福建魁岐晶洞花岗岩锆石U-Pb年代学及其地球化学研究*

单强 曾乔松 李建康 卢焕章 侯茂洲,4 于学元 吴传军,4

1. 中国科学院广州地球化学研究所，中国科学院矿物学与成矿学重点实验室，广州 5106402. 中国地质科学院矿产资源研究所,北京 1000373. 加拿大魁北克大学，Chicoutimi, PQ G7H7B14. 中国科学院大学，北京 100049

图1 福建魁岐晶洞花岗岩带地质简图(据福建区调队资料简化)1-魁岐晶洞花岗岩;2-鼓山花岗岩;3-丹阳二长花岗岩;4-笔架山花岗岩斑岩; 5-东山花岗闪长岩;6-南园组花岗岩;7-第四系;8-采样位置(1.魁岐KQ, 2.青芝QZ)Fig.1 Sketch geological map of Kuiqi miarolitic granite belt in Fujian Province

洪大卫等(1987)认为在福建沿海地区的碱性花岗岩带中，偏碱性过铝质含黑云母晶洞花岗岩为主要的岩石类型，它们形成于中生代，大陆边缘的形变性质由压性变为张性。浙闽沿海晚白垩世碱性花岗岩的出现, 正是该区的构造性质从压性转向张性的标志, 因此它们也应当属于后造山花岗岩, 而不是非造山花岗岩。邱检生等(2000)对福建沿海地区的铝质A型花岗岩与碱性花岗岩进行了对比研究，提出福建沿海铝质A型花岗岩与碱性花岗岩是同源的，两者为壳幔物质混合的产物。但是目前对福建沿海晶洞花岗岩，尤其是魁岐花岗岩的类型和成因的研究还存在不足，特别是缺乏精准的年代学研究。本文拟以魁岐晶洞花岗岩体为对象，对魁岐花岗岩的地球化学特征进行系统研究,通过精确的LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和锆石的Hf 同位素分析, 为花岗岩的物质来源与成因机制提供新的佐证。

1 花岗岩岩相学特征

魁岐晶洞花岗岩体是一个以碱性花岗岩为主，伴有黑云母花岗岩的复式岩体，碱性花岗岩与黑云母花岗岩密切共生。主侵入阶段花岗岩分相清楚, 一般可分为三个相: 边缘相、过渡相和内部相。边缘相为细粒结构, 过渡相和内部相分别为中细粒和中粗粒结构,岩相的垂直分带现象明显,该阶段花岗岩构成魁岐岩体的主体。

本文研究的魁岐晶洞碱性花岗岩的KQ样品中长石条纹结构较发育。主要矿物成分为石英、碱性长石、霓石及亚铁钠闪石，长石条纹结构较发育，具他形粒状结构及花斑结构,后者在颗粒较细的岩相中较发育。岩石的晶洞构造十分发育，属晶洞碱性花岗岩。魁岐晶洞碱性花岗岩的QZ样品为晶洞黑云母钾长花岗岩，主要矿物组合为石英、条纹长石、斜长石( An12-14, 个别达An24) 和黑云母等，不含碱性铁镁矿物，半自形粒状结构, 局部出现花斑结构，晶洞构造普遍发育。应归属偏碱性花岗岩类, 属于一种由黑云母花岗岩向晶洞碱性花岗岩演化的过渡类型。

2 花岗岩岩石化学特征

花岗岩样品的岩石化学分析结果列在表1中。这些花岗岩样品均为晶洞花岗岩。其化学组成呈现富硅、富碱，贫镁、铁、钙等元素特点，属于岩浆高分异的花岗岩类。其SiO2含量变化范围为71.23%～77.48%，硅过饱和；Na2O+K2O总量大于8%(KQ-5除外)，变化范围为7.81～9.10；MgO+FeO含量变化范围为1.44%～3.40%，CaO的含量特别低，相对而言，QZ晶洞花岗岩CaO的含量高一些，为0.39%～0.58%，而KQ晶洞花岗岩CaO的含量就低很多，小于0.2%(除KQ-2样品)。此外，KQ晶洞花岗岩和QZ晶洞花岗岩相比，QZ花岗岩的Al2O3的含量偏高一些，接近13%，而KQ花岗岩Al2O3含量多低于12%。两者的A/CNK指数略有不同，KQ花岗岩的A/NKC指数多<1，变化范围为0.85～1.01，而QZ花岗岩为均≥1，从总体来看，它们A/CNK指数均大于0.95，应属于过铝质-准铝质花岗岩。如图2所示，QZ三个花岗岩投影点落在过铝质花岗岩区内， KQ花岗岩投影点则落在准铝质花岗岩区内，而且它们相对比较集中。

表1魁岐晶洞花岗岩的主量元素(wt%)和微量元素(×10-6)含量

Table 1 Major (wt%) and trace element (×10-6) contents of Kuiqi miarolitic granites

