黑龍江省豐巒—鶴林農場一帶晚三疊—早侏羅世二長花崗巖地球化學特征及其意義

李春娟

（黑龍江省有色金屬地質勘查七〇七隊，黑龍江綏化152054）

黑龍江省豐巒—鶴林農場一帶晚三疊—早侏羅世二長花崗巖地球化學特征及其意義

李春娟*

（黑龍江省有色金屬地質勘查七〇七隊，黑龍江綏化152054）

通過對豐巒—鶴林農場晚三疊—早侏羅世二長花崗巖的巖石化學分析，表明該地區晚三疊—早侏羅世二長花崗巖輕、重稀土分餾明顯，重稀土分餾較弱；球粒隕石標準化稀土配分模式為輕稀土富集，重稀土虧損的右傾型。研究區花崗巖Zr/Hf值為18.78～43.84，地幔平均值為34～60，顯示出殼幔混源的特征。通過花崗巖MgO-FeOT和CaO-MgO+FeOT構造環境判別圖可知二長花崗巖形成于俯沖帶的構造環境。

豐巒—鶴林農場；二長花崗巖；地球化學特征

黑龍江小興安嶺—張廣才嶺地區位于松遼盆地的東緣，屬于松嫩地塊的組成部分；東以嘉蔭—依蘭—牡丹江斷裂為界與佳木斯地塊相接；北以黑河—嫩江斷裂為界與興安地塊相連。該區是我國東北的一條重要的鉛、鋅成礦帶。近年來在該區的找礦取得了很大的突破，相繼發現了一批大、中、小型礦床、礦點，經研究發現，這些礦床的成因均與晚三疊—早侏羅世二長花崗巖密切相關。豐巒、鶴林農場一帶位于小興安嶺—張廣才嶺成礦帶內，且區內大面積出露花崗類巖石，但關于該區花崗巖研究的文獻卻寥寥無幾。對與成礦關系最為密切的晚三疊—早侏羅世二長花崗巖進行巖石地球化學特征研究，以期能夠對找礦有進一步的意義。

1　區域地質背景

研究區地層區劃屬張廣才嶺—完達山地層大區松花江地層區伊春—尚志地層分區。區域出露地層有古生界二疊系下統土門嶺組（P1t）細砂巖、粉砂巖互層、中粗粒長石石英砂巖夾大理巖、粉砂質板巖，新生界第四系現代河床河漫灘堆積層（Qhal）。

研究區大地構造位置位于興安嶺—內蒙地槽褶皺區，伊春—延壽褶皺系，豐茂—亞布力地槽褶皺帶、格金河—雙河斷褶束［7］。

區域巖漿活動頻繁，未見火山巖，侵入巖發育，按侵入期次分為晚奧陶世角閃輝長巖、似斑狀黑云母二長花崗巖；中石炭世片麻狀黑云母二長花崗巖；晚三疊—早侏羅世輝石閃長巖、中粗粒二長花崗巖、斜長花崗巖、正長花崗巖；早白堊世花崗斑巖、石英斑巖、正長斑巖。該區內脈巖為閃長巖、閃長玢巖、花崗細晶巖。

