吉林中部靠山地區早侏羅世正長花崗巖鋯石UPb年代學、地球化學特征及其動力學意義

摘要：吉林省中部靠山地區的早侏羅世中粒正長花崗巖出露于張廣才嶺山脈南段，侵位接觸于中三疊世花崗巖類和泥盆紀—石炭紀侵入巖類，主要造巖礦物由鉀長石、石英、斜長石和黑云母組成。為了對靠山地區花崗巖的成巖時代、地球化學特征和地球動力學背景進行探討，我們對研究區出露的早侏羅世非造山A型中粒正長花崗巖進行了巖相學、年代學、地球化學和Hf 同位素研究。鋯石U-Pb年代學和地球化學研究表明：研究區中粒正長花崗巖的諧和年齡為（193.2±0.9）Ma，成巖時間應歸屬為早侏羅世；其具有高的SiO2（75.49%～75.82%）和全堿（8.28%～9.17%）質量分數，高A/CNK（1.08～1.13）、LREE（20.89×10-6～46.38×10-6）和FeO/MgO（3.29～5.83）值，富集 Rb、K、Pb等大離子親石元素（LILE）和Th、U、Hf、Nb、Zr等高場強元素（HFSE）；此外，其具有低的MgO（0.06%～0.14%）、TiO2（0.05%～0.12%）、P2O5（0.02%～0.04%）、Sr（24.20×10-6～62.59×10-6）、HREE（5.14×10-6～11.80×10-6）質量分數和中等δEu值（0.41～0.56），類似于非造山A型花崗巖的巖石地球化學特征。鋯石的Hf同位素分析結果顯示，εHf（t）值范圍為9.7～15.7，二階段Hf同位素模式年齡（TDM2）為612～225 Ma。結合區域研究資料認為，靠山地區中粒正長花崗巖的成巖母巖漿可能來自伸展環境下的年輕下地殼。早期古太平洋板塊俯沖造成的軟流圈地幔上涌和弧后伸展的構造環境，可能是研究區早侏羅世非造山A型花崗質巖漿活動的重要地球動力學因素。

關鍵詞：A型花崗巖；鋯石U-Pb年齡；地球化學特征；Hf同位素；吉林中部靠山地區

doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20210147

中圖分類號：P59

文獻標志碼：A

Abstract： The Early Jurassic mediumgrained syenogranite in Kaoshan area of central Jilin Province is exposed in the southern part of Zhangguangcai range， and emplaced in contact with the Middle Triassic granitoids and DevonianCarboniferous intrusive rocks. Its main rockforming minerals are composed of Kfeldspar， quartz， plagioclase and biotite. In order to explore the diagenetic age， geochemical characteristics and geodynamic background of the granites in Kaoshan area， we carried out petrographic， chronological， geochemical and Hf isotope studies on the Early Jurassic nonorogenic Atype mediumgrained syenogranite exposed in the study area. Zircon U-Pb geochronology and geochemical

studies show that： The concordant age of the mediumgrained syenogranite in the study area is （193.2±0.9） Ma， and the diagenetic time should be attributed to the Early Jurassic. It has a high SiO2 （75.49%-75.82%） and total alkali （8.28%-9.17%） mass fraction， together with high A/CNK （1.08-1.13）， LREE （20.89×10-6-46.38×10-6） and FeO/MgO （3.29-5.83） values. It is also enriched in large ionic lithophile elements （LILE， such as Rb， K and Pb） and highfield strength elements （HFSE， such as Th， U， Hf， Nb and Zr）. It has low MgO （0.06%-0.14%）， TiO2 （0.05%-0.12%）， P2O5 （0.02%-0.04%）， Sr （24.20×10-6-62.59×10-6）， HREE （5.14×10-6-11.80×10-6） mass fraction and medium δEu （0.41-0.56） value， which is similar to the lithogeochemical characteristics of nonorogenic Atype granite." Hf isotopic analysis results of zircons show that the εHf （t） values range from 9.7 to 15.7， and the twostage Hfisotope model ages （TDM2） range from 612 to 225 Ma. Combined with the regional research data， we think the diagenetic parent magma of the mediumgrained syenogranite in the Kaoshan area was probably derived from the juvenile lower crust in an extensional environment. The tectonic environment of asthenosphere mantle upwelling and backarc extension caused by the subduction of the early paleoPacific plate， may be an important geodynamic factor for the Early Jurassic nonorogenic Atype granitic magmatism in the study area.

