遼東半島早白堊世地殼運動性質
——來自蘭河峪巖體的證據

魏明輝，石紹山，尤洪喜

1．吉林大學地球科學學院，吉林長春130026；

2.中國地質調查局沈陽地質調查中心（沈陽地質礦產研究所），遼寧沈陽110034

遼東半島早白堊世地殼運動性質
——來自蘭河峪巖體的證據

魏明輝1，2，石紹山2，尤洪喜2

1．吉林大學地球科學學院，吉林長春130026；

2.中國地質調查局沈陽地質調查中心（沈陽地質礦產研究所），遼寧沈陽110034

通過對遼東半島蘭河峪巖體鋯石SHRIMP U-Pb年齡和地球化學特征進行研究，將蘭河峪巖體高鉀鈣堿性系列巖石形成時代歸入早白堊世.本溪縣蘭河峪巖體形成的壓力環境為0.8～1.0 GPa，推測本區的花崗巖巖漿形成時源區物質來源于30～40 km的地殼深處，地殼較薄.在花崗巖Rb-（Y+Nb）圖和Y-Rb圖解中，所有的樣品都落入板內花崗巖區內，判斷當時遼東陸塊處在后造山期，巖石圈減薄環境中，反映當時處于伸展構造環境中.蘭河峪花崗巖為遼東陸塊在早白堊世處于伸展環境中提供了又一有利的證據.

地球化學；鋯石SHRIMP U-Pb年齡；早白堊世；遼東半島；本溪縣；蘭河峪

中生代花崗巖在華北東部廣泛發育.近年來對于中國東部中生代酸性巖漿巖的構造環境問題有不同的觀點：1）中國東部中生代中酸性巖漿巖與太平洋板塊向西俯沖有關，產于島弧環境［1-4］；2）華北克拉通下地殼拆沉作用的產物［5］；3）陸內伸展作用的影響［6-7］.

1 地理位置及地質概況

研究區位于遼寧省東部山區，行政區劃隸屬遼寧省本溪市本溪縣.

區內出露地層有：新元古界青白口系變質石英砂巖和沉積巖；古生界寒武系—奧陶系灰巖；石炭系含煤系沉積巖；中生界侏羅系沉積巖；白堊系小嶺組火山巖和第四系（圖1）.

2 實驗方法

單顆粒鋯石分選工作由國土資源部東北礦產資源監督檢測中心完成.將樣破碎、經磁選和電選后，在雙目鏡下逐粒挑選.鋯石陰極發光（CL）圖像和鋯石SHRIMP U-Pb定年由中國地質科學院地質研究所北京離子探針中心完成.在測年之前，將單顆粒鋯石粘在環氧樹脂澆注的樣品靶上，經拋光打磨后，進行反射光、透射光以及陰極發光圖像采集.陰極發光（CL）圖像采用GATAN公司Chroma陰極發光探頭的HTACHIS-3000N掃描電鏡上完成.鋯石SHRIMP U-Pb定年采用標準鋯石TEM和M257用來進行206Pb/238U年齡和U、Th含量校正.根據實測204Pb校正普通Pb.測試點采取5組掃描，單點誤差為1σ，樣品加權平均年齡誤差為2σ，置信度 95%.數據處理使用 SQUID1.02和ISOPLOT2.49程序［8］，詳細的分析原理及流程參見文獻［9］.

圖1 研究區地質簡圖Fig.1 Geological sketch map of the study area1—第四系（Quaternary）；2—早白堊世火山巖（Early Cretaceous volcanic rock）；3—侏羅系沉積巖（Jurassic sedimentary rock）；4—石炭－二疊系沉積巖（Carboniferous-Permian sedimentary rock）；5—寒武－奧陶系灰巖（Cambrian-Ordovician limestone）；6—青白口系石英巖（Qingbaikouan quartzite）；7—早白堊世堿性雜巖（Early Cretaceous alkalic complex）；8—早白堊世中粒堿長花崗巖（Early Cretaceous medium-grained alkali-feldspar granite）；9—早白堊世細粒堿長花崗巖（Early Cretaceous fine-grained alkali-feldspar granite）；10—早白堊世正長花崗巖（Early Cretaceous syenogranite）；11—中侏羅世閃長巖（Middle Jurassic diorite）；12—元古宙片麻狀花崗巖（Proterozoic gneissic granite）；13—早白堊世花崗斑巖（Early Cretaceous granite porphyry）；14—實測斷層（surveyed fault）；15—推測斷層（inferred fault）；16—采樣位置（sampling location）

全巖樣品元素組成分析在國土資源部東北礦產資源監督檢測中心室驗室完成.主量元素用X熒光光譜法（XRF）測定，誤差小于0.5%.微量元素Zr、Sr、Ba、Zn、Rb和Nb用X熒光光譜法完成，誤差分別為Ba= 5%，其他元素小于3%.稀土元素及V、Ni、Co、U、Th、Ta和Hf用等離子體光質譜儀分析完成，誤差小于5%.

