膠東大澤山、天柱山花崗巖巖石成因和構造背景:地球化學、鋯石U-Pb年代學及Lu-Hf同位素約束

王立功，李秀章，于曉衛，祝德成，王英鵬，張 文，柯昌輝，胡兆國，郭瑞朋，郝興中

1.山東省地質調查院，濟南 250013 2.中國地質科學院礦產資源研究所/自然資源部成礦作用與資源評價重點實驗室，北京 100037 3.中國冶金地質總局山東正元地質勘查院，濟南 250101

0 引言

膠東成礦區金礦十分發育，是我國最重要的金礦集區，已探明金資源儲量5 000余t，成為世界第三大金礦集中區[1]，是環太平洋中生代金成礦系統的重要組成部分[2]。膠東金礦形成于早白堊世晚期，定年結果顯示形成于125～110 Ma[2-5]，與該地區大規模中生代巖漿巖時空伴生[6-8]。中生代華北克拉通發生了以花崗巖為主的巖漿侵位事件，記錄了區域構造演化及巖石圈減薄的地質過程和信息，導致華北大陸巖石圈的厚度由>200 km銳減為克拉通東部的60～80 km[9-12]。這些巖漿起源與演化的過程對于認識膠東地區巖石圈結構、巖石圈大規模減薄和膠東金礦成礦作用有重要的意義。

早白堊世晚期巖漿巖在膠東廣泛出露，前人對膠東東部三佛山、澤頭、偉德山和膠東西部的南宿、艾山、牙山等巖體開展了一些研究工作，研究結果表明其成巖時代為120～110 Ma，普遍表現出明顯的稀土元素分餾、弱負銪異常、高Y質量分數和低Sr/Y 值等特征[13-16]，但在其源區物質來源和成因機制等方面仍存在爭議。為了深入研究膠東早白堊世晚期巖漿活動和成礦過程，本文對膠東西部大澤山、天柱山花崗巖體進行了野外地質調查，開展了詳細的巖相學、主微量元素地球化學、鋯石U-Pb 年代學及Lu-Hf 同位素研究，討論了巖體的地球化學類型、成因、源區、構造背景，對進一步認識該期巖漿巖的巖石成因和區域金礦成礦構造動力學背景具有重要意義。

1 地質背景與地質體特征

膠東地區大地構造位置處于太平洋板塊西緣、華北板塊東緣和蘇魯超高壓變質帶以北，經歷了長期、復雜的構造運動[17]。區內變質巖建造由太古宇膠東巖群、古元古界荊山群和粉子山群及新元古界蓬萊群組成。該區中生代侵入巖廣泛發育，主要侵入前寒武紀基底變質巖中，可以分為4期：晚三疊世后碰撞花崗巖(215～205 Ma)、晚侏羅世玲瓏期鈣堿性花崗巖(165～150 Ma)、早白堊世早期郭家嶺期高鉀鈣堿花崗巖(140～125 Ma)和早白堊世晚期偉德山期高鉀鈣堿性花崗巖(120～110 Ma)[17-19]。其中偉德山期(120～110 Ma)侵入巖是燕山晚期最強烈巖漿活動的產物(圖1)，主要包括膠東西部的大澤山、天柱山、南宿、艾山、牙山和膠東東部三佛山、澤頭、偉德山、院格莊、周官、海陽等巖體等，出露總面積為1 582 km2。

大澤山、天柱山巖體分布于平度市秦姑庵—北寺、大澤山鎮—蔣家一帶(圖2)，位于北北東向的招風頂脈巖帶北延及北西向斷裂構造的交匯部位，侵入玲瓏期花崗巖和古元古代變質地層中，以北西向斷裂為界。大澤山巖體呈橢圓狀，長軸與脈巖帶走向一致，長軸約7.0 km，短軸4.5 km；天柱山巖體呈近東西向展布的不完整的環帶狀，長軸7.5 km，短軸4.0 km。天柱山巖體具有“核幔結構”，核部巖性為中粒花崗閃長巖，內部含有細粒花崗閃長巖包體，次之為細粒花崗閃長巖(二長花崗巖)，邊緣相為含斑中粗粒二長花崗巖；大澤山巖體主要出露含斑中粗粒二長花崗巖，少量含斑中細粒黑云母花崗閃長巖。巖體內部不同巖類之間為脈動侵入關系，相同巖類、不同巖性多為巖相接觸，未見截然界面。