Key words：

Atype granite; zircon U-Pb age; geochemistry characteristics; Hf isotope; Kaoshan area of central Jilin

0 引言

吉林省中部地區位于華北板塊北緣東段、興蒙造山帶東緣小興安嶺—張廣才嶺地區南段。區域地質演化先后受到了古亞洲洋構造域、古太平洋構造域及微陸塊碰撞與拼貼影響，在晚古生代—中生代期間區域構造-巖漿活動明顯，廣泛出露中酸性巖漿巖及與中酸性侵入體有關的斑巖型銅鉬礦床（如大黑山超大型鉬礦床、長安堡、福安堡、季德屯等多個大中型鉬礦床）。因此，近些年該地區的地質構造現象引起了諸多國內外地質學者的關注，他們相繼在該區域開展了相關科研工作，在花崗類巖體的成巖時代與期次劃分、巖石成因及構造背景探討等方面均取得了諸多研究進展，并認為區域廣泛發育的巖體形態與規模不等的A型和I型花崗巖多呈巖基與巖株狀形態產出，其分布特征呈現帶狀。但是以上研究一方面運用了巖相學與巖石地球化學方法，主要集中于區域性、大范圍內的巖漿巖研究，對于大比例尺范圍內的單個巖體研究較少；而且其更多地關注于與侵入巖體有關的內生金屬礦床成因方面。另一方面，吉林省中部地區位于松嫩—張廣才嶺造山帶的南段，該區域自顯生宙以來歷經了古亞洲洋閉合與古太平洋構造域演化的雙重疊加影響，使得區域內發育巖石的類型、成因及成巖構造背景變得復雜；加之古亞洲洋構造域體系向古太平洋構造域體系轉換尚存在爭議，如古太平洋板塊的俯沖開始于晚三疊世還是早—中侏羅世，尤其是在早侏羅世時期，該地區的構造-巖漿活動是一個連續的地質演化過程還是分別受兩大構造域的雙重作用，亦或是兩期大規模構造-巖漿活動的疊加產物等。

綜合以上內容，區內中生代早侏羅世花崗巖的研究工作還存在一些亟待解決的問題，如：1）現有的花崗巖同位素高精度測年研究工作相對偏少，這在一定程度上制約了對早侏羅世巖漿活動期次的認識與研究；2）早侏羅世花崗巖的巖石地球化學與同位素研究有待深入和豐富；3）這些早侏羅世花崗巖體的成因和形成的動力學背景如何。 基于這些科學問題，依托相關大比例尺區域地質調查項目，本文首次聚焦于張廣才嶺南段靠山地區出露的早侏羅世非造山A型中粒正長花崗巖，以期通過巖相學、年代學、地球化學和Lu-Hf 同位素的研究，針對上述問題進行探討。

1 地質背景

研究區位于吉林省中部靠山地區，大地構造位置處于興蒙造山帶東緣張廣才嶺（圖1a）與大黑山斷隆區南段，屬于古亞洲洋構造域與古太平洋構造域的疊加構造域。

（呈北東—南西向展布），以變質凝灰巖、安山巖、變質粉砂巖和大理巖為主，各巖體多為構造接觸；二疊系下統大河深組，整體呈北東—南西向展布，主要為一套原巖為中酸性火山巖的沉積巖組合；二疊系中統范家屯組，主要為變質粉砂巖和泥質板巖，該組地層在研究區內出露不完整，而且產狀變化大；二疊系上統楊家溝組，以變質粉砂巖和變質細砂巖組合為主；三疊系下統，為一套礫巖與粉砂巖互層的礫巖組合；三疊系上統四合屯組，以中性火山巖為主，夾紫色安山巖；侏羅系下統南樓山組，在區域內出露面積較小，巖石類型有安山質凝灰巖、流紋質凝灰巖、安山巖和流紋巖；白堊系下統泉頭組，廣泛出露于研究區，一般沿斷裂兩側分布（圖1b），上與第四系不整合接觸，主要巖性為粗砂巖和礫巖，地層內含有少量化石；古近系，主要包括缸窯組、棒棰溝組和富峰山組，夾極薄煤線，富峰山組為一套玄武巖組合；新近系土門子組，主要為礫巖、砂巖和黏土巖；第四系，主要為上更新統洪積物，全新統洪積物、沖洪積物和湖積物以及大孤山玄武巖。