3 蘭河峪巖體形成時代

本文進行U-Pb同位素測試的鋯石樣品N-TW14（采樣坐標東經124°25′33″，北緯41°09′56″）采自蘭河峪鄉黃嶺子附近.風化面為紅灰色，新鮮面為肉紅色，細粒花崗結構，塊狀構造.主要礦物：石英，無色，他形粒狀，粒度0.5～1.5 mm，含量35%～40%；鉀長石，肉紅色，自形—半自形板柱狀，粒度0.5～2.0 mm，含量50%～60%；斜長石，白色，自形半自形粒狀，粒度0.3～1.5 mm，含量1%～3%.暗色礦物為角閃石，含量1%～3%，已蝕變，析出的磁鐵礦沿長軸方向分布，呈柱狀晶形假像.

對測年樣品N-TW14進行分析，結果見表1和圖2.樣品中鋯石顆粒大都在100～150 μm左右，呈長柱狀，長寬比為1∶2～1∶3，發育明顯的振蕩環帶，是典型的巖漿鋯石.對10顆鋯石的10個數據點進行分析.U含量67×10-6～194×10-6、Th含量為61×10-6～433×10-6、Th/ U比值為0.57～1.19（表1）.數據基本落在諧和線上（圖2）.其中8個數據207Pb/206Pb加權平均年齡為124±2 Ma（MSWD=1.01），代表巖體的形成年齡.

圖2 蘭河峪巖體鋯石SHRIMP U-Pb年齡諧和圖Fig.2 Zircon SHRIMP U-Pb age concordia diagram of the Lanheyu intrusive rock

4 巖石地球化學特征

蘭河峪巖體主量元素、微量元素和稀土元素特征見表2.本文投點圖采用Geokit完成［10］.

4.1 主量元素特征

蘭河峪巖體主量元素中SiO2含量為68.73%～77.23%（平均73.53%），Na2O為3.15%～4.86%（平均4.26%），K2O為4.11%～4.86%（平均4.57%），里特曼指數σ＝1.60～3.39（平均2.61），Na2O-2

圖3 蘭河峪巖體K2O-SiO2圖解（實線據PeccerilloR,Taylor SR,1976；虛線據Middlemost E AK,1985）Fig.3 The K2O-SiO2diagram for Lanheyu intrusive rock（Solid lines after PeccerilloR,Taylor SR,1976;dotted lines after Middlemost E AK,1985）

4.2 微量元素特征

蘭河峪巖體微量元素原始地幔標準化蛛網（圖4）整體呈右傾型，傾角較小，富集大離子親石元素（LILE）Rb、Th、K，貧高場強元素（HFSE）Ta、P、Ti.Nb/Ta比值為16.67～151.85.

圖4 蘭河峪巖體微量元素原始地幔標準化蛛網圖（標準化值來自Wood,1979）Fig.4 Primitive mantle-normalized trace element spiderdiagram of the Lanheyu intrusive rock（Normalized value after Wood,1979）

表1 蘭河峪巖體鋯石SHRIMP U-Pb年齡表Table 1 Zricon U-Pb age of the Lanheyu intrusive rock

在球粒隕石標準化稀土元素配分圖解上（圖5），巖體總體為右傾，呈“海鷗式”分布.稀土總量較低，ΣREE= 127.31×10-6～286.95×10-6（平均204.17×10-6）；LREE＝110.02×10-6～257.17×10-6（平均185.03）；巖石的輕重稀土比LREE/HREE=6.13～12.30（平均9.97），巖石的（La/Yb）N=5.11～12.96（平均8.90），輕重稀土分異程度較強烈；具有輕虧損Eu負異常，δEu=0.07～0.54（平均0.29），巖漿的分異程度強.

圖5 蘭河峪巖體稀土元素球粒隕石標準化模式圖（標準化來自Taylor and McLennan,1985）Fig.5 Chondrite-nomalized REE patterns of the Lanheyu intrusive rock（After Taylor and McLennan,1985）

5 討論

前人將本溪縣蘭河峪巖體細粒堿長花崗巖時代歸屬晚侏羅世??遼寧省地質局區域地質測量隊二分隊.地質圖說明書K-51-XXIX（寬甸幅）.1976..筆者工作獲得SHRIMP鋯石U-Pb年齡為124±2 Ma，其形成時代為早白堊世.

花崗巖為高鉀鈣堿性系列或鉀玄巖系列，且Na2O/K2O的比值接近1，可以用來判斷地殼厚度［11］.本溪縣地區蘭河峪巖體為高鉀鈣堿性系列，Na2O/K2O平均值等于0.95，其形成的壓力環境在0.8～1.0 GPa，推測本區的花崗巖巖漿形成時源區物質存在于30～40 km的地殼深處［12］，地殼較薄.

