大兴安岭南段黄岗梁火山-侵出隆起： 不同岩相之间的成因联系

苏荣昆，薛怀民，曹光跃

(1. 中国地质科学院 地质研究所，北京 100037； 2. 中国地质科学院 地质研究所，北京离子探针中心，北京 100037)

研究中酸性火山岩-侵入岩之间的联系，对于理解硅质大陆地壳的成因等重大地质问题有着重要意义。自18世纪James Hutton 提出火成岩的定义后，学者们基于野外观察，对中酸性火山岩与侵入岩之间的联系做了大量研究(王硕等，2020)。目前对于两者之间的成因联系还存在较大的争议，主要有两种观点： ① 认为火山岩由“晶粥”中的熔体抽离后喷发而成(Hildreth，2004； Bachmann and Bergantz，2004)，但富含晶体的火山岩并非简单的晶粥模型可以解释，可能与岩浆系统的再活化有关(Wattsetal., 2016)； ② 认为火山岩是由独立于同期侵入岩的岩浆喷发而成(Glazneretal., 2015)。上述两种观点的争论点主要在于火山岩和侵入岩是否来自相同的岩浆房，形成时间和空间展布是否一致。大兴安岭南段的黄岗梁火山-侵出隆起由火山喷发的流纹质晶屑凝灰岩、侵出岩穹(流纹质碎斑熔岩)及侵入的斑状二长花岗岩构成，它们之间在空间分布、矿物组成、地球化学特征等方面具密切联系，形成时代也连续，为研究中酸性火山岩与侵入岩之间关系提供了一个难得的实例。本文在对该火山机构不同岩相较系统的岩相学、年代学、地球化学和Sr-Nd同位素研究的基础上，重塑了该机构岩浆活动的历史，阐明了火山岩与侵入岩之间的成因联系。

1 地质背景

黄岗梁火山-侵出隆起位于大兴安岭南段，南邻西拉木伦河-长春断裂，叠置在松辽地块之上(图1a)。研究区出露的地层包括二叠系大石寨组、哲斯组、林西组，侏罗系新民组，白垩系满克头鄂博组、玛尼吐组、白音高老组和第四系乌尔吉组。其中二叠系大石寨组主要为玄武岩、安山岩及凝灰质砂岩； 二叠系哲斯组主要为角岩、白色糖粒状大理岩和矽卡岩化灰岩； 二叠系林西组主要为变质粉砂岩、粉砂岩； 侏罗系新民组主要为粉砂岩、砂岩、砾岩、中酸性凝灰岩和安山质熔结角砾岩； 白垩系主要为火山岩与沉积岩； 第四系乌尔吉组主要为亚砂土，柱状节理发育(Yingetal., 2010)。

区内出露大面积中生代火山岩，前人(内蒙古地质矿产局，1991； Yingetal., 2010)将其划分为满克头鄂博组、玛尼吐组、白音高老组，其中满克头鄂博组主要为流纹岩、流纹质角砾凝灰岩及流纹质熔结凝灰岩等，与新民组沉积岩呈不整合接触； 玛尼吐组主要为安山岩、火山碎屑岩； 白音高老组主要为流纹岩、流纹质熔结凝灰岩、含角砾熔结凝灰岩和沉积岩夹层。此外，区内也发育大量侵入岩体，主要有早白垩世斑状二长花岗岩、石英二长斑岩、闪长玢岩和早白垩世中细粒黑云母花岗岩等。

2 岩相学及样品特征

黄岗梁火山-侵出隆起位于克什克腾旗北侧，呈北东东向展布的串珠状，是黄岗梁地区晚中生代火山活动末期的产物，叠置在早期形成的一系列火山机构之上，其产物在黄岗梁火山-构造隆起出露广泛，占据了整个构造隆起出露面积的一半以上(约700 km2)，是导致黄岗梁火山-构造隆起形成的决定性因素(图1b)。