研究區內中酸性侵入巖廣泛發育，其多以巖基狀產出，少量呈巖株狀產出。構造-巖漿活動時代主要集中于晚泥盆世（D3）—中侏羅世（J2）。泥盆紀—石炭紀侵入巖主要分布于研究區北部，整體沿北東向分布，巖體呈巖基和巖株狀產出。二疊紀侵入巖主要分布于研究區南部，以巖株狀產出，其中，中三疊世花崗巖類侵入巖出露面積約14 km2，主要分布于研究區的西部和南部，整體沿北東向斷裂帶分布，巖體呈巖基和巖株狀產出，巖性主要為花崗閃長巖和堿長花崗巖，野外可見北東向的脆性斷裂穿切巖體。早侏羅世侵入巖整體出露面積約為4.5 km2，約占侵入巖出露面積的8%，區內可見2個侵入體出露，呈巖株狀產出（圖1b），主要分布于研究區中部靠山鎮一帶，巖性為早侏羅世肉粉色中粒正長花崗巖和細粒正長花崗巖，兩者為相變接觸關系。中侏羅世侵入巖在研究區內出露面積約為1.5 km2，分布稀少，主要呈巖株狀產出，巖石類型以花崗閃長巖、石英二長巖和閃長巖為主。研究區位于伊通—舒蘭斷裂帶四平—長春段內，區內斷裂性質主要為淺表層次的脆性斷裂和中深層次的韌性剪切斷裂，以北東向和北西向斷裂構造為主（圖1b）。根據野外的巖體內揭露斷裂的前后穿切關系，初步認為北西向構造發育時間早于北東向。區域還發育以正斷層為主的次一級南北向和東西向斷裂。

2 巖相學特征與樣品描述

本次用于巖石主量元素、微量元素、稀土元素及鋯石年代學分析測試的4件樣品均采自靠山鎮北部。出露巖體為弱風化、無蝕變、新鮮的中粒正長花崗巖，取樣巖體位置坐標范圍為125°00′13″N—125°07′47″N，43°24′02″E—43°27′11″E（圖1b）。巖體野外呈巖株狀產出（圖2a），呈肉粉色（圖2b），塊狀構造，自形、半自形結構，主要礦物由石英、鉀長石、少量斜長石和黑云母組成，副礦物可見鋯石、磷灰石和榍石。其中：石英主要呈灰色，他形，分布于長石和黑云母礦物顆粒之間，具有輕微的波狀消光，粒徑為0.7～2.1 mm，體積分數為20%～25%；鉀長石呈灰色，短柱狀，粒徑為1.8～3.0 mm，體積分數為40%～55%，部分鉀長石可見卡氏雙晶；斜長石呈灰白色，半自形板狀，粒徑為1.2～3.2 mm，體積分數為15%～20%，可見聚片雙晶結構；黑云母呈褐色，自形板狀，一組極完全解理，粒徑為0.5～3.0 mm，體積分數為1%～5%（圖2c）。

3 分析方法

3.1 鋯石 LA-ICP-MS" U-Pb年代學

鋯石LA-ICP-MS U-Pb測年工作在南京宏創地質勘查技術服務有限公司微區分析實驗室完成，分析測試利用激光剝蝕-電感耦合等離子體質譜儀（LA-ICP-MS）。激光剝蝕平臺采用Resolution SE型193 nm激光剝蝕進樣系統（Applied Spectra，美國），質譜儀采用Agilent 7900型電感耦合等離子體質譜儀（Agilent，美國）。詳細調諧參數見文獻。鋯石LA-ICP-MS U-Pb測年分析前，將鋯石樣品固定在環氧樹脂靶上，之后拋光在超純水中超聲清洗，激光剝蝕測試分析前需要用分析級甲醇擦拭樣靶表面。在原位激光剝蝕分析之前，通過反射光和CL圖像選擇晶體完好和內部結構均勻的鋯石作為最佳測年對象。實驗過程采用5個激光脈沖對每個剝蝕區域進行預剝蝕（剝蝕深度～0.3 μm），以去除樣品表面可能的污染。激光剝蝕直徑30 μm、剝蝕頻率5 Hz、能量密度2 J/cm2。數據處理采用Iolite程序，鋯石91500作為校正標樣，GJ-1作為監測標樣，每隔10～12個樣品點分析2個91500標樣及一個GJ-1標樣。本次實驗過程中測定的91500（（1 061.5±3.2）Ma， 2σ）和GJ-1（（604.0±6.0）Ma， 2σ）年齡在不確定范圍內與推薦值一致，本次樣品（CC-1a）測試結果列于表1。

