,平均值為1.07。K2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.7%~5.17%,平均為4.39%,具有較高的K2O含量,在SiO2-K2O圖解(圖6)上,數(shù)據(jù)點主要落入髙鉀鈣堿性區(qū)域,

個別落入鉀玄巖區(qū)域。Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12.32%~15.83%;ACNK 為0.72~1.04,平均值為0.92,為準(zhǔn)鋁質(zhì)至弱過鋁質(zhì);在ACNK-ANK圖解(圖7)上,樣品點主要落入準(zhǔn)鋁質(zhì)區(qū)域,個別落入過鋁質(zhì)區(qū)域。巖石中MgO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.17%~1.93%,平均為0.45%;CaO 為1.01%~2.91%,平 均 為 1.82%;TiO2為 0.09% ~0.45%,平均為0.17%:具有較低的 MgO、CaO和TiO2含量。巖石主元素氧化物(TFeO、MgO、CaO、P2O5、TiO2)與SiO2為負(fù)相關(guān),可能經(jīng)歷了輝石、磷灰石、鈦鐵礦等礦物的分離結(jié)晶[23]。

表1 玲瓏花崗巖的主元素(w/%)、痕量元素(w/10-6)地球化學(xué)數(shù)據(jù)Table 1 Contents of major elements and trace elements of the Linglong granite

圖4 玲瓏花崗巖的硅-堿圖解Fig.4 Alkali-SiO2diagram of the Linglong granite

圖5 玲瓏花崗巖的(Na2O+K2O)-MgO-TFeO圖解Fig.5 (Na2O+K2O)-MgO-TFeO diagram of the Linglong granite

4.1.2 痕量元素

圖6 玲瓏花崗巖的K2O-SiO2圖解Fig.6 K2O-SiO2diagram of the Linglong granite

圖7 玲瓏花崗巖的ACNK-ANK圖解Fig.7 ACNK-ANK diagram of the Linglong granite

圖8 玲瓏花崗巖的稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分曲線圖Fig.8 Chondrite-normalized REE patterns of the Linglong granite

玲瓏花崗巖的稀土總量(∑REE質(zhì)量分?jǐn)?shù))為50.19×10-6~204.52×10-6,平均為99.52×10-6,在稀土配分模式圖上曲線近一致,亦顯示出同源巖漿演化的特點(圖8)。配分曲線為明顯右傾,(wLa/wYb)n為16.55~68.99,稀土配分模式高度分異,LREE強烈富集和HREE極度虧損〔(wLa/wYb)n=16.55~68.99〕,低的 HREE含量(wYb≤0.98×10-6,wY≤13.3×10-6),輕重稀土元素分餾明顯。δEu處于0.85~1.84之間,平均為1.23,無明顯負(fù)銪異常,部分樣品有輕微正異常,暗示石榴石或石榴石+角閃石可能是部分熔融的殘留相,局部可能有斜長石的分離結(jié)晶現(xiàn)象。wSr= (247.5~1140)×10-6,平 均 為 770.5×10-6;wY=(3.94~13.3)×10-6,平均為7.64×10-6;wYb=(0.3~0.98)×10-6,平均為0.50×10-6:顯示高Sr低Y和Yb的特點。

玲瓏花崗巖原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化痕量元素蛛網(wǎng)圖顯示(圖9),痕量元素的配分模式近似一致。相對于原始地幔,富集大離子親石元素(K、Ba、Rb、Sr)和Th、U等活潑的不相容元素,而Zr、Ti、Nb等高場強元素則相對虧損。wLa/wNb=2~8.77,平均 為 4.91;wTh/wNb=0.32~0.58,平 均 為0.45;wTh/wLa=0.15~0.39,平均為0.25。

圖9 玲瓏花崗巖的原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖Fig.9 Primitive mantle-normalized trace element spider diagams of the Linglong granite

4.2 鋯石LA-ICP-MS年代學(xué)

