辽宁东部地区中侏罗世黄柏峪岩体地球化学特征及其构造环境

朱国宝

(四川省地质矿产勘查开发局区域地质调查队，四川 成都 610213)

研究区位于华北陆块北缘东段，胶辽台隆、太子河—浑江台陷的辽阳—本溪凹陷。侵入岩位于鞍山—桓仁近东西向多旋回、多期次构造侵入岩带。岩石类型复杂多样，有基性岩类、中性岩类、酸性岩类，以中酸性岩类为主，约占侵入岩面积的99%以上，其他岩类出露面积较少，分布较局限。前人曾对研究区的中元古代庙岭杂岩体进行了研究，但对于中侏罗世侵入岩并未有人研究。研究区中侏罗世侵入岩分为黄柏峪岩体、柳树底下岩体、小甸子岩体、中粗粒花岗闪长岩、洪家车铺岩体等四个单元。笔者在研究区通过近三年的调查，对其岩石学、地球化学特征进行了详细的研究，并对其物质来源、成因、构造环境、就位机制等进行了探讨。

1 岩石学特征

黄柏峪岩体岩石类型为中细粒二长闪长岩，有1个侵入体，分布于黄柏峪村一带。平面上呈椭圆状分布，侵入南华系康家组、寒武系碱厂组、馒头组、张夏组，被早白垩世中粗粒碱长花岗岩侵入，岩体被北东向断裂切割。

2 地球化学特征

2.1 主量元素

主量元素分析结果见表1。岩石化学成分具高Ti、Fe、K、Na、P，低Si、Ca的特点。A/NCK值在0.81～1.24之间，平均为1.01；δ值在4.00～4.57之间，平均值为4.23；K2O/Na2O值在0.70～0.97之间，平均为0.82；K2O+Na2O值在8.07～8.49之间，平均为8.33，岩石为相对富钠过铝的碱性系列岩石。DI值在62.68～70.93之间，平均为67.52，岩浆分异程度高。

表1 黄柏峪岩体主量元素含量(%)、微量和稀土元素含量(μg/g)

续表1

样品号QP35S1QP35S1-1QP35S1-3样品号QP35S1QP35S1-1QP35S1-3P2O50.340.310.36Zr/Hf29.1028.7029.30LOI0.251.612.93Nb/Ta6.548.470.07Cs1.741.551.70Ti/V57.2158.611.89Rb75.4034.9031.80U/Th0.250.330.61Sr665.40535.90439.60La41.7933.8825.07Ba859.80616.40676.40Ce80.8670.1853.51Ga21.9120.5920.95Pr9.528.376.55Nb18.3518.500.06Nd37.6934.0826.88Ta2.802.180.89Sm6.586.054.95Zr280.50311.80272.00Eu1.641.541.40Hf9.6310.859.30Gd6.295.765.17Th7.615.612.37Tb0.810.750.69V161.80154.90144.20Dy4.584.284.18 Cr59.0753.0467.02Ho0.790.74 0.73Co29.2427.3634.34Er2.372.212.11Ni57.1857.4877.28Tm0.280.260.26B31.7520.0911.86Yb2.001.881.86Li19.4819.0442.73Lu0.250.230.23Sc13.036.986.83Y22.3119.1117.20U1.911.871.45∑REE217.75189.32150.78Ti9256.009078.00273.00LREE/HREE10.259.577.78Cu42.1245.4247.32δEu0.770.790.84Zn108.20134.90163.10δCe0.940.980.98Ag0.360.370.33Sm/Nd0.170.180.18Au0.010.010.01(La/Yb)N14.1212.189.10Pb16.3521.3614.85(La/Sm)N4.003.523.19(Gd/Yb)N2.542.482.25

2.2 微量元素

微量元素分析结果见表1。岩石微量元素含量与黎彤陆壳丰度对比，Rb、Sr、Ba、Hf、V、Ga、Ta、Zr、Co、B、Li含量较高，其余微量元素含量接近黎彤陆壳丰度或较低，Rb/Sr、Sr/Ba、Zr/Hf、Nb/Ta、Ti/V值低，U/Th值高；与黎彤洋壳丰度对比，Hf、Th、B、Li、U、Rb、Sr、Ba、Ga、Ta、Zr含量高，其他微量元素含量接近黎彤洋壳丰度或较低，Sr/Ba、Zr/Hf、Nb/Ta、Ti/V值低，U/Th值高，Rb/Sr值相当；与黎彤上地幔丰度对比，Sr、Ba、Ga、Nb、Rb、Ta、Zr、V、B、Li、Hf、Th、U含量高，其余微量元素含量接近黎彤上地幔丰度或较低，Sr/Ba、Zr/Hf、Nb/Ta值低，Rb/Sr、Ti/V、U/Th值高。K※均值为3.07，Th※均值为0.58，属钍亏损型，属钾富集型；Nb※均值为0.18，属铌亏损型；Sr※均值为0.76，属锶亏损型；P※均值为0.56，属磷亏损型；Zr※均值为1.81，属锆富集型；Ti※均值为0.53，属钛亏损型；微量元素异常值RbN/YbN值为16.93，属强不相容元富集型。岩石相对富集Ba、K、La、Zr，亏损Nb、Ce、Th、P。