黄岗梁火山-侵出隆起的岩浆活动可以划分为3个期次： 第1期的产物为火山灰流相的灰白色、灰色的流纹质晶屑凝灰岩，分布于火山-侵出隆起的最外侧，局部有塑性变形不明显的岩浆团块(图2a)，推测其为富含挥发分的岩浆沸腾外溢或火山灰云喷发所形成的，火山喷发方式为中心式喷发。第2期产物为侵出相的碎斑熔岩体，侵出覆盖在第1期产物流纹质晶屑凝灰岩之上，它们构成黄岗梁火山-侵出隆起的主体，推测其为流纹质岩浆侵出所形成的。核部的碎斑熔岩与边部的晶屑凝灰岩之间呈渐变过渡关系，其界线野外很难区分，整体表现为越向外侧晶屑粒径越小、晶屑含量略有减少、角砾(岩屑)含量增多、熔结现象越来越明显，该现象类似于部分学者所描述的熔离成因的熔结凝灰岩或碎斑熔岩所表现的特征(谢家莹等，1993)。第3期是斑状二长花岗岩的侵入，其总体围绕碎斑熔岩体的外侧侵位，从形态和产出部分可以推测是沿该火山机构晚期发育的环状断裂侵位的(图1b)。从火山机构中心到边缘的岩相依次为侵出相、浅成侵入相和火山灰流相，侵出相覆盖在灰流相之上，浅成侵入相围绕侵出相展布，这一接触关系为该火山岩和侵入岩的成因联系提供了空间上的依据。

本次分析的样品采自该火山机构岩浆活动第1期的产物流纹质晶屑凝灰岩、第2期的产物碎斑熔岩和第3期的产物斑状二长花岗岩。详细的采样位置见图1b、表1和表2。

流纹质晶屑凝灰岩，岩石新鲜面为灰色，风化面为浅灰色-灰色，主要成分为晶屑和凝灰物，晶屑主要为石英晶屑(15%～20%)和长石晶屑(15%～20%)，石英晶屑粒径约2 mm，长石粒径为2～3 mm； 凝灰物约占60%～70%，粒径小于2 mm(图2b)。局部可见熔结条带(图2c)。

碎斑熔岩主要为灰白色、灰黄色，块状构造，碎斑结构，碎斑晶主要为钾长石(20%～35%)、斜长石(10%～20%)和石英(10%～25%)，碎斑晶总体呈“碎而不散、散而不乱、乱而不远”的特征，且发育珠边结构。基质主要为粒状结构(图2d、2e、2f、2g)。

斑状二长花岗岩为浅肉红色，似斑状结构，块状构造。斑晶主要为钾长石(10%～15%)、斜长石(10%～15%)和石英(～10%)，钾长石为自形-半自形板状，粒径为2～5 mm，斜长石为自形-半自形板状，粒径3～5 mm，石英为他形粒状，粒径为3～5 mm。基质含量为60%～70%，成分主要为石英(15%～20%)、钾长石(～20%)、斜长石(～20%)及少量黑云母(5%～10%)，半自形-他形粒状，粒径为0.2～0.5 mm(图2h、2i)。

3 分析方法

锆石的制靶、阴极发光和SHRIMP U-Pb同位素测试全部在北京离子探针中心完成，单个锆石分析二次离子流束斑直径大小为25 μm，具体测试方法及流程参考宋彪等(2002)。对锆石测年结果采用Isoplot 3 程序处理。单个测试数据误差和206Pb/238U 的年龄加权平均值误差为1δ。

样品主、微量元素分析在国家地质实验测试中心完成，主量元素分析采用的仪器为X射线荧光光谱仪(PW4400)，H2O+的检测方法依据为GB/T14506.2-2010，FeO的检测依据为GB/T14506.14-2010，其余主量元素的检测依据为GB/T14506.28-2010。利用湿化学法可得到FeO的含量，而Fe2O3的含量为TFe2O3与FeO的差值。微量元素及稀土元素分析采用的仪器为等离子质谱仪(PE300Q)，检测依据为GB/T 14506.30-2010。

