遼寧閭山花崗巖地質特征及侵位機制

王萱

（遼寧省地質礦產調查院，遼寧沈陽 110031）

遼寧閭山花崗巖地質特征及侵位機制

王萱

（遼寧省地質礦產調查院，遼寧沈陽 110031）

閭山巖體地處華北板塊北緣，天山-興蒙造山帶東段，總體呈北北東方向展布.早期可能受華北板塊與佳蒙板塊作用，為巖體的形成提供熱源與空間；后期華北板塊與太平洋板塊的作用，使得巖漿最終就位.在板塊相互作用的情況下，早期以擠壓作用為主，造山作用使得地殼先加厚，后期轉化為伸展作用，在地幔熱源作用下進行拆沉作用，使得地殼減薄，形成閭山變質核雜巖和東西兩側的斷陷盆地.

閭山；花崗巖；成因；侵位；遼寧省

0 引言

醫巫閭山（簡稱閭山）巖體位于遼寧省北鎮市以西，地處燕山期中生代造山帶東段，地宮-排山樓-錦州構造巖漿雜巖帶上.巖體在平面上總體呈現為不規則橢圓形，長軸與雜巖帶延伸方向一致，巖體邊緣片麻理發育，而中心多呈塊狀，片麻理與巖體局部形態吻合［1］.本文力求通過巖石學、巖石化學的分析，對其進行細化，通過討論其成因類型、成因環境以及構造背景，進而推斷出閭山巖體的就位機制.

1 地質背景

醫巫閭山位于華北克拉通北緣燕山造山帶的東段，東側與下遼河盆地相鄰，西側有瓦子峪拆離斷層與阜新盆地相接.從古元古代到古生代末期一直處于穩定的構造環境，發育穩定的克拉通蓋層沉積，未發生過顯著的構造運動.在晚二疊紀—三疊紀華北板塊與西伯利亞板塊拼合后轉入板內造山作用，在長期穩定的克拉通北部燕山地區出現強烈的變形和造山作用.侏羅紀燕山造山帶以角度不整合識別5個造山幕［2］，閭山巖體處于侏羅紀峰期造山幕，受太平洋構造域活動增強，總體構造環境表現為燕山晚期變質核雜巖構造等.

閭山巖體主要巖石類型有黑云母二長花崗巖、花崗閃長巖等，巖體整體呈北北東向展布，出露面積約349 km2.1∶5萬區域地質調查將閭山巖體劃分為長嶺溝、石佛寺、望海寺、雙泉寺和南白臺子5個單元.該巖體侵入太古宙小牽馬嶺片麻雜巖（同位素鋯石U-Pb年齡2576.2±59.4 Ma）及大營子巖組，主要巖性為黑云斜長片麻巖、黑云二長片麻巖、角閃黑云斜長片麻巖.中元古界出露較少，以構造片巖的形式夾在片麻巖中，主要為長城系的大紅峪組、高于莊組，巖性為長石石英砂巖、碳酸鹽巖和板巖等.閭山巖體同位素鋯石U-Pb一致線年齡153±2 Ma［3］，侵位時代為晚侏羅世，巖漿演化充分，構成完整序列.

2 巖石譜系劃分及地質特征

1∶5萬區調對閭山花崗巖做了詳細的野外調查和系統的資料整理，根據演化規律共確定10個侵入體，歸并4個單元，并建立了閭山超單元.4個單元分別為：南白臺子單元，主要巖性為中粗粒二長花崗巖；雙泉寺單元，巖性為中細—中粗粒似斑狀二長花崗巖；望海寺單元，巖性為中細粒二長花崗巖；長嶺溝單元，巖性為中細?；◢忛W長巖.

本次工作依據新的1∶25萬巖石定名規定，廢除單元和超單元，改為巖性加時代命名方法.在廣泛搜集1∶5萬區域地質調查中各巖體的樣品分析數據，通過引用原始的稀土元素、微量元素、硅酸鹽數據的基礎上，運用同源巖漿演化理論，采取了成分標志、結構標志及成分標志與結構標志相結合的劃分原則，依據侵入體之間的接觸關系、巖石構造、捕虜體特征、脈巖特征、地球化學特征、礦物成分及含量和巖石結構演化規律，將閭山花崗巖體劃分為長嶺溝、望海寺、雙泉寺、石佛寺4個巖體（圖1）.

長嶺溝巖體巖性為花崗閃長巖，分布于閭山巖體西側，呈南北向不規則帶狀展布，出露面積約110.6 km2，侵入太古宙小牽馬嶺片麻巖.在巖體西側邊緣，片麻巖捕虜體發育，其捕虜體的長軸方向平行接觸界線.接觸帶處發育1 km寬的就位片麻巖，其片理化程度由巖體內部至邊緣逐漸加強.