2　巖石學特征

巖石風化面呈淺肉紅、褐色，新鮮面多呈灰色。具中粗粒似斑狀花崗結構，局部巖石具由中粗—粗中粒似斑狀結構的漸變變化，塊狀構造。鉀長石似斑晶：多呈淺肉紅、褐色，半自形寬板狀，大小1～2cm，為巨粒級，條紋長石為主，次為微斜條紋長石，占5%～15%；基質：中粗粒結構，主要礦物有：鉀長石：淺肉紅、淺灰色寬板狀半自形，以條紋長石為主，次為微斜條紋長石，條紋斑塊狀、樹枝狀、脈狀和鱗片狀，卡氏雙晶發育白色、褐色，半自形寬板狀、板柱狀、他形粒狀，弱環帶—環帶清晰，格子狀雙晶隱約可見，聚片雙晶殘留邊緣局部與石英呈文象交生，晶體包含斜長石小晶體呈交代凈邊結構，粒徑2～7mm，含量30%～40%；斜長石：呈寬窄不一的細密聚片雙晶紋，以更長石為主，少為更中—中長石，大小2～6mm，含量25%～35%；石英：灰白色、煙灰色，他形粒狀集合體，波狀消光，局部與鉀長石或黑云母鑲嵌分布，粒徑2～5mm，含量20%～45%；暗色礦物以黑云母為主，較富鐵質，褐色，片狀集合體，吸收性明顯，粒徑0.5～2.0mm，含量2%～5%，為鐵質黑云母；角閃石：綠色，不規則或半自形柱狀。

3　花崗巖地球化學特征

本次工作選取了3件具有代表性的樣品進行主量元素、微量元素、稀土元素分析，分析測試結果見表1，表2，表3。

3.1主量元素地球化學特征

表1　研究區二長花崗巖巖硅酸鹽分析結果表

表2　研究區侵入巖微量元素分析結果一覽表

表3　研究區二長花崗巖稀土元素分析結果表

晚三疊世—早侏羅世二長花崗巖SiO2含量介于73.68%～76.90%之間，平均含量為75.27%，屬酸性巖石；Na2O+K2O含量介于8.06%～8.65%之間，W （K2O）/W（Na2O）介于1.13～1.83之間，屬富鉀質巖系；A/CNK主要介于1.04～1.05之間，屬過鋁質巖石，SiO2過飽和型巖石；里特曼指數δ為1.25～2.12，主要屬于鈣堿性系列（見圖1、圖2）。顯示出富K鈣堿性系列花崗巖特征，Al含量相對稍偏高，A/CNK均＞1.1，表現出S型花崗巖特征。巖石分異指數（DI）為88.33～95.84，反映分異程度較高。

圖1　研究區二長花崗巖全堿SiO2圖

3.2稀土元素地球化學特征

研究區晚三疊—早侏羅世二長花崗巖稀土元素總量∑REE為（61.88～212.52）×10-6，平均值為123.34× 10-6；LREE為（56.50～192.78）×10-6，平均值為110.71× 10-6；LREE/HREE的變化范圍為6.49～10.50，平均值為8.92；（La/Yb）N變化范圍為5.79～14.55，平均值為10.11，（Gd/Yb）N變化范圍為1.20～3.96，平均值為2.24，總體看區內巖石輕、重稀土分餾明顯，重稀土分餾較弱；具有Eu負異常（δEu=0.19～0.25，平均值為0.23）及弱Ce負異常（δCe=0.82～0.89，平均值為0.86），球粒隕石標準化稀土配分模式（圖4）為輕稀土富集，重稀土虧損的右傾型。Eu的負異常可能是由斜長石分離結晶作用引起的。

圖2　研究區二長花崗巖FAM圖

圖3　研究區二長花崗巖SiO2-K2O圖

3.3微量元素地球化學特征

原始地幔標準化微量元素蛛網圖（圖5）中，相對富集Rb、K和化學性質活潑的不相容元素Pb等大離子親石元素（LILEs），虧損高場強元素Nb、Ta、P、Ti等，樣品中P、Ti的強烈虧損表明巖漿經歷了磷灰石、鈦鐵礦、榍石、角閃石、黑云母等含P、Ti礦物的分離結晶。Nb、Ta的虧損反映了巖漿來源于地殼或是受到了地殼物質的強烈混染。Sr含量隨著巖漿的演化，降低趨勢加劇，這同Eu的變化基本一致，反映巖漿演化晚期發生了以斜長石為主的分離結晶。