2 巖相學特征

大澤山、天柱山巖體主要巖石類型如圖3所示。

含斑中粗粒二長花崗巖(圖3a)：巖石呈淺肉紅色，半自形粒狀結構，塊狀構造(圖3d、e)。巖內含極少量斑晶(<5%)，主要為鉀長石，粒徑0.5～1.0 cm，具條紋結構和包含結構(圖3f)。基質主要礦物為斜長石(30%～35%)、鉀長石(35%～40%)、石英(20%～25%)及黑云母(<5%)等。斜長石呈半自形板狀，粒徑2.0～8.0 mm，聚片雙晶，環帶結構偶見，表面具絹云母化、高嶺土化；鉀長石呈半自形板狀，粒徑2.0～9.0 mm，多具條紋結構；石英呈他形粒狀，粒徑2.0～7.0 mm，波狀消光；黑云母呈半自形片狀，粒徑2.0～4.0 mm，淺棕色—深褐色，具綠泥石化。副礦物為鋯石、磷灰石、榍石及不透明礦物。

含斑中粒花崗閃長巖(圖3b)：巖石呈灰白色，半自形粒狀結構或似斑狀結構，塊狀構造(圖3g)。鉀長石、斜長石斑晶，粒徑為6.0～10.0 mm，體積分數<5%。基質主要礦物為斜長石(45%～55%)、鉀長石(15%～20%)、石英(30%～35%)及黑云母(5%)等。斜長石呈半自形板狀，粒徑2.0～4.0 mm，聚片雙晶，微弱絹云母化；鉀長石，粒徑2.0～5.0 mm，包含結構，條紋結構；石英呈他形粒狀，粒徑2.0～5.0 mm，波狀消光，表明具有細小裂紋；黑云母呈半自形葉片狀，粒徑0.5～4.0 mm，淺褐色—深棕色，具綠泥石化。副礦物為鋯石、榍石、磷灰石及少量不透明礦物。

含斑細粒花崗閃長巖(圖3c)：巖石呈灰白、淺肉紅色，似斑狀結構，塊狀構造(圖3h)。斑晶主要為鉀長石，粒徑0.5～1.0 cm，條紋結構，包含結構；少量的石英斑晶，他形粒狀，粒徑1.0 cm，波狀消光，礦物表面具細小的裂紋。基質中主要礦物有斜長石，體積分數為55%～60%，半自形板狀、長板狀等，粒徑1.0～2.0 mm，聚片和卡氏聯合雙晶，環帶結構(圖3i)；鉀長石，體積分數為15%～20%，半自形板狀，粒徑1.0～3.0 mm，少量具格子雙晶；石英，體積分數為20%～25%，他形粒狀，粒徑1.0～3.0 mm，波狀消光；黑云母，體積分數約為5%，呈半自形片狀，粒徑1.0～2.0 mm，淺棕色—深褐色。副礦物為鋯石、磷灰石、榍石和不透明礦物等。

1. 第四系；2. 新近系；3. 白堊系；4. 古、新元古界；5. 新元古代花崗質片麻巖；6. 太古宙TTG；7. 早白堊世晚期偉德山期花崗巖；8. 早白堊世早期郭家嶺期花崗閃長巖；9. 晚侏羅世玲瓏期花崗巖；10. 斷層；11. 不整合界線；12. 金礦；13. 地名。據文獻[20]修編。

3 樣品采集與分析方法

本文所用樣品采自于大澤山、天柱山巖體中，共采集了5件樣品，其中大澤山巖體3件，天柱山巖體2件。分析項目為巖石主微量元素、LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年、鋯石Lu-Hf同位素的測試。其中鋯石U-Pb定年及Lu-Hf同位素分析的花崗巖樣品2件，大澤山巖體樣品LS03/1B采自萊州市大田鎮(37°01′20.9″N，119°59′58.4″E)，天柱山巖體樣品LS14/1B采自平度市天柱山(36°57′49.5″N，119°56′03″E)，具體采樣位置見圖2。所有樣品均新鮮，手標本及鏡下觀察顯示未蝕變(圖3)。