全岩Sr-Nd同位素测试在武汉上谱分析科技有限责任公司的MC-ICP-MS(Neptune Plus)上完成，相关的测试步骤及仪器参数详见Li等(2012)。实验采取的标样包括NBS987、AlfaSr、GSB、AlfaNd、BCR-2、RGM-2，其测试值与标准推荐值在误差范围内基本一致。本实验选择的岩石标样流纹岩RGM-2具有较高的Rb含量(149×10-6)和适中的Sr含量(108×10-6)，可以有效监控Rb的分离过程和测试结果。实验得到的145Nd/144Nd数据可以很好地指示质量分馏校正和144Sm校正。145Nd/144Nd推荐值为0.348 416±0.000 008(2δ；n=26； Lietal., 2012)。

4 分析结果

4.1 锆石U-Pb年龄

本次实验分别在3个靶样中选取形态完整、以长柱状为主的锆石进行测年，结果见表1。这些锆石Th/U值在0.27～0.56之间，其CL高清图像呈现环带发育的特征(图3a～3c)，属于岩浆锆石。

在流纹质晶屑凝灰岩(D3011)中共测试了15个锆石，其中，测试点2和点12不谐和，剩余13个测试点都位于U-Pb谐和线及其附近(图3d)，最终得到的206Pb/238U加权平均年龄值为140.27±0.93 Ma(MSWD=0.40)，代表流纹质晶屑凝灰岩的形成年龄。

在碎斑熔岩(D1577)中共测试了15个锆石，其中，测试点10和点12不谐和，剩余13个测试点都位于U-Pb谐和线及其附近(图3e)，最终得到的206Pb/238U加权平均年龄值为140.41±0.92 Ma(MSWD=0.94)，这一年龄值代表了碎斑熔岩的形成年龄。

在斑状二长花岗岩(D0050)中共测试了16个锆石，其中，测试点5和点14不谐和，剩余14个测试点都位于U-Pb谐和线及其附近(图3f)，最终得到的206Pb/238U加权平均年龄值为141.75±0.96 Ma(MSWD=1.2)，代表斑状二长花岗岩的形成年龄。

综上，黄岗梁火山-侵出隆起中火山岩与侵入岩的锆石结晶年龄在误差范围内一致(141.75～140.27 Ma)，说明该火山机构大规模的酸性岩浆是在短时间内定位的，这为其火山岩和侵入岩的成因联系提供了年代学制约。

4.2 岩石地球化学

4.2.1 主量元素

从表2可见，黄岗梁火山-侵出隆起第1期到第3期产物样品的SiO2含量介于66.13%～75.57%之间，K2O含量为3.82%～5.21%，全碱(K2O+Na2O)含量为8.12%～9.00%，表现出富碱和富钾的特征。在TAS图解上，样品点位于流纹岩-粗面岩区域，属于亚碱性岩类(图4a)。在A/NK-A/CNK图解上，样品点属于准铝质-过铝质岩(图4b)。在K2O-SiO2图解上，样品都属于高钾钙碱性系列(图4c)。在K2O-Na2O图解上，样品都属于钾质岩(图4d)。从第1期产物到第3期产物，其SiO2和K2O的含量呈连续降低的趋势(图4)，显示岩浆活动是由成分分带的酸性岩浆房逐层排出定位的。

4.2.2 稀土元素

从表2可见，黄岗梁火山-侵出隆起第1期到第3期产物样品均表现出富集轻稀土元素(LREE)以及重稀土元素分布(HREE)相对平坦的特征，ΣREE为137.7×10-6～363.9×10-6，在稀土元素球粒陨石标准化图(图5a)中，表现为右倾的V字形，强烈的负Eu异常，其中δEu介于0.14～0.47之间，(La/Yb)N值为3.10～9.98。从第1期到第3期产物，δEu的平均值连续增加，分别为0.22、0.21和0.39，(La/Yb)N的平均值连续升高，分别为5.96、6.46、7.46。

4.2.3 微量元素

在微量元素原始地幔标准化蛛网图(图5b)上，黄岗梁火山-侵出隆起第1期到第3期产物样品均表现出富集大离子亲石元素Rb、Th和U，强烈亏损大离子亲石元素Ba、Sr和高场强元素Ti、Nb、Ta的特征，并且异常程度从第1期到第3期逐渐降低。过渡元素Cr(<10.00×10-6)、Co(0.63×10-6～11.70×10-6)、Ni(0.56×10-6～8.92×10-6)的含量均很低，且从1期到第3期逐渐升高(表2)。