SampleKQ⁃1KQ⁃2KQ⁃5KQ⁃6KQ⁃11KQ⁃13KQ⁃15AKQ⁃16KQ⁃17KQ⁃18KQ⁃19KQ⁃21QZ⁃1AQZ⁃33QZ⁃44SiO276 6571 2376 8277 4876 8876 8176 1976 6876 1576 8776 8877 5175 5375 4775 42TiO20 170 350 180 200 160 190 140 130 070 150 150 130 150 130 14Al2O311 4513 5210 7910 9611 6711 7311 6711 7312 711 8211 9211 8613 1212 9412 81Fe2O3T2 393 052 282 722 212 211 852 451 621 652 031 671 211 831 82MnO0 080 190 110 140 060 080 090 080 030 070 070 010 080 070 09MgO0 130 350 130 150 130 140 130 120 140 130 110 120 230 200 21CaO0 111 340 140 170 100 120 100 15<0 010 10<0 010 030 580 410 39Na2O4 256 803 913 924 274 344 364 274 514 254 023 324 214 184 16K2O4 222 033 904 084 344 224 264 314 594 414 374 914 384 414 31P2O50 010 0270 0090 0110 010 0090 0080 0080 0070 0080 0080 0090 0250 0210 02LOI0 180 980 120 160 100 190 150 110 180 160 220 320 320 130 12Total99 6299 8798 3699 9799 91100 0098 93100 0099 9799 6099 7699 8899 8599 8199 49Cr10 0134 5518 4924 878 14126 3136 2922 276 21825 3240 8921 1734 2322 0624 10Ga21 6821 2928 9620 1721 7922 1522 0520 5421 8521 8120 9519 5618 1217 6718 25Rb265 2113 3313 7180 8277 8221 4199 8249 8212 8214 0214 0276 4144 3140 8160 6Sr0 34887 300 4264 4960 0832 8341 5031 7970 0091 4523 00730 2139 9134 3725 98Y18 14207 314 5257 176 68472 0449 0539 381 54251 0656 9751 9625 6423 4724 33Zr427537271205461269240376153357393927112794 8106Sc0 2819 0150 875 0970 4625 1565 153 7520 0085 0824 9414 0633 1372 8993 156Ti900 4176614811144701 3878 31119779 3362 9852 7821 1808 4785 3768 3742 9V1 55610 863 3414 1941 932 9795 2433 431 0523 2634 7333 7578 3415 4085 997Mn605 4139511721110471 9720 3787 8655 7210 8640 9615 4193696 9660 2792 5Co0 2811 7270 3310 9420 2040 7010 3390 5970 1230 3710 3830 5070 5820 8960 561Ni1 98710 041 1776 890 7757 7966 5385 480 3486 97711 575 6026 4635 953 579Cu1 47710 292 3524 531 43919 4825 6626 730 77615 4840 1618 157 4333 6516 22Zn105 7297 8133 5124 371 1121 899 92142 142 06183 3107 982 9632 4364 441 8Ge2 4513 4142 7562 042 1892 2752 242 2531 8442 0011 9621 0821 871 7381 838Nb30 6742 9234 8526 941 2828 9320 8948 1312 7232 934 7737 0618 0117 222 18Cs1 1210 5231 4571 0361 0711 4330 6761 4290 7661 6412 0711 0621 0560 81 334Ba1 143128 80 53619 250 6023 4791 5551 8630 1481 5176 95275 06347300 9213La14 33203 39 86827 965 56328 3825 3524 813 52224 7131 4534 5535 1933 7932 93Ce24 78327 719 9265 289 55757 4949 7345 236 34752 559 3266 7362 5961 1658 32Pr2 42933 42 368 081 0016 4535 354 6240 7026 2437 6278 2476 8756 706 244Nd7 209106 87 61727 172 89720 4616 4313 661 95720 7825 5927 5721 9121 3619 31Sm1 61922 21 6736 300 6014 7393 6522 9950 2864 886 026 2423 7243 683 264Eu0 0961 9540 0910 3780 0330 3010 2240 1830 0130 3190 4070 2650 530 5070 411Gd1 82122 561 6916 7920 6065 714 3743 5370 2225 1796 2445 9393 4943 4743 126Tb0 344 1230 2841 3410 1151 2140 8910 7230 0331 0391 2061 1170 6010 5940 555Dy2 26725 751 8488 680 7938 9066 4025 0060 2037 057 9797 1153 6473 6033 446Ho0 5495 6120 421 9820 1952 2931 6091 2310 0491 6821 9181 6060 830 7870 779Er1 61916 761 2385 760 5967 545 2973 930 1545 2795 8684 8452 6272 4552 552Tm0 2552 6020 1860 8750 1041 260 8620 6580 0250 8610 9860 7960 4410 3930 434Yb1 62217 771 1645 670 7388 7045 9284 4630 1755 9556 9375 493 2762 6963 104Lu0 2582 7270 2020 8860 1271 4130 9690 7360 030 9771 1420 8950 5410 4380 519Hf14 018 538 1227 00415 658 9537 5414 615 59111 6712 939 5424 8423 4784 335Ta0 3011 6310 9351 9551 3841 7451 0063 3490 8682 3022 2292 5611 2611 2351 503Pb7 76938 4714 5216 167 94321 8813 7124 7910 828 4431 1817 5927 7329 2531 25Th5 26342 522 92314 772 3716 378 83433 251 15419 2623 4829 6114 3011 4714 50U5 472 7013 6513 8664 6283 4921 9854 8210 9646 7344 0417 0162 3082 0482 764

