黑龙江丰峦鹤林一带花岗岩地球化学特征及构造环境探讨

王晓鹏

（黑龙江省有色金属地质勘查707队，黑龙江绥化152054）

黑龙江丰峦鹤林一带花岗岩地球化学特征及构造环境探讨

王晓鹏*

（黑龙江省有色金属地质勘查707队，黑龙江绥化152054）

丰峦鹤林地区位于兴安岭—内蒙地槽褶皱区、伊春—延寿地槽褶皱系、丰茂—亚布力地槽褶皱带、格金河—双河断褶束(黑龙江省地质志)。区内分部大面积的古生代—中生代花岗岩。其中晚三叠世花岗岩，锆石U-Pb法测年结果为二长花岗岩（216.56±1.30）Ma、花岗斑岩（216.42±0.88）Ma。晚三叠世花岗岩，锆石U-Pb法测年结果为似斑状二长花岗岩（253.4±1.10）Ma、片麻状二长花岗岩（250.56±0.90）Ma。其主量元素表现出岩石具富硅、低碱、富钠和钙特点。稀土元素轻重稀土比值LREE/HRE，表现为轻稀土略有富集近于平坦型，具有幔源型特点。微量元素配分图上明显的Ce峰及Zr谷，表明岩浆可能起源于下地壳并受地幔玄武质岩浆的混染。

丰峦鹤林；花岗岩；地球化学；构造环境

本文通过对丰峦、鹤林一带花岗岩岩石样品进行矿物化学、岩石化学的研究，对地球化学特征进行阐述及对该地区构造与环境进行探讨。

1　地质概况

丰峦鹤林地区位于兴安岭—内蒙地槽褶皱区、伊春—延寿地槽褶皱系、丰茂—亚布力地槽褶皱带、格金河—双河断褶束(黑龙江省地质志)。区域成矿带位于小兴安岭南段—张广才岭有色金属、铁成矿带的北段。区域出露地层有古生界下寒武统铅山组，新生界第四系现代河床河漫滩堆积层及大面积出露的晚二叠世—晚三叠世侵入岩。

晚三叠世花岗岩类主要分布在东一沟—馒头山—丰林林场—小五沟东一线以西，东部零星出露，主要岩性为中粗粒二长花岗岩、正长花岗岩、花岗斑岩，其中二长花岗岩总体上为近SN向展布的巨型岩基状，正长花岗岩呈岩株状分布，花岗斑岩呈小岩株状零星分布。

晚二叠世花岗岩类主要分布在东一沟—馒头山—丰林林场—小五沟东一线以东，主要岩性为细中粒花岗闪长岩和片麻状二长花岗岩、似斑状二长花岗岩。

2　主要岩性的岩相学特征

晚三叠世花岗岩类。

世花岗斑岩：岩石呈肉褐色，斑状结构，块状构造，斑晶主要为石英，灰白色，半自形粒状，大小0.5～ 2mm，含量20%～40%；钾长石：浅肉红色，半自形板柱状，大小0.5～2mm，含量1%～5%；斜长石：浅灰色，半自形板柱状、柱状或他形粒状，大小0.5～2mm，含量1%～5%；少量黑云母等，呈细小黑色、黑绿色片状，大小0.5～1mm，含量1%～2%；基质：具隐晶—微晶结构，局部为微文象结构，以长英质为主。副矿物组合：以锆石、褐铁矿、磁铁矿为主，磷灰石、石榴石、黄铁矿、锐钛矿等。

正长花岗岩：呈黄褐色—肉红色，具细粒或细中粒花岗结构，块状构造。碱性长石：呈肉红色半自形宽板状，粒径2～3.2mm，含量40%～50%；斜长石：呈灰白色、浅肉红色，半自形板状，粒径1～3mm，含量15%～20%；石英：灰白色、烟灰色，自形或近圆粒状，波状消光，粒径2～3.2mm，含量30%～35%；暗色矿物黑云母：黑色，不规则片状，较新鲜，0.6～4mm，含量3%左右。副矿物以锆石、磁铁矿、褐铁矿为主，磷灰石少量。

二长花岗岩：灰色,具中粗粒结构，块状构造。钾长石,浅肉红色，半自形宽板状，大小2～6cm，占15%～25%；斜长石：为灰白色、褐色，半自形宽板状、板柱状、他形粒状，大小2～6mm，含量25%～35%；石英：灰白色、烟灰色，他形粒状集合体，粒径2～5mm，含量20%～45%；暗色矿物以黑云母为主，褐色，片状、片状集合体，粒径0.5～2.0mm，含量2%～5%；角闪石：绿色，不规则或半自形柱状，粒径0.2～2mm，含量0.5%～2%。副矿物组合以磁铁矿、锆石为主，榍石、磷灰石、褐帘石、自然铅、金红石少量。