3.2 全巖主量元素、微量元素和稀土元素

全巖主量元素分析實驗運用帕納科AxiosMAX XRF（X射線熒光光譜儀）分析完成。分析前首先將200目樣品置于120 ℃烘箱中烘干8 h；之后稱取0.5～1.0 g烘干樣品于恒重陶瓷坩堝中，于馬弗爐中1 000 ℃灼燒200 min，冷卻至400 ℃左右時轉移至干燥皿中，待冷卻至室溫再進行稱量，計算燒失量；再分別稱取6.000 0 g（誤差±0.3 mg）助熔劑（m（Li2B4O7）∶ m（LiBO2）∶ m（LiBr）=49.75∶49.75∶0.5，加拿大Claisse）與0.600 0 g（誤差±0.3 mg）烘干樣品于陶瓷坩堝中，用石英棒攪拌使樣品與熔劑混勻；然后將混合樣品倒入XRF專用鉑金坩堝中，置于熔樣爐中1 100 ℃熔融，熔樣程序運行結束后鉗取出坩堝，搖晃坩堝將熔體中氣泡趕出并使熔體充滿堝底，再轉移到耐火磚上冷卻；最后將玻璃片取出，貼上標簽，以備XRF測試。樣品分析的精密度和準確度滿足GB/T 14506.28—2010《硅酸鹽巖石化學分析方法第28部分：16個主次成分量測定》的要求，本次實驗SiO2精度值為±1%，其他氧化物為±2%。

用于ICP-MS分析的微量和稀土元素樣品處理過程如下：1）將200目樣品置于105 ℃烘箱中烘干12 h；2）準確稱取粉末樣品50 mg置于Teflon溶樣彈中；3）先后依次緩慢加入1.5 mL高純HNO3、1.5 mL高純HF和0.1 mL高純HClO4；4）將Teflon溶樣彈放入鋼套，擰緊后置于190 ℃烘箱中加熱48 h；5）待溶樣彈冷卻，開蓋后置于140 ℃電熱板上蒸干，然后加入3 mL HNO3 并蒸干；6）加入3 mL 體積分數為50%的高純HNO3，加蓋及鋼套密閉，在190 ℃的烘箱中保持12 h；7）冷卻后，將提取液轉移至100 mL干凈的PET（聚酯）瓶中，加入1 mL的（Rh+Re）雙內標溶液（質量濃度為1 mg/L），用MilliQ稀釋至100.00 g，使得Rh和Re在溶液中的質量濃度為10 ng/mL，稀釋后試劑搖勻后批量送至Xserise2等離子質譜儀（ICP-MS）進行元素含量測定，測定方法與流程詳見GB/T14506.30—2010《硅酸鹽巖石化學分析方法第30部分：44個元素量測定》，樣品分析精準度同文獻。4件中粒正長花崗巖主量、微量及稀土元素測試工作在核工業北京地質研究院分析測試中心實驗室完成，實驗結果及數據列于表2。

3.3 鋯石Hf同位素

鋯石Lu-Hf同位素測試在南京宏創地質勘查技術服務有限公司實驗室完成，采用美國ASI （Applied Spectra Inc.）J-100飛秒激光和Neptune MC-ICP-MS（Thermo Finnigan）聯用技術，激光頻率為8 Hz，剝蝕坑尺寸為20 μm×40 μm，能量密度為1.5 J/cm2，剝蝕時間為31 s。由于鋯石中176Lu/177Hf值非常低（通常小于0.002），176Lu對176Hf同質異位素干擾可以忽略，因此可以根據Yb自然豐度以及測試得到的173Yb/172Yb值來扣除176Yb對176Hf的干擾。鋯石Hf同位素分析點與鋯石U-Pb年齡分析點重合或者位于同一環帶內。為確保分析數據的可靠性，91500和GJ-1兩個國際鋯石標準與實際樣品同時分析，91500用于進行外標校正以進一步優化分析測試結果，GJ-1作為第二標樣監控數據校正質量，91500和GJ-1的外部精密度（2σ）優于0.000 020。分析結果列于表3。