图2 魁岐晶洞花岗岩的A/CNK-A/NK图(据Maniar and Piccolli, 1989) 正方形代表QZ花岗岩；圆圈代表KQ花岗岩;图4、图5、图6、图11图例同此图Fig.2 A/CNK-A/NK diagram of Kuiqi miarolitic granites(After Maniar and Piccolli, 1989)

3 微量元素地球化学

图3 魁岐晶洞花岗岩的REE分布模式(a)和微量元素相对于原始地幔标准化分布模式(b)(标准化值据Sun and McDonough, 1989)红色正方形代表QZ花岗岩；黑色圆圈代表KQ花岗岩Fig.3 Chondrite-normalized REE distribution patterns (a) and primary mantle normalized spidergram (b) of Kuiqi miarolitic granites (normalization values after Sun and McDonough, 1989)

魁岐晶洞花岗岩的微量元素组成列在表1中。本区晶洞花岗岩的特点是富集大离子亲石元素和高场强元素。如图3 所示，魁岐晶洞花岗岩普遍亏损Sr, Ti和Ba。QZ花岗岩与KQ花岗岩元素丰度有所不同，QZ花岗岩的高场强元素丰度相对偏低，而Ba、Sr则偏高。魁岐花岗岩的Ba、Sr亏损以及极低的Ca都表明其母岩浆经历了明显的斜长石分离结晶，从而形成了高分异的高硅、高碱的岩浆。

KQ花岗岩REE元素的特征是富集LREE，中等负Eu异常(图3)。魁岐花岗岩Eu/Eu*变化较小，Eu/Eu*的变化范围为0.13～0.45，其中KQ花岗岩的Eu/Eu*略小(0.13～0.27)。QZ花岗岩的Eu/Eu*略高(0.39～0.45)。另外一个特点是QZ花岗岩HREE丰度明显偏低，REE球粒陨石标准化曲线的HREE部分比较平缓。所示特征表明两种晶洞花岗岩可能是岩相变化引起的差异。按邱检生等观点(邱检生等，2000)，本区KQ花岗岩的REE分布模式近似于碱性花岗岩，而QZ花岗岩更像是铝质花岗岩。

魁岐花岗岩Zr/Hf和Nb/Ta比值变化非常小，Zr/Hf标准变化范围为24～30，Nb/Ta标准变化范围为14～26。在图4a, b中，元素的投影点呈现出非常明显的线性相关关系。其中，KQ花岗岩的Nb、Ta、Zr、Hf的丰度明显高于QZ花岗岩。

图4 魁岐晶洞花岗岩的Nb-Ta、Zr-Hf、Th-U和Rb-Sr 相关图Fig.4 Nb-Ta, Zr-Hf, Th-U and Rb-Sr diagrams of the Kuiqi miarolitic granites

本文测得QZ花岗岩年龄为101Ma，KQ花岗岩的年龄为92Ma，那么岩浆分异作用晚期形成的KQ花岗岩富集Nb、Ta、Zr、Hf等微量元素，同时，晚期KQ花岗岩还呈富集Th、U、Rb、贫Sr的特点，这是岩浆分异作用的结果(图4c, d)。微量元素的地球化学特征暗示，两类花岗岩是同源岩浆分异的产物。

4 魁岐花岗岩的类型

魁岐晶洞花岗岩属于过铝质-准铝质花岗岩似乎没有任何争议，但是，它们是碱性花岗岩还是A型花岗岩尚需论证。A型花岗岩具有碱性的、无水的以及非造山的特性(Loiselle and Wones, 1979)。Ga/Al比值是判断A型花岗岩最有效的方法(Collinetal., 1982), Whalenetal. (1987)提出以10000×Ga/Al ≥ 2.6 作为划分A 型花岗岩的标准。根据这个标准绘制了一系列判别图，以确定魁岐晶洞花岗岩是否属于A型花岗岩。

根据微量元素-Ga/Al的图解，KQ花岗岩的投影点均落在A型花岗岩区内，但是QZ三个花岗岩的投影点靠近S, I-型花岗岩与A型花岗岩的分界线附近，而KQ花岗岩样品的投影点远离分界线，两者区分明显。尽管如此，我们还是认为这些花岗岩均属于A型花岗岩(图5)。同时，采用主元素SiO2-FeOT/MgO进行判别花岗岩类型(图6)，也得到相同的结果。

图5 魁岐晶洞花岗岩的A型，I+S型判别图(据Whalen et al., 1987)Fig.5 Discrimination diagrams for tectonic settings of Kuiqi miarolitic granites for A, S+I type(after Whalen et al., 1987)