巖石主、微量元素的測試分析在中國地質科學院國家地質實驗測試中心完成。主量元素采用X熒光光譜法(XRF)，分析儀器為 PANalytical Axios PW4400型X射線熒光光譜儀，分析精度優于2%；微量元素分析過程中使用Teflon高壓溶樣罐酸溶方法，測試前加銦內標以便于監控，使用PerkinElmer NexION 300D ICP-MS儀器進行分析；對于<10×10-6的元素測試誤差小于10%，>10×10-6的元素測試誤差小于5%。各元素檢出限符合國家、行業標準，一級標準物質/重復樣合格率均為100%。

鋯石挑選由河北省廊坊區域地質調查研究所實驗室利用標準重礦物分離技術分選完成。LA-ICP MS鋯石U-Pb測年在中國地質科學院礦產資源研究所成礦作用與資源評價重點實驗室LA-Q-ICP-MS上分析完成。激光剝蝕系統為Newwave UP213，ICP-MS為Bruker M90。激光剝蝕過程中采用氦氣作載氣、氬氣為補償氣以調節靈敏度，二者在進入ICP之前通過一個Y型接頭混合。每個時間分辨分析數據包括15～20 s的空白信號和45 s的樣品信號。對分析數據的離線處理(包括對樣品和空白信號的選擇、儀器靈敏度漂移校正、元素含量及U-Th-Pb同位素比值和年齡計算)采用軟件ICPMS DataCal完成。詳細的儀器操作條件和數據處理方法見侯可軍[21]。

鋯石Lu-Hf同位素分析測試在中國地質大學(武漢)地質過程與礦產資源國家重點實驗室(GPMR)利用激光剝蝕多接收杯等離子體質譜(LA-MC-ICP-MS)完成。激光剝蝕系統為GeoLas 2005 (Lambda Physik，德國)，MC-ICP-MS為Neptune Plus (Thermo Fisher Scientific，德國)。在LA-ICP-MS鋯石U-Pb定年基礎上，參照鋯石陰極發光(CL)圖像，選擇在原位年齡分析位置或其附近進行，采用單點剝蝕模式，斑束固定為44 μm。εHf(t)的計算采用176Lu衰常數為1.867±10-11a-1，球粒隕石現今的176Hf/177Hf=0.282785、176Lu/177Hf=0.0336[22]。Hf虧損地幔模式年齡(TDM1)的計算采用現今的虧損地幔176Hf/177Hf=0.28325和176Lu/177Hf=0.0384[23]。兩階段Hf模式年齡(TDM2(cc))計算采用大陸地殼平均的176Lu/177Hf=0.015[24]。

1. 第四系；2. 白堊系；3. 古元古界；4. 中—新太古界；5. 偉德山期含斑中粗粒二長花崗巖；6. 偉德山期中粒花崗閃長巖；7. 偉德山期細粒花崗閃長巖；8. 玲瓏期花崗巖；9. 古元古代斜長角閃巖；10. 花崗斑巖脈；11. 閃長玢巖脈；12. 閃長巖脈；13. 煌斑巖脈；14. 地質界線；15. 斷層；16. 推測斷層；17. 樣品采集點及樣品號；18. 地名；19.山峰名。

a. 大澤山巖體含斑中粗粒二長花崗巖；b. 天柱山巖體中粒花崗閃長巖；c. 天柱山巖體細粒花崗閃長巖；d、e. 大澤山巖體中粗粒黑云母二長花崗巖(+)；f. 含斑中粗粒黑云母二長花崗巖，鉀長石斑晶包含結構(+)；g. 天柱山巖體中粒黑云母二長花崗巖(+)；h. 細粒黑云母花崗閃長巖，斜長石環帶結構(+)；i. 細粒黑云母花崗閃長巖(+)。Kf. 鉀長石；Pl. 斜長石；Q. 石英；Bt. 黑云母。