晚二叠世花岗岩类。

花岗闪长岩：岩石呈灰、灰黑色，块状构造，中粒花岗结构。矿物成分：角闪石：半自形粒状、板状，粒度0.5～2mm，含量15%。钾长石：浅肉红色，他形粒状，粒度1～2.5mm，含量约30%。斜长石：灰白色，半自形粒状，粒度0.5～2mm，含量20%。石英：无色，他形粒状，粒度0.5～1mm，含量15%。黑云母：黑褐色，板状，粒度0.5～3mm，含量15%。其它含量约5%。

片麻状二长花岗岩：岩石呈灰黄色、灰白色，细中粒或中粗粒似斑状花岗结构，弱片麻状构造。似斑晶：碱性长石为灰黄色、灰白色，半自形—他形宽板状、粒状，粗—巨粒者（10～20mm）构成似斑晶，约占10%～15%，局部见环斑结构；基质矿物有：碱性长石：灰黄、浅肉红色，半自形宽板状，粒径2～7mm为主，含量20%～30%；斜长石：半自形宽板状、柱状、粒状，含量25%～45%；石英：烟灰色他形粒状，具波状消光，粒径0.5～8mm，以1～6mm为主，含量20%～35%±；角闪石：绿色、深绿色，半自形柱状、粒状，粒径0.5～2mm，含量2%～5%；黑云母：褐色规则或不规则片状，弱定向，粒径0.1～2mm，含量2%～5%。副矿物组合为锆石、磁铁矿、榍石、磷灰石为主，少量褐帘石、黄铁矿、自然铅、辉钼矿、白钨矿等。

似斑状二长花岗岩：岩石呈灰色、灰黄色，细中粒似斑状结构，造岩矿物有：似斑晶：碱性长石：灰白、浅肉红色，粗—巨粒（6～18mm）者构成似斑晶，约占5%左右；基质矿物有：碱性长石：肉红色半自形柱状，粒径0.2～5mm，含量25%～40%；斜长石：灰白色，自形、半自形板柱状、他形粒状，粒径0.2～2mm，含量25%～40%；石英：浅灰、灰色，他形粒状，部分波状消光，局部呈集合体状，大小0.5～4mm，含量20%～35%；黑云母：褐色片状，粒径0.5～2mm，含量5%～10%；角闪石：绿色，半自形柱状，大小0.8～2mm，含量1%～5%；副矿物组合为：锆石+磷灰石+黄铁矿+磁铁矿±褐铁矿±自然铅±锐钛矿±榍石等。

3　岩石地球化学特征

3.1主量元素特征

晚三叠世花岗岩SiO2平均含量为77.17%，其中花岗斑岩平均含量为73.62%，正长花岗岩平均含量为67.8%，二长花岗岩平均含量为75.29%，按正长花岗岩—花岗斑岩—二长花岗岩顺序SiO2平均含量逐渐升高。远高于中国花岗岩71.63%的平均含量（黎彤等，1998）；Al2O3平均含量13.49%，其中花岗斑岩平均含量为13.56%，正长花岗岩平均含量为16.54%，二长花岗岩平均含量为13.03%，按正长花岗岩—花岗斑岩—二长花岗岩顺序其Al2O3平均含量逐渐降低；所有岩石Na2O+K2O的含量变化不大，为7.95%～8.65%，个别10.6%；绝大多数样品K2O/Na2O＞1;相对富钾；TiO2含量为0.04%～0.28%；MgO含量为0.06%～0.39%；CaO含量为0.23%～1.29%；铝饱和指数A/CNK为1.037%～1.124%，属于过铝质岩石，SiO2过饱和型岩石；里特曼指数(σ)为2.07～2.38，为钙碱性，正长花岗岩大于4，正长花岗岩为碱性，岩石总体表现为高钾钙碱性特征。分异指数DI为88.33～95.84，反映了岩石经历了高度的分异演化。CIPW标准矿物中出现刚玉分子(C),其含量在0.5%～2%之间，平均0.93%，反映了岩石属于硅、铝过饱和型。