圖4　稀土元素球粒隕石標準化分布型式圖

圖5　微量元素原始地幔標準化蛛網圖

3.4花崗巖的源區組成

研究區花崗巖屬于典型的高鉀鈣堿性花崗巖，稀土元素總量∑REE含量較低，在（38.94～256.86）×10-6之間，平均值為138.14×10-6，明顯低于A型花崗巖的∑REE平均值，與S型花崗巖的∑REE基本一致。

研究區花崗巖鋁飽和指數Al2O3/（CaO+Na2O+ K2O）（分子數之比）一般介于0.62～1.83之間，基本均大于1，里特曼指數σ介于2.07～7.87之間，應屬過鋁質鈣堿性巖石系列。K2O含量一般介于2.99%～6.82%之間，多數大于4%，CaO含量介于0.23%～6.80%之間，平均值1.59，屬高鉀低鈣巖系，為富鉀鈣堿性花崗巖類（KCG），巖石具明顯的低Sr高Yb的微量元素特征，與斜長石平衡，源區相當于斜長角閃巖相，形成于較淺的深度。稀土元素曲線圖反映該花崗巖類巖漿是巖漿經結晶分異后的殘余巖漿、上升侵位形成的，也具有部分幔源巖漿的成分，但花崗巖類地殼物質參與的比例大一些。表明花崗巖類的巖漿為地殼+地幔混合來源。研究區花崗巖Zr/Hf值為18.78～43.84，地幔平均值為34～60（Wedepohl et al.，1977），同樣也顯示出殼幔混源的特征。

3.5花崗巖成巖構造環境判別

通過花崗巖MgO-FeOT和CaO-MgO+FeOT構造環境判別圖（圖6）可知，區內花崗巖均為IAG+ CAG+CCG型，屬造山類花崗巖。在Rb-Y+Nb構造環境判別圖中（圖6）巖石樣品點均落入VAG（火山弧花崗巖）區域內，在Nb-Y判別圖中（圖6），數據點主要落VAG+syn-COLG（火山弧花崗巖+同碰撞花崗巖）區域內，反映花崗巖為形成于俯沖帶的構造環境。巖漿相對富集Rb、Ba、K等大離子親石元素，虧損Nb、P、Ti等高場強元素的特征也反映了巖漿形成于與俯沖帶有關的陸緣環境或島弧構造環境。

晚三疊—早侏羅世二長花崗巖R1-R2（圖7）構造關系圖解上投點較集中，主要落在同碰撞與造山后花崗巖區，而在微量元素構造環境判別圖解中（圖6）則主要落在火山弧花崗巖區，向板內花崗巖區靠近，顯示造山作用晚期構造體制轉換后的伸展作用伴隨的巖漿活動響應。

圖6　花崗巖形成的構造環境判別圖

4　結論及認識

（1）研究區內二長花崗巖巖石輕、重稀土分餾明顯，重稀土分餾較弱；球粒隕石標準化稀土配分模式為輕稀土富集，重稀土虧損的右傾型。多數二長花崗巖Eu呈現負異常，Eu的負異常可能是由斜長石分離結晶作用引起的。

（2）研究區二長花崗巖具明顯的低Sr高Yb的微量元素特征，Zr/Hf值為18.78～43.84，地幔平均值為34～60（Wedepohl et al.，1977），顯示出殼幔混源的特征。

圖7　花崗巖類R1、R2構造環境判別圖解

（3）通過花崗巖MgO-FeOT和CaO-MgO+ FeOT構造環境判別圖可知，區內二長花崗巖屬造山類花崗巖。在Rb-Y+Nb構造環境判別圖中巖石樣品點均落入VAG（火山弧花崗巖）區域內，在Nb-Y判別圖中，數據點主要落VAG+syn-COLG（火山弧花崗巖+同碰撞花崗巖）區域內，反映晚三疊—早侏羅世二長花崗巖為形成于俯沖帶的構造環境。

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1004-5716（2016）03-0145-05

2015-11-30

2015-12-15

李春娟（1984-），女（漢族），黑龍江綏化人，工程師，現從事地質勘查工作。