4 測試結果

4.1 巖石地球化學

本文選擇了5個新鮮樣品進行分析，分析數據結果見表1。大澤山巖體含斑黑云母二長花崗巖(LS03/1B，LS04/1B，LS16/1B)、天柱山巖體含斑花崗閃長巖(LS14/1B，LS15/1B)地球化學特征具有相似性: SiO2質量分數變化范圍為72.76%～75.27%，平均值為74.13%，屬酸性巖范疇，在巖石分類TAS 圖解中，均位于花崗巖區域(圖4a)，其中核部巖性中斜長石的體積分數明顯大于鉀長石，核部巖性定名為花崗閃長巖，邊緣相為二長花崗巖；Al2O3質量分數為13.51%～ 14.64%，平均值為13.90%；巖石全堿(Na2O+K2O)質量分數為8.55%～8.93%，平均值為8.78%；Na2O/K2O值為0.72～0.88，平均值為0.82；MgO質量分數為0.14%～0.28%， TFe2O3質量分數為0.91%～1.36%；另外，P2O5和TiO2質量分數低，分別為0.02%～0.04%和0.11%～ 0.18%。巖石堿性系列判別圖解(圖4b)中，所有樣品均落于亞堿性巖區域；在w(K2O)-w(SiO2)圖解(圖4c)中，主要屬于高鉀鈣堿性系列；鋁飽和指數(A/CNK)為1.01～1.06，均值為1.03，在A/NK-A/CNK圖解(圖4d)中落入弱過鋁質區域。巖石主元素氧化物(Al2O3、CaO、MgO、TiO2、P2O5)與SiO2質量分數呈負相關(圖4e、f)，表明隨著巖漿演化，有些礦物(如輝石、角閃石、磷灰石、鈦鐵礦等)發生了一定的分離結晶作用。

a. 花崗巖TAS分類圖(底圖據文獻[25])；b. 堿性與亞堿性系列判別圖(底圖據文獻[26])；c. 巖石系列w(K2O)-w(SiO2)圖解(底圖據文獻[27])；d. 巖石類型A/NK-A/CNK 圖解(底圖據文獻[28])；e. w(Al2O3)-w(SiO2)圖解；f. w(P2O5)-w(SiO2)圖解。艾山巖體花崗巖、三佛山巖體花崗巖的數據分別引自文獻[15][16]。

大澤山、天柱山巖體花崗巖在稀土元素配分圖上具有相似的稀土配分模式，呈輕稀土富集、重稀土虧損的右傾模式(圖5a)，且輕稀土元素配分型式為逐漸降低，重稀土元素則近于水平。花崗巖稀土總量質量分數變化不大，變化于96.00×10-6～185.63×10-6之間，巖石的輕、重稀土總量分別為91.05×10-6～178.21×10-6和4.95×10-6～7.42×10-6。LREE/HREE=18.39～26.72,(La/Yb)N=17.13～42.58，顯示輕重稀土分餾明顯；δEu為0.49～0.64，具有負銪異常；δCe為0.98～1.12，顯示弱正鈰異常。

在原始地幔標準化微量元素蛛網圖(圖5b)上，整體曲線形態表現為右傾的特征，表明隨著元素不相容性的增加，巖石的富集度逐漸增加。大澤山、天柱山巖體花崗巖的微量元素顯示了富集K、Rb、U、Th等大離子親石元素(LILE)，弱的Ba 負異常，虧損Ta、Nb、P、Ti等高場強元素(HSFE)的特征。整體曲線形態表現為右傾，與艾山、三佛山花崗巖(偉德山期巖體)微量元素的配分模式一致。