4 實驗結果

4.1 鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年

靠山地區中粒正長花崗巖中的鋯石為灰白色，自形狀為主，其次為半自形狀，鋯石形態呈長柱狀或雙錐狀。長50～120 μm，寬33～51 μm，長寬比為1.2～3.1。鋯石CL圖像顯示，其內部發育清晰均勻的韻律環帶，具有巖漿成因的韻律震蕩環帶結構（圖3a），鋯石中Th質量分數為121.2×10-6～799.0×10-6、U質量分數為173.2×10-6～1 001.0×10-6，對應的Th/U值為0.31～1.35，均值0.74（大于0.5）。鋯石中稀土元素與標準球粒隕石中的對應比值配分模式（圖3b）與巖漿成因鋯石中的配分模式類似，進一步暗示了巖漿成因鋯石的屬性特征。本次測試獲得的18個測點數據均位于諧和線附近，諧和年齡值為（193.2±0.9）Ma（圖3c），它們的206Pb/238U年齡為195.8～190.1 Ma，其加權平均年齡值為（192.8±0.9）Ma（MSWD=0.72，n=18）（圖3d），兩者均可以代表研究區正長花崗質巖漿的侵位與結晶成巖的年齡，時代歸屬為早侏羅世。

4.2 主量元素

研究區4件正長花崗巖主量元素化學特征見表2、圖4。

上述4個樣品點在w（Na2O+K2O）-w（SiO2）圖解中落在花崗巖范圍內（圖4a），在花崗巖Q-A-P圖解中落在正長花崗巖及鄰近范圍內（圖4b），

圖解分類命名與野外、室內巖相鑒定一致。樣品主量元素高硅（w（SiO2）=75.49%～75.82%）、高鋁（w（Al2O3）=13.53%～13.99%）、富鉀（w（K2O）=4.08%～4.99%）、貧鎂（w（MgO）=0.06%～0.14%）、低磷（w（P2O5）=0.02%～0.04%）和鈦（w（TiO2）=0.05%～0.12%）。全堿（Na2O+K2O）質量分數較高（8.28%～9.17%），Na2O/K2O值較低（0.84～1.03），FeO/MgO值較高（3.29～5.83），對應的R1與R2值分別為2 368～2 587和314～324。在w（K2O）- w（SiO2）圖解（圖4c）中， 樣品點全部落入高鉀鈣堿性系列巖石范圍內，在A/NK-A/CNK圖解（圖4d，A/CNK=1.08～1.13）中，均落入過鋁質巖石系列，指示了巖石具有較高的堿鋁指數。研究區正長花崗巖與區域上的堿長花崗巖主量元素都具有高鉀鈣堿性、弱過鋁質系列巖石特征，并表現出A型花崗巖的主量元素地球化學屬性。

4.3 微量元素

微量及稀土元素分析結果見表2。在原始地幔標準化的微量元素蛛網圖（圖5a）中，4件正長花崗巖樣品普遍富集大離子親石元素（LILE）Rb（160.00×10-6～182.00×10-6）、K（33 855.32×10-6～41 472.77×10-6）、Pb（17.50×10-6～24.16×10-6）和高場強元素（HFSE）Th（6.39×10-6～9.28×10-6）、U（0.95×10-6～1.28×10-6）、Hf（0.99×10-6～2.38×10-6）、Nb（13.50×10-6～17.03×10-6）、Zr（18.40×10-6～47.38×10-6），相對虧損Ba（135.00×10-6～360.70×10-6）、Sr（24.20×10-6～62.59×10-6）、P（93.28×10-6～155.47×10-6）和Ti（308.19×10-6～746.90×10-6）元素。因為花崗巖中Ba可以替代先結晶含鉀礦物中的K離子，Sr常以類質同象替代Ca和Na富集于長石中。因此，Ba元素虧損可能是由鉀長石和黑云母結晶分離導致，Sr元素虧損可能由于巖漿源區存在斜長石分異結晶作用，而P 與 Ti元素虧損可能因磷灰石和鈦鐵礦分離結晶或巖漿起源于具有磷灰石和鈦鐵礦的源區所致。4件樣品中Nb/Ta、Zr/Hf和Th/U的值分別為9.19～11.72，18.55～26.09和6.55～8.92，均與大陸地殼比值相近。