黄岗梁火山-侵出隆起不同岩相之间主量元素的连续变化，稀土元素球粒陨石标准化曲线和微量元素原始地幔标准化蛛网图的形态一致，均指示彼此之间密切的成因联系。

表2 黄岗梁火山-侵入杂岩主量(wB/%)和微量、稀土元素(wB/10-6)组成Table 2 Major(wB/%), trace elements and REE compositions(wB/10-6) of the Huanggangliang volcano-intrusive complex

续表 2-1 Continued Table 2-1

续表 2-2 Continued Table 2-2

图3 黄岗梁晶屑凝灰岩、碎斑熔岩和斑状二长花岗岩的部分锆石阴极发光图(a～c)和SHRIMP锆石U-Pb谐和图及206Pb/238U年龄图(d～f)Fig.3 Partial zircon CL images (a～c) and SHRIMP zircon U-Pb concordia and 206Pb/238U age diagrams (d～f) of the crystalline tuff, porphyroclastic lava, and porphyritic monzogranite from Huanggangliang

4.2.4 Sr-Nd同位素组成

黄岗梁火山-侵出隆起第1期到第3期产物样品的全岩Sr-Nd同位素分析结果见表3。所有样品具有几乎一致的εNd(t)值和二阶段Nd模式年龄tDM2，第1期产物流纹质晶屑凝灰岩样品的εNd(t)值为-0.43～-0.40，相应的二阶段Nd模式年龄tDM2均为0.98 Ga，(87Sr/86Sr)i为0.702 2～0.703 3。第2期产物碎斑熔岩样品的εNd(t)值为-0.36～-0.10，相应的二阶段Nd模式年龄tDM2为0.98 Ga和0.96 Ga，(87Sr/86Sr)i为0.704 5～0.704 7。第3期产物斑状二长花岗岩样品的εNd(t)值为-0.16～-0.08，相应的二阶段Nd模式年龄tDM2均为0.96 Ga，(87Sr/86Sr)i为0.705 4～0.705 7(图6)。

图4 黄岗梁火山-侵入杂岩TAS(a，Ir实线据 Irvine and Baragar，1971)、A/NK-A/CNK(b, 底图据Maniar and Piccoli, 1989)、K2O-SiO2(c，底图据Peccerillo and Taylor, 1976)和K2O-Na2O(d，据Middlemost，1975)图解Fig.4 TAS(a, Ir line after Irvine and Baragar, 1971), A/NK-A/CNK(b, after Maniar and Piccoli, 1989), K2O-SiO2(c, after Peccerillo and Taylor, 1976), and K2O-Na2O (d, after Middlemost, 1975) diagrams from the volcano-intrusive complex in the Huanggangliang

图5 黄岗梁火山-侵入杂岩稀土配分图(a)和微量元素原始地幔标准化蛛网图(b)(标准化数据据Sun and McDongough，1989)Fig.5 Chondrite-normalized REE patterns (a) and primitive mantle-normalized trace element spidergram (b) from the volcano-intrusive complex in the Huanggangliang (normalized values are from Sun and McDongough, 1989)

表3 黄岗梁火山-侵入杂岩全岩Sr-Nd同位素组成Table 3 Sr-Nd isotopic compositions of the Huanggangliang volcano-intrusive complex

图6 黄岗梁火山-侵入杂岩εNd(t)-SiO2图解(a)和εNd(t)-(87Sr/86Sr)i图解(b)(底图据Zindler and Hart，1986)Fig.6 εNd(t)-SiO2 (a) and εNd(t)-(87Sr/86Sr)i (b) diagrams from the volcano-intrusive complex in the Huanggangliang(after Zindler and Hart, 1986)