望海寺巖體巖性為二長花崗巖，主要集中分布于閭山巖體的中部，出露面積約156.2 km2.除兩個較小侵入體呈隨圓形外，望海寺巖體呈近北北東向帶狀展布.其東側邊界被晚期雙泉寺、石佛寺巖體侵入，與早期巖體接觸關系主要為涌動式接觸，局部呈脈動式接觸.

圖1 閭山巖體地質簡圖Fig.1 Geologic map of the Lyushan intrusive rocks

雙泉寺巖體巖性為二長花崗巖，主要分布于閭山巖體的東側，出露面積35.6 km2，其平面形態呈北東向條帶狀，局部可見望海寺巖體的捕虜體.與望海寺巖體巖性呈漸變過渡關系，二者為涌動接觸.

石佛寺巖體巖性為中粗粒黑云母花崗閃長巖，侵入了望海寺、雙泉寺巖體，出露面積46.6 km2，平面形態近圓形，與早期巖體的侵入界線清楚.

3 巖石學特征

1）長嶺溝巖體（γδJ3Ch）

巖石類型為中細粒黑云母花崗閃長巖.巖石呈灰白色，中細?；◢徑Y構，弱片麻狀構造.主要礦物成分為斜長石、石英、堿性長石、黑云母.斜長石為更長石，呈自形板狀，環帶構造，機械雙晶，粒徑1～3 mm，含量55%～60%.石英呈他形粒狀，晶粒完整，含量15%～20%.堿性長石為微斜長石，呈他形粒狀，具格子狀雙晶，粒徑1～3 mm，含量10%～20%，平均為15%.黑云母呈細小片狀，具彎曲現象，含量4%～6%，最高可達10%.副礦物有磁鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦、磷灰石、鋯石、金紅石、磷灰石、綠簾石等，其中鋯石、磷灰石含量相對較高并普遍存在，普遍含石榴子石，副礦物組合類型為鋯石-磷灰石型.

2）望海寺巖體（ηγJ3W）

巖石類型為中細粒黑云母二長花崗巖.巖石呈灰白色，中細?；◢徑Y構，塊狀構造.主要礦物有斜長石、堿性長石、石英、黑云母和白云母，粒徑1～3 mm.斜長石為更長石-中長石，被堿性長石交代，白云母化及綠簾石化發育，含量35%～40%.石英呈他形粒狀，晶粒完整，含量15%～20%.堿性長石呈他形粒狀，含量20%～35%.黑云母呈細小片狀，含量4%～10%，平均為8%.副礦物有磁鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦、磷灰石、鋯石、金紅石、磷灰石、綠簾石等，其中鋯石、磷灰石含量相對較高并普遍存在，普遍含石榴子石，副礦物組合類型為磷灰石-鋯石型.

3）雙泉寺巖體（ηγJ3S）

巖石類型為中細粒似斑狀黑云母二長花崗巖.巖石呈灰白色，似斑狀結構，塊狀構造.主要由斜長石、堿性長石、石英、黑云母和白云母組成.斜長石為中長石，半自形—他形板柱狀，粒徑1～2 mm，含量35%～40%.石英呈他形粒狀，波狀消光，粒徑1～2 mm，含量15%～20%.堿性長石為微斜長石，斑晶自形程度較高，包有斜長石和石英，粒徑較大，粒度3～6 mm，基質自形程度較低，細粒，粒度1～3 mm，含量20%～35%.云母呈細小片狀，含量約5%.副礦物有磁鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦、磷灰石、鋯石、磷灰石、綠簾石等，其中鋯石、磷灰石含量相對較高并普遍存在，普遍含石榴子石，副礦物組合類型為磷灰石-鋯石型.

4）石佛寺巖體（γδJ3Sh）

巖石類型為中粗粒黑云母花崗閃長巖.巖石呈灰白色—淺肉紅色，中粗?；◢徑Y構，塊狀構造，主要礦物成分為斜長石、石英、堿性長石、黑云母.斜長石為中長石，呈半自形板狀、粒狀，粒徑4～10 mm，含量45%～50%.石英呈拉長條帶狀分布，具波狀消光和變形條帶，粒徑4～6 mm，含量15%～25%.堿性長石為微斜長石，呈他形粒狀，交代斜長石，粒徑4～6 mm，含量10%～20%，平均為15%.云母呈細小片狀，具彎曲現象，黑云母被白云母交代，黑云母含量約5%，白云母呈片狀，局部呈現羽狀集合體，含量1%～3%.副礦物有磁鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦、磷灰石、鋯石、金紅石、磷灰石等，其中鋯石、磷灰石含量相對較高并普遍存在，普遍含石榴子石，副礦物組合類型為磷灰石型［4］??遼寧地勘局區域地質調查隊三分隊.清河門（K51E014006）、稍戶營子鎮（K51E014007）、大榆樹堡鎮（K51E015006）、羅羅堡（K51E015007）、張家鋪（K51E016006）1∶5萬區域地質圖及區域地質調查報告.1996..