A型花岗岩又分为两个亚类：A1和A2(Eby,1992)，A1型花岗岩形成于非造山的裂谷环境，经常出现同生的铁镁质岩石，它们是地幔柱和热点活动的产物；A2型花岗岩来源于地壳，地壳物质可以通过俯冲作用进入花岗岩形成的源区。同时，Eby 认为A2型花岗岩形成环境比较复杂，可以是岛弧、陆陆碰撞以及后碰撞的构造环境，也可以形成于非造山的构造环境。本区魁岐A型花岗岩在图6b中的投影点绝大部分都落在A2分区内，只有一个点在A1分区内。由此可见本区A2型花岗岩可能形成于后碰撞的拉张构造环境。

5 魁岐花岗岩的锆石U-Pb年龄及Hf同位素组成

5.1 样品采集

本次研究的锆石U-Pb同位素定年及Hf同位素组成测定样品选取了所研究魁岐岩体的典型样品, 分析测试了魁岐晶洞花岗岩样品共计11件，同位素测年样品KQ2、KQ18、KQ19和QZ04分别采自魁岐岩体的西南和东北边缘，其中三件样品(KQ)采自魁岐岩体的南端魁岐村一带，另外一件样品(QZ)采自魁岐岩体的东北端琯头镇青芝寺附近。采样位置示于图1， 经纬度坐标分别为26°01′57″N, 119°22′42″E和26°08′35″N, 119°32′28″E。

在实验室将样品粉碎至80～100目, 经常规浮选和磁选方法分选后，得到约150粒锆石。在双目镜下根据锆石颜色、自形程度、形态等特征初步分类, 挑选出具有代表性的锆石约90粒作为测定对象。将分选出的锆石分组置于DEVCON环氧树脂中, 待固结后抛磨至粒径的大约二分之一, 使锆石内部充分暴露, 然后进行锆石显微(反射光和透射光)照相、阴极发光(CL)显微图像研究及锆石微区U-Pb同位素年龄测定。

5.2 分析测试条件

锆石的CL图像拍照在西北大学扫描电镜实验室完成,采用FEI公司XL30型SFEG 电子束进行锆石内部结构显微照相分析。同位素测试点的选取首先根据锆石反射光和透射光照片进行初选,再与CL图像反复对比,力求避开内部裂隙和包裹体,以获得较准确的年龄信息。

图6 魁岐晶洞花岗岩的SiO2-FeOT/MgO判别图(a)和A型岩套的Nb-Y-Ce图(b)Fig.6 SiO2-FeOT/MgO (a) and Nb-Y-Ce (b) discrimination diagrams of Kuiqi miarolitic granites

LA-ICP-MS锆石微区U-Pb年龄测定在西北大学大陆动力学国家重点实验室Agilent7500型ICPMS和德国Lambda Physik公司的ComPex102 ArF准分子激光器(工作物质ArF, 波长193nm)以及MicroLas公司的GeoLas200M光学系统的联机上进行。激光束斑直径为30μm, 激光剥蚀深度为20～40μm。实验中采用He作为剥蚀物质的载气,用美国国家标准技术研究院研制的人工合成硅酸盐玻璃标准参考物质NIST SRM610进行仪器最佳化调试, 采样方式为单点剥蚀, 数据采集选用一个质量峰一点的跳峰方式,每完成4～5个待测样品测定, 插入标样测一次。在所测锆石样品15～20个点前后各测2次NIST SRM610。锆石年龄采用标准锆石91500作为外部标准物质，元素含量采用NIST SRM610作为外标。由于SiO2在锆石中的含量较恒定, 选择29Si作为内标来消除激光能量在点分析过程中以及分析点之间的漂移, 对于大多数元素单点分析的相对标准偏差为5%～15%。LA-ICP-MS锆石定年虽然在放射性同位素含量较低时测定误差相对较大，但对古老锆石和铀含量较高的年轻锆石测定结果可以与SIMS和SHRIMP结果相媲美(Skjerlie and Johnston,1992; Patio Douce,1997; Sylvester,1989)。详细分析步骤和数据处理方法参见相关文献(Eby,1990; Turner and Stuart, 1992)。

5.3 锆石特征

魁岐晶洞花岗岩中获得的锆石均为岩浆锆石，总体可分为两类(图7)。一类为无色透明的短柱状或等轴状晶体, 自形程度高, 粒径多在60～100μm左右，该类锆石是测试的主体, 锆石的CL图像色调较为均匀, 同心环状岩浆结晶环带规则,具典型的岩浆结晶锆石特征(KQ18、KQ19), 应为成岩锆石；另一类锆石为长柱状晶体, 透明无色, 自形程度高, 粒径多在50～200μm左右，CL图像显示结晶环带规则、细而密集, 为较典型的岩浆锆石, 部分锆石见少量包裹体(KQ2、QZ4)。

图7 魁岐晶洞花岗岩的部分代表性锆石的CL图像Fig.7 CL images of typical zircons of Kuiqi miarolitic granites