5 讨论

5.1 黄岗梁火山岩与侵入岩的关系

晶粥模型可以解释流纹质火山岩-花岗岩的成因联系，这一模型自2004年被提出至今，已得到了物理过程计算、计算机模拟、地球化学反演等方式的验证(Hildrelth，2004； Bachmann and Bergantz，2004； Gelmanetal., 2014)。该模型所构建的结晶分异过程主要是指颗粒在重力驱动下，可通过受阻沉降、压实作用等机制与熔体分离，受阻沉降是指在岩浆停止对流后，晶体颗粒以较低速率下沉，压实则是指晶粥体中的晶体颗粒受到重力作用，自下而上地将晶间熔体挤出。抽离熔体可形成高硅花岗岩或流纹质火山岩，而剩余堆晶则可能固结成花岗岩(Gelmanetal., 2014)。质疑晶粥模型的证据主要是全球全岩地球化学汇编中与火山岩同期的堆晶岩出露并不明显(Glazneretal., 2015)。黄岗梁晶屑凝灰岩、碎斑熔岩、斑状二长花岗岩的形成时代基本一致，为141.75～140.27 Ma。它们的εNd(t)变化范围很小，为-0.43～-0.08，相应的Nd模式年龄(tDM2)为0.98～0.96 Ga，表明其应起源于相同的源区，在εNd(t)-(87Sr/86Sr)i图中(图6b)，样品点分布在原始地幔附近，指示其可能来源于新元古代含有大量幔源组分的新生地壳物质(季根源等，2021)。并且，研究区火山岩与侵入岩产出的空间位置紧邻，说明它们之间存在密切相关的成因联系。黄岗梁火山-侵出隆起晶屑凝灰岩、碎斑熔岩、斑状二长花岗岩的SiO2和 K2O含量呈连续降低的趋势，呈现右倾的轻稀土富集模式，表现出富集大离子亲石元素Rb、Th和U，强烈亏损Ba、Sr和高场强元素Ti、Nb、Ta的特征，说明其来源具有相关性，很可能为同一岩浆房的产物。从主要氧化物与SiO2的协变图(图7)中可以看出： Al2O3、MgO、TFeO、TiO2、Na2O、CaO、MnO、P2O5与SiO2呈明显的负相关关系。这可能与岩浆演化过程中铁钛氧化物、斜长石和磷灰石的分离结晶有关。结合该隆起岩石样品强烈亏损Ba、Sr、P和Ti的特征，说明在岩浆演化过程中可能也发生了强烈的黑云母、斜长石、钾长石、磷灰石和铁钛氧化物的分离结晶作用。

图7 黄岗梁火山-侵入杂岩主要氧化物和SiO2协变图(阴影部分为实验下地壳部分熔融熔体的组成)(据Wolf and Wyllie，1994； Rapper and Watson, 1995； Springer and Seck, 1997； Sisson et al., 2005； Xiao et al., 2007)Fig.7 Major element oxide variations of the volcano-intrusive complex in the Huanggangliang (the shaded area represents the compositions of the experimental melts produced by partial melts of lower crustal rocks)(after Wolf and Wyllie, 1994； Rapper and Watson, 1995； Springer and Seck, 1997； Sisson et al., 2005； Xiao et al., 2007)

从主量元素与SiO2的协变图上(图7)，可以看出晶屑凝灰岩、碎斑熔岩和斑状二长花岗岩呈现出明显的分带性，推测其为同一岩浆房3个不同期次排出的产物。结合黄岗梁火山-侵入杂岩富含晶体的特征，推测其岩浆房可能为富含晶体的多晶粥状态，经过黑云母、斜长石、钾长石、磷灰石、锆石和铁钛氧化物的结晶分离，形成演化程度较高的熔体和演化程度较低的晶粥体。3种岩相的Eu/Eu*变化也支持了长石的结晶，经过晶屑凝灰岩(δEu平均值为0.22)和碎斑熔岩(δEu平均值为0.21)的抽离，残留的晶粥为相对富含斜长石的斑状二长花岗岩(δEu平均值为0.39)。晶屑凝灰岩和碎斑熔岩显示强烈的Ba和Eu亏损，这是典型的流纹质熔体的特征(Hildreth, 2004)。相对于晶屑凝灰岩和碎斑熔岩，斑状二长花岗岩中富集Zr、Ba，表明其富集锆石和长石(±黑云母)，这与晶粥模型中抽离熔体和堆晶体化学成分互补的特点一致(图8)。