測定年齡的樣品取自西山礦區(qū)10中段脈外巷(樣號:LLXS-10ZD-N1)新鮮的黑云母斜長花崗巖。鋯石主要為長柱狀,自形程度較好,少數(shù)為粒狀及不規(guī)則狀,部分呈斷頭晶。多數(shù)鋯石具有較為清晰的韻律環(huán)帶結(jié)構(gòu),具有巖漿鋯石的特征(圖10)。18個測點的測試結(jié)果(表2)顯示,U的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(175.56~3771.64)×10-6,Th的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(444.39~35 300.28)×10-6,wTh/wU比值在0.67~20.59之間,符合巖漿鋯石 wTh/wU比值>0.4的特征[26]。鋯石點數(shù)據(jù)較集中,落在諧和線上及其附近,w(206Pb)/w(238U)數(shù)據(jù)的加權(quán)平均年齡為(158.53±0.79)Ma,MSWD=0.13,諧 和 年 齡 值 為 (158.41±0.43)Ma,MSWD=0.40,兩者十分接近(圖11)。158Ma±應(yīng)代表玲瓏花崗巖的侵位年齡,為晚侏羅世。

圖10 玲瓏花崗巖體鋯石CL圖像Fig.10 CL images of zircons from the Linglong granite

4.3 鋯石Lu-Hf同位素

對上述U-Pb年齡測定的樣品進行鋯石Lu-Hf同位素測試,測點盡量與U-Pb年齡測定相同或靠近的位置,結(jié)果見表3。通過18個點的測定,εHf(t)= -18.06~ -23.85,w (176Hf)/w(177Hf)=0.282 025~0.282 181;二階段鋯石Hf模式年齡TDM2=2358~2710Ma。

圖11 玲瓏花崗巖U-Pb諧和年齡和加權(quán)平均年齡Fig.11 Zircon U-Pb concordia diagram and weighted average ages diagram from the Linglong granite

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表3 玲瓏花崗巖的Lu-Hf同位素數(shù)據(jù)Table 3 Lu-Hf isotopic dating of the Linglong granite

5 討論

5.1 巖漿源區(qū)及巖石成因

玲瓏花崗巖侵入到早前寒武系變質(zhì)基底中,巖石化學(xué)組成為具有陸殼色彩的高鉀鈣堿性巖系。巖石的主元素 TFeO、MgO、CaO、TiO2、P2O5與SiO2成明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系,稀土和痕量元素配分曲線近一致,說明巖漿具有一致的演化趨勢,為同源巖漿演化的產(chǎn)物。wLa/wNb比值為2~8.77,平 均 為 4.91,高 于 大 陸 地 殼 平 均 值(2.2);wTh/wNb比 值 為 0.32~0.58,平 均 為0.45,高于大陸地殼平均值(0.44);wTh/wLa比值為0.15~0.39,平均為0.25,也高于大陸地殼平均 值 (0.204)[27,28]。wRb/wSr比 值 為 0.045~0.401,平均為0.15;wRb/wBa比值為0.03~0.08,平均為0.05;分別接近下地殼值(0.17和0.07),且明顯不同于地幔[29]。P和Ti的虧損類似于弧源古老地殼[30],Nb、Ta負(fù)異常和Pb正異常顯示為大陸殼的巖石特征。Sr含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為770.5×10-6)高,Y 含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為7.64×10-6)和 Yb含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均為0.50×10-6)低,屬于典型的中國東部中生代高Sr低Y型花崗巖[31]。巖石無明顯的負(fù)銪異常(δEu=0.85~1.84),與埃達克巖稀土特征相似。在華北東部普遍存在化學(xué)成分類似于“埃達克巖”的中生代高鍶花崗巖類巖石,它們的形成與巖漿底侵作用和鎂鐵質(zhì)下地殼的部分熔融有關(guān)[1]。

玲 瓏 花 崗 巖 εHf(t)值 較 低 (-18.06~-23.85),大部分?jǐn)?shù)據(jù)位于Vervoort et al總結(jié)的“地殼系列”范圍內(nèi)[32]。在 T-εHf(t)圖解(圖12-A)上,數(shù)據(jù)點均落在球粒隕石Hf同位素演化線之下,位于2.5Ga B.P.左右的地殼演化范圍之內(nèi),呈弱富集特點。在T-176Hf/177Hf圖解(圖12-B)上,數(shù)據(jù)點落入下地殼區(qū)域內(nèi),相對集中。對Hf同位素進一步研究表明,εHf(t)為負(fù)值的巖石為地殼物質(zhì)部分熔融的產(chǎn)物[33,34],玲瓏花崗巖源區(qū)應(yīng)為晚太古代和早元古代地殼。該時期是華北克拉通重要的巖漿熱事件發(fā)生時期,地殼物質(zhì)主要為地幔物質(zhì)的加入和新生地殼再造的產(chǎn)物[35]。