5.4 锆石U-Pb年龄

本次研究对KQ2、KQ-18、KQ-19 以及QZ-4四个晶洞花岗岩的锆石进行了单颗粒锆石U-Pb年龄测定，结果列在表2。

KQ-2样品测了21个单颗粒锆石，232Th的含量变化范围为154×10-6～779×10-6, 平均值为389×10-6，238U为89×10-6～534×10-6, 平均值为2975×10-6，Th/U变化也很小，平均值=1.34。206U/238Pb的年龄变化范围为94～102Ma，平均年龄为97.3±0.77Ma(图8c)。

图8 魁岐晶洞花岗岩锆石的U-Pb平均年龄Fig.8 Mean age diagrams of U-Pb zircons of Kuiqi miarolitic granites

KQ-18样品测了11个单颗粒锆石，232Th的含量变化范围为357×10-6～801×10-6, 平均值为582×10-6,238U为309×10-6～516×10-6, 平均值为409×10-6，Th/U变化很小，平均值=1.43。206U/238Pb的年龄变化范围为91～98Ma，平均年龄为93.6±1.5Ma(图8a)。

KQ-19样品测了17个单颗粒锆石，232Th的含量变化范围为204×10-6～927×10-6, 平均值为539×10-6,238U为168×10-6～576×10-6, 平均值为382×10-6，Th/U变化很小，平均值=1.38。206U/238Pb的年龄变化范围为88～99Ma，平均年龄为92.0±1.3Ma(图8b)。

QZ-4样品测了17个单颗粒锆石，232Th的含量变化范围为116×10-6～1823×10-6, 平均值为621×10-6,238U为120×10-6～1276×10-6, 平均值为532×10-6，Th/U变化也很小，平均值=1.16。206U/238Pb的年龄变化范围为94～109Ma，平均年龄为101.7±2Ma(图8d)。

本次研究的魁岐晶洞花岗岩属于魁岐花岗岩岩体的边缘相，形成于魁岐花岗岩体的主侵入阶段。QZ-4样品为小晶洞花岗岩，采自魁岐花岗岩岩体的东部琯头镇西北的清芝。KQ-2样品为小晶洞花岗岩，而KQ-18和KQ-19样品为大晶洞花岗岩，采自魁岐花岗岩岩体的西南端魁岐村附近。LA-ICP-MS的锆石精确定年结果显示，QZ-4小晶洞花岗岩的U-Pb年龄为101.7±2Ma，KQ-2小晶洞花岗岩的U-Pb年龄为97.3±0.77Ma；而KQ-18和KQ-19两个大晶洞花岗岩的U-Pb年龄分别为93.6±1.5Ma和92.0±1.3Ma，形成时间晚于魁崎的小晶洞花岗岩，它们相当于间隔为5～10Myr左右的两个岩浆作用期。

5.5 锆石Hf同位素组成

本次研究选取KQ-18和KQ-19两个A型晶洞花岗岩，测试锆石Hf同位素组成，结果列在表3。

如表3所示，KQ-18和KQ-19两个花岗岩的Lu-Hf同位素组成非常相似。

KQ-18花岗岩的(176Hf/177Hf)i比值变化范围为0.282707～0.282852，平均值为0.282755；εHf(t)变化范围-0.25～+4.88，平均值为+1.45；其二阶段模式年龄(tDM2)变化较小，变化范围为846～1173Ma, 平均值为1064Ma。

KQ-19花岗岩的(176Hf/177Hf)i比值变化范围为0.282652～0.282825，平均值为0.282749；εHf(t)变化范围-2.24～+3.89，平均值为+1.21；其二阶段模式年龄(tDM2)变化较小，变化范围为907～1298Ma, 平均值为1078Ma。从图9可以看出，本区两种晚期过渡相花岗岩εHf(t)值的峰值完全一致，都在+1左右。同时，二者的(176Hf/177Hf)i比值的峰值非常接近，都在0.282750左右。这些特点充分说明魁岐A型花岗岩的原始岩浆源自新元古代古老下地壳物质的部分熔融，同时也有地幔物质的加入，是壳幔混合作用的产物。

这样的成因机制还可以从εHf(t)-年龄的演化途径得以证实。在图10中，KQ-18和KQ-19两个花岗岩的投影点都高于下地壳，分布在下地壳和亏损地幔演化线之间，暗示其原始岩浆是壳幔混合的结果。