4.2 鋯石定年

由大澤山巖體的含斑中粗粒二長花崗巖(LS03/1B)樣品中挑出的鋯石呈長柱狀，粒徑100～200 μm，長寬比為2∶1～3∶1，自形，具有清晰的巖漿振蕩環帶(圖6)。鋯石U質量分數為154×10-6～1 044×10-6，Th質量分數為95×10-6～832×10-6，Th/U值為0.33～1.08，平均值為0.65。以上特征表明這些鋯石均為巖漿鋯石。對該大澤山巖體的含斑中粗粒二長花崗巖樣品鋯石進行了25個點次的分析，23顆鋯石的207Pb/235U和206Pb/238U年齡都在諧和線上及其附近(表2，圖7a)，其23顆鋯石的206Pb/238U加權平均年齡為(120±1)Ma，可以代表大澤山巖體的含斑中粗粒二長花崗巖的形成年齡。

由天柱山巖體的含斑細粒花崗閃長巖(LS14/1B)樣品中挑出的鋯石呈長柱狀，粒徑100～150 μm，長寬比2∶1～3∶1，自形，具有清晰的巖漿振蕩環帶(圖6)。鋯石U質量分數為245×10-6～3 313×10-6，Th質量分數為338×10-6～3 355×10-6，Th/U值為0.53～2.85，平均值為0.53。以上特征表明這些鋯石均為巖漿鋯石。對該含斑細粒花崗閃長巖樣品鋯石進行了25個點次的分析，18顆鋯石的207Pb/235U和206Pb/238U年齡都在諧和線上及其附近(表2，圖7b)，其18顆鋯石的206Pb/238U加權平均年齡為(112±2)Ma，可以代表天柱山巖體的含斑細粒花崗閃長巖的形成年齡。

艾山巖體花崗巖、三佛山巖體花崗巖的數據分別引自文獻[15][16]；球粒隕石和原始地幔標準化值據文獻[29]。

圖6 膠東地區大澤山、天柱山花崗巖代表性鋯石CL圖像

圖7 膠東地區大澤山、天柱山花崗巖鋯石U-Pb諧和圖

4.3 鋯石Lu-Hf同位素組成

所有測試點的176Lu/177Hf值基本介于0.000 697～0.003 554之間，表明鋯石在巖體形成之后漫長的演化歷程中具有較低的放射成因Hf積累，因而可以用鋯石176Lu/177Hf值探索巖體形成時的成因信息[30]。另外，所有測試點的fLu/Hf值為-0.98～-0.89，明顯小于鐵鎂質地殼fLu/Hf值(-0.34)[31]和硅鋁質地殼fLu/Hf值(-0.72)[32]，故二階段模式年齡更能反映其源區物質從虧損地幔被抽取的時間或其源區物質在地殼的平均存留年齡。

大澤山巖體含斑中粗粒二長花崗巖樣品(LS03/1B)鋯石的176Hf/177Hf值變化于0.282 266～0.282 397之間(表3)，平均值為0.282 331；εHf(t)值為-15.3～-10.7，平均值為-13.01；虧損地幔二階段模式年齡TDM2為2.15～1.86 Ga，平均值為2.01 Ga。天柱山巖體含斑細粒花崗閃長巖樣品(LS14/1B)鋯石的176Hf/177Hf值變化于0.282 091～0.282 310之間(表3)，平均值為0.282 164；εHf(t)值為-21.8～-14.1，平均值為-19.2；虧損地幔二階段模式年齡TDM2為2.55～2.07 Ga，平均值為2.39 Ga。天柱山巖體εHf(t)值及二階段年齡值比大澤山巖體更大，說明兩個巖體可能存在不同的巖漿源區或者大澤山巖體地幔物質混入程度更高。

表3 膠東地區大澤山、天柱山花崗巖鋯石Hf同位素分析結果

5 討論

5.1 巖體的形成時代

本文選取大澤山、天柱山巖體進行了鋯石定年，獲得LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡分別為(120±1)Ma和(112±2)Ma，具有較好的諧和性，代表了巖體的侵位時間，兩巖體年齡相差8 Ma。大澤山、天柱山巖體具有相似的主量元素組成和基本一致的稀土及微量元素分布模式，但具不同的巖相結構，巖體巖性多為巖相接觸，未見截然界面，指示了巖漿階段性演化特征，兩巖體為同一期巖體(偉德山期巖體)不同演化階段的產物。