4.4 稀土元素

從表2和稀土元素對球粒隕石標準化配分模式圖（圖5b）中可見，研究區內的正長花崗巖稀土元素總量較低，w（ΣREE）值在26.03×10-6～54.71×10-6之間，輕稀土與重稀土元素分餾不明顯，呈現出輕稀土元素（w（LREE）=20.89×10-6～46.38×10-6）略富集，而重稀土元素（w（HREE）=5.14×10-6～11.80×10-6）略虧損的平坦式右傾配分模式，LREE/HREE=3.63～5.64，LaN/YbN=2.61～4.88， 具有中等的負Eu異常（δEu =0.41～0.56），指示了巖漿成巖過程中發生了斜長石分離結晶作用或源區殘留有斜長石的堆晶。與區域同時代早侏羅世堿長花崗巖相比，靠山地區4件樣品中輕稀土與重稀土元素質量分數值與之相當，分異程度均偏低，但它們整體上與下地殼對應的稀土元素質量分數值或比值相近或類似（表2，圖5b）。

4.5 Hf同位素

本次測的研究區內正長花崗（CC-1a）單顆粒鋯石U-Pb測年測試點位對應的原位或對位Hf同位素測試點共17個，鋯石中的176Yb/177Hf和176Lu/177Hf值分別在0.082 309～0.159 363和0.002 710～0.005 059范圍內（表3），表明鋯石封閉體系形成之后基本沒有放射性Hf的累積，所測的176Hf/177Hf值（0.282 938～0.283 116）基本代表了其形成時體系中的Hf同位素組成。計算后獲得對應鋯石的εHf（t）值為9.7～15.7；單階段模式

a底圖據文獻，b底圖據文獻，c底圖據文獻；張廣才嶺南段早侏羅世堿長花崗巖數據來自文獻。Ir為Irvine分界線，上方為堿性，下方為亞堿性。

年齡（TDM1）值為468～215 Ma，二階段模式年齡（TDM2）值為612～225 Ma。在圖6中，分析點均落入虧損地幔和球粒隕石之間的興蒙造山帶東段范圍內，靠近年輕下地殼演化線一側。

5 討論

5.1 成巖年代

研究區位于張廣才嶺造山帶南段，廣泛發育中生代花崗巖類，已成為諸多學者研究的對象，但從已有的區域科研資料來看，對非造山A型花崗巖開展的研究很少。目前，已有的區域研究資料多根據花崗巖體與不同時代的沉積巖或侵入巖類的先后接觸關系判別大致成巖時代，并認為研究區出露的正長花崗巖形成于燕山早期，由于缺乏精確的地質年代學數據，這些長英質中深成侵入巖體的年齡至今仍然不清楚。

近年來，隨著現代測年方法的廣泛應用，一些廣泛出露和分布于張廣才嶺山脈南段的早侏羅世花崗巖類（194.2～172.1 Ma）被報道，例如五道嶺堿長花崗巖（194.2 Ma）和花崗斑巖（193.9 Ma）、大黑山花崗閃長斑巖（179.0 Ma）、福安堡似斑狀花崗閃長巖（179.0 Ma）和混合花崗巖（172.1 Ma）、新華龍花崗閃長斑巖（183.8 Ma）和花崗斑巖（182.9 Ma）、密峰山花崗閃長斑巖（179.0 Ma）、二尖樓—新開河正長花崗巖（181.7 Ma）（表4），結合大興安嶺地區、小興安嶺地區和張廣才嶺山脈廣泛分布的早侏羅世花崗巖類，我們認為中國東北部地區在早侏羅世曾發生過廣泛且規模巨大的巖漿活動事件。

綜合以上，本文研究區內獲得的中粒正長花崗巖的鋯石U-Pb年齡（193 Ma）表明，該期巖漿侵位于早侏羅世Sinemurian階段。此外，小興安嶺銅鉬多金屬成礦帶發育的斑巖型銅鉬礦床成礦期主要集中在184～167 Ma之間，稍晚于本文所研究的早侏羅世正長花崗巖年齡。