表2魁岐晶洞花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分析结果

Table 2 LA-ICP-MS zircon U-Pb dating results of Kuiqi miarolitic granites

SpotNo 元素含量(×10-6)TotalPb232Th238UTh/U同位素比值同位素年龄(Ma)207Pb206Pb1σ207Pb235U1σ206Pb238U1σ207Pb235U1σ206Pb238U1σKQ⁃2⁃0216 40402 3340 71 180 054500 004300 11700 008790 015940 0002811281022KQ⁃2⁃0418 85482 5374 41 290 053940 003830 113470 007830 015220 000261097972KQ⁃2⁃065 92153 989 421 720 123970 014530 213900 018690 015020 0005019716963KQ⁃2⁃0817 99429 0356 81 200 053550 003200 110910 006290 015170 000231076971KQ⁃2⁃098 32216 290 732 380 136860 010860 256090 016830 015330 0005223214983KQ⁃2⁃1125 44644 2460 11 400 051770 002880 109510 006250 015200 000231066971KQ⁃2⁃1330 18779 4534 41 460 057660 003310 117010 006520 014920 000211126951KQ⁃2⁃1411 85269 3241 01 120 081520 005130 163280 009680 015020 000281548962KQ⁃2⁃1510 79251 9221 51 140 078720 006790 160280 012160 015330 0003215111982KQ⁃2⁃1710 18237 7198 31 200 078920 005700 158750 010810 015120 000351509972KQ⁃2⁃1929 92712 2521 21 370 065700 004140 132730 008350 014890 000221277951KQ⁃2⁃209 66227 5204 81 110 069880 005050 134190 009940 014690 000311289942KQ⁃2⁃2212 57295 3233 11 270 073120 005970 149410 011550 015340 0003114110982KQ⁃2⁃238 58197 7194 01 020 080620 007040 157830 011970 015500 0003614910992KQ⁃2⁃247 22162 2145 61 110 105430 008350 229640 019200 015960 00041210161023KQ⁃2⁃2516 03368 7336 51 100 069510 004510 144190 009210 015470 000271378992KQ⁃2⁃2619 50471 8404 61 170 057000 003630 121200 007860 015330 000241167982KQ⁃2⁃2718 80494 8262 31 890 089500 007220 197210 017970 015260 0003218315982KQ⁃2⁃2811 70313 6209 01 500 067100 005100 141320 010050 015380 000341349982KQ⁃2⁃2921 33527 8408 61 290 062620 004670 123500 008290 014960 000251187962KQ⁃2⁃3021 11528 6418 61 260 051630 003380 109470 007030 015280 000231056981KQ⁃18⁃0233 38800 7515 51 550 056760 003160 111450 005980 014220 000221075911KQ⁃18⁃0330 37684 8479 11 430 063630 004990 124810 010300 014210 000221199911KQ⁃18⁃0622 61552 2349 11 580 052470 003420 104120 006370 014840 000271016952KQ⁃18⁃1020 05451 6326 91 380 063120 004270 132000 009200 015290 000271268982KQ⁃18⁃1124 13539 9428 91 260 051850 003830 103360 007600 014780 000261007952KQ⁃18⁃1327 90626 4455 61 380 069360 004020 136210 007590 014490 000251307932KQ⁃18⁃1927 50654 8461 61 420 058510 003900 114720 007290 014440 000231107921KQ⁃18⁃2123 83547 7408 71 340 062330 004210 124390 007840 014640 000281197942KQ⁃18⁃2224 57594 3308 81 920 070480 004930 141620 009860 015040 000301349962KQ⁃18⁃2419 28357 1353 81 010 080000 005240 162080 010450 014920 000311539952KQ⁃18⁃2524 50591 9410 01 440 064400 005190 126370 009390 014730 000251218942KQ⁃19⁃118 21358 6284 61 260 101510 007950 212680 016440 015040 0003219614962KQ⁃19⁃215 16304 6237 51 280 102180 008480 203000 016720 014480 0003318814932KQ⁃19⁃324 20604 7399 81 510 077530 005030 144940 008850 014220 000271378912KQ⁃19⁃524 36578 7446 51 300 066140 004380 127890 008370 014250 000291228912KQ⁃19⁃613 83268 4230 31 170 101450 007740 182250 012990 014560 0003717011932KQ⁃19⁃728 24620 5457 21 360 071530 004250 144200 008640 014810 000271378952KQ⁃19⁃934 18837 2554 61 510 061640 003760 118250 006900 014170 000251136912KQ⁃19⁃1311 66203 8168 01 210 116300 009760 274890 032040 015530 0004124726993KQ⁃19⁃1523 51460 0353 71 300 089890 007170 179970 013360 014990 0003616811962KQ⁃19⁃1622 27542 9386 11 410 066430 004090 130020 007850 014240 000281247912KQ⁃19⁃1719 68455 8365 11 250 067930 005550 131160 010490 014390 000331259922KQ⁃19⁃1830 72805 7520 31 550 065700 003910 121900 007210 013800 000231177881KQ⁃19⁃1935 75926 6575 81 610 053920 003550 103000 006630 013970 000241006892KQ⁃19⁃2029 72735 1457 11 610 064840 004480 125130 008420 014190 000261208912KQ⁃19⁃2137 03715 9456 21 570 141590 010630 295140 022900 014800 0003726318952KQ⁃19⁃2216 35334 5288 71 160 096590 006430 184620 012110 014250 0003517210912KQ⁃19⁃2319 27415 7311 21 340 094040 009710 182210 014190 015140 0003717012972QZ⁃4⁃0111 36235 4289 30 810 053290 003480 109440 006970 015380 000251056982