膠東地區發育大量120～110 Ma 的偉德山期花崗巖侵入巖體，巖石組合為一套中性-酸性侵入巖類，巖性為閃長巖-石英二長巖-花崗閃長巖-二長花崗巖系列侵入巖，出露巖體如艾山巖體(117 Ma)、南宿巖體、偉德山巖體(113 Ma)、牙山巖體(117 Ma)、澤頭巖體(115 Ma)、院格莊巖體(113 Ma)等[33-36]。膠東地區發育大量的鎂鐵質煌斑巖類、輝長巖和輝綠巖等暗色脈巖，前人對于這套脈巖開展了大量年代學和同位素地球化學的研究工作，其起源于123～120 Ma 時期巖石圈的部分熔融[37-38]。這說明早白堊世晚期膠東地區發生了一次廣泛且強烈的巖漿活動，此時期形成的中基性暗色脈巖與花崗巖類侵入體應為相同構造背景下的產物。

5.2 巖石地球化學特征

樣品中具有I型花崗巖的標識性礦物角閃石，并且榍石、鈦鐵礦和磁鐵礦等副礦物普遍出現。花崗巖的Al2O3、P2O5質量分數隨SiO2質量分數增加而減少(圖4e、f)，實驗表明在準鋁質-弱過鋁質巖漿中磷灰石溶解度較低，在巖漿分異過程中隨SiO2的增加而降低，不同于S 型花崗巖的特征，已被成功地用于判別I型花崗巖[39]。大澤山、天柱山巖體為花崗閃長巖-二長花崗巖類，為一套弱過鋁質的高鉀鈣堿性巖系，巖石中暗色礦物為黑云母和少量的角閃石等礦物，w(Na2O)>3.68，1.0

大澤山、天柱山巖體各元素均與SiO2表現為明顯的相關性，結合巖體的圈層結構，預示北峰頂巖體具有同源巖漿結晶分異的結果。巖體低Sr /Y 值(12.83～49.33，圖8)，具有明顯的稀土元素分餾(LREE/HREE=18.39～26.72,(La/Yb)N=17.13～42.58)，負銪異常。特征元素Rb/Ba值(0.15～0.66，平均為0.35)與地殼的比值相接近，巖體富集LILEs，虧損HFSEs，有顯著的Nb、Ta、Ti負異常，均指示地殼物質的參與，Sr的弱虧損，指示了斜長石具有早期結晶，均指示具有殼源巖漿特征，微量元素蛛網圖顯示了“島弧”環境特征。膠東地區郭家嶺期花崗閃長巖和玲瓏期花崗巖研究表明，其巖漿源區的石榴石和角閃石往往以殘留相存在，且在這些殘留相中基本不含斜長石[36]。早白堊世晚期大澤山、天柱山花崗巖與之明顯不同，具有顯著的負銪異常和低Sr /Y 值(圖3、圖8)，很可能表明其巖漿源區斜長石作為一種主要的殘留相存在，同時其殘留相中也應有石榴石和角閃石。

5.3 巖漿源區及巖石成因

鋯石作為探討地殼演化及示蹤巖石源區的重要工具，其具有良好的穩定性，通常可以準確獲得鋯石形成時的Hf同位素組成[24, 30]。大澤山、天柱山巖體鋯石εHf(t)值分別為-15.3～-10.7和-21.8～-14.1，εHf(0)值分別為-17.9～-13.3和-24.1～-16.3，均為負值，在εHf(t)-t圖解中均落入球粒隕石Hf同位素演化線以下，主要位于1.9 Ga和2.5 Ga的地殼演化線之內(圖9)。εHf(t)和εHf(0)均為負值，表明大澤山、天柱山巖體主要來自老地殼的熔融[30]。大澤山、天柱山巖體對應的Hf二階段模式年齡TDM2分別為2.15～1.86 Ga(均值為2.01 Ga)和2.55～2.07 Ga(均值為2.39 Ga)，指示其巖漿源區主要為古元古代陸殼物質，可能有部分新太古代陸殼物質。天柱山巖體εHf(t)值及二階段年齡值比大澤山巖體更大，說明兩個巖體可能存在不同的巖漿源區或者大澤山巖體地幔物質混入程度更高。這與偉德山期澤頭巖體鋯石Hf兩階段模式年齡2 748～2 213 Ma[13](均值為2 467 Ma)，三佛山花崗巖全巖Nd兩階段模式年齡2 447～2 143 Ma[15]，鋯石Hf兩階段模式年齡2 385～2 096 Ma[42]接近，指示偉德山期花崗巖的放射成因同位素組成具有一致性。