4 地球化學特征

4.1 巖石化學特征

閭山巖體主要氧化物含量與黎氏值相比較，SiO2、Al2O3、Na2O平均含量較高，顯示了富硅、鋁和鈉的特點（表1），K2O+Na2O值在6.77%～8.64%之間變化，且Na2O>K2O.DI值在79.7～91.21之間變化，巖漿分異指數普遍偏高，說明巖漿來自上地殼硅鋁層的可能性較大.各單元之間DI值變化范圍窄，反映了巖漿分異演化程度相對較低.δ值在1.79～2.65之間變化.A/CNK值在0.89～1.18之間變化，除石佛寺巖體值小于1外，其他巖體值均大于1.1，因此總體上看閭山巖體屬鈣堿性系列和鋁過飽和類型（表2）.

表1 閭山巖體常量元素含量Table 1 Major element content of the Lyushan intrusive rocks

4.2 微量元素和稀土元素特征

閭山巖體微量元素含量及有關參數見表3.閭山花崗巖各巖體除Sr、Ba、Pb含量普遍略高于維氏值外，其余元素含量均低于維氏值，其微量元素背景值低是該巖體的顯著特點.其中Cr、Ni、Co、V、Rb、Zr、Nb等元素低，反映出其為S型花崗巖的基本特征［5］.從各個巖體微量元素豐度的總體變化規律可見，從早期到晚期Ba、U的含量逐漸減少，Ni、Sr、Zr、Zn等元素含量逐漸增加，這一事實表明了巖體間的同源性和各巖體巖石的基本演化規律（圖2）.

各巖體稀土元素含量及有關參數見表4.閭山巖體稀土元素特征顯示，稀土元素總量平均值從早期到晚期分別為154.66×10-6、71.86×10-6、130.34×10-6、125.95×10-6，均低于黎彤陸殼稀土總量值（154.7×10-6）和赫爾曼花崗巖的平均值（250×10-6）.LREE/HREE值為14.10～20.77，（La/Yb）N為17.87～27.18，表現為輕稀土富集型.Sm/Nd值為0.13～0.19（<0.25），顯示出閭山花崗巖各巖體的物質來源于上地殼［6］.稀土配分曲線呈右傾（圖3），δEu異常不明顯，表現為同源巖漿演化的產物.

表2 閭山巖體標準礦物含量及相關值Table 2 Standard mineral content and correlation value of the Lyushan intrusive rocks

表3 閭山巖體巖石微量元素含量Table 3 Trace element content of the Lyushan intrusive rocks

圖2 閭山巖體微量元素ORG標準化蛛網圖解Fig.2 The spider diagram of trace elements of the Lyushan intrusive rocks

圖3 閭山巖體球粒隕石標準化稀土配分曲線Fig.3 REE patterns of the Lyushan intrusive rocks

5 成因類型的討論

前人對花崗巖進行了劃分，比較常用的分類為來自火成巖源區巖石的I型花崗巖和派生于沉積巖源區的S型花崗巖［7］.從閭山巖體的A-C-F圖解（圖4）中可以看出，長嶺溝、石佛寺、望海寺、雙泉寺巖體多數落于S型花崗巖區，部分點落于I型花崗巖區.造成部分樣品向I型花崗巖區偏離的主要原因可能是CaO的含量偏高所致，也就是說巖漿在侵入過程中混入了大量的含鈣物質較高的外來物質.A/CNK值在0.89～1.18之間變化，除石佛寺巖體略小于1外，其他均大于1.1. K2O/Na2O的值為0.58～0.99，Sm/Nd值在0.13～0.19之間，δEu值在1.03～1.12之間.經過整理分析可以看出，以上常量與微量元素特征及花崗巖類型上也反映出早期的花崗閃長巖向晚期的二長花崗巖轉變的規律.粒度過渡較明顯，由中細?！瓢郀睢写至?巖石屬鈣堿性巖石系列.Al2O3含量普遍較高，屬過鋁型巖石.各巖體普遍見有圍巖黑云斜長片麻巖包裹體，但未發現深源包體.巖石偏酸性，且SiO2含量變化范圍較窄.鐵族元素Cr、Ni等低于花崗巖平均值.巖漿來源為上地殼，表明其應為S型花崗巖.