续表2

Continued Table 2

SpotNo 元素含量(×10-6)TatolPb232Th238UTh/U同位素比值同位素年龄(Ma)207Pb206Pb1σ207Pb235U1σ206Pb238U1σ207Pb235U1σ206Pb238U1σQZ⁃4⁃0426 00590 3659 00 900 048430 002510 101850 005220 015330 00021985981QZ⁃4⁃055 03115 6120 10 960 100130 007740 194560 014590 014660 0003818112942QZ⁃4⁃0635 19800 7648 01 240 049130 002380 111050 005430 016280 0002610751042QZ⁃4⁃0717 23428 2258 21 660 068800 004440 142000 009320 015040 000261358962QZ⁃4⁃087 39175 0134 71 300 070250 006470 142650 010940 016150 00037135101032QZ⁃4⁃0932 70474 2569 90 830 087570 009680 240460 034170 016350 00034219281052QZ⁃4⁃1011 64274 9202 81 360 075030 006740 152370 013160 015360 0003014412982QZ⁃4⁃1119 13430 8381 41 130 046930 004000 103890 008260 015780 0002610081012QZ⁃4⁃1229 75461 7604 80 760 086390 007900 217350 022320 016310 00029200191042QZ⁃4⁃1375 67140710211 380 128490 006250 297200 014070 016470 00018264111051QZ⁃4⁃1418 76370 3267 41 380 091370 006400 209880 013500 017040 00031193111092QZ⁃4⁃1639 04743 6811 00 920 055340 002810 128810 006770 016650 0002112361061QZ⁃4⁃1866 95149812761 170 064690 002370 137000 004970 015350 000191304981QZ⁃4⁃199 04186 3176 31 060 081670 006080 175940 012050 016350 00035165101052QZ⁃4⁃2069 79182311971 520 049860 002230 108890 005020 015950 0002610551022QZ⁃4⁃2222 47543 7431 31 260 057490 003210 125610 007040 015910 0002612061022

图9 魁岐晶洞花岗岩的εHf(t)频率分布图Fig.9 Histogram of zircons εHf(t) values of Kuiqi miarolitic granites

图10 魁岐晶洞花岗岩的εHf(t)-年龄的演化图Fig.10 εHf(t)-age evolution diagram of Kuiqi miarolitic granites

6 讨论

6.1 形成时代

图11 魁岐晶洞花岗岩的微量元素构造背景判别图Fig.11 Discrimination diagrams for tectonic settings of Kuiqi miarolitic granites

魁岐花岗岩体形成时代，前人做了大量的研究工作。与之共生的有一系列燕山晚期花岗质侵入岩(鼓山花岗岩和笔架山花岗斑岩等)。从野外的相互接触关系来看, 魁岐花岗岩侵位发生于鼓山花岗岩之后, 笔架山花岗斑岩之前, 属燕山晚期较晚阶段的侵入岩, 其Rb-Sr 等时线年龄为107.65±1.12Ma(王德滋等，1985)。Martinetal.(1991)测得魁岐花岗岩的Rb-Sr等时线年龄为93Ma，比钙碱性岩体的Rb-Sr等时线年龄(103～104Ma)晚得多(Martinetal., 1991)。二者相差近10Myr，因此还需要精确的同位素年代学数据来厘定魁岐花岗岩体的形成时代。研究者对魁岐花岗岩LA-ICP-MS的锆石精确定年的结果显示：QZ-4小晶洞花岗岩的U-Pb年龄为101.7±2Ma，KQ-2小晶洞花岗岩的U-Pb年龄为97.3±0.77Ma；而KQ18和KQ-19两个大晶洞花岗岩的U-Pb年龄分别为93.6±1.5Ma和92.0±1.3Ma，形成时间明显晚于魁崎的小晶洞花岗岩，即魁岐花岗岩体是两次岩浆活动间隔为5～10Myr左右的产物。

6.2 岩石成因和构造背景

诸多研究者从不同的角度探讨了魁崎A型花岗岩的形成机制，现在越来越多的证据倾向福建沿海A型花岗岩是壳幔物质混合作用的产物(邱检生等，2000；王德滋等，1985；洪大卫等1987；Martinetal., 1991; 彭亚鸣和袁朴，1984；赵振华等, 2000；朱金初等，2008)。本次研究的结果显示福建魁岐A型花岗岩具有高硅、高碱、低钙、低二价铁的特征，而且富集大离子亲石元素和高场强元素。尤其是锆石Lu-Hf同位素组成的分析结果充分说明福建魁岐A型花岗岩的原始岩浆在成因上受到地幔岩浆的制约。魁岐花岗岩锆石的二阶段模式年龄为1064～1078Ma，由此推测，魁岐A型花岗岩的原始岩浆是新元古代早期下地壳部分熔融形成的花岗质岩浆与上涌地幔物质的混合产物。