2.3 稀土元素特征

稀土元素分析结果见表1。岩石稀土元素总量为185.95×10-6，略高于黎彤陆壳丰度，远高于黎彤洋壳及上地幔丰度，轻重稀土比值为9.20，δEu均值为0.8，铕具弱负异常，稀土类型为具铕弱负异常的轻稀土富集型。(La/Sm)N均值为3.57，(Gd/Yb)N均值为2.42，轻、重稀土均具有一定的分馏作用。(La/Yb)N均值为11.80，稀土曲线斜率较大。稀土配分曲线显示，轻稀土部分向右下方陡倾，重稀土部分呈锯齿状向右下方缓倾，说明轻稀土分馏较强，重稀土分馏中等，这些均与稀土参数得出的结论相吻合。岩浆在成岩过程中经历了分离结晶作用。

3 岩浆的物质来源、成因类型

3.1 物质来源

K2O/Na2O值在0.70～0.97之间，平均为0.82。以上的微量元素特征反映出岩石与地壳岩石或花岗质岩石有成因联系。通过样品投图发现黄柏峪岩体投影点均落入壳幔混源区和壳幔源区，因此可以确定黄柏峪岩体物质是来源于有幔源物质混染的陆壳。

3.2 成因类型

CIPW标准矿物计算参数Al值在0.81～1.24之间，平均为1.01，小于1.1，C值在0～4.08之间，平均为1.50，K2O/Na2O值在0.70～0.97之间，平均为0.82，小于1。微量元素Rb/Sr值为0.08，小于0.4，物质来源具壳幔混源特征，可见其表现出明显的“I”型花岗岩化学组成特征。通过样品投图发现样品点均落在斜长石-透辉石-黑云母围定的三角区域内。通过投图分析发现黄柏峪岩体投影点大都落入I型花岗岩区，个别点投在界线附近。综合分析其成因类型为I型花岗岩，并兼具一些S型花岗岩特征。

4 岩浆形成的构造环境和就位机制分析

4.1 构造环境分析

通过样品投图分析可知黄柏峪岩体样品投影点多落在碰撞后抬升和造山晚期区域内和火山弧花岗岩区，因此中侏罗世侵入岩形成于造山晚期松弛阶段的构造活动带环境，且黄柏峪岩体属于碰撞隆起的I型花岗岩。

4.2 岩浆就位机制探讨

黄柏峪岩体岩性为二长闪长岩，出露于铁山街幅西北与本溪市幅交界处，呈东西向椭圆形小岩株产出。侵入新元古界、古生界碎屑岩、碳酸盐岩，侵入边界规则圆滑，岩体边部较内部粒度略细，具快速结晶特点。地表岩体夹持在北东向张性断裂带中，并被其切过。航磁ΔT原平面化及等值线图显示为正异常，并向北东移动，化极上延500～1 000 m异常仍很明显，上延2 000～3 000 m异常范围扩大并向北北东移动，上延4 000～5 000 m异常减弱并消失，据此可推测岩体向下有很大延深，产状北东—北北东。黄柏峪岩体的侵位受区域北西向深断裂和北东向断裂双重制约，主要受北东向深断裂控制，岩浆在北东向断裂束差异运动拉开的张裂隙或空腔内上侵，断裂束之间是构造薄弱带，岩浆在自北东向南西运移过呈中沿薄弱带拓展空间并最终定位，后经中—浅剥蚀形成现今的岩株状地表形态。

5 结论

(1)辽宁东部地区中侏罗世黄柏峪岩体岩石化学成分具高Ti、Fe、K、Na、P，低Si、Ca的特点，为相对富Na过Al的碱性系列岩石。岩石微量元素相对富集K、Ba、La、Zr，亏损Nb、Th、Ce、P。岩石稀土元素轻、重稀土均具有一定的分馏作用，铕具弱负异常，岩浆在成岩过程中经历了分离结晶作用。

(2)黄柏峪岩体物质来源于陆壳，并有大量幔源物质混染。其成因类型为I型花岗岩，并兼具一些S型花岗岩特征，形成于碰撞后抬升和造山晚期。侵位受区域北西向深断裂和北东向断裂双重制约。