底圖據文獻[40]。艾山巖體花崗巖、三佛山巖體花崗巖的數據分別引自文獻[15][16]。

這與郭家嶺期倉上、三山島花崗巖(εHf(t)值分別為-23.8 ～-18.1和-25.2～-19.5[20])，新城金礦床內花崗巖(εHf(t)值為-24.7 ～-18.1[18])和區域內玲瓏期花崗巖(εHf(t)值為-28.7 ～-17.6[16]；εHf(t)值為-23.85～-18.06[43])的Hf同位素相比更大，部分重疊。這種現象可能是由于部分熔融的層位由下逐漸向上，年齡逐漸由老變年輕，導致巖石的Sr-Nd-Hf同位素出現上述差異[44-45]。結合玲瓏期花崗巖是加厚下地殼部分熔融的產物[40, 46]，郭家嶺期巖體巖漿源區主要為前寒武紀變質基底巖石[18, 20]，以及大澤山、天柱山巖體Hf二階段模式年齡TDM2分別為2.15～1.86 Ga和2.55～2.07 Ga，本研究認為大澤山、天柱山巖體的巖漿源區為前寒武紀變質基底巖石，主要為古元古代陸殼物質和新太古代陸殼物質。

郭家嶺期花崗巖引自文獻[20]，玲瓏期花崗巖引自文獻[41]。

花崗巖Th/U值為3.76～6.67，平均值5.20，高于大陸地殼平均值(4.00)；La/Nb值為1.16～3.37，平均值2.35，高于大陸地殼平均值(2.20)；Th/Nb值為1.12～1.76，平均值1.46，高于大陸地殼平均值(0.44)；Th/La值為0.39～0.96，平均值0.71，高于大陸地殼平均值(0.204)。以上地球化學特征表明可能有地幔物質混入。

大澤山、天柱山巖體含有暗色包體，偉德山期花崗巖中亦發育有大量的巖漿暗色包體，暗色包體具有典型的巖漿巖礦物組合和結構構造特征，與寄主巖石在SiO2組分上存在明顯間斷，礦物的粒度明顯小于其寄主巖，與寄主巖相比包體具有更高的稀土元素總量[15, 47]。宋明春等[47]對偉德山期巖體中暗色包體進行U-Pb 等時線年齡測定, 檢測結果表明包體與偉德山超單元的等時線年齡接近, 表明二者應為同時期的產物。偉德山期花崗巖巖石中出現晶體較大的鉀長石、斜長石斑晶和針狀發育的磷灰石，顯示了巖漿的快速冷卻，表明巖漿具混合作用的特點[15, 47-49]。包體富含TFeO、MgO、V，其含量高于上地殼[15]，包體的流體包裹體內含有堿性閃石包裹體，表明其來源深度較大，暗示暗色包體具有幔源巖漿的性質，可能為巖石圈地幔部分熔融的產物[47]。

前人基于巖石地球化學的研究認為，偉德山期巖體為幔源基性巖漿與地殼熔融酸性端員混合成因[47-49]。偉德山期大澤山、天柱山巖體花崗巖中的黑云母以鐵質黑云母和鎂質黑云母為主[50]，均為殼幔混源型，角閃石均屬于鈣質角閃石。以上特征表明大澤山、天柱山巖體的成巖物質主要來源于古老地殼物質的部分熔融，并且有少量地幔物質加入。大澤山、天柱山巖體具有不同巖相圈層結構，成巖年齡分別為(120±1)Ma和(112±2)Ma，早階段大澤山巖體與膠東地區大量發育暗色脈巖近同時形成，對應的Hf二階段模式年齡(TDM2)分別為2.15～1.86 Ga和2.55～2.07 Ga，晚階段的天柱山巖體εHf(t)值及二階段年齡值比大澤山巖體更大，表明早階段大澤山巖體有更多的地幔物質混入，導致Hf二階段模式年齡的降低。