A型花岗质岩石是重要的“岩石探针”，通过对它开展系统的元素地球化学、同位素地球化学和同位素年代学的研究，不但可以揭示该类岩石的源区物质组成及成岩机制，而且还可以阐述岩石形成的地球动力学背景、示踪成岩的深部过程和壳幔相互作用及反演区域构造-岩浆活动演化历史。

目前，对A型花岗岩的岩石成因存在较大分歧，一种观点认为A型花岗岩的成因与地幔作用有关(Loiselle and Wones, 1979; Pearceetal., 1984; Eby, 1992; 许保良等，1998)；另一种观点认为 A型花岗岩的成因与地壳作用有关(Collinsetal., 1982; Whalenetal., 1987; Clemensetal., 1986; Frost and Frost, 1997; Anderson and Bender, 1989); 还有一种幔源岩浆与壳源岩浆相互作用的观点(Collinsetal., 1982; Whalenetal.,1987; Clemensetal., 1986; Frost and Frost, 1997; Anderson and Bender, 1989)。

近十几年来，国内对A型花岗岩类的研究取得了丰硕成果，尤其是在A型花岗岩类的成因和构造背景等方面取得了一些重要进展(洪大卫等，2000; Chen and Jahn,2004; 苏玉平等，2006; 唐红峰等，2007)。

洪大卫等(1995)将碱性花岗岩分为非造山(AA)和后造山(PA)两类(洪大卫等，1995)，非造山(AA)花岗岩相当于Eby的A1型花岗岩，后造山(PA)花岗岩则与Eby的A2型花岗岩类似。刘昌实等(2003a)根据岩石学和地球化学特征将A型花岗岩分为铝质A型花岗岩(黑云母正长花岗岩或黑云母花岗岩)、碱性A型花岗岩(角闪黑云碱长花岗岩和碱性花岗岩，碱性流纹岩和钠闪碱流岩)和硅酸不饱和的似长石正长岩和碱性正长岩三类，并探讨了它们地球化学特征和成因。

许保良等(1998)根据Nd-Sr同位素地球化学特点认为新疆乌伦古河A型花岗岩的成因与亏损地幔有关。刘昌实等(2003b)根据ALAG和AAG两组A型花岗岩的微量元素(特别是高场强元素)的特点，认为其起源物质除地幔组分外，还有地壳物质的加入，显示壳-幔混源特点，并且根据Sr-Nd同位素组成定量描述了这两组壳-幔混源成因的A型花岗岩。唐红峰等(2008)选用锆石Hf同位素地球化学组成讨论东准噶尔A型花岗岩的成因，认为其源岩主要是具有亏损地幔Hf-Nd同位素组成的年轻玄武质洋壳，并在源区混入了少量陆源大洋沉积物。

王德滋等(1985)认为福建沿海广泛分布的A型花岗岩形成与库拉板块向欧亚大陆板块俯冲导致的弧后拉张有关。赵振华等(2000)提出湖南柿竹园钨多金属矿床形成于长期拉张裂陷及地幔隆起的构造背景。在Nb-Y图解中(图11a)，福建魁岐A型花岗岩投影点大都落在板内构造区域内，而Rb-Y+Nb图解中(图11b)，福建魁岐A型花岗岩的投影点也主要落在板内区域内, 并大多集中在后碰撞区域内。由此判断，福建魁岐A型花岗岩形成于后碰撞-板内伸展的构造环境。

综上所述，本文认为在中晚白垩世(100～70Ma)由于库拉板块向欧亚板块俯冲(王德滋等，1985)，诱发其上的大陆岩石圈板块拉伸，伴随着地幔上涌和岩石圈的拆沉作用，致使大陆下地壳物质发生强烈的部分熔融，形成了高硅、高碱、贫镁铁和钙的花岗质岩浆，与此同时由于强烈地壳地幔交代作用导致大量的地幔物质与花岗质岩浆混合，最终形成了福建沿海广泛分布的A型花岗岩的原始岩浆。

7 结论

(1)魁岐小晶洞花岗岩的锆石U-Pb年龄为97.3±0.77Ma和101.7±2Ma; 大晶洞花岗岩的锆石U-Pb年龄分别为93.6±1.5Ma和92.0±1.3Ma，形成时间晚于小晶洞花岗岩，代表了魁岐晶洞花岗岩岩体的形成年龄,它们是中生代燕山期晚白垩世早期构造-岩浆活动的产物。

(2)魁岐晶洞花岗岩具有高硅、高碱、低钙的特征，并且富集大离子亲石元素和高场强元素，主、微量元素地球化学特征均显示其为典型A型花岗的A2亚类，它们形成于后碰撞的拉张构造环境。

(3)魁岐晶洞花岗岩的锆石Lu-Hf同位素组成暗示福建魁岐A型花岗岩的原始岩浆在形成时受到地幔岩浆的制约。因此，魁岐晶洞花岗岩的原始岩浆是中新元古代幔源岩浆底侵导致下地壳熔融的产物。

致谢野外工作得到福建地质调查院大力帮助;西北大学张红博士在锆石U-Pb定年和锆石Hf同位素分析给予了帮助;在此一并致谢。

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