表4 閭山巖體巖石稀土元素參數值Table 4 Rare earth element content of the Lyushan intrusive rocks

表5 閭山巖體稀土元素參數值Table 5 REE parameters of the Lyushan intrusive rocks

圖4 閭山各巖體A-C-F圖解Fig.4 The A-C-F diagram of the Lyushan intrusive rocks

6 成因構造環境與就位機制的分析

圖5 閭山巖體Rb-（Yb+Nb）圖解Fig.5 The Rb-（Yb+Nb）diagram of Lyushan intrusive rocks

閭山巖體的Rb－（Yb+Nb）圖解（圖5）中，巖體投入板內花崗巖與同碰撞花崗巖的邊緣.R1-R2多陽離子圖解（圖6），其投影點主要落于同碰撞的花崗巖區.因此結合測區區域構造背景綜合分析，閭山巖體花崗巖屬于古老克拉通上的燕山強烈構造運動環境下的產物［8］.

圖6 閭山巖體R1-R2多陽離子圖解Fig.6 The R1-R2diagram of Lyushan intrusive rocks

根據閭山巖石特征、平面形態及所處構造環境可以看出，在早侏羅世受韌性剪切作用，造成地殼上隆，導致下地殼空虛，晚侏羅世巖漿沿此構造薄弱部位上侵首先使長嶺溝巖體就位.由于侵位層次不同，當望海寺與雙泉寺巖體上侵時，氣液在巖漿房內大量聚集，其內壓力增大，從而使巖體產生膨脹.巖漿對圍巖產生推擠作用，使處于韌性狀態下的圍巖位態發生改變，導致圍巖產狀與接觸帶一致.巖漿最后分異出面積較小的石佛寺粗?；◢忛W長巖巖體.

綜上所述，認為閭山巖體就位機制為被動頂蝕，局部地段表現為氣球膨脹就位的特點.主要依據該巖體形態為近南北向延伸的不規則帶狀—橢圓狀，與圍巖的接觸面為不規則曲面，局部巖體深入圍巖呈舌狀.各巖體接觸面凸凹不平，不具同心圓狀環帶狀構造.巖石以粒狀為主，不發育就位葉理，圍巖構造面理與圍巖和巖體接觸面斜交，呈現不整合侵入關系［6］.而局部地段表現為氣球膨脹就位，反映在巖體內部就位葉理發育，片麻理由長石、石英等礦物定向排列而成，巖體內圍巖捕虜體均定向壓扁拉長，最大扁平面圍繞接觸面展布，遠離接觸面捕虜體逐漸減少.

總體來看，根據巖石地球化學研究結果，閭山花崗巖體為同造山期侵入體，受北側古亞洲洋構造域和東側太平洋構造域構造活動的影響，本地發生了明顯的構造運動，大面積的巖漿活動爆發，巖漿就位的年齡為燕山造山帶主造山期.由于閭山巖體為遼西地區北北東向構造巖漿巖帶的一部分，其本身也呈明顯的北北東向，顯示了燕山早期遼西地區的構造帶已經主要為北東向，構造變形主要受太平洋構造域控制，此時的構造體制可能發生變化，但仍以擠壓縮短為主，直到中晚期才轉變為伸展環境，形成閭山變質核雜巖和東西兩側的斷陷盆地.

7 結論

1）閭山巖體為燕山期強烈運動產物，侵位機制主體為被動頂蝕，局部顯示為氣球膨脹就位特點.

2）閭山巖體同位素年齡（153±2 Ma）表明，北北東向巖漿活動帶和構造變形帶為特征的太平洋構造域在燕山期開始控制本區，此時構造體制有可能發生了改變.

3）根據成因分析，閭山花崗巖生成于伸展環境下，可能與地殼減薄、地幔物質上隆密切相關，總體的變質核雜巖構造及兩側的斷陷盆地是晚燕山期伸展活動的記錄.

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GEOLOGIC CHARACTERISTICS AND EMPLACEMENT MECHANISM OF THE LYUSHAN GRANITE IN LIAONING PROVINCE

WANG Xuan

（Liaoning Institute of Geological Survey,Shenyang 110031,China）

The Lyushan intrusive bodies are located in the east part of Tianshan-Xingan-Mongolia orogenic belt on the northernmarginoftheNorthChinaplate,generallytrendinginNNEdirection.TheinteractionbetweenNorthChinaplateand Jiamusi-Mongolia plate in early stage probably provides heat and space for the formation of the rock bodies.The later interaction between the North China plate and the Pacific plate makes the final emplacement of magma.In the early compression stage,the orogeny makes thickened crust.Then,the stretching process,with delamination performed by mantle heat,makesthecrustthinning,formingtheLyushanmetamorphiccorecomplexandthefaultbasinsintheeastandwestsides.

Lyushan;granite;formation;emplacement;Liaoning Province

1671-1947（2014）02-0114-07

P588.12

A

2012－11－ 21；

2013-05-30.編輯：張哲．

中國地質調查局地質調查項目“1∶25萬阜新市、鞍山市幅區調修測”（基［2010］礦評01-10-03）資助.

王萱（1978—），女，地質工程師，從事區域地質調查工作，通信地址遼寧省沈陽市皇姑區寧山中路42號羽豐大廈27-10，E-mail//wx_521008@163.com