黄岗梁火山岩与侵入岩之间具有成分上的互补关系，火山岩属于抽离的高硅熔体喷发/侵出的产物，而第3期较为基性的斑状二长花岗岩则属于同时期相对应的堆晶岩，SiO2含量较低。从早到晚，SiO2含量在很多地方都呈降低的趋势(张招崇等，1994； 王德滋等，2000； 周华等，2016； Wattsetal., 2016； Schaenetal., 2017)，黄岗梁火山机构也是如此，这与晶粥模型的特点一致，即岩浆房中的岩浆演化程度自上而下逐渐降低。

图8 黄岗梁火山-侵入杂岩Ba-Rb谐和图(a)和Zr-Rb谐和图(b)Fig.8 Ba-Rb (a) and Zr-Rb (b) diagrams from the volcano-intrusive complex in the Huanggangliang

影响岩浆最终定位方式的因素很多，既有岩浆自身的物理化学性质(尤其是粘度)，也有岩浆周边的构造条件、火山通道的宽窄及其中堵塞物的强度等因素。在诸多因素中，岩浆粘度是一个主要控制因素，岩浆粘度主要与岩浆成分、温度、挥发分含量及斑晶矿物的含量有关，酸性岩浆的粘度较大，不易溢出地表，更多表现为猛烈爆发(挥发分含量较高)或侵出(缺少挥发分)。火山通道的宽度与火山喷发的烈度往往成反比，火山通道越窄，越有利于岩浆中挥发分的聚集，一旦爆发，其烈度较大。火山通道越宽畅，岩浆更易溢出地表，也不利于岩浆中挥发分的聚集，即使爆发，其烈度往往也不大。

随着矿物颗粒的结晶，晶间熔体逐渐演变成高硅组分，晶体颗粒通过受阻沉降、压实作用等与熔体分离，晶间熔体被“抽离”到岩浆房顶部，形成SiO2含量较高的分层(Bachmann and Bergantz，2004)。这些高硅高钾的熔体粘度较大，易从带状火山通道喷发而出，形成流纹质晶屑凝灰岩(图9a)。随着岩浆中的挥发分被大量消耗和火山通道的宽度增大，火山作用的烈度降低，这些高硅熔体便沿火山通道挤出地表，形成碎斑熔岩(图9b)。最后在火山活动的末期，挥发分消耗殆尽，岩浆房压力较小，相对贫硅低钾的晶粥体沿着环状断裂侵入到火山口附近，形成斑状二长花岗岩(图9c)。

5.2 岩石成因

黄岗梁火山-侵出隆起火山-侵入杂岩属于高钾钙碱性准铝质-过铝质岩石，地球化学上表现为高Si、K和Na，低Ca、Al、Mg、P，富集大离子亲石元素Rb、Th和U，强烈亏损Ba、Sr和高场强元素Ti，Eu呈强烈的负异常(δEu介于0.14～0.47之间，平均值为0.27)，稀土元素配分曲线呈右倾的V字型，TFeO/MgO(4.06～13.06)和104×Ga/Al(3.04～5.03)值较高，与A型花岗岩的地球化学特征相似。在104×Ga/Al与Nb、Ce、K2O/MgO、TFeO/MgO等花岗岩分类判别图解中(Whalenetal., 1987)，黄岗梁地区所有样品点均落在A型花岗岩区域(图10)。在高分异的情况下，A型花岗岩与I型、S型花岗岩难以通过地球化学和矿物组成来区分(吴福元等，2007)。但高分异S型花岗岩的一个重要特征是P2O5含量与SiO2呈明显的正相关关系(Chappell and White, 1992)，黄岗梁岩石样品的P2O5含量与SiO2呈明显的负相关关系，明显不同于高分异S型花岗岩的化学特征。高分异I型花岗岩的TFeO含量较低，一般小于1%，形成温度较低，平均值为764℃； 而A型花岗岩的TFeO含量较高，一般大于1%，形成温度较高，一般大于800℃(Chappell and White, 1992； Kingetal., 1997)。黄岗梁岩石样品的TFeO含量为0.79%～5.11%，平均值为2.51%； 采用锆石饱和温度计得出的岩石形成温度为801～874℃，这些都属于A型花岗岩的特征，明显不同于高分异I型花岗岩。