晚二叠世花岗岩SiO2平均含量含量为67.63%，其中弱片麻状二长花岗岩平均含量为76.32%，似斑状二长花岗岩平均含量为71.24%，花岗闪长岩平均含量为58.83%，按花岗闪长岩—似斑状二长花岗岩—弱片麻状二长花岗岩顺序SiO2平均含量逐渐升高。Al2O3平均含量15.88%，其中弱片麻状二长花岗岩平均含量为14.84%，似斑状二长花岗岩平均含量为14.91%，花岗闪长岩平均含量为18.84%，按花岗闪长岩—似斑状二长花岗岩—弱片麻状二长花岗岩顺序Al2O3平均含量逐渐降低；所有岩石Na2O+K2O的含量变化不大，为6.58%～9.39%；TiO2含量为0.08%～0.89%；MgO含量为0.13%～3.05%；CaO含量为0.36%～5.96%；铝饱和指数A/CNK为0.993%～1.278%，绝大部份属于过铝质岩石；里特曼指数(σ)为1.96～3.84，为钙碱性；分异指数DI为52.53～93.37，反映了岩石经历了高度的分异演化。CIPW标准矿物中出现刚玉分子(C),其含量在0.25%～3.55%之间，平均0.91%，反映了岩石属于硅、铝过饱和型。

3.2稀土元素特征

晚三叠世花岗岩稀土元素总量为（49.89～228.51）×10-6，其中花岗斑岩为（66.34～228.51）×10-6，正长花岗岩为（49.89～120.36）×10-6，二长花岗岩为（61.88～212.52）×10-6；轻重稀土比值为2.61～14.2，其中花岗斑岩为11.07～14.2，正长花岗岩为2.61～10.08，二长花岗岩为6.49～10.50；LaN/YbN为1.51～19.34，其中花岗斑岩为12.52～19.34，正长花岗岩为1.51～11.13，二长花岗岩为5.79～14.55，具有明显的轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的特征，球粒陨石标准化模式（图1）；显示负铕异常特征；稀土元素配分曲线总体呈右倾斜V字型曲线，轻重稀土分馏程度较高。

图1　晚三叠世花岗岩稀土元素分布型式图

图2　晚二叠世花岗岩稀土元素分布型式图

晚二叠世花岗岩稀土元素总量为（89.33～256.86）×10-6，其中似斑状二长花岗岩为（89.33～174.48）×10-6，片麻状二长花岗岩为（246.24～256.86）× 10-6，花岗闪长岩为（128.35～180.02）×10-6；轻重稀土比值为5.41～12.77，其中似斑状二长花岗岩为10.51～10.57，片麻状二长花岗岩为5.41～9.11，花岗闪长岩为7.57～12.77；LaN/YbN为5.62～18.61，其中似斑状二长花岗岩为9.63～12.99，片麻状二长花岗岩为5.62～9.72，花岗闪长岩为8.54～16.81，具有明显的轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的特征，球粒陨石标准化模式（图2）；显示负铕异常特征；稀土元素配分曲线总体呈右倾斜V字型曲线，轻重稀土分馏程度较高。

图3　丰峦鹤林一带花岗岩微量元素蛛网图

3.3微量元素特征

晚三叠世花岗岩与晚二叠世花岗岩微量元素特征相类似，微量元素蛛网图见图3，微量元素配分图上绝大部份样品明显的Ce峰及Zr谷,表明岩浆可能起源于下地壳并受地幔玄武质岩浆的混染。

4　构造环境探讨

晚二叠世与晚三叠世花岗岩分居东西两侧，稀土配分特征表现为轻稀土略有富集近于平坦型，具有幔源型特点。结合区域大地构造环境，推测该区域花岗岩系佳木斯—麻山地块与松嫩地块碰撞后变质的产物。

晚二叠世花岗闪长岩稀土配分图表明该套岩浆起源于下地壳并受地幔玄武质岩浆的混染（典型的岛弧玄武岩特征）。该套侵入岩分布于大面积晚二叠世侵入岩分布区，结合区域大地构造环境，推测该期花岗闪长岩系为佳木斯—麻山地块与松嫩地块碰撞前沿深大断裂上侵的产物。同样暗示着该区二叠纪侵入岩与三叠纪侵入岩交接部位为区域性深大断裂。

[1]黑龙江省地质矿产局.黑龙江省区域地质志[M].地质地出版社.

[2]韩振新，等.黑龙江省重要金属和非金属矿产得成矿系列及其演化[R].

[3]李昌年.火成岩微量元素岩石学[M].中国地质大学出版社.

[4]邱家骧，林景仟.岩石化学[M].地质出版社.

P588.12

A

1004-5716(2015)07-0154-03

2014-07-30

王晓鹏（1981-），男（汉族），黑龙江绥化人，工程师，现从事地质勘查技术工作。