5.4 構造環境與演化過程

在w(Nb)-w(Y)圖解(圖10a)中，花崗巖樣品落在火山弧花崗巖和同碰撞花崗巖區域內；在w(Rb)-w(Y+Nb)圖解(圖10b)中，花崗巖樣品落在火山弧花崗巖區域內，暗示早白堊世晚期花崗巖體與古太平洋板塊向歐亞板塊俯沖密切相關。地球化學特征表明巖石為高鉀鈣堿性花崗巖，而高鉀鈣堿性花崗巖形成于洋殼俯沖作用或同碰撞環境。

a. w(Nb)-w(Y)圖解；b. w(Rb)-w(Y+Nb) 圖解。底圖據文獻[27]。

大量研究表明, 中生代時期華北大陸巖石圈的厚度由>200 km銳減為克拉通東部的60～80 km, 華北東部在中生代燕山期經歷了巖石圈的強烈減薄事件[11, 51]，膠東地區強烈的燕山期巖漿活動和大規模的金礦成礦作用[52-54]是該地質事件的強烈響應。越來越多的學者認為華北克拉通大規模巖石圈減薄或破壞發生于白堊紀，太平洋板塊的俯沖、回撤被認為是該階段巖石圈減薄的主要驅動力[11]。太平洋板塊在早侏羅世末期或中侏羅世初期(約180 Ma)開始俯沖到華北陸殼之下[54]。隨著太平洋板塊回撤，構造環境由擠壓構造體制轉化為伸展構造體制[55]，導致華北克拉通破壞、軟流圈上涌，巖漿底侵進一步促使巖石圈消減[54]。早白堊世最為強烈的巖漿活動、成礦作用、凹陷盆地和變質核雜巖等大量出露均指示的減薄事件已達到了共識[54-56]。同期出現的源于軟流圈、巖石圈地幔的鎂鐵質巖石及高鎂埃達克巖,記錄了其源區由巖石圈到軟流圈地幔的快速轉換[37]。

綜上，大澤山、天柱山巖體為巖石圈減薄和陸內伸展背景下的產物。在中國東部中生代早白堊世區域性拉張環境下，幔源基性巖漿侵位引發地殼熔融，地幔(地幔楔)發生部分熔融形成的幔源基性巖漿攜帶大量的熱與物質上涌，致使中下地殼發生部分熔融，不斷的殼幔相互作用，形成了高鉀鈣堿性的大澤山、天柱山巖體等早白堊世晚期花崗巖。

6 結論

1)大澤山、天柱山巖體為花崗閃長巖-二長花崗巖類，w(Na2O)>3.68，1.0

2)大澤山、天柱山巖體LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡分別為(120±1)Ma和(112±2)Ma，為膠東中生代早白堊世晚期巖漿巖。兩巖體具不同的巖相結構，為同一期巖體(偉德山期)不同演化階段的產物，為巖石圈減薄和陸內伸展背景下的產物。

3)大澤山、天柱山巖體巖漿鋯石εHf(t)值分別為-15.3～-10.7和-21.8～-14.1，對應的Hf二階段模式年齡TDM2分別為2.15～1.86 Ga(均值為2.01 Ga)和2.55～2.07 Ga(均值為2.37 Ga)，巖體主要來自古老地殼物質的部分熔融，其巖漿源區主要為古元古代和新太古代陸殼物質。

4)大澤山、天柱山巖體的成巖物質主要來源于古老地殼物質的部分熔融，并有地幔物質加入。早階段大澤山巖體與膠東地區大量發育暗色脈巖近同時形成，早階段有更多的地幔物質加入，導致大澤山巖體Hf二階段模式年齡的降低。