5.2 構(gòu)造背景

在 Hf-Rb-Ta判別圖解(圖13)上,數(shù)據(jù)點基本落入火山弧花崗巖區(qū)域;在Th/Hf-Ta/Hf判別圖解上(圖14),數(shù)據(jù)點落入活動大陸邊緣區(qū)域。wLa/wNb比值為2~8.77。在活動大陸邊緣區(qū),wLa/wNb比值高(>2)是普遍可見的現(xiàn)象[36]。

圖12 玲瓏花崗巖的鋯石Hf同位素圖解Fig.12 Diagram of Hf isotope of zircon from the Linglong granite

圖13 玲瓏花崗巖的Hf-Rb-Ta圖解Fig.13 Hf-Rb-Ta diagram of the Linglong granite

圖14 玲瓏花崗巖的Th/Hf-Ta/Hf圖解Fig.14 Th/Hf-Ta/Hf diagram of the Linglong granite

目前關(guān)于玲瓏花崗巖形成的構(gòu)造背景主要有3種觀點:一是30多年來一直被提及的與太平洋板塊俯沖有關(guān);二是近年來認(rèn)為的與大別-蘇魯超高壓變質(zhì)帶有關(guān);三是陸內(nèi)構(gòu)造體制。成巖構(gòu)造背景的討論,區(qū)域?qū)Ρ蕊@得尤為重要。區(qū)域構(gòu)造-巖漿作用方面,包括東北、華北和華南的整個中國東部中晚侏羅世均發(fā)生了大規(guī)模的鈣堿性巖漿活動,構(gòu)成了宏偉的NNE向分布的巖漿巖帶。整個中國東部NE-NNE向斷裂構(gòu)造發(fā)育,控制了巖漿巖帶的分布。NE-NNE向構(gòu)造-巖漿巖帶與太平洋板塊NW-NWW俯沖方向近垂直。另一方面,中國東部由北向南的古亞洲洋構(gòu)造域、大別-蘇魯造山帶和華南特提斯構(gòu)造域印支期的碰撞造山對中晚侏羅世構(gòu)造-巖漿活動具有繼承性影響。對于華南而言,燕山早期花崗巖呈NE向和EW向兩個方向分布,前一方向延展近1000km,后一方向規(guī)模較小。燕山早期(J2-J3)花崗巖的分布既不同于印支期的面式分布,也不同于燕山晚期單一的NE向分布,顯示從印支期特提斯構(gòu)造域轉(zhuǎn)為太平洋構(gòu)造域以后的特點[37]。對于華北而言,中晚侏羅世的巖漿活動與印支期的碰撞造山有聯(lián)系,但并不是印支期后造山伸展和拆沉作用的直接結(jié)果[1]。橫貫中國北方的近EW向分布的海西-印支期形成的華北北緣造山帶,卻發(fā)育大量燕山期中酸性小侵入體,形成和分布受NE-NNE、EW向斷裂聯(lián)合控制。

成礦作用方面,與燕山早期(J2-J3)鈣堿性侵入巖有關(guān)的斑巖型礦床成礦時代在中國東部具有一致性。華南德興斑巖型銅礦成礦巖體花崗閃長斑巖鋯石SHRIMP U-Pb年齡為171±3Ma[38],閩西南永定山口鉬礦的輝鉬礦Re-Os等時線年齡為168Ma[39],贛南廣昌新安鉬礦的成礦年齡為165Ma[40]、安遠園嶺寨鉬礦的成礦年齡為160 Ma[41]。東北包括近年來發(fā)現(xiàn)的、一批斑巖型鉬礦如大黑山、福安堡、霍吉河、鹿鳴等成礦時代在180~160Ma B.P.期間[42-46]。膠東邢家山斑巖型鉬礦是山東省境內(nèi)目前發(fā)現(xiàn)的惟一的大型鉬礦,依據(jù)有用元素含量以及與礦化分布的空間關(guān)系,主容礦的幸福山斑狀花崗閃長巖體(出露面積1.3km2)被確定為成礦巖體,礦石輝鉬礦的Re-Os等時線年齡為(157.6+3.9)Ma,加權(quán)平均年齡為(161±1.0)Ma[47],與玲瓏花崗巖形成時代接近,推測幸福山巖體與玲瓏巖體是區(qū)域上具有密切成因聯(lián)系的不同地殼層次的花崗質(zhì)侵入體;而膠東西部中生代花崗質(zhì)巖體大面積出露表明成巖后地殼遭受到大幅抬升和剝蝕。分析認(rèn)為膠東西部J2-J3期間也發(fā)生了類似東北和華南的大規(guī)模斑巖型礦床成礦作用,邢家山鉬礦應(yīng)是后期差異性剝蝕被保存下來的個別礦床。