5.2 巖石類型及成因

一般而言，典型的A型花崗巖富集K2O、HFSE（例如Zr、Nb、Ta和Y）和REE（Eu除外），還具有高FeO/MgO、Ga/Al、K2O/Na2O和w（Zr+Nb+Ce+Y）值，成巖環境通常發生在伸展構造環境中。本文中粒正長花崗巖中的K2O/MgO（29.14～72.50）、10 000 Ga/Al（2.177 1～2.578 2）、K2O/Na2O（0.97～1.20）和w（Zr+Nb+Ce+Y）（53.57×10-6～97.51×10-6）值以及HFSE（如Zr、Nb、Y、Ta、U和Th）值范圍和∑REE豐度（26.03×10-6～54.71×10-6）較高，均與A型花崗巖的地球化學特征相符。另外，根據鋯石中微量元素和全巖元素地球化學值計算獲得研究區中粒正長花崗巖的鋯石飽和溫度為830～870 ℃，這一礦物特征也表明其具有A型花崗巖的特點。此外，研究區正長花崗巖中，w（SiO2）（gt;74%）、

（K2O+Na2O）/CaO、LaN/YbN和LREE/ HREE值較高，K、Rb、Th、U、Zr、Hf、Y和LREE富集，而Ba、Sr、P、Ti和HREE虧損，均表現出了高分餾花崗巖的屬性特征（圖5）。在哈克圖解中，研究區中粒正長花崗巖與張廣才嶺南段分布的早侏羅世堿長花崗巖演化趨勢類似（圖7）。在K2O/MgO-10 000Ga/Al圖解（圖8a）中，樣品點落在A型花崗巖范圍內，并且表現出分異的長英質A型花崗巖的地球化學特征（圖8b）。在Nb-Y-Ce三角圖解（圖9a）中，樣品點同樣落在非造山A型花崗巖范圍內。在w（Nb）-w（Y）和w（Rb）-w（Y+Nb）的花崗巖構造環境判別圖解（圖9b，c）中，所有樣品點均落在同碰撞和火山弧花崗巖范圍內，同時也具有后造山花崗巖的特點（圖9d）。結果表明，研究區中粒正長花崗巖屬于典型的A1型花崗巖系列，可能與區域同時代正長花崗巖具有相似的成巖動力學背景。

目前，有關A型花崗巖類成因觀點主要有以下4種：1）玄武質巖漿與地殼起源的長英質巖漿的混合與交代作用；2）地幔堿性玄武質巖漿結晶分異作用；3）大陸下地殼的部分熔融；4）俯沖大洋地殼的部分熔融。在以上成因觀點中玄武質巖漿與大陸地殼巖石的相互作用和大陸下地殼巖石的部分熔融被認為是A型花崗巖重要的成巖機制。研究區內的中粒正長花崗巖具有較高的SiO2、K2O質量分數和A/CNK值以及較低的MgO、TFe2O3和CaO質量分數，富集大離子親石元素和高場強元素。微量元素和稀土元素的配分模式與大陸下地殼、全硅酸鹽大陸下地殼相似（圖5），這些證據均表明了研究區早侏羅世正長花崗巖具有地殼成因的特征。此外，它們的Nb/Ta、 Zr/Hf和Th/U值分別為9.19～11.72（平均值為10.07）、18.55～26.09（平均值為21.12）和6.55～8.92（平均值為7.65），這些元素的比值證據均支持了成巖母巖漿來源于大陸下地殼 。在微量元素蛛網圖和稀土元素配分模式圖（圖5）中，Sr和Ba元素相對虧損，Eu元素具有明顯的負異常，可能由于殼源巖石部分熔融時殘留相中含有堆晶的斜長石，低的LaN/YbN（2.61～4.88）和Sr/Y（1.95～5.04）值、高的Yb（1.07×10-6～2.56×10-6）和Y（9.07×10-6～13.20×10-6）元素質量分數暗示了巖漿源區沒有石榴子石的殘留。通過礦物溫度計實驗，斜長石消失的壓力為1.2 GPa，對應石榴子石形成的最小

張廣才嶺南段早侏羅世堿長花崗巖數據來自文獻。

壓力為0.8～1.0 GPa，可以大致推斷出研究區正長花崗巖形成壓力應小于0.8 Gpa，對應模擬計算的巖漿形成深度應小于30 km。

研究區內正長花崗巖鋯石中具有年輕的Hf同位素TDM2年齡（612～225 Ma），與TDM1年齡（468～215 Ma）相近，εHf（t）值（9.7～15.7）均大于0。此外，研究區及鄰區的A型花崗巖樣品點均落于興蒙造山帶年輕下地殼定義的演化趨勢線上方（圖6），進一步證明了成巖巖漿來源于大陸下地殼。