图9 黄岗梁火山-侵出隆起形成过程示意图Fig.9 Schematic diagram of the formation process of Huanggangliang volcanic-extrusive uplift

目前对于A型花岗岩的成因仍有不同认识，主要的成因模式是： ① 富F麻粒岩相下地壳部分熔融(Whalenetal., 1987)； ② 幔源岩浆与壳源岩浆混合(Yangetal., 2006)； ③ 幔源的碱性基性岩-中性岩分异演化(Bonin, 2007)。幔源岩浆分异形成的A型花岗岩往往伴随着大规模同时代的基性-超基性岩产出(Turneretal., 1992)。黄岗梁地区仅在火山机构中部及西南边出现少量的闪长玢岩等中性岩石，缺少同时代的基性岩-超基性岩，基本可以排除其由幔源岩浆分异成因的可能。再者，如果是由幔源岩浆和壳源岩浆混合成因，那么A型花岗岩中应当有大量的暗色镁铁质包体发育(Yangetal., 2006； 张舒等，2009)，而黄岗梁火山-侵入杂岩中并未见到大量的暗色镁铁质包体，指示其由幔源与壳源岩浆混合而成的可能也不成立。一般地，地幔来源的岩浆其Nb/Ta值约为17.5，Nb/U平均值为47，Ce/Pb平均值为27； 而地壳来源的岩浆其Nb/Ta值为11.0～12.0，Nb/U平均值为6.2，Ce/Pb平均值为3.9(Green, 1995； Hofmann, 1988； Rudnick and Gao, 2003)。黄岗梁火山-侵入杂岩的Nb/Ta值为9.27～15.99，Nb/U值为3.10～13.72，Ce/Pb值为0.21～7.36，这与地壳来源的岩浆成分相似。实验岩石学显示，玄武岩/变玄武岩在800～3 200 MPa压力下部分熔融可形成具有高钾钙碱性特征的中酸性熔体(Rapp and Watson, 1995)，并且熔体具有低MgO、Mg#(<45)和高Al2O3含量。黄岗梁火山-侵入杂岩主量元素的组成与实验岩石学下地壳部分熔融的熔体一致(图7)。

黄岗梁岩石样品Sr含量为42.2×10-6～253.0×10-6，Yb含量为3.41×10-6～7.80×10-6，属于低Sr、高Yb花岗岩类，表明其形成时源区处于较低的压力环境(张旗等，2006)。此外，A型花岗岩是在高温下形成的，这种高温热源可以由软流圈上涌或幔源镁铁质岩浆的底侵和侵入作用提供(Wuetal., 2002)。

综上，黄岗梁火山-侵入杂岩是在早白垩世软流圈上涌或者幔源镁铁质岩浆的底侵作用下，诱发上覆地壳发生大规模部分熔融形成的。

图10 黄岗梁火山-侵入杂岩成因类型判别图解(a～d底图据King et al., 1997)Fig.10 The genetic type discrimination diagrams from the volcano-intrusive complex in the Huanggangliang (a～d after King et al., 1997)

6 结论

(1) 黄岗梁火山-侵出隆起晶屑凝灰岩、碎斑熔岩和斑状二长花岗岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄分别为140.27±0.93 Ma、140.41±0.92 Ma和141.75±0.96 Ma，在误差范围内一致，属于早白垩世。

(2) 黄岗梁火山-侵入杂岩属于高钾钙碱性系列岩石，具有准铝质-过铝质A型花岗岩的特征，是从下地壳部分熔融形成的岩浆房中逐层排出形成的。其中，第1期产物晶屑凝灰岩是演化程度较高的高硅熔体喷发形成的，第2期产物碎斑熔岩是高硅熔体侵出形成的，第3期产物斑状二长花岗岩是演化程度较低的晶粥体沿该火山机构晚期发育的环状断裂侵位形成的。