圖6 蘭河峪巖體Rb-（Y+Nb）圖（據Pearce等,1984）Fig.6 Rb（-Y+Nb）diagram for Lanheyu intrusive rock（After Pearce et al.,1984）WPG—板內花崗巖（within plate granite）；Syn-COLG—同碰撞花崗巖（syn-collisional granite）；VAG—火山弧花崗巖（volcanic arc granite）；ORG—洋脊花崗巖（oceanic ridge granite）

表2 蘭河峪巖體主量、微量元素和稀土元素分析結果表Table 2 Major,trace and rare earth elements of Lanheyu intrusive rock

在Rb-（Y+Nb）圖解（圖6）和Y-Rb圖解（圖7）上，所有樣品均落入WPG板內花崗巖區域內，結合推測本區地殼厚度為30～40 km，可以判斷遼東陸塊當時在早白堊世處在造山后期，為巖石圈減薄環境中，反映當時處于伸展構造環境.

圖7 蘭河峪巖體Y-Rb圖（據Pearce等,1984）Fig.7 Y-Rb diagram for Lanheyu intrusive rock（After Pearce et al.,1984）WPG—板內花崗巖（within plate granite）；VAG+Syn-COLG—火山弧花崗巖+同碰撞花崗巖（volcanic arc granite and syn-collisional granite）；ORG—洋脊花崗巖（oceanic ridge granite）

侏羅紀以來，遼東地塊受到強烈的構造-巖漿活動的改造，白堊紀達到鼎盛階段.這一階段的構造-巖漿活動性，是華北克拉通巖石圈減薄和克拉通破壞的結果，尤其是在晚中生代，伸展作用異常強烈，遼南變質核雜巖構造的發育為其提供了有利的證據［13］.近年來對A型花崗巖的研究也為我國東部早白堊世處于伸展構造提供了有利的證據.遼東半島有千山花崗巖［14］和四平街巖體.通遼地區以崗山巖體為代表的A型花崗巖有近十個巖體，以及在燕遼帶中的A型花崗巖，大都在120～130 Ma形成的［15］.蘭河峪花崗巖巖體為遼東陸塊在早白堊世處于伸展環境中提供了又一有利的證據.

6 結論

（1）本溪縣蘭河峪巖體形成于年齡為124±2 Ma，將其時代歸入早白堊世，形成壓力在0.8～1.0 GPa之間.

（2）蘭河峪巖體形成于厚度30～40 km地殼深處，屬于減薄的地殼.形成環境處于后造山期陸內伸展環境中，為遼東地區早白堊世處于伸展環境中提供了又一有利的證據.

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THE CRUSTAL MOVEMENT CHARACTERISTICS OF LIAODONG PENINSULA IN EARLY CRETACEOUS EPOCH：Evidence from the Lanheyu intrusive rock

WEI Ming-hui1,2,SHI Shao-shan2,YOU Hong-xi2

1.College of Earth Sciences,Jilin University,Changchun 130026,China;
2.Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources,CGS,Shenyang 110034,China

With study on the zircon SHRIMP U-Pb age and geochemical characteristics of the Lanheyu intrusive rock in Liaodong peninsula,the high-K calc-alkali series rock is proved to be formed in Early Cretaceous Epoch.According to the formation pressure of 0.8-1.0 GPa of the Lanheyu rock body in Benxi region,it is speculated that the source materials of granite magma came from 30-40 km deep below the thin crust.In the Rb-（Y+Nb）and Y-Rb diagrams of granite,all the samples fall into the WPG（within plate granite）area,concluding the Liaodong block was in the post-orogenic stage with lithosphere thinning,which reflected an extensional tectonic environment.The Lanheyu granite provides a favorable evidence for the extensional environment during the Early Cretaceous Epoch of Liaodong continental block.

geochemistry;zircon SHRIMP U-Pb age;Early Cretaceous Epoch;Liaodong Peninsula;Benxi County; Lanheyu

1671-1947（2015）05-0418-06

P542

A

2014－06－09；

2014-07-04.編輯：李蘭英．

中國地質調查局項目“遼寧1∶5萬本溪縣（K51E017017）、草河掌（K51E018017）、田師傅（K51E017018）、南孤山子（K51E018018）幅區調”（編號1212011120731）.

魏明輝（1981—），男，工程師，現從事礦產地質普查工作，通信地址遼寧省沈陽市皇姑區黃河北大街280號，E-mail//wakes123@163.com

石紹山（1977—），男，工程師，現從事于礦產地質普查及地球化學專業工作，通信地址遼寧省沈陽市皇姑區黃河北大街280號，E-mail// shishaoshan321@163.com