中國東部中生代巖漿巖分布寬度巨大,眾多研究者對太平洋俯沖波及范圍提出質(zhì)疑。近年來研究表明,隨著俯沖洋殼年齡的變小,板塊的俯沖角度會逐漸變小,導(dǎo)致所形成的巖漿弧逐漸向大陸板塊內(nèi)部延伸[48,49]。而且,大洋板塊可以深俯沖到660km的地幔過渡帶,俯沖板片脫水導(dǎo)致地幔部分熔融是火山弧、弧后和板內(nèi)巖漿作用的源區(qū)[50,51]。隨著俯沖深度的增加,來自俯沖板片的流體在一定深度范圍內(nèi)的各種深度上,降低熔點促進地幔的部分熔融,直接交代地幔發(fā)生部分熔融,形成玄武質(zhì)巖漿。日本列島存在大量侏羅紀(jì)甚至更早的增生雜巖[52,53],臺灣大南澳群中蛇綠混雜巖可能是在中生代早期就位的[54],這些都是太平洋板塊中生代大規(guī)模俯沖的直接證據(jù)。通過對中國大陸及周邊地區(qū)GPS的最新觀測結(jié)果建立的應(yīng)力模型研究,亦顯示太平洋板塊俯沖對中國大陸地殼運動與形變有影響[55]。

玲瓏花崗巖呈NNE向分布,與中國東部中生代花崗巖整體展布方向一致,而與整體近EW向分布的大別-蘇魯造山帶不一致。時間上,245~220Ma B.P.的蘇魯造山帶超高壓變質(zhì)作用或碰撞作用[56,57]時間與158Ma B.P.左右玲瓏巖體形成時間相差甚遠。玲瓏巖體形成與太平洋板塊俯沖有關(guān)的認(rèn)識更接近地質(zhì)事實。可能的成巖機制是,燕山早期強烈的俯沖作用導(dǎo)致深俯沖帶之上遠離海溝的中國東部大陸一側(cè)造山帶發(fā)生強烈伸展和巖石圈減薄,引發(fā)大規(guī)模的底侵作用。之前印支期的碰撞造山已使古老的基底發(fā)生了大幅度的抬升,膠東地區(qū)蘇魯超高壓變質(zhì)帶的出露表明該碰撞造山帶已折返到根部。由底侵巖漿提供熱動力,使古老的鎂鐵質(zhì)下地殼物質(zhì)部分熔融,形成包括玲瓏巖體在內(nèi)的大面積分布的中晚侏羅世花崗巖。

6 結(jié)論

a.玲瓏花崗巖屬富硅、高鉀、鈣堿性、準(zhǔn)鋁質(zhì)至弱過鋁質(zhì)系列花崗巖,富集K、Ba、Rb、Sr等大離子親石元素和Th、U等活潑的不相容元素,相對虧損Zr、Ti、Nb等高場強元素。巖石的高Sr含量(wSr>770×10-6)、低 Y含量(wY<7.64×10-6)以及沒有明顯的負(fù)銪異常(δEu=0.85~1.84),與埃達克巖類似。

b.花崗巖鋯石εHf(t)=-18.06~-23.85,第二階段Hf模式年齡TDM2=2358~2710Ma,巖漿源區(qū)為2.5Ga B.P.左右的下地殼,Hf-Rb-Ta、Th/Hf-Ta/Hf判 別 圖 解 和 高 的 La/Nb 比 值(wLa/wNb>2)顯示巖石具活動大陸邊緣火山弧花崗巖特征。

c.花崗巖鋯石 LA-ICP-MS U-Pb加權(quán)平均年齡為158.53±0.79Ma(MSWD=0.13),屬晚侏羅世。

d.燕山早期太平洋板塊俯沖引起大陸弧伸展和巖石圈減薄,幔源巖漿底侵提供熱動力,古老的鎂鐵質(zhì)下地殼物質(zhì)部分熔融形成玲瓏花崗巖。

野外工作得到了山東黃金集團玲瓏金礦的支持;測試分析得到了吉林大學(xué)測試實驗中心、核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試研究中心、西北大學(xué)大陸動力學(xué)國家重點實驗室和河北省廊坊區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究所實驗室的幫助,在此一并向上述單位致謝。

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