5.3 構造環境及動力學意義

小興安嶺—張廣才嶺早侏羅世花崗巖和同時代的鎂鐵質-超鎂鐵質侵入巖體構成的區域性雙峰式火成巖，表明了它們形成于同一個伸展環境 。 然而，伸展環境的形成是由于古亞洲洋閉合后的伸展作用還是古太平洋板塊俯沖歐亞大陸繼而觸發的區域伸展環境并未形成定論。此外，關于古亞洲洋最終閉合時間目前有兩種主流觀點，一種認為其在中—晚泥盆世至早石炭世期間閉合，另一種則認為其是在晚二疊世—早三疊世發生閉合；另外，還有一部分學者認為古亞洲洋最終閉合完成的時間應為中三疊世。區域上，晚二疊世楊家溝組海陸交互相地層和晚二疊世九臺波泥河子、白城黑釘子地區陸相地層中存在海相化石（如海百合莖、腕足、舌形貝等），這些證據均表明吉林省中部地區在晚二疊世期間仍存留有殘余海相盆地；早三疊世（～249 Ma）呼蘭群地層、五道溝群變質作用和同碰撞花崗巖（～249 Ma）的出現，暗示洋盆發生了閉合；中三疊世（245 Ma），開原地區照北山巖組地層發生變質作用以及隨后延邊地區的海相地層消失，表明了古亞洲洋可能沿著索倫—西拉木倫—長春縫合帶完成了最終的閉合。古太平洋板塊向歐亞大陸下俯沖的初始時間存在諸多觀點，分別是早二疊世、三疊紀和早—中侏羅世。在中國東部和日本地區發現與古太平洋俯沖有關的初始巖漿作用、最古老的俯沖增生楔及增生雜巖的時代均歸屬為早—中侏羅世，指示了在中侏羅世時期古太平洋板塊已經向我國東部陸塊發動俯沖。小興安嶺—張廣才嶺發育的早—中侏羅世活動大陸邊緣的鈣堿性火山巖和同時代雙峰式火成巖組合，從東向西其w（SiO2）和w（K2O）逐漸增高，而對應的εNd（t）值表現出降低的趨勢，表明了古太平洋板塊向中國東北部陸塊俯沖的時間可能開始于早侏羅世。此外，區域上發育的銅鉬多金屬礦床如大黑山、福安堡、新華龍礦、劉生店、后倒木、季德屯、長安堡等斑巖型礦床， 成礦時代介于184～167 Ma，其形成過程均與早—中侏羅世太平洋板塊的俯沖作用有密切關聯，并且形成于板塊俯沖引起的巖石圈局部伸展拉張、軟流圈上涌的地球動力學環境。板片的俯沖作用誘發了軟流圈物質的上涌，繼而底辟上地幔形成鐵鎂質巖漿，鐵鎂質巖漿的持續底侵作用為大陸下地殼部分熔融提供了必要的熱量，最終生成了花崗質巖漿。本文所報道的早侏羅世正長花崗巖體在巖石成因和構造背景方面和同時期與斑巖型礦床成因密切相關的花崗巖體具有相似性，它們可能均形成于俯沖背景下類似弧后伸展環境。

綜上所述，在早侏羅世，該地區構造-巖漿活動主要受古太平洋構造域影響，我們認為吉林中部靠山地區早侏羅世花崗質巖漿作用形成于古太平洋板塊向歐亞板塊下俯沖引起的弧后伸展構造環境。

6 結論

1）張廣才嶺南段靠山地區中粒正長花崗巖成巖年齡為（193.2±0.9）Ma，屬早侏羅世錫內穆階段 （Sinemurian）。

2）研究區早侏羅世正長花崗巖高硅、富鉀、貧鎂、貧磷、高鐵鎂比值，中等的Eu負異常，低Sr、Ba、Ti，顯示出弱過鋁質A型花崗巖的地球化學特征，成巖巖漿應來源于年輕大陸下地殼的部分熔融。

3）該期次花崗質巖漿作用發生在早侏羅世太平洋板塊向中國東北部陸塊俯沖開始的弧后伸展構造環境，成巖動力學背景可能與古太平洋板塊在早侏羅世的俯沖有關。

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